一种抗泥型聚羧酸高性能减水剂及其制备方法技术

一种抗泥型聚羧酸高性能减水剂及其制备方法，合成原料含有N‑乙烯基吡咯烷酮接枝β‑环糊精共聚单体。合成原料还含有甲基烯丙基聚氧乙烯醚共聚单体：不饱和羧酸共聚单体：引发剂：还原剂：链转移剂：液碱：水。合成原料的质量比为，甲基烯丙基聚氧乙烯醚共聚单体：不饱和羧酸共聚单体：N‑乙烯基吡咯烷酮接枝β‑环糊精共聚单体：引发剂：还原剂：链转移剂：液碱：水为350～400：28～32：8～15：1.5～2.5：1.0～1.6：0.8～1.6：30～45：430～480。本发明专利技术具有工艺过程简单、分散性能良好、抗泥效果显著、与水泥适应性优良等优点，尤其适用于高含泥砂石、石粉及机制砂等材料。

【技术实现步骤摘要】
一种抗泥型聚羧酸高性能减水剂及其制备方法
本专利技术属于混凝土外加剂
，特别是涉及一种抗泥型聚羧酸高性能减水剂及其制备方法。
技术介绍
目前随着优质砂石骨料资源的锐减，骨料砂石含泥量不断提高，而粘土对聚羧酸减水剂的吸附很大，导致混凝土初始流动性和经时保持性能均受到很大影响。虽然通过提高聚羧酸减水剂的掺量能得到缓解，但这种做法在增加成本的同时还会引起混凝土凝结时间延长，抗压强度比下降。现有技术中，主要通过复配或者合成的方式制得小分子型牺牲剂，引入聚乙二醇、磷酸盐、磷酸酯类等强吸附性基团对粘土进行优先吸附，从而实现抗泥效果。但采用小分子型牺牲剂对粘土等进行优先吸附，这类产品的牺牲剂仍需与其他减水剂复配使用，成本较高，同时由于其分子量小，与聚羧酸存在相容性问题，能起到的抗泥效果也有限。中国专利申请CN105542091A公开了一种缓释阳离子具有抗泥效果的聚羧酸系高性能减水剂及其制备方法。该专利申请以不饱和羧酸、聚醚大单体、阳离子不饱和单体、不饱和酯类、交联剂、链转移剂、氧化剂及还原剂为原料，在常温下，无热源成功合成了缓释阳离子型抗泥聚羧酸高性能减水剂。分子结构中引入了长链酯类交联剂和阳离子不饱和单体，使该聚羧酸减水剂具有很好的缓释和抗泥效果。中国专利申请CN106589254A公开了一种单双烷基磷酸酯支链抗泥型聚羧酸减水剂母料，在传统聚羧酸减水剂合成工艺中，通过引入单双烷基磷酸酯与聚醚大单体长支链相互交错，增大减水剂的适应性；此外，单双烷基磷酸酯初始锚固能力强于羧酸根、磺酸根、硫酸根、硝酸根，并在液碱性溶液中水解成磷酸醇和羧酸基团，增大混凝土和易性和保坍效果，从而制得抗泥型聚羧酸减水剂。上述的几种抗泥型聚羧酸减水剂，通过引入酯类及缓释型单体，一定程度上能缓解粘土对聚羧酸吸附的影响，但都不能从根本上减弱粘土对聚羧酸减水剂长侧链的插层吸附影响，亟需从源头上去减弱粘土的插层吸附，从而实现较好的抗泥效果。因此开发出一种工艺简单、抗泥性能显著、综合性能优越的聚羧酸高性能减水剂具有重要意义。因此，针对现有技术不足，提供一种抗泥型聚羧酸高性能减水剂及其制备方法以克服现有技术不足甚为必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种抗泥型高性能聚羧酸减水剂及其制备方法，具有制备工艺简单、分散性能良好、抗泥效果显著、与水泥适应性优良等特点。本专利技术的上述目的通过如下技术手段实现。提供一种抗泥型聚羧酸高性能减水剂，合成原料中含有N-乙烯基吡咯烷酮接枝β-环糊精共聚单体。该抗泥型聚羧酸高性能减水剂，合成原料还包括有甲基烯丙基聚氧乙烯醚共聚单体、不饱和羧酸共聚单体、引发剂、还原剂、链转移剂、液碱和水。以质量份计，合成原料的配比为，甲基烯丙基聚氧乙烯醚共聚单体：350～400份；不饱和羧酸共聚单体：28～32份；N-乙烯基吡咯烷酮接枝β-环糊精共聚单体：8～15份；引发剂：1.5～2.5份；还原剂：1.0～1.6份；链转移剂：0.8～1.6份；液碱：30～45份；水：430～480份。以质量份计，优选的，上述N-乙烯基吡咯烷酮接枝β-环糊精共聚单体的合成原料配比为：β-环糊精：20～30份；二甲基甲酰胺溶剂：130～180份；N-乙烯基吡咯烷酮：13～18份。优选的，上述甲基烯丙基聚氧乙烯醚共聚单体的分子量为2000～3000。优选的，上述不饱和羧酸共聚单体为甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸、马来酸酐中的一种或多种。优选的，上述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾或者双氧水的一种或多种。优选的，上述还原剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、L-抗坏血酸、甲醛合次硫酸氢钠或者硫酸亚铁的一种或多种。优选的，上述链转移剂为异丙醇、次磷酸钠、十二烷基硫醇、巯基乙醇、巯基乙酸或者3-巯基丙酸一种或多种。本专利技术同时提供上述一种抗泥型聚羧酸高性能减水剂的制备方法，包括如下步骤，(1)N-乙烯基吡咯烷酮接枝β-环糊精共聚单体的制备：向装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中加入二甲基甲酰胺溶剂和β-环糊精，搅拌均匀后再加入N-乙烯基吡咯烷酮，持续搅拌并升温至70～100℃，反应7～12h，得到N-乙烯基吡咯烷酮接枝β-环糊精溶液，经三氯甲烷沉淀，丙酮洗涤过后，干燥得N-乙烯基吡咯烷酮接枝β-环糊精固体。(2)抗泥型聚羧酸减水剂的制备：向装有搅拌器、温度计的四口烧瓶中，投入甲基烯丙基聚氧乙烯醚、N-乙烯基吡咯烷酮接枝β-环糊精，加水开启搅拌加热升温至55℃～60℃，待烧瓶内单体完全溶解后，投入引发剂，搅拌5min～10min后同时滴加I料溶液和II料溶液。I料溶液是由不饱和羧酸共聚单体和水搅拌均匀配制成的溶液。II料溶液是由还原剂、链转移剂和水搅拌均匀配制成的溶液，I料溶液滴加3h～4h、II料溶液滴加3.5h～4.5h，滴完后继续在55℃～60℃保温1h～2h，反应结束后补水冷却至30℃加液碱中和至pH值6～7左右，最终制得抗泥型聚羧酸高性能减水剂。本专利技术将空间位阻较大的分子或基团引入聚羧酸减水剂分子中，能较好地解决聚羧酸减水剂对泥土的适应性问题。因为β-环糊精具有中空筒状的刚性结构，其显著的空间位阻效应将阻止粘土颗粒继续吸附其他聚羧酸分子，进而提高聚羧酸减水剂抑制蒙脱土负效应的能力，但β-环糊精不含双键等不饱和基团，无法与聚醚大单体直接进行自由基聚合，所以本专利技术通过将β-环糊精与N-乙烯基吡咯烷酮先进行酯化反应，引入双键结构进行改性后，再将改性后的产物与聚醚大单体、丙烯酸进行自由基共聚反应，最终制得的抗泥型聚羧酸高性能减水剂产品具有工艺过程简单、分散性能良好、抗泥效果显著、与水泥适应性优良等优点，尤其适用于高含泥砂石、石粉及机制砂等材料中。本专利技术可以与消泡剂、引气剂、缓凝剂、增稠剂、减缩剂等功能型助剂按一定比例复配使用，具有分散性能良好、抗泥效果显著、与水泥适应性优良等特点，产品工艺简单，安全可靠，性能稳定，不含氯离子，对钢筋无锈蚀危害，对环境无污染等优点。具体实施方式结合以下实施例对本专利技术的技术方案作进一步说明。实施例1。一种抗泥型聚羧酸高性能减水剂，合成原料中含有N-乙烯基吡咯烷酮接枝β-环糊精共聚单体。该抗泥型聚羧酸高性能减水剂，合成原料还包括有甲基烯丙基聚氧乙烯醚共聚单体、不饱和羧酸共聚单体、引发剂、还原剂、链转移剂、液碱和水。以质量份计，合成原料的配比为，甲基烯丙基聚氧乙烯醚共聚单体：350～400份；不饱和羧酸共聚单体：28～32份；N-乙烯基吡咯烷酮接枝β-环糊精共聚单体：8～15份；引发剂：1.5～2.5份；还原剂：1.0～1.6份；链转移剂：0.8～1.6份；液碱：30～45份；水：430～480份。以质量份计，优选的，上述N-乙烯基吡咯烷酮接枝β-环糊精共聚单体的合成原料配比为：β-环糊精：20～30份；二甲基甲酰胺溶剂：130～180份；N-乙烯基吡咯烷酮：13～18份。甲基烯丙基聚氧乙烯醚共聚单体的分子量为2000～3000。不饱和羧酸共聚单体为甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸、马来酸酐中的一种或多种。引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾或者双氧水的一种或多种。还原剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、L-抗坏血酸、甲醛合次硫酸氢钠或者硫酸亚铁的一种或多种。链转移剂为异丙醇、次磷酸钠、十二烷基硫醇、巯基乙醇、巯基乙酸或者3-巯基丙酸一种或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗泥型聚羧酸高性能减水剂，其特征在于：合成原料中含有N‑乙烯基吡咯烷酮接枝β‑环糊精共聚单体。

【技术特征摘要】
1.一种抗泥型聚羧酸高性能减水剂，其特征在于：合成原料中含有N-乙烯基吡咯烷酮接枝β-环糊精共聚单体。2.如权利要求1所述的一种抗泥型聚羧酸高性能减水剂，其特征在于：合成原料还包括有甲基烯丙基聚氧乙烯醚共聚单体、不饱和羧酸共聚单体、引发剂、还原剂、链转移剂、液碱和水。3.如权利要求2所述的一种抗泥型聚羧酸高性能减水剂，其特征在于：以质量份计，合成原料的配比为，甲基烯丙基聚氧乙烯醚共聚单体：350～400份；不饱和羧酸共聚单体：28～32份；N-乙烯基吡咯烷酮接枝β-环糊精共聚单体：8～15份；引发剂：1.5～2.5份；还原剂：1.0～1.6份；链转移剂：0.8～1.6份；液碱：30～45份；水：430～480份。4.如权利要求3所述的一种抗泥型聚羧酸高性能减水剂，其特征在于：以质量份计，所述N-乙烯基吡咯烷酮接枝β-环糊精共聚单体的合成原料配比为：β-环糊精：20～30份；二甲基甲酰胺溶剂：130～180份；N-乙烯基吡咯烷酮：13～18份。5.如权利要求4所述的一种抗泥型聚羧酸高性能减水剂，其特征在于：所述甲基烯丙基聚氧乙烯醚共聚单体的分子量为2000～3000。6.如权利要求5所述的一种抗泥型聚羧酸高性能减水剂，其特征在于：所述不饱和羧酸共聚单体为甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸、马来酸酐中的一种或多种。7.如权利要求6所述的一种抗泥型聚羧酸高性能减水剂，其特征在于：所述引发剂为过硫酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：仲以林，陆智明，符惠玲，黄凯波，巫晓鑫，
申请(专利权)人：广东瑞安科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44