一种两性抗泥型聚羧酸减水剂制造技术

本发明专利技术公开了一种两性抗泥型聚羧酸减水剂，通过引入不饱和季铵盐单体，得到两性抗泥型聚羧酸减水剂，具体制备过程如下：在氧化还原引发体系下，不饱和羧酸单体、不饱和聚醚单体、不饱和季铵盐单体在水相中进行自由基聚合反应得到抗泥型聚羧酸减水剂。该制备方法简单易行、工艺稳定，且合成的两性抗泥型聚羧酸减水剂中的阳离子季铵盐，可以有效抑制粘土层状结构的膨胀，既能减少粘土膨胀吸收的水，又能降低聚羧酸减水剂聚醚侧链在粘土层状结构中的插层作用；两性抗泥型聚羧酸减水剂中阴离子羧酸，能够在水泥颗粒表面形成静电吸附作用，达到有效分散混凝土的效果。而且两性抗泥型聚羧酸减水剂的分散保持性和适应性都有提高，能有效改善混凝土和易性。有效改善混凝土和易性。

【技术实现步骤摘要】
一种两性抗泥型聚羧酸减水剂
[0001]

[0002]本专利技术属于混凝土外加剂合成
，尤其涉及一种两性抗泥型聚羧酸减水剂。

技术介绍

[0003]混凝土外加剂被称为混凝土中的第五组分，是高性能混凝土应用的必须组分。减水剂作为混凝土外加剂中最重要的一种外加剂，在混凝土施工中发挥着重要作用。近年来，聚羧酸减水剂因其掺量低、减水率高、环境友好等诸多优点，已经发展成为用量最大的混凝土外加剂。
[0004]然而随着建筑行业的迅猛发展，砂石资源质量急剧下降，砂石骨料中的含泥量明显增加，而骨料含泥中的主要成分包括膨润土、白云母等，这些粘土矿物有些具有层状结构，粘土的层状结构使混凝土拌合物的需水量增大，且粘土的层状结构易使聚羧酸减水剂发生插层作用而失去分散效果；另外砂石资源的严重匮乏，不得不以机制砂替代天然砂石，机制砂中的石粉，同样会吸附一定量的聚羧酸减水剂，使其分散作用下降。因此聚羧酸减水剂对泥粉的耐受性，成为制约其应用的关键因素。
[0005]现有的改善聚羧酸减水剂抗泥型的方法主要有两类，一类是加入抗泥剂，通过抗泥剂封堵粘土的层状结构，抑制粘土的吸水膨胀作用，降低粘土对聚羧酸减水剂的吸附，例如中国专利CN109776785B公开的一种混凝土用抗泥功能外加剂及其制备方法，由环氧氯丙烷、六亚甲基四胺和聚乙二醇制备得到嵌段共聚物，阳离子和聚乙二醇优先与粘土发生作用，且抑制粘土吸水膨胀，从而减少聚羧酸减水剂在粘土上的吸附。但是由于聚乙二醇本身具有引气作用，用量过少不容易起到插层“牺牲剂”的作用，用量过高引气作用严重，降低混凝土性能，另外抗泥剂也存在于减水剂的适应性问题。另一类主要是对聚羧酸减水剂分子结构进行调整，引入具有抗泥型的磷酸酯基团或对使用空间位阻较大的侧链，例如中国专利CN110684161A公开的一种含磷酸酯的聚羧酸减水剂的制备方法，由不饱和羧酸单体、不饱和磷酸酯单体和不饱和聚醚单体反应得到，但是由于磷酸酯类结构具有一定的链转移作用，导致合成的聚羧酸减水剂分子量分布较宽，一定程度上降低含磷酸酯聚羧酸减水剂的分散性能；另外许多不饱和羧酸单体的聚合活性较低，需要较苛刻的反应条件，使聚合反应难度增大，反应转化率低，也使含磷酸酯聚羧酸减水剂应用受限制。专利CN113150219A公开的一种高适应性抗泥型减水剂及其制备方法，使用自合成的带不饱和苯酚醇头的聚醚单体，与其他不饱和小单体进行共聚反应，得到抗泥型减水剂。但是苯酚醇头和环氧丙烷的引入会严重降低减水剂在水中的相容性，聚醚侧链在水泥孔隙液中不易处于伸展状态，难以起到空间位阻作用，使减水剂的分散性大大降低。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种两性抗泥型聚羧酸减水剂，是以不饱和羧酸单体、不饱和季铵盐功能单体、不饱和聚醚进行共聚反应，制备得到两性抗泥型聚羧酸减水剂，以引入的阳离子基团抑制粘土的吸水膨胀作用，减少粘土对减水剂的吸附，降低拌合水和减水剂用量，增加聚羧酸减水剂的分散性。
[0007]实现本专利技术目的的具体技术方案是：一种两性抗泥型聚羧酸减水剂，特点是：所述两性抗泥型聚羧酸减水剂由不饱和聚醚单体400
‑
550份、不饱和羧酸单体22
‑
60份、不饱和季铵盐单体2
‑
30份、氧化剂2
‑
8份、还原剂0.5
‑
2份及链转移剂1.0
‑
10份经水相自由基无规共聚反应制得，具体制备如下：将不饱和聚醚单体、不饱和羧酸单体和不饱和季铵盐单体，在氧化剂和还原剂的氧化还原引发体系下，以链转移剂调节聚合产物的分子量，在15
‑
45℃下反应1h
‑
3.5h，然后以碱液调节聚合产物pH值为6
‑
8，得到所述两性抗泥型聚羧酸减水剂。
[0008]所述的不饱和聚醚单体为异戊烯基聚乙二醇醚或乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚。
[0009]所述的不饱和聚醚单体分子量为1500
‑
6000。
[0010]所述的不饱和羧酸单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸中的至少一种。
[0011]所述的不饱和季铵盐单体为烯丙基三甲基氯化铵、烯丙基三甲基溴化铵、N,N,N
‑
三甲基
‑3‑
(2
‑
甲基烯丙酰胺基)
‑1‑
氯化丙胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶液、二烯丙基二甲基氯化铵中的一种。
[0012]所述的引发剂为双氧水、过硫酸铵或过硫酸钾。
[0013]所述的还原剂为甲醛次硫酸氢钠、维生素C、亚硫酸氢钠中的一种。
[0014]所述的链转移剂为巯基乙醇、巯基丙酸或次磷酸钠。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的优势与有益效果如下：1.本专利技术所采用的合成工艺为常规合成路线，在现有生产装置下即可生产，反应条件温和，工艺过程简单，无需增加额外设备和能耗，便于推广。
[0016]2、本专利技术以不饱和季铵盐单体、不饱和羧酸单体和不饱和聚醚单体进行共聚反应，制备得到两性抗泥型聚羧酸减水剂，通过在减水剂中引入阳离子基团，抑制粘土的吸水膨胀作用，减少聚羧酸减水剂在粘土中的吸附，提高聚羧酸减水剂在粘土含量较高的混凝土中的分散作用和分散稳定性，保证混凝土具有良好的施工性。
[0017]3、通过分子结构设计，将阳离子基团直接引入聚羧酸减水剂分子中，使聚羧酸减水剂分子中含有抗泥基团，避免了抗泥剂（或牺牲剂）和减水剂之间不相容的问题，极大提高了聚羧酸减水剂的适应性。
具体实施方式
[0018]为了使本专利技术的技术方案和优势更清楚明确，下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细阐释。需要理解的是，以下描述的实施例仅作为解释说明本专利技术，并不能用于限定本专利技术。
[0019]实施例1本实施例提供一种两性抗泥型聚羧酸减水剂，其制备方法如下：取丙烯酸54份，烯丙基三甲基氯化铵5份，水35份，混合均匀，标记为A液；取维生素
C 0.9份、巯基乙醇2份、水20份，混合均匀，标记为B液。
[0020]取异戊烯基聚乙二醇醚450份、水380份，混合搅拌至异戊烯基聚乙二醇醚完全溶解，30℃下开始反应，搅拌状态下加入双氧水5份，然后同时开始滴加A液和B液，控制A液滴加时间为2h，B液滴加时间为2.5h，滴加结束后，保温1h。
[0021]加入氢氧化钠溶液调节pH值至7，得到两性抗泥型聚羧酸减水剂。
[0022]实施例2取丙烯酸39份，烯丙基三甲基氯化铵6份，水32份，混合均匀，标记为A液；取维生素C 0.8份、巯基乙醇1.6份、水20份，混合均匀，标记为B液。
[0023]取乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚400份、水400份，混合搅拌至乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚完全溶解，20℃下开始反应，搅拌状态下加入双氧水3份，然后同时开始滴加A液和B液，控制A液滴加时间为0.4h，B液滴加时间为1h，滴加结束后，保温0.5h。
[0024]加入氢氧化钠溶液调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两性抗泥型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述两性抗泥型聚羧酸减水剂由不饱和聚醚单体400
‑
550份、不饱和羧酸单体22
‑
60份、不饱和季铵盐单体2
‑
30份、氧化剂2
‑
8份、还原剂0.5
‑
2份及链转移剂1.0
‑
10份经水相自由基无规共聚反应制得，具体制备如下：将不饱和聚醚单体、不饱和羧酸单体和不饱和季铵盐单体，在氧化剂和还原剂的氧化还原引发体系下，以链转移剂调节聚合产物的分子量，在15
‑
45℃下反应1h
‑
3.5h，然后以碱液调节聚合产物pH值为6
‑
8，得到所述两性抗泥型聚羧酸减水剂。2.根据权利要求1所述的两性抗泥型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述的不饱和聚醚单体为异戊烯基聚乙二醇醚或乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚。3.根据权利要求1所述的两性抗泥型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述的不...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛玉成，傅乐峰，冯中军，
申请(专利权)人：上海三瑞高分子材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：