[发明专利]一种超支链化糖苷聚羧酸减水剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及聚羧酸减水剂，具体公开了一种超支链化聚羧酸减水剂。所述超支链化聚羧酸减水剂以天然多羟基化合物糖苷为核，以聚羧酸线形大分子为臂的一类星型聚合物，由于其分子结构中具有许多的亲水基团和高度的支链化，同时分子间缠绕少，使得其溶解性及对水泥的分散作用和适应性大为增强。本发明提供的超支链化聚羧酸减水剂减水率高，对水泥的适应性强，净浆流动度大，能够很好地满足高性能混凝土工作性的要求。

技术领域

本发明涉及聚羧酸减水剂，具体地说，涉及一种超支链化聚羧酸减水剂。

背景技术

目前，聚羧酸系减水剂在我国工程上的应用最为广泛，这主要是由于聚羧酸系减水剂可以依据水泥的作用机理对其分子结构进行设计。聚羧酸系减水剂具有非常优良的分散性，能够在较低的掺量下达到很高的塑化效果，掺入聚羧酸系减水剂的混凝土具有很好的流动性保持性、优良的和易性和耐久性，同时对水泥的适应性较广。然而，由于我国的水泥品种繁杂，具有明显的地区性差异，因而在实际的工程应用当中，聚羧酸系减水剂表现出与水泥的适应性差的问题，在工程中经常出现混凝土泌水离析等现象。因此，亟需合成一种适应性更强，分散性更好，对环境无污染的高性能减水剂。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种超支链化糖苷聚羧酸减水剂及其制备方法与应用。

为了实现本发明目的，本发明的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种超支链化糖苷聚羧酸减水剂，通过如下步骤制备：

1)将甲基丙烯酸甲酯与聚乙二醇单甲醚进行酯交换反应，制备聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(MAMPEG)；

2)将糖苷与丙烯酰氯进行缩合反应，制备糖苷丙烯酸酯(AGC)；

3)将步骤1)制得的聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯和步骤2)制得的糖苷丙烯酸酯，与丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠进行自由基共聚反应，即得所述超支链化聚羧酸减水剂。

糖苷是一种天然多羟基化合物，具有很好的水溶性，以其为核制备具有三维球状空间结构的超支链化聚合物，能够显著增强减水剂的空间位阻效应，以其作为核心结构合成的聚合物，可得到一种高性能减水剂，能够很好的对水泥进行分散。本发明所述糖苷为天然多羟基的葡萄糖苷。本发明合成出的聚合物其分子量在10000～30000之间。

进一步地，所述步骤1)具体为：将摩尔比为3:1～5:1的甲基丙烯酸甲酯(MMA)和聚乙二醇单甲醚(MPEG)，以环己烷为反应溶剂，在催化剂叔丁醇锂和阻聚剂吩噻嗪的存在下，在70～80℃并通入空气的条件下不断搅拌，反应4～5h，减压蒸馏去除反应溶剂和未反应的甲基丙烯酸甲酯，即得聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(MAMPEG)。

所述叔丁醇锂的摩尔量为甲基丙烯酸甲酯摩尔量的1％，所述吩噻嗪的摩尔量为甲基丙烯酸甲酯摩尔量的0.1％。

在该反应条件下制备的聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯，转化率高，能够使98％以上的聚乙二醇单甲醚转化为聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(MAMPEG)，对后续反应有利。

进一步地，所述步骤2)具体为：将摩尔比为1:5～1:7的糖苷与丙烯酰氯分别溶于溶剂N,N′-二甲基甲酰胺(DMF)中得到糖苷溶液与丙烯酰氯溶液，在冰水浴的条件下，将丙烯酰氯溶液缓慢滴加到糖苷溶液中搅拌反应20～24h；将反应后的混合物转移到冰水浴中的乙醚中分离提纯，得到白色沉淀即为糖苷丙烯酸酯(AGC)。其中，丙烯酰氯相对于糖苷为过量状态。

进一步地，所述步骤3)具体为：

A、在氮气保护下，将步骤2)制得的糖苷丙烯酸酯(AGC)溶解于甲醇水溶液中；