[发明专利]一种早强保坍型聚羧酸型减水剂及其制备方法

说明书

一种早强保坍型聚羧酸型减水剂及其制备方法，包括以下重量份数的组份：甲基烯丙基聚氧乙烯醚：0.8‑1.2份；N‑羟甲基丙烯酰胺：3‑5份；功能单体：2‑4份；丙烯酸：5‑9份；过硫酸铵：0.02‑0.04份，亚硫酸氢钠：0.01‑0.02份，链转移剂：0.005‑0.01份。本发明基于分子结构设计原理，以甲基烯丙基聚氧乙烯醚为原料，加入自制含有较多具有保塑性的羧基、酯基的功能单体，再引入具有早强作用的酰胺等基团，合成了兼有早强和保坍功能的新型聚羧酸减水剂，打破了该领域的技术偏见。

技术领域：

本发明涉及一种早强保坍型聚羧酸型减水剂及其制备方法。

背景技术：

聚羧酸系减水剂由于众多突出优点，已成为目前国内应用量最大的一类减水剂，据统计2015年聚羧酸系减水剂(20％母液)产量已达6219万吨，占到高效减水剂市场产量的80％。然而，聚羧酸系减水剂存在的主要问题是采用的大单体同质化严重，与含泥量高的砂石料适应性差；配制混凝土的早期强度和坍落度损失常互为矛盾等。混凝土搅拌站为了解决这些问题，常采用复配缓凝剂、保坍剂、早强剂等方法，但复配组分不易控制，相容性差，搅拌站也常常很困扰。

有技术人员引入β-糊精酯化中间体为共聚单体，使共聚物中含有大量的缓凝型基团，合成的超缓凝型梳形共聚物减水剂，缓凝效果明显，水泥净浆在长时间内流动损失较小，且不影响中后期强度。张光华等以丙烯酸、异丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)、甲基丙烯磺酸钠等为单体，采用含有酰胺基团的单体部分取代丙烯酸，通过水溶液聚合法制备出具有早强功能的聚羧酸系减水剂。刘晓等以端氨基甲氧基聚乙二醇(NPEG)作为侧链通过酰胺键与主链聚丙烯酸相连合成一类新型酰胺减水剂。与普通减水剂相比，掺有酰胺减水剂的混凝土含气量及坍落度保持能力、抗冻性能更优。但是在上述研究中，早强与保坍性能相矛盾(即在提高早强性能的同时，保坍性能会有所降低；而提高保坍性能的同时，早强性能会有所降低)。现有技术对此并没有很好解决之策。

发明内容：

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺点，提供了一种早强保坍型聚羧酸型减水剂及其制备方法，组份以及制备方法合理，有效的解决了早强与保坍性能相矛盾的问题，解决了现有技术中存在的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种早强保坍型聚羧酸型减水剂，所述早强保坍型聚羧酸型减水剂的结构式如式(I)所示：

其中n，x，y，z为正整数。

优选的，所述早强保坍型聚羧酸型减水剂包括以下重量份数的组份：甲基烯丙基聚氧乙烯醚：0.8-1.2份；N-羟甲基丙烯酰胺：3-5份；功能单体：2-4份；丙烯酸：5-9份；过硫酸铵：0.02-0.04份，亚硫酸氢钠：0.01-0.02份，链转移剂：0.005-0.01份；所述功能单体的结构式如式(II)所示：

优选的，所述功能单体按照如下步骤合成而成：取等物质的量的马来酸、酒石酸加入反应器中，加热至60-80℃，在回流冷凝的条件下搅拌反应20-50min后，再将等物质的量的三乙醇胺用恒压滴液漏斗滴入反应器中，继续升温至95-105℃，封闭反应5-6h，自然冷却即得到功能单体。

优选的，所述链转移剂为疏基丙酸或疏基乙酸或异丙醇或甲基丙烯磺酸钠或烷基硫醇或烷基二硫代黄原酸酯类。

一种早强保坍型聚羧酸型减水剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、向反应器中加入甲基烯丙基聚氧乙烯醚，N-羟甲基丙烯酰胺，功能单体和水，然后加热溶解；

S2、当温度升至50-70℃时，加入亚硫酸氢钠，然后搅拌不少于10min；