[发明专利]一种高适应型聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种高适应型聚羧酸减水剂及其制备方法，其特征在于：所述的高适应型聚羧酸减水剂是由聚醚大单体A、不饱和羧酸单体B和含膦酸基团的不饱和酯类单体C在水溶液下自由基共聚合成，所述含膦酸基团的不饱和酯类单体C是由次氮基三乙酸和亚磷酸的反应产物与异构不饱和醇酯化生成。本发明所述高适应型聚羧酸减水剂相比传统结构的聚羧酸减水剂，对混凝土原材料的适应性更强，具有更优良的减水和缓凝效果。

技术领域

本发明属于混凝土外加剂技术领域，具体涉及到一种高适应型聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

聚羧酸减水剂具有掺量低、减水率高、保坍能力强等优点，同时其分子结构灵活、可设计性强，可以满足不同建筑工程的需求。但由于水泥熟料矿物成分复杂多变、砂石材料的品位参差不齐、矿物掺合料性能的差异、混凝土配合比和操作环境等因素，聚羧酸减水剂时而出现适应性不良的问题，导致其在混凝土中的应用受到制约。

中国CN201710119909.2号专利公开一种含膦酸基团聚羧酸减水剂的制备方法，首先制备端烯基不饱和膦酸单体，其次将丙烯酸、不饱和膦酸单体、链转移剂及去离子水配成混合单体溶液，烯基聚氧乙烯醚大单体溶液为底料，在常温聚合条件下分别滴加引发剂水溶液和混合单体溶液，均匀搅拌滴加反应，最后用氢氧化钠溶液中和，即得聚羧酸高性能减水剂，该聚羧酸减水剂在水中不发生水解，在水泥水化过程中不能产生膦酸盐，聚羧酸减水剂的适应性较低。

中国CN103467670A号专利涉及一种抗泥型聚羧酸系减水剂及其制备方法，属于减水剂领域。该减水剂的制备包括两个步骤：(1)季铵盐低聚物的制备：环氧溴丙烷与叔胺类化合物水溶液在低级醇和水的混合溶剂中，体系pH值1-2时，在复合引发剂的作用下反应，然后进行减压蒸馏，即得淡黄色粘稠状的季铵盐低聚物；(2)抗泥型聚羧酸系减水剂的制备：将季铵盐低聚物与异戊烯醇聚氧乙烯醚、氨基三亚甲基膦酸、不饱和一元羧酸及其衍生物在引发剂和链转移剂的作用下通过自由基共聚得到无色至浅黄色透明的聚羧酸系减水剂。该设计理念主要是通过季铵盐和膦酸基团，来屏蔽黏土对聚羧酸减水剂的吸附，但氨基三甲基膦酸因不含不饱和碳碳键，无法共聚到聚羧酸主链上，与复配无异。

目前市面上的聚羧酸减水剂应用于高含泥量砂石材料中，会出现和易性差、泌水严重、浆体稳定性差等适应性不良的问题，因此，急需设计一种高适应型聚羧酸减水剂以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种高适应型聚羧酸减水剂及其制备方法，通过自制含膦酸基团的不饱和酯类单体C，与传统原材料自由基共聚而制得，通过释放小分子膦酸盐起到抗泥效果，改善浆体的稳定性，对混凝土原材料的适应性更强，具有更优良的减水和缓凝效果。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种高适应型聚羧酸减水剂由聚醚大单体A、不饱和羧酸单体B和含膦酸基团的不饱和酯类单体C在水溶液下自由基共聚合成，所述化合物结构如下：

其中a为1-50的整数，b为1-100的整数，c为1-100的整数；

所述高适应型聚羧酸减水剂的制备方法由以下3步完成：

第一步：膦酸化反应

a.将次氮基三乙酸投入到反应器中，加入催化剂三氟甲磺酸，升高温度；

b.将亚磷酸缓慢滴加至反应器中，滴加过程控制升温速度30-50℃/h；

c.滴加完成后，保温反应，得到膦酸化产物；

第二步：酯化反应

a.将第一步制备的膦酸化产物与异构不饱和醇投入到反应器中；