[发明专利]一种抗泥、保坍型聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗泥、保坍型聚羧酸减水剂，首先将马来酸酐和2‑羟基膦酰基乙酸在加热搅拌条件下进行酯化反应得抗泥功能单体；再引入疏水性聚醚大单体、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯单体进行自由基聚合而成。本发明所述抗泥、保坍型聚羧酸减水剂，可有效保证所得新拌混凝土的抗泥、保坍性能，并进一步提升所得新拌混凝土的和易性能和力学性能；对水泥种类和砂石质量等适用性强，可为新疆地区戈壁料在混凝土中的应用提供技术支持；且涉及的制备方法简单、反应条件温和、环境友好，适合推广应用。

技术领域

本发明属于外加剂技术领域，具体涉及一种抗泥、保坍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、分子结构可设计性强等优点，目前已经成为世界主流的混凝土外加剂之一。然而，随着建筑行业的兴起，基建类工程剧增，砂石骨料消耗巨大，但优质的砂石资源日益紧缺，采用劣化砂石资源面临骨料含泥量大、杂质含量高等问题。尤其新疆地区分布的戈壁料通常以天然砂、卵石为主，其砂断级配现象严重，卵石偏大(20-40mm)，且骨料含泥量大(高达19wt％)，含泥成分主要以蒙脱土、粉质黏土为主；将其应用于制备混凝土拌合物，会大量吸附外加剂和水，使混凝土拌合物体积膨胀，并变成糊状物，流动性、工作性变差，且硬化脱水后体积收缩明显，强度远低于设计强度。而普通聚羧酸减水剂对砂石中的含泥量十分敏感，随着砂石中含泥量的增大，聚羧酸减水剂在使用时被黏土大量吸附，使得聚羧酸减水剂的分散性和分散保持能力下降，导致混凝土流动性大幅下降，坍落度、扩展度经时损失加大。

针对上述技术问题，通常采取增加聚羧酸减水剂的掺量或引入阻泥剂的改进措施：传统抗泥型聚羧酸减水剂很难应对新疆地区戈壁料的高含泥环境，且适应性差，减水剂在拌合物中的分散性能和保坍性能严重下降，骨料中的泥会大量吸附减水剂，使减水剂丧失减水性能；提高减水剂掺量势必会增加生产经营成本，且不能从实质上解决减水率低、保坍能力差等问题，另一方面还会造成混凝土拌合物离析、泌水、凝结时间异常等问题；而阻泥剂的引入会导致聚羧酸减水剂性能下降，并会出现与砂石骨料相容性差等问题。

因此，如何在原材料(戈壁料等)质量不佳的情况下，有效解决聚羧酸减水剂与胶材、骨料之间的相容性、适应性问题，研制出一种具有高抗泥、高保坍作用的聚羧酸减水剂，具有重要的研究和应用意义。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的主要目的在于提供一种抗泥、保坍型聚羧酸减水剂，兼具良好的抗泥、保坍性能，有效提升聚羧酸减水剂与黏土的竞争吸附能力，减弱黏土对减水剂分子的影响，并可一定程度上改善新拌混凝土的和易性能，为进一步将新疆地区戈壁料应用于混凝土中提供技术保障；且涉及的制备方法简单、反应条件温和、环境友好，适合推广应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种抗泥、保坍型聚羧酸减水剂，其结构式见式I：

式中，a，b，c，d，n，N均为正整数，其中a取值为3～12；b取值6～24；c取值20～32；d取值8～22；n取值44～62；N取值3～8；R₁为H或CH₃，R₂为(CH₂)_x，x取1～4之间的整数。

上述一种抗泥、保坍型聚羧酸减水剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将马来酸酐和2-羟基膦酰基乙酸进行加热搅拌反应，得抗泥功能单体；

2)向所得抗泥功能单体中加入疏水性聚醚大单体、引发剂和水，溶解混合均匀后，分别同时滴加链转移剂溶液和丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯混合液，继续进行保温反应；

3)降温至室温后，调节所得反应体系的pH值至6～7，搅拌均匀，即得所述抗泥、保坍型聚羧酸减水剂。