[发明专利]一种抗泥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型聚羧酸减水剂及其制备方法。该抗泥型聚羧酸减水剂包括如下重量份的原料：三甘醇2‑4份、聚氧乙烯醚34‑36份、丙烯酸1.5‑2份、链转移剂0.2‑0.3份、还原剂0.05‑0.08份、引发剂0.8‑1份和pH调节剂1‑1.5份。本发明提供的抗泥型聚羧酸减水剂，通过各组分之间的相互作用，可显著提高聚羧酸减水剂的抗泥性。

技术领域

本发明属于混凝土外加剂合成技术领域，尤其涉及一种抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

聚羧酸减水剂是一种高性能减水剂，是水泥混凝土运用中的一种水泥分散剂，广泛应用于公路、桥梁、大坝、隧道、高层建筑等工程。

由于现有的砂石料中含泥量较大(含泥量主要是黏土)，而聚羧酸减水剂的掺量低、浓度低、敏感性较强，因此，加入的聚羧酸减水剂会优先与砂石料中的黏土相互作用，致使黏土和聚羧酸减水剂之间的吸附量是聚羧酸减水剂和水泥之间吸附量的数十倍甚至更多，造成聚羧酸减水剂的无效消耗，从而很大程度上减少其分散水泥颗粒的能力，造成混凝土强度较差，坍落度损失变快，严重影响质量。

针对上述问题，现有技术的解决方案主要由以下几种方式：1、增加聚羧酸减水剂的用量，但是该方式会增大成本，降低市场竞争力。2、对聚羧酸减水剂进行包覆，但是该方法会导致粘度升高，尤其是在高掺合材、低水胶比混凝土配制中，混凝土粘度高，不利于施工。3、对聚羧酸减水剂进行改性，如现有技术中公开了使用不饱和卤素单体、不饱和酸单体、不饱和聚醚单体聚合得到含有卤素的预聚体，随后将该预聚体与烷基磷酸酯进行Arbuzov反应得到含磷酸酯基的抗泥型聚羧酸系减水剂。虽然该改进方式得到的聚羧酸减水剂具有掺量低、减水率高、保坍时间长和抗泥性强的优点。但是该改进方法具有合成条件苛刻，且涉及的原料成本高的缺点。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法，该抗泥型聚羧酸减水剂不仅具有优异的减水和抗泥性能，而且制备方法简单，成本低，掺量小，市场应用前景广阔。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种抗泥型聚羧酸减水剂，所述抗泥型聚羧酸减水剂包括如下重量份的原料：三甘醇2-4份、聚氧乙烯醚34-36份、丙烯酸1.5-2份、链转移剂0.2-0.3份、还原剂0.05-0.08份、引发剂0.8-1份和pH调节剂1-1.5份。

发明人在对聚羧酸酸减水剂进行改进时，意外发现通过向配方中添加特定量的三甘醇，并利用三甘醇替代部分聚氧乙烯醚参与反应，由于三甘醇分子量相对较小，且价格更便宜，因此，在取代相同质量的聚氧乙烯醚时，消耗三甘醇的相对摩尔数量增加，提高了活性羟基的浓度，不仅能够保证丙烯酸聚合链上的羧基充分酯化，增加侧链的复杂性和多边形，提高保坍性能，而且能够节约成本。此外，通过在分子链中掺入相对摩尔数较多的三甘醇，还可以增加聚羧酸减水剂的极性端，利用聚羧酸减水剂中三甘醇的极性特性与小分子特性溶解泥沙并吸附与泥沙表面，从而抵消泥沙对聚羧酸减水剂两端的吸附，达到抗泥效果的同时，提高减水率。

本发明提供的抗泥型聚羧酸减水剂，通过特定用量的各组分之间的相互作用，可显著提高聚羧酸减水剂的抗泥性。发明人经深入实验研究发现，在上述配方的基础上，增加三甘醇的用量，虽然能够在一定程度上进一步提高聚羧酸减水剂的抗泥性能，但是会增加成本，本发明中特定用量的三甘醇结合其它组分不仅能够提高聚羧酸减水剂的抗泥性能，以满足现有的使用需求，还可以显著降低成本；如果将三甘醇替换为乙二醇、丙二醇或丙三醇等小分子物质，最终得到的聚羧酸减水剂的抗泥效果显著降低，如果将三甘醇替换为四甘醇、五甘醇等含有两个端羟基和醚的小分子物质，虽然能够进一步提高聚羧酸减水剂的抗泥效果，但是会显著增加成本。如果将三甘醇换成其他的可溶性脂类，比如单脂(甘油酯、鞘脂或胆固醇酯等)，最终得到的聚羧酸减水剂需要多添加10％-15％左右的量(折固后)才能达到与本发明相当的保坍和减水效果。

可选的，所述三甘醇的纯度≥98％。