[发明专利]一种强保坍减水助剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种强保坍减水助剂及其制备方法和应用，其具有如式1所示的结构：本发明减水助剂，以虾青素起始，在碱土金属催化剂条件下先与少量PO聚合再与大量EO聚合，产品高适应性，对于不同的减水剂母液合成温度均具有良好的适应性，产品具有强保坍性，少量添加进普通减水剂即可显著提升市售减水剂保坍性2倍及以上，同时由于催化剂的特殊结构使得产品泡沫低，避免了母液合成过程中起泡，主要用作混凝土、建筑领域。

技术领域

本发明属于减水剂技术领域，涉及一种强保坍减水助剂及其制备方法和应用。

背景技术

在建筑、混凝土领域，混凝土搅拌后需要在一定时间内保持流动性，保持坍塌。但是混凝土里不可加大量的水，因为水分蒸发至混凝土凝固需要大量时间，而且水分太多固含量变少，混凝土强度变差。因此减水剂的使用对减水剂行业尤为重要。

随着经济社会的发展，国内聚羧酸减水剂合成用聚醚大单体已从最初的MPEG(聚乙二醇单甲醚)发展到现在的APEG(烯丙基聚氧乙烯醚)、TPEG(异戊烯基聚氧乙烯醚)和HPEG(甲基烯丙基聚氧乙烯醚)，其中TPEG和HPEG大单体已占据国内最大的市场比例。

根据王业翔、王文娟在2018年《化工管理》发表论文《聚羧酸减水剂聚醚大单体工艺技术简析》所述：

MPEG合成减水剂，一般包含聚合、酯化2个环节，且由于MPEG不能完全酯化，残留在产品中的MPEG会极大的影响减水剂的应用性能，造成产品质量不稳定。

APEG合成减水剂，只需将其与起始剂单体溶液聚合便可制备。但APEG聚合活性较差，与MPEG单体类似残留量较大，得到的减水剂性能不稳定，目前产量逐年降低。

TPEG和HPEG合成减水剂，已成为国内市场上的主流品种，其聚合活性好，同时具有很好的减水率，但是其保坍性能有待提高。

据山西大学刘冠杰博士《乙烯醚类大单体EPEG合成聚羧酸减水剂条件与性能研究》、《聚羧酸减水剂聚醚大单体的应用研究进展》所述，目前市面上的减水剂产品合成母液时还普遍存在①需要比较苛刻的温度控制，温度波动对产品性能影响较大。APEG与MPEG母液合成温度为60℃～70℃，TPEG与HPEG通常在需要40℃～50℃，近两年的新型减水剂EPEG则需要降温至5℃～15℃才可进行母液合成。②合成母液时起泡较多，需要额外添加消泡剂。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种减水助剂及其制备方法，以虾青素为起始剂与PO、EO聚合制得一种减水助剂，该助剂对温度要求不高，具有高适应性，对于不同的减水剂母液合成温度均具有良好的适应性，产品具有强保坍性，少量添加即可显著提升市售普通减水剂保坍性2倍及以上，并且产品泡沫低，避免了母液合成过程中起泡，不需要额外添加消泡剂。

本发明上述减水助剂可广泛应用于建筑、混凝土领域。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种减水助剂，其具有如式1所示的结构：

式中，m取值各自独立地为1-5，优选1-3；n取值各自独立地为40-140，优选50-80。

本发明还提供一种上述式1所示减水助剂的制备方法，所述方法是在氮气环境中，以虾青素为起始剂，添加碱土金属催化剂，首先与环氧丙烷进行反应，然后与环氧乙烷进行反应，制得式1所示减水助剂。

本发明中，所述碱土金属催化剂结构为：其中R表示C6～C16的烷基，优选为正己基、异辛基、异癸基、异构十一烷基、异构十三烷基、十六烷基，更优选为正己基、异癸基、异构十三烷基；M表示碱土金属元素，优选为钙、镁、钡，更优选为钙、镁；p取值为1-30，优选为2-10。