[发明专利]一种降粘型聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种降粘型聚羧酸减水剂及其制备方法，所述降粘型聚羧酸减水剂包括如下原料：不饱和磷‑氮衍生物、聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯、不饱和羧酸、不饱和羧酸酯、链转移剂、引发剂、pH调节剂、水，所述不饱和磷‑氮衍生物由磷酰氯衍生物与不饱和胺反应制得。本发明首先以磷酰氯衍生物与不饱和胺为原料制备了不饱和磷‑氮衍生物，将其与聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯、不饱和羧酸、不饱和羧酸酯进行共聚制备的聚羧酸减水剂上含有不易水解的强极性磷酰胺基团，这种减水剂掺量低、减水率高，对水泥的分散性好，其参与制备的混凝土泌水率低、分散保持能力好，可操作性强。

技术领域

本发明属于减水剂技术领域，具体涉及一种降粘型聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

随着建筑行业的快速发展，建筑结构逐渐向超高层、轻量化、大跨度和结构体系复杂化的方向发展，高强甚至超高强混凝土以其整体强度高、自重轻的特点得到广泛的应用。但高标号混凝土高胶材、低水胶比的特点使新拌混凝土粘度大、流速慢，施工难度大大提高。

目前混凝土降粘最常用的方法包括提高减水剂掺量，掺量增大会产生更多的自由水，进而达到降粘的目的。但掺入过量的减水剂会造成混凝土泌水、离析且对混凝土的坍落度和强度造成负面影响。减水剂中的聚羧酸系减水剂是混凝土减水剂的第三代产品，具有掺量低、减水率高、坍落度损失小、收缩率低等优点，已经成为高性能混凝土必不可少的组分之一，由于聚羧酸减水剂分子结构具有可设计的特点，可以通过“分子结构设计”、控制合成工艺参数等手段，调整其分子结构、分子量及其分布，在保证减水剂正常掺量、正常减水率，不泌水、离析的前提下实现聚羧酸减水剂的降粘功能化，避免上述负面影响的产生，满足混凝土对减水剂减水和降粘的双重需求。

如专利CN111019057B公开了一种降粘型聚羧酸减水剂及其制备方法，所述的降粘型聚羧酸减水剂由以下组分构成：340-350份聚醚大单体、30-40份马来酸酐、4-5份次亚磷酸钠、4-7份附着力促进剂、3.0-6.0份过硫酸钾、0.5-0.8份还原剂、其余为水，总质量1000份，固含量为40％左右。该技术将传统聚羧酸减水剂合成原料丙烯酸置换为附着力促进剂，以附着力促进剂为短侧链，其磷酸、硅烷结构具有强极性，使减水剂分子初始牢固吸附在水泥颗粒表面；并以马来酸酐环状结构和疏水特性排出分子链与水泥颗粒之间的自由水，增加体系中自由水含量降低体系粘度。专利CN109053974A公开了一种降粘型聚羧酸减水剂的制备方法，由异戊烯醇聚氧乙烯醚单体、不饱和二元酸单体或其衍生物单体、降粘助剂按1：3-6：0.1-0.5的摩尔比在还原剂、氧化剂和链转移剂的作用下通过自由基聚合反应而成，所述降粘助剂为富马酸二乙醇酰胺磷酸酯。

以上技术为通过向聚羧酸减水剂分子上引入磷酸基、醇基、羧酸基、酯基等亲水极性基团产生溶剂化水膜来提高减水率，聚羧酸减水剂结构带有酯交联结构或者羧酸酯或者磷酸酯，能够通过碱性条件下羧酸酯、磷酸酯的不断水解，特别是碱性条件下磷酸酯的水解比较迅速，可以释放出具有吸附基团的小分子，从而达到降粘和保坍的目的，但是羧酸酯、磷酸酯的水解造成水解后的减水剂与水泥颗粒的相容性变差，水泥颗粒的分散保持能力下降。

综上，在保证减水剂掺量低，混凝土不泌水、离析的前提下，开发一种既能满足混凝土对减水剂减水和降粘双重需求，同时又具有良好分散保持能力的聚羧酸减水剂具有十分重大的意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种降粘型聚羧酸减水剂及其制备方法，首先以磷酰氯衍生物与不饱和胺为原料制备了不饱和磷-氮衍生物，将其与聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯、不饱和羧酸、不饱和羧酸酯进行共聚制备的聚羧酸减水剂上含有不易水解的强极性磷酰胺基团，这种减水剂掺量低、减水率高，对水泥的分散性好，其参与制备的混凝土泌水率低、分散保持能力好，可操作性强。

为实现上述目的，本发明采取以下具体方案：

一种降粘型聚羧酸减水剂，包括如下原料：不饱和磷-氮衍生物、聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯、不饱和羧酸、不饱和羧酸酯、链转移剂、引发剂、pH调节剂、水，所述不饱和磷-氮衍生物由磷酰氯衍生物与不饱和胺反应制得。