[发明专利]一种由不饱和酯和阳离子不饱和单体制备的减水剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种由不饱和酯和阳离子不饱和单体制备的减水剂及其制备方法，组合物中不饱和酯和阳离子不饱和单体的重量比为10：3‑4，不饱和酯为甲基丙烯酸羟乙酯，阳离子不饱和单体为二甲基二烯丙基氯化铵。本发明的组合物中提供了特定长链酯基官能团和特定阳离子官能团，并且选择最佳比例组合，从而增加分子的空间位阻充分分散水泥，缓慢水解释放出羧基，同时吸附多个粘土颗粒，并在粘土颗粒表面形成一层有机阳离子聚合物的吸附保护膜，有效阻止粘土对减水剂有效成分和水分的吸附。

技术领域：

本发明属于混凝土外加剂领域，涉及一种减水率高、缓释性好、可以抑制泥土对混凝土产生的不良影响的缓释阳离子型抗泥聚羧酸系高性能减水剂及其制备方法，特别涉及由不饱和酯和阳离子不饱和单体制备的减水剂及其制备方法。

背景技术

聚羧酸外加剂作为第三代高性能混凝土减水剂，具有掺量低、减水率高、保坍性能好、分子结构可调性强、生产工艺清洁等优点，是改善混凝土性能，提高混凝土工程质量的关键，已成为制造高性能现代混凝土的必备材料和核心技术。随着混凝土工业的迅速发展，大量天然的砂石已经消耗殆尽，还由于各种材料条件限制，各地的砂石资源逐渐劣质化，特别是大中城市有很多的高含泥沙和尾矿砂以及二者的混合沙。而聚羧酸减水剂在粘土中具有强烈的吸附趋向，对骨料中的泥土非常敏感，对混凝土的运输、工作性能和强度都带来很大的影响，是目前面临的技术难题。砂石材料中的泥主要为蒙脱石土和高岭土，具有较高的比表面积和层状结构，使其优先于水泥吸附传统的减水剂和自由水，从而导致混凝土的坍落度损失大、流变性差、耐久性和强度下降等问题。因此，本发明根据泥土分子结构特征和外加剂吸附机理，发明出一种可以抑制泥土对混凝土产生不良影响的缓释阳离子型抗泥聚羧酸系高性能减水剂。国内也有抗泥聚羧酸相关的报道，例如中国专利CN103467670A提出了一种抗泥聚羧酸的制备方法，是采用先将环氧溴丙烷与二甲胺、甲醇先制得季铵盐低聚物，接着再与醇醚合成聚羧酸，制备过程需要高温并减压，过程繁琐且成本较高；CN104479084A提出了一种聚羧酸盐抗泥剂的制备方法，由不饱和双键的聚氧乙烯醚、不饱和酯类、不饱和羧酸与引发剂高温等合成，没有特殊的抗泥官能团，产品较难起到抗泥效果，且要与其他聚羧酸复配使用。

CN 103253886 A提出了一种聚羧酸减水剂增效剂，包括有具有末端双键的低碳数(C3-C6)脂肪醇聚氧乙烯醚类单体和具有末端双键的季铵盐类阳离子单体b及具有末端双键的低碳数(C3-C10)脂肪酸酯。该增效剂虽然提出了不饱和酯和阳离子不饱和单体的组合物概念，但是其并没有很好地解决缓释性，缓释效果难以满足市场需求。

本发明提出了一种缓释阳离子型抗泥聚羧酸系高性能减水剂，该缓释剂能够解决泥土的流动性问题和较长时间的坍落度和扩展度保持能力问题。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的不足，提供了一种可以达到抑制泥土的不良影响的缓释阳离子型聚羧酸系减水剂及其制备方法。该减水剂在制备过程中无需能耗，在应用效果方面具有减水率高、缓释性能好，抗泥效果好和对砂石原材料不敏感等优点。

为解决上述技术问题，本发明通过不饱和酯和阳离子不饱和单体的最佳配比和最佳单体选择实现减水剂的效果。具体的技术方案如下。

本发明还提供了一种由不饱和酯和阳离子不饱和单体组成的组合物，其特征在于组合物中不饱和酯和阳离子不饱和单体的重量比为10：3-4，不饱和酯为甲基丙烯酸羟乙酯，阳离子不饱和单体为二甲基二烯丙基氯化铵。

本发明还提供了一种由不饱和酯和阳离子不饱和单体组成的组合物用于制备缓释阳离子型抗泥聚羧酸系高性能减水剂的用途，其特征在于组合物中不饱和酯和阳离子不饱和单体的重量比为10：3-4，不饱和酯选自甲基丙烯酸羟乙酯，阳离子不饱和单体选自二甲基二烯丙基氯化铵。

上述用途中，优选的，不饱和酯和阳离子不饱和单体的重量比为10：3、10：3.5或10：4。