[发明专利]改性糖侧链结构的聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性糖侧链结构的聚羧酸减水剂，其结构通式为：其中，a、b、c、d、m和n为聚合度且均为正整数，a＝8～0，b＝1～12，c＝50～140，d＝1～20，m＝45～76，n＝9～27。本发明还公开了改性糖侧链结构的聚羧酸减水剂的制备方法。本发明合成的聚羧酸减水剂分子上带有酰胺化的糖侧链结构，相比酯化的糖侧链结构，其在混凝土的碱性环境中更为稳定，不发生水解反应，加入混凝土之后增稠的稳定性好，保水、保坍性能优异，经过120min后净浆流动度变化小。

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂技术领域，具体是一种改性糖侧链结构的聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

聚羧酸减水剂作为第三代高性能减水剂，其分子结构的可设计性强，高性能化的潜力大，可通过选择不同功能的单体进行共聚，制备出多功能化的产品。经单糖功能化修饰的聚羧酸减水剂具有高保坍、高保水和增粘等优点，与不同水泥及矿物掺合料、劣质砂石料等有很好的适应性，市场应用前景广阔，已有多种产品问世。

CN 104961373 B的专利披露了一种保坍型聚羧酸系减水剂的制备方法，该方法中采用丙烯酸葡萄糖酯(AGE)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)以及甲基烯丙基聚乙二醇(TPEG)为原料，以双氧水为引发剂，在60℃下反应3h并保温1小时，得到以葡糖糖分子为侧链的梳型结构保坍型聚羧酸系减水剂。

专利CN 105778018 A利用糖苷与丙烯酰氯进行缩合反应，合成一种糖苷丙烯酸酯，并将其与溶于去离子水溶液的丙烯酸、聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯和甲基丙烯磺酸钠，同时加入到反应容器中，升温至70～90℃进行自由基共聚反应6～12h，降至室温，调节反应体系pH值至6～7，即得超支链化糖苷聚羧酸减水剂。

专利CN 106116226 A将有效量的单体、分子侧链含鼠李糖、羟基及羧基的多糖、次亚磷酸钠、吊白粉、维生素C、亚硫酸氢钠、丙烯酸、双氧水、氢氧化钠分别溶于水后依次经过混配、流加混配等步骤后制成了一种含糖侧链的改善和易性、包裹性的聚羧酸减水剂。

这些专利均成功的制备了侧链含有单糖或多糖结构的聚羧酸减水剂，其分子中的糖侧链结构均是通过酯基与主链相连，而酯基在混凝土的碱性环境中容易水解，释放出单糖或多糖分子，糖分子具有缓凝作用，而水解释放糖分子的速率与混凝土的pH、温度有关，随着pH、温度的不同，水解速率不一致使得释放的糖分子的量或多或少，进而使得混凝土的凝结时间或长或短，影响混凝土的形成的强度，混凝土的质量难以保证；另外，聚羧酸分子间氢键作用减弱，保水增粘效果降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种改性糖侧链结构的聚羧酸减水剂及其制备方法，所得聚羧酸减水剂在碱性环境中稳定，保水、保坍、增稠性能优异；制备时条件容易控制，可操作性高。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种改性糖侧链结构的聚羧酸减水剂，其结构通式为：

其中，a、b、c、d、m和n为聚合度且均为正整数，a＝8～0，b＝1～12，c＝50～140，d＝1～20，m＝45～76，n＝9～27。

进一步地，所述改性糖侧链结构的聚羧酸减水剂的分子量为30000～80000。

本发明一种改性糖侧链结构的聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将烯丙基聚乙二醇、甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯和去离子水加入反应釜中，加热溶解得到A溶液；

2)在A溶液中分别同时滴加过硫酸铵的去离子水溶液和甲基丙烯酸、葡萄糖烯丙基酰胺单体的去离子水混合溶液，保温反应并冷却至室温得到B溶液；

3)在B溶液中加入质量分数30％的液碱，调节pH值为6～8，得到质量分数40％的改性糖侧链结构的聚羧酸减水剂。