一种磷酸酯类抗泥保坍减水剂的制作方法

1.本发明属于建筑外加剂技术领域，具体涉及一种磷酸酯类抗泥保坍减水剂。


背景技术：

2.聚羧酸减水剂因其掺量低、减水率高、混凝土收缩小、绿色环保等优点而被广泛使用于混凝土行业中。但其存在一缺陷：当材料含泥量过高时，会导致聚羧酸减水剂的减水率降低，坍落度损失大，后期强度降低。目前针对这一现象通常采用超掺量和复配小分子牺牲剂的方法。采用这两种方法不仅会带来混凝土外加剂成本的增加以及其他生产工艺的复杂化，还会严重影响混凝土质量。增加聚羧酸减水剂掺量在施工现场振捣后，构架表面会出现大量的水泥浆，脱模后侧面会出现严重的蜂窝现象，混凝土的质量明显变劣。若没有更好的解决方案，则需要清洗原材料，降低原材料的含泥量，这无疑造成新的环境污染。
3.因此，国内外对此问题进行了大量的研究，主要集中在三个方面：一是对pce的分子结构进行设计，即在pce分子中引入抗泥官能团，包括磷酸基团、硅醇基团、含氮官能团、阳离子基团等；二是合成新型pce，合成不含聚乙二醇长侧链的pce、而是带有雪花型侧链的pce，这类pce空间位阻较大，减少其在粘土中的插层吸附；三是复配小分子牺牲剂，如季铵盐、聚丙烯酸钠等。


技术实现要素：

4.本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种磷酸酯类抗泥保坍减水剂。
5.本发明的技术方案如下：
6.一种磷酸酯类抗泥保坍减水剂，其由如下重量份的组分混合反应制成：
[0007][0008][0009]
其中，淀粉支链抗泥单体由预糊化的淀粉和磷酸类物质以20-50∶0.45-1.275的质量比经酯化反应制成。
[0010]
在本发明的一个优选实施方案中，所述淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉和马铃薯淀粉中的至少一种。
[0011]
在本发明的一个优选实施方案中，所述磷酸类物质为三氧化二磷、五氧化二磷、次磷酸、磷酸、三聚磷酸钠、六偏磷酸纳和焦亚磷酸钠中的至少一种。
[0012]
在本发明的一个优选实施方案中，所述聚醚大单体为apeg、hpeg、tpeg或6碳聚醚
大单体。
[0013]
在本发明的一个优选实施方案中，所述丙烯酸酯为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和丙烯酸羟丁酯中的至少一种。
[0014]
在本发明的一个优选实施方案中，所述磷酸类物质为五氧化二磷，所述聚醚大单体为hpeg，所述丙烯酸酯为丙烯酸羟乙酯。
[0015]
在本发明的一个优选实施方案中，所述酯化反应为：将催化剂、带水剂、预糊化的淀粉和磷酸类物质混合后，于125-135℃下进行酯化反应12-48h，冷却至室温，再经减压蒸馏，即得所述淀粉支链抗泥单体。
[0016]
进一步优选的，所述催化剂为偶氮二异丁氰。
[0017]
更进一步优选的，所述催化剂的量为所述淀粉的3.5-5wt％。
[0018]
进一步优选的，所述带水剂为苯、甲苯或二甲苯。
[0019]
本发明的有益效果是：本发明首先通过酯化反应合成一种末端为磷酸酯的淀粉支链抗泥单体，然后将该淀粉支链抗泥单体与聚醚大单体、丙烯酸和丙烯酸酯等双键加成，得到磷酸酯类抗泥保坍减水剂，其能够很好地延缓混凝土的坍落损失，延长泵送时间和操作时间，合成工艺简便，易工业化。
具体实施方式
[0020]
以下通过具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
[0021]
实施例1
[0022]
(1)取20g玉米淀粉溶于水中，加热到70℃，搅拌半个小时预糊化。
[0023]
(2)利用酯化反应，在催化剂偶氮二异丁氰的作用下，以预糊化淀粉为溶液，甲苯为带水剂5g，称取1.5g五氧化二磷水溶液(固含量30％)，1g偶氮二异丁氰，混合搅拌加入三口瓶中，在130℃下进行酯化反应，反应12-48h，搅拌降温至室温，再减压蒸馏，得到淀粉支链抗泥单体。
[0024]
(3)称取300ghpeg、80g水，加入带有磁力搅拌器的四口烧瓶中，再加入过硫酸铵1g使其溶解，升温至40℃后，在向其中匀速滴加入10g丙烯酸、5g淀粉支链抗泥单体、10g丙烯酸羟乙酯、0.38g巯基乙醇、0.3g维c和20g水的混合溶液，滴加时间为3h，滴加完毕后保温反应1h，即得磷酸酯类抗泥保坍减水剂kb001。
[0025]
(4)坍落度损失通过坍落度实验和坍落度1h经时变化量的实验测定，通过与市售的两种抗泥保坍减水剂做对比，测试结果如下表1所示：
[0026]
表1本实施例坍落度实验(mm)
[0027][0028]
实施例2
[0029]
(1)取40g淀粉溶于水中，加热到70℃，搅拌半个小时预糊化。
[0030]
(2)利用酯化反应，在催化剂偶氮二异丁氰的作用下，以预糊化淀粉为溶液，甲苯为带水剂，称取3.2g五氧化二磷水溶液(固含量30％)，1.5g偶氮二异丁氰，混合搅拌加入三口瓶中，在130℃下进行酯化反应，反应12-48h，搅拌降温至室温，再减压蒸馏，得到淀粉支链抗泥单体。
[0031]
(3)称取300ghpeg、80g水，加入带有磁力搅拌器的四口烧瓶中，再加入过硫酸铵1g使其溶解，升温至40℃后，在向其中匀速滴加入10g丙烯酸、5g淀粉支链抗泥单体、10g丙烯酸羟乙酯、0.38g巯基乙醇、0.3g维c和20g水的混合溶液，滴加时间为3h，滴加完毕后保温反应1h，即得磷酸酯类抗泥保坍减水剂kb002。
[0032]
(4)坍落度损失通过坍落度实验和坍落度1h经时变化量的实验测定，通过与市售的两种抗泥保坍减水剂做对比，括号中为外掺蒙脱石粉做泥土，测试结果如下表2所示：
[0033]
表2本实施例坍落度实验(mm)
[0034][0035]
实施例3
[0036]
(1)取50g淀粉溶于水中，加热到70℃，搅拌半个小时预糊化。
[0037]
(2)利用酯化反应，在催化剂偶氮二异丁氰的作用下，以预糊化淀粉为溶液，甲苯为带水剂，称取4.25g五氧化二磷水溶液(固含量30％)，1.75g偶氮二异丁氰，混合搅拌加入三口瓶中，在130℃下进行酯化反应，反应12-48h，搅拌降温至室温，再减压蒸馏，得到淀粉支链抗泥单体。
[0038]
(3)称取300ghpeg、80g水，加入带有磁力搅拌器的四口烧瓶中，再加入过硫酸铵1g使其溶解，升温至40℃后，在向其中匀速滴加入10g丙烯酸、5g淀粉支链抗泥单体、10g丙烯酸羟乙酯、0.38g巯基乙醇、0.3g维c和20g水的混合溶液，滴加时间为3h，滴加完毕后保温反应1h，即得磷酸酯类抗泥保坍减水剂kb003。
[0039]
(4)坍落度损失通过坍落度实验和坍落度1h经时变化量的实验测定，通过与市售的两种抗泥保坍减水剂做对比，测试结果如下表3所示：
[0040]
表3本实施例坍落度实验(mm)
[0041][0042]
其他性能测试
[0043]
为了说明本发明的实际效果，下面就是将本发明实施例中得到的磷酸酯类抗泥保坍减水剂做其他性能测试，结果如下表4所示：
[0044]
表4
[0045]
掺量(1％)净浆流动度/mm砂浆抗折强度/mps混凝土7d抗压强度/mpskb0012025.3745.5kb0022235.2742.8kb0032165.3241.6sk0781936.2442.9hk5301995.0840.2
[0046]
根据坍落度实验可知，本发明合成的磷酸酯类抗泥保坍减水剂与市售的抗泥保坍减水剂相比，坍落度的经时损失有了明显的改善，有效延长混凝土的可操作时间和可泵送时间。
[0047]
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。