一种高适应性聚羧酸减水剂及其制备方法

1.一种高适应性聚羧酸减水剂，其特征在于：由摩尔比为1～5：1：0.1～0.3：0.05～0.2的羧酸单体A、高分子量聚醚大单体B、功能性大单体C与不饱和磷酸酯单体D进行自由基共聚反应制得，其中：羧酸单体A结构如式(Ⅰ)所示：式中，R 1 为H或COOM；R 2 为H、CH 3 或CH 2 COOM；且当R 1 为COOM时，R 2 不同时为CH 3 或CH 2 COOM；M为氢原子、碱金属离子、碱土类金属离子、铵离子或有机胺基团；高分子量聚醚大单体B结构如式(Ⅱ)所示：式中，R 3 为H或CH 3 ；R 4 为H或1～3个碳原子的烷基；X 1 为CH 2 、CH 2 CH 2 、OCH 2 CH 2 或OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 ；n为聚氧乙烯的平均加成摩尔数，为25～150的整数；所述功能性大单体C为马来酰亚胺封端的聚(N-异丙基丙烯酰胺)，其结构如式(Ⅲ)所示：式中，m为聚(N-异丙基丙烯酰胺)的平均加成摩尔数，为5～10的整数；不饱和磷酸酯单体D结构如式(Ⅳ)所示：式中，R 5 为H或CH 3 ；R 6 为CH 2 CH 2 或CH 2 CH 2 CH 2 。 2.根据权利要求1所述的一种高适应性聚羧酸减水剂，其特征在于，所述高适应性聚羧酸减水剂的重均分子量为20000～60000。 3.根据权利要求2所述的一种高适应性聚羧酸减水剂，其特征在于，所述羧酸单体A选自丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸或其钠盐、钾盐、钙盐、铵盐、有机胺盐中的任意一种；所述高分子聚醚大单体B选自烯丙基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、丁烯基聚氧乙烯醚、甲基丁烯基聚氧乙烯醚、乙烯基聚氧乙烯醚、羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚中的任意一种；所述功能性大单体C选自马来酰亚胺封端的聚(N-异丙基丙烯酰胺)；所述不饱和磷酸酯单体D选自丙烯酸羟乙基磷酸酯、丙烯酸羟丙基磷酸酯、甲基丙烯酸羟乙基磷酸酯、甲基丙烯酸羟丙基磷酸酯中的任意一种。 4.权利要求1至3任一项所述的一种高适应性聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将高分子量聚醚大单体B和功能性大单体C溶于水溶剂中，搅拌升温溶解成水溶液；(2)将羧酸单体A、不饱和磷酸单体D与水混合搅拌均匀成混合水溶液；(3)在引发剂存在下，将步骤(2)中的混合水溶液匀速滴加至步骤(1)中的溶液中，全部溶液滴加完毕后继续恒温保温，溶液中单体发生自由基共聚反应，反应结束后，溶液中加入碱性物质中和至pH值为6～8，即得所述聚羧酸减水剂；步骤(3)中所述引发剂为自由基水溶性引发剂，包括氧化类引发剂和氧化还原引发剂；所述氧化类引发剂为单独选用氧化组分作为引发剂，所述氧化还原引发剂为选用氧化组分与还原组分的组合物作为引发剂；所述引发剂为氧化类引发剂时，用量为单体A+B+C+D总质量的0.1％～2％；所述引发剂为氧化还原引发剂时，其中氧化组分的总用量占单体A+B+C+D总质量的0.1％～2％，氧化组分和还原组分两者的质量比为0.4～4：1；步骤(2)中所述混合水溶液中还包括水溶性的链转移剂，所述链转移剂的用量为单体A+B+C+D总质量的0.05％～1％；所述引发剂中的氧化组分可以在步骤(1)中一次性全部投料与单体B和单体C混合，或与水配置成水溶液后与步骤(2)中的混合水溶液同时匀速滴入步骤(1)所述溶液中；而单体A、单体D、引发剂中的还原组分、链转移剂和水组成混合水溶液，搅拌均匀后采用匀速滴加的方式加入步骤(1)所述溶液中。 5.根据权利要求4所述的一种高适应性聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中自由基共聚反应温度为35～85℃，混合水溶液滴加时间控制在2～5小时；引发剂氧化组分溶液滴加时间较混合水溶液延长0.5小时；在引发剂溶液滴加完后继续保温，保温时间为1～5h。 6.根据权利要求5所述的一种高适应性聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，所述氧化类引发剂包括过硫酸盐；所述氧化还原引发剂包括过硫酸盐与亚硫酸氢盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、焦亚硫酸盐或亚铁盐任意一种的组合物，或过氧化物与甲醛次硫酸氢钠或L-抗坏血酸任意一种的组合物；所述链转移剂为硫醇类链转移剂。 7.根据权利要求6所述的一种高适应性聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述碱性物质包括一价金属和/或二价金属的氢氧化物、氧化物或碳酸盐，氢氧化铵，有机胺。 8.根据权利要求7所述的一种高适应性聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，所述氧化类引发剂选择过硫酸钾；所述氧化还原引发剂可选自过氧化氢与L-抗坏血酸的组合物、过硫酸钾与亚硫酸氢钠的组合物、过氧化氢与甲醛次硫酸氢钠的组合物；所述链转移剂可选自2-巯基丙酸、3-巯基丙酸、2-巯基丙醇、3-巯基丙醇、巯基乙酸、巯基乙醇；所述碱性物质可选自氢氧化钠、三乙醇胺、氢氧化钾、三异丙醇胺。 9.根据权利要求8所述的一种高适应性聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述羧酸单体A、高分子聚醚大单体B、功能性大单体C和不饱和磷酸单体D聚合时的质量浓度为35～50％。 10.权利要求1至3任一项所述的一种高适应性聚羧酸减水剂的应用方法，其特征在于，所述高适应性聚羧酸减水剂的掺量为总胶凝材料重量的0.1％～0.5％。