CN112661914A - 一种机制砂专用新型聚羧酸减水剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机制砂专用新型聚羧酸减水剂及其制备方法。这种机制砂专用新型聚羧酸减水剂是由聚醚大单体，多巴胺类改性聚醚大单体、不饱和羧酸、不饱和羧酸酯、多巴胺类单体通过聚合得到的。本发明通过将贻贝蛋白粘附最有效的官能团邻苯二酚基团引入到高分子结构中，有效地增强减水剂分子对于机制砂的低表面能的解理表面的粘附能力，使浆体可以降粘增稠，达到减少泌水泌浆、有效提升混凝土拌合物的和易性能和均匀性的目的。并且由于邻苯二酚基团在砂石表面也可以形成较好的配位作用和氢键相互作用，因此可以有效的提升拌合物整体的均匀性及成型后的力学性能与耐久性。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种机制砂专用新型聚羧酸减水剂及其制备方法，产品可用于机制砂骨料混凝土的施工。
背景技术
随着国内经济水平提升及土木工程建造行业的空前发展，建设规模日益宏大。作为最重要的建筑工程材料之一，高性能混凝土的制备技术也在不断发展。化学外加剂尤其是减水剂是高性能混凝土的性能的重要保证之一，在其中聚羧酸减水剂由于其掺量低、减水率高、保坍性能好、收缩率低、改性潜力大等优点，已经广泛应用于混凝土中，取代了传统的木质素磺酸盐及萘系减水剂成为目前减水剂市场主要产品。而在混凝土原材料中由于我国天然砂资源日益枯竭，也为了保护生态环境、江河防洪堤、航运及桥梁的使用安全，天然砂的开采日益受到限制，产量日益紧张，价格也愈加昂贵。而由机器破碎筛分制成的机制砂骨料已逐渐替代天然砂成为主要的建设用砂来源。据统计，2002年我国混凝土细骨料中机制砂用量占比不足10%，而到2013年机制砂所占比重便已达76%，在目前更是已超过80%。可以看出将机制砂作为细骨料必然是混凝土发展的一个主流方向。
机制砂与天然砂在性能上存在较大不同，且由于区域母岩、生产设备、生产工艺等差别，其质量呈现比较不稳定的状态。对于如玄武岩或是铁尾矿石等母岩制成的机制砂，由于其在制备过程中会形成具有表面能较低的解理表面，浆体在其表面的粘附较弱，另外由于机制砂在粒径分布不好、石粉含量较高，常导致混凝土拌合物的粘聚性、工作性及和易性能较差，同时还影响混凝土制品的力学性能及耐久性能。
贻贝是一种海洋生物，可以通过分泌贻贝蛋白附着在礁石表面，通过研究发现贻贝蛋白对于各种基材表面包括具有低表面能的聚四氟乙烯都表现出较好的粘附能力。而其中含有邻苯二酚侧基的DOPA对其粘附性能起到了至关重要的作用，因此将邻苯二酚基团引入高分子中得到含有侧链或末端邻苯二酚基团的聚合物是开发基于贻贝蛋白粘附特性的功能材料的最有效手段。
目前已有一些适用于机制砂混凝土的外加剂。专利CN109796149A公开了一种由反应型引气剂、反应型增稠剂、粉体聚羧酸减水剂、粉煤灰为原料制备的机制砂混凝土的增稠型减水剂，可用于改善机制砂混凝土的工作性能。专利CN109627394A公开了一种通过引入高表面活性单体2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸制备的适应于机制砂的聚羧酸盐混凝土减水剂，可以提高聚羧酸减水剂对机制砂的润湿性能，改善引气效果。专利CN108359064A公开了一种通过引入阳离子淀粉醚制备的聚羧酸减水剂，可用于断级配的粗砂。
现有技术制备出的机制砂减水剂的效果较不明显，且往往伴随使用困难、效果不稳定的问题，因此研究出具有较高适应性的机制砂减水剂，对于整个行业具有比较重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种机制砂专用新型聚羧酸减水剂及其制备方法。
本发明所述的一种机制砂专用新型聚羧酸减水剂是由聚醚大单体，多巴胺类改性聚醚大单体、不饱和羧酸、不饱和羧酸酯、多巴胺类单体在引发剂和链转移剂存在条件下通过聚合得到的高分子聚合物溶液。
所述聚醚大单体、多巴改性聚醚大单体、不饱和羧酸、不饱和羧酸酯、多巴胺类单体的摩尔比为1：（0.2~0.8）：（1.5-6）：（0.5~2）：（0.2~0.8）。
所述聚醚大单体为分子量为1800～3000的异丁烯醇聚乙二醇醚（HPEG）、异戊烯醇聚乙二醇醚（TPEG）、烯丙基聚乙二醇醚（APEG）、乙二醇单乙烯基醚聚氧乙烯醚（EPEG）中的至少一种，所述不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、衣康酸中的至少一种，所述不饱和羧酸酯为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的至少一种。
所述的一种机制砂专用新型聚羧酸减水剂，其特征在于所述多巴改性聚醚大单体的分子量为1600～2400，结构如下所示：
，其中p=1~3；当n=1时为多巴改性异丁烯醇聚乙二醇醚，n=2时为多巴改性异戊烯醇聚乙二醇醚。
所述多巴胺类单体为多巴胺甲基丙烯酰胺、多巴胺丙烯酰胺、多巴甲基丙烯酰胺、多巴丙烯酰胺中的至少一种。
所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二异丙基脒唑啉盐酸盐、偶氮二异丁脒二盐酸盐、双氧水-抗坏血酸引发体系、双氧水-吊白块引发体系及过硫酸铵-亚硫酸钠引发体系中的至少一种，用量为单体用量的0.3~3%，所述链转移剂为巯基乙醇、巯基乙酸、巯基丙酸、巯基丙醇、次磷酸钠、磷酸三钠、CTA1420中的至少一种，用量为单体用量的0.2~2%。
该机制砂专用新型聚羧酸减水剂的制备方法包括以下步骤：将聚醚类大单体、多巴胺类改性聚醚大单体和水加入反应容器中溶解均匀，在搅拌条件下将聚合单体溶液（含有不饱和羧酸、不饱和羧酸酯和多巴胺类单体）和引发剂溶液（含引发剂和链转移剂）分别滴加进反应瓶中，滴加完成后保温继续反应得到聚合产物溶液，向聚合产物溶液中加入适量碱调节pH值即可得到机制砂专用新型聚羧酸减水剂。
所述聚合反应的反应温度为18~70℃，聚合单体溶液和引发剂溶液滴加时间分别为1.5~3h和2~3.5h，聚合单体溶液滴加时间需小于引发剂溶液，保温时间为1~3.5h，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、三乙胺、三乙醇胺中至少一种或其水溶液。
该机制砂专用新型聚羧酸减水剂可作为减水剂或机制砂混凝土调节剂应用。
本发明一种机制砂专用新型聚羧酸减水剂及其制备方法的积极效果是：
与现有的减水剂相比较，本发明中方法所制备的机制砂专用新型聚羧酸减水剂通过多巴改性聚醚大单体和多巴胺类单体的聚合在高分子侧链中引入了邻苯二酚基团。该梳型大分子在水泥浆体中分散时由于具有含有邻苯二酚基团的侧链，使水泥浆体很容易吸附在低表面能的机制砂解理表面，有效地改善了混凝土的和易性能。
由于其仅使用分子量较低的大单体及改性单体而不需要使用分子量较大的大单体来增粘以增加附着，其可以有效地降低机制砂高石粉含量下的浆体粘度。另外由于邻苯二酚基团由于可以和混凝土中的金属离子结合，其在砂石表面也可以形成较好的配位作用和氢键相互作用，因此可以有效的提升拌合物整体的均匀性及成型后制品的力学性能与耐久性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述。
实施例1：一种机制砂专用新型聚羧酸减水剂，其制备过程如下
将85g分子量为2400的异丁烯醇聚乙二醇醚和30g分子量为1800的多巴改性异丁烯醇聚乙二醇醚加入到含有100g水的反应容器中搅拌溶解，并将聚合单体溶液（含有丙烯酸12g，丙烯酸羟乙酯6g，多巴胺甲基丙烯酰胺 6g，水30g）、引发剂溶剂（含有过硫酸钾1g，巯基丙酸2g，水20g）滴加入反应容器中进行反应，反应温度为65℃，滴加时间分别为2h和2.5h，滴加完毕后保温2h，得到共聚产物。加入35%质量分数的氢氧化钠水溶液中和至pH在6左右，即可得到机制砂专用新型聚羧酸减水剂。
实施例2：一种机制砂专用新型聚羧酸减水剂，其制备过程如下
将85g分子量为2400的异丁烯醇聚乙二醇醚和30g分子量为1800的多巴改性异丁烯醇聚乙二醇醚加入到含有100g水的反应容器中搅拌溶解，并将聚合单体溶液（含有丙烯酸12g，丙烯酸羟乙酯6g，多巴胺甲基丙烯酰胺 1.8g，水30g）、引发剂溶剂（含有过硫酸钾1g，巯基丙酸2g，水20g）滴加入反应容器中进行反应，反应温度为65℃，滴加时间分别为2h和2.5h，滴加完毕后保温2h，得到共聚产物。加入35%质量分数的氢氧化钠水溶液中和至pH在6左右，即可得到机制砂专用新型聚羧酸减水剂。
实施例3：一种机制砂专用新型聚羧酸减水剂，其制备过程如下
将80g分子量为2000的异戊烯醇聚乙二醇醚、35g分子量为2000的多巴改性异戊烯醇聚乙二醇醚和1.5g过氧化氢溶液加入到含有100g水的反应容器中搅拌溶解，并将聚合单体溶液（含有甲基丙烯酸10g，丙烯酸羟丙酯8g，多巴甲基丙烯酰胺 7g，水30g）、引发剂溶剂（含有抗坏血酸0.4g，CTA1420 1.8g，水20g）滴加入反应容器中进行反应，反应起始温度为22℃，滴加时间分别为2.5h和3h，滴加完毕后保温1.5h，得到共聚产物。加入35%质量分数的氢氧化钾水溶液中和至pH在6左右，即可得到机制砂专用新型聚羧酸减水剂。
实施例4：一种机制砂专用新型聚羧酸减水剂，其制备过程如下
将80g分子量为2000的烯丙基聚乙二醇醚和28g分子量为1800的多巴改性异戊烯醇聚乙二醇醚加入到含有100g水的反应容器中搅拌溶解，并将聚合单体溶液（含有丙烯酸7.5g、富马酸7.5g、甲基丙烯酸羟乙酯4g，多巴胺丙烯酰胺 6g，水30g）、引发剂溶剂（含有过硫酸铵1.2g，巯基乙醇1.5g，水20g）滴加入反应容器中进行反应，反应温度为68℃，滴加时间分别为1.5h和2h，滴加完毕后保温2h，得到共聚产物。加入三乙醇胺中和至pH在6左右，即可得到机制砂专用新型聚羧酸减水剂。
实施例5：一种机制砂专用新型聚羧酸减水剂，其制备过程如下
将90g分子量为2400的乙二醇单乙烯基醚聚氧乙烯醚、27g分子量为1800的多巴改性异丁烯醇聚乙二醇醚和1.25g过氧化氢溶液加入到含有100g水的反应容器中搅拌溶解，并将聚合单体溶液（含有丙烯酸7g，衣康酸7g，丙烯酸羟乙酯2g，甲基丙烯酸羟丙酯3g，多巴丙烯酰胺 5.5g，水30g）、引发剂溶剂（含有吊白块0.5g，次磷酸钠2.8g，水20g）滴加入反应容器中进行反应，反应起始温度为20℃，滴加时间分别为1h和1.5h，滴加完毕后保温1.5h，得到共聚产物。加入三乙胺中和至pH在6左右，即可得到机制砂专用新型聚羧酸减水剂。
实施例6：一种机制砂专用新型聚羧酸减水剂，其制备过程如下
将80g分子量为2400的异戊烯醇聚乙二醇醚和42g分子量为2400的多巴改性异戊烯醇聚乙二醇醚加入到含有100g水的反应容器中搅拌溶解，并将聚合单体溶液（含有丙烯酸13g，丙烯酸羟丁酯6g，多巴甲基丙烯酰胺 4.7g，水30g）、引发剂溶剂（含有偶氮二异丁脒二盐酸盐1g，巯基丙酸1.6g，水20g）滴加入反应容器中进行反应，反应温度为60℃，滴加时间分别为2h和2.5h，滴加完毕后保温2.5h，得到共聚产物。加入35%质量分数的氢氧化钠水溶液中和至pH在6左右，即可得到机制砂专用新型聚羧酸减水剂。
实施例7：一种机制砂专用新型聚羧酸减水剂，其制备过程如下
将65g分子量为2400的异戊烯醇聚乙二醇醚和分子量为1800的异丁烯醇聚乙二醇醚和38g分子量为2000的多巴改性异丁烯醇聚乙二醇醚加入到含有100g水的反应容器中搅拌溶解，并将聚合单体溶液（含有甲基丙烯酸8.5g，衣康酸7g，丙烯酸羟丙酯2.5g，甲基丙烯酸羟丁酯3.5g，多巴胺甲基丙烯酰胺 6.5g，水30g）、引发剂溶剂（含有偶氮二异丙基脒唑啉盐酸盐1g，巯基丙醇1.2g，水20g）滴加入反应容器中进行反应，反应温度为62℃，滴加时间分别为1.5h和2h，滴加完毕后保温3h，得到共聚产物。加入35%质量分数的氢氧化钾水溶液中和至pH在6左右，即可得到机制砂专用新型聚羧酸减水剂。
对比例1：常规聚羧酸减水剂
将85g分子量为2400的异丁烯醇聚乙二醇醚和30g分子量为1800的异丁烯醇聚乙二醇醚加入到含有100g水的反应容器中搅拌溶解，并将聚合单体溶液（含有丙烯酸12g，丙烯酸羟乙酯6g，水30g）、引发剂溶剂（含有过硫酸钾1g，巯基丙酸2g，水20g）滴加入反应容器中进行反应，反应温度为65℃，滴加时间分别为2h和2.5h，滴加完毕后保温2h，得到共聚产物。加入35%质量分数的氢氧化钠水溶液中和至pH在6左右，即可得到常规聚羧酸减水剂。
对比例2：常规聚羧酸减水剂
将115g分子量为2000的异戊烯醇聚乙二醇醚和1.5g过氧化氢溶液加入到含有100g水的反应容器中搅拌溶解，并将聚合单体溶液（含有甲基丙烯酸10g，丙烯酸羟丙酯8g，水30g）、引发剂溶剂（含有抗坏血酸0.4g，CTA1420 1.8g，水20g）滴加入反应容器中进行反应，反应起始温度为22℃，滴加时间分别为2.5h和3h，滴加完毕后保温1.5h，得到共聚产物。加入35%质量分数的氢氧化钾水溶液中和至pH在6左右，即可得到常规聚羧酸减水剂。
对比例3：聚羧酸减水剂
将85g分子量为2400的异丁烯醇聚乙二醇醚和30g分子量为1800的多巴改性异丁烯醇聚乙二醇醚加入到含有100g水的反应容器中搅拌溶解，并将聚合单体溶液（含有丙烯酸12g，丙烯酸羟乙酯6g，多巴胺甲基丙烯酰胺 8g，水30g）、引发剂溶剂（含有过硫酸钾1g，巯基丙酸2g，水20g）滴加入反应容器中进行反应，反应温度为65℃，滴加时间分别为2h和2.5h，滴加完毕后保温2h，得到共聚产物。加入35%质量分数的氢氧化钠水溶液中和至pH在6左右，即可得到机制砂专用新型聚羧酸减水剂。
对比例4：聚羧酸减水剂
将40g分子量为2400的异戊烯醇聚乙二醇醚和82g分子量为2400的多巴改性异戊烯醇聚乙二醇醚加入到含有100g水的反应容器中搅拌溶解，并将聚合单体溶液（含有丙烯酸13g，丙烯酸羟丁酯6g，水30g）、引发剂溶剂（含有偶氮二异丁脒二盐酸盐1g，巯基丙酸1.6g，水20g）滴加入反应容器中进行反应，反应温度为60℃，滴加时间分别为2h和2.5h，滴加完毕后保温2.5h，得到共聚产物。加入35%质量分数的氢氧化钠水溶液中和至pH在6左右，即可得到聚羧酸减水剂。
对比例5：聚羧酸减水剂
将122g分子量为2400异戊烯醇聚乙二醇醚加入到含有100g水的反应容器中搅拌溶解，并将聚合单体溶液（含有丙烯酸13g，丙烯酸羟丁酯6g，多巴甲基丙烯酰胺 9.4g，水30g）、引发剂溶剂（含有偶氮二异丁脒二盐酸盐1g，巯基丙酸1.6g，水20g）滴加入反应容器中进行反应，反应温度为60℃，滴加时间分别为2h和2.5h，滴加完毕后保温2.5h，得到共聚产物。加入35%质量分数的氢氧化钠水溶液中和至pH在6左右，即可得到聚羧酸减水剂。
效果说明：
使用本发明机制砂专用新型聚羧酸减水剂与对比聚羧酸减水剂按照GB/T 8077-2012《混凝土外加剂均质性试验方法》对净浆流动进行测定，水泥为基准水泥，将净浆流动度调节到240±5mm，之后对于水泥净浆进行流变测试，测试其屈服应力和塑性粘度。试验结果如表1。
表1 水泥净浆流动度测试结果
| 样品 | 出机流动度（mm） | 屈服应力（Pa） | 塑性粘度（Pa*s） |
| 实施例1 | 240 | 25.68 | 2.86 |
| 实施例2 | 235 | 21.79 | 2.61 |
| 实施例3 | 237 | 23.65 | 2.75 |
| 实施例4 | 243 | 23.44 | 2.69 |
| 实施例5 | 245 | 24.31 | 2.70 |
| 实施例6 | 240 | 20.22 | 2.55 |
| 实施例7 | 238 | 22.71 | 2.64 |
| 对比例1 | 235 | 16.51 | 3.31 |
| 对比例2 | 242 | 17.93 | 3.53 |
| 对比例3 | 243 | 18.92 | 3.69 |
| 对比例4 | 236 | 18.69 | 3.15 |
| 对比例5 | 233 | 17.33 | 2.99 |
从表1中的数据可以看出，在相同净浆配比及相近出机流动度的情况下，实施例1~7（本发明中的机制砂专用新型聚羧酸减水剂）相比于对比例1~5具有较小的塑性粘度和较大的屈服应力，这表明使用本发明所述在用量范围内使用大小两种单体共同引入邻苯二酚官能团的实施例的净浆具有较好的粘附效果以及较好的流动性。对比例1~2为常规聚羧酸减水剂，无邻苯二酚锚固基团，因此粘附效果较差。对比例3聚羧酸减水剂因为多巴胺单体含量过高，导致其分散与减水效果下降，致使达到相同流动性掺量较多，浆体粘度较大，粘附性也不够理想。对比例4~5为单独使用一种单体引入邻苯二酚官能团的聚羧酸减水剂，其性能也相对同时使用两种单体较差。这表明了在其中两种修饰单体所起到的协同效应，这可能是由于长短支链在表面共同锚固时的层级效应和缓冲效应导致的。
使用本发明机制砂专用新型聚羧酸减水剂与对比聚羧酸减水剂按照GB/T 17671《水泥胶砂强度检验方法》进行砂浆试验，水泥为基准水泥，砂为玄武岩机制砂，将砂浆流动度调节到190±10mm，之后对于砂浆进行稠度、分层度测试及成型7d抗压强度测试。试验结果如表2。
表2 砂浆测试结果
| 样品 | 胶砂流动度 | 稠度 | 分层度 | 7d抗压强度 |
| 实施例1 | 193 | 92 | 10 | 44.3 |
| 实施例2 | 188 | 95 | 9 | 46.4 |
| 实施例3 | 186 | 97 | 11 | 42.6 |
| 实施例4 | 195 | 93 | 8 | 47.7 |
| 实施例5 | 189 | 100 | 9 | 43.9 |
| 实施例6 | 190 | 94 | 11 | 46.9 |
| 实施例7 | 187 | 96 | 12 | 43.2 |
| 对比例1 | 186 | 88 | 30 | 34.9 |
| 对比例2 | 190 | 85 | 29 | 34.2 |
| 对比例3 | 193 | 90 | 23 | 37.5 |
| 对比例4 | 188 | 88 | 25 | 36.7 |
| 对比例5 | 191 | 87 | 26 | 35.5 |
从表中数据可以看出本发明实施例1~7在稠度、分层度及7d抗压强度方面均好于对比例1~5，这表明本发明例可以有效降低粘度，提升浆体粘附能力，降低砂浆的离析。
在机制砂C30混凝土中分别使用本发明机制砂专用新型聚羧酸减水剂与对比聚羧酸减水剂进行试验，所用砂为铁尾矿砂。混凝土试验参照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》及GB/T50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》进行，将混凝土坍落度调节至220±10mm，记录拌合物状态并测试压力泌水率比及成型后的28d抗压强度。其中C30混凝土配合比见表3。混凝土试验结果见表4。
表3 C30混凝土配合比
| 水泥 | 粉煤灰 | 机制砂 | 碎石 | 水 |
| 300 | 80 | 820 | 1086 | 165 |
表4 混凝土试验结果
| 样品 | 坍落度/扩展度（mm） | 压力泌水率比（%） | 28d抗压强度（MPa） | 拌合物状态 |
| 实施例1 | 225/585 | 12 | 41.7 | 无泌水、离析、露石抓底现象，流动性、粘聚性及和易性好。 |
| 实施例2 | 230/590 | 11 | 42.7 | 无泌水、离析、露石抓底现象，流动性、粘聚性及和易性好。 |
| 实施例3 | 220/580 | 13 | 41.4 | 无泌水、离析、露石抓底现象，流动性、粘聚性及和易性较好 |
| 实施例4 | 215/570 | 10 | 40.7 | 无泌水、离析、露石抓底现象，流动性粘聚性及和易性较好 |
| 实施例5 | 225/585 | 12 | 41.3 | 无泌水、离析、露石抓底现象，流动性、粘聚性及和易性较好 |
| 实施例6 | 230/600 | 13 | 42.8 | 无泌水、离析、露石抓底现象，流动性、粘聚性及和易性好 |
| 实施例7 | 225/575 | 12 | 40.8 | 无泌水、离析、露石抓底现象，流动性、粘聚性及和易性好 |
| 对比例1 | 220/585 | 33 | 35.1 | 较严重泌水泌浆，出现明显露石现象，和易性及粘聚性较差。 |
| 对比例2 | 215/590 | 37 | 35.3 | 严重泌水泌浆，出现明显露石现象，和易性及粘聚性差 |
| 对比例3 | 220/585 | 29 | 34.1 | 出现一定泌浆，并有一定的露石现象，和易性及粘聚性一般 |
| 对比例4 | 230/610 | 33 | 36.3 | 较严重泌水泌浆，出现明显露石现象，和易性及粘聚性较差。 |
| 对比例5 | 225/600 | 35 | 35.8 | 较严重泌水泌浆，出现明显露石现象，和易性及粘聚性较差。 |
从表4数据可以看出，实施例1~7用于机制砂混凝土中时比对比例1~5的混凝土拌合物状态更好、压力泌水率比和28d抗压强度都明显较优。这是由于本发明例可以有效提升浆体的粘附能力从而改善拌合物和易性能，防止泌水泌浆，从而提升整体混凝土拌合物的匀质性，并伴随邻苯二酚官能团的配位作用和氢键作用共同起到提升混凝土强度的作用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种机制砂专用新型聚羧酸减水剂，其特征在于是由聚醚大单体，多巴改性聚醚大单体、不饱和羧酸、不饱和羧酸酯、多巴胺类单体在引发剂和链转移剂存在条件下通过聚合得到的高分子聚合物溶液。
2.根据权利要求1中所述的一种机制砂专用新型聚羧酸减水剂，其特征在于所述聚醚大单体、多巴改性聚醚大单体、不饱和羧酸、不饱和羧酸酯、多巴胺类单体的摩尔比为1：（0.2~0.8）：（1.5-6）：（0.5~2）：（0.2~0.8）。
3.根据权利要求1中所述的一种机制砂专用新型聚羧酸减水剂，其特征在于所述聚醚大单体为分子量为1800～3000的异丁烯醇聚乙二醇醚（HPEG）、异戊烯醇聚乙二醇醚（TPEG）、烯丙基聚乙二醇醚（APEG）、乙二醇单乙烯基醚聚氧乙烯醚（EPEG）中的至少一种，所述不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、衣康酸中的至少一种，所述不饱和羧酸酯为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的至少一种。
4.根据权利要求1中所述的一种机制砂专用新型聚羧酸减水剂，其特征在于所述多巴改性聚醚大单体的分子量为1600～2400，结构如下所示：
，其中p=1~3；当n=1时为多巴改性异丁烯醇聚乙二醇醚，n=2时为多巴改性异戊烯醇聚乙二醇醚。
5.根据权利要求1中所述的一种机制砂专用新型聚羧酸减水剂，其特征在于所述多巴胺类单体为多巴胺甲基丙烯酰胺、多巴胺丙烯酰胺、多巴甲基丙烯酰胺、多巴丙烯酰胺中的至少一种。
6.根据权利要求1中所述的制备方法，其特征在于所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二异丙基脒唑啉盐酸盐、偶氮二异丁脒二盐酸盐、双氧水-抗坏血酸引发体系、双氧水-吊白块引发体系及过硫酸铵-亚硫酸钠引发体系中的至少一种，用量为单体用量的0.3~3%，所述链转移剂为巯基乙醇、巯基乙酸、巯基丙酸、巯基丙醇、次磷酸钠、磷酸三钠、CTA1420中的至少一种，用量为单体用量的0.2~2%。
7.根据权利要求1-6所述的一种机制砂专用新型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将聚醚类大单体、多巴改性聚醚大单体和水加入反应容器中溶解均匀，在搅拌条件下将聚合单体溶液（含有不饱和羧酸、不饱和羧酸酯和多巴胺类单体）和引发剂溶液（含引发剂和链转移剂）分别滴加进反应瓶中，滴加完成后保温继续反应得到聚合产物溶液，向聚合产物溶液中加入适量碱调节pH值即可得到机制砂专用新型聚羧酸减水剂。
8.根据权利要求7中所述的制备方法，其特征在于聚合反应温度为18~70℃，聚合单体溶液和引发剂溶液滴加时间分别为1.5~3h和2~3.5h，聚合单体溶液滴加时间需小于引发剂溶液，保温时间为1~3.5h，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、三乙胺、三乙醇胺中至少一种或其水溶液。
9.根据权利要求1中所述机制砂专用新型聚羧酸减水剂作为减水剂或机制砂混凝土调节剂的应用。
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