[发明专利]一种抗泥保坍型含磷酸酯基聚羧酸减水剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥混凝土用聚羧酸减水剂的技术领域，特别涉及到一种抗泥保坍型含磷酸酯基聚羧酸减水剂的制备方法。

背景技术

聚羧酸系减水剂因具有掺量低、减水率高、保坍性好、分子结构可调性强以及绿色环保等优良性能，被越来越广泛地应用于混凝土工程中。然而，大量的工程实例及研究表明，与传统的萘系、三聚氰胺系及氨基磺酸系等减水剂相比，聚羧酸系减水剂对骨料的含泥量更为敏感，骨料中的泥会吸附聚羧酸减水剂，随着含泥量的增加，聚羧酸系减水剂的减水分散能力严重下降、保坍效果差，导致新拌混凝土的工作性大幅下降。随着建筑行业的快速发展，优质的砂石资源逐渐消耗殆尽，各地的砂石资源趋于劣化，特别是大中城市，使用的砂石含泥量偏高。骨料含泥量高的情况下，即使提高聚羧酸系减水剂的掺量，虽初始流动度有所改善，但并不能解决减水率、保坍性等问题，聚羧酸超掺使成本增加，另一方面还会造成混凝土初始离析严重，凝结时间过长等问题。因此，从聚羧酸减水剂分子结构本身出发，通过引入一些能够降低粘土吸附的功能基团，开发出一种抗泥保坍型聚羧酸减水剂，可以大大提高聚羧酸减水剂的在全国范围内的适用性，对建筑行业的发展具有重要意义。

目前已有的研究表明，使用小分子磷酸盐能够和水泥中的Ca+形成络合物，延缓水泥水化，同时能够与聚羧酸减水剂中的羧基竞争吸附，能够降低粘土等对羧基的吸附，从而保证聚羧酸减水剂的性能(及刚等.集料中含泥量对聚羧酸减水剂性能的影响及对应[J]，第五届全国特种混凝土技术学术交流会，2014，成都)。

中国专利文献CN 105418857A报道了一种含磷酸酯基聚羧酸减水剂的制备方法，它是先将不饱和聚醚大单体、不饱和羧酸酯、不饱和醇在有机溶剂中进行共聚反应得到聚羧酸减水剂预聚体，然后将聚羧酸减水剂预聚体进行磷酸化改性，再在酸性水溶液存在下，使磷酸化改性后的产物上的羧酸酯基团水解，并除去有机溶剂，最后中和，得到所述含磷酸酯基的聚羧酸减水剂，但此发明生产工艺复杂，且转化率不高，生产成本较高，且大量使用有机溶剂，不利于大规模的生产与应用。

中国专利文献CN 104261719A以不饱和磷酸酯单体、不饱和酸单体、聚醚大单体、链转移剂、引发剂及水为原料，在40-80℃条件下，滴加4-6h，保温2h制备得到具有磷酸酯结构的聚羧酸减水剂，但此发明所用的不饱和磷酸酯单体中的磷酸基团具有一定的链转移作用，直接参与减水剂共聚反应可能会带来减水剂的结构和分子量无法准确控制的缺点。

发明内容

本发明的目的是为了改进现有技术的不足而提供一种抗泥保坍型含磷酸酯基聚羧酸减水剂的制备方法，其在减水保坍的前提下又提高了抗泥性。

本发明的技术方案为：一种抗泥保坍型含磷酸酯基聚羧酸减水剂的制备方法，其具体步骤如下：

1)含有卤素的聚羧酸减水剂预聚体的制备：将含有卤素的不饱和单体、不饱和酸类小单体、不饱和聚醚大单体或不饱和酯类大单体在引发剂、还原剂和链转移剂的作用下，保持在20～50℃进行自由基聚合反应3～5h得到含有卤素的聚羧酸减水剂预聚体；其中所述的含有卤素的不饱和单体、不饱和酸类小单体、不饱和聚醚大单体或不饱和酯类大单体、引发剂、还原剂和链转移剂的摩尔比为1：(0.1～1)：(1.2～10)：(0.01～0.1)：(0.03～0.2)：(0.005～0.1)；

2)抗泥保坍型含磷酸酯基聚羧酸减水剂的制备：将含有卤素的聚羧酸减水剂预聚体与烷基磷酸酯在80～150℃下进行Arbuzov反应得到含磷酸酯基的共聚产物；用碱液调整共聚产物的pH值，加水得到聚羧酸系减水剂；其中含有卤素的聚羧酸减水剂预聚体与烷基磷酸酯的摩尔比是1：(3～10)。

优选步骤1)中所述的含有卤素的不饱和单体的通式为：R₁X，其中R₁为具有3～8个碳原子的不饱和的烯基，X为卤素Br、Cl或I中的一种；步骤1)中所述的不饱和酸类小单体的通式为：R₅COOM，其中R₅为3～8个碳原子的不饱和烯基，M为H、金属离子、铵基或有机胺基。