[发明专利]具有缓凝和保坍性能的小分子减水剂的制备方法及用途

权利要求书

1.一种具有缓凝和保坍性能的小分子减水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)氨基化反应：有机胺与不饱和羧酸酯发生C＝C双键的迈克尔加成反应，提纯后得到带有氨基氢和羧酸酯基团结构的有机胺中间体；

(2)将所述有机胺中间体与甲醛、亚磷酸在酸性催化剂存在下发生曼尼希反应，使所述有机胺中间体的氨基氢转化为CH₂PO₃H₂，羧酸酯基团转化为羧基，提纯后得到亚磷酸化的有机胺中间体；

(3)将所述亚磷酸化的有机胺中间体的羧基与带有端OH或端NH₂的聚醚进行缩合反应，使所述羧基转化为酯基或酰胺基，加碱中和后得到具有缓凝和保坍性能的小分子减水剂；

所述有机胺由烃基与伯氨基和/或仲氨基组合得到，所述有机胺的碳原子数为1～40个，氨基氢原子数至少为2个；

所述不饱和羧酸酯结构式如式(I)所示：

其中，R¹、R²、R³互相独立地为H或CH₃-，R’为甲基、乙基、丙基或丁基；

所述带有端OH或端NH₂的聚醚的分子量为1000～5000，结构式如式(II)所示：

R”-(OCH₂CH₂)_a-(OCH₂CH(CH₃))_b-XH (II)

其中，R”为C1-C6烷基，X＝O或NH，a＞0，b不小于0。

2.如权利要求1所述的具有缓凝和保坍性能的小分子减水剂的制备方法，其特征在于，所述有机胺为甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、十二胺、十六胺、十八胺、苯胺、苄胺、苯乙胺、苯丁胺、色胺、精胺、亚精胺、哌嗪、N-氨乙基哌嗪、乙二胺、2，6-二甲基苯胺、1，3-丙二胺、1，2-丙二胺、1，4-丁二胺、1，5-戊二胺、1，6-己二胺、异佛尔酮二胺、1，2-环己二胺、1，3-环己二胺、1，3-环己二甲胺、1，4-环己二胺、1，2-苯二胺、1，3-苯二胺、1，4-苯二胺、2，6-甲苯二胺、2，4，6-三甲基间苯二胺、二乙基甲苯二胺、1，2-萘二胺、1，4-萘二胺、1，5-萘二胺、1，8-萘二胺、2，3-萘二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、多乙烯多胺、分子量为600～800的线形聚乙烯亚胺、C5～C16的非取代大环多胺。

3.如权利要求1所述的具有缓凝和保坍性能的小分子减水剂的制备方法，其特征在于，所述不饱和羧酸酯为(甲基)丙烯酸烷基酯或丁烯酸烷基酯。

4.如权利要求1所述的具有缓凝和保坍性能的小分子减水剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述迈克尔加成反应

以强酸性阳离子树脂作为催化剂，

所述有机胺与不饱和羧酸酯的摩尔比为1∶(1.02～1.05)，

反应温度为40～80℃，反应时间为1～6h。

5.如权利要求1所述的具有缓凝和保坍性能的小分子减水剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述迈克尔加成反应结束后提纯的方法是：保持反应温度，抽真空蒸除过量的不饱和羧酸酯，过滤除去不溶性物质。

6.如权利要求1所述的具有缓凝和保坍性能的小分子减水剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，

所述有机胺中间体、亚磷酸和甲醛的摩尔比为1∶(1.01～1.05)m∶(1.05～1.1)m，其中m为有机胺中间体的氨基氢原子数，

所述曼尼希反应以甲酸、醋酸、草酸、盐酸、硫酸或磷酸中的至少一种作为催化剂，反应温度为100～120℃，反应时间为3～6h。

7.如权利要求1所述的具有缓凝和保坍性能的小分子减水剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述亚磷酸化的有机胺中间体与所述聚醚的摩尔比为1∶(1～1.05)，缩合温度为80～110℃，缩合时间为5～8h。