[发明专利]一种单链型膦酸基减水剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种单链型膦酸基减水剂及其制备方法，所述单链型膦酸基减水剂的分子组成包括四种结构链段，其链段Ⅰ一端为烷氧基封端的聚醚胺链段、链段Ⅱ多胺基结构、链段Ⅲ羰基连接臂，链段Ⅳ膦酸吸附基团构成；链段Ⅰ和/或链段Ⅱ通过羰基连接臂连接；链段Ⅳ与链段Ⅰ和链段Ⅱ通过亚烷基连接，通过上述连接方式构成一端为聚醚胺链段、另一端为膦酸吸附基团的单链型膦酸基减水剂。所述单链型膦酸基减水剂具有缓凝和长效保坍效果。所述制备方法简单、结构可调性强，且不使用氯代聚醚等原料，解决了膦酸基减水剂中含有氯离子的问题。

技术领域

本发明涉及一种单链型膦酸基减水剂及其制备方法，属于混凝土外加剂领域。

背景技术

混凝土作为一种建筑材料被广泛应用于众多领域，混凝土外加剂是混凝土中必不可少的一种组分，能够调节和改善混凝土材料的工作性能，在混凝土生产技术中起到核心作用。减水剂是其中产量最大、应用最为广泛的一种混凝土外加剂。

随着混凝土行业的发展，天然优质砂石等材料资源的稀缺以及绿色建筑理念的发展，回收建筑废料、机制砂以及含泥量高的天然砂石等低品质骨料，应用到混凝土领域已经成为一种发展趋势。而低品质骨料的集配差、石粉含量高或者粘土含量高；传统的聚羧酸减水剂应用于低品质骨料拌和的混凝土中，不仅产生大量的无效吸附，而且导致混凝土的状态较差，坍落度损失比较快。

业内从业人员从吸附基团种类、化学结构组成等方面对减水剂进行了改性研究，已有的研究表明，膦酸基为吸附基团的减水剂在粘土含量高或者石粉含量高的砂石骨料中具有较好的应用效果。

专利CN108250448A报道了一种含膦酸基团的低分子混凝土减水剂的制备方法。氯代聚醚与聚醚多元醇的碱金属盐发生醚化反应，然后接枝膦酸基团，制备成末端超支化的聚醚膦酸酯。所得减水剂在保坍、减水、缓凝和粘土耐受性等方面具有较好性能。

专利CN107619474A报道了一种膦酸基减水剂的制备方法。首先由酚类单体和氯代聚醚在碱性条件下发生醚化反应制得甲氧基聚醚衍生物，将其与醛类单体、胺类单体进行缩合反应，得到胺化聚醚中间体；最后胺化聚醚中间体经膦酸化反应获得膦酸化产物，可作为水泥分散剂使用，具有较好的减水、保坍和粘土耐受性能。

专利CN105504297报道了一种新的具有聚乙烯亚胺结构的亚膦酸混凝土超塑化剂。首先利用氯代甲氧基聚醚与聚乙烯亚胺进行胺化反应，得到胺化的甲氧基聚醚，然后利用甲氧基聚醚、甲醛和亚膦酸的mannich反应合成具有聚乙烯亚胺结构的亚膦酸混凝土超塑化剂。这类低分子量聚醚衍生物可以单独或者与磺酸盐系减水剂、聚羧酸减水剂等进行复配使用，可以有效地改善混凝土流动性能和保坍性能。

专利CN107987271A报道了一种含膦酸酯基低分子减水剂的制备方法。首先将氯代聚醚与胺化试剂反应得到胺化聚醚，脱水后进行乙氧基化反应得到末端超支化的聚醚，最后进行膦酸化反应制得末端超支化的含膦酸酯基低分子减水剂。制得的减水剂保坍、缓凝和粘土耐受性具有较好性能。

上述研究工作说明，减水剂结构中引入亚膦酸基团，以聚醚为侧链，制备的减水剂具有较好的保坍、缓凝和粘土耐受性。

虽然上述减水剂均具有较好的保坍、缓凝和黏土耐受性，但合成过程中需要使用氯代聚醚作为反应原料，容易在减水剂中引入过多的氯离子盐，限制了这类减水剂在某些对钢筋锈蚀比较敏感的工程项目中的应用。

发明内容

虽然现有的膦酸基减水剂具有较好的减水、保坍、缓凝和黏土耐受性能，但其在合成过程中使用氯代聚醚作为反应原料，容易在减水剂中引入过多的氯离子盐，限制了这类减水剂在某些对钢筋锈蚀比较敏感的工程项目中的应用。针对以上问题，本发明提供一种制备方法简单、结构可调性强、具有缓凝和长效保坍效果的单链型膦酸基减水剂及其制备方法，该方法不使用氯代聚醚等原料，解决了膦酸基减水剂中含有氯离子的问题。