[發明專利]一種端胺基聚醚大單體及其制備抗泥型聚膦酸減水劑的方法

在審

• 申請號: 201810851259.5
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN109369905A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 姚燕;錢珊珊;王子明;毛倩瑾;王亞麗;劉曉
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C08G65/326
• 分類號: C08G65/326;C08G65/325;C08G65/331;C08G65/335;C04B24/32;C04B103/30
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

本發明公開了一種端胺基聚醚大單體及其制備抗泥型聚磷酸減水劑的方法，本發明方法制備一種端胺基聚醚與二環氧氧化物進行胺基?環氧開環聚合反應，實現端胺基聚醚在主鏈上接枝成側鏈的聚合物，再將胺基?環氧開環聚合反應生成的羥基改性為鹵素，與烷基膦酸酯進行Arbuzov反應制備得到抗泥型聚膦酸減水劑，用本發明方法制備的減水劑保留了現有減水劑的優點且生產工藝可控性好，副反應少、對不同水泥品種適應性強，減水率高，具有較好的性價比和競爭優勢。

技術領域

本發明涉及一種水泥混凝土用減水劑的技術領域，特別涉及到一種胺基-環氧開環聚合反應和Arbuzov反應相結合制備聚減水劑的方法。

背景技術

目前，聚醚胺(PEA)是一類主鏈為聚醚結構，末端活性官能團為胺基的聚合物。通過選擇不同的聚氧化烷基結構，可調節聚醚胺的反應活性、韌性、粘度以及親水性等一系列性能，而胺基提供給聚醚胺與多種化合物反應的可能性。其特殊的分子結構賦予了聚醚胺優異的綜合性能，目前商業化的聚醚胺包括單官能、雙官能、三官能，重均分子量從230到5000的一系列產品。在聚脲噴涂、大型復合材料制成以及環氧樹脂固化劑等眾多領域得到了廣泛應用。

專利(申請號201110045639.8)公開了一種聚醚胺類羧酸高效減水劑，是以硫酸銨和甲基丙烯磺酸鈉為引發劑，通過滴定反應，將小單體丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸或其酸酐先聚合成主鏈，然后與聚醚胺大單體進行酰胺化反應并同時脫水，實現聚醚胺大單體在主鏈上接枝成側鏈，其生產工藝簡單，工藝可操作性強，制成的聚醚胺類羧酸減水劑對水泥品種和適應性強，減水率可達40～45％，從而可獲得高性能的混凝土，也可制備大摻量礦物摻合料混凝土。但是該發明采用的自由基聚合合成主鏈，而自由基聚合的特點是慢引發，快增長，易終止，而鏈增長反應能否順利進行，主要決定于單體轉變成的自由基的結構特性、體系中單體的濃度及與活性鏈濃度的比例、雜質含量以及反應溫度等因素。這些因素導致聚合物的結構難于控制，直接影響減水劑分子側鏈的結構和空間排列。

針對現有技術的上述缺陷和問題，本發明的目的是合成具有生產工藝簡單、安全、可控性好，較好的性價比和競爭優勢的減水劑。利用胺基-環氧開環聚合聚合反應和通過調整不同結構/重均分子量的端胺基聚醚有效的調整減水劑分子側鏈的結構和空間排列，改變聚羧酸減水劑的性能，填補改性大單體來改性聚羧酸減水劑科研空白。對推動聚羧酸減水劑技術的發展和進步有著十分重大的作用。本發明得到的減水劑是一種梳形高分子，在減水劑主鏈分子結構中引入強吸附基團膦酸基團替代羧酸基團，提供與水泥顆粒之間的“錨固”點，在長側鏈的末端引入親水性氨基、親油性的甲基，從而提高了梳形高分子在水溶液中的伸展規整性，有利于空間位阻效應的發揮，能產生顯著的減水效應。利用接枝長鏈末端的親水性基團提高梳形高分子在水溶液中排列的規整性，從而產生優異的減水效果。

發明內容

本發明的目的是為了改進現有技術的不足而提供一種端胺基聚醚大單體及其制備抗泥型聚膦酸減水劑的方法，可以用這種方法賦予減水劑新的功能。

本發明中利用胺羥基合成端胺基聚醚的方法及其在減水劑合成中的應用，包括以下步驟：

1.一種端胺基聚醚，其分子結構如結構簡式1所示：

其中R₁為H或甲基，m，n，p均為大于或等于零的整數，且6≤m+n+p≤68，且m，n和p不同時為0，該聚醚單體的重均分子量為500～3000。

2.一種抗泥型聚磷酸減水劑，其分子結構如結構簡式2所示：

其中R₁為H或甲基；R₂為脂肪族、脂環族或芳香族；R₃為甲基，乙基；m，n，p均為大于或等于零的整數，且6≤m+n+p≤68，且m，n和p不同時為0；k為6～87,該抗泥型聚磷酸減水劑的重均分子量為20000～80000。