[發(fā)明專利]一種支化聚醚中間體及其制備方法和其制備具有中低減水率含磷基團(tuán)小分子減水劑的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811651190.8
• 申請日: 2018-12-31
• 公開（公告）號: CN111378118B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 冉千平;楊勇;韓正;亓帥;范士敏;王濤;馬建峰;王兵
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇蘇博特新材料股份有限公司;博特建材（天津）有限公司
• 主分類號: C08G65/338
• 分類號: C08G65/338;C08G65/327;C08G65/331;C04B24/32;C04B103/30
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本發(fā)明提供一種支化聚醚中間體及其制備方法和其在制備具有中低減水率含磷基團(tuán)小分子減水劑中的應(yīng)用。所述支化聚醚中間體是先將聚醚與磷酸化試劑發(fā)生酯化反應(yīng)得到聚醚磷酸酯，之后聚醚磷酸酯中的雙羥基結(jié)構(gòu)與環(huán)氧化物發(fā)生開環(huán)反應(yīng)獲得。所述中低減水率含磷基團(tuán)小分子減水劑是利用上述支化聚醚中間體與磷酸化試劑發(fā)生酯化反應(yīng)獲得。所述具有中低減水率含磷基團(tuán)小分子減水劑的保坍、緩凝和粘土耐受性優(yōu)異。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于混凝土外加劑制備領(lǐng)域，具體地說是一種支化聚醚中間體及其制備方法和其制備具有中低減水率含磷基團(tuán)小分子減水劑的應(yīng)用。

背景技術(shù)

減水劑是混凝土中一種必不可少的外加劑，可降低混凝土拌合水的用量，改善混凝土的工作性能，為混凝土向高性能化方向發(fā)展提供了前提和保障。

在減水劑所有品種中，使用比較廣泛的當(dāng)屬聚羧酸減水劑。聚羧酸減水劑具有摻量低、減水率高、和易性好、流動性保持能力突出的優(yōu)勢，在建筑、鐵路、橋梁、水電、核電等民用或工程項(xiàng)目中得到了廣泛的應(yīng)用。

但隨著建筑行業(yè)中各種針對性需求的日益出現(xiàn)，聚羧酸減水劑對于水泥顆粒細(xì)度、石粉含量、含泥量、硫酸鹽含量等比較敏感的缺點(diǎn)不斷顯現(xiàn)出來。隨著優(yōu)質(zhì)砂石骨料的減少，機(jī)制砂和含泥量高的低品位砂石骨料的大規(guī)模推廣應(yīng)用成為一種趨勢，如何提高減水劑在低品質(zhì)砂石骨料中的工作性能是業(yè)內(nèi)從業(yè)人員面臨的一大挑戰(zhàn)。

近些年來，研究者們開始對磷酸吸附基團(tuán)產(chǎn)生了很大的興趣。已有的研究工作證明(Florent Dalas et al.Tailoring the anionic function and the side chains ofcomb-like superplasticizers to improve their adsorption[J],cement andconcrete research,2015,67,21-30)，磷酸基的電負(fù)性和吸附能力要高于磺酸基和羧酸基，在水泥顆粒表面的吸附較快，能夠很快的達(dá)到吸附平衡，而且磷酸基能夠和水泥中的Ca²⁺形成絡(luò)合物，延遲水泥的水化過程。目前，已有多篇專利和文獻(xiàn)公開了關(guān)于磷酸基團(tuán)或者亞磷酸基團(tuán)的減水劑的制備方法及取得的效果。

專利CN103596993A公開了一種具有偕雙磷酸酯基的共聚物，該類聚合物相對于聚羧酸減水劑而言對水泥中的粘土具有低的敏感性。專利CN 105837768B公開了一種聚磷酸酯減水劑的制備方法，該磷酸基減水劑具有很好的減水和保坍性能。專利CN105504297報道了一種具有聚乙烯亞胺結(jié)構(gòu)的亞磷酸混凝土超塑化劑。此類聚醚衍生物可以單獨(dú)或者與磺酸鹽系減水劑、聚羧酸減水劑等進(jìn)行復(fù)配使用，可以有效地改善混凝土流動性能和保坍性能。專利CN102439063B公開了一種低分子磷酸減水劑。該減水劑由聚氧烷基鏈和膦酸氨亞烷基化合物兩部分構(gòu)成，表現(xiàn)出一定的緩凝效果，且緩凝效果會隨著摻量的增加而延長。然而此類減水劑制備成本較高，應(yīng)用較困難。

由上可見，磷酸基團(tuán)包括其衍生物的保坍、緩凝、減水性能以及抗黏土能力逐漸得到了業(yè)內(nèi)從業(yè)人員的認(rèn)可。目前，磷酸基團(tuán)的存在形式主要有亞磷酸基和磷酸酯基。其中，亞磷酸基團(tuán)可通過mannich反應(yīng)與聚醚衍生物連接，聚醚衍生物一般為多氨基化合物，氮原子上用于反應(yīng)的活潑氫多于2個，吸附基團(tuán)相對集中，此類含亞磷酸基團(tuán)的聚醚衍生物表現(xiàn)出了良好的性能。

然而，在磷酸酯基聚醚衍生物的合成中，形成的多為單磷酸酯和少量的磷酸雙酯，吸附基團(tuán)的密度不高，導(dǎo)致其性能有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種一種支化聚醚中間體及其制備方法和其制備具有中低減水率含磷基團(tuán)小分子減水劑的應(yīng)用。所述具有中低減水率含磷基團(tuán)小分子減水劑的保坍、緩凝和粘土耐受性優(yōu)異。

所述支化聚醚中間體是先將聚醚與磷酸化試劑發(fā)生酯化反應(yīng)得到聚醚磷酸酯，之后聚醚磷酸酯中的雙羥基結(jié)構(gòu)與環(huán)氧化物發(fā)生開環(huán)反應(yīng)獲得，制備工藝簡單。

所述支化聚醚中間體的結(jié)構(gòu)式，以所用環(huán)氧化物為環(huán)氧乙烷時為例，如下式(Ⅰ)所示。