[發(fā)明專利]一種含羧基和膦酸基的減水劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011631877.2
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114685797B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 冉千平;胡聰;楊勇;周棟梁;張建綱;陸加越;夏正奕;李申振
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京博特新材料有限公司;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(hào): C08G81/00
• 分類號(hào): C08G81/00;C04B24/28;C04B103/30
• 代理公司: 南京材智匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32449
• 代理人: 喬淑媛

本發(fā)明公開(kāi)了一種含羧基和膦酸基的減水劑及其制備方法，所述含羧基和膦酸基的減水劑同時(shí)含有膦酸基和羧基吸附基團(tuán)，并且引入多種結(jié)構(gòu)的膦酸基結(jié)構(gòu)，所述含羧基和膦酸基的減水劑減水效率高且抗泥效果好。本發(fā)明所述含羧基和膦酸基的減水劑的制備方法是通過(guò)聚琥珀酰亞胺與氨基聚醚類單體和氨基膦酸類單體中的氨基同時(shí)發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)和接枝反應(yīng)，為開(kāi)環(huán)后的聚琥珀酰亞胺鏈段接枝氨基聚醚側(cè)鏈和氨基磷酸基側(cè)鏈，最后通過(guò)水解反應(yīng)裸露出剩余部分的羧基，得到所述含羧基和膦酸基的減水劑。所述方法可以免去直接磷酸化的污染問(wèn)題以及膦酸化單體難以共聚等問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種含羧基和膦酸基的減水劑及其制備方法，屬于混凝土外加劑技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近幾十年來(lái)，隨著大規(guī)模基建工程的開(kāi)展，建筑行業(yè)對(duì)水泥、砂、石材料的需求量驟增，同時(shí)，市場(chǎng)上所售的建筑用材料愈來(lái)愈復(fù)雜，機(jī)制砂逐漸取代河砂，砂石材料的含泥量逐漸加大。聚羧酸減水劑對(duì)混凝土原材料的質(zhì)量波動(dòng)非常敏感，使用這種含泥量高的砂石材料會(huì)影響混凝土的工作性能、施工性能以及耐久性能。并且冬季低溫施工，聚羧酸減水劑拌制的混凝土出現(xiàn)滯后泌水的現(xiàn)象非常普遍。

為了提高聚羧酸高性能減水劑對(duì)硫酸鹽競(jìng)爭(zhēng)吸附和泥土的耐受性，以減少所需減水劑的用量，提高預(yù)拌混凝土的和易性，現(xiàn)有技術(shù)已廣泛研究了影響其吸附力的結(jié)構(gòu)參數(shù)和構(gòu)效關(guān)系，分析了聚羧酸側(cè)鏈長(zhǎng)度和密度、陰離子功能基團(tuán)即羧酸鹽、二羧酸鹽或磷酸鹽對(duì)吸附力的影響。結(jié)果表明，對(duì)陰離子改性是提高混凝土外加劑，主要是減水劑抗硫酸鹽競(jìng)爭(zhēng)的良好技術(shù)途徑，等效電荷的分布密度揭示了二羧酸聚合物對(duì)SO₄^2-的濃度敏感度不如單羧酸聚合物。并且，磷酸鹽對(duì)SO₄^2-濃度幾乎完全不敏感，因此可以看出含羧基和膦酸基的減水劑必然是今后混凝土減水劑的發(fā)展趨勢(shì)。

已有不少對(duì)膦酸基減水劑的報(bào)道，專利CN105236806A通過(guò)丙烯醇、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷酯化反應(yīng)制備了不飽和膦酸單體，將其引入到聚羧酸聚合體系中，制備磷酸基減水劑。該減水劑具有良好的抗硫酸根離子能力和抗泥能力。

專利CN106832147B以丙烯酰氯、亞磷酸和水為原料制備得端烯基不飽和膦酸小單體，在保留了丙烯酸或甲基丙烯酸雙鍵高聚合活性的同時(shí)，引入了磷酸基團(tuán)，所得膦酸基減水劑初始分散性好，坍落保持性高，提高減水劑的適應(yīng)性。

專利CN?108129625?A公開(kāi)了一種膦酸基減水劑、其制備方法及其應(yīng)用。以芳胺類單體和環(huán)氧化合物為原料進(jìn)行開(kāi)環(huán)反應(yīng)得到含羥基的芳胺中間體，再與磷酸化試劑進(jìn)行磷酸酯化反應(yīng)，得到含膦酸酯基的芳胺類化合物；芳胺類化合物在堿性條件下與醛類化合物、酚類化合物、化合物A進(jìn)行縮合；所述膦酸基減水劑具有很好的對(duì)水泥和摻合料的適應(yīng)性和抗黏土性能以及具有較好的緩凝保坍性能。

專利CN?111518243?A公開(kāi)了一種抗泥型聚羧酸減水劑，所述減水劑是由有機(jī)磷聚氧乙烯醚丙三醇磷酸酯，2-羥基磷酸基乙酸、二乙烯三胺五亞甲基膦酸和2-膦酰基丁烷-1，2，4-三羧酸接枝到聚羧酸減水劑的主鏈上磷酸基團(tuán)優(yōu)先吸附在粘土表面，減弱了黏土對(duì)羧酸基團(tuán)的吸附，從而在含泥量較高的體系中依然保持良好的減水和保坍效果。

目前大多數(shù)報(bào)道專利是引入含膦酸小單體參與聚羧酸共聚或者通過(guò)縮聚等方法，一般合成條件比較苛刻，雙鍵保留率低，工藝復(fù)雜難以控制；同時(shí)，含膦酸小單體的引入往往會(huì)影響聚合過(guò)程或存在競(jìng)聚率差異大等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種含羧基和膦酸基的減水劑的減水劑及其制備方法。

本發(fā)明所述含羧基和膦酸基的減水劑同時(shí)含有膦酸基和羧基吸附基團(tuán)，并且引入多種結(jié)構(gòu)的膦酸基結(jié)構(gòu)，如氨基乙基膦酸、3-氨基苯基膦酸等，可以免去直接磷酸化的污染問(wèn)題以及膦酸化單體難以共聚等問(wèn)題。

本發(fā)明所述含羧基和膦酸基的減水劑的分子結(jié)構(gòu)為下述鏈段Ⅰ、鏈段Ⅱ和鏈段Ⅲ的無(wú)規(guī)共聚物，