[发明专利]一种含酰胺结构的磷酸基减水剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种含酰胺结构的磷酸基减水剂的制备方法。本发明所述制备方法包括：在一定反应条件下，将不饱和聚醚单体与不饱和羧酸类单体通过自由基聚合反应聚合得到含羧酸基团预聚体；将胺化试剂加入制得的含羧酸基团预聚体中发生酰胺化反应，再加入亚磷酸以及醛类单体进行曼尼希反应即可得到含酰胺结构的磷酸基减水剂。本发明所述制备方法中酰胺结构的引入采用含羧酸基团的预聚体与有机多胺类单体的酰胺化反应，合成方式简单，不需采用价格昂贵的端氨基聚醚，大大降低了合成成本；酰胺结构形成的同时间接的完成了有机多胺类单体与聚醚链的连接，避免了使用传统先合成氯代聚醚再进行氨基化的方法，进而避免了氯离子的引入。

技术领域

本发明属于混凝土外加剂制备领域，具体地说是一种含酰胺结构的磷酸基减水剂的合成及应用。

背景技术

随着建筑行业的快速发展，混凝土技术不断向着高工作性、高强、高耐久或特种性能的方向发展。作为现代混凝土制备的必备材料和核心技术，减水剂产品面临着全新的挑战，研究开发出具有新型结构及特色性能的减水剂材料就显得更加迫在眉睫。

近年来，聚羧酸减水剂因具有掺量低、减水率高、水泥适应性好等优点，成为了行业的研究主流。但是理论研究和工程应用表明聚羧酸减水剂与混凝土材料存在相容性问题，存在混凝土坍落度损失快，出现异常凝结，收缩增加、易开裂等现象。传统的聚羧酸减水剂也已经很难满足市场不断变化所带来的不同需求。

为了解决传统聚羧酸减水剂出现的一些应用性问题，研究者开发出了含有酰胺/酰亚胺型聚羧酸减水剂，该类减水剂具有减水率高、流动保持性能好、存放期较长、早期强度高、等优点，被混凝土外加剂专家Plank划分为第三代聚羧酸减水剂。

专利US7026402通过α-氨基聚乙二醇-ω-单甲醚引入酰胺/酰亚胺基或亚酰胺/酰亚胺基合成聚羧酸减水剂，Sika公司(US0139701)公开的酰胺/酰亚胺-酰亚胺聚羧酸系减水剂的制备方法，其对应浆体的流动性及保持性能好。

专利CN102181020A报道了酰胺/酰亚胺化活性单体共聚反应合成聚羧酸高性能减水剂的方法。该减水剂分子结构中主支链通过酰胺/酰亚胺键连接，减水性能优异。

此外，研究者还通过引入具有高吸附性的磷酸基来提高减水剂性能。一方面，加入的磷酸基较羧基具有更强的电荷吸引力；另一方面，加入的磷酸基可提高减水剂本身在水泥浆体系中对钙离子的容忍度。目前，有多篇专利和文献公开了关于磷酸基减水剂的制备方法及取得的效果。

专利文献CN102439063B公开了一种低分子磷酸减水剂。该减水剂表现出一定的缓凝效果，且缓凝效果会随着掺量的增加而延长。此类减水剂制备成本较高，应用较困难。专利文献CN103342500A报道了一种由磷酸盐等原料复配得到的粘土屏蔽剂，该减水剂可以优先吸附到砂石骨料中的粘土颗粒表面，从而保证聚羧酸减水剂的效果。专利文献CN103596993A公开了一种具有偕双磷酸酯基的共聚物，该类聚合物比聚羧酸减水剂的粘土敏感性低。专利文献CN105504297A报道了一种具有聚乙烯亚胺结构的亚磷酸混凝土超塑化剂。此类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。

上述专利文章等公开了不同类型的磷酸基减水剂，表现出了明显的保坍、缓凝、减水性能和一定的抗黏土能力，而不会损失混凝土的强度等其他性能。磷酸基减水剂的性能逐渐得到了业内从业人员的关注和认可，本发明的一个目的就是开发出一种结构更加新颖的磷酸基减水剂。此外，本发明中磷酸基减水剂中还含有酰胺结构，可进一步增加流动性和保坍能力。该方法合成的产品在降低成本的同时，依然具有优异的各项性能指标，有利于工业化生产的实施。

发明内容

发明目的：为了开发出一种结构更加新颖的磷酸基减水剂产品，结构中引入酰胺结构，进一步增加流动性和保坍能力，本发明提供一种制备工艺简单，保坍、缓凝和粘土耐受性能优异的含酰胺结构的磷酸基减水剂的制备方法。