[发明专利]一种多元聚醚中间体、含多元磷酸酯基团的星型聚合物及其制备方法和其应用

说明书

本发明公开了一种多元聚醚中间体、含多元磷酸酯基团的星型聚合物及其制备方法和其应用，本发明所述多元聚醚中间体是由环状单体A与环氧烷烃反应获得所述多元聚醚中间体。所述多元聚醚中间体与磷酸化试剂进行酯化反应获得所述含多元磷酸酯的星型聚合物，所述星型聚合物作为混凝土缓凝剂和抗粘土小料使用，具备优异的性能。作为缓凝剂使用大幅提升混凝土缓凝时间，为混凝土的长效缓凝提供了重要解决办法。作为抗粘土试剂提高缓凝剂在不同原材料中的适应性。

技术领域

本发明属于混凝土外加剂制备领域，具体地说是一种含多元磷酸酯基团的星型聚合物及其制备方法和其应用。

技术背景

混凝土是目前普通民用建筑和大型建筑中应用最广泛的人造石材，而外加剂则是混凝土实现优异性能必不可缺的第五组分。其中，缓凝剂是混凝土外加剂中的一种，能有效延缓和降低水泥水化的放热速度，从而延长混凝土充分凝结的时间，使新拌混凝土较长时间保持塑性，便于混凝土的运输和浇灌成型，同时对混凝土后期各项性能不会造成不良影响的外加剂。因此，缓凝剂在混凝土领域起着重要的作用。

目前已知的缓凝剂很多，主要包括无机缓凝剂和有机缓凝剂两类，无机缓凝剂有：磷酸盐、锌盐、硫酸铁、硫酸铜、硼酸盐、氟硅酸盐等，而有机缓凝剂：木质素磺酸盐、羟基羧酸及其盐、多元醇及其衍生物、糖类及碳水化合物等。其中有机缓凝剂用的较为广泛，但有机缓凝剂的缓凝剂机理目前还不太清晰，有理论认为主要是其中的有机分子中的负电官能团如磷酸基团与溶液中钙离子结合，或吸附在水泥颗粒表面，形成稳定且致密的溶剂水化膜，抑制了水泥水化的过程。

随着社会的发展，各种大型工程和高层建筑也不断出现，缓凝剂的应用范围也不断扩大，对缓凝剂的性能要求也越来越高。例如，大体积混凝土的施工，采用普通缓凝剂效果不够理想，容易产生温度裂缝，降低混凝土强度；高层建筑物在施工过程中为避免出现“冷接头”，要求混凝土的凝结时间延长到24h，甚至更长。

目前因为性价比原因，有机缓凝剂中糖钠应用的最为广泛，但实际应用中也发现其缓凝效果的局限性。糖钠作为一种普通缓凝剂缓凝作用时间较短短，显然已无法满足上述大型工程的施工要求。而通过提高掺量的方式延长缓凝的时间，可能会影响后期混凝土强度的发展。

专利CN201910414365公开了一种环状氨基有机膦酸作为水泥缓凝剂应用，可以有效控制凝结时间(初凝和终凝时间)之间的间隔，但无法实现对混凝土更加高效的长时间的缓凝。

专利CN105130240A公开了一种有机缓凝剂和无机缓凝剂复配的方法，缓凝效果有所增长，但混凝土强度会受影响降低，这说明通过简单复配，无法实现缓凝时间的协同增长，这与单一增加缓凝剂用量的方法有相似之处。综上所述，具有长时间缓凝作用的混凝土添加剂的开发显得十分必要。

发明内容

本申请针对混凝土长效缓凝这一难题，提供一种多元聚醚中间体、含多元磷酸酯基团的星型聚合物及其制备方法和其在混凝土缓凝中的应用，提出通过分子结构中引入多个有机磷酸酯基团，同时控制合适的链段组成比例和长度，进而大幅提升混凝土缓凝时间，为混凝土的长效缓凝提供了重要解决办法。同时也可以作为抗粘土试剂应用，提高缓凝剂在不同原材料中的适应性。

本发明所述多元聚醚中间体是由环状单体A与环氧烷烃反应获得所述多元聚醚中间体。

环状单体A具有如下式所示结构1a或1b所示：