[发明专利]含磷酸基团的低分子混凝土减水剂的制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种含磷酸基团的低分子混凝土减水剂的制备方法及应用，所述制备方法可提高减水剂磷酸吸附基团密度，所得减水剂保坍、减水、缓凝和粘土耐受性优异。所述制备方法包括以下步骤：(1)使特定结构的聚醚多元醇的部分羟基与碱金属或碱金属化合物反应生成聚醚多元醇的碱金属盐；(2)使所述聚醚多元醇的碱金属盐与特定结构的氯代聚醚发生醚化反应，合成含羟基的聚醚中间体；(3)使所述聚醚中间体的羟基磷酸酯化。

技术领域

本发明涉及一种含磷酸基团的低分子混凝土减水剂的制备方法及应用，属混凝土外加剂技术领域。

背景技术

随着高层、超高层建筑，大型水电工程以及其他大体积混凝土工程的需要，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。减水剂作为混凝土中必不可少的外加剂，是降低混凝土的水泥用量，提高工业废渣利用率，提高混凝土强度、工作性能和耐久性，最为简单、有效和经济的技术手段，是现代混凝土制备的必备材料和核心技术，为混凝土向高性能化方向发展提供了前提和保障。

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。随着聚羧酸系列产品的不断推广使用，聚羧酸减水剂的市场份额不断扩大，进一步对聚羧酸减水剂产品性能提出了新的更高的要求，不仅要其具备良好的分散能力，而且还要有较好的塌落度保持、和易性、缓凝和黏土耐受性等特殊需求。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，强度增加较慢，收缩增加、易开裂等现象。传统的聚羧酸减水剂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，工程技术人员和研究者引入了具有高吸附性的磷酸或者亚磷酸基团。一方面，加入的磷酸或者亚磷酸基团较羧基具有更强的电荷吸引力；另一方面，磷酸或者亚磷酸基团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，已有多篇专利和文献公开了关于磷酸基团或者亚磷酸基团的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。该减水剂由聚氧烷基链和膦酸氨亚烷基化合物两部分构成，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。然而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，该类聚合物相对于聚羧酸减水剂而言对水泥中的粘土具有低的敏感性。

专利文献CN103449749A报道了一种耐高温超缓凝剂及其制备方法，解决了缓凝剂的高温适应性，此类减水剂由有机磷酸/盐、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯或者羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物、烷基糖苷表面活性剂等按照一定比例复配而成，可与多种减水剂复配使用。

冉千平等(Synthesis,characterization and dispersion properties of aseries of bis(phosphonic acid)amino-terminated polymers[J].Colloid.Polym.Sci.,2016,294,189-194)对氨基聚醚进行亚磷酸化反应，合成了一系列含亚磷酸基团的低分子聚醚衍生物，这类聚醚衍生物表现出了良好的保坍和减水性能，对黏土敏感性较低。

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。