[发明专利]一种末端超支化的聚醚磷酸酯减水剂的合成及应用

说明书

本发明提供了一种末端超支化的聚醚磷酸酯减水剂，其具有聚醚长侧链，所有的磷酸酯基吸附基团均集中于聚醚长侧链的一端；且聚醚长侧链为一条或者一条以上。所述末端超支化的聚醚磷酸酯减水剂的保坍、缓凝和粘土耐受性优异，且制备工艺简单。

技术领域

本发明属于混凝土外加剂制备领域，具体地说是一种末端超支化的聚醚磷酸酯减水剂的合成及应用。

背景技术

混凝土作为一种建筑材料被广泛应用于众多领域，混凝土外加剂是混凝土中必不可少的一种组分，能够调节和改善混凝土材料的工作性能，在混凝土生产技术中起到核心作用。减水剂是其中产量最大、应用最为广泛的一种混凝土外加剂。随着核电、超高层建筑、水电大坝等大体积混凝土的发展，对混凝土材料的泵送、浇筑以及长距离运输等提出了更高的要求，对于坍落度保持、和易性好、缓凝等性能特点的减水剂的需求逐渐增加。此外，天然优质砂石等材料资源的稀缺以及绿色建筑理念的发展，回收建筑废料、机制砂以及含泥量高的天然砂石等低品质骨料，应用到混凝土领域已经成为一种发展趋势。这些级配差、石粉含量高或者粘土含量高的砂石骨料，不仅产生大量的无效吸附，而且导致混凝土的状态较差，坍落度损失比较快，传统的聚羧酸减水剂很难满足使用要求。

目前已有的研究表明，使用小分子磷酸盐能够和水泥中的Ca⁺形成络合物，延缓水泥水化，同时能够与聚羧酸减水剂中的羧基竞争吸附，能够降低石粉、粘土等对羧基的吸附，从而保证聚羧酸减水剂的性能(及刚等.集和料中含泥量对聚羧酸减水剂性能的影响及对应[J],第五届全国特种混凝土技术学术交流会,2014,成都)。

专利CN 103342500 A报道了一种粘土屏蔽剂，由磷酸盐、硅酸盐、葡萄糖酸钠、十二烷基硫酸钠等原料进行共混复配制成，能够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CN103449749，报道了一种具有良好分散性能的耐高温超缓凝剂及其制备方法。将有机磷酸/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。解决了缓凝剂的高温适应性，能够与多种减水剂复配使用。

通过使用小分子磷酸/盐与减水剂进行复配，引入含磷酸基团的化合物来改善减水剂的使用性能，为保证缓凝效果的同时不损失混凝土的强度等性能，对于小分子磷酸/盐的使用量具有严格的限定。

此外，上述研究工作仅限于依靠磷酸基团自身的性质特点，特别是磷酸基团的缓凝和吸附能力，对于磷酸基团包括含磷酸基团的衍生物的其他方面的性能逐渐得到了业内从业人员的关注和研究。

MARTIN MOSQUET等(Polyoxyethylene Di-Phosphonates as EfficientDispersing Polymers for Aqueous Suspensions[J].J.Appl.Polym.Sci.,1997,65,2545-2555)报道了含磷酸基团或者亚磷酸基团的聚醚衍生物，并考察了这类衍生物对碳酸钙的吸附性能，相对于羧酸基团和磺酸基团，磷酸基团具有更强的吸附能力。此外，MARTINMOSQUET等还对含磷酸基团的聚醚衍生物对碳酸钙的分散作用机理进行了深入的研究(Themechanism of fluidization of concentrated calcium carbonate slurries by poly(oxyethylene)diphosphonates[J].Colloid.Polym.Sci.,1999,277,1162-1171)。

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)通过氨基聚醚、甲醛和亚磷酸的mannich反应，合成了一系列含亚磷酸基团的聚醚衍生物，这类聚醚衍生物不仅具有良好的保坍性能和一定的减水性能，而且具有很好的粘土耐受性。