[发明专利]一种含磷酸基团的减水剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种含磷酸基团的减水剂及其制备方法。所述含磷酸基团的减水剂为梳型结构，其主链有酸酐基团，羧酸酯基团或酰胺基团，主链不提供初始减水能力，后期在碱性条件下水解后，释放出吸附基团，提高保坍能力；其侧链包括纯的聚醚侧链和末端带有吸附基团的聚醚侧链，纯的聚醚侧链提供空间位阻；所述吸附基团包括磷酸基团和亚磷酸酸基团，吸附位点多且集中，提供减水剂初始吸附能力和分散能力。本发明所述含磷酸基团的减水剂中的主要吸附基团是磷酸基团，减水剂结构中的羧酸酯或者酸酐，能够在吸附后期，通过碱性条件下的水反应，不断的释放出新的羧基吸附基团，从而达到更好的保坍性能。

技术领域

本发明属于混凝土外加剂制备领域，具体涉及一种含磷酸基团的聚羧酸减水剂的制备方法及应用。

背景技术

减水剂是一种保证混凝土坍落度不变的条件下，降低拌合水的用量的混凝土外加剂。大多数属于阴离子表面活性剂，加入混凝土拌合物后对水泥颗粒具有分散作用，能够改善混凝土的工作性能。随着超大跨度桥梁、超大体积混凝土以及超高层建筑等行业的发展，对混凝土的强度和耐久性等性能提出了更高的要求，减水剂也从最初的木质素磺酸盐减水剂、萘系减水剂等磺酸盐类减水剂发展到新一代高性能聚羧酸减水剂。

自从20世纪80年代日本触媒公司首次开发出聚羧酸减水剂以来，围绕着聚羧酸减水剂性能的提升做了很多的工作，主要集中在提高减水性能、保坍性能等方面，相继开发出了一系列基于聚羧酸减水剂的改性减水剂。但是这些减水剂受制于聚羧酸体系，对于骨料品质变差、黏土耐受性、机制砂等并没有很好的解决方案，大多通过提高减水剂掺量、增加拌合水用量或者加入牺牲剂等方法，来保证混凝土的使用性能。

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。

万甜明等报道了一种复合泥土吸附剂(与聚羧酸减水剂复配的抗泥土副作用的复合泥土吸附剂研究[J].新型建筑材料,2014.10,34-37)。以分散稀释剂、缓凝剂、离子络合、表面活性剂和水为原料，按照一定的质量百分比复配制成复合泥土吸附剂，提高了聚羧酸减水剂在低品质骨料中的初始流动性能和保坍性能。

已有的研究工作表明，磷酸根的吸附能力要强于羧酸根，在聚羧酸减水剂中复配小分子磷酸盐，磷酸盐优先吸附到粘土颗粒表面，从而降低了聚羧酸减水剂在粘土颗粒上的吸附，保证了聚羧酸减水剂在低品质骨料中的使用效果，但是这类小分子磷酸盐发挥的主要电子效应，如何开发含磷酸基团的化合物的空间效应，获得了越来越多的业内工作者的重视。

于连林等(含有磷酸官能团的聚羧酸减水剂的研究[J],混凝土外加剂会议论文集,2012)报道了一种使用不饱和磷酸单酯为第三单体，与丙烯酸和端烯基聚氧乙烯醚(TPEG)共聚合,合成了一种含有磷酸官能团的聚羧酸减水剂。此聚羧酸减水剂由于不饱和磷酸单酯的引入,分散和坍落度保持能力显著提升,且水泥适应性强。

专利CN 101128495 B报道了一种由乙烯基聚(氧化亚烷基)化合物与含有磷酸基团的不饱和单体通过自由基共聚合合成了一种水泥分散剂，具有良好的的减水性能，并且它几乎不延缓混凝土的硬化并确保了混凝土的长的加工性。

专利CN 101248097 B报道了一种马来酸酐或衣康酸酐等酸酐的含磷酸基团的酰胺化衍生物与含有不饱和双键的聚醚大单体通过自由基聚合合成了一种水泥分散剂，具有良好的减水性能并且在相对长的时间内(60-90分钟)内无延迟作用地保持近于不变的水泥流动性。此外，改善了用这种外加剂制成的建筑材料的加工和硬化过程，实现了混凝土材料较早和较高的耐压强度。