[发明专利]一种端胺基聚醚大单体及其制备抗泥型聚膦酸减水剂的方法

说明书

本发明公开了一种端胺基聚醚大单体及其制备抗泥型聚磷酸减水剂的方法，本发明方法制备一种端胺基聚醚与二环氧氧化物进行胺基‑环氧开环聚合反应，实现端胺基聚醚在主链上接枝成侧链的聚合物，再将胺基‑环氧开环聚合反应生成的羟基改性为卤素，与烷基膦酸酯进行Arbuzov反应制备得到抗泥型聚膦酸减水剂，用本发明方法制备的减水剂保留了现有减水剂的优点且生产工艺可控性好，副反应少、对不同水泥品种适应性强，减水率高，具有较好的性价比和竞争优势。

技术领域

本发明涉及一种水泥混凝土用减水剂的技术领域，特别涉及到一种胺基-环氧开环聚合反应和Arbuzov反应相结合制备聚减水剂的方法。

背景技术

目前，聚醚胺(PEA)是一类主链为聚醚结构，末端活性官能团为胺基的聚合物。通过选择不同的聚氧化烷基结构，可调节聚醚胺的反应活性、韧性、粘度以及亲水性等一系列性能，而胺基提供给聚醚胺与多种化合物反应的可能性。其特殊的分子结构赋予了聚醚胺优异的综合性能，目前商业化的聚醚胺包括单官能、双官能、三官能，重均分子量从230到5000的一系列产品。在聚脲喷涂、大型复合材料制成以及环氧树脂固化剂等众多领域得到了广泛应用。

专利(申请号201110045639.8)公开了一种聚醚胺类羧酸高效减水剂，是以硫酸铵和甲基丙烯磺酸钠为引发剂，通过滴定反应，将小单体丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸或其酸酐先聚合成主链，然后与聚醚胺大单体进行酰胺化反应并同时脱水，实现聚醚胺大单体在主链上接枝成侧链，其生产工艺简单，工艺可操作性强，制成的聚醚胺类羧酸减水剂对水泥品种和适应性强，减水率可达40～45％，从而可获得高性能的混凝土，也可制备大掺量矿物掺合料混凝土。但是该发明采用的自由基聚合合成主链，而自由基聚合的特点是慢引发，快增长，易终止，而链增长反应能否顺利进行，主要决定于单体转变成的自由基的结构特性、体系中单体的浓度及与活性链浓度的比例、杂质含量以及反应温度等因素。这些因素导致聚合物的结构难于控制，直接影响减水剂分子侧链的结构和空间排列。

针对现有技术的上述缺陷和问题，本发明的目的是合成具有生产工艺简单、安全、可控性好，较好的性价比和竞争优势的减水剂。利用胺基-环氧开环聚合聚合反应和通过调整不同结构/重均分子量的端胺基聚醚有效的调整减水剂分子侧链的结构和空间排列，改变聚羧酸减水剂的性能，填补改性大单体来改性聚羧酸减水剂科研空白。对推动聚羧酸减水剂技术的发展和进步有着十分重大的作用。本发明得到的减水剂是一种梳形高分子，在减水剂主链分子结构中引入强吸附基团膦酸基团替代羧酸基团，提供与水泥颗粒之间的“锚固”点，在长侧链的末端引入亲水性氨基、亲油性的甲基，从而提高了梳形高分子在水溶液中的伸展规整性，有利于空间位阻效应的发挥，能产生显著的减水效应。利用接枝长链末端的亲水性基团提高梳形高分子在水溶液中排列的规整性，从而产生优异的减水效果。

发明内容

本发明的目的是为了改进现有技术的不足而提供一种端胺基聚醚大单体及其制备抗泥型聚膦酸减水剂的方法，可以用这种方法赋予减水剂新的功能。

本发明中利用胺羟基合成端胺基聚醚的方法及其在减水剂合成中的应用，包括以下步骤：

1.一种端胺基聚醚，其分子结构如结构简式1所示：

其中R₁为H或甲基，m，n，p均为大于或等于零的整数，且6≤m+n+p≤68，且m，n和p不同时为0，该聚醚单体的重均分子量为500～3000。

2.一种抗泥型聚磷酸减水剂，其分子结构如结构简式2所示：

其中R₁为H或甲基；R₂为脂肪族、脂环族或芳香族；R₃为甲基，乙基；m，n，p均为大于或等于零的整数，且6≤m+n+p≤68，且m，n和p不同时为0；k为6～87,该抗泥型聚磷酸减水剂的重均分子量为20000～80000。