[发明专利]一种含磷酸基的聚羧酸减水剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种含磷酸基的聚羧酸减水剂，其特征在于，由不饱和磷酸单体与不饱和羧酸单体以及不饱和聚醚大单体进行自由基共聚得到；

所述不饱和磷酸单体由含环氧基的不饱和化合物与磷酸化试剂进行开环反应得到；

所述含环氧基的不饱和化合物，其结构式为下述三种结构式中的任意一种：

其中，n为整数，A是乙烯基、丙烯基、烯丙基、异丙烯基、甲基烯丙基、异戊烯基、异丁烯基、烯丁基、烯戊基、2-烯戊基中的至少一种；

所述磷酸化试剂中含有1个以上磷酸类基团和可参与开环反应的胺基，且所述磷酸化试剂为多胺类磷酸化试剂或醇胺类磷酸化试剂；

所述含环氧基的不饱和化合物与磷酸化试剂的摩尔比例为1：(1～1.3)；

所述不饱和聚醚大单体的结构通式IV如下所示：

通式IV中R₁为H或者CH₃；X＝O、CH₂O、CH₂CH₂O或CH₂CH₂CH₂O；

a代表聚醚聚合物中环氧乙烷的结构单元数，为12～120；

b代表聚醚聚合物中环氧丙烷的结构单元数，环氧丙烷的结构单元数b在聚醚合成过程中的使用量为环氧乙烷摩尔数的0％～20％；

所述不饱和羧酸单体，包括丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酐、衣康酸、衣康酸酐中的一种；

所述自由基共聚反应，不饱和聚醚大单体、不饱和羧酸单体、不饱和磷酸单体的摩尔比为1：(1～4)：(0.01～0.5)。

2.根据权利要求1所述的含磷酸基的聚羧酸减水剂，其特征在于，所述多胺类磷酸化试剂是由多元胺、甲醛和亚磷酸通过曼尼希反应合成、提纯而得；多元胺与亚磷酸的摩尔比为1:(2m+n-1)，多元胺与甲醛的摩尔比为1：(1～1.3)×(2m+n-1)，其中m为多元胺中伯胺的N原子个数，n为仲胺的N原子个数；

所述多元胺为乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、环己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺或多乙烯多胺。

3.根据权利要求1所述的含磷酸基的聚羧酸减水剂，其特征在于，所述醇胺类磷酸化试剂是由烷基醇胺与磷酸类酯化试剂通过酯化反应合成、提纯而得；烷基醇胺与磷酸类酯化试剂添加的摩尔比为1:(1.01～1.5)×p，其中p为烷基醇胺中含有的羟基个数；

所述烷基醇胺为乙醇胺、1-氨基-2-丙醇、二乙醇胺或双(2-羟丙基)胺中的任意一种；

所述磷酸类酯化试剂为磷酸、多聚磷酸、五氧化二磷、焦磷酸、三聚偏磷酸或四聚偏磷酸。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的含磷酸基的聚羧酸减水剂，其特征在于，是将含环氧基的不饱和化合物与磷酸化试剂在80～120℃下进行开环反应1～4h得到所述不饱和磷酸单体。

5.根据权利要求4所述的含磷酸基的聚羧酸减水剂，其特征在于，所述多胺类磷酸化试剂或醇胺类磷酸化试剂合成完成后，调节至PH＝8～9再使用。

6.根据权利要求1所述的含磷酸基的聚羧酸减水剂，其特征在于，所述含磷酸基的聚羧酸减水剂的重均分子量在10000～60000之间。

7.权利要求1-6中的任一项所述的含磷酸基的聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，经自由基共聚反应获得所述含磷酸基的聚羧酸减水剂；所述自由基共聚反应为水相自由基共聚反应，引发体系为水相氧化-还原体系；且使用水溶性链转移剂控制最终聚合物的分子量；

所述引发体系为选择浓度不高于30％的双氧水作为氧化剂；选择L-抗坏血酸作为还原剂；选择巯基乙酸作为链转移剂；选择水作为反应溶剂；

所述自由基共聚反应中氧化剂的用量占单体总摩尔数的2～6％；

还原剂占单体总摩尔数的0.5～2.5％；

链转移剂的用量占单体总摩尔数的1％～5％；

水的用量为聚合单体总质量的2～3倍，其中三分之一用于稀释不饱和聚醚和氧化剂，另外三分之二用于溶解不饱和羧酸单体、不饱和磷酸单体、还原剂和链转移剂。