[发明专利]一种芳基磺酸中间体及其制备方法，和其用于合成混凝土用低温度敏感性外加剂的应用

说明书

本发明公开了一种芳基磺酸中间体及其制备方法和其用于合成低温度敏感性外加剂的应用，所述芳基磺酸中间体将芳环和磺酸吸附基团引入所述混凝土用低温度敏感性外加剂大分子的主链中。所述混凝土用低温度敏感性外加剂同时引入由脲键链接的芳环主链和聚醚大单体侧链。该类减水剂不仅减水率高，而且对环境温度具有较低的敏感度，这对于拓展减水剂的应用环境具有十分重要的意义。

技术领域

本发明涉及一种芳基磺酸中间体及其制备方法，和其用于合成混凝土用低温度敏感性外加剂的应用，属混凝土外加剂技术领域。

背景技术

减水剂又称为分散剂或塑化剂，由于使用时可使新拌混凝土的用水量减小，因此而得名。在现代混凝土技术领域里，减水剂是改善混凝土流变性能的外加剂之一，已被当作混凝土除水泥、砂、石和水之外的第五组份。

随着我国经济实力的快速提升，高速铁路、公路、水电、核电、大型桥梁等工程的建设为高性能混凝土的发展带来了新的机遇，但同时也面临着诸多挑战。如我国地域辽阔，不同季节间南北温差较大，一日之内早晚之间温度也有明显不同。而聚羧酸减水剂由于使用羧基作为吸附基团，本身减水率很高，因而对外界环境温度的变化较为敏感，传统采取的主要技术方案主要是采用控制掺量，如温度高时，混凝土流动度大时，降低减水剂掺量，反之温度低时，则提高掺量，但这无疑对操作人员的控制水平提出了很大的要求，而且很容易出现离析或流动度较小弃用的现象，易造成工程事故。如何实现在不同温度条件下施工的稳定性，这对新型外加剂的开发提出更高的要求。

目前国内外聚羧酸减水剂的发展正处于一个瓶颈期，基于聚羧酸分子结构设计及共聚技术取得了很多突破性的进展，如解决了外加剂的高分散性能、高保坍性能等。而更多的研究主要集中在原材料选择与配比优化，这对于敏感性问题尤其是温度敏感性难题很难给出解决方案。引入新的不同的羧酸类、磺酸类和磷酸类基团，探索新的配方和聚合物结构骨架，是一个很有潜力的研究方向。

专利文献CN201210210291公开了一种磺酸基改性的羧酸减水剂，以烯丙醇聚氧乙烯醚或甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、丙烯酸和甲基丙烯磺酸钠等为主要原料聚合而成，该减水剂具有坍落度损失小等特点。但该专利中引入的磺酸基较少，约为羧酸基团的20％左右，因此对环境的适应性(温度或粘土敏感性)还有待验证。

专利文献公开号为CN 105236806 B公开了一种高适应性的磷酸基改性聚羧酸减水剂及其制备方法，该发明利用2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷、对甲苯磺酸、对苯二酚和丙烯醇为原料合成了不饱和磷酸基单体，然后改性得到聚羧酸减水剂，用以改善减水剂抗硫酸根性能和抗泥能力，但该方法中不饱和磷酸基单体所用原料2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷价格昂贵，因此很难实现工业化生产。

专利文献公开号为CN 105418857 A公开了“含磷酸酯基的聚羧酸减水剂的制备方法及应用”，该发明首先制备得到聚羧酸减水剂预聚体，然后将聚羧酸减水剂预聚体与磷酸类酯化试剂进行酯化反应得到磷酸化改性的聚羧酸减水剂，该发明所述减水剂减水性好，坍落度保持能力较好，但该发明在有机溶剂中进行，后处理较为繁琐。

在混凝土应用过程中，现有的混凝土塑化剂存在明显的适应性问题，尤其是具有较强的温度敏感性。聚羧酸类减水剂敏感性的关键因素有两方面，一是羧酸基团对环境因素比较敏感，二是其聚羧酸聚合物的气泡的稳定性，大多数的聚羧酸结构所产生的气泡，面对温度变化稳定性较低。

目前广泛使用的氨基磺酸盐减水剂(CN 103265204 B，CN 103965417 B)和萘系减水剂由于采用磺酸基作为吸附基团，因此在实际应用中体现出比较好的环境适应性。这两类减水剂的减水效率明显低于第三代减水剂梳型聚羧酸减水剂，因此需要开发出对应用环境敏感性更低，分散性能更好的减水剂具有十分重要的意义。

发明内容

为解决减水剂的对应用环境的低敏感性和高分散性能共存的问题，本发明的提供一种芳基磺酸中间体及其制备方法，和其用于合成混凝土用低温度敏感性外加剂的应用。