一种含膦酸基聚羧酸减水剂及其制备方法技术

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  本发明专利技术公开了一种含膦酸基聚羧酸减水剂及其制备方法。本发明专利技术所述聚羧酸减水剂中的聚合物具有梳形高分子结构，富含羧基/膦酸基两种吸附基团，并含有与常规聚羧酸减水剂相同的聚醚侧链；通过不饱和聚醚单体、不饱和卤素单体及羧酸单体自由基共聚得到分子链中含有羧酸和卤素基团的梳形聚合物，随后卤素基团与胺基反应得到的胺基基团膦酸改性转化为膦酸基团，最终得到含有羧酸和膦酸基团的聚合物。本发明专利技术所述聚羧酸减水剂减水率高、保坍性能好；对混凝土所用的水泥胶材、砂石骨料等原材料的适应能力强，可大大降低高强混凝土的粘度；生产的基本工艺简单，可采用一锅法、连续化生产，生产效率高，成本低，此外不使用有机溶剂，绿色环保，易于实现规模化生产。

  ，具体地说是一种减水大、保坍好、区域适应能力强、能大大降低混凝土粘度的一种含膦酸基聚羧酸减水剂及其制备方法。技术背景聚羧酸减水剂是目前研究和应用最为广泛的一种混凝土外加剂，在混凝土和易性不变的情况下，掺入聚羧酸减水剂可以有效节约水泥用量、减少用水量、提高混凝土强度。从分子结构上讲，聚羧酸是一种梳形聚合物，它由富含羧酸基团的主链和聚醚侧链组成，主链上的羧酸基团可以定向吸附在带正电的水泥或者水泥水化物的表面，而聚醚侧链在溶液中伸展形成水化层来提供空间排斥力以防止水泥团聚，因此这种结构赋予了聚羧酸强大的分散水泥颗粒的能力。1981年，日本触媒公司的T.Hirata申请了第一篇关于聚羧酸的专利(JP842022(S59-018338))。从那以后各大学校和公司开始了对聚羧酸的研究，大量有关聚羧酸减水剂的专利在世界各地被申请。聚羧酸减水剂从概念提出到产品完善，已经走过30多年的辉煌历程，但仍有以下几个突出的难题需要聚羧酸减水剂的开发者来解决。第一，聚羧酸减水剂的最基

  1.一种含膦酸基聚羧酸减水剂，其特征是，所述聚羧酸减水剂由聚合物和水组成，其中聚合物所占减水剂的质量比为30～60％；/n所述聚合物具有梳形高分子结构，富含羧基/膦酸基两种吸附基团，并含有与常规聚羧酸减水剂相同的聚醚侧链；其结构通式如下：/n

  1.一种含膦酸基聚羧酸减水剂，其特征是，所述聚羧酸减水剂由聚合物和水组成，其中聚合物所占减水剂的质量比为30～60％；

  所述聚合物具有梳形高分子结构，富含羧基/膦酸基两种吸附基团，并含有与常规聚羧酸减水剂相同的聚醚侧链；其结构通式如下：

  所述含膦酸基聚羧酸减水剂中聚合物的重均分子量Mw控制在15000～80000之间。

  2.权利要求1所述的一种含膦酸基聚羧酸减水剂的制备方法，其特征是，包括：首先加入单体A、单体B、单体C和引发剂D，通过自由基共聚反应得到具有梳形结构的聚合物M-1；随后加入化合物E，与聚合物M-1直接反应，得到聚合物M-2；接着继续在聚合物M-2中加入醛类单体、化合物F、亚磷酸，反应后得到聚合物M-3；最后加入碱和水中和稀释聚合物M-3后，即得所述含膦酸基聚羧酸减水剂；

  所述化合物E为富含胺基或亚胺基的化合物；所述化合物F为浓硫酸、甲磺酸、对甲苯磺酸、2-萘磺酸、磷酸、浓盐酸中的任意一种；

  所述单体A、单体B和单体C的摩尔用量比为1:0.02～0.5:1～5，所述引发剂D的质量为单体A、单体B和单体C总质量的0.1～3％；

  所述醛类单体、化合物F和亚磷酸的摩尔比为1:1:1，所述亚磷酸的摩尔用量为化合物E中含有的胺基氢(-NH2或-NH-)摩尔量的100～105％。

  3.根据权利要求2所述的一种含膦酸基聚羧酸减水剂的制备方法，其特征是，具体可分为如下四个步骤进行：

  (1)聚合物M-1的制备：将单体A、单体B、单体C和引发剂D加入反应瓶中，混合均匀，提升温度至50～100℃，保温反应1～4h，即可得到聚...