【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及水泥基建筑材料外加劑，尤其是涉及一種磷酸酯類功能單體及其制備方法與應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、聚羧酸減水劑因具有減水率高、收縮率低、綠色環(huán)保和結(jié)構(gòu)可設(shè)計性強等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于各類建設(shè)工程中。在近年，隨著基礎(chǔ)設(shè)施的大規(guī)模建設(shè)和環(huán)保力度的加強，混凝土用的天然砂、石資源越來越少，大量含泥的劣質(zhì)砂石涌入市場。但聚羧酸減水劑的使用在粘土存在時會因其有效成分被過量吸附而導(dǎo)致新拌混凝土和易性、減水率、保坍性及后期收縮性能大幅度下降。現(xiàn)有技術(shù)中，常見的解決粘土對減水劑影響的方法有引入犧牲劑和減弱粘土對減水劑分子的吸附兩種方法，但因復(fù)配犧牲劑效果有限，而引入抗泥型功能單體來對減弱粘土對減水劑分子的吸附具有較好的調(diào)控范圍而被廣泛的應(yīng)用于聚羧酸減水劑中。
2、一般來說，減水劑分子和自由水因被吸附在粘土的表面或?qū)娱g而減弱其對預(yù)拌混凝土的作用效果，若在其分子結(jié)構(gòu)中引入對粘土耐受性較好或?qū)λ辔叫愿鼜姷墓δ芑鶊F，將有效地改善減水劑分子的抗粘土吸附性能，如磷酸基團、磺酸基團等。常見的磷酸基在引入聚羧酸減水劑分子中，一方面提供較大的空間位阻，另一方面更優(yōu)先于羧基吸附于水泥顆粒表面，減弱粘土對減水劑的敏感性，但大多數(shù)磷酸基團對水泥顆粒的吸附位點較少。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本專利技術(shù)提供一種磷酸酯類功能單體，通過在磷酸基的基礎(chǔ)上引入硅基網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步擴大功能單體尾部基團范圍，提高空間位阻效應(yīng)，使其難以進(jìn)入泥土層間；另一方面，尾部硅氧烷基團可在水中水解形成硅醇，其水解
2、具體的，本專利技術(shù)磷酸酯類功能單體的制備方法，包括如下步驟：
3、1)按重量份稱取各原料，
4、2)將多元醇、阻聚劑加入反應(yīng)釜，攪拌，加熱，
5、3)向反應(yīng)釜加入不飽和酸、催化劑a，攪拌，加熱，保溫，向反應(yīng)釜通入氮氣帶走反應(yīng)過程中的水分，
6、4)向反應(yīng)釜加入磷酸，繼續(xù)反應(yīng)，冷卻，得不飽和磷酸酯中間體，
7、5)將硅酸酯配制成質(zhì)量濃度85-95％的水溶液，加入酸性催化劑b水解與縮聚，升溫通入氮氣除水，加入不飽和磷酸酯中間體，加熱攪拌反應(yīng)，冷卻，即得。
8、優(yōu)選的，步驟1)各原料重量為：多元醇5-100份，阻聚劑0.1-1.5份，不飽和酸5-15份，催化劑a0.1-2份，磷酸6-12份，硅酸酯20-80份，酸性催化劑b0.1-2份。
9、優(yōu)選的，步驟2)加熱至55-65℃。
10、優(yōu)選的，步驟3)加熱至120-140℃，保溫5-8h。
11、優(yōu)選的，步驟4)繼續(xù)反應(yīng)2-5h。
12、優(yōu)選的，步驟5)在50-80℃下水解0.5-2h，升溫至100℃通入氮氣除水，加熱至120-150℃反應(yīng)3-6h。
13、優(yōu)選的，所述多元醇為聚乙二醇、乙二醇、丙三醇的至少一種。
14、優(yōu)選的，所述阻聚劑為吩噻嗪、對苯二酚、對羥基苯甲醚、2-叔丁基對苯二酚、2，5-二叔丁基對苯二酚，2，4-二硝基對甲苯酚的至少一種。
15、優(yōu)選的，所述不飽和酸為丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸中的至少一種。
16、優(yōu)選的，所述催化劑a為對甲苯磺酸、甲基磺酸、4-二甲氨基吡啶、1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺中的至少一種。
17、優(yōu)選的，所述硅酸酯為正硅酸乙酯、正硅酸丁酯、四(2-甲氧基-1-甲基乙基)硅酸酯、正硅酸異丙酯的至少一種。
18、優(yōu)選的，所述催化劑b為二丁基二月桂酸錫、二甲基二(甲基酰基)乙基錫、二異丙基二(甲基酰基)乙基錫中的至少一種。
19、本專利技術(shù)磷酸酯類功能單體分兩個主要步驟制備而成，主要包含磷酸基和硅基長側(cè)鏈，以聚乙二醇作為多元醇和正硅酸乙酯作為硅酸酯為例，本專利技術(shù)制備步驟先使聚乙二醇上和丙烯酸反應(yīng)形成不飽和酯，再進(jìn)行磷酸化形成不飽和磷酸酯中間體；然后將正硅酸乙酯部分水解與縮聚，與不飽和磷酸酯中間體進(jìn)行反應(yīng)，擴充磷酸化酯類單體尾部結(jié)構(gòu)。該尾部結(jié)構(gòu)具有一定的網(wǎng)絡(luò)s?i-o-si結(jié)構(gòu)，且可在堿性或酸性條件下水解形成活性較高的硅醇，應(yīng)用于減水劑中可增加其吸附電荷密度，再加上其尾部結(jié)構(gòu)較寬，很難進(jìn)入泥土的層間，更傾向于吸附在泥土或水泥顆粒表面，因此可提高減水劑的抗泥性能。具體反應(yīng)示意如下：
20、接枝磷酸基團：
21、①
22、接枝硅基基團
23、②
24、其中r為c2h5，r1為c2h5o，n為3-50的整數(shù)。
25、本專利技術(shù)還涉及磷酸酯類功能單體，具體的，由上述制備方法制備得到。
26、本專利技術(shù)還涉及上述磷酸酯類功能單體在聚羧酸減水劑合成中的應(yīng)用。
27、現(xiàn)有技術(shù)中磷酸基團對水泥顆粒的吸附位點較少，本專利技術(shù)在磷酸基團的基礎(chǔ)上再次引入吸附位點更多的硅氧烷基團并對其進(jìn)行擴展，大幅度的提高聚羧酸減水劑抗的泥土吸附性能。
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1.一種磷酸酯類功能單體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述磷酸酯類功能單體的制備方法，其特征在于，步驟1)各原料重量為：多元醇5-100份，阻聚劑0.1-1.5份，不飽和酸5-15份，催化劑A0.1-2份，磷酸6-12份，硅酸酯20-80份，酸性催化劑B0.1-2份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述磷酸酯類功能單體的制備方法，其特征在于，步驟2)加熱至55-65℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述磷酸酯類功能單體的制備方法，其特征在于，步驟3)加熱至120-140℃，保溫5-8h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述磷酸酯類功能單體的制備方法，其特征在于，步驟4)繼續(xù)反應(yīng)2-5h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述磷酸酯類功能單體的制備方法，其特征在于，步驟5)在50-80℃下水解與縮聚0.5-2h，升溫至100℃通入氮氣除水，加熱至120-150℃反應(yīng)3-6h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述磷酸酯類功能單體的制備方法，其特征在于，所述多元醇為聚乙二醇、乙二醇、丙三醇的至少一種，所述阻聚劑為吩噻嗪、對苯二酚、對羥基苯甲醚、2
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述磷酸酯類功能單體的制備方法，其特征在于，所述硅酸酯為正硅酸乙酯、正硅酸丁酯、四(2-甲氧基-1-甲基乙基)硅酸酯、正硅酸異丙酯的至少一種，所述催化劑B為二丁基二月桂酸錫、二甲基二(甲基酰基)乙基錫、二異丙基二(甲基酰基)乙基錫中的至少一種。
9.一種磷酸酯類功能單體，其特征在于，由權(quán)利要求1-8任一項所述制備方法制備得到。
10.權(quán)利要求9所述磷酸酯類功能單體在聚羧酸減水劑合成中的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種磷酸酯類功能單體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述磷酸酯類功能單體的制備方法，其特征在于，步驟1)各原料重量為：多元醇5-100份，阻聚劑0.1-1.5份，不飽和酸5-15份，催化劑a0.1-2份，磷酸6-12份，硅酸酯20-80份，酸性催化劑b0.1-2份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述磷酸酯類功能單體的制備方法，其特征在于，步驟2)加熱至55-65℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述磷酸酯類功能單體的制備方法，其特征在于，步驟3)加熱至120-140℃，保溫5-8h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述磷酸酯類功能單體的制備方法，其特征在于，步驟4)繼續(xù)反應(yīng)2-5h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述磷酸酯類功能單體的制備方法，其特征在于，步驟5)在50-80℃下水解與縮聚0.5-2h，升溫至100℃通入氮氣除水，加熱至120-150℃反應(yīng)3-6h。
7.根...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李權(quán)威，李曉寧，李婷，陳家繼，馬強，閆超強，國金珠，吳明慧，
申請(專利權(quán))人：中建材中巖科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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