1.一种高适应性两性磷酸基减水剂,其特征在于,由同时具有不饱和季铵盐阳离子和磷酸根的两性磷酸单体C、不饱和羧酸单体D及聚氧乙烯醚大单体E按摩尔比(0.5~1):(2~6):1通过无规共聚得到;所述两性磷酸单体C中的不饱和季铵盐阳离子由N-烷基二乙醇胺A与卤代烯烃亲核取代引入,磷酸根来源于醇胺的羟基在磷酸化试剂作用下引入的磷酸酯结构。
2.根据权利要求1所述的一种高适应性两性磷酸基减水剂,其特征在于,所述卤代烯烃的通式如(I)所示:其中R 1 、R 2 、R 3 独立地选自H、CH 3 、CH 2 CH 3 、CH 2 CH 2 CH 3 、CH 2 OCH 2 CH 3 、OCH 3 、OCH 2 CH 3 、OCH 2 CH 2 CH 3 、CH 2 CH 2 OCH 3 中任意一种;X选自F、Cl、Br、I中任意一种;所述N-烷基二乙醇胺A的结构通式如(Ⅱ)所示:其中R4为C1~C6的烷基;所述磷酸化试剂选自五氧化二磷(P 2 O 5 )、多聚磷酸、磷酸、偏磷酸、多聚磷酸钠、多聚磷酸钾、偏磷酸钠、偏磷酸钾、六偏磷酸钠、焦磷酸、焦磷酸钠中任意一种以上混合。
3.根据权利要求2所述的一种高适应性两性磷酸基减水剂,其特征在于,所述N-烷基二乙醇胺A选自N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N-异丙基二乙醇胺、N-正丁基二乙醇胺中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种高适应性两性磷酸基减水剂,其特征在于,所述不饱和羧酸单体D选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸钠、甲基丙烯酸钠、马来酸酐、甲氧基丙烯酸中任意一种以上混合;所述聚氧乙烯醚大单体E化学结构用如下通式(Ⅲ)表示:式中R 5 为-H或-CH 3 ;Y为-CH 2 -、-CH 2 OCH 2 CH 2 -、-CH 2 CH 2 -、-CH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 -、-OCH 2 CH 2 -、-OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 -、-OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -、-C 6 H 4 -或-C 6 H 4 CH 2 -,m+n=10~100,且m、n均取正整数。
5.根据权利要求1所述的一种高适应性两性磷酸基减水剂,其特征在于,所述高适应性两性磷酸基减水剂重均分子量范围控制在10000~50000。
6.权利要求1至5任一项所述的一种高适应性两性磷酸基减水剂的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:(1)季铵化反应:在装有回流冷凝的装置中加入N-烷基二乙醇胺A、阻聚剂、溶剂和催化剂,在一定温度下缓慢滴加卤代烯烃,滴加完毕后回流反应,反应完毕倒出反应液,提纯后得到季铵盐阳离子中间体B待用;(2)磷酸化:称量一定量步骤(1)得到的季铵盐阳离子中间体B,严格控温后加入磷酸化试剂,加料完毕升温至设定温度,磷酸化反应2~12h,加入计量的水,在一定温度下水解后加氢氧化钠中和,得到两性磷酸单体C的水溶液;(3)水性自由基聚合:将适量的去离子水与聚氧乙烯醚大单体E混合均匀后,同时滴加步骤(2)所述两性磷酸单体C的水溶液、不饱和羧酸单体D、链转移剂及引发剂的混合溶液进行聚合反应,保温1~6h后,加入适量的碱中和至pH=6~7,得到所述高适应性两性磷酸基减水剂。
7.根据权利要求6所述的一种高适应性两性磷酸基减水剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述N-烷基二乙醇胺A与卤代烯烃的反应摩尔比为1:1.05~3;步骤(2)中所述季铵盐阳离子中间体B的醇羟基与磷酸化试剂折算为磷酸的摩尔比为1:(1.01~3.5);步骤(3)聚合方法为水性自由基聚合,聚合浓度范围为20wt%~80wt%。
8.根据权利要求7所述的一种高适应性两性磷酸基减水剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述卤代烯烃的滴加温度为60-150℃,滴加时长控制在0.5~6h;所述回流反应时间为2~8h;步骤(2)中所述磷酸化试剂加入时的温度控制在20~65℃之间;所述磷酸化反应设定温度为50~130℃,所述水解反应温度为40-120℃,水解时间为1-12小时;步骤(3)所述滴加温度为25~80℃下,滴加时间为1~8h,聚合温度及保温的温度与滴加温度一致。
9.根据权利要求7或8所述的一种高适应性两性磷酸基减水剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述催化剂为原料卤代烯烃摩尔量的1~5倍,所述阻聚剂用量为卤代烯烃质量的0.2%~1.0%;所述溶剂选用低级醇类,控制总反应溶质质量浓度为30~70%。
10.根据权利要求7或8所述的一种高适应性两性磷酸基减水剂的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述计量的水用量为反应物料总质量的5%-25%;所述季铵盐阳离子中间体B的醇羟基与磷酸化试剂折算为磷酸的摩尔比为1:(1.2~1.5)。
11.根据权利要求7或8所述的一种高适应性两性磷酸基减水剂的制备方法,其特征在于,步骤(3)采用的水性自由基聚合引发体系为水溶性无机过氧化类引发剂、水溶性氧化还原引发体系或水溶性偶氮引发剂;所述水溶性无机过氧化类引发剂和水溶性偶氮类引发剂用量为步骤(3)反应单体总质量的0.5~4wt%;所述氧化-还原引发体系中,还原剂的用量为反应单体总质量的0.1-3wt%,氧化剂的用量为反应单体总质量0.1-5wt%,氧化剂与还原剂的摩尔比为2~8:1;步骤(3)所述链转移剂为硫醇类链转移剂,用量为反应单体总质量0.5-8wt%。
12.根据权利要求9所述的一种高适应性两性磷酸基减水剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述催化剂选自Na 2 CO 3 、K 2 CO 3 、吡啶、三乙胺中的任意一种;步骤(1)所述阻聚剂选自对苯二酚、对羟基苯甲醚、2,6-二叔丁基对甲苯酚、2-叔丁基对苯二酚、对苯二醌、甲基氢醌中任意一种以上混合;步骤(1)所述溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中任意一种。
13.根据权利要求9所述的一种高适应性两性磷酸基减水剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述提纯方法为减压或常压蒸馏除去大部分溶剂,用无水乙醚或丙酮提纯。
14.根据权利要求10所述的一种高适应性两性磷酸基减水剂的制备方法,其特征在于,步骤(2)中当磷酸化试剂为粉剂时,多次投入,每次投入量相同,投料次数不少于3次,每次加完磷酸化试剂反应1~4h;当磷酸化试剂为水剂,采用滴加形式加入;步骤(2)中反应完毕并水解后,所述两性磷酸单体C的水溶液由氢氧化钠中和到pH值为6.0~8.0,并加水调节其固体含量在60%得到。
15.根据权利要求11所述的一种高适应性两性磷酸基减水剂的制备方法,其特征在于,步骤(3)采用的水溶性无机过氧化类选自过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠中任意一种以上混合,水溶性氧化还原引发体系选自双氧水-雕白粉、双氧水-抗坏血酸、过硫酸盐-亚硫酸氢钠、过硫酸盐-Fe 2+ -抗坏血酸中任意一种以上混合;所述水溶性偶氮类引发剂选自偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丙基咪唑啉中任意一种以上混合;所述链转移剂选自巯基乙醇、巯基丙酸、巯基乙酸、硫代甘油、硫代羟基乙酸、硫代苹果酸、2-巯基乙磺酸、丁硫醇、辛硫醇、癸硫醇、月桂基硫醇、硫代苯酚、硫代羟基乙酸辛酯、2-巯基丙酸辛酯、3-巯基丙酸辛酯、巯基丙酸2-乙基己酯、辛酸2-巯基乙酯中任意一种。