一种聚酯单体及其制备方法以及一种聚羧酸减水剂技术

一种聚酯单体及其制备方法以及一种聚羧酸减水剂，涉及减水剂领域，该制备方法采用具有连接基团和多个异氰酸酯基的异氰酸酯化合物作为反应底物，其中，连接基团包括至少一个环状结构。通过将异氰酸酯化合物中的至少两个异氰酸酯基分别与烯醇化合物和聚二醇单醚反应，从而形成具有环状结构的聚酯单体。由于泥土是复网层状结构，新的聚酯型单体环状结构尺寸大于泥土的复网层状结构尺寸。以上述具有环状结构的聚酯单体合成的聚羧酸减水剂，在遇到含有泥土的混凝土时，聚酯型单体分子的环状结构就会减少或阻止聚羧酸减水剂分子被吸入泥土中，从而达到抗泥土和减水的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种聚酯单体及其制备方法以及一种聚羧酸减水剂
本专利技术涉及减水剂领域，具体而言，涉及一种聚酯单体及其制备方法以及一种聚羧酸减水剂。
技术介绍
聚羧酸减水剂是目前最为常用的一类高效减水剂，相较于传统的萘系磺酸盐甲醛缩合物、三聚氰胺甲醛缩聚物等减水剂，聚羧酸减水剂具有渗量低、保坍性能好、混凝土收缩率低、分子结构上可调性强等优势。现有技术中，聚羧酸减水剂通常由聚醚单体和不饱和酸单体作为为主要成分聚合得到。聚醚单体是聚醚型聚羧酸减水剂生产所必需的单体，用其合成的聚羧酸减水剂遇到泥土多的混凝土时，普遍存在的问题是混凝土保坍性差，泵送难度大。聚羧酸减水剂在混凝土中减水是通过羧基吸附在水泥颗粒上，以及长侧链分子结构的空间位阻，把水泥颗粒之间包裹的水释放出来，达到减水的作用。但是，在泥土含量多的混凝土中，泥土首先吸附了聚羧酸减水剂，使得吸附在水泥颗粒上的减水剂数量不足，其减水效果变差，混凝土流动性变差，反映出混凝土坍落度保留时间短，混凝土难以泵送。目前解决混凝土中较多泥土的方法，是通过在合成聚羧酸减水剂中，加入具有氨基基团物质来提高抗泥土作用，但在实际应用中效果都不是很理想。或者是通过过量添加聚羧酸保坍剂来解决混凝土中较多泥土的问题，但会同时出现泌水等问题，同时增加了混凝土搅拌站的成本。因此，急需一种耐泥土、高减水性能的新型的高性能聚羧酸减水剂。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种聚酯单体，以替代传统的聚醚单体合成聚羧酸减水剂，其在遇到含有泥土的混凝土时，可以减少或阻止聚羧酸减水剂分子被吸入泥土中，达到抗泥土和减水的效果。本专利技术的第二目的在于提供一种聚酯单体的制备方法，其步骤简单，流程设计合理，可操作性强，对设备的要求不高，适合大规模的工业化生产。本专利技术的第三目的在于提供一种聚羧酸减水剂，其由上述聚酯单体与不饱和羧酸聚合制得。其保坍时间更长，利于混凝土的运输和泵送。本专利技术的实施例是这样实现的：一种聚酯单体的制备方法，包括：将异氰酸酯化合物中的至少两个异氰酸酯基分别与烯醇化合物和聚二醇单醚反应；其中，异氰酸酯化合物包含连接基团和多个设置于连接基团上的异氰酸酯基；连接基团包括至少一个环状结构；环状结构包括C3～C8环烷基、C3～C8环烯基和芳基中的至少一种。一种聚酯单体，由上述聚酯单体的制备方法制备得到。一种聚羧酸减水剂，由上述聚酯单体与不饱和羧酸反应得到。本专利技术实施例的有益效果是：本专利技术提供了一种聚酯单体的制备方法，其采用具有连接基团和多个异氰酸酯基的异氰酸酯化合物作为反应底物，其中，连接基团包括至少一个环状结构。通过将异氰酸酯化合物中的至少两个异氰酸酯基分别与烯醇化合物和聚二醇单醚反应，从而形成具有环状结构的聚酯单体。由于泥土是复网层状结构，新的聚酯型单体环状结构尺寸大于泥土的复网层状结构尺寸。以上述具有环状结构的聚酯单体合成的聚羧酸减水剂，在遇到含有泥土的混凝土时，聚酯型单体分子的环状结构就会减少或阻止聚羧酸减水剂分子被吸入泥土中，从而达到抗泥土和减水的效果。本专利技术还提供了一种由上述制备方法制得的聚酯单体，该聚酯单体中具有多个环状结构，该环状结构尺寸大于泥土的复网层状结构尺寸，可以有效减少或阻止泥土对聚羧酸减水剂分子的吸附。本专利技术还提供了一种聚羧酸减水剂，其由上述聚酯单体与不饱和酸反应得到。该聚羧酸减水剂的结构中具有多个环状结构，该环状结构尺寸大于泥土的复网层状结构尺寸，可以有效减少或阻止泥土对聚羧酸减水剂分子的吸附，具有很好的耐泥土和减水效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例1所提供的一种聚酯单体的反应式；图2为本专利技术实施例1所提供的一种聚酯单体的核磁谱图；图3为本专利技术实施例6所提供的一种聚酯单体的反应式；图4为本专利技术实施例8所提供的一种聚酯单体的反应式；图5为本专利技术实施例10所提供的一种聚酯单体的反应式。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的一种缓释型聚羧酸减水剂及其制备方法进行具体说明。一种聚酯单体的制备方法，包括：将异氰酸酯化合物中的至少两个异氰酸酯基分别与烯醇化合物和聚二醇单醚反应。其中，本专利技术实施例所采用的异氰酸酯化合物的分子结构中包含连接基团，该连接基团包括至少一个环状结构，该环状结构包括C3～C8环烷基、C3～C8环烯基和芳基中的至少一种。优选地，环状结构包括C3～C6环烷基、C3～C6环烯基和苯基中的至少一种。环状结构的尺寸大于泥土的复网层状结构尺寸。从而可以在遇到含有泥土的混凝土时，该环状结构就会减少或阻止聚羧酸减水剂分子被吸入泥土中，从而达到抗泥土和减水的效果。经过专利技术人的创造性劳动，发现上述环结构在聚羧酸减水剂中能发挥出较佳的抗泥土效果，并有效提高减水效果。本专利技术实施例所采用的异氰酸酯化合物的分子结构中还包含多个设置于连接基团上的异氰酸酯基。将多个异氰酸酯基中的至少一个异氰酸酯基与烯醇化合物反应，从而在该异氰酸酯结构上引入一个末端烯烃。该末端烯烃在合成聚羧酸减水剂的时候，与不饱和羧酸以共聚合的方式形成聚羧酸减水剂的乙烯基主链。另一方面，将多个异氰酸酯基中的至少一个异氰酸酯基与聚二醇单醚反应，从而在该异氰酸酯结构上引入一个具有一定长度的聚氧乙烯链段。该聚氧乙烯链段在形成聚羧酸减水剂中作为梳型结构侧链，来达到聚羧酸减水剂侧链的位阻要求。值得注意的是，本专利技术所采用的异氰酸酯化合物的分子结构中可以包含大于两个的异氰酸酯基，在满足有两个异氰酸酯基分别与烯醇化合物和聚二醇单醚反应的前提下，其它的异氰酸酯基可以进一步与更多的醇化合物或聚二醇单醚反应以形成树枝状结构，或是与其它官能团反应，引入杂原子用以改性。优选地，异氰酸酯化合物包含连接基团和两个异氰酸酯基，将两个异氰酸酯基分别与烯醇化合物和聚二醇单醚反应。含有两个异氰酸酯基的异氰酸酯化合物有很多都是商业可得的，虽然失去了由于多个异氰酸酯基带来的衍生性能，但是从原料经济上来讲，无异是最为实惠的。进一步地，本专利技术实施例所选用的异氰酸酯化合物包括：中的任一种。更为优选地，在本专利技术实施例中，先将两个异氰酸酯基中的其中一个与烯醇化合物反应，再将另一个与聚二醇单醚反应。若采用先将异氰酸酯化合物与聚二醇单醚反应的顺序进行合成，由于分子量的增大，体系的粘度增加，会影响后续与烯醇化合物反应时的混合效果。同时，聚二醇单醚的长链会对异氰酸酯化合物分子结构中的另一个异氰酸酯基形成遮蔽，造成反应速度缓慢，产率降低。进一步地，异氰酸酯化合物与烯醇化合物的反应可以按照下述方法进行：将异戊烯基醇溶解于有机溶剂中，优选为溶解于乙酸乙酯中。搅拌并升温至40～80℃，加入催化剂，并开始滴加异氰酸酯化合物，并于0.5～1h内滴完，保持温度继续反应2～5h，得到聚酯中间体。反应优选为在氮气保护进行。聚酯中间体与聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚酯单体的制备方法，其特征在于，包括：将异氰酸酯化合物中的至少两个异氰酸酯基分别与烯醇化合物和聚二醇单醚反应；其中，所述异氰酸酯化合物包含连接基团和多个设置于所述连接基团上的所述异氰酸酯基；所述连接基团包括至少一个环状结构；所述环状结构包括C3～C8环烷基、C3～C8环烯基和芳基中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种聚酯单体的制备方法，其特征在于，包括：将异氰酸酯化合物中的至少两个异氰酸酯基分别与烯醇化合物和聚二醇单醚反应；其中，所述异氰酸酯化合物包含连接基团和多个设置于所述连接基团上的所述异氰酸酯基；所述连接基团包括至少一个环状结构；所述环状结构包括C3～C8环烷基、C3～C8环烯基和芳基中的至少一种。2.根据权利要求1所述的聚酯单体的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯化合物包含所述连接基团和两个所述异氰酸酯基，将两个所述异氰酸酯基分别与烯醇化合物和聚二醇单醚反应。3.根据权利要求2所述的聚酯单体的制备方法，其特征在于，将两个所述异氰酸酯基中的其中一个先与所述烯醇化合物反应，再将另一个与所述聚二醇单醚反应。4.根据权利要求3所述的聚酯单体的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯化合物与所述烯醇化合物的物质的量之比为1：1.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾洪文，孙东日，柳旭峰，周华龙，汪颖，丁慧文，
申请(专利权)人：吉林众鑫化工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22