一种聚羧酸减水剂单体聚醚的合成方法技术

本发明专利技术提供了一种聚羧酸减水剂单体聚醚的合成方法，包括：在起始剂中投入碱金属氢化物或硼氢化物，以制备起始剂的钠盐；在起始剂的钠盐中，通入预定量的环氧乙烷，生成预聚物；在预聚物中继续通入环氧乙烷，并保持预定加料速度和回流速度，以生成不饱和聚醚；投入预设比例的碳原子数不超过20的羧酸或羧酸酐，并保持预设的温度，持续搅拌预设的时间；添加预设种类和比例的稳定剂。应用本发明专利技术可以使得所制备的聚醚多元醇具有储存稳定性好、不易降解、保质期长、合成出的聚羧酸减水剂性能较高的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及混凝土外加剂
，尤其涉及一种聚羧酸减水剂单体聚醚的合成方法。
技术介绍
聚醚多元醇(简称聚醚)是由起始剂(含活性氢基团的化合物)与环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)、环氧丁烷(BO)等在催化剂存在下经加聚反应制得。所述聚醚多元醇可根据聚合度不同，有多种分子量的型号。该产品是一种重要的化工中间体，主要用于生产非离子表面活性剂等分散剂，也可以用做化妆品、药膏等的载体等。聚羧酸减水剂，是近年来发展起来的一种混凝土外加剂。其主要作用，是在不改变水灰比的前提下，赋予混凝土较好的工作性能，包括流动性、和易性等等。由于其分子结构易于调控，可根据需要进行分子设计，所以一直是近年来研究的热点。很多以往无法想象的混凝土性能，渐渐在聚羧酸减水剂的帮助下变成现实。聚羧酸减水剂的主要合成原料之一，即是聚醚多元醇(简称聚醚)。在聚羧酸减水剂中，聚醚占质量分数一般在80％以上。所以，聚醚多元醇的性能，将会影响聚羧酸减水剂的性能。在现有技术中，一般所生产的聚醚的分子式为R(OCH2CH2)nOH。其中，R为起始端基，可以为甲基、乙基、丙基、异丙基、烯丙基、丁基、丁烯基、异丁烯基、戊基、戊烯基、异戊烯基等碳数不超过10的烃基；n为聚合度，依据产品型号不同，n的取值范围可以是1～200。根据上述聚醚的分子式可以看出，聚醚分子末端为羟基OH。在使用上述的聚醚多元醇合成聚羧酸减水剂时，具有合成工艺简单，能耗低，合成出的减水剂性能优异的特点。但是，现有技术中的聚醚多元醇的储存稳定性不够理想，长时间储存时容易发生自由基氧化降解，导致该聚醚多元醇及根据该聚醚多元醇合成得到的聚羧酸减水剂的储存期较短。而且，在进行本体聚合时，由于不含水，因此现有技术中的聚醚多元醇易于与聚羧酸减水剂中的另一种原料：小分子不饱和羧酸(酯、酐)，如丙烯酸(丙烯酸甲酯、马来酸酐)发生酯化或酯交换反应，从而使得在最终产品中形成较多的交联结构，而使得产品性能大大下降，甚至产生生产事故。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种聚羧酸减水剂单体聚醚的合成方法，从而使得所制备的聚醚多元醇具有储存稳定性好、不易降解、保质期长、合成出的聚羧酸减水剂性能较高的特点。本专利技术的技术方案具体是这样实现的：一种聚羧酸减水剂单体聚醚的合成方法，该方法包括：在起始剂中投入碱金属氢化物或硼氢化物，以制备起始剂的钠盐；在起始剂的钠盐中，通入预定量的环氧乙烷，生成预聚物；在预聚物中继续通入环氧乙烷，并保持预定加料速度和回流速度，以生成不饱和聚醚；投入预设比例的碳原子数不超过20的羧酸或羧酸酐，并保持预设的温度，持续搅拌预设的时间；添加预设种类和比例的稳定剂。较佳的，所述碳原子数不超过20的羧酸或羧酸酐为：甲酸、甲酸酐、乙酸、乙酸酐、丙酸、丙酸酐、琥珀酸、琥珀酸酐、马来酸、马来酸酐、苯甲酸、邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐和/或月桂酸。较佳的，所述预设比例为1:1.05～1.5。较佳的，所述预设的温度为60～150℃。较佳的，所述预设的时间为：0.5～4小时。较佳的，所生成的单体聚醚的分子式为：R(OCH2CH2)nOOCR′。由上述技术方案可见，通过使用本专利技术的聚羧酸减水剂单体聚醚的合成方法而制成的聚醚多元醇，具有储存稳定性好、不易降解、保质期长的特点。而且，由于通过本专利技术中的方法生成的聚醚多元醇中不含羟基，因此在使用该聚醚多元醇进行本体聚合以形成聚羧酸减水剂时，不会形成交联结构，从而保证了本体聚合的顺利进行，大大提高了本体聚合的产品性能，使其与水溶液聚合时相比没有明显差别，明显提高了所形成的聚羧酸减水剂的性能(减水率)。附图说明图1为本专利技术实施例中的聚羧酸减水剂单体聚醚的合成方法的流程示意图。图2为本专利技术实施例中的所制备的聚醚多元醇的稳定性对比示意图。具体实施方式为使本专利技术的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术实施例中的聚羧酸减水剂单体聚醚的合成方法的流程示意图。如图1所示，本专利技术实施例中的聚羧酸减水剂单体聚醚的合成方法包括：步骤11，在起始剂中投入碱金属氢化物或硼氢化物，以制备起始剂的钠盐。步骤12，在起始剂的钠盐中，通入预定量的环氧乙烷，生成预聚物。步骤13，在预聚物中继续通入环氧乙烷，并保持预定加料速度和回流速度，以生成不饱和聚醚。步骤14，投入预设比例的碳原子数不超过20的羧酸或羧酸酐，并保持预设的温度，持续搅拌预设的时间。在本专利技术的技术方案中，可以使用多种碳原子数不超过20的羧酸或羧酸酐。例如，较佳的，在本专利技术的具体实施例中，所述碳原子数不超过20的羧酸或羧酸酐可以是：甲酸、甲酸酐、乙酸、乙酸酐、丙酸、丙酸酐、琥珀酸、琥珀酸酐、马来酸、马来酸酐、苯甲酸、邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐和/或月桂酸等碳原子数不超过20的羧酸或羧酸酐。另外，在本专利技术的技术方案中，可以根据实际应用的需要或根据实验结果，预先设置上述的预设比例、预设的温度和预设的时间。例如，较佳的，在本专利技术的具体实施例中，所述预设比例(即聚醚与酸或酸酐的物质的量之比)为1:1.05～1.5。例如，较佳的，在本专利技术的具体实施例中，所述预设的温度为60～150℃。例如，较佳的，在本专利技术的具体实施例中，所述预设的时间为：0.5～4小时(根据酸或酸酐的种类不同，具体时间不同)。在本专利技术的技术方案中，之所以执行本步骤，其目的在于使羟基酯化，从而生成目标产物R(OCH2CH2)nOOCR′。步骤15，添加预设种类和比例的稳定剂。通过上述的步骤11～15，即可制备得到单体聚醚多元醇(可简称为单体聚醚)。所生成的单体聚醚多元醇的分子式为：R(OCH2CH2)nOOCR′。其中，R′是碳原子数不超过100的烃基或取代烃基。根据上述的步骤1～5可知，在本专利技术的技术方案中，在聚醚合成完成后、中和和添加稳定剂之前，通过一次性投入预设比例的羧酸(酐)，进行一步酯化反应，使得产物的端羟基被转化为酯基，因此，本专利技术中所制备得到的单体聚醚多元醇的末端不是羟基，而是被羧基酯化，从而使产品的稳定性得到很大的提高。图2为本专利技术实施例中的所制备的聚醚多元醇的稳定性对比示意图。如图2所示，图2中的横坐标为时间，单位为天；纵坐标为制备的产品中的聚醚多元醇的含量。根据稳定性试验结果可以看出，随着时间的推移，封端后的聚醚(即本专利技术中的聚醚多元醇)含量的下降明显比不封端的聚醚(即现有技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚羧酸减水剂单体聚醚的合成方法，其特征在于，该方法包括：在起始剂中投入碱金属氢化物或硼氢化物，以制备起始剂的钠盐；在起始剂的钠盐中，通入预定量的环氧乙烷，生成预聚物；在预聚物中继续通入环氧乙烷，并保持预定加料速度和回流速度，以生成不饱和聚醚；投入预设比例的碳原子数不超过20的羧酸或羧酸酐，并保持预设的温度，持续搅拌预设的时间；添加预设种类和比例的稳定剂。

【技术特征摘要】
1.一种聚羧酸减水剂单体聚醚的合成方法，其特征在于，该方法包括：
在起始剂中投入碱金属氢化物或硼氢化物，以制备起始剂的钠盐；
在起始剂的钠盐中，通入预定量的环氧乙烷，生成预聚物；
在预聚物中继续通入环氧乙烷，并保持预定加料速度和回流速度，以生成不饱和
聚醚；
投入预设比例的碳原子数不超过20的羧酸或羧酸酐，并保持预设的温度，持续搅
拌预设的时间；
添加预设种类和比例的稳定剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳原子数不超过20的羧酸或
羧酸酐为：
甲酸、...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭诚，吴志刚，刘伟，闫俊阳，李华，孟宪荣，
申请(专利权)人：天津冶建特种材料有限公司，河北国蓬建材有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12