一种宽分布聚羧酸减水剂单体及其制备方法技术

本申请涉及一种宽分布聚羧酸减水剂单体，其由下述原料组分制成：烯醇；烯醇预聚物催化剂溶液；烃基环氧化物；和酸性中和试剂。本申请还提供一种制备宽分布聚羧酸减水剂单体的方法。本申请还提供如上所述的宽分布聚羧酸减水剂单体在制备聚羧酸减水剂中的应用。本申请的有益效果在于聚羧酸系减水剂的制备方法工艺简单、操作方便，利于大规模工业化生产，且具有原料成本低、性能好、一步聚合而得等优点，适用于对和易性要求高的高层建筑物、大跨度桥梁、海洋钻井平台、隧道、大坝、机场建设等工程中。

【技术实现步骤摘要】
一种宽分布聚羧酸减水剂单体及其制备方法
本申请涉及减水剂
具体来说，本申请涉及一种宽分布聚羧酸减水剂单体及其制备方法。
技术介绍
减水剂是指在混凝土和易性及水泥用量不变条件下，能减少拌合物用水量、提高混凝土强度；或在和易性及强度不变条件下，节约水泥用量的外加剂。减水剂是混凝土外加剂中的最核心材料，是混凝土工程中应用最广泛的外加剂品种，其用量占到外加剂总用量的80％以上，已成为混凝土除水泥、砂、石、水以外的第五种组成部分。混凝土的工作性能由可运输、浇筑、捣实成型等施工作业，并能获得质量均匀、密实的砼性能表示。由于我国地域辽阔、季节变化明显、混凝土原材料差异大，新拌混凝土坍落度损失过大一直是困扰正常施工迫切需要解决的问题。当混凝土拌合物必须长时间运输，尤其在气候炎热时，应尽可能地保持在初始的坍落度水平，以保证混凝土的顺利运输，泵送和浇筑工作。缓释型聚羧酸系减水剂的开发已经较为成熟，聚羧酸系减水剂单体作为合成减水剂的主要原料，对减水剂性能的影响非常大，而国内常用单体仅异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)和异丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)，因而减水剂的性能难以突破。因此，开发一种宽分布聚羧酸减水剂单体用于制备具有更好缓释效果的聚羧酸系减水剂成为形势所趋。
技术实现思路
本申请之目的在于提供一种宽分布聚羧酸减水剂单体，从而解决上述现有技术中的技术问题。本申请的宽分布聚羧酸减水剂单体由下述原料组分制成：烯醇；烯醇预聚物催化剂溶液；烃基环氧化物；和酸性中和试剂。本申请克服了现有的聚羧酸系减水剂缓释效果不理想的缺陷，而提供了一种宽分布聚羧酸系减水剂单体及其制备方法。本专利技术的宽分布聚羧酸系减水剂单体分布宽，制备的缓释型聚羧酸系减水剂缓释效果好，具有显著的经济效益、社会效益和环境效益；且制备工艺简单，操作方便。本申请之目的还在于提供一种制备宽分布聚羧酸减水剂单体的方法。本申请之目的还在于提供一种宽分布聚羧酸减水剂单体在制备缓释型聚羧酸系减水剂中的应用。为了实现上述目的，本申请提供下述技术方案。在第一方面中，本申请提供一种宽分布聚羧酸减水剂单体，其由下述原料组分制成：烯醇；烯醇预聚物催化剂溶液；烃基环氧化物；和酸性中和试剂。在第一方面的一种实施方式中，以重量份数为基准计，其由下述原料组分制成：100份甲基烯丙醇、50～150份甲基烯丙醇预聚物催化剂溶液、3500～4700份环氧乙烷、2.5～4.5份醋酸，且所述催化剂溶液为甲基烯丙醇预聚物催化剂溶液，甲基烯丙醇预聚物的数均分子量为500～800，催化剂(氢氧化钾)质量浓度为甲基烯丙醇预聚物催化剂溶液的0.25‰～0.85‰，水的质量浓度为甲基烯丙醇预聚物催化剂溶液的0.01％～0.05％。在第一方面的一种实施方式中，所述烯醇包括烯丙醇、甲基烯丙醇、丁烯醇、异丁烯醇、戊烯醇、异丁烯醇中的一种或几种。在第一方面的一种实施方式中，所述烯醇预聚物催化剂溶液包括烯丙醇预聚体、甲基烯丙醇预聚体、丁烯醇预聚体、异丁烯醇预聚体、戊烯醇预聚体、异丁烯醇预聚体与催化剂形成的溶液中的一种或几种，其中烯醇预聚物的数均分子量为500-800。在第一方面的一种实施方式中，所述烃基环氧华物包括环氧乙烷和/或环氧丙烷。在第一方面的一种实施方式中，所述酸性中和试剂包括醋酸、磷酸、柠檬酸、硼酸、酒石酸、氨基磺酸和苯甲酸中的一种或多种。在第一方面的一种实施方式中，所述催化剂包括碱金属、碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物和碱金属氧化物中的一种或多种。在一种具体实施方式中，所述催化剂包括氢氧化钾和/或氢氧化钠。在第二方面中，本申请提供一种制备宽分布聚羧酸减水剂单体的方法，所述方法包括下述步骤：S1：在小于或等于0.3MPa的压力和90-105℃的温度下，且在惰性气氛中，混合烯醇、烯醇预聚物催化剂溶液和烃基环氧化物，得到第一反应混合物，且将第一反应混合物在该混合条件下熟化第一预定时间，得到第二反应混合物；以及S2：将第二反应混合物降温到小于或等于65℃，加入酸性中和试剂进行中和，得到所述宽分布聚羧酸减水剂单体。在第二方面的一种实施方式中，所述烯醇包括甲基烯丙醇；所述烯醇预聚物催化剂溶液包括甲基烯丙醇预聚物催化剂溶液；所述烃基环氧化物包括环氧乙烷；所述酸性中和试剂包括醋酸，且所述甲基烯丙醇预聚物数均分子量为500～800，催化剂(氢氧化钾)质量浓度为甲基烯丙醇预聚物催化剂溶液的0.25‰～0.85‰，水的质量浓度为甲基烯丙醇预聚物催化剂溶液的0.01％～0.05％。在第三方面中，本申请提供如第一方面所述的宽分布聚羧酸减水剂单体在制备聚羧酸减水剂中的应用。与现有技术相比，本申请的有益效果在于：(1)本专利技术提供了一种宽分布聚羧酸系减水剂单体及其制备方法，具有良好的缓释效果。其为白色至淡黄色固体或切片，合成的减水剂为无色至淡黄色透明液体，当将制备的缓释型聚羧酸系减水剂添加到水泥净浆中，添加量为水泥重量的0.10％，可使水灰比为0.29的水泥净浆初始流动度达到80～90mm，1小时流动度增长为310～320mm，2小时流动度增长为335～355mm，3小时流动度增长为355～375mm。将制备的缓释型聚羧酸系减水剂添加到混凝土中，添加量为水泥重量的0.20％，初始坍落度为11～15mm，1小时坍落度增长为210～230mm，2小时坍落度增长为245～265mm，3小时坍落度增长为255～275mm。适用于对保坍要求高的工程。(2)本专利技术聚羧酸系减水剂的制备方法工艺简单、操作方便，利于大规模工业化生产。(3)本专利技术可供外加剂生产厂生产，具有原料成本低、性能好、一步聚合而得等优点，适用于对和易性要求高的高层建筑物、大跨度桥梁、海洋钻井平台、隧道、大坝、机场建设等工程中。具体实施方式除非另有说明、从上下文暗示或属于现有技术的惯例，否则本申请中所有的份数和百分比都基于重量，且所用的测试和表征方法都是与本申请的提交日期同步的。在适用的情况下，本申请中涉及的任何专利、专利申请或公开的内容全部结合于此作为参考，且其等价的同族专利也引入作为参考，特别这些文献所披露的关于本领域中的合成技术、产物和加工设计、聚合物、共聚单体、引发剂或催化剂等的定义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。本申请中的数字范围是近似值，因此除非另有说明，否则其可包括范围以外的数值。数值范围包括以1个单位增加的从下限值到上限值的所有数值，条件是在任意较低值与任意较高值之间存在至少2个单位的间隔。例如，如果记载组分、物理或其它性质(如分子量，熔体指数等)是100至1000，意味着明确列举了所有的单个数值，例如100，101,102等，以及所有的子范围，例如100到166,155到170,198到200等。对于包含小于1的数值或者包含大于1的分数(例如1.1，1.5等)的范围，则适当地将1个单位看作0.0001，0.001，0.01或者0.1。对于包含小于10(例如1到5)的个位数的范围，通常将1个单位看作0.1.这些仅仅是想要表达的内容的具体示例，并且所列举的最低值与最高值之间的数值的所有可能的组合都被认为清楚记载在本申请中。本申请内的数值范围尤其提供了各种共聚单体在丙烯酸酯共聚物中的含量，各种组分在光刻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽分布聚羧酸减水剂单体，其由下述原料组分制成：烯醇；烯醇预聚物催化剂溶液；烃基环氧化物；和酸性中和试剂。

【技术特征摘要】
1.一种宽分布聚羧酸减水剂单体，其由下述原料组分制成：烯醇；烯醇预聚物催化剂溶液；烃基环氧化物；和酸性中和试剂。2.如权利要求1所述的宽分布聚羧酸减水剂单体，其特征在于，以重量份数为基准计，其由下述原料组分制成：100份甲基烯丙醇、50～150份甲基烯丙醇预聚物催化剂溶液、3500～4700份环氧乙烷、2.5～4.5份醋酸，且所述催化剂溶液为甲基烯丙醇预聚物催化剂溶液，甲基烯丙醇预聚物的数均分子量为500～800，催化剂质量浓度为甲基烯丙醇预聚物催化剂溶液的0.25‰～0.85‰，水的质量浓度为甲基烯丙醇预聚物催化剂溶液的0.01％～0.05％。3.如权利要求1所述的宽分布聚羧酸减水剂单体，其特征在于，所述烯醇包括烯丙醇、甲基烯丙醇、丁烯醇、异丁烯醇、戊烯醇、异丁烯醇中的一种或几种。4.如权利要求1所述的宽分布聚羧酸减水剂单体，其特征在于，所述烯醇预聚物催化剂溶液包括烯丙醇预聚体、甲基烯丙醇预聚体、丁烯醇预聚体、异丁烯醇预聚体、戊烯醇预聚体、异丁烯醇预聚体与催化剂形成的溶液中的一种或几种，其中烯醇预聚物的数均分子量为500-800。5.如权利要求1所述的宽分布聚羧酸减水剂单体，其特征在于，所述烃基环氧华物包括环氧乙烷和/或环氧丙烷。6.如权利要求1所述的宽分布聚羧酸减水剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟立杰，罗琼，季锦卫，胡程鹏，胡正伟，董建国，
申请(专利权)人：上海东大化学有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31