一种聚醚大单体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供的一种聚醚大单体及其制备方法和应用，方法为：1)以含有活泼氢的不饱和醇和氧化烯烃为原料，在催化剂作用下，氮气条件下，加热下开环聚合，得到聚氧乙烯醚单体中间体；2)再和催化剂混合，氮气条件下，连续通入氧化烯烃，进料完毕后进行熟化和脱气处理，即得聚氧乙烯醚单体；3)再加入氨基甲酸苄酯，加热下进行反应，得到甲酰胺封端的聚醚大单体；4)加入取代磺酰异氰酸酯，加热进行反应，降温后调节pH，得到聚醚大单体。与现有技术相比，本发明专利技术通过对聚醚分子进行枝化封端，在不饱和聚醚中引入含氨基甲酸酯和磺酰脲的结构，使用该方法合成的聚醚大单体制备的聚羧酸减水剂具有掺量低、减水率高、保坍性能好等优点。保坍性能好等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种聚醚大单体及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于材料领域，具体涉及一种聚醚大单体及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]混凝土作为一种建筑材料被广泛应用于土木工程中，而聚羧酸减水剂作为现代混凝土的第五组分，已成为混凝土中必不可少的一种组分，在混凝土生产技术中起到核心作用。聚羧酸减水剂的主要原料为不饱和聚醚，其是由烯丙醇、甲基烯丙醇、异戊烯醇等为原料直接和环氧乙烷阴离子聚合反应得一定分子量的聚醚单体，该类聚醚合成的减水剂减水率一般较高，然而也存在一定的不足。
[0003]随着天然优质砂石骨料资源的减少，以及工业废渣和机制砂石在商品混凝土中的应用，使得砂石骨料中的黏土和石粉含量增多，该类聚醚合成的聚羧酸减水剂的减水性能波动大、保坍变差等应用问题越来越突出。目前研究的比较多的是采用不同不饱和醇和环氧乙烷反应制备不同的分子量的聚醚，例如∶中国专利CN102206335B、CN111848944A等，而对于分子结构对于聚羧酸减水剂方面的研究还少见报道。因此深入研究聚醚结构对聚羧酸减水剂的影响，开发合成新型聚醚提高聚羧酸减水剂的性能有着极其重要的意义。
[0004]国内聚羧酸减水剂合成主流原料为甲基烯丙基聚氧乙烯醚、异戊烯基聚氧乙烯醚，而该类聚醚合成的减水剂对砂石骨料中的粘土和石粉含量敏感，导致减水性能降低，拌制的混凝土保坍性能变差造成堵泵等发生，该问题在混凝土应用上一直存在的，用甲基烯丙醇、异戊烯醇合成单体聚醚后，再合成生产的聚羧酸减水剂都无法很好解决这一点。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种聚醚大单体及其制备方法，该聚醚大单体含有氨基甲酸酯和磺酰脲的结构，能有效地解决现有技术中的诸多不足。
[0006]本专利技术提供的一种聚醚大单体的应用，用于制备聚羧酸减水剂，采用该聚醚大单体与不饱和羧酸进行自由基聚合，可在室温条件下反应，生产过程无需加热，生产能耗低，采用该聚醚合成聚羧酸减水剂可降低酸醚比，同时提升减水剂的保坍性能，实现节约资源。
[0007]本专利技术具体技术方案如下：
[0008]一种聚醚大单体的制备方法，包括以下步骤：
[0009]1)以含有活泼氢的不饱和醇和氧化烯烃为原料，在催化剂作用下，氮气条件下，加热下开环聚合，得到聚氧乙烯醚单体中间体；
[0010]2)将步骤1)合成的聚氧乙烯醚单体中间体和催化剂混合，氮气条件下，连续通入氧化烯烃进行反应，进料完毕后进行保温熟化和真空脱气处理，即得聚氧乙烯醚单体；
[0011]3)向步骤2)中的聚氧乙烯醚单体中加入氨基甲酸苄酯，加热下进行反应，得到甲酰胺封端的聚醚大单体；
[0012]4)向步骤3)中合成的甲酰胺封端的聚醚大单体中加入取代磺酰异氰酸酯，加热进行反应，降温后调节pH，得到聚醚大单体。
[0013]步骤1)中所述的含有活泼氢的不饱和醇与氧化烯烃的质量比为1.0∶0.1～8.0；
[0014]步骤1)中所述的含活泼氢的不饱和醇为不饱和醇，包括烯丙醇、甲基烯丙醇、异戊烯醇、乙二醇单乙烯基醚中的一种。
[0015]步骤1)所述氧化烯烃为环氧烷烃，包括环氧乙烷、环氧丙烷的一种或两种。
[0016]优选地，步骤1)中所述的含有活泼氢的不饱和醇与氧化烯烃的质量比为1.0∶0.1～5.0，
[0017]优选地，步骤1)中所述催化剂包括氢氧化钠、金属钠、氢化钠、甲醇钠、氢氧化钾甲醇钾或者叔丁醇钾中的一种，催化剂用量为含有活泼氢的不饱和醇和氧化烯烃的总质量的0.1％～5％。
[0018]优选地，步骤1)中反应温度为100～120℃之间，反应压力≤0.5MPa。
[0019]步骤2)中，聚氧乙烯醚单体中间体与氧化烯烃的质量比为1.0∶1.0～5.0；优选的，聚氧乙烯醚单体中间体与氧化烯烃的质量比为1.0∶1.0～3.0。
[0020]步骤2)所述氧化烯烃为环氧烷烃，包括环氧乙烷、环氧丙烷的一种或两种。
[0021]步骤2)中所述催化剂包括氢氧化钠、金属钠、氢化钠、甲醇钠、氢氧化钾甲醇钾或者叔丁醇钾中的一种，催化剂用量为聚氧乙烯醚单体中间体总质量的0.1％～5％；
[0022]步骤2)中所述反应温度为120～140℃之间，反应压力≤0.6MPa。
[0023]步骤3)中所述氨基甲酸苄酯用量聚氧乙烯醚单体质量的3％～8％；
[0024]步骤3)中反应温度为80～110℃。
[0025]步骤4)中所述取代磺酰异氰酸酯包括氯磺酰异氰酸酯、异氰酸芳基磺酰酯中的一种；
[0026]步骤4)中反应温度为80～110℃；
[0027]步骤4)中反应结束后降温至60～70℃，加入乙酸调节pH至6～8，即得所述聚醚大单体。
[0028]本专利技术提供的一种聚醚大单体，采用上述方法制备得到，其结构式为：
[0029]其中R1选自烯丙醇基、甲基烯丙醇基、异戊烯醇基、乙二醇单乙烯基醚基中的一种；R2选自氯、苯基和取代苯基中的一种。
[0030]本专利技术提供的一种聚醚大单体的应用，用于制备聚羧酸减水剂。
[0031]具体应用方法为：采用上述方法合成的聚醚大单体作为原料与丙烯酸进行聚合合成聚羧酸减水剂，合成工艺如下：
[0032]A、按照重量份，称取上述方法合成的聚醚大单体300份，加水稀释至60％质量固含量；然后加入双氧水(质量浓度30％)3份，搅拌至澄清透明溶液，
[0033]B、按照重量份，称取丙烯酸28份，巯基丙酸1.5份，加水50份混匀，得到滴加溶液A；
[0034]C、按照重量份称取还原剂E51 0.8份，加水60份，为滴加溶液B；
[0035]D、设定滴加溶液A滴加时间2
‑
2.5h，滴加溶液B滴加时间为3h，滴加过程自然升温，滴加结束继续保温1h；使用质量浓度20％液碱中和至pH＝6，得到粘稠的聚羧酸减水剂成
品。
[0036]液碱为氢氧化钠溶液。
[0037]本专利技术通过对聚醚分子进行枝化封端，通过氨基甲酸苄酯对聚醚端羟基进行酯化后，形成的端氨基经过磺酰酯进行磺酰化，形成磺酰脲，在不饱和聚醚中引入含氨基甲酸酯和磺酰脲的结构，使用该方法合成的聚醚大单体制备的聚羧酸减水剂具有掺量低、减水率高、保坍性能好等优点。
具体实施方式
[0038]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0040]实施例中未注明具体技术或条件者，均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
[0041]实施例1
[0042]一种聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚醚大单体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：1)以含有活泼氢的不饱和醇和氧化烯烃为原料，在催化剂作用下，氮气条件下，加热下开环聚合，得到聚氧乙烯醚单体中间体；2)将步骤1)合成的聚氧乙烯醚单体中间体和催化剂混合，氮气条件下，连续通入氧化烯烃，进料完毕后进行熟化和脱气处理，即得聚氧乙烯醚单体；3)向步骤2)中的聚氧乙烯醚单体中加入氨基甲酸苄酯，加热下进行反应，得到甲酰胺封端的聚醚大单体；4)向步骤3)中合成的甲酰胺封端的聚醚大单体中加入取代磺酰异氰酸酯，加热进行反应，降温后调节pH，得到聚醚大单体。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述的含有活泼氢的不饱和醇与氧化烯烃的质量比为1.0∶0.1～8.0。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中反应温度为100～120℃之间，反应压力≤0.5MPa。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中聚氧乙烯醚单体中间体与氧化烯烃的质...

【专利技术属性】
技术研发人员：武春江，陈烽，曾君，赵伟，潘玉杰，孟凡军，张胜男，
申请(专利权)人：宁波海螺新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：