一种聚羧酸减水剂用链转移剂及其用途和制备方法技术

本发明专利技术涉及混凝土外加剂技术领域，特别涉及一种聚羧酸减水剂用链转移剂及其用途和制备方法。所述聚羧酸减水剂用链转移剂由氨基苯磺酸盐与功能巯基类物质在催化剂催化下进行酰胺化反应制得。该聚羧酸减水剂用链转移剂，其结构中含有巯基和苯磺酸基，能够提高其水溶性以及在聚合反应的链转移催化性能，将其作为链转移剂用于聚羧酸减水剂合成中，能更好的调节聚羧酸减水剂的分子量，其参与合成的聚羧酸减水剂分子量分布较窄，且该聚羧酸减水剂作用于混凝土后，能明显提高混凝土的流动性能、保坍性能以及抗压强度。坍性能以及抗压强度。坍性能以及抗压强度。

【技术实现步骤摘要】
一种聚羧酸减水剂用链转移剂及其用途和制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土外加剂
，特别涉及一种聚羧酸减水剂用链转移剂及其用途和制备方法。

技术介绍

[0002]聚羧酸减水剂不断发展与演变，从起初脂肪族类减水剂、氨基磺酸盐减水剂、萘系减水剂及发展至今的第三代聚羧酸减水剂。当今市场上生产的聚羧酸减水剂从性能上可分为减水型、保坍型、超缓释型、早强型、降粘型等，由于其生产技术成熟，生产工艺相对简单，经济适用，分子结构多样化且可控制，在低掺量情况下使得混凝土有着较高的减水率等优点，已成为目前市场上不可或缺的外加剂之一。
[0003]其中，链转移剂是聚羧酸减水剂生产的一个重要组份之一，其具有调节聚羧酸分子量的作用。合理利用链转移剂，不但能调节聚羧酸减水剂分子量，还能降低生产成本。目前市场上聚羧酸减水剂用链转移剂为巯基酸类、硫醇类物质以及次磷酸盐类，但是，由于巯基酸类物质具有强烈的刺激性气味及较强的挥发性，对聚羧酸减水剂的生产造成极大困扰，也不符合绿色环保的生产要求。而次磷酸盐近年来由于黄磷等原材料价格持续走高，且次磷酸盐易潮解、遇强氧化剂极易发生爆炸，对聚羧酸减水剂的生产遗留较大的安全隐患。且据相关报道：大量硫醇类物质使反应初期形成了许多不带悬垂双键的死的线性低聚物；在反应后期，硫醇类物质浓度下降，链转移反应相应下降，形成的聚合物分子量很高，使得聚合物分子量分布很宽，有的反应体系甚至直接交联形成凝胶、导致生产出现质量事故。
[0004]申请号为CN201110334937.9，公开日为2012年06月20日的中国专利技术申请，公开一种用甲基丙烯磺酸钠做为链转移剂制备聚羧酸减水剂的方法，该方法为：先向反应釜中加入水、甲基丙烯磺酸钠和改性聚醚，然后用甲基丙烯磺酸钠和丙烯酸与水混合配制丙烯酸溶液，用水与过硫酸铵混合配制过硫酸铵溶液，当物料达到60℃
±
2℃时，开始同时滴加过硫酸铵溶液和丙烯酸溶液，保温反应1h～3h，降温到45℃以下时，加入浓度为32％的液碱中和，得到pH值6～7、含固量为40％的聚羧酸减水剂。由于该聚羧酸减水剂的制备过程采用甲基丙烯磺酸钠代替巯基乙酸或巯基丙酸做为链转移剂，可以避免由于疏基丙酸或巯基乙酸的恶臭味和强腐蚀性对环境造成的污染和对人体的毒害作用。

技术实现思路

[0005]为解决
技术介绍
提到聚羧酸减水剂合成过程中现有的链转移剂存在的系列问题：巯基类链转移剂易挥发、链转移催化效率低，次磷酸盐类链转移剂易潮解、遇氧化剂易爆炸性等问题，本专利技术提供一种聚羧酸减水剂用链转移剂，其结构通式为：
[0006][0007]其中，M为Na
+
或K
+
，R的取代位置为苯环上
‑
SO3M基团的邻位、间位、对位中的至少一种，取代数为1～3个，R的结构通式为：
[0008][0009]其中，n为2～3。
[0010]在一实施例中，由氨基苯磺酸盐与功能巯基类物质，在催化剂催化下进行酰胺化反应制得；按重量份计，所述氨基苯磺酸盐5～15份、功能巯基类物质10～20份、催化剂0.01～0.1份。
[0011]在一实施例中，所述氨基苯磺酸盐的结构通式为：
[0012][0013]其中，M为Na
+
、K
+
，R1为
‑
NH2、
‑
CH2NH2、
‑
CH2CH2NH2,R1取代位置为苯环上
‑
SO3M的邻位、间位、对位中的至少一种，取代数为1～3个。
[0014]在一实施例中，所述氨基苯磺酸盐为4
‑
氨基苯磺酸钠、4
‑
氨基苯磺酸钾、2,4
‑
二氨基苯磺酸钠，2,4
‑
二氨基苯磺酸钾、4
‑
氨甲基苯磺酸钠、4
‑
氨甲基苯磺酸钾、2,4
‑
二氨甲基苯磺酸钠、2,4
‑
二氨甲基苯磺酸钾中的一种或多种组合。
[0015]在一实施例中，所述功能巯基类物质的结构通式为：
[0016][0017]其中，R2为
‑
COOH、
‑
SO3H，n为2～3。
[0018]在一实施例中，所述功能巯基类物质为巯基乙酸、巯基丙酸、2
‑
巯基乙磺酸、2
‑
巯基丙磺酸中的一种或多种组合。
[0019]在一实施例中，所述催化剂为金属氯化物、金属氧化物中的一种或多种组合。
[0020]本专利技术还提供一种如上所述的聚羧酸减水剂用链转移剂的用途,所述聚羧酸减水剂用链转移剂用于聚羧酸减水剂的合成反应中作为链转移剂使用。
[0021]本专利技术还提供一种如上所述的聚羧酸减水剂用链转移剂的制备方法，其包括以下步骤：
[0022]S100、将氨基苯磺酸盐、催化剂投入反应釜中搅拌混合，通入惰性气体充满反应釜直至酰胺化反应结束；
[0023]S200、将反应釜内反应温度升温至60℃～75℃，并加入功能巯基类物质；
[0024]S300、功能巯基类物质加入完毕后，将反应温度升温至85℃～105℃，恒温下酰胺化反应一定时间，制得所述聚羧酸减水剂用链转移剂。
[0025]在一实施例中，在S200中，将所述功能巯基类物质缓慢滴加入反应釜中，滴加时间为1h～3h；在S300中，所述恒温下酰胺化反应时间为1h～3h。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：
[0027]本专利技术提供的聚羧酸减水剂用链转移剂，其结构中含有巯基和苯磺酸基，相比巯
基酸类链转移剂的强挥发性，其挥发性降低，并能够提高其水溶性以及在聚合反应的链转移催化性能，将其作为链转移剂用于聚羧酸减水剂合成中，能更好的调节聚羧酸减水剂的分子量，其参与合成的聚羧酸减水剂分子量分布较窄，且该聚羧酸减水剂作用于混凝土后，能明显提高混凝土的流动性能、保坍性能以及抗压强度，促进了聚羧酸减水剂行业的健康发展。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术提供的对比例1制得的聚羧酸减水剂母液的凝胶渗透色谱图；
[0030]图2为本专利技术提供的实施例1制得的聚羧酸减水剂母液的凝胶渗透色谱图；
[0031]图3为本专利技术提供的实施例2制得的聚羧酸减水剂母液的凝胶渗透色谱图；
[0032]图4为本专利技术提供的实施例3制得的聚羧酸减水剂母液的凝胶渗透色谱图；
[0033]图5为本专利技术提供的实施例4制得的聚羧酸减水剂母液的凝胶渗透色谱图。
具体实施方式
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚羧酸减水剂用链转移剂，其特征在于：其结构通式为：其中，M为Na
+
或K
+
，R的取代位置为苯环上
‑
SO3M基团的邻位、间位、对位中的至少一种，取代数为1～3个，R的结构通式为：其中，n为2～3。2.根据权利要求1所述的聚羧酸减水剂用链转移剂，其特征在于：由氨基苯磺酸盐与功能巯基类物质，在催化剂催化下进行酰胺化反应制得；按重量份计，所述氨基苯磺酸盐5～15份、功能巯基类物质10～20份、催化剂0.01～0.1份。3.根据权利要求2所述的聚羧酸减水剂用链转移剂，其特征在于：所述氨基苯磺酸盐的结构通式为：其中，M为Na
+
、K
+
，R1为
‑
NH2、
‑
CH2NH2、
‑
CH2CH2NH2,R1取代位置为苯环上
‑
SO3M的邻位、间位、对位中的至少一种，取代数为1～3个。4.根据权利要求2所述的聚羧酸减水剂用链转移剂，其特征在于：所述氨基苯磺酸盐为4
‑
氨基苯磺酸钠、4
‑
氨基苯磺酸钾、2,4
‑
二氨基苯磺酸钠，2,4
‑
二氨基苯磺酸钾、4
‑
氨甲基苯磺酸钠、4
‑
氨甲基苯磺酸钾、2,4
‑
二氨甲基苯磺酸钠、2,4
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文红，邓磊，蒋禹，吕昌伟，罗小峰，
申请(专利权)人：科之杰新材料集团贵州有限公司，
类型：发明
国别省市：