一种乙烯基醇胺及其聚醚的制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种乙烯基醇胺及其聚醚的制备方法和应用，制备方法具体包括以下步骤：步骤一、粗品制备；步骤二、纯化；步骤三、聚醚制备，本发明专利技术涉及混凝土外加剂合成技术领域。该乙烯基醇胺及其聚醚的制备方法和应用，乙烯基醇胺结构一方面增大了双键电子云密度，由于其双键与氮原子的共轭作用，增强了双键的聚合活性，另一方面由于氮原子的强配位作用，可以更好的发挥早强功能，乙烯基醇胺提供的双尾结构，可以有效提高早强减水剂的侧链密度，由其合成的早强型减水剂母液在具有良好的早强功能的同时可以兼具良好的保坍减水性能。能的同时可以兼具良好的保坍减水性能。能的同时可以兼具良好的保坍减水性能。

【技术实现步骤摘要】
一种乙烯基醇胺及其聚醚的制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及混凝土外加剂合成
，具体为一种乙烯基醇胺及其聚醚的制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，随着国内减水剂用聚醚大单体的市场快速发展，差异化、功能化的新型大单体品种不断推出，其中最具代表性的是具有单乙烯基醚结构的新型单体，如以4
‑
羟丁基乙烯基醚、二乙二醇单乙烯基醚，乙二醇单乙烯基醚为起始剂与环氧乙烷聚合而成的VPEG和EPEG。该类大单体由于其双键和氧的共轭效应使其具有优于常规单体如甲基烯基醇聚氧乙烯醚（如HPEG、TPEG）的聚合活性。从而新型聚醚单体合成的聚羧酸高性能减水剂具有更高的保持性和减水率，能够满足商品混凝土所需更高强度的使用要求。
[0003]早强型聚羧酸减水剂是指能提高混凝土早期强度，并且对后期强度无显著影响的外加剂。具有聚羧酸减水剂所有的特点，这类早强型聚羧酸减水剂克服了常规聚羧酸减水剂复配无机早强剂带来的混凝土表面出现白色盐析或碱骨料反应的潜在危险以及氯盐系早强剂对钢筋有明显的锈蚀的作用问题，具有较好的应用前景。早强型聚羧酸减水剂一般是通过在减水剂分子中引入早强单体来实现早强功能。如中国专利CN106367985B公开的一种早强型减水剂在分子中引入酰胺基团和磺酸基团；中国专利CN109134784B公开了一种促凝早强型聚羧酸超塑化剂在分子中引入不饱和醇胺酯和酰胺基团；中国专利CN111454405A公开了一种具有早强功能的保坍剂，采用高分子量的异戊烯醇聚醚和酰胺类单体及酯类单体合成。
[0004]尽管早强型聚羧酸减水剂取得了较快发展，但现有技术方案中还普遍存在以下问题，如引入的酰胺基团电子云密度低，对早期强度提高有限，且酰胺基团由于其在水泥表面吸附效果弱于羧基，引入也会影响减水剂自身的减水保坍效果；而醇胺脂基团在水泥碱性环境中水解后，将更多游离于水相不利于其与水泥表面的接触，将影响其发挥早强作用；较大分子量聚醚单体活性降低，对聚合条件提出了更高的要求，也间接增加了成本。

技术实现思路

[0005]（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种乙烯基醇胺及其聚醚的制备方法和应用，解决了引入的酰胺基团电子云密度低，对早期强度提高有限，且酰胺基团由于其在水泥表面吸附效果弱于羧基，引入也会影响减水剂自身的减水保坍效果；而醇胺脂基团在水泥碱性环境中水解后，将更多游离于水相不利于其与水泥表面的接触，将影响其发挥早强作用；较大分子量聚醚单体活性降低，对聚合条件提出了更高的要求，也间接增加了成本的问题。
[0006]（二）技术方案为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种乙烯基醇胺及其聚醚的制备
方法，包括式一、乙烯基醇胺：式二、聚醚其中，M为
‑
(CH2)2‑
、
‑
CH2CH(CH3)
‑
或
‑
(CH2)4‑
基团；x，y为大于零的整数，且10≤x+y≤100，且x、y不同时为零；制备方法具体包括以下步骤：步骤一、粗品制备：在带有搅拌装置的不锈钢高压反应器中加入定量的醇胺，密封设备，之后氮气置换、升温，当温度达到100
‑
180℃时，向反应器通入乙炔气与氮气，反应压力控制在0.05MPa
‑
0.6Mpa，到达反应压力后关闭进气阀门开始反应，当压力下降后继续通入乙炔气与氮气，至反应压力无明显变化时，降温至80度以下，氮气置换至常压，出料得到乙烯基醇胺的粗品。
[0007]步骤二、纯化：对步骤一种得到的乙烯基醇胺粗品进行减压精馏，得到乙烯基醇胺成品；步骤三、聚醚制备：将规定量的步骤二中制得的乙烯基醇胺成品加入到带有搅拌功能的乙氧基化反应釜内，加入催化剂，密封设备，之后氮气置换，开启搅拌，升温，当温度达到100
‑
120℃时通入少量环氧烷烃，当温度升高压力下降说明引发反应，之后通入规定量的环氧烷烃，控制反应温度在110
‑
130℃和釜内压力在0.2
‑
0.4Mpa，当环氧烷烃全部加入完毕后，将反应釜内温度控制在110℃～130℃，并保持0.2～2小时，冷却至室温出料，制得乙烯基醇胺聚醚。
[0008]本专利技术进一步设置为：所述步骤一中的醇胺为二乙醇胺、二异丙醇胺、二丁醇胺中的一种。
[0009]本专利技术进一步设置为：所述步骤一中通入乙炔气与氮气时，乙炔体积占比70%
‑
80%。
[0010]本专利技术进一步设置为：所述步骤三中的催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾或甲醇钾中一种或多种组成，并且催化剂用量为乙烯基醇胺成品量的0.1
‑
0.2%。
[0011]本专利技术进一步设置为：所述步骤三中的环氧烷烃为环氧乙烷和环氧丙烷中的一种。
[0012]本专利技术还请求保护上述任一方法制得的乙烯基醇胺及其聚醚在早强型聚羧酸减水剂合成上的应用。
[0013]本专利技术进一步设置为：乙烯基醇胺及其聚醚在早强型聚羧酸减水剂合成上的应用，具体包括以下步骤：S1、滴加反应：在反应器中，加入规定量的去离子水和乙烯基醇胺聚醚、小单体、双
氧水和硫酸亚铁，控制反应温度为10
‑
20℃，然后双滴加设定配比的丙烯酸和巯基乙醇混合物水溶液以及环氧树脂E51的水溶液，滴加时间为1h，反应时间为1.5h；S2、pH调节：反应结束后用质量浓度30%的NaOH水溶液调节pH值至中性，出料，既制得早强型聚羧酸减水剂产品。
[0014]本专利技术进一步设置为：所述S1中的小单体为乙烯基醇胺、二乙二醇单乙烯基醚、4
‑
羟丁基乙烯基醚中的一种或两种，其中小单体C为丙烯酸。
[0015]（三）有益效果本专利技术提供了一种乙烯基醇胺及其聚醚的制备方法和应用。具备以下有益效果：（1）该乙烯基醇胺及其聚醚的制备方法和应用，通过乙烯基醇胺及其聚醚的制备，其分子中具有乙烯基醇胺结构一方面增大了双键电子云密度，使其具有优良的聚合活性，另一方面由其合成的早强型减水剂母液在具有良好的早强功能的同时可以兼具良好的保坍减水性能。
[0016]（2）该乙烯基醇胺及其聚醚的制备方法和应用，乙烯基醇胺及其聚醚由于其双键与氮原子的共轭作用，增强了双键的聚合活性，从而利于早强型减水剂的合成，通过合成的早强型减水剂中由于氮原子的强配位作用，可以更好的发挥早强功能。
[0017]（3）该乙烯基醇胺及其聚醚的制备方法和应用，乙烯基醇胺提供的双尾结构，可以有效提高早强减水剂的侧链密度，这使得所合成减水剂在有较好早强功能的同时兼具更佳的保坍减水功能。
附图说明
[0018]图1为本专利技术乙烯基醇胺指标测试结果表图；图2为本专利技术聚醚指标测试结果表图；图3为本专利技术应用例中合成早强型减水剂、市售普通减水剂和市售酰胺类早强减水剂性能测试结果表图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，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，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种乙烯基醇胺及其聚醚的制备方法，其特征在于：包括式一、乙烯基醇胺：式二、聚醚其中，M为
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(CH2)2‑
、
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CH2CH(CH3)
‑
或
‑
(CH2)4‑
基团；x，y为大于零的整数，且10≤x+y≤100，且x、y不同时为零；制备方法具体包括以下步骤：步骤一、粗品制备：在带有搅拌装置的不锈钢高压反应器中加入定量的醇胺，密封设备，之后氮气置换、升温，当温度达到100
‑
180℃时，向反应器通入乙炔气与氮气，反应压力控制在0.05MPa
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0.6Mpa，到达反应压力后关闭进气阀门开始反应，当压力下降后继续通入乙炔气与氮气，至反应压力无明显变化时，降温至80度以下，氮气置换至常压，出料得到乙烯基醇胺的粗品；步骤二、纯化：对步骤一种得到的乙烯基醇胺粗品进行减压精馏，得到乙烯基醇胺成品；步骤三、聚醚制备：将规定量的步骤二中制得的乙烯基醇胺成品加入到带有搅拌功能的乙氧基化反应釜内，加入催化剂，密封设备，之后氮气置换，开启搅拌，升温，当温度达到100
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120℃时通入少量环氧烷烃，当温度升高压力下降说明引发反应，之后通入规定量的环氧烷烃，控制反应温度在110
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130℃和釜内压力在0.2
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0.4Mpa，当环氧烷烃全部加入完毕后，将反应釜内温度控制在110℃～130℃，并保持0.2～2小时，冷却至室温出料，制得乙烯基醇胺聚醚。2.根据权利要求1所述的一种乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丙柱，王卫星，王文亮，于连林，李雪峰，
申请(专利权)人：河北凯瑞化工有限公司，
类型：发明
国别省市：