一种功能型聚醚单体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种功能型聚醚单体及其制备方法和应用，所述聚醚单体具有如下式I所示的结构；R相同或者不同，彼此独立地选自选自如下式II所示的结构中的一种。相比于传统的和易性改良剂，本发明专利技术采用功能型聚醚单体制备聚羧酸减水剂，使聚羧酸减水剂不但具有更好的减水率和保持能力，且具有更好的和易性，而且对混凝土无副作用(影响强度或凝结时间等)。凝土无副作用(影响强度或凝结时间等)。凝土无副作用(影响强度或凝结时间等)。

【技术实现步骤摘要】
一种功能型聚醚单体及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于混凝土外加剂
，特别涉及一种功能型聚醚单体及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来国内城市化进程与基建发展速度极快，混凝土原材料大量消耗，改变了原有的混凝土原材料供应状况。一方面天然砂石资源短缺，无砂可采，机制砂石取代天然砂石配制混凝土趋势明显，现已基本成为市场主流；另一方面，随混凝土越来越高的成本控制，组分中实际的水泥等胶凝材料的用量呈现越来越低的趋势，以上两个原因导致混凝土的工作性经常离析泌水，出现包裹性差或混凝土过粘两个极端状态，目前这一现象已经成了实际工程普遍存在的新常态问题。
[0003]目前市面上的和易性改良型产品虽然有很好的调粘效果，但大部分产品均为复配型产品，仅在混凝土拌制后额外掺混才有比较明显的效果，而且随着产品的掺入，往往伴随着混凝土损失变快、流速变慢及状态粘稠等情况，通过工程实践测试，混凝土施工中对坍落度及流动度有较高要求的地方较难满足使用要求；此外市面上并未发现有良好和易性改善作用的聚羧酸减水剂产品。由于现有技术中聚羧酸型减水剂中C4醇型聚醚单体减水率高、价格低，因较高的性价比使其使用率占聚羧酸单体市场的60％以上，占市场主流，但该单体合成聚羧酸减水剂因减水率过高也会导致出现离析泌水包裹差等情况，是市面上导致混凝土保持能力与初始和易性偏差的另外一个主因。
[0004]因此，市场现状需要一种能改善混凝土和易性的聚羧酸减水剂，不随聚羧酸减水剂掺量的提高有明显的混凝土状态变化，且对水不敏感。
专利
技术实现思路

[0005]为了改善现有技术的不足，本专利技术提供了一种功能型聚醚单体及其制备方法和应用。本专利技术的功能型聚醚单体是利用具有二官能度及以上的异氰酸酯交联剂对聚醚大单体(即式(1)所示的单体)进行交联改性，使其形成具有微交联的二聚体、三聚体甚至多聚体结构，再采用所述功能型聚醚单体制备聚羧酸减水剂，使聚羧酸减水剂较现有技术中的聚羧酸型减水剂具有更优异的和易性，相较于现有技术中的和易性改性剂具有更好的减水率和保持性，并且对混凝土无副作用。使用本专利技术的功能型聚醚单体制备的聚羧酸减水剂可以直接使用或者与其他减水剂复配使用，能够有效改善混凝土状态并兼具减水保坍功能。并且本专利技术聚羧酸减水剂在制备过程中对酸醚比容忍度高，在极低的酸用量前提下可得到较高的减水率，并且合成工艺简单高效、易于控制、安全环保无污染。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种功能型聚醚单体，所述功能型聚醚单体具有如下式I所示的结构：
[0008][0009]p为2
‑
10，优选为2
‑
4；
[0010]A选自无取代，或被一个、两个或更多个R
a
取代的C1‑
40
亚烷基、C3‑
40
环烷基、C6‑
20
芳基、3
‑
20元杂环基或5
‑
20元杂芳基；R
a
选自C1‑
12
烷基、C6‑
14
芳基、
‑
COOC1‑
12
烷基；
[0011]R相同或者不同，彼此独立地选自选自如下式II所示的结构中的一种：
[0012][0013]R1、R2、R3相同或者不同，彼此独立地选自H、C1‑
12
烷基；
[0014]m为0
‑
10的整数；
[0015]n为20
‑
200的数；
[0016]*为连接键。
[0017]本专利技术式I中，
‑
NH
‑
CO键可以直接与A相连，也可以与取代基R
a
相连。
[0018]根据本专利技术，所述A选自无取代、被一个、两个或更多个R
a
取代的C1‑
10
亚烷基、C3‑
10
环烷基、C6‑
14
芳基、3
‑
10元杂环基或5
‑
10元杂芳基；更优选为无取代、被一个、两个或更多个R
a
取代的C1‑6亚烷基、C6‑
14
芳基。
[0019]根据本专利技术，R2、R3均为H；R1选自H、C1‑6烷基，更优选为H或甲基；
[0020]根据本专利技术，所述m为0
‑
6的整数，例如为0、1、2、3、4、5或6。
[0021]根据本专利技术，所述n为80
‑
150的数。
[0022]示例性地，所述功能型聚醚单体具有如下结构式中的一种
[0023][0024]本专利技术还提供一种上述功能型聚醚单体的制备方法，所述方法包括如下步骤：
[0025]在惰性氛围下，将式(1)所示的单体与如下式(2)所示的异氰酸酯交联剂反应，制备得到所述功能型聚醚单体；
[0026][0027]其中，R1、R2、R3、A、m、n、p具有如上含义。
[0028]根据本专利技术，所述式(2)所示的异氰酸酯交联剂为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，甲苯二异氰酸酯(TDI)，异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)，六亚甲基二异氰酸酯(HDI)，L
‑
赖氨酸二异氰酸酯(LDI)、多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)中的至少一种，优选为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。
[0029]根据本专利技术，所述式(1)所示的单体的重均分子量为2000
‑
8000。
[0030]根据本专利技术，所述式(1)所示的单体具体如下结构式中的一种；
[0031][0032]根据本专利技术，式(2)所示的异氰酸酯交联剂中异氰酸酯基与式(1)所示的单体的摩尔比≤1，优选为0.2
‑
0.9。
[0033]根据本专利技术，所述惰性氛围为氮气或者氩气。
[0034]根据本专利技术，反应的温度为60
‑
100℃，优选为80
‑
90℃；反应的时间为0.5
‑
5h。
[0035]根据本专利技术，所述式(2)所示的异氰酸酯交联剂以滴加的方式或间歇式加入的方式加入。优选地，所述式(2)所示的异氰酸酯交联剂在0.5
‑
2h内完成添加。
[0036]根据本专利技术，反应结束后，采用水溶解功能型聚醚单体，得到功能型聚醚单体水溶液。
[0037]作为本专利技术示例性地实施方案，所述功能型聚醚单体的制备方法具体包括步骤如下：
[0038]将式(1)所示的单体在80
‑
90℃下液化，待全部液化后使用机械搅拌保持转速在200
‑
300r/min进行搅拌，在惰性氛围下将式(2)所示的异氰酸酯交联剂采用连续滴加或间歇式加入的方式在1
‑
2h内加入到烧瓶内，待加入完成后保温一小时后，得到功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功能型聚醚单体，其特征在于，所述功能型聚醚单体具有如下式I所示的结构：p为2
‑
10，优选为2
‑
4；A选自无取代，或被一个、两个或更多个R
a
取代的C1‑
40
亚烷基、C3‑
40
环烷基、C6‑
20
芳基、3
‑
20元杂环基或5
‑
20元杂芳基；R
a
选自C1‑
12
烷基、C6‑
14
芳基、
‑
COOC1‑
12
烷基；R相同或者不同，彼此独立地选自选自如下式II所示的结构中的一种：R1、R2、R3相同或者不同，彼此独立地选自H、C1‑
12
烷基；m为0
‑
10的整数；n为20
‑
200的数；*为连接键。2.根据权利要求1所述的功能型聚醚单体，其特征在于，所述A选自无取代、被一个、两个或更多个R
a
取代的C1‑
10
亚烷基、C3‑
10
环烷基、C6‑
14
芳基、3
‑
10元杂环基或5
‑
10元杂芳基；更优选为无取代、被一个、两个或更多个R
a
取代的C1‑6亚烷基、C6‑
14
芳基。优选地，R2、R3均为H；R1选自H、C1‑6烷基，更优选为H或甲基；优选地，所述m为0
‑
6的整数；所述n为80
‑
150的数。3.根据权利要求1或2所述的功能型聚醚单体，其特征在于，所述功能型聚醚单体具有如下结构式中的一种：4.权利要求1
‑
3任一项所述的功能型聚醚单体的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：在惰性氛围下，将式(1)所示的单体与如下式(2)所示的异氰酸酯交联剂反应，制备得到所述功能型聚醚单体；
其中，R1、R2、R3、A、m、n、p具有如上含义。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述式(2)所示的异氰酸酯交联剂为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，甲苯二异氰酸酯(TDI)，异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊，赵韧，王若臣，周广军，黄庆，孟祥瑞，
申请(专利权)人：联泓江苏新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：