一种乙烯基聚醚改性结构聚羧酸减水剂及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种乙烯基聚醚改性结构聚羧酸减水剂及其制备方法，乙烯基聚醚改性结构聚羧酸减水剂的制备原料包括改性聚醚单体、不饱和聚醚单体A、缓释功能单体、减水功能单体和不饱和羧酸和/或不饱和羧酸酯。本发明专利技术乙烯基聚醚改性结构聚羧酸减水剂分子中引入改性聚醚单体，通过对聚醚单体进行改性，在聚乙二醇链末端引入多苯环的刚性疏水结构，可减小PCE聚氧乙烯侧链与蒙脱土层间的氢键作用，结合空间位阻效应进一步提高插层吸附阻力。同时改性聚醚单体的端部含有羧基和酯基结构，有效增强混凝土中吸附和持续分散性能，从而解决了现有技术中在含泥条件下，混凝土的保坍效果差的缺陷。陷。

【技术实现步骤摘要】
一种乙烯基聚醚改性结构聚羧酸减水剂及制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料外加剂
，具体为一种乙烯基聚醚改性结构聚羧酸减水剂及制备方法。

技术介绍

[0002]随着我国建筑行业的快速发展，砂石消耗量巨大，优质的砂石资源稀缺，尤其是在一些地材质量较差的地区，砂石含泥量较高已逐渐成为混凝土行业亟待解决的难题。
[0003]在广泛使用的聚羧酸减水剂中，由于聚羧酸减水剂的聚氧乙烯(PEO)侧链很容易在黏土的铝硅酸盐层间插入，在含泥条件下，导致PCE因黏土的化学吸附被耗尽，而无法通过静电作用吸附在水泥表面而起到分散效果，从而导致混凝土的保坍效果差。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种乙烯基聚醚改性结构聚羧酸减水剂及制备方法，旨在解决现有技术中在含泥条件下，混凝土的保坍效果差的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种技术方案：
[0006]一种乙烯基聚醚改性结构聚羧酸减水剂，以重量份数计，所述乙烯基聚醚改性结构聚羧酸减水剂的制备原料包括：
[0007][0008][0009]所述改性聚醚单体的结构式如下：
[0010][0011]式中，R为
‑
CH2‑
CH2‑
或
‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
，n为30
‑
100的整数。具体地，改性聚醚单体的分子量为2500
‑
5000。
[0012]优选地，所述改性聚醚单体的制备步骤包括：
[0013]在N2氛围下，将不饱和聚醚单体B升温至40
‑
50℃，并加入催化剂和环氧氯丙烷，保温反应6
‑
8h，得到混合液；
[0014]向所述混合液中加入氨基酸氨基丁酸，在50
‑
70℃下搅拌溶解，反应5
‑
6h，得到所述改性聚醚单体。
[0015]所述不饱和聚醚单体B包括乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和4
‑
羟丁基乙烯基聚氧乙烯基醚中的至少一种。具体地，不饱和聚醚的分子量为1500
‑
3500。
[0016]以重量份数计，所述改性聚醚单体的制备原料包括：
[0017][0018]更为具体地，所述催化剂包括苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵和十四烷基三甲基氯化铵中的至少一种。
[0019]所述减水功能单体包括甲基丙烯酸3
‑
磺酸丙酯钾盐、乙烯基磺酸二甲胺和甲基丙烯酸2
‑
乙磺酸酯钠盐中的至少一种。本专利技术通过减水功能单体在减水剂侧链中引入的磺酸基不仅起到分散、减水作用，而且可以减少泥土对聚羧酸减水剂的吸附作用，提高抗泥性能。
[0020]所述不饱和聚醚单体A包括乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和4
‑
羟丁基乙烯基聚氧乙烯基醚中的至少一种。具体地，不饱和聚醚的分子量为1500
‑
3500。
[0021]所述不饱和羧酸和/或不饱和羧酸酯包括丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、和甲基丙烯酸羟丙酯中的至少一种。
[0022]所述引发剂包括质量浓度27.5％的双氧水溶液、过硫酸铵、过硫酸钠中的至少一种和质量浓度1％的七水合硫酸亚铁水溶液。
[0023]所述还原剂包括抗坏血酸、340、330、Bruggolite FF6M和
Bruggolite E01中的至少一种。
[0024]所述链转移剂包括次磷酸钠、巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇、异丙醇、磷酸三钠、甲酸钠、乙酸钠和十二硫醇中的至少一种。
[0025]所述缓释功能单体的结构式如下：
[0026][0027]其中，R1为
‑
H或
‑
CH3，R2为
‑
H或
‑
CH3。
[0028]具体地，本专利技术通过共聚在乙烯基聚醚改性结构聚羧酸减水剂侧链中引入缓释功能单体，缓释功能单体上带有羧酸酯基和酰胺基结构的磷酸酯，使得乙烯基聚醚改性结构聚羧酸减水剂分子结构中具备羧基、酰胺基、酯基等多元基团，在混凝土环境中磷酸酯基可在蒙脱土表面形成了磷酸钙盐薄层，提高插层吸附阻力，而酰胺基通过混凝土碱性环境水解缓慢释放更多羧酸基团，从而实现所拌制混凝土长时间内均能保持流动性状态，提高混凝土工作性能。
[0029]所述缓释功能单体的制备步骤包括：
[0030]在N2氛围下，将DL
‑2‑
氨基
‑3‑
羟基丁酸
‑3‑
磷酸酯、催化剂、阻聚剂和溶剂升温至80
‑
90℃，并加入不饱和羧酸，搅拌溶解，反应5
‑
6h后，即得所述缓释功能单体。
[0031]以重量份数计，所述缓释功能单体的制备原料包括：
[0032][0033]所述不饱和羧酸包括丙烯酸和丙烯丁酸中的至少一种。
[0034]所述催化剂为硫酸铈、浓硫酸、对甲苯磺酸中的至少一种。
[0035]所述阻聚剂包括对苯二酚、二苯胺、甲基对苯二酚中的至少一种。
[0036]本专利技术还提供一种如上任意一项所述的乙烯基聚醚改性结构聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下制备步骤：
[0037]将所述改性聚醚单体、所述不饱和聚醚单体A、所述缓释功能单体、所述减水功能单体和所述不饱和羧酸和/或不饱和羧酸酯混合共聚反应，反应结束即得所述乙烯基聚醚改性结构聚羧酸减水剂。
[0038]所述乙烯基聚醚改性结构聚羧酸减水剂的制备方法的具体制备步骤如下：
[0039]将所述不饱和聚醚、所述改性聚醚单体、链转移剂和水置于反应装置中，保持温度在10
‑
30℃，加入所述引发剂，搅拌均匀后滴加A溶液和B溶液反应，滴加完毕后，调节溶液pH至5.5
‑
7.0，即得所述乙烯基聚醚改性结构聚羧酸减水剂。
[0040]更为具体地，所述乙烯基聚醚改性结构聚羧酸减水剂的制备方法的具体制备步骤如下：
[0041]S100、将不饱和聚醚单体A、改性聚醚单体，链转移剂和145
‑
165份水加到三口烧瓶中，放置于反应装置中，保持低温(10
‑
30℃)，搅拌形成混合溶液；
[0042]S200、将缓释功能单体、减水功能单体、不饱和羧酸和/或不饱和羧酸酯与28
‑
35份水混合后加到第一滴加装置中；
[0043]S300、将还原剂和35
‑
40份水混合后加到第二滴加装置中；
[0044]S400、在反应装置中加入引发剂，搅拌均匀；
[0045]S500、将第一滴加装置和第二滴加装置中的溶液分别滴加到反应装置中，滴加时间为1～3小时，在低温(10
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种乙烯基聚醚改性结构聚羧酸减水剂，其特征在于，所述乙烯基聚醚改性结构聚羧酸减水剂的制备原料包括改性聚醚单体、不饱和聚醚单体A、缓释功能单体、减水功能单体和不饱和羧酸和/或不饱和羧酸酯；所述改性聚醚单体的结构式如下：式中，R为
‑
CH2‑
CH2‑
或
‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
，n为30
‑
100的整数。2.根据权利要求1所述的乙烯基聚醚改性结构聚羧酸减水剂，其特征在于，以重量份数计，所述乙烯基聚醚改性结构聚羧酸减水剂的制备原料包括：3.根据权利要求1所述的乙烯基聚醚改性结构聚羧酸减水剂，其特征在于，所述缓释功能单体的结构式如下：其中，R1为
‑
H或
‑
CH3，R2为
‑
H或
‑
CH3。
4.根据权利要求1所述的乙烯基聚醚改性结构聚羧酸减水剂，其特征在于，所述减水功能单体包括甲基丙烯酸3
‑
磺酸丙酯钾盐、乙烯基磺酸二甲胺和甲基丙烯酸2
‑
乙磺酸酯钠盐中的至少一种。5.根据权利要求1所述的乙烯基聚醚改性结构聚羧酸减水剂，其特征在于，所述不饱和聚醚单体A包括乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和4
‑
羟丁基乙烯基聚氧乙烯基醚中的至少一种。6.一种如权利要求1～5任意一项所述的乙烯基聚醚改性结构聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：将所述改性聚醚单体、所述不饱和聚醚单体A、所述缓释功能单体、所述减水功能单体和所述不饱和羧酸和/或不饱和羧酸酯混合共聚反应，反应结...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈浩，方云辉，柯余良，赖华珍，
申请(专利权)人：科之杰新材料集团有限公司，
类型：发明
国别省市：