含硅封端聚醚化合物及其制备方法和在保坍剂中的应用技术

本发明专利技术提供一种含硅封端聚醚化合物及其制备方法和在保坍剂中的应用，以克服现有技术的6C聚醚大单体反应活性较高，以及需在低温环境下聚合的局限性，该含硅封端聚醚化合物具有式I所示结构：式I中，R1选自：H或CH3，R2选自：C2H4或C3H6，R3选自：环氧乙烷和/或环氧丙烷开环聚合获得的聚醚链。并利用该聚醚化合物设计合成保水抗泥型混凝土保坍剂，在不同温度环境温度下都能够实现混凝土4h的长效保坍，混凝土和易性良好，不泌水、不返大。不返大。

【技术实现步骤摘要】
含硅封端聚醚化合物及其制备方法和在保坍剂中的应用


[0001]本专利技术涉及混凝土添加剂
，具体涉及一种含硅封端聚醚化合物及其制备方法和在保坍剂中的应用。

技术介绍

[0002]当前，保坍剂的主要原料是由甲基烯丙醇和异戊烯醇为起始剂制备的聚醚大单体制得的。大单体为制备保坍剂的主要原料，其次是不饱和小单体，因此，要想保坍剂在性能上面有较大的改善，可以从分子主链和侧链同时着手，对材料进行改性。近年来流行的以乙二醇单乙烯基醚和4
‑
羟丁基乙烯基醚为起始剂的聚醚大单体因具有减水率高和保坍性能好的特点，受到广泛的青睐，但因该类大单体反应活性较高，需在低温条件制备才能得到较好的性能，在一定程度上限制了它的推广使用。
[0003]此外，目前市场上聚羧酸系保坍剂应用越来越广泛，产品能在一定程度上解决一些坍损问题，但面对机制砂中含泥量较高、石粉含量较高、冬夏季环境温度大等因素，聚羧酸保坍剂在实际应用中出现保坍性能不足，损失过快，滞后泌水等缺陷。
[0004]专利CN108047396A公开了一种多阳离子抗泥型聚羧酸减水剂，通过在聚羧酸分子结构上引入多阳离子单体，在碱性条件下水解释放，改变黏土矿物的理化性质，减少矿物表面和晶层对减水剂的消耗，从而起到抗泥作用。但该产品合成步骤繁琐，生产设备复杂，产品引入了氯离子，并且减水率较低。
[0005]专利CN101798197A中公开了一种抑制集料含泥量缓释聚羧酸系减水剂，它主要由抗泥型聚羧酸减水剂、缓凝剂与天然沸石粉复配而成。因为粘土矿物质会优先吸附在天然沸石粉颗粒表面，所以抗泥型聚羧酸减水剂分子得到解放，更容易吸附于水泥颗粒表面，从而缓解粘土对聚羧酸分子吸附过大的问题。但由于沸石多孔结构亦会吸附过多的聚羧酸分子，因此预拌混凝土要达到相同的流动度，依然会加大减水剂的掺量，增加成本。
[0006]因此，进一步开发能够适应高含泥含粉量材料使用，保坍要求高的特殊工程，不会返大，不滞后泌水的长效保坍剂具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术旨在提供一种含硅封端聚醚化合物及其制备方法和在保坍剂中的应用，以克服现有技术的6C聚醚大单体反应活性较高，以及需在低温环境下聚合的局限性，并利用该含硅封端聚醚化合物设计合成保水抗泥型混凝土保坍剂，以解决混凝土中因含泥量大、高温环境造成的损失快、以及低温环境造成的混凝土滞后泌水问题。本专利技术的技术方案为：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种含硅封端聚醚化合物，该含硅封端聚醚化合物具有式I所示结构：
[0009][0010]式I中，R1选自：H或CH3，R2选自：C2H4或C3H6，R3选自：环氧乙烷和/或环氧丙烷开环聚合获得的聚醚链。
[0011]进一步地，所述含硅封端聚醚化合物的重均分子量为600
‑
6000。
[0012]第二方面，本专利技术提供上述含硅封端聚醚化合物的制备方法，包括：以单甲基烯丙基乙二醇醚或丙二醇单烯丙基醚为起始原料，在催化剂一作用下，无氧条件下通入环氧乙烷和/或环氧丙烷加热进行聚合反应，反应结束后进一步通入三甲基硅烷基环氧乙烷进行聚合反应封端。
[0013]进一步地，所述制备方法具体包括如下步骤：
[0014]步骤1，将单甲基烯丙基乙二醇醚或丙二醇单烯丙基醚加入在催化剂一作用下，混合均匀，无氧条件下升温至80～120℃；
[0015]步骤2，通入一定量的环氧乙烷和/或环氧丙烷，通入期间控制体系压力为0.2～3.0MPa，之后控制温度为80～120℃反应至体系压力不再下降；
[0016]步骤3，进一步在无氧条件下通入一定量的三甲基硅烷基环氧乙烷，通入期间控制体系压力为0.05～2.0MPa，并控制温度为100～120℃反应至体系压力不再下降，即得所述含硅封端聚醚化合物。
[0017]进一步地，所述催化剂一为甲醇钠、叔丁醇钠、乙醇钠、四氢铝锂、氢氧化钠、氢氧化钾、金属钠中的至少一种，所述催化剂一用量为环氧乙烷和/或环氧丙烷质量的0.1～0.3％。
[0018]进一步地，所述环氧乙烷和/或环氧丙烷的用量根据聚醚化合物分子量确定。
[0019]进一步地，所述三甲基硅烷基环氧乙烷与单甲基烯丙基乙二醇醚或丙二醇单烯丙基醚的摩尔比为1.0～1.1：1。
[0020]第三方面，本专利技术提供上述聚醚化合物在制备混凝土保坍剂上的应用。
[0021]第四方面，本专利技术提供一种混凝土保坍剂的制备方法，包括如下步骤：
[0022](1)将蔗糖单烯丙基醚、不饱和酸酐一和阻聚剂混合均匀，于保护气氛中升温至60～120℃，再加入催化剂二混合均匀，保温反应2～6h，期间不断除去反应生成的水，反应结束后降至室温，得到交联缓释功能单体；
[0023](2)将步骤(1)制得的交联缓释功能单体、不饱和羧酸或者不饱和酸酐二、上述含硅封端聚醚化合物混合后加水溶解，得到共聚单体混合物溶液A；将不饱和羧酸酯、不饱和苯基磷酸酯单体混合后加水溶解，得到共聚单体混合物溶液B；
[0024](3)将所述共聚单体混合物溶液A、所述共聚单体混合溶液B、引发剂及分子量调节剂混合，并于5～50℃进行共聚反应，反应结束后调节体系pH至5～7，即得混凝土保坍剂。
[0025]进一步地，所述步骤(1)中，蔗糖单烯丙基醚和不饱和酸酐一的摩尔比为1：0.5～5。
[0026]进一步地，所述不饱和酸酐一为柠康酸酐、二甲基马来酸酐、衣康酸酐中的至少一
种。
[0027]进一步地，所述阻聚剂为对2,2
‑
二苯基
‑1‑
苦肼基、1,1
‑
二苯基
‑2‑
苦肼基、N
‑
亚硝基二苯胺中的至少一种，所述阻聚剂用量为蔗糖单烯丙基醚和不饱和酸酐一总质量的0.5％～2.0％。
[0028]进一步地，所述催化剂二为浓硫酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、乙基磺酸中的至少一种，所述催化剂的用量为蔗糖单烯丙基醚和不饱和酸酐一总质量的0.2％～3.0％。
[0029]进一步地，所述步骤(2)中，交联缓释功能单体、不饱和羧酸或者不饱和酸酐二、含硅封端聚醚化合物的质量比为3～8：5～10：200。
[0030]进一步地，所述不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、衣康酸中的至少一种。
[0031]进一步地，所述不饱和酸酐二为马来酸酐和/或衣康酸酐。
[0032]进一步地，所述步骤(2)中，不饱和羧酸酯、不饱和苯基磷酸酯单体的质量比为6～40：0.5～3。
[0033]进一步地，所述不饱和羧酸酯为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。
[0034]进一步地，所述不饱和苯基磷酸酯单体为1
‑
苯基乙烯基磷酸酯、苯丙烯盐基磷酸二乙酯、苯乙烯基磷酸二甲酯的至少一种。
[0035]进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.含硅封端聚醚化合物，其特征在于：该聚醚化合物具有式I所示结构：式I中，R1选自：H或CH3，R2选自：C2H4或C3H6，R3选自：环氧乙烷和/或环氧丙烷开环聚合获得的聚醚链。2.根据权利要求1所述的含硅封端聚醚化合物，其特征在于：所述聚醚化合物的重均分子量为600
‑
6000。3.权利要求1或2所述的含硅封端聚醚化合物的制备方法，其特征在于：包括：以单甲基烯丙基乙二醇醚或丙二醇单烯丙基醚为起始原料，在催化剂一作用下，无氧条件下通入环氧乙烷和/或环氧丙烷加热进行聚合反应，反应结束后进一步通入三甲基硅烷基环氧乙烷进行聚合反应封端。4.根据权利要求3所述的含硅封端聚醚化合物的制备方法，其特征在于：所述制备方法具体包括如下步骤：步骤1，将单甲基烯丙基乙二醇醚或丙二醇单烯丙基醚加入在催化剂一作用下，混合均匀，无氧条件下升温至80～120℃；步骤2，通入一定量的环氧乙烷和/或环氧丙烷，通入期间控制体系压力为0.2～3.0MPa，之后控制温度为80～120℃反应至体系压力不再下降；步骤3，进一步在无氧条件下通入一定量的三甲基硅烷基环氧乙烷，通入期间控制体系压力为0.05～2.0MPa，并控制温度为100～120℃反应至体系压力不再下降，即得所述含硅封端聚醚化合物。5.根据权利要求3或4所述的含硅封端聚醚化合物的制备方法，其特征在于：所述催化剂一为甲醇钠、叔丁醇钠、乙醇钠、四氢铝锂、氢氧化钠、氢氧化钾、金属钠中的至少一种，所述催化剂一用量为环氧乙烷和/或环氧丙烷质量的0.1～0.3％。6.根据权利要求3或4所述的含硅封端聚醚化合物的制备方法，其特征在于：所述三甲基硅烷基环氧乙烷与单甲基烯丙基乙二醇醚或丙二醇单烯丙基醚的摩尔比为1.0～1.1：1。7.权利要求1或2所述的含硅封端聚醚化合物或者权利要求3～6任意一项所述制备方法获得的含硅封端聚醚化合物在制备混凝土保坍剂上的应用。8.一种混凝土保坍剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将蔗糖单烯丙基醚、不饱和酸酐一和阻聚剂混合均匀，于保护气氛中升温至60～120℃，再加入催化剂二混合均匀，保温反应2～6h，期间不断除去反应生成的水，...

【专利技术属性】
技术研发人员：官梦芹，李祥河，温庆如，杜可禄，刘尊玉，侯欢欢，姚文杰，
申请(专利权)人：科之杰新材料集团河南有限公司，
类型：发明
国别省市：