專利名稱：一種高強(qiáng)度減水劑的中間體、其制備方法及由其制備的高強(qiáng)度減水劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度減水劑的中間體、其制備方法及由其制備的高強(qiáng)度減水劑，屬于混凝土外加劑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著混凝土行業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)應(yīng)用于混凝土中的減水劑要求也越來越高。聚羧酸系減水劑是繼木質(zhì)素磺酸鹽、萘磺酸鹽之后的第三代高性能混凝土減水劑，其具有化學(xué)結(jié)構(gòu)可調(diào)性強(qiáng)、摻量低、減水率高、新拌混凝土的流動(dòng)性和流動(dòng)性保持性好、收縮低、增強(qiáng)效果顯著等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于混凝土的綜合性能有質(zhì)的提高，是配制高性能混凝土的關(guān)鍵原料，已成功廣泛應(yīng)用于眾多重大工程。聚羧酸系減水劑是一類具有梳形結(jié)構(gòu)的共聚物分散劑，主要是由不飽和羧酸和不飽和活性聚醚大單體經(jīng)自由基共聚而制備所得，其基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是主鏈為脂肪族的烷烴類，分布著一種或多種離子基團(tuán)，如磺酸基、羧酸基、磷酸基和季胺基，側(cè)鏈由親水性的聚氧化烯(氧化乙烯和/或氧化丙烯)大單體組成。聚羧酸系減水劑發(fā)揮分散作用，主要是由于其吸附到水泥顆粒表面后，離子基團(tuán)使得水泥顆粒之間相互產(chǎn)生了靜電斥力，同時(shí)側(cè)鏈發(fā)揮空間位阻斥力，使水泥顆粒絮凝結(jié)構(gòu)解體，粒子間難以彼此靠近，從而提高了水泥顆粒的分散性及其穩(wěn)定性。不少研究報(bào)道了采用各種方法合成不同結(jié)構(gòu)的活性大單體，并用于共聚物分散劑的制備。專利CN1314614報(bào)道了一種聚羧酸系混凝土減水劑及其制備方法。該制備方法分兩步合成，第一步以甲苯作為溶劑，濃硫酸為催化劑，用聚乙二醇和丙烯酸進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)完成后，抽出甲苯和水，制得聚醚活性大單體聚乙二醇丙烯酸酯；第二步在制得的活性大單體中加入甲基丙烯磺酸鈉和丙烯酸，用過硫酸銨或過硫酸鈉為引發(fā)劑，巰基乙醇作為鏈轉(zhuǎn)移劑，在水溶液中進(jìn)行聚合，最后再用氫氧化鈉中和得聚羧酸減水劑溶液；專利EP0884290、CN102504232、CN 101215118均報(bào)道了采用類似的直接酯化法制備活性大單體，并將其用于聚羧酸系減水劑的合成應(yīng)用。上述酯化法制備活性聚醚大單體的方法步驟繁瑣，酯化過程中用到了大量的有機(jī)溶劑甲苯、環(huán)己烷等作為帶水劑，不僅增加了成本，而且對(duì)環(huán)境造成污染；另外，制備過程中需要強(qiáng)酸高溫共沸脫水，反應(yīng)條件苛刻，副產(chǎn)物含量高，嚴(yán)重影響后續(xù)聚合反應(yīng)的質(zhì)量，從而影響共聚物分散劑的性能。另外，研究者在開發(fā)聚醚活性大單體時(shí)，主要集中于其用于聚羧酸減水劑合成后對(duì)分散性及分散保持性的作用，少有關(guān)注其它方面的功能，這也限制了聚羧酸減水劑的進(jìn)一步發(fā)展。開發(fā)多功能型聚醚大單體，并將其用于聚羧酸減水劑的合成，賦予聚羧酸減水劑更多優(yōu)異的性能，將為聚羧酸減水劑帶來更大的發(fā)展空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供及一種高強(qiáng)度減水劑的中間體、其 制備方法及由其制備的高強(qiáng)度減水劑，同時(shí)提供高強(qiáng)度減水劑的應(yīng)用。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種高強(qiáng)度減水劑的中間體的制備方法將烯基縮水甘油醚和烷基封端氨基聚醚反應(yīng)至產(chǎn)物重均分子量為500-5000，得高強(qiáng)度減水劑的中間體，所述烯基縮水甘油醚與烷基封端氨基聚醚的摩爾比為1: (I 1. 01)。發(fā)明人認(rèn)為，上述高強(qiáng)度減水劑的中間體為聚醚胺活性大單體。反應(yīng)溫度主要根據(jù)烷基封端氨基聚醚的性質(zhì)調(diào)整，當(dāng)聚醚胺分子量相對(duì)較低時(shí)，其凝固點(diǎn)較低，端氨基含量較高，反應(yīng)活性高，可以選擇較低溫度進(jìn)行；當(dāng)聚醚胺分子量相對(duì)較高時(shí)，其凝固點(diǎn)較高，端氨基含量較低，反應(yīng)活性相對(duì)較弱，可以選擇稍高的溫度進(jìn)行，更有利于反應(yīng)。為了有效控制反應(yīng)進(jìn)程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，高強(qiáng)度減水劑的中間體的制備方法為30°C 65°C下，將烯基縮水甘油醚滴加至烷基封端氨基聚醚中，滴加時(shí)間為4_8h，滴加完后，繼續(xù)保溫Ih 2h，得高強(qiáng)度減水劑的中間體。為了保證產(chǎn)品的性能，所述烯基縮水甘油醚為一末端為不飽和雙鍵，另一末端為縮水甘油基，其結(jié)構(gòu)式為，
權(quán)利要求
1.一種聞強(qiáng)度減水劑的中間體的制備方法，其特征在于將稀基縮水甘油釀和燒基封端氨基聚醚反應(yīng)至產(chǎn)物重均分子量為500-5000，得高強(qiáng)度減水劑的中間體，所述烯基縮水甘油醚與烷基封端氨基聚醚的摩爾比為1: (I 1. 01)。
2.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度減水劑的中間體的制備方法，其特征在于30°C 65°C下，將烯基縮水甘油醚滴加至烷基封端氨基聚醚中，滴加時(shí)間為4-8h，滴加完后，繼續(xù)保溫Ih 2h，得高強(qiáng)度減水劑的中間體。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)度減水劑的中間體的制備方法，其特征在于所述烯基縮水甘油醚結(jié)構(gòu)式為，其中，
4.如權(quán)利要求3所述的高強(qiáng)度減水劑的中間體的制備方法，其特征在于所述烯基縮水甘油醚為烯丙基縮水甘油醚、甲基烯丙基縮水甘油醚、丙烯酸縮水甘油醚、甲基丙烯酸縮水甘油醚、甲基丁烯基縮水甘油醚、乙二醇乙烯基縮水甘油醚或乙烯基丁基縮水甘油醚中一種或兩種以上任意配比的混合物。
5.如權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)度減水劑的中間體的制備方法，其特征在于所述烷 基封端氨基聚醚結(jié)構(gòu)式為
6.由權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度減水劑的中間體的制備方法所制備的高強(qiáng)度減水劑的中間體。
7.由權(quán)利要求6所述的高強(qiáng)度減水劑的中間體所制備的減水劑。
8.如權(quán)利要求7所述的高強(qiáng)度減水劑，其特征在于由如下步驟制得將高強(qiáng)度減水劑的 中間體和不飽和羧酸反應(yīng)至產(chǎn)物重均分子量為10，000 40，000，得高強(qiáng)度減水劑。
9.如權(quán)利要求8所述的高強(qiáng)度減水劑，其特征在于由如下步驟制得 a、將高強(qiáng)度減水劑的中間體溶于水，升溫至30°C 95°C； b、向步驟a所得的反應(yīng)物中，滴加不飽和羧酸的水溶液，同時(shí)滴加水溶性引發(fā)劑水溶液和水溶性鏈轉(zhuǎn)移劑水溶液，上述滴加時(shí)間均為l_5h，滴加完畢后保溫l_6h，得高強(qiáng)度減水劑；其中，高強(qiáng)度減水劑的中間體與不飽和羧酸的質(zhì)量比為(4 12) :1，高強(qiáng)度減水劑的中間體和不飽和羧酸的總的質(zhì)量濃度為30% 60%，水溶性引發(fā)劑的質(zhì)量用量為高強(qiáng)度減水劑的中間體和不飽和羧酸質(zhì)量和的0. 1% 1%，水溶性鏈轉(zhuǎn)移劑的質(zhì)量用量為高強(qiáng)度減水劑的中間體和不飽和羧酸質(zhì)量和的0. 05% 1. 5%。
10.如權(quán)利要求9所述的高強(qiáng)度減水劑，其特征在于所述不飽和羧酸的結(jié)構(gòu)式為個(gè)4
11.如權(quán)利要求10所述的高強(qiáng)度減水劑，其特征在于所述不飽和羧酸為丙烯酸及其一價(jià)金屬鹽、二價(jià)金屬鹽、銨鹽、有機(jī)胺鹽，甲基丙烯酸及其一價(jià)金屬鹽、二價(jià)金屬鹽、銨鹽、有機(jī)胺鹽，馬來酸及其一價(jià)金屬鹽、二價(jià)金屬鹽、銨鹽、有機(jī)胺鹽或富馬酸及其一價(jià)金屬鹽、二價(jià)金屬鹽、銨鹽、有機(jī)胺鹽中的一種或兩種以上任意配比的混合物。
12.如權(quán)利要求9所述的高強(qiáng)度減水劑，其特征在于所述水溶性引發(fā)劑為過硫酸鹽或水溶性偶氮類引發(fā)劑中一種或兩種以上任意配比的混合物或過硫酸鹽與亞硫酸氫鹽、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽、焦亞硫酸鹽或亞鐵鹽摩爾比為(2 6) :1的混合物或過氧化物與吊白粉、L-抗壞血酸或亞鐵鹽摩爾比為(2 6) :1的混合物。
13.如權(quán)利要求9所述的高強(qiáng)度減水劑，其特征在于所述水溶性鏈轉(zhuǎn)移劑為2-巰基丙酸、3-巰基丙酸、2-巰基丙醇、3-巰基丙醇、巰基乙酸或巰基乙醇中一種或兩種以上任意配比的混合物。
全文摘要
發(fā)明公開一種高強(qiáng)度減水劑的中間體、其制備方法及由其制備的高強(qiáng)度減水劑，同時(shí)提供高強(qiáng)度減水劑的應(yīng)用。所述高強(qiáng)度減水劑的中間體的制備方法將烯基縮水甘油醚和烷基封端氨基聚醚反應(yīng)至產(chǎn)物重均分子量為500-5000，得高強(qiáng)度減水劑的中間體，所述烯基縮水甘油醚與烷基封端氨基聚醚的摩爾比為1:(1～1.01)。由上述中間體制備的高強(qiáng)度減水劑對(duì)混凝土的強(qiáng)度有大幅度地提高，較常規(guī)聚醚制備的聚羧酸減水劑具有明顯增強(qiáng)優(yōu)勢(shì)，在相同水灰比條件下，能有效提高混凝土各個(gè)齡期的強(qiáng)度；且本發(fā)明高強(qiáng)度減水劑分散性好、減水率高、坍落度損失小。
文檔編號(hào)C04B24/32GK102993430SQ20121040234
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者楊勇, 冉千平, 劉加平, 周棟梁, 劉金芝, 毛永琳 申請(qǐng)人:江蘇博特新材料有限公司, 南京博特新材料有限公司, 江蘇蘇博特新材料股份有限公司