[发明专利]一种烯丙基聚醚型高性能减水剂的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及到制备混凝土高性能减水剂的技术范畴，具体涉及到一种烯丙基聚醚型减水剂的具体合成方法。

背景技术

近年来，随着我国对基础设施建设投入的不断增加，国内建筑行业的发展也日新月异，对于混凝土高效减水剂的需求量也在逐年增加。面对高效减水剂国外原材量价格昂贵的现实问题，国内原材料市场已经建立并日趋成熟起来。因此我国建筑行业迫切需要适应国内市场和高性能混凝土技术，完全实现原材料国产化的高效减水剂技术以及产品。

传统聚羧酸系高效减水剂大多采用进口甲氧基聚氧乙烯醚作为主要原料，采用两步法合成高效减水剂。第一步反应，生成可聚合结构单元或“建筑砌块”，第二步反应，通过缩合或加成聚合反应生成一定性能聚合物减水剂。也有少部分专利采用烯丙基聚氧乙烯醚作为单体，采用本体聚合方式合成高效减水剂。

专利CN1412175中介绍了一种以烯丙基聚氧乙烯醚为单体，采用在没有溶剂存在但存在抗氧化剂的环境下酯化，后聚合的工艺合成的高效减水剂。该专利虽然使用也采用烯丙基醚作为合成单体，但仍将其进行酯化，工艺繁琐，结构复杂；

专利CN1096774介绍，在配有搅拌和调温装置的四口烧瓶中，装入烯基醚(如：20甲代烯丙基聚乙二醇醚，通过甲基烯丙醇加成摩尔数33的环氧乙烷获得)573.0g、二链烯基醚(聚氧乙烯二烯丙基醚，通过烯丙醇加成33摩尔环氧乙烷后，再加入烯丙醇醚化制得)55.5g、马来酸酐43.9g、过氧化苯甲酰4.5g与甲苯104.8g混合物溶液，安装有冷凝器、N2气导入管、温度计后，把烧瓶的温度提高到80～90℃，同时在N2气气氛下连续搅拌7小时，反应完成后升温，在110℃约10mmHg压力下减压蒸馏除去甲苯，得到在室温下为固体的棕色共聚物。这种外加剂在有机溶剂中合成，通过使用碱液中和配制成中，稀释成40％固体含量的溶液，可以与萘系或聚羧酸系减水剂等进行复配，使混凝土坍落度保持性能极好而不会影响水泥的凝结硬化。此方法采用有机溶剂甲苯作为反应介质，反应完成必须回收甲苯，工艺复杂，对环境有污染，不易于大规模生产；

专利USP5925184采用短链的甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(n＝4)和长链的聚乙二醇甲基丙烯酸酯(n＝23)以及甲基丙烯酸等三种单体直接共聚，合成了一种坍落度保持性能较好、对硫铝酸盐膨胀剂也适用的丙烯酸系减水剂，其中一个实施例如下：在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗、N2气导入管和回流冷凝管的玻璃反应容器中，装入500份水，搅拌下通N2除O2，在N2保护下加热至80℃，接着在4小时内滴加混合了350份长链和50份短链、100份甲基丙烯酸、150水和2.8份链转移剂3-巯基丙酸的单体水溶液，40份10％过硫酸铵溶液滴完后，在1小时内继续滴加过硫酸铵水溶液，得到重均分子量22000的聚合物水溶液。此发明采用的活性大单体是甲基丙烯酸酯，得到的减水剂是与本发明不同的聚酯类高性能减水剂。

在专利CN1847187A中公开了一种以烯丙基聚氧乙烯醚或甲氧基聚乙二醇醚为原料，采用氧化还原体系作为引发剂得到的聚合产物。在四口瓶中加入AE、去离子水、27％过氧化氢，升温到50度，同时滴加混合了马来酸酐、苯乙烯磺酸钠的水溶液和甲醛合次硫酸氢钠溶液。滴加时间控制在90分钟左右，反应温度48～52℃。滴加完毕后保温0.5h，用30％氢氧化钠中和Ph＝6.5左右。该专利采用氧化还原体系作为引发，与本发明不同。

多数专利中所描述的聚羧酸系减水剂的制备均需要大单体的合成作为减水剂合成的第一步反应。通过将含聚氧乙烯链的单体与丙烯酸、马来酸等含双键的单体进行酯化或者酰化，从而形成包含不饱和双键的大单体聚合物。再将此种酯化物或酰化物作为反应原料，与包含双键的羧酸进行聚合，并在其结构中引入羧基、磺酸基等一系列有利于减水的基团，从而合成包含酯键的减水剂。在我国，此种减水剂合成方法比较流行，其中大单体的合成影响着减水剂的性能和质量。大单体的合成工艺复杂，并且很难进行精细的控制。整体聚羧酸高效减水剂技术均存在合成过程繁琐，生产周期长，成本高，部分工艺不符合环保要求，产品性能不佳等问题。

发明内容