[发明专利]一种不饱和聚醚的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于聚醚合成技术领域，具体一种不饱和聚醚的制备方法，并用本发明的方法制备的不饱和聚醚及其在合成聚羧酸减水剂中的应用。

背景技术

不饱和聚醚作为聚羧酸系水泥减水剂中主要原材料使用，常用的是烯丙醇、甲基烯丙醇、异戊烯醇为原料直接和环氧乙烷阴离子聚合反应得一定分子量的聚醚单体，该类聚醚具有良好的水溶性，不会水解变质，合成的减水剂减水率一般较高。目前研究的比较多的是采用不同不饱和醇和环氧乙烷反应制备不同的分子量的聚醚，例如：中国专利CN102206335B、CN102504239A、CN102134313A，而对于分子结构对于聚羧酸减水剂方面的研究还少见报道。

发明内容

本发明提供一种不饱和聚醚的制备方法，通过对聚醚的分子结构进行设计改性，在聚醚主链中引入短支链，使得分子结构中的亲水和疏水基团达到一个比较好的范围，用该方法合成的不饱和聚醚制备的聚羧酸减水剂对水泥颗粒有较强的分散保持能力，使得混泥土具有较高的保塌效果。

一种不饱和聚醚的制备方法，包括以下步骤：

1)向第一反应釜中加入不饱和醇和催化剂，氮气置换后，连续加入具有带短支链的环氧化物，进料完毕后进行熟化和脱气处理，即得中间产物A；其中，所述的不饱和醇选自甲基烯丙醇、异戊烯醇中的一种或两种以上任一比例的混合物，不饱和醇与环氧化物的质量比为1.0：0.1～5.0；

2)将步骤1)合成的中间产物A和催化剂投入第二反应釜中，氮气置换后，连续通入环氧乙烷，进料完毕后进行熟化和脱气处理，即得聚醚B，其中，中间产物A与环氧乙烷的质量比为1.0：15.0～51.0；

3)向第二反应釜中加入中和试剂，中和聚醚B产品pH至5～7，得不饱和聚醚。

发明人通过研究发现利用上述方法制备的不饱和聚醚，具有梳形分子结构，从而使的该不饱合聚醚合成的减水剂具有超分散性能，阻止混凝土坍损而不引起明显缓凝，后期混泥土强度更高。

所述的不饱和醇与环氧化物的质量比优选为1.0：0.4～3.0，中间产物A与环氧乙烷的质量比优选为1.0：23.0～46.0。

所述的具有短支链的环氧化物选自环氧丙烷、1，2-环氧丁烷、2，3-环氧丁烷中的一种或2种以上任一比例的混合物，使得在聚醚主链中引入一定量的短链甲基、乙基或甲基和乙基，而使得用该方法合成的不饱和聚醚制备的聚羧酸减水剂具有使得混泥土具有更高的保塌效果。

所述步骤1)和步骤2)中的催化剂均选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、甲醇钠、甲醇钾、金属钠、金属钾、烯丙醇钠、烯丙醇钾、甲基烯丙醇钠、甲基烯丙醇钾、异戊烯醇钠、异戊烯醇钾中的一种或2种以上任一比例的混合物。步骤1)中所用的催化剂的质量为不饱和醇质量的0.1-5.0％，优选0.1～3.0％；步骤2)中所用的催化剂的质量为中间产物A质量的0.1-8.0％，优选0.2-5.0％。

所述的步骤1)的反应压力为0.01～1.0MPa，优选0.1～0.60MPa；反应温度为70～160℃,优选80～120℃。

所述步骤(2)中反应压力为0.01～1.0MPa，优选0.1～0.60MPa；反应温度为60～160℃,优选80～150℃。

所述的中和试剂为酸，选自甲酸、乙酸、丙酸、乳酸、磷酸、盐酸、硫酸、柠檬酸中的一种或2种以上任一比例的混合物。

由上述方法所制备的不饱和聚醚为本发明保护的内容。

本发明还提供所述的不饱和聚醚在制备聚羧酸减水剂中的应用。

采用上述方法合成的不饱和聚醚作为原料制备聚羧酸减水剂的方法为：将不饱和聚醚、不饱和酸、磺酸盐单体、水加入到反应釜中，在氧化还原引发剂的作用下，在50～70℃，反应3.0～4.0小时，用碱性溶液中和制得。

所述的不饱和聚醚、不饱和酸、磺酸盐单体的质量比为10.0∶0.9～1.1∶0.01～0.1，氧化剂的用量为不饱和聚醚质量的1.0～5.0％，还原剂的用量为聚醚质量的0.3～3.0％，链转移剂用量为聚醚质量的0.3～2.5％。

所述不饱和酸为甲基丙烯酸、丙烯酸、马来酸酐、丙烯酸羟乙酯等。

所述磺酸盐为甲基丙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸钠等。

所述氧化剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、双氧水。

所述还原剂为抗坏血酸、抗坏血酸钠、亚硫酸氢钠。

所述链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸。

所述碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钾水溶液。

有益效果：