[发明专利]端羟基酯化的聚醚大单体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚羧酸减水剂技术领域，尤其涉及用于聚羧酸减水剂的端羟基酯化的改性聚醚大单体及其制备方法。

背景技术

减水剂是目前研究和应用最广泛的一种混凝土外加剂，外加剂已成为混凝土中除水泥、砂、石、水以外的第五种重要组成部分。聚羧酸作为新一代减水剂，具有掺量低、保坍性能好、混凝土收缩率低、分子结构可调性强、生产工艺简单和对环境的友好等优点。被公认为是混凝土外加剂今后的发展方向。

在实际使用过程中，由于聚羧酸减水剂侧链容易插入粘土的层状结构中，导致聚羧酸减水剂在含有粘土的混凝土中的分散性能受到很大的影响，导致其抗泥性差，进而导致混凝土的综合性能下降。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷和问题，本发明的目的是提供端羟基酯化的聚醚大单体及其制备方法，用于制备聚羧酸减水剂母液，该羟基酯化的聚醚大单体中利用大分子羧酸作为聚醚的封端基团，大大的增加了聚羧酸减水剂侧链末端的物理尺寸，使其不易插入粘土的层状结构中，从而达到抗泥的效果。解决了现有聚羧酸减水剂的侧链容易插入粘土的层状结构中，导致其抗泥性差，进而导致混凝土的工作性能下降的技术问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

端羟基酯化的聚醚大单体，是在催化剂的催化作用下，聚醚大单体的端羟基与大分子羧酸的羧基进行酯化反应得到的。

进一步地，所述聚醚大单体与大分子羧酸的摩尔比为1﹕0.2～1。

进一步地，所述聚醚大单体与大分子羧酸的摩尔比为1﹕0.5。

进一步地，所述大分子羧酸为碳原子数16～32的烷基羧酸或者为含苯环的羧酸。

具体地，所述大分子羧酸可以采用但不限于软脂酸、硬脂酸或者苯甲酸。

进一步地，所述聚醚大单体的重均分子量为1000～5000。

具体地，所述聚醚大单体可以采用异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG)或者异丁烯基聚氧乙烯醚(HPEG)。

进一步地，所述酯化反应中，控制反应温度为80℃～130℃，酯化时间为2～5h。

进一步地，所述催化剂的用量为所述聚醚大单体的质量的2％～6％。

具体地，所述催化剂采用对甲苯磺酸或氨基磺酸。

进一步地，在酯化反应中，还加入了带水剂。加入的带水剂的用量依据酯化反应原料用量、以及带水剂的能力综合分析计算得到。具体地，本发明中，所述带水剂的用量可以为所述聚醚大单体的质量的10％～20％。本发明中所述带水剂可以采用环己烷。酯化反应生成的水被及时带出反应体系，加速酯化反应的正向进行，提高酯化反应效率。

进一步地，在酯化反应中，还加入阻聚剂；所述阻聚剂的用量为所述聚醚大单体的质量的0.05％～0.5％。防止聚醚大单体的双键聚合。具体地，可以采用对苯二酚或者吩噻嗪等。

端羟基酯化的聚醚大单体的制备方法，是通过以下步骤完成的：

将上述所述端羟基酯化的聚醚大单体采用的原料混合得混合物，然后将混合物在80℃～130℃条件下酯化，得到端羟基酯化的聚醚大单体。

进一步地，所述酯化时间控制为2～5小时。

本发明的聚羧酸减水剂母液，是通过将上述的端羟基酯化的聚醚大单体与水、引发剂、链转移剂和丙烯酸混合加热反应后，再加入碱性溶液中和pH值至6～7后得到的。

进一步地，所述端羟基酯化的聚醚大单体与引发剂的摩尔比为1﹕0.01～0.3；所述端羟基酯化的聚醚大单体与链转移剂的摩尔比为1﹕0.05～0.8；所述端羟基酯化的聚醚大单体与丙烯酸的的摩尔比为1﹕2～7。

具体地，所述水的用量依据端羟基酯化的聚醚大单体、引发剂、链转移剂和丙烯酸的总质量而定，使反应得到的聚羧酸减水剂母液的固含量为35％～50％即可。即所述水的用量与总质量的比值M为1～2即可。

进一步地，所述引发剂可以采用过硫酸氨、过硫酸钾或者Vc-H₂O₂引发体系等。不同的引发剂在反应过程中使用的用量有所不同。当所述引发剂采用过硫酸氨或者过硫酸钾时，所述端羟基酯化的聚醚大单体与引发剂的摩尔比为1﹕0.1～0.3；优选为1﹕0.2。当所述引发剂采用Vc-H₂O₂引发体系时，所述端羟基酯化的聚醚大单体与引发剂的摩尔比为1﹕0.01～0.1，优选为，1﹕0.022；其中，Vc-H₂O₂引发体系中Vc﹕H₂O₂摩尔比为0.1～0.25﹕1。