[发明专利]一种不饱和聚醚单体及其制备方法、应用及制得的聚合物

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂技术领域，尤其涉及一种不饱和聚醚单体及其制备方法、应用和制得的聚合物。

背景技术

混凝土减水剂是混凝土外加剂中应用面最广、使用量最大的一种添加剂。近年来，混凝土外加剂的研究与生产已趋向高性能、绿色环保、无污染等方向发展。而具有梳形分子结构的聚羧酸系减水剂是一种高性能减水剂，因其具有减水率高、保坍性能好、掺量低、无污染、低缓凝、低引气、生产工艺操作简单、成本低等优异性能，适宜配制高强、超高强、高流动性及自密实混凝土，成为国内外从事混凝土外加剂专业人员研究开发的热点领域。

现有的聚羧酸减水剂合成技术中，所使用的聚醚单体主要有聚酯型单体，如聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯；和聚醚型单体，如烯丙基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚和异戊烯基聚氧乙烯醚等。目前，国内大部分生产企业是以使用聚醚型单体为主，尤其是甲基烯丙基聚氧乙烯醚和异戊烯基聚氧乙烯醚应用最广。现有聚醚单体存在以下问题：(1)结构比较单一，种类比较少；(2)聚合活性较低，很难实现均匀聚合，导致所合成的聚羧酸减水剂的侧链分布不均，且从分子结构上没有本质的改变，很难在性能上有更大的改善。

专利文件CN102140167B公开了一种端烯基烷撑双尾聚氧乙烯醚，其以端烯基甘油醚为起始剂与环氧乙烷进行加成得到，采用末端双键和双聚氧乙烯链结构，通过控制链长来调节聚合物侧链疏密，从而增强减水剂空间位阻效应，进而提高其分散保坍性能。该单体引入支化的亲水链段(环氧乙烷链)来提高相应减水剂的分散性能(也即混凝土的减水性能)，但侧链过长时，侧链相互缠结，分散效果差，且该产品各功能基团位置基本固定，除了控制链长，化合物结构并无大的改进，由此制备的减水剂产品结构单一，应用范围较窄。

随着现代混凝土和高铁等重点工程对砂石的技术要求越来越高，而能满足其要求的天然砂石数量越来越少，为了满足砂石市场的刚性需求，机制砂成了建筑市场的首选，用机制砂逐步替代天然砂石材料成为了市场形势发展的需要。而机制砂的质量很难保证，且机制砂中含泥量和石粉含量都相对较高，对外加的吸附量较大，对混凝土的和易性和保持性能造成很大的影响，普通型的羧酸单体合成的聚羧酸减水剂已经难以满足建筑市场材料的发展需要，砂石材料的变化迫切需要对减水剂及其聚合单体结构进行新的设计和开发，以提升减水剂的保坍性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合成聚羧酸减水剂用不饱和聚醚单体及其制备方法和应用，以解决现有技术存在的聚醚单体结构单一、聚合活性低、混凝土保持性能不够好，从而难以满足混凝土运输、施工及材料质量变化的实际需求的问题。本发明不饱和聚醚单体合成的减水剂适应性强，具有良好的分散性和保坍性能，能够适用于多种混凝土。

本发明第一方面，提供一种不饱和聚醚单体，具有式(I)所示的结构：

其中，R₁表示氢原子或具有1～20个碳原子的烃基，R₁’表示氢原子或具有1～20个碳原子的烃基，R₁与R₁’相同或不同；例如，R₁、R₁’可以独立的任选为H、甲基等。

R₂表示氢原子或具有1～20个碳原子的烃基，例如甲基、乙基等。

R₃表示具有1～10个碳原子的烃基。

其中，(R₄O)m表示多个环氧烷烃加成聚合形成的基团；每个R₄O相同或不同，每个R₄O均表示具有2～18个碳原子的烷氧基；(R₆O)n表示多个环氧烷烃加成聚合形成的基团；每个R₆O相同或不同，每个R₆O均表示具有2～18个碳原子的烷氧基；

m、n表示环氧烷烃的平均加成摩尔数，其中m为0～10之间的整数或分数，优选自0～5之间的整数或分数，作为实例，m可以为0，1，2或3；n为1～300之间的整数或分数，优选自1～200之间的整数或分数。

其中，t表示缩水甘油醚的平均加成摩尔数，t为0～10的整数或分数，且t不为0。

其中，R₅为1～30个碳原子的烷基或芳基，优选为1～16个碳原子的烷基或芳基，更优选为1～10个碳原子的烷基或芳基；R₇为氢原子或1～20个碳原子的烃基。