一种聚羧酸减水剂用单体聚醚酯及其合成方法技术

本发明专利技术提供了一种聚羧酸减水剂用单体聚醚酯及其合成方法，包括：将预设聚合度的乙二醇或聚乙二醇溶液升温至预设温度，在预设第一时间内，均匀地加入亚甲基二元羧酸或亚甲基二元羧酸酐，并保持预设第二时间，得到中间溶液；在所述中间溶液中，加入有机溶剂和酸性催化剂，进行酯化脱水反应，得到产物溶液；减压蒸馏、烘干，脱除溶剂，得到单体聚醚酯。应用本发明专利技术可以使得以此单体聚醚酯合成出的聚羧酸减水剂，具有更高的减水率，以及更长的保坍时间。

Monomer polyether ester for polycarboxylic acid water reducing agent and synthesis method thereof

The invention provides a polycarboxylate superplasticizer with polyether ester monomer and its synthesis method, including: the presupposition of the degree of polymerization of ethylene glycol or polyethylene glycol solution is heated to the preset temperature in a preset first time, evenly add methylene two yuan two yuan methylene carboxylic acid or carboxylic acid anhydride and keep the preset second time, get the middle in the solution; the intermediate solution, adding organic solvent and acid catalyst, esterification dehydration reaction, the product solution; vacuum distillation, drying, removing the solvent from polyether ester monomer. The invention can make the polycarboxylic acid water reducer synthesized by the monomer polyether ester has a higher water reducing rate and a longer time of collapse.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及混凝土外加剂
，尤其涉及一种聚羧酸减水剂用单体聚醚酯及其合成方法。
技术介绍
随着我国基础建设的全面展开，铁路、公路、桥梁等建筑上的混凝土用量大大增加。同时，耐久、耐候、高强等高性能混凝土的生产，越来越依赖于高性能减水剂，其中以铁路建设为主，正在全国全面推广应用的，正是聚羧酸高性能减水剂。目前现有技术中的聚羧酸减水剂，是由不饱和脂肪酸，与不饱和的聚乙二醇的醚或酯，通过自由基共聚合，得到的梳型高分子分散剂。与以往的减水剂相比，聚羧酸减水剂一改以往的逐步聚合为连锁聚合，这种聚合反应没有小分子产生，基本不产生三废，同时反应较快，容易满足供应需求。近年来，有人报道开发出了超支化的聚羧酸减水剂，其减水性能更高，但很不经济，合成方法也较为苛刻，无法实现工业化生产及应用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种聚羧酸减水剂用单体聚醚酯及其合成方法，从而使得以此单体聚醚酯合成出的聚羧酸减水剂，具有更高的减水率，以及更长的保坍时间。本专利技术的技术方案具体是这样实现的：一种聚羧酸减水剂用单体聚醚酯及其合成方法，该方法包括：将预设聚合度的乙二醇或聚乙二醇溶液升温至预设温度，在预设第一时间内，均匀地加入亚甲基二元羧酸或亚甲基二元羧酸酐，并保持预设第二时间，得到中间溶液；在所述中间溶液中，加入有机溶剂和酸性催化剂，进行酯化脱水反应，得到产物溶液；减压蒸馏、烘干，脱除溶剂，得到单体聚醚酯。较佳的，所述乙二醇为乙二醇的脱水缩合物，其缩合度为1至500。较佳的，所述缩合度为1至50。较佳的，所述预设聚合度为12～80。较佳的，所述预设温度为10～270℃。较佳的，所述预设温度为50～100℃。较佳的，所述预设第一时间为5～12分钟；预设第二时间为1～3分钟。较佳的，所述亚甲基二元羧酸或亚甲基二元羧酸酐为具有如下分子结构的二元羧酸或其二元羧酸酐，或为具有如下分子结构的2种或2种以上的二元羧酸的混合酸酐：其中，R1和R2为碳原子数不超过10的二价基团或基团组合；R1和R2相同或不同。较佳的，所生成的单体聚醚酯的分子式为：其中，n为聚乙二醇的聚合度-1，为大于1且小于500的自然数；R1和R2为碳原子数不超过10的二价基团或基团组合；R1和R2相同或不同。较佳的，所述R1和R2为酯键或肽键。较佳的，所述R1和R2为：亚甲基、亚氨基、羰基、醚键、硫醚键、多硫键或苯撑。较佳的，所述R2为一个化学键。较佳的，所述有机溶剂为：可与水形成二元恒沸物，且常温下不与水互溶的有机溶剂。较佳的，所述有机溶剂为：可溶解醇钠和卤代烃，但却不溶解碱金属卤化物的有机溶剂。较佳的，所述有机溶剂为：苯、甲苯、二甲苯、环己烷或石油醚中的一种或几种的混合物。较佳的，所述有机溶剂的加入量为：使得加入有机溶剂和酸性催化剂之后的整体溶液的浓度范围为1～80％。较佳的，所述有机溶剂的加入量为：使得加入有机溶剂和酸性催化剂之后的整体溶液的浓度范围为5～30％。较佳的，所述酸性催化剂为：催化酯化反应的酸性催化剂。较佳的，所述酸性催化剂为：浓硫酸、对甲苯磺酸或二氯亚砜。较佳的，所述酸性催化剂的用量为：溶液总质量的1～10％。本专利技术还提出了一种聚羧酸减水剂，所述聚羧酸减水剂为使用上述的单体聚醚酯制备而成的聚羧酸减水剂。由上述技术方案可见，在本专利技术的聚羧酸减水剂用单体聚醚酯中，由于使用环状的乙二醇冠醚代替链状的乙二醇聚醚，因此使得所生产的聚羧酸减水剂用单体聚醚酯，相对于传统的直链型聚醚有更大的空间位阻，且环状结构可以较好的络合钙离子，所以，以此单体聚醚酯合成出的聚羧酸减水剂，具有更高的减水率，以及更长的保坍时间，因此具有更好的产品性能。附图说明图1为本专利技术实施例中的聚羧酸减水剂用单体聚醚酯的合成方法的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术实施例中的聚羧酸减水剂用单体聚醚酯的合成方法的流程示意图。如图1所示，本专利技术实施例中的聚羧酸减水剂用单体聚醚酯的合成方法包括：步骤11，将预设聚合度的乙二醇或聚乙二醇溶液升温至预设温度，在预设第一时间内，均匀地加入亚甲基二元羧酸或亚甲基二元羧酸酐，并保持预设第二时间，得到中间溶液。另外，较佳的，在本专利技术的一个具体实施例中，所述乙二醇可以是乙二醇的脱水缩合物，其缩合度可以为1至500；优选的，所述缩合度可以为1至50。在本专利技术的技术方案中，可以根据实际应用的需要或根据实验结果，预先设置上述的预设聚合度、预设温度、预设第一时间和预设第二时间。例如，较佳的，在本专利技术的一个具体实施例中，所述预设聚合度可以为：12～80。较佳的，在本专利技术的一个具体实施例中，所述预设温度可以为：10～270℃；优选的，所述预设温度可以为：50～100℃。较佳的，在本专利技术的一个具体实施例中，所述预设第一时间可以为：5～12分钟。较佳的，在本专利技术的一个具体实施例中，所述预设第二时间可以为：1～3分钟。另外，较佳的，在本专利技术的一个具体实施例中，所述亚甲基二元羧酸或亚甲基二元羧酸酐为具有如下分子结构的二元羧酸或其二元羧酸酐，或为具有如下分子结构的2种或2种以上的二元羧酸的混合酸酐：其中，R1和R2为碳原子数不超过10的二价基团或基团组合；R1和R2可以相同，也可以不同。例如，较佳的，在本专利技术的一个具体实施例中，所述R1和R2可以为：酯键(羰基和醚键的组合)或肽键(羰基和亚氨基的组合)。再例如，较佳的，所述R1和R2可以是：亚甲基、亚氨基、羰基、醚键、硫醚键、多硫键或苯撑。特殊的，所述R2也可以仅仅是一个化学键。步骤12，在所述中间溶液中，加入有机溶剂和酸性催化剂，进行酯化脱水反应，得到产物溶液。另外，较佳的，在本专利技术的一个具体实施例中，所述有机溶剂是指可以与水形成二元恒沸物，且常温下不与水互溶的有机溶剂。例如，可以是可溶解醇钠和卤代烃，但却不溶解碱金属卤化物的有机溶剂。优选的，所述有机溶剂可以是：苯、甲苯、二甲苯、环己烷或石油醚中的一种或几种的混合物。较佳的，在本专利技术的一个具体实施例中，所述有机溶剂的加入量为：使得加入有机溶剂和酸性催化剂之后的整体溶液的浓度范围为1～80％；优选的，所述有机溶剂的加入量为：使得加入有机溶剂和酸性催化剂之后的整体溶液的浓度范围为5～30％。较佳的，在本专利技术的一个具体实施例中，所述酸性催化剂为：可以催化酯化反应的酸性催化剂。优选的，所述酸性催化剂为：浓硫酸、对甲苯磺酸或二氯亚砜。较佳的，在本专利技术的一个具体实施例中，所述酸性催化剂的用量为：溶液总质量的1～10％。步骤13，减压蒸馏、烘干，脱除溶剂，得到聚羧酸减水剂用单体聚醚酯。在本专利技术的技术方案中，可以通过减压蒸馏、烘干的方法，脱除溶剂，即使用蒸馏的方法，将有机溶剂分离出来，从而得到最终的纯的目标产物：“聚羧酸减水剂用单体聚醚酯”。较佳的，在本专利技术的另一个具体实施例中，所生成的单体聚醚酯的分子式为：其中，n为聚乙二醇的聚合度-1，为大于1且小于500的自然数；R1和R2为碳原子数不超过10的二价基团或基团组合；R1和R2可以相同，也可以不同。例如，较佳的，在本专利技术的一个具体实施例中，所述R1和R2可以为：酯键(羰基和醚键的组合)或肽键(羰基和亚氨基的组合)。再例如，较佳的，所述R1和R2可以是：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚羧酸减水剂用单体聚醚酯的合成方法，其特征在于，该方法包括：将预设聚合度的乙二醇或聚乙二醇溶液升温至预设温度，在预设第一时间内，均匀地加入亚甲基二元羧酸或亚甲基二元羧酸酐，并保持预设第二时间，得到中间溶液；在所述中间溶液中，加入有机溶剂和酸性催化剂，进行酯化脱水反应，得到产物溶液；减压蒸馏、烘干，脱除溶剂，得到单体聚醚酯。

【技术特征摘要】
1.一种聚羧酸减水剂用单体聚醚酯的合成方法，其特征在于，该方法包括：将预设聚合度的乙二醇或聚乙二醇溶液升温至预设温度，在预设第一时间内，均匀地加入亚甲基二元羧酸或亚甲基二元羧酸酐，并保持预设第二时间，得到中间溶液；在所述中间溶液中，加入有机溶剂和酸性催化剂，进行酯化脱水反应，得到产物溶液；减压蒸馏、烘干，脱除溶剂，得到单体聚醚酯。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述乙二醇为乙二醇的脱水缩合物，其缩合度为1至500。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述缩合度为1至50。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述预设聚合度为12～80。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述预设温度为10～270℃。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述预设温度为50～100℃。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述预设第一时间为5～12分钟；预设第二时间为1～3分钟。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述亚甲基二元羧酸或亚甲基二元羧酸酐为具有如下分子结构的二元羧酸或其二元羧酸酐，或为具有如下分子结构的2种或2种以上的二元羧酸的混合酸酐：其中，R1和R2为碳原子数不超过10的二价基团或基团组合；R1和R2相同或不同。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所生成的单体聚醚酯的分子式为：其中，n为聚乙二醇的聚合度-1，为大于1且小于500的自然数；R1和R2为碳原子数不超过10的二价基团或基团组合；R1和R2相同或...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭诚，张孝伍，樊伟，孟宪荣，吴志刚，
申请(专利权)人：中冶建筑研究总院有限公司，河北国蓬建材有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11