一种聚醚酰胺、由该聚醚酰胺制得的减水剂及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种聚醚酰胺、由该聚醚酰胺制得的减水剂及制备方法。所述聚醚酰胺的结构如下所示；其中，M为环氧乙烷及环氧丙烷的聚醚链，R

Polyether amide, water reducing agent made from said polyether amide and preparation method thereof

The invention provides a polyether amide, a water reducing agent prepared from the polyether amide and a preparation method thereof. The structure of the polyether amide is as follows; wherein, M is a polyether chain of ethylene oxide and propylene oxide, R

【技术实现步骤摘要】
一种聚醚酰胺、由该聚醚酰胺制得的减水剂及制备方法
本专利技术涉及一种聚醚酰胺及其制备方法，具体为一种可用于聚合制备早强型聚羧酸减水剂的聚醚酰胺。
技术介绍
随着近年来我国高速铁路、住宅产业化的快速发展以及绿色环保的要求，对于高性能预制混凝土构件的需求不断增加。这种需求反映在混凝土外加剂当中便是对于可以提高混凝土早期强度的早强型减水剂的迫切需求。目前，国内市场在售的早强型减水剂产品大多为萘系减水剂复配氯盐系、硫酸盐系、碳酸盐系、有机物系以及三乙醇胺等早强剂。由于萘系减水剂生产过程中需要使用致癌物萘和甲醛，存在环境污染的同时还会对人体健康产生影响。所采用的早强剂则大多含有较多Na+、K+残留于混凝土的液相中使混凝土表面出现白色盐析或存在碱骨料反应的潜在危险。氯盐系早强剂对钢筋有明显的锈蚀作用，至于目前应用的其它一些种类早强剂，或存在着早强效果不佳，或影响后期强度，或原料来源困难生产成本高等问题。因此，具有早强功能的早强型聚羧酸减水剂成为了早强型减水剂未来的发展重点。美国专利US4444593公布了碳酸钠和硫酸铁的复合型早强剂或日本专利JP6005050公布的碳酸钠和硫酸铝的组合物，其共同点是：掺入混凝土后，提高了早期强度(1天以内)强度，但降低了28天的强度，从而使抗渗性下降，不利于耐久性的提高。日本专利JP200110852中提到，可采用氨基三甲叉磷酸、乙二胺四甲叉膦酸以及二乙烯三胺五甲叉膦酸等作为混凝土早强剂，但由于该类型价格比较昂贵，很难在混凝土中广泛地推广应用。专利CN101376576B提供了一种早强型聚羧酸系高性能减水剂及其制备工艺，该专利技术采取一次投料方式，由于(甲基)丙烯酸等单体活性较强，容易自聚，影响单体间的共聚效果，分子量难于控制，从而导致产品的性能下降。
技术实现思路
本专利技术的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种聚醚酰胺，其结构如下所示：其中，M为环氧乙烷及环氧丙烷的聚醚链，R1选自-H或-CH3，R2选自-CH2-、-CH2CH2-、-CH(CH3)CH2-或-CH2COCH2-。根据本专利技术的一实施方式，所述聚醚酰胺的重均分子量为300～10000。根据本专利技术的另一实施方式，所述聚醚酰胺的结构式为：其中，n＝0～15，m＝1～50，x＝0～20，且n与x不同时为0。本专利技术还提供了一种聚醚酰胺的制备方法，包括通过酰胺起始剂与环氧乙烷、环氧丙烷的开环聚合反应制得所述聚醚酰胺，其中所述酰胺起始剂的结构式为：R1选自H或CH3，R2选自-CH2-、-CH2CH2-、-CH(CH3)CH2-或-CH2COCH2-。根据本专利技术的一实施方式，所述聚醚酰胺的制备方法包括：1).将所述酰胺起始剂与环氧乙烷或环氧丙烷发生取代反应，制得取代中间体；其中所述酰胺起始剂与所述环氧乙烷或环氧丙烷的摩尔比为1:(2.5～4)；2).待步骤1)的反应完成后，向体系中加入碱性催化剂、环氧乙烷及环氧丙烷，在所述碱性催化剂的催化作用下，所述取代中间体与所述环氧乙烷及环氧丙烷进行开环聚合反应，制得所述聚醚酰胺。根据本专利技术的另一实施方式，所述开环聚合反应的反应温度为80～130℃，反应压力为0.10～0.35MPa；所述碱性催化剂选自金属钠、金属钾、氢氧化钠、氢氧化钾、氢化钠、甲醇钠、甲醇钾中的一种或几种。本专利技术进一步提供了一种早强型聚羧酸减水剂，包括如下结构单元：其中，M为环氧乙烷及环氧丙烷的聚醚链，R1选自-H或-CH3，R2选自-CH2-、-CH2CH2-、-CH(CH3)CH2-或-CH2COCH2-。根据本专利技术的一实施方式，所述减水剂包括如下结构单元：其中，n＝0～15，m＝1～50，x＝0～20，且n与x不同时为0。根据本专利技术的另一实施方式，所述减水剂的重均分子量为20000～80000。本专利技术进一步提供了一种早强型聚羧酸减水剂的制备方法，包括将上述的聚醚酰胺与(甲基)丙烯酸进行聚合反应，制得所述早强型聚羧酸减水剂。本专利技术采用具有可聚合活性双键的多支化聚醚酰胺结构单体，与丙烯酸类单体经自由基聚合可合成具有超支化结构的聚羧酸减水剂，可有效增加水泥颗粒表面与水分子的接触面积，进而加快水泥水化速度，无需添加早强剂即可有效提升混凝土早期强度，同时，对于混凝土后期强度也不存在任何影响。具体实施方式体现专利技术特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的描述在本质上是当作说明之用，而非用以限制本专利技术。本专利技术一实施方式的聚醚酰胺，其结构如下所示：其中，M为环氧乙烷及环氧丙烷的聚醚链，R1选自-H或-CH3，R2选自-CH2-、-CH2CH2-、-CH(CH3)CH2-或-CH2COCH2-。M可以为环氧乙烷及环氧丙烷共聚制得的聚醚链，该聚醚链可以是环氧乙烷、环氧丙烷的无规共聚物链，也可以是环氧乙烷、环氧丙烷的嵌段共聚物链，例如M为嵌段共聚物链时，聚醚酰胺的结构式可以为：其中，n＝0～15，m＝1～50，x＝0～20。例如，可以为n＝10，m＝20，x＝1；或者n＝0，m＝40，x＝10；也可以为n＝1，m＝30，x＝0。在本专利技术的另一实施方式中，聚醚酰胺的重均分子量可以为300～10000，进一步地，该重均分子量可以为1000～3000。本专利技术还提供了上述聚醚酰胺的制备方法，通过酰胺起始剂与环氧乙烷和环氧丙烷的开环聚合反应制得，其中所述酰胺起始剂的结构式为：R1选自H或CH3，R2选自-CH2-、-CH2CH2-、-CH(CH3)CH2-或CH2COCH2。根据本专利技术的一实施方式，所述聚醚酰胺的制备方法包括：1).向酰胺起始剂中加入环氧乙烷或环氧丙烷，经氨基自催化，酰胺起始剂中的几乎全部N-H结构均与环氧乙烷或环氧丙烷发生取代反应，制得取代中间体，经检测胺当量，证明几乎全部N-H结构中的H均被环氧烷烃取代。且步骤1)的反应无需添加催化剂，其中酰胺起始剂与所加入的环氧乙烷或环氧丙烷的摩尔比可以为1:(2.5～4)，优选为1:(3～4)，进一步优选为1:3。步骤1)的反应温度可以为80～130℃，例如90℃，反应压力可以为0.10～0.35MPa。2).待步骤1)的反应完成后，向体系中加入碱性催化剂及环氧乙烷和环氧丙烷，在碱性催化剂的催化作用下，上述取代中间体与环氧乙烷及环氧丙烷进行开环聚合反应，制得聚醚酰胺。其中，开环聚合反应的反应温度可以为80～130℃，例如90℃，反应压力可以为0.10～0.35MPa。根据目标产物的不同，步骤2)中的环氧乙烷、环氧丙烷可同时加入反应体系中，制得无规共聚物，也可分批加入，以制得嵌段共聚物。在本专利技术的另一实施方式中，碱性催化剂可选自金属钠、金属钾、氢氧化钠、氢氧化钾、氢化钠、甲醇钠、甲醇钾中的一种或几种。催化剂的用量可以为反应物总质量的0.05％～1.0％。本专利技术进一步提供了一种早强型聚羧酸减水剂，包括如下结构单元：其中，M为环氧乙烷及环氧丙烷的聚醚链，R1选自-H或-CH3，R2选自-CH2-、-CH2CH2-、-CH(CH3)CH2-或-CH2COCH2-。M可以为环氧乙烷及环氧丙烷共聚制得的聚醚链，该聚醚链可以是环氧乙烷、环氧丙烷的无规共聚物链，也可以是环氧乙烷、环氧丙烷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚醚酰胺，其结构如下所示：

【技术特征摘要】
1.一种聚醚酰胺，其结构如下所示：其中，M为环氧乙烷及环氧丙烷的聚醚链，R1选自-H或-CH3，R2选自-CH2-、-CH2CH2-、-CH(CH3)CH2-或-CH2COCH2-。2.根据权利要求1所述的聚醚酰胺，其重均分子量为300～10000。3.根据权利要求1所述的聚醚酰胺，其结构式为：其中，n＝0～15，m＝1～50，x＝0～20，且n与x不同时为0。4.一种聚醚酰胺的制备方法，包括通过酰胺起始剂与环氧乙烷、环氧丙烷的开环聚合反应制得所述聚醚酰胺，其中所述酰胺起始剂的结构式为：R1选自-H或-CH3，R2选自-CH2-、-CH2CH2-、-CH(CH3)CH2-或-CH2COCH2-。5.根据权利要求4所述的方法，包括：1).将所述酰胺起始剂与环氧乙烷或环氧丙烷发生取代反应，制得取代中间体；其中所述酰胺起始剂与所述环氧乙烷或环氧丙烷的摩尔比为1:(2.5～4)；2).待步骤1)的反应完成后，向体系中加入碱性催化剂、环氧乙烷及环氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建民，刘兆滨，董振鹏，刘枫，
申请(专利权)人：辽宁奥克化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21