[发明专利]脂肪酸乙烯酯单体共聚反应合成水泥分散剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥混凝土用分散剂的技术领域，特别涉及到一种采用脂肪酸乙烯酯类单体聚合得到分子链末端为双键的大单体，之后醇解并再与羧酸类小单体共聚反应合成水泥分散剂的具体制备方法。

背景技术

近年来，随着建筑工业的飞速发展，混凝土的用量不断增加，混凝土分散剂已成为建筑工业中必不可少的重要组分之一，其中聚羧酸类减水剂的出现，解决了第一代木质素磺酸盐系普通减水剂减水率低和缓凝的问题，弥补了第二代萘系减水剂污染环境和坍落度损失快的缺点，由于其减水率高、保坍性能好，强度增长快，适配性强等优点，成为了混凝土外加剂研究开发的热点。然而合成聚羧酸减水剂的重要大单体——聚氧乙烯醚，其主要原料是环氧乙烷和环氧丙烷，原料供应直接影响着减水剂产业的生产，所以我们必须找到能够替代环氧乙烷和环氧丙烷的其它原料，减少减水剂行业对环氧乙烷和环氧丙烷的依赖，丰富水泥分散剂的合成手段。

随着高分子学科领域中分子结构设计方法的逐渐兴起，为我们合成理想结构的聚合物分子结构提供了理论基础。我们设计的这种水泥分散剂采用的原料成本更低、更加多样化，合成产物具有类似于聚羧酸减水剂的梳状结构，保证其具有良好的锚固吸附力和空间位阻效应。该聚合物不仅具有传统梳状聚羧酸减水剂的各种性能，同时还具有成本低廉、不依赖环氧乙/丙烷、原料多样化的优势，有着很广阔的应用价值。

专利CN104193985A(公开日：2014年12月10日)报道了一种聚羧酸减水剂用酯化大单体的制备方法。该专利是将单端羟基聚醚的端羟基的羧酸盐化反应获得端基为羧酸盐的聚醚中间体，再与端基为羧酸盐的聚醚中间体的酯化反应得到聚羧酸减水剂用酯化大单体。该发明所述方法，不需要使用有机溶剂作为带水剂，副反应少，获得的酯化大单体可聚合活性高，是一种高效环保的制备聚羧酸减水剂用酯化大单体的新方法。但是该发明的的合成过程相对较复杂，且酯化过程需要高温，对生产设备要求较高。

专利CN104193215A(公开日：2014年9月2日)报道了一种三元嵌段大单体接枝共聚高性能聚羧酸减水剂及其制备方法。该专利是将三元嵌段聚醚大单体和非嵌段聚醚大单体以及马来酸酐溶于去离子水中，然后在一定温度下不断搅拌，分别加入引发剂、还原剂与链转移剂，反应完成后调pH至中性，即得该发明的三元共聚高性能聚羧酸减水剂。该减水剂不仅可以在较低的水灰比的条件下能使混凝土达到较高的流动性能，又因为嵌段大单体所包含的环氧丙烷具有团聚效果，有较大空间位阻效应，这使得所合成的聚羧酸系减水剂具有更加优秀的分散保持性，并且本减水剂用于混凝土时具有较低的含气量，是集减水、保坍和低引气于一体的多功能、适应性强的高性能减水剂。该专利所用的聚合物侧链与传统聚羧酸减水剂有所不同，然而传统的聚醚侧链也是由环氧乙烷或环氧丙烷经开环反应生成的，所以该专利所生产的减水剂还是需要环氧乙烷/环氧丙烷为原料，无法摆脱单一原料对生产的束缚。

专利CN104031216A(公开日：2014年5月26日)报道了一种聚醚-酰胺型聚羧酸高效减水剂及其制备方法。该专利是先通过聚醚胺与酰氯单体反应得到聚醚胺单体，然后加入聚氧乙烯醚单体和羧基单体在引发剂和链转移剂条件下在水溶液中进行自由基共聚合得到具有良好分散性及保坍性的聚醚-酰胺型聚羧酸高性能减水剂。该发明的制备方法简单、原料成本低、不使用有机溶剂，具有显著的经济效益及环保效益。但是该发明只是改变了侧链与主链结合处的基团，并且其侧链的主要结构还是聚醚链，其生产仍然受限于单一的原料。

多数专利中描述的减水剂都已经具备良好的流动性、分散性等工作性能。然而，上述制备方法中均有一定程度的不足之处，其合成减水剂所用大单体均需由环氧乙烷或环氧丙烷制得，原料品种太少，一旦环氧乙烷和环氧丙烷的供应出现波动，现有聚羧酸减水剂的生产势必会受到一定程度上的制约，进而波及到混凝土行业中。所以，这就要求尽快出现环氧乙烷和环氧丙烷的替代品，丰富原料的种类和品种，并能起到它们在减水剂结构中的作用和机理，保持其优异性能，同时还能保证快捷的工艺操作和低廉的制备成本，易于工业化生产，有关这方面工作国内外未见报道。

发明内容