[发明专利]烯丙基磺酸基甘油聚氧乙烯醚及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烯丙基磺酸基甘油聚氧乙烯醚及其制备方法，更具体地，本发明涉及用于混凝土减水剂的烯丙基磺酸基甘油聚氧乙烯醚及其制备方法。

背景技术

混凝土作为当今不可缺少的建筑材料，已经步入了商品化、高性能化时代。目前我国混凝土搅拌站生产企业众多，产品已形成系列化，，但我国的混凝土搅拌站还存在着整体技术含量不高、普及率不高、地区差异较大、智能化程度不高和环保性能不高等缺点。同时，混凝土用的原材料也越来越参吃不齐，含泥量越来越高。

在科技高速发展的今天，混凝土中掺加外加剂是改善混凝土性能的重要方式。外加剂中最重要和最关键的组份是减水剂，占外加剂总用量的80％以上。聚羧酸减水剂是一种高性能的外加剂，同时也是目前最新的减水剂品种。现有的聚羧酸减水剂用聚醚单体基本都是以聚乙二醇的(甲基)丙烯酸酯、烯丙醇聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚等为主，这些聚醚在应用时，通常适应面较窄，一般都是只能用于无特殊需求的工程中。

随着时代的进步和工作效率的提高，混凝土的快速硬化成为抢修路面、机场、管桩等工程所必须的工作形式，同时混凝土早强也是我国冬季施工的必要条件。现有的技术大都是通过复配早强剂来实现混凝土的早期强度。早强剂尽管生产和应用的历史较长，但是随着人们对氯离子、硫酸根离子、硝酸根离子和碱金属离子等对混凝土性能和长期稳定性潜在危害的认识程度的加深，现有的早强剂的缺点已经逐渐显露。另外这些早强剂与现有聚羧酸减水剂复配工程中也存在相容性不好的问题。

另外，目前的聚羧酸减水剂也不能完全解决不同水泥的敏感性问题和高含泥量带来的应用问题，同样的减水剂配方，一旦砂石料等原材料变化，减水剂的应用性能相差太多，所以，很有必要推出一种对水泥的适应性良好，并且可以满足早强和处理粘土能力的聚醚产品。

发明内容

为此，本发明提供一种烯丙基磺酸基甘油聚氧乙烯醚及其制备方法，由于在聚醚结构中引入了磺酸根，所以加快了水泥的水化速度，提高了混凝土的早期强度，缩短了工期，并增强了混凝土的总体强度。同时，由于磺酸根的空间位阻作用，因而很大程度上阻止了粘土对减水剂的吸附，拓宽了聚羧酸减水剂的应用空间。

一方面，本发明提供一种具有如下式(1)所示结构的烯丙基磺酸基甘油聚氧乙烯醚：

式中，R₁为氢或C₁～C₃的烷基，R₂为氢或C₁～C₁₈的烷基，M为氢、钾、钠中的一种，n为1～130的整数。

另一方面，在本发明的烯丙基磺酸基甘油聚氧乙烯醚中，R₁为氢或甲基。

另一方面，在本发明的烯丙基磺酸基甘油聚氧乙烯醚中，R₂为氢或甲基。

另一方面，在本发明的烯丙基磺酸基甘油聚氧乙烯醚中，M为氢。

另一方面，本发明的烯丙基磺酸基甘油聚氧乙烯醚具有约200～6000的重均分子量。

此外，本发明还提供一种制备上述烯丙基磺酸基甘油聚氧乙烯醚的方法，包括如下步骤：

1)将烯丙基磺酸基甘油和催化剂加到高压反应釜中，进行氮气置换三次，然后在搅拌下升温，当釜内温度达到120～140℃时，加入少量环氧乙烷，以引发聚合反应；

2)待釜内温度升高、压力下降后，加入规定量的环氧乙烷，直至再次出现釜内温度升高、压力下降，表明聚合反应基本完成；

3)在维持反应温度下老化30～50分钟，直至压力不再下降为止，表明反已经完成；及

4)降温并中和，得到烯丙基磺酸基甘油聚氧乙烯醚产物。

另一方面，用于本发明的方法的催化剂为氢氧化钠或氢氧化钾。

另一方面，本发明的方法中所述的中和是利用醋酸进行的。

本发明的烯丙基磺酸基甘油聚氧乙烯醚可直接用作减水剂，也可以与其它减水剂复配，还可以用作制备其它减水剂的原料。

与现有技术相比，由于本发明以烯丙基磺酸基甘油为主要原料，合成聚醚之后作为合成聚羧酸减水剂的原料，因而，工艺简单合理，本领域的技术人员容易理解。

其次，聚醚侧链上磺酸盐的引入使该聚醚合成的减水剂表现出优异的分散能力，同时提高了水泥的水化速度，达到混凝土快速强化的目的，缩短了工期，提高了工程质量。