有效
一种甲氧基聚醚衍生物,其胺化聚醚,及其磷酸化产物和制备方法及应用
范士敏、亓帅、王涛、马建峰、韩正、王兵、冉千平、刘加平
江苏苏博特新材料股份有限公司
摘要
本发明公开了一种甲氧基聚醚衍生物,其胺化聚醚,及其磷酸化产物和制备方法及应用。所述甲氧基聚醚衍生物由酚类单体和氯代聚醚在碱性条件下反应制得,甲氧基聚醚衍生物、醛类单体、胺类单体进行缩合反应,得到胺化聚醚中间体;胺化聚醚中间体经磷酸化反应获得磷酸化产物,可作为水泥分散剂使用,具有较好的分散效果。
1.一种甲氧基聚醚衍生物,其特征在于,具有如下式所示结构:其中,a代表氯代聚醚中环氧乙烷的结构单元数,为10~110之间的整数;b代表氯代聚醚中环氧丙烷的结构单元数,所述结构单元数为整数,且最多不超过环氧乙烷结构单元数a的20%。
2.权利要求1所述甲氧基聚醚衍生物的制备方法,其特征在于,所述甲氧基聚醚衍生物由酚类单体和氯代聚醚在碱性条件下反应制得,酚类单体:氯代聚醚:碱的摩尔比为1:1:(2.0~2.2);所述酚类单体为对苯二酚、邻苯二酚或间苯二酚;所述氯代聚醚具有如下所示结构其中,a代表氯代聚醚中环氧乙烷的结构单元数,为10~110之间的整数;b代表氯代聚醚中环氧丙烷的结构单元数,所述结构单元数为整数,且最多不超过环氧乙烷结构单元数a的20%;碱性条件为NaOH或者KOH提供。
3.根据权利要求2所述方法,其特征在于,所述甲氧基聚醚衍生物的合成反应,将酚类单体与碱性溶液混合均匀后,在机械搅拌和冷却回流条件下加入氯代聚醚,反应温度为80~120℃,反应时间为5~15h。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,反应在密闭高压釜中进行,反应压力为体系自身产生的压力。
5.使用权利要求1所述甲氧基聚醚衍生物获得的胺化聚醚,其特征在于,所述胺化聚醚具有下述结构:酚类单体接枝在甲氧基聚醚的末端,胺类单体接枝在酚类单体上;所述胺类单体为多胺类单体或者醇胺类单体,如果使用的胺类单体为多胺类,则结构式的其中一种为:如果使用的胺类单体为醇胺类,则结构式的其中一种为:其中,c代表胺类单体的结构单元数,为1~15之间的整数;d代表羟烷基的个数,为1~2之间的整数。
6.使用权利要求1所述甲氧基聚醚衍生物获得的胺化聚醚的制备方法,其特征在于,包括下述步骤:甲氧基聚醚衍生物、醛类单体、胺类单体进行缩合反应,得到胺化聚醚中间体;酚类单体:醛类单体:胺类单体的摩尔比为1:(2.0~2.2):2;所述醛类单体为单醛基的化合物,包括甲醛、三聚甲醛、多聚甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、苯甲醛中的任意一种;所述胺类单体选自多胺类单体或者醇胺类单体中的任意一种;所述多胺类单体,具有如下式所示结构其中,c代表胺类单体的结构单元数,为1~15之间的整数;所述醇胺类单体,具有如下式所示结构其中,d代表羟烷基的个数,为1~2之间的整数;R代表H或者CH 3 -。
7.根据权利要求6所述方法,其特征在于,所述多胺类单体选自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、聚乙烯亚胺中的任意一种。
8.根据权利要求6所述方法,其特征在于,所述醇胺类单体选自乙醇胺、二乙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺中的任意一种。
9.根据权利要求6、7、或8中的任一项所述的方法,其特征在于,所述胺化聚醚中间体的制备反应,先加入甲氧基聚醚衍生物,然后加入胺类单体,最后加入醛类单体。
10.根据权利要求6、7、或8中的任一项所述的方法,其特征在于,所述胺化聚醚中间体的制备反应,醛类单体的滴加温度在60~80℃之间,滴加时间在2~4h;滴加完成后的保温温度在70~90℃之间,保温反应时间在2~6h;反应结束后将反应体系中多余的碱液用85wt%的磷酸中和。
11.根据权利要求6、7、或8中的任一项所述的方法,其特征在于,所述胺化聚醚中间体的制备反应,以甲氧基聚醚衍生物制备过程中过量的碱液作为反应的催化剂。
12.使用权利要求6所述胺化聚醚的制备方法进一步获得磷酸化产物的方法,其特征在于,是将胺化聚醚中间体、磷酸化试剂反应,得到所述磷酸化产物;关于磷酸化试剂:如果胺类单体为多胺类单体,则磷酸化试剂为亚磷酸;所述反应过程为多胺类单体的亚磷酸化反应;所述亚磷酸化反应需要使用催化剂并且添加醛类单体;如果胺类单体为醇胺类单体,则磷酸化试剂为磷酸;所述反应过程为醇胺类单体的磷酸酯化反应;所述亚磷酸化反应催化剂为酸性均相催化剂或者非均相催化剂中的任意一种;酸性均相催化剂,选自浓盐酸、浓硫酸、甲磺酸、三氟甲磺酸、三氟乙磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、磷酸中的任意一种;所述非均相催化剂为NKC-9强酸性阳离子树脂或Amberlyst-15强酸性阳离子树脂;所述亚磷酸化反应使用的醛类单体为37wt%甲醛溶液、多聚甲醛中的一种;所述亚磷酸化反应,胺类单体、亚磷酸、醛类单体的摩尔比为1:2(c+1):(2.0~2.4)(c+1);催化剂的用量与胺类单体等质量;所述磷酸酯化反应,醇胺类单体中的醇羟基:磷酸的摩尔比为1:(1.05~1.20);所述磷酸酯化反应,还使用了催化剂和带水剂;所述磷酸酯化反应催化剂为浓硫酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、甲磺酸、三氟甲磺酸、三氟乙磺酸中的任意一种;催化剂用量为胺化聚醚中间体质量的1%~3%;所述磷酸酯化反应用带水剂为环己烷或甲苯;带水剂的用量为胺化聚醚中间体质量的20%~40%。
13.根据权利要求12所述方法,其特征在于,所述胺化聚醚中间体、亚磷酸和甲醛的反应;在室温水浴冷却和机械搅拌条件下,以胺化聚醚中间体打底,首先缓缓加入催化剂,然后加入亚磷酸,最后醛类单体采用滴加的方式加入上述反应体系;所有反应物料加入完成后,接上冷凝回流装置,使用油浴或者电加热装置将反应体系加热到100~120℃,保持反应时间为15~30小时;得到含亚磷酸基团的所述磷酸化产物。
14.根据权利要求12所述方法,其特征在于,所述磷酸酯化反应,在室温水浴冷却和机械搅拌条件下,以胺化聚醚中间体打底,首先加入催化剂,然后加入磷酸,最后加入带水剂;所有反应物料加入完成后,接上分水器和冷凝回流装置,使用油浴或者电加热装置将反应体系加热到110~140℃,利用分水器除去反应体系中的水分,保持反应时间为5~10h;得到含磷酸酯基团的所述磷酸化产物。
15.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述含磷基团的磷酸化产物,分子量在800~8000之间。
16.使用权利要求5所述胺化聚醚获得磷酸化产物的应用,其特征在于,是作为水泥分散剂的应用。
17.根据权利要求16所述的应用,其特征在于,所述磷酸化产物的分子量在1000~6000之间。
暂无引用专利




