[發明專利]甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯及其制備方法

有效

• 申請號: 200710168485.5
• 申請日: 2007-11-28
• 公開（公告）號: CN101255113A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 馬保國;譚洪波;馬玲
• 申請（專利權）人: 武漢華軒高新技術有限公司
• 主分類號: C07C69/54
• 分類號: C07C69/54;C07C67/08;C08F20/20;C04B24/26
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技術領域

本發明屬于一種聚羧酸系混凝土減水劑大單體——甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯及其制備方法。

技術背景

我國是水泥產量和使用量位居世界第一，據權威方面預計，2005年我國水泥產量將達到10億噸。隨著我國經濟的快速發展，國家對基礎設施和住宅建設力度的加大，對混凝土的需求和性能要求會逐年上升，混凝土高性能化是個必然趨勢。同樣，對具有高減水率和坍落度損失小的高效減水劑的需求也會不斷增大。目前，我國的高效減水劑年需求量達100萬噸。萘系減水劑是我國目前高效減水劑的最主要產品，站市場份額的80％，但萘系高效減水劑由于減水率不高，混凝土坍落度損失過快，難以滿足現代高性能混凝土的施工要求，而復合產品質量不穩定，往往影響到混凝土的凝結硬化和耐久性。合成中用到甲醛對環境有一定的污染，促使對其它新型高效減水劑的研究開發。聚羧酸系高效減水劑，具有高減水性，高流動性、低坍落度損失，干縮性小等優良的綜合性能。聚羧酸系減水劑靠靜電排斥力和空間位阻效應雙重作用而達到超分散性，它的獨特分散機理為新的高效分散劑的研究開辟了新路。從分子結構的設計和修飾，更易調整分子量、功能基團的類型和搭配，合成出結構合理、性能優異的新型高效減水劑。目前，國外聚羧酸系高效減水劑的研制開發，已取得了很大進展，有許多已經工業化，在國外已經得到了廣泛的應用，已經取代了第二代萘系減水劑。現在已經進入到我國高效減水劑市場的跨國企業有美國的格雷斯建材公司(GRACECONSTRUCTION?PRODUCTS)、麥斯特建材技術公司(MASTER?BUILDERTECHNOLOY)、意大利馬貝公司(MAPEI)、瑞士西卡公司(SIKA)、日本花王公司(KAO?CORP)等，他們在市場上占領著相當的份額。我國的一些大型工程中(如三峽大壩工程、上海金茂大廈、上海磁懸浮列車、杭州灣跨海大橋等)所用的聚羧酸系減水劑幾乎完全依賴進口。因此研究開發聚羧酸系高效減水劑，適應新的工程的需要，無論在理論上，還是在實際應用上都有非常重要的意義，成為高效減水劑研究開發最活躍的領域之一。

大單體的制備是合成聚羧酸系減水劑的關鍵技術之一。在減水劑分子結構中通過大單體引入支鏈聚氧化乙烯基鏈，提供空間位阻作用，為減水劑分子貢獻分散性和優良的分散保持性能。因此合成高質量的大單體是減水劑的綜合性能的基本保證。目前合成大單體的方法有甲基丙烯酸直接酯化法、甲基丙烯酸甲酯酯交換法、馬來酸酐酯化法、直接醇化法、烯醇與環氧乙烷聚合法。其中采用甲基丙烯酸直接酯化法的原料容易采購，反應條件容易控制，同時對設備的要求不高，就一般現有的化工廠設備均能滿足生產的需要；無環境污染。本方法合成的大單體質量穩定，酯化率可達99％以上，制備的減水劑具有高減水率，超過同類產品性能。

發明內容：

聚羧酸系混凝土減水劑大單體——甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯及其制備方法，其特征在于反應物組分(重量百分比)為：

甲基丙烯酸：???????8.65～9.32％

聚乙二醇單甲醚：???39.4％

反應活化劑：???????3～7％

副反應抑制劑：?????0.01～0.2％

分散帶水劑：???????40～60％

按以上反應物組分將所有反應物放入帶有油水分離器的反應容器中，緩慢加熱(1～2℃/min)，在80℃保溫0.5～1h，再緩慢升高溫度(1～2℃/min)，直至反應物共沸，反應6～8h，自然冷卻至室溫，除去雜質，得到甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯。其中：反應活化劑由對甲苯磺酸、硫酸氫鈉與活性炭按1∶1∶1(重量比)復合而成；副反應抑制劑由對苯二酚、對羥基苯甲醚與三氯化鐵按1∶1∶1(重量比)復合而成；分散帶水劑由甲苯與環己烷按4∶1(重量比)復合而成。

具體實施例：

表1具體實施例

其中：反應活化劑由對甲苯磺酸、硫酸氫鈉與活性炭按1∶1∶1(重量比)復合而成；

副反應抑制劑由對苯二酚、對羥基苯甲醚與三氯化鐵按1∶1∶1(重量比)復合而成；

分散帶水劑由甲苯與環己烷按4∶1(重量比)復合而成。

表2性能評價