[發(fā)明專利]一種聚氧乙烯醚單體、其合成方法及在減水劑合成中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010101123.6
• 申請(qǐng)日: 2010-01-26
• 公開（公告）號(hào): CN101775133A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱建民;劉兆濱;仲崇綱;董振鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧奧克化學(xué)股份有限公司
• 主分類號(hào): C08G65/48
• 分類號(hào): C08G65/48;C07C43/16;C07C41/18;C08F290/06;C04B24/26;C04B24/16;C04B103/30
• 代理公司: 北京萬科園知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11230
• 代理人: 張亞軍;夏新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚氧乙烯醚單體、其合成方法與應(yīng)用，屬于混凝土外加劑 的原料合成技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

聚羧酸系高效減水劑是繼以木鈣為代表的普通減水劑和以萘系為代表的高 效減水劑之后發(fā)展起來的第三代高效減水劑。這類減水劑根據(jù)大單體的不同， 主要分為醚類和酯類兩種聚羧酸系減水劑，目前酯類聚羧酸系減水劑性能較好， 但成本高；醚類聚羧酸系減水劑成本較低，但性能稍差。大單體是聚羧酸減水 劑合成的主要成分，對(duì)減水劑的性能和價(jià)格有至關(guān)重要的影響。傳統(tǒng)的酯類大 單體的制備方法是甲基封端的聚乙二醇與甲基丙烯酸和丙烯酸(或其相應(yīng)的酸 酐)在催化劑的作用下加成制得，由于消耗了甲基丙烯酸和丙烯酸(或其相應(yīng) 的酸酐)等昂貴原料，所以產(chǎn)品成本偏高；醚類大單體的制備方法是由烯丙醇 和烯丁醇等小分子不飽和醇加成環(huán)氧乙烷而制得的，用于減水劑合成時(shí)，其端 基特性發(fā)揮不如酯類，所以減水劑性能稍差，但因醚類大單體生產(chǎn)時(shí)消耗烯丙 醇和烯丁醇等昂貴原料較少，因此成本較低。這兩類大單體均有不足，尋找一 種較為理想的替代品已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)需求。本發(fā)明提供了一種新的聚氧乙烯醚大 單體的合成方法，即以不同分子量的聚乙二醇單甲醚為原料，在脫水催化劑和 帶水劑的作用下發(fā)生分子內(nèi)羥基脫水反應(yīng)制得甲氧基聚乙二醇乙烯醚。由于工 藝避開了甲基丙烯酸、丙烯酸、烯丙醇，烯丁醇等昂貴原料的使用，并且其產(chǎn) 品結(jié)構(gòu)保留了酯類大單體的端基特性，用其制備的聚氧乙烯醚大單體應(yīng)用于聚 羧酸系減水劑，成本低于酯類大單體，性能優(yōu)于醚類大單體，這種聚氧乙烯醚 大單體是一種較好的替代品。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種聚氧乙烯醚單體，同時(shí)克服現(xiàn)有技術(shù)中酯類大單 體和醚類大單體所具有的缺陷，不僅成本低廉而且具有較好使用性能。

本發(fā)明另一個(gè)目是提供一種所述聚氧乙烯醚單體的制備方法，使聚氧乙烯 醚單體的生產(chǎn)成本低廉、工藝合理且操作簡(jiǎn)單。

本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種所述聚氧乙烯醚單體在制備混凝土減水劑 中的應(yīng)用。

本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

提供一種聚氧乙烯醚單體，它是由聚乙二醇單甲醚為原料脫水反應(yīng)而成的 甲氧基聚乙二醇乙烯醚，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₃O(CH₂CH₂O)_nCH＝CH₂，其中n為 10～44的整數(shù)。

所述的甲氧基聚乙二醇乙烯醚的分子量?jī)?yōu)選500～2000。

本發(fā)明還提供所述聚氧乙烯醚單體的制備方法，包括以下步驟：

1)以不同分子量的聚乙二醇單甲醚為原料，將其與脫水催化劑、帶水劑和 阻聚劑配制成混合溶液，其中，按重量計(jì)，所述催化劑的用量為原料的0.1～10％， 所述帶水劑的用量為原料的5～10％，所述阻聚劑的用量為原料的0.01～0.1％；

2)將步驟1)配制的混合溶液在140～170℃下發(fā)生分子內(nèi)脫水反應(yīng)，反應(yīng) 時(shí)間為4～8小時(shí)，即得到所述的聚氧乙烯醚單體。

所述脫水催化劑可以選自負(fù)載磷酸或磷酸與硫酸的混合物的氧化鋁(簡(jiǎn)記 為AH)、濃硫酸、發(fā)煙硫酸或三氧化硫中的一種；所述AH是由氧化鋁經(jīng)濃磷 酸或磷酸與硫酸質(zhì)量比為1～10∶1的混合物浸漬而得，其用量?jī)?yōu)選為原料重量的 2～10％；濃硫酸、發(fā)煙硫酸或三氧化硫的用量?jī)?yōu)選為原料重量的0.1～3％。

所述帶水劑優(yōu)選環(huán)己烷。

所述阻聚劑可以選自吩噻嗪、苯醌或?qū)Ρ蕉又械囊环N。

為使反應(yīng)進(jìn)行徹底，反應(yīng)過程中形成的水被帶水劑帶出。

本發(fā)明還提供所述聚氧乙烯醚單體在制備混凝土減水劑中的應(yīng)用，是將所 述聚氧乙烯醚單體與低碳分子單體共聚得到聚羧酸減水劑。

所述應(yīng)用具體是在引發(fā)劑的作用下，將所述聚氧乙烯醚單體與低碳分子單 體進(jìn)行水溶液共聚，其中所述的低碳分子單體總用量為聚氧乙烯醚單體質(zhì)量的 10％～30％，所述引發(fā)劑用量為所有單體總質(zhì)量的0.5％～5％，聚合溫度控制在 60～95℃，聚合反應(yīng)時(shí)間為3～5h。

所述的低碳分子單體可以是丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐、甲基丙烯磺酸鈉 或巰基丙酸等。

所述的引發(fā)劑優(yōu)選過硫酸銨、雙氧水或抗壞血酸。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出優(yōu)點(diǎn)：