[發明專利]固體酸酯化制備聚羧酸減水劑的方法

有效

• 申請號: 201110442898.4
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN103183794A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 孫克儉;孫肖武;王世興;惠薔
• 申請（專利權）人: 山西黃騰化工有限公司
• 主分類號: C08F290/06
• 分類號: C08F290/06;C08G65/48;C04B24/16;C04B103/30
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 鐘晶;於毓楨

技術領域

本發明涉及一種混凝土減水劑的制備方法，特別是涉及通過固體不飽和酸與聚乙二醇單甲醚的酯化共聚反應來制備高性能混凝土減水劑的方法。

背景技術

聚羧酸減水劑作為高性能混凝土中不可缺少的組分，國內外對聚羧酸減水劑的合成制備技術進行了大量的研究，其重要特點之一是分子結構的可設計性。選擇一條安全、易于操作、成本較低的合成路線，是能否使產品實現工業化、推向市場的關鍵條件。

當前，常用的合成酯類減水劑的技術是將甲基丙烯酸與聚乙二醇單甲醚在適當的阻聚劑和催化劑作用下進行酯化反應。由于反應中有揮發性的酸的參與，就需要回流裝置。又因為需要將反應中生成的水及時除去，以促使酯化反應完全，就需要在回流的同時增加分水裝置，這使得酯化工藝復雜、對設備要求高、處理成本高。

因此，如果能夠在酯化過程中使用固體酸，則可以簡化酯化工藝，只需在酯化反應過程中使酯化反應釜保持與大氣相通，就能使反應生產的水分及時揮發，保證充分的酯化率。

為了解決這一問題，本發明提供了一種聚羧酸減水劑大分子單體的合成及聚合方法，該方法操作簡單，無需分水設備，無需回收裝置，生產成本低，能耗低。

發明內容

本發明的一種聚羧酸減水劑的酯化方法，包括下列步驟：

1)酯化反應：在酯化反應釜內，加入規定量的已融化的液態聚乙二醇單甲醚MPEG，再加入復合阻聚劑，充分攪拌后，加入固體不飽和羧酸，再加入復合催化劑，升溫到110～125℃，保溫反應5～6小時，降溫到50℃，得到酯化大分子單體；

2)聚合反應：在聚合釜中，將酯化大分子單體加水稀釋到濃度為50重量％，溫度控制在0～35℃，在攪拌的情況下，依次加入聚合性小單體、引發劑，攪拌均勻后，靜置反應3～4小時。

3)中和，在中和釜中，用NaOH溶液將靜置聚合液調整到PH6～8，得到聚羧酸水溶液。加水，調整聚羧酸溶液濃度為40重量％，攪拌均勻即可。

其中，所述聚乙二醇單甲醚MPEG分子量在1000～2400.

其中所述的復合阻聚劑優選為吩噻嗪和對苯二酚的質量比為1∶2的混合物。

其中所述的固體不飽和羧酸優選為從馬來酸酐、衣康酸、富馬酸、檸康酸中選擇的一種以上。

其中所述的復合催化劑優選為對甲苯磺酸和濃度98重量％H₂SO₄質量比為1∶1的混合物。

其中所述的聚合性小單體為從甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、烯丙基磺酸鈉、甲基丙烯磺酸鈉、苯乙烯、苯乙烯磺酸鈉中選擇的一種以上，優選為甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯磺酸鈉中選擇的一種以上。

其中所述的引發劑為從過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉等中選擇的一種以上；優選為過硫酸鉀。

其中所述的聚乙二醇單甲醚MPEG與固體酸的質量比為2～5∶1。

其中所述的復合阻聚劑用量為聚乙二醇單甲醚MPEG與固體不飽和羧酸的總質量的0.1～0.8％。

其中所述的復合催化劑用量為聚乙二醇單甲醚MPEG與固體不飽和羧酸的總質量的1.0～6.0％。

其中所述的聚合性小單體用量為聚乙二醇單甲醚MPEG與固體不飽和羧酸的總質量的0.1～4.0％。

其中所述的引發劑用量為聚乙二醇單甲醚MPEG與固體不飽和羧酸的總質量的3.0～8.0％。

本發明的優點：生產成本低，工藝簡單，生產操作易行，對設備腐蝕劑和環境污染小，且酯化過程不需分水、回流裝置，聚合過程為靜置反應，節約能源。

具體實施方式

以下通過一些實施例進一步闡述說明，但不限于本發明。

本發明的一種聚羧酸減水劑的酯化方法，包括下列步驟：

1)酯化反應：在酯化反應釜內，加入規定量的已融化的液態聚乙二醇單甲醚MPEG，再加入復合阻聚劑，充分攪拌后，加入固體不飽和羧酸，再加入復合催化劑，升溫到110～125℃，保溫反應5～6小時，降溫到50℃，得到酯化大分子單體；

2)聚合反應：在聚合釜中，將酯化大分子單體加水稀釋到濃度為50重量％，溫度控制在0～35℃，在攪拌的情況下，依次加入聚合性小單體、引發劑，攪拌均勻后，靜置反應3～4小時；

3)中和，在中和釜中，用NaOH溶液將靜置聚合液調整到PH6～8，得到聚羧酸水溶液。加水，調整聚羧酸溶液濃度為40重量％，攪拌均勻。

其中，所述聚乙二醇單甲醚MPEG分子量在1000～2400。