[發明專利]混凝土保坍劑中間體合成方法

在審

• 申請號: 201710129530.X
• 申請日: 2017-03-06
• 公開（公告）號: CN107141216A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 魏曉宏
• 申請（專利權）人: 四川金江建材科技有限公司
• 主分類號: C07C67/08
• 分類號: C07C67/08;C07C67/333;C07C69/60;C04B24/26
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技術領域

本發明涉及混凝土保坍劑中間體領域，特別是指一種順酐馬來酸單二甲酯的合成新工藝。

背景技術

近幾十年來問世并逐步完善的聚羧酸減水劑與傳統的減水劑相比，雖然具有摻量低，減水率高，分子結構設計靈活等特點，但面對水泥、混凝土天然優質砂石等原材料的匱乏，為解決環境污染，對應混凝土施工方式以分散的現場攪拌全面進入到現在的自動化程度很高的集中攪拌、長距離的機械化運輸、施工現場的泵送以及高低溫作業，單純依賴聚羧酸高效減水劑解決混凝土坍落度損失快、混凝土和易性差、與水泥不適應的問題，已經很難體現聚羧酸高效減水劑的優勢。

為解決這些問題，外加劑生產工作者和混凝土生產企業通常采用以下手段：

〈1〉、以聚羧酸高效減水劑同葡萄糖酸鈉、蔗糖、糖蜜和無機緩凝劑等復配；

〈2〉、向混凝土多次補加羧酸高效減水劑；

〈3〉、攪拌混凝土時對高效減水劑實施后摻法；

〈4〉、用帶有酯基的丙烯酸羥乙酯和羥丙酯等小單體與異戍烯醇聚氧乙烯醚、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚大單體在引發劑、鏈轉移劑作用下進行水溶基聚合聚羧酸保坍劑。

以上這些方法的弊端在于：第一、緩凝劑的加入不能從根本上解決混凝土坍損的問題，若遇水泥不適應非但不能增加保坍能力，還將出現假凝或不凝，過多的摻入緩凝劑會使混凝土凝結時間延長，降低混凝土質量，影響施工進度。第二、多次摻加高效減水劑會增加混凝土生產成本，摻加不合適或多摻誤摻會使混凝土離析泌水造成堵泵。第三、攪拌混凝土時，高效減水劑實施后摻法會增加攪拌的磨損，增加設備的改造費，而且生產操作煩鎖。第四、用聚氧乙烯大單體同丙烯酸羥丙酯、羥乙酯聚合保坍劑與羧酸減水劑復配確有增加混凝土的保坍能力，但丙稀酸羥乙酯和丙烯酸羥丙酯屬丙烯酸分別與環氧乙烷、環氧丙烷在催化劑的作用下酯化而成，環氧乙烷和環氧丙烷屬高危物體，合成酯化安全風險大，酯化成本高，市場售價高，合成的聚羧酸保坍劑生產成本高。且聚合的工藝也相對較為復雜。更主要的是保坍效果雖好，但不能解決混凝土泌水離析問題。

于是研發比丙烯酸羥乙酯和丙烯酸羥丙酯成本低廉，生產簡單，安全風險性小，既有抑制混凝土泌水功能，且保坍效果更優秀的聚羧酸保坍效劑就是本專利發明的主要目的。

發明內容

本發明提出一種混凝土保坍劑中間體合成方法，反應收率高，生產成本低，無粉塵、無煙氣、無廢水排放，無環境污染，其酯化排出的水可用于聚羧酸保坍劑的合成，生產過程簡單。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種混凝土保坍劑中間體合成方法，所述方法為馬來酸酐與甲醇先醇解然后加催化劑酯化反應生成，所述的催化劑為三氯化鋁；

具體反應式如下：

第一階段反應式為

CH₃OH+C₄H₂O₃--HOOCCH＝CHCOOCH₃

第二階段反應式為

2CH₃OH+C₄H₂O₃--CH₂OOCCH＝CHCOOCH₃+H₂O

其制備方法包括以下步驟：

步驟a.在裝有回流冷凝器的500mL三口反應瓶中依次加入甲醇、馬來酸酐，加熱到25度，開始記時；

步驟b.利用醇解放熱的原理讓其自然升溫到60度，反應3小時后，加三氯化鋁，繼續升溫至105度，再保溫4小時；

步驟c.控制甲醇和馬來酸單甲酯反應生成的酯化水，所需的順酐馬來酸單二甲酯就達到設計要求。

作為優選，所述催化劑三氯化鋁的加入量為馬來酸酐和甲醇總質量的0.1～0.8％。

作為優選，所述醇解酯化反應在回流溫度下進行，反應時間為5～10小時。

作為優選，進行醇解酯化反應時，所述的甲醇相對于馬來酸酐是過量的。

作為優選，所述甲醇與馬來酸酐的質量比為1-8：1。

作為優選，所述反應分兩個階段進行，第一階段，一次性投入過量的甲醇和馬來酸酐進行醇解反應1-3小時；第二階段，醇解結束，再投入催化劑三氣氯化鉆，酯化反應5-8小時。

作為優選，所述第一階段醇解反應溫度為20-60℃，第二階段酯化反溫度為 60-110℃。