[發明專利]一種纖維素基大單體及硅改性聚羧酸減水劑的制備方法

有效

• 申請號: 201711062699.4
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107793533B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 暢偉賢;郭新岳;閻國勝;閆耀騫
• 申請（專利權）人: 岳托科技（北京）有限公司
• 主分類號: C08F251/02
• 分類號: C08F251/02;C08F230/08;C08B15/02;C04B24/26;C04B24/38;C04B103/30
• 代理公司: 南京業騰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32321
• 代理人: 鄭婷

1.一種纖維素基大單體及硅改性聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)單體制備

a.纖維素基大單體的制備：將富含纖維素的生物質破碎至20～200目，加入稀鹽酸混勻，升溫至50～80℃水解，冷卻至室溫，再經過過濾、水洗至中性，在50～60℃下真空干燥，即得到微晶纖維素原料；

將上述微晶纖維素原料和不飽和羧酸或酸酐加入反應器中，經微波輔助處理，加入酸催化劑、阻聚劑，攪拌加熱至60～120℃進行酯化反應，反應時間3～10h，即得到纖維素基大單體；

其中，不飽和羧酸為甲基丙烯酸、丙烯酸或馬來酸，酸酐為馬來酸酐；

酸催化劑為硫酸、硫酸氫鈉或對甲苯磺酸；且酸催化劑的質量為微晶纖維素原料和不飽和羧酸或酸酐總質量的1.0～4.0％；

阻聚劑為叔丁基鄰苯二酚、對苯二酚、甲基苯胺或聯苯胺；且阻聚劑的質量為微晶纖維素原料和不飽和羧酸或酸酐總質量的0.02～0.20％；

b.硅烷改性羧酸酯單體的制備：將硅烷偶聯劑滴加到不飽和羧酸或酸酐中，再加入酸催化劑、阻聚劑，混勻反應2～3h，反應溫度50～80℃，即得到硅烷改性羧酸酯單體；

其中，不飽和羧酸為甲基丙烯酸、丙烯酸或馬來酸，酸酐為馬來酸酐；

酸催化劑為硫酸或對甲苯磺酸；且酸催化劑的質量為硅烷偶聯劑和不飽和羧酸或酸酐總質量的1.0～6.0％；

阻聚劑為叔丁基鄰苯二酚或對苯二酚；且阻聚劑的質量為硅烷偶聯劑和不飽和羧酸或酸酐總質量的0.02～0.40％；

(2)自由基共聚：在反應器中加入上述纖維素基大單體、硅烷改性羧酸酯單體和水，加熱至50～90℃，在0.5～2.5h內分別依次滴加不飽和羧酸或酸酐、鏈引發劑和鏈轉移劑，反應2～7h后，停止加熱，得到共聚產物；

其中，鏈引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀或過氧化氫；且鏈引發劑的質量為纖維素基大單體、不飽和羧酸或酸酐以及硅烷改性羧酸酯單體總質量的0.2～4.0％；

鏈轉移劑為巰基丙酸、甲基丙烯磺酸鈉、巰基乙醇或異丙醇；且鏈轉移劑的質量為纖維素基大單體、不飽和羧酸或酸酐以及硅烷改性羧酸酯單體總質量的1.0～5.0％；

水的質量為纖維素基大單體、不飽和羧酸或酸酐以及硅烷改性羧酸酯單體總質量的2～6倍；

(3)中和后處理：在上述共聚產物中加氫氧化鈉溶液調節pH至4～6，加水稀釋至質量分數為20～25％，即得到纖維素基大單體及硅改性聚羧酸減水劑。

2.根據權利要求1所述的纖維素基大單體及硅改性聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于：步驟a中纖維素基大單體的葡萄糖單元聚合度為10～50，分子量為1800～1900。

3.根據權利要求1所述的纖維素基大單體及硅改性聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于：步驟a中微晶纖維素原料和不飽和羧酸或酸酐的摩爾比為1:10～1:30。

4.根據權利要求1所述的纖維素基大單體及硅改性聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于：步驟b中硅烷偶聯劑為氯乙基三甲氧基硅烷、氯丙基三乙氧基硅烷或氨丙基三甲氧基硅烷中；纖維素基大單體和硅烷偶聯劑的摩爾比為1:1～1:4；硅烷偶聯劑和不飽和羧酸或酸酐的摩爾比為1:1～1:3。

5.根據權利要求1所述的纖維素基大單體及硅改性聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于：步驟(2)中纖維素基大單體與硅烷改性羧酸酯單體摩爾數之和與不飽和羧酸或酸酐的摩爾比為1:1～1:5。

6.根據權利要求1所述的纖維素基大單體及硅改性聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于：富含纖維素的生物質為秸稈、鋸末、甘蔗渣或稻糠。