[發明專利]一種順丁烯二酸二酯及其合成方法，以及其在制備聚羧酸減水劑中的應用

在審

• 申請號: 201811425792.1
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109574840A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 楊俊;范青松;董振鵬;于學龍
• 申請（專利權）人: 四川奧克石達化學股份有限公司
• 主分類號: C07C69/60
• 分類號: C07C69/60;C07C67/26;C07C67/29;C07C69/73;C07C67/08;C08F283/06;C08F220/06;C08G65/26;C04B24/26;C04B103/30
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 趙宇

本發明公開了一種順丁烯二酸二酯及其合成方法，以及其在制備聚羧酸減水劑中的應用，本發明采用順丁烯二酸酐醇解生成順丁烯二酸單酯，再與環氧乙烷或環氧丙烷和環氧乙烷聚合生成一種的新的二酯，即順丁烯二酸二酯，該順丁烯二酸二酯可取代丙烯酸酯類用于制備聚羧酸減水劑，提高聚羧酸減水劑的保坍性能，可保證預拌混凝土在兩個小時內的坍落度損失較小，且整個反應，結構與分子量可控，反應平穩，無水產生，綠色環保，收率高，制備工藝簡單，易于實現工業化生產，順丁烯二酸二酯的結構式如下：其中，R為甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基或二乙二醇單甲醚基，m和n均為整數，且m為0～8，n為1～15。

技術領域

本發明屬于化學合成技術領域，具體涉及一種順丁烯二酸二酯及其合成方法，以及其 在制備聚羧酸減水劑中的應用。

背景技術

聚羧酸減水劑因其摻量低、減水率高、坍落度損失小、水泥適應性好、分子結構可調性 強、綠色環保等優越性能而成為混凝土外加劑的核心成分。聚羧酸減水劑為了實現長時間 的坍落度保持能力，通常在分子主鏈中引入丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯等酯類基團，利 用混凝土堿性條件下逐步酯解，達到持續吸附、持續分散的目的，但丙烯酸酯類容易自聚， 安定性不好，同時單酯釋放速度快，難以達到長時間的保塑能力，并且，酯化方式通常采 用酸催化進行，酯化過程中有水產生且過程可逆，收率低。

發明內容

本發明的目的在于：針對上述現有由丙烯酸酯類制備的聚羧酸減水劑存在保坍性能差 的問題，本發明提供一種順丁烯二酸二酯及其合成方法，以及其在制備聚羧酸減水劑中的 應用，該順丁烯二酸二酯取代丙烯酸酯類制備的聚羧酸減水劑保坍性能好，可保證預拌混 凝土在兩個小時內的坍落度損失較小。

本發明采用的技術方案如下：

一種順丁烯二酸二酯，其結構式如下：

其中，R為甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基或二乙二醇單甲醚基，m和n均為整數，且m為0～8，n為1～15。

進一步地，順丁烯二酸二酯的分子量為156～1346。

一種順丁烯二酸二酯的合成方法，包括以下步驟：

(1)順丁烯二酸酐與醇反應生成順丁烯二酸單酯；

(2)m為0時，順丁烯二酸單酯在催化劑作用下與環氧乙烷生成所述順丁烯二酸二酯； m為1～8時，順丁烯二酸單酯先與環氧丙烷在催化劑作用下反應生成中間體，中間體再在催 化劑作用下與環氧乙烷反應生成所述順丁烯二酸二酯，其中，中間體的結構式如下；

進一步地，順丁烯二酸酐、醇、環氧丙烷、環氧乙烷、催化劑的質量比為100：(30～125)： (0～475)：(40～675)：(0.08～2.5)。

進一步地，步驟(1)中，醇為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、正丁醇或二乙二醇單甲醚。

進一步地，步驟(1)中，順丁烯二酸酐與醇在60℃下攪拌反應3h，然后升溫至90℃反應2h，反應完成后，減壓蒸餾除去未反應的醇，得到順丁烯二酸單酯。

進一步地，催化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫鈉、乙醇鈉、甲醇鈉、金屬鈉中的一種或多種。

進一步地，步驟(2)中，m為0時，方法為：氮氣置換反應釜中的氣體，依次加入順 丁烯二酸單酯、催化劑，升溫至90～130℃，開始加入環氧乙烷，壓力達到0.05mp后停止， 當壓力下降到0.04mp后，繼續加入環氧乙烷，壓力達到0.1mp后停止，當壓力下降到0.08mp 后，繼續加入環氧乙烷，壓力達到0.15mp后停止，當壓力下降到0.12mp后，持續通入環 氧乙烷，并控制反應溫度為105～135℃，壓力為0.20～0.25mp；反應完成后，降壓、降溫即 得所述順丁烯二酸二酯。