聚羧酸系减水剂单体聚醚、及其中间体的制备方法技术

技术编号:15738574 阅读:47 留言:0更新日期:2017-07-02 00:54
本发明专利技术公开了一种聚羧酸系减水剂单体聚醚及其中间体的制备方法。本发明专利技术的聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体的制备方法,包括:在35℃以下,在氮气鼓泡条件下,将含水量小于0.05%的烯醇类起始剂与催化剂混合进行反应;所述的烯醇类起始剂与催化剂混合时及反应过程中均不进行搅拌。本发明专利技术的聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体的制备方法,可以明显减少副反应物的含量,以及减少设备的损坏,并且生产过程安全,操作方法简便,由其制备得到的聚羧酸系减水剂单体聚醚杂质少。

Method for preparing polycarboxylate type water reducing agent monomer polyether and its intermediate

The invention discloses a polycarboxylic acid water reducing agent monomer polyether and a preparation method of the intermediate thereof. Including the polycarboxylate superplasticizer monomer polyether intermediates in the preparation method of the invention: at 35 DEG C, in nitrogen bubbling conditions, the water content is less than 0.05% of the enol initiator and catalyst mixed reaction; the enol initiator and catalyst mixture and the reaction process were not stir. Polycarboxylate superplasticizer monomer polyether intermediates in the preparation method of the invention, can significantly reduce the content of side of the reactants, and reduce the damage to the equipment, and the production process is safe, easy operation method, the prepared polycarboxylic acid superplasticizer polyether monomer less impurities.

【技术实现步骤摘要】
聚羧酸系减水剂单体聚醚、及其中间体的制备方法
本专利技术涉及一种聚羧酸系减水剂单体聚醚、及其中间体的制备方法。
技术介绍
减水剂广泛应用于建筑领域,混凝土砂浆方面,可以明显改善混凝土制品的性能,减少水的加入量,缩短养生时间,并且最近几年,广泛应用于我国高速铁路的建设中,而且也被民用建筑所广泛使用。现有的减水剂单体聚醚的生产普遍采用间歇釜式生产,由于生产过程中催化剂加入方式的影响,使得产品品质偏低,使得一部分未反应的环氧化物以小分子的名义被排出,排放到其他吸收介质中、或者直接排放到环境中,既造成了污染又浪费了资源。现有的生产方法具有以下缺点:(1)环氧化物残余;(2)吸收环氧化物排放带来问题;(3)浪费资源;(4)生产安全性不高;(5)环氧化物的残余以及副反应,给减水剂性能造成影响。目前国家建筑节能要求发布,而聚羧酸减水剂用量大增。随着减水剂单体聚醚的需求量和产量逐渐增加,减水剂单体聚醚生产过程中环氧化物的残余以及副反应问题亟待解决,并且副反应物已经影响到了聚羧酸减水剂的质量,也给环保带来了负面影响。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于,为了克服现有技术中聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体生产过程中安全性不高,容易造成设备损坏、反应时间长、催化剂溶解不完全、副产物较多,制得的聚羧酸系减水剂单体聚醚杂质较多等缺陷,而提供了一种聚羧酸系减水剂单体聚醚、及其中间体的制备方法。本专利技术的聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体的制备方法,克服了催化剂在烯醇类起始剂中溶解不完全的缺陷,可以明显减少副反应物的含量,以及减少设备的损坏,并且生产过程安全,操作方法简便,由其制备得到的聚羧酸系减水剂单体聚醚杂质少。本专利技术提供了一种聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体的制备方法,其包括如下步骤:在35℃以下,在氮气鼓泡条件下,将含水量小于0.05%的烯醇类起始剂与催化剂混合进行反应;所述的烯醇类起始剂与催化剂混合时及反应过程中均不进行搅拌;其中,含水量指水分占烯醇类起始剂的质量分数。所述的聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体的制备方法优选包括以下步骤:将烯醇类起始剂搅拌均匀,控制温度为30-25℃,检测含水量小于0.05%,在35℃以下,在氮气鼓泡条件下,将催化剂加入烯醇类起始剂中进行反应;所述的烯醇类起始剂与催化剂混合时及反应过程中均不进行搅拌。其中,所述的搅拌是为了使物料在反应釜中水分均匀,另外还可起到降温作用。所述的检测含水量的方法可采用国标检测(GB6283《化工产品中水分含量的测定卡尔费休法(通用方法)》),如果含水量超标,则重新混入烯醇类起始剂,以稀释水分使其合格。所述的烯醇类起始剂易吸水,长时间放置,含水量会提升,但新生产的烯醇类起始剂含水量比较低,一般为0.02%左右(质量分数)。所述的聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体的制备方法中,控制水分的含量小于0.05%,可避免杂质聚乙二醇(PEG)的产生,PEG的产生会影响减水剂合成,在合成中产生大量泡沫,严重影响减水剂的减水率等指标。所述的烯醇类起始剂可为本领域常用的烯醇类起始剂,优选异戊烯醇、甲基丙烯醇和4-羟基丁基乙烯基醚中的一种或几种,更优选异戊烯醇和/或甲基丙烯醇。所述的催化剂可为本领域常用的碱金属、碱金属的氢氧化物、碱金属的醇类盐和碱金属的氢化物中的一种或多种。所述的碱金属优选金属钠,一般为工业钠金属,可为条状或者块状。所述的碱金属的氢化物优选氢化钠和/或氢化钾。所述的碱金属的氢氧化物优选氢氧化钾。所述的碱金属的醇类盐优选甲醇钾和/或甲醇钠等。所述的鼓泡条件优选将反应体系的压力维持在0~0.02Mpa,优选0~0.01Mpa之间(压力表读数)。采用氮气鼓泡条件的目的在于通入氮气排出反应过程中产生的氢气,以保证生产,尤其是工业化生产时的安全。所述的催化剂与烯醇类起始剂的质量比优选(3-5):100,更优选(2.2-2.4):100。所述的聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体的制备方法采用的反应釜可为本领域工业化反应时常规使用的反应釜,较佳地还配备有通气装置和放空管线。所述的通气装置可为本领域常规的通气装置,其主要为在反应体系中通入氮气以进行鼓泡操作提供通路。所述的放空管线可为本领域常规的放空管线,其主要为排出反应过程中生成的氢气提供通路,保证反应安全进行。所述的聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体的制备方法采用的反应釜优选还包括戴手套箱和真空管线。其中,手套箱起到投料器的作用,因为碱金属有腐蚀性并且易于水反应,出于安全可考虑采用手套箱投料,在投料过程中手套箱是封闭的,通过橡胶手套投料,而且手套箱中可以进行氮气置换,投料过程在氮气氛围下进行。真空管线可在投料时使用,并且在氮气置换反应釜内气体时也可采用真空管线,普遍操作如下:抽真空到-0.098Mpa,关闭真空阀门静压抽入醇或由管线入烯醇类起始剂,烯醇类起始剂加料完毕,氮气加压到0.2Mpa,抽真空到-0.098Mpa,在氮气加压到0.2Mpa,再抽负压到-0.098Mpa,氮气补压到0-0.02Mpa,打开放空阀门保持氮气压力在0-0.02Mpa。所述的聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体的制备方法中,所述的反应的温度优选25-35℃。在烯醇类起始剂与催化剂混合过程中会产生放热,使温度升高,从而影响催化剂质量,造成产品杂质含量高。所述的聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体的制备方法中,所述的聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体通常指烯醇类起始剂中羟基与催化剂反应后,催化剂中含有的碱金属替换烯醇类起始剂中羟基氢后得到的碱金属的烯醇类盐。所述的聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体的制备方法中,所述的反应较佳地将催化剂投入烯醇类起始剂中。所述的催化剂优选块状、条状和圆柱形块状中的一种或多种。所述的圆柱形块状的催化剂的优选参数为:直径1-2cm且长度2-3cm以下。所述的聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体的制备方法中,较佳地,将烯醇类起始剂与催化剂完全混合后再反应4-6小时左右,优选5小时。所述的制备聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体的反应进程可通过本领域的常规方法进行监测,一般以开搅拌后釜中无响声并且开釜观察无明显催化剂块状时作为反应的终点。本专利技术还提供了一种聚羧酸系减水剂单体聚醚的制备方法,其包括以下步骤:1)按所述的聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体的制备方法制备得到聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体;2)将步骤1)得到的聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体与环氧化物反应。在聚羧酸系减水剂单体聚醚的制备方法中,步骤2)优选包括以下步骤:(1)惰性气体气氛下,在115℃以下将所述的聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体与环氧化物混合,同时控制反应压力0.4Mpa以下;(2)保持反应温度熟化。在聚羧酸系减水剂单体聚醚的制备方法中,步骤(1)中,所述的惰性气体优选氮气。所述的惰性气体气氛优选采用以下操作实现:先通入氮气使体系压力为0.2Mpa,后排压到0Mpa,再抽真空到-0.098Mpa,如此操作2次,则置换完成。采用上述氮气置换的目的为,去除反应釜中含有的气体阻聚成分,例如氧气。在聚羧酸系减水剂单体聚醚的制备方法中,步骤(1)可按本领域常规的方法进行,其各反应条件和步骤均可参考本领域该类反应的常规条件和步骤。本专利技术优选以下条件:所述的环氧化物可为本领域常规使用的各种环氧化物,较佳地为环氧乙烷和环氧丙烷中的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体的制备方法,其包括如下步骤:在35℃以下,在氮气鼓泡条件下,将含水量小于0.05%的烯醇类起始剂与催化剂混合进行反应;所述的烯醇类起始剂与催化剂混合时及反应过程中均不进行搅拌;其中,含水量指水分占烯醇类起始剂的质量分数。

【技术特征摘要】
1.一种聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体的制备方法,其包括如下步骤:在35℃以下,在氮气鼓泡条件下,将含水量小于0.05%的烯醇类起始剂与催化剂混合进行反应;所述的烯醇类起始剂与催化剂混合时及反应过程中均不进行搅拌;其中,含水量指水分占烯醇类起始剂的质量分数。2.如权利要求1所述的聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:将烯醇类起始剂搅拌均匀,控制温度为25-30℃,检测含水量小于0.05%,在35℃以下,在氮气鼓泡条件下,将催化剂加入烯醇类起始剂中进行反应;所述的烯醇类起始剂与催化剂混合时及反应过程中均不进行搅拌。3.如权利要求2所述的聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体的制备方法,其特征在于:所述的检测含水量的方法采用GB6283《化工产品中水分含量的测定卡尔费休法(通用方法)》中记载的方法,如果含水量超标,则重新混入含水量小于0.05%的烯醇类起始剂。4.如权利要求3所述的聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体的制备方法,其特征在于:如果所述的含水量超标,则重新混入含水量0.02%以下的烯醇类起始剂。5.如权利要求1所述的聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体的制备方法,其特征在于:所述的烯醇类起始剂为异戊烯醇、甲基丙烯醇和4-羟基丁基乙烯基醚中的一种或几种;和/或,所述的催化剂为碱金属、碱金属的氢氧化物、碱金属的醇类盐和碱金属的氢化物中的一种或多种;和/或,所述的鼓泡条件为将反应体系的压力维持在0~0.02Mpa之间,该压力为压力表读数;和/或,所述的催化剂与烯醇类起始剂的质量比为(3-5):100;和/或,所述的反应的温度为25-35℃;和/或,所述的反应中,将催化剂投入烯醇类起始剂中;所述的催化剂为块状、条状和圆柱形块状中的一种或多种;和/或,所述的烯醇类起始剂与催化剂完全混合后再反应4-6小时。6.如权利要求5所述的聚羧酸系减水剂单体聚醚中间体的制备方法,其特征在于:当所述的催化剂为碱金属时,所述的碱金属为金属钠;当所述的催化剂为碱金属的氢化物时,所述的碱金属的氢化物为氢化钠和/或氢化钾;当所述的催化剂为碱金属的氢氧化物时,所述的碱金属的氢氧化物为氢氧化钾;当所述的催化剂为碱金属的醇类盐时,所述的碱金属的醇类盐为甲醇钾和/或甲醇钠;和/或,所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵鑫涂天平杜辉董总王振波
申请(专利权)人:上海东大化学有限公司
类型:发明
国别省市:上海,31

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