一种乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚的制备方法，反应容器中加入乙二醇乙烯基醚和碱性催化剂，升温后氮气置换；控制反应温度和压力，连续加入环氧乙烷，环氧乙烷加完继续反应至压力不再降低；调节反应体系的pH值至6～10，制得乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚。本发明专利技术以乙二醇乙烯基醚为起始剂，氢化钠、钾或钠为催化剂，与环氧乙烷进行乙氧基化反应生产乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚。本发明专利技术的催化剂不会副产水或甲醇，使得产品分子量分布更窄；本发明专利技术乙氧基化反应只需一步完成，因此，具有操作简单、制备方便、生产周期短、生产成本低、适用于工业化大规模生产的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机化学合成
，具体涉及一种乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚的制备方法。
技术介绍
目前，国内外水泥减水剂通常分为三大系列，一是木质素磺酸盐减水剂；二是磺化芳香族聚合物减水剂；三是聚羧酸类减水剂。但也有少量的其他种类，如三聚氰胺系和氨基磺酸盐等。聚羧酸类减水剂具有减水率高、掺量少、保坍性能好、后期强度高、引气量和缓凝较为适中，适宜配置高流动性、自密实混凝土，而且合成不使用甲醛、对环境影响小等优异性能，成为全新的高性能减水剂，被认为是第三代高效混凝土减水剂的代表品种。用于聚羧酸减水剂的不饱和聚醚，可与其它不饱和单体进行自由基共聚形成梳型结构的共聚物，该共聚物可吸附于水泥颗粒表面上形成水化膜，由于侧链为聚氧乙烯长链伸向液相中，使水泥颗粒之间有足够的空间位阻能力，避免了水泥颗粒之间的聚集，从而可以使水泥颗粒得到稳定分散。4-羟丁基乙烯基醚聚氧乙烯醚（以下简称VPEG）是近几年发展起来的新型不饱和聚醚，因其聚合活性高，能很好地与丙烯酸等高活性不饱和单体共聚，共聚物具有很好的分散和分散保持能力。VPEG是以4-羟丁基乙烯基醚为起始剂制备的。由于4-羟丁基乙烯基醚价格高、制备VPEG时用量大，导致VPEG生产成本太高，限制了VPEG类聚羧酸减水剂的推广和应用。以乙二醇乙烯基醚为起始剂经乙氧基化反应制备得到乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚（以下简称EPEG）。EPEG的生产成本远低于VPEG，主要原因是：（1）起始剂乙二醇乙烯基醚价格远低于4-羟丁基乙烯基醚；（2）乙二醇乙烯基醚的分子量较4-羟丁基乙烯基醚小，在制备EPEG时起始剂用量较VPEG少。EPEG保留了VPEG高活性的特点，同时生产成本更低，由EPEG合成的聚羧酸减水剂，具有掺量低、减水率高、混凝土和易性好、流动性保持能力优异等诸多优点，将聚羧酸减水剂推至一个全新的高度。公开号为CN101835822A的中国专利公开了通过使至少一种烯化氧与具有至少一个活性氢原子的不饱和起始剂在碱催化下反应而制备不饱和聚醚的方法，其采用两步法：在步骤(I)中起始剂在催化剂作用下与最多10摩尔的烯化氧进行烷氧基化反应得到中间产品；在步骤(II)在中间产品中再加入催化剂继续与烯化氧进行烷氧基化反应得到不饱和聚醚。但该方法其生产生产周期长、工艺复杂、成本高。由于其采用碱土金属氧化物、氧化物和醇盐作为催化剂，催化剂与起始剂副产水或醇，副产物会参与反应，使得产品的分子量分布变宽。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚的制备方法。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚的制备方法，它包括以下步骤：S1.反应容器中加入乙二醇乙烯基醚和碱性催化剂，升温至60℃～100℃时氮气置换，抽真空至压力为-0.01MPa～-0.098MPa；S2.控制反应温度和压力，连续加入环氧乙烷，环氧乙烷加完继续反应至压力不再降低；S3.调节反应体系的pH值至6～10，制得乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚。进一步地，步骤S1中所述反应容器为带搅拌器的低压反应釜或外循环喷雾反应器。进一步地，所述外循环喷雾反应器为Press乙氧基反应器、Buss乙氧基反应器或环路反应器中的任意一种。优选Press乙氧基反应器，其反应速度快，无动密封完全无泄漏且投资小。进一步地，步骤S1中所述碱性催化剂为氢化钠、钾或钠中的任意一种，碱性催化剂优选氢化钠，催化剂与乙二醇乙烯基醚反应产生氢气，在氮气置换时将氢气排出反应器，避免了反应器有氢气存在导致安全事故的发生。对于催化剂的用量，催化剂太少，反应速度慢、生产效率低；催化剂太多，反应不好控制、产品分子量分布过宽。因此，碱性催化剂的用量为乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚总质量的0.01%～0.6%，优选0.03%～0.5%，特别优选0.05%～0.4%。进一步地，步骤S1中所述氮气的纯度为99.5%～99.99%。氮气纯度太低易使产品氧化，影响最终产品色泽；纯度太高，制作氮气的成本太高；优选为99.9%。进一步地，步骤S2中所述反应温度为90℃～130℃，若反应温度太低则反应速度太慢，温度太高易破坏不饱和双键，导致双键保留率降低；反应压力为0.01MPa～0.5MPa，若反应压力太低则反应速度太慢，压力太高易使产品分子量分布过宽。进一步地，步骤S3中加入醋酸或乳酸调节反应体系的pH值至6～10。进一步地，乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚的分子结构通式为：CH2=CH-O-CH2-CH2-O-(CH2-CH2-O)n-H，式中n为10～200的整数，n优选为15～180，更优选为20～150。本专利技术具有以下优点：本专利技术以乙二醇乙烯基醚为起始剂，氢化钠、钾或钠为催化剂，与环氧乙烷进行乙氧基化反应生产乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚，本专利技术的催化剂不会副产水或甲醇，使得产品分子量分布更窄；本专利技术乙氧基化反应只需一步完成，因此，具有操作简单、制备方便、生产周期短、生产成本低、适用于工业化大规模生产的优点。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的描述，本专利技术的保护范围不局限于以下所述。实施例1：一种乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚的制备方法，它包括以下步骤：S1.反应容器中加入乙二醇乙烯基醚和碱性催化剂，升温至60℃时氮气置换，抽真空至压力为-0.01MPa；所述反应容器为带搅拌器的低压反应釜；所述碱性催化剂为氢化钠，碱性催化剂的用量为乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚总质量的0.01%；所述氮气的纯度为99.5%；S2.控制反应温度和压力，所述反应温度为90℃，反应压力为0.01MPa，连续加入环氧乙烷，环氧乙烷加完继续反应至压力不再降低；S3.加入醋酸调节反应体系的pH值至6，制得乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚。实施例2：一种乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚的制备方法，它包括以下步骤：S1.反应容器中加入乙二醇乙烯基醚和碱性催化剂，升温至100℃时氮气置换，抽真空至压力为-0.098MPa；所述反应容器为Press乙氧基反应器；所述碱性催化剂为钾，碱性催化剂的用量为乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚总质量的0.6%；所述氮气的纯度为99.99%；S2.控制反应温度和压力，所述反应温度为130℃，反应压力为0.5MPa，连续加入环氧乙烷，环氧乙烷加完继续反应至压力不再降低；S3.加入乳酸调节反应体系的pH值至10，制得乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚。实施例3：一种乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚的制备方法，它包括以下步骤：S1.反应容器中加入乙二醇乙烯基醚和碱性催化剂，升温至75℃时氮气置换，抽真空至压力为-0.03MPa；所述反应容器为Buss乙氧基反应器；所述碱性催化剂为钠，碱性催化剂的用量为乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚总质量的0.03%；所述氮气的纯度为99.9%；S2.控制反应温度和压力，所述反应温度为100℃，反应压力为0.1MPa，连续加入环氧乙烷，环氧乙烷加完继续反应至压力不再降低；S3.加入醋酸调节反应体系的pH值至8，制得乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚。实施例4：一种乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚的制备方法，它包括以下步骤：S1.反应容器中加入乙二醇乙烯基醚和碱性催化剂，升温至85℃时氮气置换，抽真空至压力为-0.054MPa；所述反应容器为环路反应器；所述碱性催化剂为氢化钠，碱性催化剂的用量为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：S1. 反应容器中加入乙二醇乙烯基醚和碱性催化剂，升温至60℃～100℃时氮气置换，抽真空至压力为‑0.01 MPa～‑0.098MPa；S2. 控制反应温度和压力，连续加入环氧乙烷，环氧乙烷加完继续反应至压力不再降低；S3. 调节反应体系的pH值至6～10，制得乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚。

【技术特征摘要】
1.一种乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：S1.反应容器中加入乙二醇乙烯基醚和碱性催化剂，升温至60℃～100℃时氮气置换，抽真空至压力为-0.01MPa～-0.098MPa；S2.控制反应温度和压力，连续加入环氧乙烷，环氧乙烷加完继续反应至压力不再降低；S3.调节反应体系的pH值至6～10，制得乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚。2.如权利要求1所述的一种乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述反应容器为带搅拌器的低压反应釜或外循环喷雾反应器。3.如权利要求2所述的一种乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚的制备方法，其特征在于，所述外循环喷雾反应器为Press乙氧基反应器、Buss乙氧基反应器或环路反应器中的任意一种。4.如权利要求1所述的一种乙二醇乙烯基醚聚氧乙烯醚的制备方法，其特征在于，步骤S1...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾君，张大康，吴建越，冯方波，明金龙，
申请(专利权)人：青神鑫统领建材有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51