一种聚羧酸减水剂合成方法与流程

1.本发明涉及减水剂合成技术领域，具体涉及为一种聚羧酸减水剂合成方法。


背景技术：

2.聚羧酸减水剂因其独特的梳型分子结构，减水剂分子在水泥浆孔隙溶液中可以通过吸附发挥空间位阻作用、静电斥力作用使浆体得到分散，使其具备了低掺量、高减水率、保坍性好，对混凝土干缩影响小等优点。我国大型基础设施的建设还处于高速发展阶段，对聚羧酸减水剂的需求也在持续增加。目前存在生产效率较低，长距离运输成本高等问题。因此目前企业迫切需要提升母液固含量，不仅可以提高生产效率，节约产品长距离运输包装成本。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克提供一种生产效率高，固含量高，通过设置的固体酸催化作用能够在较低温度下实现高效酯化的高固含量高的聚羧酸减水剂的合成方法。
4.为了解决上述技术问题，本发明的方案为：
5.一种聚羧酸减水剂合成方法，其组分在于：甲氧基聚乙二醇、马来酸酐、氢氧化钠、过氧化氢(27.5％)、次硫酸氢钠甲醛、过硫酸铵、异丙醇、乙醇。
6.具体地，其步骤在于：(1)按照一定比例加入甲氧基聚乙二醇、马来酸酐和阻聚剂加热 50-85℃，3-9h；(2)在步骤(1)中继续加入催化剂，后保持恒温1-2h；(4)步骤(2)中加入甲基丙烯磺酸钠、马来酸酐以及引发剂混合溶液后加热到60-85℃并持续0.5-1h；(5) 在步骤4中均匀滴加过硫酸铵，并保持温度在90-95℃，冷却至30-45℃；(6)在步骤(5) 中广加入滴灌加入乙醇和异丙醇后在30-50℃下反应2-5h；(7)步骤(6)中加入过氧化氢 (27.5％)、次硫酸氢钠甲醛进行反应；(8)步骤(7)中冷却后加入氢氧化钠溶液中和得到减水剂。
7.具体地，所述步骤(1)中甲氧基聚乙二醇和马来酸酐的混合比例为1：2.5。
8.具体地，所述步骤(1)阻聚剂为甲基丙烯磺酸钠、对苯二酚硫酸、十二烷基苯磺酸、对甲苯磺酸、酯化間体催化剂、次硫酸氢钠甲醛、硫代乙醇酸、次亚磷酸钠、亚硫酸氢钠、中一种或是多种混合。
9.具体地，所述步骤(1)中加热温度为75℃，反应时间为5h。
10.具体地，所述步骤(2)中催化剂用量为1.6％的固体酸催化剂，阻聚剂为0.3％。
11.具体地，所述步骤(4)中加入甲基丙烯磺酸钠、马来酸酐以及引发剂混合比例为：1： 2.5:0.35。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
13.本发明可以利用固体酸催化剂,可以在较低温度下实现马来酸酐的高效酯化，且所获得的酯化大单体在后续共聚合成反应中具有较高的反应活性，马来酸酐(man)与不同分子量的甲氧基聚乙二醇(mpeg)为主要原料，在固体酸催化剂的低温高效催化作用下，在
最佳酯化工艺条件下酯化率可达95％。通过n(mpeg):n(man)＝1∶2.5，催化剂掺量为mpeg质量的1.6％，阻聚剂为man质量的0.3％，在75℃下反应5h，可以得到双键剩余率为95％的酯化大单体pman，生产效率高，有利于固含量高的聚羧酸减水剂的生产具有推广意义。
具体实施方式
14.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
15.在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
16.实施例一
17.一种聚羧酸减水剂合成方法，其组分在于：甲氧基聚乙二醇、马来酸酐、氢氧化钠、过氧化氢(27.5％)、次硫酸氢钠甲醛、过硫酸铵、异丙醇、乙醇。
18.优选地，其步骤在于：(1)按照一定比例加入甲氧基聚乙二醇、马来酸酐和阻聚剂加热50℃， 3h；(2)在步骤(1)中继续加入催化剂，后保持恒温1h；(4)步骤(2)中加入甲基丙烯磺酸钠、马来酸酐以及引发剂混合溶液后加热到60℃并持续0.5h；(5)在步骤4中均匀滴加过硫酸铵，并保持温度在90℃，冷却至30℃；(6)在步骤(5)中广加入滴灌加入乙醇和异丙醇后在30℃下反应2h；(7)步骤(6)中加入过氧化氢(27.5％)、次硫酸氢钠甲醛进行反应； (8)步骤(7)中冷却后加入氢氧化钠溶液中和得到减水剂。
19.优选地，所述步骤(1)中甲氧基聚乙二醇和马来酸酐的混合比例为1：2.5。
20.优选地，所述步骤(1)阻聚剂为甲基丙烯磺酸钠、对苯二酚硫酸、十二烷基苯磺酸、对甲苯磺酸、酯化間体催化剂、次硫酸氢钠甲醛、硫代乙醇酸、次亚磷酸钠、亚硫酸氢钠、中一种或是多种混合。
21.优选地，所述步骤(1)中加热温度为75℃，反应时间为5h。
22.优选地，所述步骤(2)中催化剂用量为1.6％的固体酸催化剂，阻聚剂为0.3％。
23.优选地，所述步骤(4)中加入甲基丙烯磺酸钠、马来酸酐以及引发剂混合比例为：1： 2.5:0.35。
24.实施例2
25.一种聚羧酸减水剂合成方法，其组分在于：甲氧基聚乙二醇、马来酸酐、氢氧化钠、过氧化氢(27.5％)、次硫酸氢钠甲醛、过硫酸铵、异丙醇、乙醇。
26.优选地，其步骤在于：(1)按照一定比例加入甲氧基聚乙二醇、马来酸酐和阻聚剂加热75℃，6h；(2)在步骤(1)中继续加入催化剂，后保持恒温1.5h；(4)步骤(2)中加入甲基丙烯磺酸钠、马来酸酐以及引发剂混合溶液后加热到75℃并持续0.8h；(5)在步骤4中均匀滴加过硫酸铵，并保持温度在92℃，冷却至40℃；(6)在步骤(5)中广加入滴灌加入乙醇和异丙醇后在40℃下反应3.5h；(7)步骤(6)中加入过氧化氢(27.5％)、次硫酸氢钠甲醛进行反应；(8)步骤(7)中冷却后加入氢氧化钠溶液中和得到减水剂。
27.优选地，所述步骤(1)中甲氧基聚乙二醇和马来酸酐的混合比例为1：2.5。
28.优选地，所述步骤(1)阻聚剂为甲基丙烯磺酸钠、对苯二酚硫酸、十二烷基苯磺酸、对甲苯磺酸、酯化間体催化剂、次硫酸氢钠甲醛、硫代乙醇酸、次亚磷酸钠、亚硫酸氢钠、中一种或是多种混合。
29.优选地，所述步骤(1)中加热温度为75℃，反应时间为5h。
30.优选地，所述步骤(2)中催化剂用量为1.6％的固体酸催化剂，阻聚剂为0.3％。
31.优选地，所述步骤(4)中加入甲基丙烯磺酸钠、马来酸酐以及引发剂混合比例为：1： 2.5:0.35。
32.实施例3
33.一种聚羧酸减水剂合成方法，其组分在于：甲氧基聚乙二醇、马来酸酐、氢氧化钠、过氧化氢(27.5％)、次硫酸氢钠甲醛、过硫酸铵、异丙醇、乙醇。
34.优选地，其步骤在于：(1)按照一定比例加入甲氧基聚乙二醇、马来酸酐和阻聚剂加热85℃， 9h；(2)在步骤(1)中继续加入催化剂，后保持恒温1-2h；(4)步骤(2)中加入甲基丙烯磺酸钠、马来酸酐以及引发剂混合溶液后加热到85℃并持续0.5-1h；(5)在步骤4中均匀滴加过硫酸铵，并保持温度在95℃，冷却至45℃；(6)在步骤(5)中广加入滴灌加入乙醇和异丙醇后在50℃下反应5h；(7)步骤(6)中加入过氧化氢(27.5％)、次硫酸氢钠甲醛进行反应；(8)步骤(7)中冷却后加入氢氧化钠溶液中和得到减水剂。
35.优选地，所述步骤(1)中甲氧基聚乙二醇和马来酸酐的混合比例为1：2.5。
36.优选地，所述步骤(1)阻聚剂为甲基丙烯磺酸钠、对苯二酚硫酸、十二烷基苯磺酸、对甲苯磺酸、酯化間体催化剂、次硫酸氢钠甲醛、硫代乙醇酸、次亚磷酸钠、亚硫酸氢钠、中一种或是多种混合。
37.优选地，所述步骤(1)中加热温度为75℃，反应时间为5h。
38.优选地，所述步骤(2)中催化剂用量为1.6％的固体酸催化剂，阻聚剂为0.3％。
39.优选地，所述步骤(4)中加入甲基丙烯磺酸钠、马来酸酐以及引发剂混合比例为：1：2.5:0.35。
41.具体地，所述步骤(5)中降温是逐渐降温，并且降温至59℃，并且在降温时来回反复搅拌。
42.以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种聚羧酸减水剂合成方法，其组分在于：甲氧基聚乙二醇、马来酸酐、氢氧化钠、过氧化氢(27.5％)、次硫酸氢钠甲醛、过硫酸铵、异丙醇乙醇。2.根据权利要求1所述的一种聚羧酸减水剂合成方法，其步骤在于：(1)按照一定比例加入甲氧基聚乙二醇、马来酸酐和阻聚剂加热50-85℃，3-9h；(2)在步骤(1)中继续加入催化剂，后保持恒温1-2h；(4)步骤(2)中加入甲基丙烯磺酸钠、马来酸酐以及引发剂混合溶液后加热到60-85℃并持续0.5-1h；(5)在步骤4中均匀滴加过硫酸铵，并保持温度在90-95℃，冷却至30-45℃；(6)在步骤(5)中广加入滴灌加入乙醇后在30-50℃下反应2-5h；(7)步骤(6)中加入过氧化氢(27.5％)、次硫酸氢钠甲醛进行反应；(8)步骤(7)中冷却后加入氢氧化钠溶液中和得到减水剂。3.根据权利要求2所述的一种聚羧酸减水剂合成方法，其特征在于：所述步骤(1)中甲氧基聚乙二醇和马来酸酐的混合比例为1：2.5。4.根据权利要求2所述的一种聚羧酸减水剂合成方法，其特征在于：所述步骤(1)阻聚剂为甲基丙烯磺酸钠、对苯二酚硫酸、十二烷基苯磺酸、对甲苯磺酸、酯化間体催化剂、次硫酸氢钠甲醛、硫代乙醇酸、次亚磷酸钠、亚硫酸氢钠、中一种或是多种混合。5.根据权利要求2所述的一种聚羧酸减水剂合成方法，其特征在于：所述步骤(1)中加热温度为75℃，反应时间为5h。6.根据权利要求1所述的一种聚羧酸减水剂合成方法，其特征在于：所述步骤(2)中催化剂用量为1.6％的固体酸催化剂，阻聚剂为0.3％。7.根据权利要求1所述的一种聚羧酸减水剂合成方法，其特征在于：所述步骤(4)中加入甲基丙烯磺酸钠、马来酸酐以及引发剂混合比例为：1：2.5:0.35。

技术总结
本发明公开了一种聚羧酸减水剂合成方法，包括以下组分，甲氧基聚乙二醇、马来酸酐、氢氧化钠、过氧化氢(27.5％)、次硫酸氢钠甲醛、过硫酸铵、异丙醇乙醇；有益效果：利用固体酸催化剂,可以在较低温度下实现马来酸酐的高效酯化，且所获得的酯化大单体在后续共聚合成反应中具有较高的反应活性，通过该合成生产效率高，固含量高，通过设置的固体酸催化作用能够在较低温度下实现高效酯化。在较低温度下实现高效酯化。


技术研发人员：任鹏飞 张鑫 董高剑
受保护的技术使用者：贵州凯襄新材料有限公司
技术研发日：2021.12.27
技术公布日：2023/7/11