CN104262605A - 一种高性能新型聚醚gpeg的制备方法 - Google Patents

一种高性能新型聚醚gpeg的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高性能新型聚醚GPEG的制备方法，包括如下步骤：1)打开循环水泵，将反应釜压力升到0～1MPa，然后前处理釜抽真空至负压-0.1～0MPa，关闭真空阀，打开釜底阀，在常温下利用真空将起始剂吸入前处理釜，当起始剂吸入一半时停止吸入，然后将催化剂吸入前处理釜中，最后再吸入剩余的起始剂，吸完及时关闭釜底阀；2)所述起始剂投入完毕，将温度升至100～130℃，匀速加入增链剂，进行保温熟化，保温熟化结束后，在反应器中加入中和剂中和，中和剂在反应器中循环20分钟后利用真空将稳定剂吸入反应器，既得到所述高性能新型聚醚GPEG。本发明制得的高性能新型聚醚GPEG可以克服聚合反应活性差等缺点，具有很好的减水率及保坍性能。

Description

一种高性能新型聚醚GPEG的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高性能新型聚醚GPEG的制备方法，主要作为聚羧酸减水剂的大单体，应用在高性能混凝土外加剂领域。
背景技术
聚醚作为聚羧酸减水剂的大单体，是减水剂行业至关重要的基础原料。目前，合成聚羧酸减水剂的聚醚种类有MPEG(聚乙二醇单甲醚)、APEG(烯丙基聚氧乙烯醚)等。MPEG类大单体，通常与甲基丙烯酸酯化得到甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(MPEGMA)用于合成酯型聚羧酸减水剂。该类大单体的生产工艺流程包括聚合和酯化2个环节，质量控制点多，易造成产品质量不稳定。另外MPEG不能完全酯化，残留的MPEG易影响减水剂应用性能。APEG聚醚大单体的开发，进一步简化了聚羧酸减水剂的生产工艺，只需将APEG等与共聚单体常压水溶液聚合便可制备出聚羧酸减水剂。目前，APEG使用量较小，主要是因为其聚合活性差，单体残留量大，得到的聚羧酸减水剂性能相对较差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可促使减水剂生产工艺大大简化，减水剂性能大幅提高的高性能新型聚醚GPEG的制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高性能新型聚醚GPEG的制备方法，包括如下步骤：
1)打开循环水泵，将反应釜压力升到0～1MPa，然后前处理釜抽真空至负压-0.1～0MPa，关闭真空阀，打开釜底阀，在常温下利用真空将起始剂吸入前处理釜，当起始剂吸入一半时停止吸入，然后将催化剂吸入前处理釜中，最后再吸入剩余的起始剂，吸完及时关闭釜底阀；其中，
所述起始剂的用量为30～50kg，所述催化剂的用量为70～130kg；
2)所述起始剂投入完毕，将温度升至100～130℃，匀速加入增链剂，加入增链剂的用量为12～18t，进行保温熟化，保温熟化结束后，在反应器中加入中和剂40～80kg中和，中和剂在反应器中循环20分钟后利用真空将稳定剂吸入反应器，保持0～0.5MPa压力，循环5～10分钟后，既得到所述高性能新型聚醚GPEG；其中，所述高性能新型聚醚GPEG的分子式如下：
CH2＝C(CH3)CH2(CH2CH2O)nOH，n＝17～110。
本发明的有益效果是：
1、本发明制得的高性能新型聚醚GPEG可以克服聚合反应活性差等缺点，具有很好的减水率及保坍性能；
2、本发明制得的高性能新型聚醚GPEG反应活性较高，降低聚羧酸减水剂的生产成本；选用低聚合度的聚醚作为中间体，使聚醚的分子量可控，缩短生产周期。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述起始剂为甲基烯丙醇。
进一步，所述催化剂为氢氧化钠、氢化钠、甲醇钠、氢氧化钾、氢化钾、硼氢化钾中的任意一种或两种以上的混合物。
进一步，所述增链剂为环氧乙烷。
进一步，所述中和剂为苯甲酸、冰醋酸或草酸中的任意一种或两种以上的混合物。
进一步，所述稳定剂为对苯二酚，白芦黎醇和2，6二叔丁基对甲酚中的任意一种或两种以上的混合物。
进一步，所述高性能新型聚醚GPEG的分子量为2000～3000，不饱和度为0.35～0.45。
进一步，在步骤2)中，所述加入增链剂的流速为1～2t/h。
进一步，在步骤2)中，所述进行保温熟化的工艺条件为：保温温度为100～130℃，反应压力为0～0.1MPa。
附图说明
图1为本发明制得的所述高性能新型聚醚GPEG的分子量及其分布图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施前设备的准备：前处理釜充氮气至0.2MPa，关闭氮气阀，打开尾气阀，将压力泄至微正压(0-0.05MPa)，常温下反复三次，确保前处理釜和反应器干燥无水分。
实施例1
首先打开循环水泵，将反应釜压力升到0.5MPa。开启真空泵，然后前处理釜抽真空至负压-0.05MPa，关闭真空阀，打开釜底阀。在常温下利用真空将200kg起始剂吸入前处理釜，然后将70kg催化剂吸入釜中，最后再吸入200kg起始剂，吸完及时关闭釜底阀。
起始剂投入完毕，将温度升至100℃，匀速加入环氧乙烷，环氧乙烷流速为1t/h，加入环氧的量为13.2t。在反应过程中严格控制反应器进口温度110℃和反应压力0.05MPa；保温期间严格控制保温温度110℃。
保温熟化结束后，在反应器中加入中和剂40kg中和。中和剂在反应器中循环20分钟后利用真空将稳定剂吸入反应器，稳定剂采用对苯二酚和白芦黎醇按3∶1混合，加入0.5kg，保持0.5MPa压力，循环10分钟等待出料。
实施例2
首先打开循环水泵，将反应釜压力升到0.5MPa。开启真空泵，然后前处理釜抽真空至负压-0.05MPa，关闭真空阀，打开釜底阀。在常温下利用真空将250kg起始剂吸入前处理釜，然后将80kg催化剂吸入釜中，最后再吸入250kg起始剂，吸完及时关闭釜底阀。
起始剂投入完毕，将温度升至115℃，匀速加入环氧乙烷，环氧乙烷流速为1.5t/h，加入环氧的量为16.5t。在反应过程中严格控制反应器进口温度120℃和反应压力0.08MPa；保温期间严格控制保温温度115℃。
保温熟化结束后，在反应器中加入中和剂40kg中和。中和剂在反应器中循环20分钟后利用真空将稳定剂吸入反应器，稳定剂可能是白芦黎醇和2，6二叔丁基对甲酚按2∶2混合，加入0.5kg，保持0.5MPa压力，循环10分钟等待出料。
实施例3
首先打开循环水泵，将反应釜压力升到0.5MPa。开启真空泵，然后前处理釜抽真空至负压-0.08MPa，关闭真空阀，打开釜底阀。在常温下利用真空将250kg起始剂吸入前处理釜，然后将100kg催化剂吸入釜中，最后再吸入250kg起始剂，吸完及时关闭釜底阀。
起始剂投入完毕，将温度升至115℃，匀速加入环氧乙烷，环氧乙烷流速为1.5t/h，加入环氧的量为16.5t。在反应过程中严格控制反应器进口温度115℃和反应压力0.10MPa；保温期间严格控制保温温度110℃。
保温熟化结束后，在反应器中加入中和剂40kg中和。中和剂在反应器中循环20分钟后利用真空将稳定剂吸入反应器，稳定剂可能是对苯二酚和2，6二叔丁基对甲酚按1∶3混合，加入0.5kg，保持0.5MPa压力，循环10分钟等待出料。
上述实施例1-3所制得的高性能新型聚醚GPEG经测试，具体指标如下：
羟值的检测方法按照国标GB/T7383进行，分子量的计算根据测得的聚醚羟值换算得到。
利用凝胶渗透色谱仪测试了高性能新型聚醚GPEG的分子量及其分布(如图1所示)，从图1中可以看出聚醚GPEG的平均分子量约为2400，分子量分布为2000-3000。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高性能新型聚醚GPEG的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)打开循环水泵，将反应釜压力升到0～1MPa，然后前处理釜抽真空至负压-0.1～0MPa，关闭真空阀，打开釜底阀，在常温下利用真空将起始剂吸入前处理釜，当起始剂吸入一半时停止吸入，然后将催化剂吸入前处理釜中，最后再吸入剩余的起始剂，吸完及时关闭釜底阀；其中，
所述起始剂的用量为30～50kg，所述催化剂的用量为70～130kg；
2)所述起始剂投入完毕，将温度升至100～130℃，匀速加入增链剂，加入增链剂的用量为12～18t，进行保温熟化，保温熟化结束后，在反应器中加入中和剂40～80kg中和，中和剂在反应器中循环20分钟后利用真空将稳定剂吸入反应器，保持0～0.5MPa压力，循环5～10分钟后，既得到所述高性能新型聚醚GPEG；其中，所述高性能新型聚醚GPEG的分子式如下：
CH2＝C(CH3)CH2(CH2CH2O)nOH，n＝17～110。
2.根据权利要求1所述的高性能新型聚醚GPEG的制备方法，其特征在于，所述起始剂为甲基烯丙醇。
3.根据权利要求1所述的高性能新型聚醚GPEG的制备方法，其特征在于，所述催化剂为氢氧化钠、氢化钠、甲醇钠、氢氧化钾、氢化钾、硼氢化钾中的任意一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的高性能新型聚醚GPEG的制备方法，其特征在于，所述增链剂为环氧乙烷。
5.根据权利要求1所述的高性能新型聚醚GPEG的制备方法，其特征在于，所述中和剂为苯甲酸、冰醋酸或草酸中的任意一种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的高性能新型聚醚GPEG的制备方法，其特征在于，所述稳定剂为对苯二酚，白芦黎醇和2，6二叔丁基对甲酚中的任意一种或两种以上的混合物。
7.根据权利要求1至6任一项所述的高性能新型聚醚GPEG的制备方法，其特征在于，所述高性能新型聚醚GPEG的分子量为2000～3000，不饱和度为0.35～0.45。
8.根据权利要求1至6任一项所述的高性能新型聚醚GPEG的制备方法，其特征在于，在步骤2)中，所述加入增链剂的流速为1～2t/h。
9.根据权利要求1至6任一项所述的高性能新型聚醚GPEG的制备方法，其特征在于，在步骤2)中，所述进行保温熟化的工艺条件为：保温温度为100～130℃，反应压力为0～0.1MPa。
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