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一种制备聚羧酸系混凝土外加剂专用聚醚的方法发明内容

2022/07/1578 作者:佚名
导读:一种制备聚羧酸系混凝土外加剂专用聚醚的方法专利目的 《一种制备聚羧酸系混凝土外加剂专用聚醚的方法》要解决的技术问题是2007年8月之前聚羧酸系混凝土外加剂聚醚原料或其生产装置所存在的下述不足:①聚醚分子链相对过短,且分子量分布过宽;②多数生产装置除引起产品中残余原料氧化烯(主要指环氧乙烷、环氧丙烷、或环氧乙烷与环氧丙烷的混合物)含量高外,还易于发生爆炸、中毒或污染环境;③制备的单烷基聚醚需要进行酯

一种制备聚羧酸系混凝土外加剂专用聚醚的方法专利目的

《一种制备聚羧酸系混凝土外加剂专用聚醚的方法》要解决的技术问题是2007年8月之前聚羧酸系混凝土外加剂聚醚原料或其生产装置所存在的下述不足:①聚醚分子链相对过短,且分子量分布过宽;②多数生产装置除引起产品中残余原料氧化烯(主要指环氧乙烷、环氧丙烷、或环氧乙烷与环氧丙烷的混合物)含量高外,还易于发生爆炸、中毒或污染环境;③制备的单烷基聚醚需要进行酯化过程制备成具有聚合活性的功能单体,才能用于合成聚羧酸系混凝土外加剂,这不但增长了聚羧酸系混凝土外加剂的合成工艺路线,同时会由于一方面酯化程度不能达到100%进行而造成合成聚羧酸系混凝土外加剂原料品质的降低,另一方面,聚醚中杂质聚乙二醇经过酯化过程后会生成对后续合成聚羧酸系混凝土外加剂过程有严重危害性的物质;④虽然已有报道采用不饱和单体(如烯丙基醇、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯等)作为烷氧基化起始剂一步制备具有可聚合活性聚醚的方法,却局限于采用连续搅拌釜式反应器中进行。

一种制备聚羧酸系混凝土外加剂专用聚醚的方法技术方案

一种制备聚羧酸系混凝土外加剂专用聚醚的方法,所述聚醚由以下化学式(1)所表示:

①采用X-O-H作为氧化烯开环聚合反应的起始剂来制备具有可聚合活性聚醚,其中X所表示的基团与式(1)中X相同;②在BUSS烷氧基化装置上利用氧化烯开环聚合制备具有可聚合活性聚醚。

《一种制备聚羧酸系混凝土外加剂专用聚醚的方法》的具体制备过程如下:

1)用氮气置换整套BUSS烷氧基化装置,向回路反应器预反应釜中加入起始剂、催化剂和阻聚剂后抽真空,升温至80~120℃后脱水,再充氮气使预反应釜压力达0.25~0.45兆帕;

2)开动小循环泵,同时根据目标产品的分子量压入相应量的氧化烯,反应1~3小时,氧化烯的加入量按以下方式确定:氧化烯的质量=(每批原料总质量÷目标产品分子量)×氧化烯分子量=目标产品分子链摩尔数×氧化烯分子量=催化剂摩尔数×氧化烯分子量=(催化剂总质量÷催化剂分子量)×氧化烯分子量;

前述氧化烯的加入量是基于这样的考虑来确定的:一个催化剂分子最后引发生成一条高分子链,在所加入的催化剂全部参与反应前提下,催化剂的摩尔数所反映的就是目标产品分子链的摩尔数。

3)开启大循环泵,加入余量的的氧化烯,在110~170℃和0.25~0.45兆帕的压力下进行聚合,加料和反应维持4-8小时后停止加氧化烯,继续循环熟化至反应器内压力不再减小进,反应结束;

4)开启真空脱除反应器内游离的废气,反应器内粗产品冷却至80~95℃,停止循环,粗产品排入中和釜,加中和剂中和到pH=6.5 0.3后进行真空脱水,即得最终产品。上述合成聚醚体系中起始剂和氧化烯的摩尔数之比为1:1~65,阻聚剂的用量为起始剂质量的0.05~1.5wt%,催化剂用量为氧化烯质量的0.05~0.2wt%。

步骤1)中所述起始剂为羟酯或端烯醇,前述羟酯或端烯醇选自丙烯酸羟乙酯,甲基丙烯酸羟乙酯,丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸羟丙酯,烯丙醇;所述催化剂选自K2O、Na2O、NaOH、KOH、蒙脱土、累脱石、双金属氰化物、多金属氰化物络合物或前述物任意两种或两种以上的混合物;所述阻聚剂为1,4-苯醌或1,4-萘醌。

步骤1)抽真空至-750毫米汞柱,脱水时间40~60分钟。

步骤2)加入的氧化烯的摩尔量与催化剂相同。

步骤3)中氧化烯的加入速率为:(每批原料总质量-起始剂质量-通过小循环泵加入的氧化烯质量)/加料时间,加入量为:每批原料总质量-起始剂质量-步骤2)氧化烯加入量。继续循环熟化时间为3~10分钟。

步骤2)和3)所述氧化烯为环氧乙烷、环氧丙烷或它们任意比例的混合物。

合成聚醚体系中起始剂和氧化烯的摩尔数之比为1:1~65,阻聚剂的用量为起始剂质量的0.05~1.5wt%,催化剂用量为氧化烯质量的0.05~0.2wt%。

步骤4)开启真空所脱除的反应器内游离的废气通入聚醚尾气处理塔水洗处理后,尾气通过20米排气筒排入大气;中和釜使用水环式真空泵进行真空脱水。

《一种制备聚羧酸系混凝土外加剂专用聚醚的方法》所采用的回路反应器为瑞士BUSSChemTechAG公司所研发设计的文丘里管气-液接触回路反应器。

一种制备聚羧酸系混凝土外加剂专用聚醚的方法改善效果

《一种制备聚羧酸系混凝土外加剂专用聚醚的方法》可生产出专门针对于聚羧酸系混凝土外加剂用高性能聚羧酸系混凝土外加剂专用聚醚,具有如下优点:①聚醚分子量可控,能生产分子量为190~4,000的任意指定分子量聚醚,聚醚分子量分布极窄,操作灵活性大,性能控制精准性好,合成聚醚产品品质优越;②由于所生产的聚醚是端烯基聚醚,具有聚合活性,因而减少了聚羧酸系混凝土外加剂生产工艺中的酯化过程,同时也由于不需要酯化而提高了聚羧酸系混凝土外加剂合成原材料的品质;③生产过程安全,不使用溶剂,产品不需要后处理,反应系统密闭,没有尾气排放,对环境不会造成影响④装置单批生产量大,极大程度上确保了聚醚的品质。

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