[发明专利]氮气带水合成聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氮气带水合成聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯的方法，属有机化学中酯类化合物的合成技术领域。

背景技术

聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯是聚羧酸类减水剂的活性大单体，而聚羧酸类减水剂是继以木钙为代表的普通减水剂和以萘系为代表的高效减水剂之后发展起来的第三代高性能减水剂。这类减水剂掺量低、减水率大、不离析、不泌水，混凝土坍落度性能保持好，与水泥、掺合料及其它外加剂相容性好；能有效降低混凝土早期的绝热温升和大体积混凝土的温度裂缝；分子结构设计上的自由度大，实现减水剂的高性能化的潜力更大；为推广使用大掺量粉煤灰、矿渣、钢渣等工业废料提供技术保证。聚羧酸类减水剂的合成方法主要以聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯与其他活性单体聚合的方式制得，但聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯的合成方法报道较少，而且报道的方法也多是采用在酯化反应过程中添加有毒溶剂如苯、甲苯、环己烷等作为带水溶剂，如日本专利JP2003327689提出以聚乙二醇单甲醚(EO＝25)和甲基丙烯酸为反应原料，以环己烷为带水溶剂，进行酯化反应，最后再通过蒸馏方式将环己烷去除从而制得聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯，不仅生产工艺繁琐，成本较高，而且对环境有害。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺合理，操作简单，具有较好使用性能的氮气带水合成聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯的方法。

聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯的表达式为：

式中：n＝5～45。

本发明为氮气带水合成聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯的方法，以聚乙二醇单甲醚和甲基丙烯酸为原料，其特征在于以对甲苯磺酸或浓硫酸为催化剂，吩噻嗪或对苯二酚为阻聚剂进行酯化反应，酯化反应过程中以通氮气带水的方式来制得聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯。

所述聚乙二醇单甲醚的聚合度可为5～45。

所述聚乙二醇单甲醚与甲基丙烯酸的摩尔比可为1.0∶1.5～8.0，可根据聚乙二醇单甲醚的不同聚合度做相应调整。

所述催化剂的加入量可为聚乙二醇单甲醚和甲基丙烯酸总重量的0.5～5.0％。

所述阻聚剂的加入量可为聚乙二醇单甲醚和甲基丙烯酸总重量的250ppm～2000ppm。

所述酯化反应的反应温度可为100℃～140℃。

所述通氮气带水的时间可为5.0～7.0小时。

本发明与现有技术相比，具有以下突出优点和积极效果：

1、采用通氮气带水的方式来制得聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯，能有效降低成本。

2、合理选用对甲苯磺酸或浓硫酸为催化剂，吩噻嗪或对苯二酚为阻聚剂进行酯化反应，反应条件温和，不采用有毒溶剂做带水剂，从而对环境友好。

3、由本发明合成的聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯，具有不饱和度高、酯化率高、反应活性好等特点，适用于高性能聚羧酸类减水剂的合成领域。

具体实施方式

实施例1：

在反应釜中加入1500份聚乙二醇单甲醚(聚合度n为23)，258份甲基丙烯酸，搅拌下加入50份对甲苯磺酸，0.5份吩噻嗪，接冷凝回流及分水装置，通入氮气，升温至100℃～140℃，反应6.5小时，降温得聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯。

实施例2：

在反应釜中加入1537份聚乙二醇单甲醚(聚合度n为29)，238份甲基丙烯酸，搅拌下加入17份浓硫酸，1.7份对苯二酚，接冷凝回流及分水装置，通入氮气，升温至100℃～140℃，反应6.0小时，降温得聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯。

上述实施例中的反应方程式为：

注：式中：n＝5～45。