[发明专利]混凝土保坍剂中间体合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土保坍剂中间体领域，特别是指一种顺酐马来酸单二甲酯的合成新工艺。

背景技术

近几十年来问世并逐步完善的聚羧酸减水剂与传统的减水剂相比，虽然具有掺量低，减水率高，分子结构设计灵活等特点，但面对水泥、混凝土天然优质砂石等原材料的匮乏，为解决环境污染，对应混凝土施工方式以分散的现场搅拌全面进入到现在的自动化程度很高的集中搅拌、长距离的机械化运输、施工现场的泵送以及高低温作业，单纯依赖聚羧酸高效减水剂解决混凝土坍落度损失快、混凝土和易性差、与水泥不适应的问题，已经很难体现聚羧酸高效减水剂的优势。

为解决这些问题，外加剂生产工作者和混凝土生产企业通常采用以下手段：

〈1〉、以聚羧酸高效减水剂同葡萄糖酸钠、蔗糖、糖蜜和无机缓凝剂等复配；

〈2〉、向混凝土多次补加羧酸高效减水剂；

〈3〉、搅拌混凝土时对高效减水剂实施后掺法；

〈4〉、用带有酯基的丙烯酸羟乙酯和羟丙酯等小单体与异戍烯醇聚氧乙烯醚、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚大单体在引发剂、链转移剂作用下进行水溶基聚合聚羧酸保坍剂。

以上这些方法的弊端在于：第一、缓凝剂的加入不能从根本上解决混凝土坍损的问题，若遇水泥不适应非但不能增加保坍能力，还将出现假凝或不凝，过多的掺入缓凝剂会使混凝土凝结时间延长，降低混凝土质量，影响施工进度。第二、多次掺加高效减水剂会增加混凝土生产成本，掺加不合适或多掺误掺会使混凝土离析泌水造成堵泵。第三、搅拌混凝土时，高效减水剂实施后掺法会增加搅拌的磨损，增加设备的改造费，而且生产操作烦锁。第四、用聚氧乙烯大单体同丙烯酸羟丙酯、羟乙酯聚合保坍剂与羧酸减水剂复配确有增加混凝土的保坍能力，但丙稀酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯属丙烯酸分别与环氧乙烷、环氧丙烷在催化剂的作用下酯化而成，环氧乙烷和环氧丙烷属高危物体，合成酯化安全风险大，酯化成本高，市场售价高，合成的聚羧酸保坍剂生产成本高。且聚合的工艺也相对较为复杂。更主要的是保坍效果虽好，但不能解决混凝土泌水离析问题。

于是研发比丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯成本低廉，生产简单，安全风险性小，既有抑制混凝土泌水功能，且保坍效果更优秀的聚羧酸保坍效剂就是本专利发明的主要目的。

发明内容

本发明提出一种混凝土保坍剂中间体合成方法，反应收率高，生产成本低，无粉尘、无烟气、无废水排放，无环境污染，其酯化排出的水可用于聚羧酸保坍剂的合成，生产过程简单。

本发明的技术方案是这样实现的：一种混凝土保坍剂中间体合成方法，所述方法为马来酸酐与甲醇先醇解然后加催化剂酯化反应生成，所述的催化剂为三氯化铝；

具体反应式如下：

第一阶段反应式为

CH₃OH+C₄H₂O₃--HOOCCH＝CHCOOCH₃

第二阶段反应式为

2CH₃OH+C₄H₂O₃--CH₂OOCCH＝CHCOOCH₃+H₂O

其制备方法包括以下步骤：

步骤a.在装有回流冷凝器的500mL三口反应瓶中依次加入甲醇、马来酸酐，加热到25度，开始记时；

步骤b.利用醇解放热的原理让其自然升温到60度，反应3小时后，加三氯化铝，继续升温至105度，再保温4小时；

步骤c.控制甲醇和马来酸单甲酯反应生成的酯化水，所需的顺酐马来酸单二甲酯就达到设计要求。

作为优选，所述催化剂三氯化铝的加入量为马来酸酐和甲醇总质量的0.1～0.8％。

作为优选，所述醇解酯化反应在回流温度下进行，反应时间为5～10小时。

作为优选，进行醇解酯化反应时，所述的甲醇相对于马来酸酐是过量的。

作为优选，所述甲醇与马来酸酐的质量比为1-8：1。

作为优选，所述反应分两个阶段进行，第一阶段，一次性投入过量的甲醇和马来酸酐进行醇解反应1-3小时；第二阶段，醇解结束，再投入催化剂三气氯化钻，酯化反应5-8小时。

作为优选，所述第一阶段醇解反应温度为20-60℃，第二阶段酯化反温度为 60-110℃。