一种碱土金属催化剂的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种制备碱土金属催化剂的方法，包括：(1)在惰性氛围下，将碱土金属化合物加入到聚醚多元醇中，搅拌反应；(2)将温度降低，将无机含氧酸滴加到反应液中，搅拌反应，得到所述碱土金属催化剂。本发明专利技术还公开了一种合成减水剂单体聚醚的方法，包括：(1)向反应容器中加入起始剂和碱土金属催化剂；(2)控制反应温度和反应压力，连续加入环氧化物，反应至压力不再降低，得到所述减水剂单体聚醚。本发明专利技术的碱土金属催化剂催化合成减水剂单体聚醚过程中不产生氢气，不生成水分，生产工艺安全，可一步聚合获得产品，无需中和处理，可以明显减少产品内副产物聚乙二醇的含量，具有生产成本低、产品性能好等优点。产品性能好等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种碱土金属催化剂的制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于聚醚多元醇领域，具体涉及一种制备碱土金属催化剂的方法和利用该碱土金属催化剂催化合成减水剂单体聚醚的方法。

技术介绍

[0002]聚羧酸系减水剂是应用前景较好、综合性能较优、绿色环保的一种高性能混凝土减水剂。减水剂加入混凝土拌合物后对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性。聚羧酸减水剂由减水剂单体聚醚与不饱和羧酸小分子单体在引发剂作用下以共聚合方式合成。减水剂单体聚醚是聚羧酸减水剂行业至关重要的基础原料。
[0003]目前，工业上传统的减水剂单体聚醚生产工艺通常以金属钠或氢化钠为催化剂，由烯醇类起始剂与环氧烷烃进行开环聚合反应制备粗产品，然后中和处理后，降温切片造粒获得最终产品。
[0004]传统的减水剂单体聚醚生产工艺流程复杂，生产周期长。在使用金属钠或氢化钠为催化剂时产生易燃易爆的氢气，工艺安全性较差。而且部分起始剂对金属钠的溶解性差，溶解周期长，在催化反应过程中生成较多的杂质聚乙二醇，产生大量的气泡，影响减水剂产品性能。另外，使用传统金属钠等碱金属催化剂制备减水剂单体聚醚后需进一步中和后处理，工艺流程复杂，生产成本高。
[0005]因此，开发一种工艺安全、流程简单的碱土金属催化剂催化合成减水剂单体聚醚的方法有极大的工业应用价值。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种制备碱土金属催化剂的方法以及由该碱土金属催化剂合成减水剂单体聚醚的方法，解决了现有技术中工艺流程复杂和生产成本高等问题。本专利技术方法得到的碱土金属催化剂在起始剂内溶解性较好，合成过程无氢气产生，合成产品无需中和后处理，保证了减水剂单体聚醚合成工艺的安全性，大大提高了产品质量，降低了生产成本。
[0007]为达到其目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]在本专利技术的一个方面，涉及一种制备碱土金属催化剂的方法，所述方法包括以下步骤：
[0009](1)在惰性氛围下，将碱土金属化合物加入到聚醚多元醇中，控制温度为80
‑
150℃，优选90
‑
120℃，例如100℃、110℃、130℃或140℃等，搅拌反应；
[0010](2)将温度降低至10
‑
90℃，优选20
‑
50℃，例如30℃、40℃、60℃、70℃或80℃等，将无机含氧酸滴加到第(1)步的反应液中，搅拌反应，得到所述碱土金属催化剂。
[0011]在本专利技术的具体实施方式中，所述碱土金属化合物为氧化镁、氢氧化镁、羧酸镁、氧化钙、氢氧化钙、羧酸钙、氧化钡、氢氧化钡、氧化锶和氢氧化锶中的一种或多种。
[0012]在本专利技术的具体实施方式中，所述聚醚多元醇为聚氧乙烯醚，优选聚乙二醇和/或二乙二醇单乙醚。
[0013]在本专利技术的具体实施方式中，所述无机含氧酸为磷酸、硝酸或硫酸，优选硫酸。
[0014]在本专利技术的具体实施方式中，在第(1)步中，所述碱土金属化合物与聚醚多元醇的重量比为0.05:1
‑
1:1，优选0.1:1
‑
1:1，例如0.08:1、0.15:1、0.2:1、0.3:1、0.4:1、0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1或0.9:1等。
[0015]在本专利技术的具体实施方式中，在第(1)步中，搅拌反应的时间为2
‑
6h，例如3h、4h或5h等。
[0016]在本专利技术的具体实施方式中，在第(2)步中，所述碱土金属化合物与无机含氧酸的摩尔比为10:1
‑
1:1，优选4:1
‑
1.2:1，例如9:1、8:1、7:1、6:1、5:1、3:1、2.4:1、2:1、1.8:1、1.6:1或1.4:1等。
[0017]在本专利技术的具体实施方式中，在第(2)步中，搅拌反应时间为1
‑
24h，例如2h、6h、10h、14h、16h、18h、20h或22h等。
[0018]在本专利技术的具体实施方式中，在第(2)步中，在得到所述碱土金属催化剂之前进行减压蒸馏以脱除杂质，所述减压蒸馏的条件为：温度120
‑
240℃，例如140℃、160℃、180℃、200℃或220℃等；压力
‑
0.05Mpa至
‑
0.098Mpa，例如
‑
0.06Mpa、
‑
0.07Mpa、
‑
0.08Mpa或
‑
0.09Mpa等；时间1
‑
8h，例如2h、3h、4h、5h、6h或7h等。
[0019]在本专利技术的另一个方面，涉及上述方法制得的碱土金属催化剂在合成减水剂单体聚醚中的用途。
[0020]在本专利技术的又一个方面，涉及一种合成减水剂单体聚醚的方法，所述方法包括以下步骤：
[0021](1)以不饱和醇类、不饱和醇醚类或者不饱和胺类作为起始剂，向反应容器中加入所述起始剂和上述方法制得的碱土金属催化剂；
[0022](2)控制反应温度为100
‑
150℃，优选110
‑
130℃，例如120℃或140℃等；控制反应压力为0.1
‑
0.6MPa，优选0.1
‑
0.3Mpa，根据目标分子量，连续加入环氧化物，反应至压力不再降低，得到所述减水剂单体聚醚。
[0023]在本专利技术的具体实施方式中，所述起始剂为甲基烯丙醇、异戊烯醇、烯丙醇或乙烯基乙二醇醚。
[0024]在本专利技术的具体实施方式中，所述环氧化物为环氧乙烷。
[0025]在本专利技术的具体实施方式中，所述起始剂的用量为总产品量的1wt％
‑
5wt％，例如1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％或4.5wt％等。
[0026]在本专利技术的具体实施方式中，所述催化剂的用量为总产品量的0.02wt％
‑
0.5wt％，例如0.03wt％、0.04wt％、0.05wt％、0.06wt％、0.07wt％、0.08wt％、0.09wt％、0.1wt％、0.15wt％、0.2wt％、0.25wt％、0.3wt％、0.35wt％、0.40wt％或0.45wt％等。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果主要体现在以下方面：
[0028](1)本专利技术的碱土金属催化剂在催化合成减水剂单体聚醚过程中不产生氢气，不生成水分，工艺安全性好，获得的减水剂单体聚醚中副产物聚乙二醇少；
[0029](2)本专利技术的碱土金属催化剂与起始剂相容性好，生成产品中泡沫少，应用高效简单；
[0030](3)本专利技术减水剂单体聚醚生产过程中无需中和处理，工艺绿色简单，生产周期短。
具体实施方式
[0031]下面进一步详细说明本专利技术所提供的方法，但本专利技术并不因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备碱土金属催化剂的方法，所述方法包括以下步骤：(1)在惰性氛围下，将碱土金属化合物加入到聚醚多元醇中，控制温度为80
‑
150℃，优选90
‑
120℃，搅拌反应；(2)将温度降低至10
‑
90℃，优选20
‑
50℃，将无机含氧酸滴加到第(1)步的反应液中，搅拌反应，得到所述碱土金属催化剂。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述碱土金属化合物为氧化镁、氢氧化镁、羧酸镁、氧化钙、氢氧化钙、羧酸钙、氧化钡、氢氧化钡、氧化锶和氢氧化锶中的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述聚醚多元醇为聚氧乙烯醚，优选聚乙二醇和/或二乙二醇单乙醚。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述无机含氧酸为磷酸、硝酸或硫酸。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，在第(1)步中，所述碱土金属化合物与聚醚多元醇的重量比为0.05:1
‑
1:1，优选0.1:1
‑
1:1；和/或，搅拌反应的时间为2
‑
6h；和/或，在第(2)步中，所述碱土金属化合物与无机含氧酸的摩尔比为10:1
‑
1:1，优选4:1
‑
1.2:1；和/或，搅拌反应时间为1
‑
24h；和/或，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李传亮，丛鑫，殷玲，秦承群，吕树卫，陆国太，隋美玉，王久龙，黎源，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：