[发明专利]一聚羧酸减水剂聚醚单体的连续化生产方法

说明书

本发明公开了一聚羧酸减水剂聚醚单体的连续化生产方法，所述方法采用丙酮、环己酮、N‑甲基吡咯烷酮中的至少一种作为聚合反应调节剂，可以在连续化合成工艺中制备得到分子量分布较窄的聚醚单体。

技术领域

本发明涉及一种连续化生产方法，尤其涉及一聚羧酸减水剂聚醚单体的连续化生产方法。

背景技术

减水剂是一种在维持混凝土坍落度不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。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。

目前，聚羧酸系减水剂属于第三代高性能减水剂，与前两代减水剂相比具有掺量低、减水率大、不离析和高保坍等特点，是我国高速客运铁路指定外加剂。聚醚单体是合成高效聚羧酸减水剂的主要原料，通常由不饱和醇或不饱和醇醚为起始剂在碱金属催化剂作用下合成得到，其常规的反应方式为间歇法釜式生产。

间歇法釜式生产存在的问题是，每次生产结束后，反应釜内还残留一定量的成品，如果对反应釜进行清洗，就会产生大量的废水；如果不清洗就会造成质量波动，影响产品质量；而且在合成高分子量的产品时，由于受到反应釜直径、容积和反应形式等影响，通常要先在一个反应釜中合成较低分子量的中间体，再转移至另一反应釜中继续反应合成产品，这就导致在装置停车时，至少存在双釜残留的问题。

但连续化生产聚醚单体因存在返混现象而导致产品分子量分布太宽是已知的，会影响产品的应用性。目前尚未发现真正意义上解决产品分子量分布的问题而实现聚羧酸减水剂聚醚单体连续化生产的方案。

专利CN105273181A提供了一种一步法生产聚羧酸减水剂单体聚醚的连续化工艺，采用该工艺以不饱和醇类、不饱和醇醚或者不饱和胺类为起始剂，在一定温度、压力及催化剂的作用下，通过在多个反应釜分段进环氧化物聚合、降压熟化、脱气、中和,最后进行切片获得最终制品。该发明实际上是采用多个间歇装置接力工作,并没有真正意义上实现连续合成，而且其也未提出连续化工艺中返混现象导致的产品分子量分布宽的问题以及相应解决方案。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提出一种聚羧酸减水剂聚醚单体的连续化生产方法。本发明人经过大量持续的研究发现，当采用丙酮、环己酮、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种作为聚合反应调节剂时，对连续化聚醚单体的合成工艺具有分子量分布调节的功能，可以解决产品分子量分布较宽的问题，从而使聚醚单体的连续化生产成为可能。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种聚羧酸减水剂聚醚单体的连续化生产方法，包括以下步骤：

1)在第一反应釜中加入一部分碱金属催化剂和起始剂作为铺底，升温至反应温度，然后连续通入环氧化物至设计的反应压力，开始聚合反应；当第一反应釜内反应液达到设计出料液位后，开始向第二反应釜中转移出料，同时，将分子量分布调节剂、碱金属催化剂和起始剂与第一反应釜中反应液提前混合或者不提前混合地连续加入至第二反应釜中；

2)当第二反应釜中反应液达到设计出料液位后，边连续通入剩余的环氧化物，边将反应液向中和混合器中连续地转移出料；

3)在将第二反应釜中反应液向中和混合器转移出料的同时，向中和混合器中连续通入中和剂，对反应液进行中和；

4)将中和后的反应液送入产品脱挥装置，进行精制纯化，得到聚羧酸减水剂聚醚单体。

在一些示例中，所述第一反应釜中，反应温度为100-180℃，反应压力为0.2-1.4MPaG，停留时间为1-10h；

优选地，所述第二反应釜中的反应温度为100-180℃，反应压力为0.2-1.4MpaG，停留时间为1-10h。

在一些示例中，步骤1)中，当反应液位达到第一反应釜总体积的50-90％时，开始将反应液转移出料；