[发明专利]固体超强酸催化酯化合成聚乙二醇单甲基丙烯酸酯

权利要求书

1.一种聚乙二醇单甲基丙烯酸酯的制备方法，其特征是，以聚乙二醇与甲基丙烯酸为反应物，固体超强酸SO₄^2-/ZrO₂为催化剂，加入阻聚剂，加热回流反应方法，反应过程中加入带水剂不断除去反应生成的水，反应完成后过滤回收固体超强酸SO₄^2-/ZrO₂，减压蒸馏纯化产物，直接得到聚乙二醇单甲基丙烯酸酯，其中，所述的阻聚剂为氢醌、甲醌、吩噻嗪或对苯二酚；所述的带水剂为甲苯、二甲苯或环己烷。

2.根据权利要求1所述的一种聚乙二醇单甲基丙烯酸酯的合成方法，其特征在于，方法步骤依次为：

(1)制备SO₄^2-/ZrO₂固体超强酸：室温下，配制氧氯化锆水溶液，以氨水作沉淀剂，控制PH终值在9～10，制得ZrO₂水凝胶，用蒸馏水充分洗涤至无Cl^-后于110℃烘干，得到氧化物ZrO₂；将ZrO₂用0.5mol/lH₂SO₄浸渍30分钟后，过滤，烘干，650℃焙烧3小时，制得SO₄^2-/ZrO₂固体超强酸；

(2)采用装有温度计、搅拌器，分水器和冷凝器的三口烧瓶作反应器；

(3)向三口烧瓶中加入聚乙二醇、甲基丙烯酸、阻聚剂、催化剂固体超强酸SO₄^2-/ZrO₂、带水剂；

(4)在温度80～160℃加热回流反应6～20小时，共沸除去酯化反应生成的水；

(5)过滤反应液回收固体超强酸SO₄^2-/ZrO₂，减压蒸馏回收带水剂，最后得到聚羧酸减水剂大单体——聚乙二醇单甲基丙烯酸酯，回收的固体超强酸SO₄^2-/ZrO₂和带水剂继续循环使用；

(6)测定酯化率和收率。

3.根据权利要求2所述的一种聚乙二醇单甲基丙烯酸酯的合成方法，其特征在于，所述的步骤(4)中加热回流温度为120～150℃。

4.根据权利要求1所述的一种聚乙二醇单甲基丙烯酸酯的合成方法，其特征在于，其各原料比例和助剂用量范围如下：

聚乙二醇的平均分子量为400～4000，聚乙二醇∶甲基丙烯酸的摩尔比为1∶1.1～1.5；

阻聚剂用量为甲基丙烯酸量的100～2000ppm；

固体超强酸SO₄^2-/ZrO₂用量为聚乙二醇和甲基丙烯酸的总质量的1.0％～5.0％；

带水剂的用量为聚乙二醇和甲基丙烯酸的总质量的20％～80％。