[发明专利]用于甲氧基聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯合成的催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及用于甲氧基聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯合成的催化剂。

背景技术

目前，减水剂已成为混凝土中不可缺少的组份，许多新的减水剂不断地被研究开发出来。国内常用的高效减水剂主要有萘系高效减水剂、脂肪族减水剂、密胺树脂减水剂、氨基磺酸盐减水剂及之后发展起来的聚羧酸高性能减水剂。其中聚羧酸系高性能减水剂由于具有掺量低、减水率高、保塌性好、无氯、低碱、生产过程中无“三废”排放、对人体健康不构成威胁、分子结构可调控性强等一系列优点，因而发展很快，在铁路、桥梁、水利水电等混凝土工程建设领域得到了广泛应用，从而使混凝土质量水平不断提高。

在聚羧酸系高性能减水剂的生产过程中，酯化产物的制备一直是关键难点，酯化产物的质量及其稳定性对最终聚羧酸减水剂产品质量及其稳定性影响很大。甲氧基聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯是生产聚羧酸减水剂的重要原料之一，有关研究报道已有，但多存在溶剂回收或废水排放等过程，如专利CN1636922，CN101092478介绍了用甲苯、二甲苯、戊烷或己烷作溶剂，烷基聚氧乙烯醚与丙烯酸进行酯化，制备烷基聚氧乙烯醚丙烯酸酯的方法，需要进行溶剂回收；专利CN1316398介绍了甲氧基聚乙烯醚与甲基丙烯酸酯进行酯交换反应，生成甲氧基聚乙烯醚甲基丙烯酸酯的方法，有废水排放产生。另外，现有技术中甲氧基聚乙烯醚与(甲基)丙烯酸酯或与(甲基)丙烯酸进行反应采用的催化剂的活性不够导致反应时间较长。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一是现有技术中甲氧基聚乙烯醚与(甲基)丙烯酸进行酯化反应采用的催化剂的活性不够导致原料转化率低的问题，提供一种新的用于甲氧基聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯合成的催化剂。该催化剂用于甲氧基聚氧乙烯醚与(甲基)丙烯酸进行酯化反应制备甲氧基聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯时具有反应活性高、原料转化率高、甲氧基聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯合成制造工艺简单合理等优点。

本发明所要解决的技术问题之二是与上述技术问题之一所述催化剂在在(甲基)丙烯酸与甲氧基聚氧乙烯醚进行酯化反应合成甲氧基聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯中的应用。

为了解决上述技术问题之一，本发明的技术方案如下：用于甲氧基聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯合成的催化剂，所述催化剂选自硫酸、芳磺酸、金属硫酸盐或金属芳磺酸盐中的至少一种。作为较优的技术方案以摩尔份数计，所述催化剂包括如下组分：(1)硫酸和/或芳磺酸，1份；(2)碱金属硫酸盐和/或碱金属芳磺酸盐，0～1000份。作为更优的技术方案所述碱金属硫酸盐和/或碱金属芳磺酸盐的量为＞0且小于50份，最优选用量为＞0且小于10份。

上述技术方案中所述芳磺酸优选为C₆～C₁₀芳磺酸；所述芳磺酸更优选自α-萘磺酸、β-萘磺酸或如式(i)所述的芳磺酸中的任意一种：

其中，R₁、R₂或R₃独立选自H或甲基。

上述技术方案中，所述的金属芳磺酸盐优选为C₆～C₁₀芳磺酸的金属盐；所述金属芳磺酸盐更优选自与α-萘磺酸、β-萘磺酸或如式(ii)所述的芳磺酸中的任意一种对映的金属盐：

其中，R₄、R₅或R₆独立选自H或甲基。

上述技术方案中所述金属硫酸盐优选为硫酸钾或硫酸钠中的至少一种。

上述技术方案中所述金属芳磺酸盐选自芳磺酸钾或芳磺酸钠中的至少一种。

本发明所述催化剂，可以将所需组分预先简单混合后用于甲氧基聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯合成，也可以按照所需组分同时或分别投入反应体系后进行反应。所述组分进行预先简单混合的顺序，或者分别投入反应体系的顺序没有特别要求。

本发明催化剂还可以包括酯化反应领域常见的其他组分，例如其他的质子酸或路易斯酸。质子酸的例子有但不限于磷酸、诸如分子筛或离子交换树脂等固体质子酸。路易士酸包括常见的过渡金属离子。

为了解决上述技术问题之二，本发明的技术方案如下：上述技术问题之一的技术方案中所述的催化剂在(甲基)丙烯酸与甲氧基聚氧乙烯醚进行酯化反应合成甲氧基聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯中的应用。

上述技术方案中，所述的甲氧基聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯优选具有式(iii)所示的结构：