專利名稱：：β-萘酚生產(chǎn)廢液改性氨基磺酸系高效減水劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種混凝土高效減水劑及其制備方法，更具體地說是一種以β-萘酚生產(chǎn)廢液為原料，經(jīng)改性制備的氨基磺酸鹽高效減水劑，屬于建筑材料
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：混凝土減水劑是高性能混凝土中的一個(gè)重要組成成分。目前在國內(nèi)市場(chǎng)上，高效減水劑以萘系和聚羧酸系減水劑為主，后者由于價(jià)格較高，主要用于客運(yùn)專線等高性能混凝土中，另外還有密胺樹脂和氨基磺酸系高效減水劑等。萘系減水劑的缺點(diǎn)是坍落度損失較大及低溫環(huán)境下容易出現(xiàn)結(jié)晶沉淀；而新型聚羧酸系高效減水劑價(jià)格高，影響其廣泛應(yīng)用；氨基磺酸系減水劑成本也較高且摻量臨界點(diǎn)難以控制，容易造成混凝土的泌水，使用的也非常有限。因此合成和使用性價(jià)比高的新型高效減水劑，一直是業(yè)界非常重視的問題。萘酚又名2-萘酚、乙萘酚或2-羥基萘，是萘系染料中間體的典型產(chǎn)品之一，主要用于染料、顏料、橡膠防老劑以及醫(yī)藥和農(nóng)藥工業(yè)，其生產(chǎn)是以精萘為原料，用9698%硫酸磺化得2-萘磺酸，再用亞硫酸鈉中和生成其鈉鹽，然后用氫氧化鈉堿熔得2-萘酚鈉，接著用硫酸酸化得萘酚粗產(chǎn)品，經(jīng)煮沸、水洗、干燥、減壓蒸餾得萘酚產(chǎn)品。整個(gè)生產(chǎn)過程中排放的廢水有機(jī)物含量高、酸度大，含鹽量高，對(duì)微生物有毒性，在環(huán)境中難以降解，屬于極難治理的有機(jī)工業(yè)廢水之一，對(duì)其進(jìn)行處理，成本較高。但β-萘酚生產(chǎn)廢液中含有大量萘磺鹽、甲基萘磺酸鹽及雜茚類的磺酸鹽，它們都是生產(chǎn)高效減水劑的優(yōu)質(zhì)原料；廢液中還含有大量硫酸鹽及亞硫酸鹽，對(duì)混凝土具有早強(qiáng)作用，但β-萘酚本身含有的羥基又具有緩凝作用，故對(duì)混凝土凝結(jié)時(shí)間總體無大的影響。因此可將其綜合利用進(jìn)行減水劑合成，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。對(duì)于氨基磺酸系高效減水劑的改性研究，報(bào)道較多的是利用木質(zhì)素或尿素進(jìn)行，也有利用栲膠或含羧基單體等改性的研究報(bào)道。β“萘酚也僅見少量文獻(xiàn)報(bào)道用于高效減水劑合成，但均為萘系減水劑，且其反應(yīng)溫度高達(dá)160°C。迄今為止沒有關(guān)于直接使用β-萘酚生產(chǎn)廢液改性氨基磺酸系高效減水劑的報(bào)道，
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于水泥、混凝土(硅)及砂漿，產(chǎn)品成本低、能有效抑制混凝土坍落度損失、工作性好、混凝土不扒底、不泌水的β“萘酚生產(chǎn)廢液改性氨基磺酸系高效減水劑及制備方法。技術(shù)方案本發(fā)明的高效減水劑由β“萘酚生產(chǎn)廢液濃硫酸磺化反應(yīng)得到的萘酚磺酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸鈉、苯酚類化合物、水、甲醛和PH值調(diào)節(jié)劑的縮聚反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)一步縮聚反應(yīng)而成，該減水劑按重量百分比計(jì)，包括下述成分β-萘酚生產(chǎn)廢液1228%；濃硫酸322%;對(duì)氨基苯磺酸鈉720%；苯酚類化合物925%;甲醛1835%;pH值調(diào)節(jié)劑47%;余量為水。苯酚類化合物為苯酚、雙酚A、水楊酸或?qū)Ρ蕉又械囊环N或一種以上的混合物。所述的pH值調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇、氫氧化鈣、氫氧化鋰或氨水中的一種或一種以上的混合物。本發(fā)明的β-萘酚生產(chǎn)廢液改性氨基磺酸系高效減水劑的制備方法包括以下步驟a.磺化反應(yīng)先將β_萘酚生產(chǎn)廢液加入反應(yīng)釜中，加熱至105110°C，滴加濃硫酸，1530分鐘滴完，保溫1.52.5小時(shí)，即得萘酚磺酸鹽；b.縮聚反應(yīng)將水加熱至6575°C，將對(duì)氨基苯磺酸鈉、苯酚類化合物及總量的四分之三左右的PH值調(diào)節(jié)劑加入反應(yīng)釜中，邊攪拌邊升溫至8090°C；滴加甲醛，在1030分鐘內(nèi)滴完，并保持溫度在8595°C之間，保溫25小時(shí)；加入剩余pH值調(diào)節(jié)劑及步驟a得到的萘酚磺酸鹽，在8595°C下反應(yīng)1.52.5小時(shí)后降溫出料，即制備得液體產(chǎn)品。有益效果本發(fā)明在合成反應(yīng)第二階段加入萘酚磺酸鹽參與縮合反應(yīng)，顯著降低了改性氨基磺酸鹽高效減水劑成本。本發(fā)明制得的改性氨基磺酸鹽高效減水劑，在摻量為膠凝材料質(zhì)量的0.30.8%(按固體量計(jì))時(shí)，相應(yīng)減水率為1624%。所拌混凝土和易性好，不扒底不泌水，且對(duì)混凝土的增強(qiáng)效果明顯。本發(fā)明的改性氨基磺酸鹽高效減水劑的成本低、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件容易控制；可以用于配制高強(qiáng)、高性能泵送混凝土，自流平和自密實(shí)混凝土等，也可以與其它外加劑復(fù)配成緩凝高效減水劑、泵送劑等復(fù)合外加劑，其推廣使用有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。具體實(shí)施例方式所述的高效減水劑的制備方法的制備工藝步驟如下各工藝步驟均在常壓下進(jìn)行。(1)磺化反應(yīng)先將β-萘酚生產(chǎn)廢液加入反應(yīng)釜中，加熱至105110°C，滴加濃硫酸，1530分鐘滴完，保溫1.52.5小時(shí)，即得萘酚磺酸鹽。(2)縮聚反應(yīng)將水加熱至6575°C，將對(duì)氨基苯磺酸鈉、苯酚類化合物及總量的四分之三左右的PH值調(diào)節(jié)劑加入反應(yīng)釜中，邊攪拌邊升溫至8090°C；滴加甲醛，在1030分鐘內(nèi)滴完，并保持溫度在8595°C之間，保溫25小時(shí)；加入剩余pH值調(diào)節(jié)劑及步驟(1)得到的萘酚磺酸鹽，在8595°C下反應(yīng)1.52.5小時(shí)后降溫出料，即制備得液體產(chǎn)品。上述液體產(chǎn)品再經(jīng)噴霧干燥制得粉狀產(chǎn)品。制備工藝步驟中各原材料的組分及其百分比含量為β-萘酚生產(chǎn)廢液1228%；濃硫酸322%;對(duì)氨基苯磺酸鈉720%；苯酚類化合物925%;甲酸1835%;pH值調(diào)節(jié)劑47%;水2030%。上述的苯酚類化合物為苯酚、雙酚A、水楊酸、對(duì)苯二酚中的一種或一種以上的混合物。上述的pH值調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇、氫氧化鈣、氫氧化鋰、氨水中的一種或一種以上的混合物。實(shí)施例1本發(fā)明的制備工藝包括兩個(gè)步驟，各工藝步驟均在常壓下進(jìn)行(1)磺化反應(yīng)在反應(yīng)釜中投入480千克β-萘酚生產(chǎn)廢液，加熱至110°C，滴加120千克濃硫酸，15分鐘滴完，保溫2小時(shí)，即得萘酚磺酸鹽。(2)縮聚反應(yīng)將水加熱至70°C，將419千克對(duì)氨基苯磺酸鈉、475千克苯酚及75千克氫氧化鈉加入反應(yīng)釜中，邊攪拌邊升溫至85°C；滴加720千克甲醛，在20分鐘內(nèi)滴完，并保持溫度在95°C，保溫2.5小時(shí)；加入剩余30千克氫氧化鈉及步驟(1)得到的萘酚磺酸鹽，在95°C下反應(yīng)1.5小時(shí)后降溫出料，即制備得液體產(chǎn)品。上述的液體產(chǎn)品再經(jīng)噴霧干燥制得粉狀產(chǎn)品。實(shí)施例2本發(fā)明的制備工藝包括兩個(gè)步驟，各工藝步驟均在常壓下進(jìn)行(1)磺化反應(yīng)在反應(yīng)釜中投入390千克β-萘酚生產(chǎn)廢液，加熱至105°C，滴加114千克濃硫酸，15分鐘滴完，保溫2小時(shí)，即得萘酚磺酸鹽。(2)縮聚反應(yīng)將水加熱至70°C，將405千克對(duì)氨基苯磺酸鈉、526千克雙酚A、12千克氫氧化鈣及60千克氫氧化鉀加入反應(yīng)釜中，邊攪拌邊升溫至85°C；滴加685千克甲醛，在20分鐘內(nèi)滴完，并保持溫度在90°C，保溫3小時(shí)；加入剩余33千克氫氧化鉀及步驟(1)得到的萘酚磺酸鹽，在95°C下反應(yīng)2小時(shí)后降溫出料，即制備得液體產(chǎn)品。以下為本發(fā)明的性能情況及其與同類產(chǎn)品的各項(xiàng)性能比較情況主要原材料、混凝土配合比及試驗(yàn)方法原材料水泥中國水泥廠生產(chǎn)海螺P·042.5水泥砂細(xì)度模數(shù)為2.5的中砂。石子南京江寧產(chǎn)玄武巖，粒徑為520mm的碎石。表2中試驗(yàn)的混凝土配合比為水泥砂石=12.163.54。在配制混凝土?xí)r，水泥、砂、石材料按以上配合比進(jìn)行稱量，加水量則以控制坍落度為8士Icm為標(biāo)準(zhǔn)。未摻加外加劑配制的混凝土稱為基準(zhǔn)混凝土?；炷列阅茉囼?yàn)主要包括減水率、泌水率、含氣量、凝結(jié)時(shí)間、抗壓強(qiáng)度、混凝土的收縮等，試驗(yàn)方法參照GB8076-97《混凝土外加劑》的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。表3中試驗(yàn)的混凝土配合比為水泥砂石水=11.982.740.42，為改善混凝土的和易性，各組均另加入水泥用量萬分之三的SJ引氣劑。表1實(shí)施例2的勻質(zhì)性指標(biāo)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注摻量為固體份0.5%，水泥凈漿流動(dòng)度試驗(yàn)加水量為87毫升。表2實(shí)施例2的混凝上性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注摻量為固體份0.5%。表3本發(fā)明與其它高效減水劑的混凝土性能對(duì)比<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>注上海產(chǎn)某氨基磺酸系高效減水劑SN，自制尿素改性氨基磺酸系高效減水劑ASU,自制無堿氨基磺酸系高效減水劑ASW，山西產(chǎn)某萘系高效減水劑FDN。表中的摻量均折合成粉劑摻量，用水量中扣除減水劑引入水量。權(quán)利要求一種β-萘酚生產(chǎn)廢液改性氨基磺酸系高效減水劑，其特征在于該減水劑按重量百分比計(jì)，包括下述成分β-萘酚生產(chǎn)廢液12～28％；濃硫酸3～22％；對(duì)氨基苯磺酸鈉7～20％；苯酚類化合物9～25％；甲醛18～35％；pH值調(diào)節(jié)劑4～7％；余量為水。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上述的萘酚生產(chǎn)廢液改性氨基磺酸系高效減水劑，其特征在于苯酚類化合物為苯酚、雙酚Α、水楊酸或?qū)Ρ蕉又械囊环N或一種以上的混合物。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上述的萘酚生產(chǎn)廢液改性氨基磺酸系高效減水劑，其特征在于所述的PH值調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇、氫氧化鈣、氫氧化鋰或氨水中的一種或一種以上的混合物。4.一種如權(quán)利要求1所述的β-萘酚生產(chǎn)廢液改性氨基磺酸系高效減水劑的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟a.磺化反應(yīng)先將β-萘酚生產(chǎn)廢液加入反應(yīng)釜中，加熱至105110°C，滴加濃硫酸，1530分鐘滴完，保溫1.52.5小時(shí)，即得萘酚磺酸鹽；b.縮聚反應(yīng)將水加熱至6575°C，將對(duì)氨基苯磺酸鈉、苯酚類化合物及總量的四分之三左右的PH值調(diào)節(jié)劑加入反應(yīng)釜中，邊攪拌邊升溫至8090°C；滴加甲醛，在1030分鐘內(nèi)滴完，并保持溫度在8595°C之間，保溫25小時(shí)；加入剩余pH值調(diào)節(jié)劑及步驟a得到的萘酚磺酸鹽，在8595°C下反應(yīng)1.52.5小時(shí)后降溫出料，即制備得液體產(chǎn)品。全文摘要β-萘酚生產(chǎn)廢液改性氨基磺酸系高效減水劑及制備方法，其制備步驟如下a.磺化反應(yīng)先將β-萘酚生產(chǎn)廢液加入反應(yīng)釜中，加熱至105～110℃，滴加濃硫酸，15～30分鐘滴完，保溫1.5～2.5小時(shí)，即得萘酚磺酸鹽。b.縮聚反應(yīng)將水加熱至65～75℃，將對(duì)氨基苯磺酸鈉、苯酚類化合物及總量的四分之三左右的pH值調(diào)節(jié)劑加入反應(yīng)釜中，邊攪拌邊升溫至80～90℃；滴加甲醛，在10～30分鐘內(nèi)滴完，并保持溫度在85～95℃之間，保溫2～5小時(shí)；加入剩余pH值調(diào)節(jié)劑及步驟a得到的萘酚磺酸鹽，在85～95℃下反應(yīng)1.5～2.5小時(shí)后降溫出料，即制備得液體產(chǎn)品。本發(fā)明制得的改性氨基磺酸鹽高效減水劑，在摻量為膠凝材料質(zhì)量的0.3～0.8％(按固體量計(jì))時(shí)，相應(yīng)減水率為16～24％。文檔編號(hào)C04B24/22GK101824128SQ20101015023公開日2010年9月8日申請(qǐng)日期2010年4月16日優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日發(fā)明者付丹華,唐修生,王冬,祝燁然,蔡明,陳國新,黃國泓申請(qǐng)人:南京瑞迪高新技術(shù)公司