專利名稱：：磺化堿木素改性氨基磺酸系高效減水劑及其制備方法磺化堿木素改性氨基磺酸系高效減水劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及減水劑領域，特別涉及到一種用于水泥、混凝土(砼)及砂漿用的磺化堿木素改性氨基磺酸系高效減水劑及其制備方法。
背景技術：
：以水泥為膠凝材料生產的混凝土，今天已成為全世界各種結構工程建設首選的建筑材料，這是由其經濟特性所決定，其原材料來源廣泛、成本低，施工與維護費用也很低?；炷良夹g向前推進的兩大驅動力是加快施工速度和改善混凝土耐久性。我國混凝土攪拌站始建于80年初(上海、常州)。目前，我國因建設規(guī)模持續(xù)擴大，尤其是東南沿海城市建設的高速發(fā)展，各級建設主管部門采取了一系列扶植政策措施，使城市的混凝土產品需求量每年以15%的幅度遞增?；炷廉a品產量的增大，極大推動了混凝土添加劑的發(fā)展，尤其是各種減水劑，因為添加劑在混凝土中的應用,對提高混凝土的強度、和易性、耐久性以及降低生產成本產生了十分明顯的作用，已成為現代混凝土必不可少的組分之一，其中減水劑是應用面最廣、使用量最大的一種添加劑。高效減水劑的發(fā)展早在1938年，一種以萘磺酸鹽為主要成分的水泥分散劑在美國就取得了專利，直至60年代初，日本和德國為進一步提高混凝土強度和增大工作度，以減小澆筑工作量的需求，開發(fā)出萘磺酸甲醛縮合物與三聚氰胺磺酸鹽兩個系列的混凝土高效減水劑。日本花王石堿公司服部健一博士研制的以e-萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽為主要成分的減水劑，商品名為"mighty",是一種具有代表性的減水劑，并逐步發(fā)展為系列產品,在國際市場上很有競爭力。聯邦德國SKW公司研制的磺化三聚氰胺甲醛樹脂減水劑，商品名為mehnent",成為歐洲一些國家的代表性減水劑。70年代后，這些減水劑進入其它國家并得到日益廣泛的應用。其它如前蘇聯研究出的一種由環(huán)氧丙垸與甲苯二胺聚合而成的水溶性環(huán)氧樹脂添加劑，也得到一定應用。目前，萘系、三聚氰胺系、改性木素磺酸鹽高效減水劑是使用最普遍的高效減水劑，它們減水率較高，但坍落度損失較大。隨著科學技術和生產的發(fā)展，各種超長、超高、超大型混凝土構筑物以及在嚴酷環(huán)境下使用的混凝土結構不斷對混凝土質量提出更高的要求，促使混凝土技術向具備工作性能高體積穩(wěn)定性好、高強度和高耐久性等特點的高性能混凝土發(fā)展，這些特點也成為21世紀混凝土的發(fā)展方向[1]。高性能混凝土對混凝土添加劑提出了更高的要求，具有高減水率、在低水灰比下流動性好、混凝土坍落度大，并且經時損失小的高性能減水劑成為科研與工程技術人員研究和開發(fā)的目標[2'5]。目前正處在研究和開發(fā)之中的高性能減水劑主要有氨基磺酸系和聚羧酸系高效減水劑等。氨基磺酸系高效減水劑生產工藝簡單，是國內外當前最有發(fā)展前途的高效減水劑之一[3—5]。80年代末，氨基磺酸系高效減水劑在日本等國得到開發(fā)和應用。這類產品能以其自身性能控制混凝土塌落度損失。目前，這種高效減水劑已廣泛應用于生產制造高強度、高性能混凝土。近幾年來，國外減水劑的研究方向，主要為了提高混凝土的強度和性能，可以制得140MPa的高強混凝土，同時獲得高流態(tài)混凝土，泵送高度達432m。美國的Papalos等W利用苯乙烯基酚磺酸與甲醛發(fā)生縮聚反應，研制出的產品用作混凝土減水劑，進而拉開了氨基磺酸系高效減水劑的序幕。日本的Furuhashi等[7]介紹氨基芳基磺酸-苯酚-甲醛縮合物用作水泥分散劑,此種水泥分散劑可以大大提高混凝土的坍落度，同時可以在較長一段時間內運輸而不損失枬落度，尤其適合于泵送混凝土。KawamuraM用雙酚類化合物和烷基氨基苯磺酸與甲醛的縮合物作為高效減水劑，這種高效減水劑用在砂漿時減水率可達35%55%,保持良好流動性超過lh。分散劑。Tsuji^用苯酚、氨基苯磺酸、三聚氰胺與甲醛的縮合物作為高效減水劑，可以提高混凝土流動性，并且加速凝結，而不影響氣泡的穩(wěn)定性。這些減水劑都具有高減水率和高流動性,并能控制混凝土坍落度損失。中國在20世紀90年代末才開始對氨基磺酸系高效減水劑進行研究,目前正處于起步階段。較早開展這類工作的是北京城建工程研究院和清華大學。清華大學馮乃謙W用對氨基苯磺酸、苯酚與甲醛反應制得氨基磺酸鹽高效減水劑AS并與萘系高效減水劑進行復配，進行了水泥凈漿和混凝土試驗，結果表明氨基磺酸系高效減水劑對不同的水泥均有很好的適應性，流動度和坍落度大，且經時損失很小，摻氨基磺酸系高效減水劑的混凝土坍落度在90min內基本保持不變，而萘系及三聚氰胺系高效減水劑的坍落度損失很快，60miti后已基本上不能流動。華南理工大學邱學青等1()1利用氨基芳基磺酸、芳基酚、對苯二甲醇(或甲醇)及木素磺酸鹽為原料制備出一種高減水率的高效減水劑。廣東省建材工業(yè)研究所的陳應欣等11]以氨基苯磺酸鈉、氨基苯磺酸、苯酚、甲醛等為原材料研制出氨基苯磺酸甲醛縮合物減水劑。目前氨基磺酸系高效減水劑在生產與應用中存在著3個方面的問題,進而影響其生產與推廣應用[5]:—是原料價格偏貴，生產成本偏高；二是在減水劑應用過程中，對其摻量比較敏感，摻量太低，水泥粒子不能充分分散，混凝土坍落度較小，摻量過大，則容易使水泥粒子過于分散，混凝土保水性不好，離析泌水現象嚴重，甚至漿體板結與水分離，在施工中很難掌握；三是目前生產氨基磺酸系高效減水劑的主要原料為苯酚及甲醛，均為易揮發(fā)的有毒物質，生產工藝控制不好會給環(huán)境造成較大的污染。如今石油、天然氣資源的儲備有限，而且對它們的研究、開發(fā)和利用給地球生態(tài)環(huán)境帶來的影響日趨嚴重，這促使了以天然資源為原料的高分子材料得以大力發(fā)展。木質素在自然界中存在的數量很大，而且總是與纖維素伴生，全世界陸生植物每年可產生500億噸木質素，其中制漿造紙工業(yè)的蒸煮廢液中產生的工業(yè)木質素有3，000萬噸[12]。人類利用纖維素己有幾千年的歷史，而真正開始研究木質素則是1930年以后的事了，而且至今木質素還沒有得到很好的利用。我國的制漿造紙工業(yè)以堿法和硫酸鹽法制漿為主，有些大型的制漿造紙企業(yè)可以通過堿回收技術，將制漿黑液燃燒后回收堿液，來消除制漿黑液的污染，但是該方法會造成木質素資源的巨大浪費，而中小型制漿造紙廠則將制漿黑液直接排放，進而造成嚴重的環(huán)境污染。因此木質素至今還沒有得到很好的利用，我國僅約6%的木質素得到利用。如何有效的利用好木質素這種可再生資源，提高其附加值，并解決環(huán)境污染問題已成為各位科研工作者研究的出發(fā)點。參考文獻1.SspiratosN，JolicoeurG.Trendsinconcretechemicaladmixtureforthe21stcentury[C].6thCANMET/ACIInternationalConference.Nice,20002.吳中偉.高性能混凝土及其礦物細摻料[J].建筑技術，1999,30(3):1601633.李崇智,等高性能減水劑的研究現狀與展望[J].混凝土與泥制品,2001，(2):364.馮乃謙.氨基磺酸系高效減水劑的研制及其混凝土的特性[J].混凝土與水泥制品，2000，(2):5_85.邱學青，蔣新元，歐陽新平.氨基磺酸系高效減水劑的研究現狀與發(fā)展方向[J].化工進展，2003，22(4):336—3406.PapalosJG，SavolyA.Condensationproductsofsubstitutedphenolsulfonicacidandformaldehyde[P].US4479826,19847.FuruhashiT，KawadaK,TaharaS,etal.Arainoacrylsulfonicacid-phenol-formaldehydeandconcreteadmixturecomprisingthesame[P].US5245001，19938.KaTO咖raM,HamadaS，DateT,etal.Productionofnovelcondensatecomprisingbiphenolsandaromaticaminosulfonicacids,condensates肌ddispersant,additiveandwater-reducingagentbasedthereon[P].US5233012,19939.TsujiA,Ya腿toF，T咖aokiR，etal.Water-reducingagentsforGypsumslurries[P].JP04254452,199210.邱學青，歐陽新平，楊東杰.氨基磺酸系高效減水劑及其制備方法[P].ZL01129711.5，200311.陳應欣，陳崤卉，楊正梅等.氨基苯磺酸甲醛縮合物減水劑及其制備方法[P].申請?zhí)?3126609.6，2003;公開號CN1458108A,200312.劉明華，黃建輝，洪樹瓶一種利用制漿黑液制備木質素磺酸鈉減水劑的方法[P].ZL—種利用制漿黑液制備木質素磺酸鈉減水劑的方法.ZL200410044834.9，200
發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種用于水泥、混凝土(砼)及砂漿，產品成本低、能有效抑制混凝土坍落度損失、工作性好、混凝土不泌水的磺化堿木素改性氨基磺酸系高效減水劑及其制備方法。本發(fā)明采用以下技術方案高效減水劑由堿木素、水、過氧化氫和a—羥甲基磺酸鈉溶液磺化反應得到的磺化堿木素與氨基苯磺酸鈉、苯酚或酚類衍生物、水、酸性調節(jié)劑、甲醛溶液和堿性調節(jié)劑的縮聚反應產物進一步縮聚反應而成。上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行。(1)磺化反應將先將堿木素和水加入反應器中，攪拌均勻后，將pH值調至9.513.5，然后依次加入過氧化氫和a—羥甲基磺酸鈉溶液，在9010(TC的反應溫度下反應25h后，即得磺化堿木素。(2)縮聚反應先將對氨基苯磺酸鈉、苯酚或酚類衍生物和水加入反應器中，攪拌均勻后，用酸性調節(jié)劑將pH值調至4.06.0，再加熱升溫至5090°C，緩慢加入甲醛溶液后反應l3h，而后用堿性調節(jié)劑將pH值調至9.013.5，最后加入步驟(l)得到的磺化堿木素，在8510(TC下反應26h后降溫出料，即制備得液體產品。上述的液體產品再經噴霧干燥制得粉狀產品。制備工藝步驟中各原材料的組分及其百分比含量為堿木素3.0%20.0%;過氧化氫(25%含量)0.1%2.0%;a—羥甲基磺酸鈉(50%含量)0.5%10.0%;對氨基苯磺酸鈉5.0%15.0%;苯酚或酚類衍生物5.0%16.0%;甲醛(37%含量)10.0%30.0%;酸性調節(jié)劑0.1%1.5%;堿性調節(jié)劑0.5%2.5%;水30%70%。上述的制備方法采用全封閉的加料方式以及一浴合成法上述的制備得產品的相對分子質量為900042500。上述的堿木素原材料至少有一種或一種以上選自竹子、蔗渣、稻草、麥草、蘆葦、桉木、樺木、馬尾松的堿法或硫酸鹽法制漿黑液，通過沉淀、分離、提取獲得的堿木素。上述的酚類衍生物為雙酚A、雙酚S、對甲酚、間甲酚、混合甲酚、兒茶酚中的一種或一種以上的混合物。上述的酸性調節(jié)劑為氨基磺酸、葡萄糖酸、磷酸、水楊酸、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、馬來酸、琥珀酸中的一種或一種以上的混合物，加入量為0.1%1.5%。上述的堿性調節(jié)劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、磷酸鈉、三聚磷酸鈉、四硼酸鈉中的一種或一種以上的混合物，加入量為0.1%2.5%。本發(fā)明以堿木素為原料，利用制槳造紙工業(yè)中的副產物——堿木素為原料，通過化學改性來降低改性氨基磺酸系高效減水劑的生產成本，并有效抑制混凝土坍落度損失，解決混凝土的離析泌水問題，在工程中可以得到廣泛推廣應用。此外，本發(fā)明采用全封閉的加料方式以及一浴合成法來制備改性氨基磺酸系綠色高效減水劑，以減少或消除生產和使用過程中對環(huán)境所產生的污染，因此本制備工藝是一個清潔化、環(huán)境友好工藝。本發(fā)明產品使用時，可以干粉或水溶液形式加到水泥或混凝土拌和物中，其摻量為水泥質量的0.3%0.9%，最佳摻量為0.5%0.8%。本發(fā)明具有以下優(yōu)點和積極效果l.磺化堿木素改性氨基磺酸系高效減水劑的減水率高，在很低的水灰比下，混凝土、凈漿、砂槳仍具有優(yōu)良的流動性，而且塌落度損失小，說明本發(fā)明產品增大了在水泥顆粒上的吸附量和結合強度，從而提高并較長時間地保持對水泥顆粒的分散能力，這樣即達到提高減水率及改善塌落度損失的目的。2.本發(fā)明利用制漿造紙工業(yè)中的副產物——堿木素為原料，通過化學改性來降低改性氨基磺酸系高效減水劑的生產成本，并通過工藝調節(jié)使其相對分子質量控制在500036000范圍內，克服產品對摻量敏感、泌水率高、混凝土易離析的缺點,以便本發(fā)明能在工程中得到廣泛推廣應用。3.本發(fā)明采用全封閉的加料方式以及一浴合成法來制備改性氨基磺酸系綠色高效減水劑，以減少或消除生產和使用過程中對環(huán)境所產生的污染，而且整個生產過程無"三廢"(廢氣、廢水、廢渣)排放，因此本制備工藝是一個清潔化、環(huán)境友好工藝。4.本發(fā)明首次利用磺化堿木素來改性氨基苯磺酸鹽甲醛縮合物，并進行工業(yè)化大生產，而且該方法制備的改性氨基磺酸系減水劑具有分子量較高以及減水劑的綜合性狀指標好等優(yōu)點，目前尚未見相關報道。5.生產工藝簡單，生產原料易得，生產周期短，反應溫和，所需設備為常規(guī)設備，便于現有化工廠接產。具體實施方式本發(fā)明的實施例情況如下實施例1的原料組分以及制備工藝步驟如下1.本實施例所用的原料組分如下(單位一千克)堿木素(堿法馬尾松漿黑液中提取)50千克過氧化氫(25%含量)3千克a—羥甲基磺酸鈉(50%含量)23千克對氨基苯磺酸鈉150千克苯酚95千克甲醛(37%含量)200千克葡萄糖酸5.5千克堿性調節(jié)劑(三聚磷酸鈉和氫氧化鈉混合物，質量比為5:5):9.5千克水464千克2.制備工藝步驟及工藝參數本發(fā)明的制備工藝包括兩個步驟，各工藝步驟均在常壓下進行(1)磺化反應將先將50千克堿木素和100千克水加入反應器中，攪拌均勻后，將反應體系的pH值調至10.5，然后依次加入3千克過氧化氫和23千克a—羥甲基磺酸鈉溶液，在10(TC的反應溫度下反應3h后，即得磺化堿木素。(2)縮聚反應先將150千克對氨基苯磺酸鈉、95千克苯酚和364千克水加入反應器中，攪拌均勻后，用5.5千克葡萄糖酸將反應體系的pH值調至5.0，加熱升溫至70'C，緩慢加入200千克甲醛溶液后反應1h，然后利用9.5千克堿性調節(jié)劑將上述體系中的pH值調至12.0，并加入步驟(1)得到的磺化堿木素，在95'C下反應4h后降溫出料，得液體產品，通過噴霧干燥即得粉狀產品，產品的相對分子質量為23000。實施例2的原料組分以及制備工藝步驟如下1.本實施例所用的原料組分如下(單位一千克)堿木素(硫酸鹽法馬尾松漿黑液中提取)100千克過氧化氫(25%含量)7千克a—羥甲基磺酸鈉(50%含量)30千克對氨基苯磺酸鈉90千克苯酚60千克甲醛(37%含量)190千克葡萄糖酸15千克堿性調節(jié)劑(氫氧化鈉、三聚磷酸鈉和磷酸鈉混合物，質量比為5:3:2):13千克水495千克2.制備工藝步驟及工藝參數本發(fā)明的制備工藝包括兩個步驟，各工藝步驟均在常壓下進行(1)磺化反應將先將100千克堿木素和200千克水加入反應器中，攪拌均勻后，將反應體系的pH值調至9.5，然后依次加入7千克過氧化氫和30千克a—羥甲基磺酸鈉溶液，在9(TC的反應溫度下反應5h后，即得磺化堿木素。(2)縮聚反應先將90千克對氨基苯磺酸鈉、60千克苯酚和295千克水加入反應器中，攪拌均勻后，用15千克葡萄糖酸將反應體系的pH值調至4.0，加熱升溫至5(TC，緩慢加入190千克甲醛溶液后反應lh，然后利用13千克堿性調節(jié)劑將上述體系中的pH值調至11.0，并加入步驟(1)得到的磺化堿木素，在100'C下反應3h后降溫出料，得液體產品，通過噴霧干燥即得粉狀產品，產品的相對分子質量為17000。實施例3的原料組分以及制備工藝步驟如下1.本實施例所用的原料組分如下(單位一千克)堿木素(堿法桉木漿黑液中提取)30千克過氧化氫(25%含量)1千克a—羥甲基磺酸鈉(50%含量)5千克對氨基苯磺酸鈉110千克雙酚A:120千克甲醛(37%含量)230千克水楊酸1千克堿性調節(jié)劑(三聚磷酸鈉和四硼酸鈉混合物，質量比為8:2):5千克水498千克2.制備工藝步驟及工藝參數本發(fā)明的制備工藝包括兩個步驟，各工藝步驟均在常壓下進行(l)磺化反應將先將30千克堿木素和98千克水加入反應器中，攪拌均勻后，將反應體系的pH值調至13.5，然后依次加入1千克過氧化氫和5千克a—羥甲基磺酸鈉溶液，在10(TC的反應溫度下反應2h后，即得磺化堿木素。(2)縮聚反應先將IIO千克對氨基苯磺酸鈉、120千克雙酚A和400千克水加入反應器中，攪拌均勻后，用1千克水楊酸將反應體系的pH值調至6.0，加熱升溫至90°C，緩慢加入230千克甲醛溶液后反應3h，然后利用5千克堿性調節(jié)劑將上述體系中的pH值調至9.0，并加入步驟(1)得到的磺化堿木素，在85。C下反應6h后降溫出料，得液體產品，通過噴霧干燥即得粉狀產品，產品的相對分子質量為31000。實施例4的原料組分以及制備工藝步驟如下1.本實施例所用的原料組分如下(單位—千克)堿木素(堿法馬尾松漿黑液中提取)75千克過氧化氫(25%含量)6千克a—羥甲基磺酸鈉(50%含量)30千克對氨基苯磺酸鈉120千克雙酚A:160千克甲醛(37%):300千克氨基磺酸2千克堿性調節(jié)劑(三聚磷酸鈉、四硼酸鈉和氫氧化鈉混合物，質量比為5:2:3):7千克水300千克2.制備工藝步驟及工藝參數本發(fā)明的制備工藝包括兩個步驟，各工藝步驟均在常壓下進行(1)磺化反應將先將75千克堿木素和80千克水加入反應器中，攪拌均勻后，將反應體系的pH值調至9.5，然后依次加入6千克過氧化氫和30千克a—羥甲基磺酸鈉溶液，在9(TC的反應溫度下反應2h后，即得磺化堿木素。(2)縮聚反應先將120千克對氨基苯磺酸鈉、160千克雙酚A和240千克水加入反應器中，攪拌均勻后，用2千克氨基磺酸將反應體系的pH值調至6.0，加熱升溫至90'C，緩慢加入300千克甲醛溶液后反應2h，然后利用7千克堿性調節(jié)劑將上述體系中的pH值調至11.0，并加入步驟(1)得到的磺化堿木素，在90。C下反應2h后降溫出料，得液體產品，通過噴霧干燥即得粉狀產品，產品的相對分子質量為36000。實施例5:的原料組分以及制備工藝步驟如下1.本實施例所用的原料組分如下(單位一千克)堿木素(堿法樺木漿黑液中提取)150千克過氧化氫(25%含量)15千克a—羥甲基磺酸鈉(50%含量)40千克對氨基苯磺酸鈉80千克對甲酚50千克甲醛(37%含量)120千克酸性調節(jié)劑(葡萄糖酸和水楊酸混合物，質量比為9:1):5千克堿性調節(jié)劑(氫氧化鉀、磷酸鈉和三聚磷酸鈉混合物，質量比為5:3;2):10千克水530千克2.制備工藝步驟及工藝參數本發(fā)明的制備工藝包括兩個步驟，各工藝步驟均在常壓下進行(l)磺化反應將先將150千克堿木素和300千克水加入反應器中，攪拌均勻后，將反應體系的pH值調至9.5，然后依次加入15千克過氧化氫和40千克a—羥甲基磺酸鈉溶液，在10(TC的反應溫度下反應2h后，即得磺化堿木素。(2)縮聚反應先將80千克對氨基苯磺酸鈉、50千克對甲酚和230千克水加入反應器中，攪拌均勻后，用5千克酸性調節(jié)劑將反應體系的pH值調至5.3，加熱升溫至70。C，緩慢加入120千克甲醛溶液后反應3h，然后利用10千克堿性調節(jié)劑將上述體系中的pH值調至12.1，并加入步驟(1)得到的磺化堿木素，在98'C下反應2h后降溫出料，得液體產品，通過噴霧干燥即得粉狀產品，產品的相對分子質量為11000。實施例6的原料組分以及制備工藝步驟如下1.本實施例所用的原料組分如下(單位一千克)堿木素(堿法盧蘋漿黑液中提取)180千克過氧化氫(25%含量)10千克a—羥甲基磺酸鈉(50%含量)60千克對氨基苯磺酸鈉70千克苯酚和雙酚A混合物(質量比為5:5):50千克甲醛(37%含量)150千克酸性調節(jié)劑(葡萄糖酸和磷酸混合物，質量比為5:5):2千克氫氧化鈉5千克水473千克2.制備工藝步驟及工藝參數本發(fā)明的制備工藝包括兩個步驟，各工藝步驟均在常壓下進行-(1)磺化反應將先將180千克堿木素和300千克水加入反應器中，攪拌均勻后，將反應體系的pH值調至10.5，然后依次加入10千克過氧化氫和60千克a—羥甲基磺酸鈉溶液，在90。C的反應溫度下反應3h后，即得磺化堿木素。(2)縮聚反應先將70千克對氨基苯磺酸鈉、50千克苯酚和雙酚A混合物和173千克水加入反應器中，攪拌均勻后，用2千克酸性調節(jié)劑將反應體系的pH值調至6.0，加熱升溫至90'C，緩慢加入150千克甲醛溶液后反應1h，然后利用5千克氫氧化鈉將上述體系中的pH值調至12.7，并加入步驟(1)得到的磺化堿木素，在95'C下反應4h后降溫出料，得液體產品，通過噴霧干燥即得粉狀產品，產品的相對分子質量為9100。實施例7:的原料組分以及制備工藝步驟如下1.本實施例所用的原料組分如下(單位一千克)-堿木素(堿法竹子漿黑液中提取)52千克過氧化氫(25%含量)2千克a—羥甲基磺酸鈉(50%含量)8千克對氨基苯磺酸鈉50千克兒茶酚60千克甲醛(37%含量)100千克酸性調節(jié)劑(檸檬酸和葡萄糖酸混合物，質量比為l:9):11千克氫氧化鈉17千克水700千克2.制備工藝步驟及工藝參數本發(fā)明的制備工藝包括兩個步驟，各工藝步驟均在常壓下進行(1)磺化反應將先將52千克堿木素和200千克水加入反應器中，攪拌均勻后，將反應體系的pH值調至9.5，然后依次加入2千克過氧化氫和8千克a—羥甲基磺酸鈉溶液，在9(TC的反應溫度下反應2h后，即得磺化堿木素。(2)縮聚反應先將50千克對氨基苯磺酸鈉、60千克兒茶酚和500千克水加入反應器中，攪拌均勻后，用11千克酸性調節(jié)劑將反應體系的pH值調至4.0，加熱升溫至50'C，緩慢加入100千克甲醛溶液后反應1h，然后利用17千克氫氧化鈉將上述體系中的pH值調至13.0，并加入步驟(1)得到的磺化堿木素，在IOO'C下反應5h后降溫出料，得液體產品，通過噴霧干燥即得粉狀產品，產品的相對分子質量為42500。實施例8的原料組分以及制備工藝步驟如下1.本實施例所用的原料組分如下(單位一千克)堿木素(堿法竹子和蔗渣槳黑液中提取，竹子和蔗渣質量比為3:1):200千克過氧化氫(25%含量)20千克a—羥甲基磺酸鈉(50%含量)100千克對氨基苯磺酸鈉60千克混合甲酚50千克，，甲醛(37%含量)130千克酸性調節(jié)劑(酒石酸和琥珀酸混合物，質量比為7:3):5千克堿性調節(jié)劑(磷酸鈉和三聚磷酸鈉混合物，質量比為3:7):25千克水410千克2.制備工藝步驟及工藝參數本發(fā)明的制備工藝包括兩個步驟，各工藝步驟均在常壓下進行(1)磺化反應將先將200千克堿木素和200千克水加入反應器中，攪拌均勻后，將反應體系的pH值調至10.0，然后依次加入20千克過氧化氫和100千克a—羥甲基磺酸鈉溶液，在97'C的反應溫度下反應5h后，即得磺化堿木素。(2)縮聚反應先將60千克對氨基苯磺酸鈉、50千克混合甲酚和210千克水加入反應器中，攪拌均勻后，用5千克酸性調節(jié)劑將反應體系的pH值調至5.7,加熱升溫至90°C，緩慢加入130千克甲醛溶液后反應2h，然后利用25千克堿性調節(jié)劑將上述體系中的pH值調至11.6，并加入步驟(1)得到的磺化堿木素，在10(TC下反應2h后降溫出料，得液體產品，通過噴霧干燥即得粉狀產品，產品的相對分子質量為11500。減水劑的性能比較-表l本發(fā)明產品與其它減水劑產品的水泥凈漿流動度比較<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>注利用國標法GB8077-87檢測水泥的凈漿流動度，W/C=0.29，在凈漿加水量中應扣除水劑減水劑中的水量，室內溫度26.rc。表2各實施例制備得產品中游離甲醛和釋放氨的含量檢測項目檢測依據技術指標實施例<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表3混凝土試驗配合比<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>注室內溫度31.(TC，以表3中的混凝土配比為試驗對象，在混凝土加水量中應扣除減水劑中的水量。表5本發(fā)明產品的混凝土試驗結果<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>注室內溫度范圍為23.730.2°C，以表3中的混凝土配比為試驗對象，在混凝土加水量中應扣除減水劑中的水量。權利要求1.磺化堿木素改性氨基磺酸系高效減水劑，其特征在于其由堿木素、水、過氧化氫和α-羥甲基磺酸鈉溶液磺化反應得到的磺化堿木素與氨基苯磺酸鈉、苯酚或酚類衍生物、水、酸性調節(jié)劑、甲醛溶液和堿性調節(jié)劑的縮聚反應產物進一步縮聚反應而成。2.根據權利要求1所述的磺化堿木素改性氨基磺酸系高效減水劑的制備方法，其特征在于其制備工藝步驟如下-各工藝步驟均在常壓下進行。(1)磺化反應將先將堿木素和水加入反應器中，攪拌均勻后，將pH值調至9.513.5，然后依次加入過氧化氫和a—羥甲基磺酸鈉溶液，在9010(TC的反應溫度下反應25h后，即得磺化堿木素。(2)縮聚反應先將對氨基苯磺酸鈉、苯酚或酚類衍生物和水加入反應器中，攪拌均勻后，用酸性調節(jié)劑將pH值調至4.06.0，再加熱升溫至5090'C，緩慢加入甲醛溶液后反應l3h，而后用堿性調節(jié)劑將pH值調至9.013.5，最后加入步驟(l)得到的磺化堿木素，在85100'C下反應26h后降溫出料，即制備得液體產品。上述的液體產品再經噴霧干燥制得粉狀產品。上述的制備工藝步驟中各原材料的組分及其百分比含量為堿木素3.0%20.0%;過氧化氫(25%含量)0.1%2.0%;a—羥甲基磺酸鈉(50%含量)0.5%10.0%;對氨基苯磺酸鈉5.0%15.0%;苯酚或酚類衍生物5.0%16.0%;甲醛(37%含量):10.0%30線酸性調節(jié)劑0.1%1.5%;堿性調節(jié)劑0.5%2.5%;水30%70%。3.根據權利要求2所述的磺化堿木素改性氨基磺酸系高效減水劑的制備方法，其特征在于制備方法采用全封閉的加料方式以及一浴合成法。4.根據權利要求1或2所述的磺化堿木素改性氨基磺酸系高效減水劑及其制備方法，其特征在于其制備得產品的相對分子質量為卯0042500。5.根據權利要求1或2所述的磺化堿木素改性氨基磺酸系高效減水劑及其制備方法，其特征在于其堿木素原材料至少有一種或一種以上選自竹子、蔗渣、稻草、麥草、蘆葦、桉木、樺木、馬尾松的堿法或硫酸鹽法制漿黑液，通過沉淀、分離、提取獲得的堿木素。6.根據權利要求1或2所述的磺化堿木素改性氨基磺酸系高效減水劑及其制備方法，其特征在于其酚類衍生物為雙酚A、雙酚S、對甲酚、間甲酚、混合甲酚、兒茶酚中的一種或一種以上的混合物。7.根據權利要求1或2所述的磺化堿木素改性氨基磺酸系高效減水劑及其制備方法，其特征在于:其酸性調節(jié)劑為氨基磺酸、葡萄糖酸、磷酸、水楊酸、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、馬來酸、琥珀酸中的一種或一種以上的混合物，加入量為0.1%1.5%。8.根據權利要求1或4所述的磺化堿木素改性氨基磺酸系高效減水劑及其制備方法，其特征在于其堿性調節(jié)劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、磷酸鈉、三聚磷酸鈉、四硼酸鈉中的一種或一種以上的混合物，加入量為0.1%2.5%。全文摘要本發(fā)明公開了一種磺化堿木素改性氨基磺酸系高效減水劑及其制備方法，其制備步驟如下(1)磺化反應先將堿木素和水加入反應器中，攪拌均勻后，將pH值調至9.5～13.5，然后依次加入質量分數為過氧化氫和α-羥甲基磺酸鈉溶液，在90～100℃的反應溫度下反應2～5h后，即得磺化堿木素；(2)縮聚反應先將質量分數對氨基苯磺酸鈉、苯酚和/或酚類衍生物和水加入反應器中，攪拌均勻后，用酸性調節(jié)劑將pH值調至4.0～6.0，加熱升溫至50～90℃，緩慢加入甲醛溶液后反應1～3h，然后利用堿性調節(jié)劑將pH值調至9.0～13.5，并加入步驟(1)得到的磺化堿木素，在85～100℃下反應2～6h后降溫出料，得液體產品，再經噴霧干燥即得粉狀產品，產品的相對分子質量為9000～42500，產品的綜合性狀指標明顯優(yōu)于國內市場上的其它產品。文檔編號C04B24/20GK101224958SQ200810070589公開日2008年7月23日申請日期2008年2月1日優(yōu)先權日2008年2月1日發(fā)明者劉明華,莉葉申請人:福州大學