專利名稱：：低成本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)明涉及到一種低成本改性氨基磺酸系高效減水劑及其制備方法，其降低成本的主要方法在于使用低成本的工業(yè)廢料及粗制工業(yè)品作為原料，屬于建筑材料
技術領域：
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背景技術：
：混凝土減水劑是高性能混凝土中的一個重要組成成分。目前在國內市場上，高效減水劑以萘系和聚羧酸系減水劑為主，后者由于價格較高，主要用于客運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。萘系減水劑的缺點是坍落度損失較大，并且含有一定量的硫酸鈉，低溫環(huán)境下很容易出現(xiàn)結晶沉淀，嚴重限制了它的冬季使用范圍；而聚羧酸系高效減水劑及氨基磺酸系減水劑價格較高，影響其廣泛應用。氨基磺酸系高效減水劑是一種芳香族氨基磺酸鹽醛類縮合物，具有對水泥粒子的高度分散性，與水泥的相容性好，減水率高達25%以上，混凝土的耐久性好，且12小時內基本無坍落度損失，合成工藝簡單。但其除價格較高外還存在摻量臨界點難以控制，容易造成混凝土的泌水、扒底等問題。因此對其進行改性降低成本并改善上述缺陷，一直是混凝土外加劑領域非常受重視的問題。對于氨基磺酸系高效減水劑的改性研究，報道較多的是利用木質素或尿素進行，也有利用栲膠或含羧基單體等改性的研究報道。CN101224958A將堿木素磺化后與對氨基苯磺酸鈉、苯酚、甲醛等進行縮合制備了磺化堿木素改性氨基磺酸系高效減水劑；CN101157531A則將堿木質素先與苯酚進行酚化改性，然后與氨基苯磺酸鹽、甲醛進行縮合制備改性氨基磺酸系高效減水劑；CN1648099A則直接用木鈣進行了改性研究；CN1583649A、CN1458108A及CN1528699A均用尿素進行改性；CN1970489A同時以萘系高效減水劑和尿素對氨基磺酸系高效減水劑進行了低成本化改性研究；CN101293757A以聚氧乙烯醚改性合成了聚醚改性型氨基磺酸系高效減水劑；CN101234865A利用紙漿稀黑液制備了木質素磺酸鹽改性接枝脂肪族高效減水劑。迄今為止，沒有關于使用工業(yè)廢酚渣，粗制對氨基苯磺酸及草漿黑液進行低成本化改性氨基磺酸系高效減水劑的制備方法及其應用的報道。使用本發(fā)明制備混凝土減水劑可以節(jié)約資源，變廢為寶，有利于環(huán)境保護，造福于社會及人類。
發(fā)明內容技術問題本發(fā)明的目的是提供一種低成本改性氨基磺酸系高效減水劑及其制備方法，此高效減水劑的制備方法中，使用草漿黑液作為改性劑對氨基磺酸系高效減水劑進行改性，進一步降低成本，并改善一般摻有氨基磺酸系高效減水劑的新拌混凝土易泌水、扒底的缺陷。技術方案本發(fā)明涉及低成本改性氨基磺酸系高效減水劑，此減水劑使用粗制對氨基苯磺酸、工業(yè)廢酚渣及甲醛作為縮合單體，用草漿黑液作為改性劑，在水溶液中化學合成，含有羥基、氨基、磺酸基等親水基團。本發(fā)明還涉及這種低成本改性氨基磺酸系高效減水劑的制備方法，包括以下步驟(1)將水加熱至6570°C，按上述比例投入粗制對氨基苯磺酸、工業(yè)廢酚渣，以及pH值調節(jié)劑總量的四分之三左右，邊攪拌邊升溫至8590°C;(2)滴加甲醛，在1030分鐘內滴完，并保持溫度在9095°C之間，邊攪拌邊保溫26小時；(3)加入剩余pH值調節(jié)劑及草漿黑液，在溫度8590°C之間保溫24小時；(4)冷卻至室溫，即制備得液體產品。該減水劑按重量百分比計，包括下述成分草漿黑液1522%;粗制對氨基苯磺酸1017%；工業(yè)廢酚渣914%;甲酸1826%;pH值調節(jié)劑47%;余量為水。所述粗制對氨基苯磺酸，其重量含量>95%，作為合成單體。所述的工業(yè)廢酚渣包括煉油廠廢酚渣、棉酚廢渣及精制雙酚A廢渣中的一種或任意幾種的混合物。所述的pH值調節(jié)劑為氫氧化鈉、碳酸鈉、氧化鈣、氫氧化鈣或氨水中的一種或一種以上的混合物。所述的草漿黑液的固含量為12%15%，木質素含量為3%6%。低成本改性氨基磺酸系高效減水劑的制備方法包括以下步驟a.將水加熱至6570°C，按上述比例投入粗制對氨基苯磺酸、工業(yè)廢酚渣，以及PH值調節(jié)劑總量的四分之三左右，邊攪拌邊升溫至8590°C；b.滴加甲醛，在1030分鐘內滴完，并保持溫度在9095°C之間，邊攪拌邊保溫26小時；c.加入剩余pH值調節(jié)劑及草漿黑液，在溫度8590°C之間保溫24小時；d.冷卻至室溫，即制備得液體產品。所述的粗制對氨基苯磺酸既作為氨基磺酸系高效減水劑的合成單體及同時又作為草漿黑液的磺化劑。所述的甲醛既作為氨基磺酸系高效減水劑合成的縮合單體，同時又作為草漿黑液中的木質素羥甲基化反應的單體。本制備方法發(fā)明的關鍵是通過使用粗制對氨基苯磺酸和工業(yè)廢酚渣替代傳統(tǒng)的對氨基苯磺酸(或對氨基苯磺酸鈉)及苯酚作為合成單體進行高效減水劑的制備。有益效果本發(fā)明所提供的方法與以往的技術相比具有如下優(yōu)點此高效減水劑的制備方法中，使用草漿黑液作為改性劑對氨基磺酸系高效減水劑進行改性，進一步降低成本，并改善一般摻有氨基磺酸系高效減水劑的新拌混凝土易泌水、扒底的缺陷。(1)投料簡單，各階段反應平穩(wěn)，反應易于控制，可避免縮合反應中的爆聚和凝膠化現(xiàn)象的產生；(2)通過使用粗制對氨基苯磺酸及工業(yè)廢酚渣作為合成單體，草漿黑液作為改性齊U，既改善了氨基磺酸系高效減水劑固有的混凝土容易泌水、扒底的缺陷，又降低了原料成本，還有利于環(huán)保；(3)本發(fā)明方法制備過程中無三廢(廢水、廢氣、廢渣)排放，對環(huán)境無污染，產品本身無味，使用環(huán)境好；(4)本發(fā)明方法制備的低成本改性氨基磺酸系高效減水劑原料廣泛，成本低，適應于建筑、水電、交通等行業(yè)的建筑工程，具有良好的應用前景。具體實施例方式該減水劑按重量百分比計，包括下述成分草漿黑液1522%;粗制對氨基苯磺酸1017%；工業(yè)廢酚渣914%；甲酸1826%;pH值調節(jié)劑47%;余量為水。所述粗制對氨基苯磺酸，其重量含量>95%，作為合成單體。所述的工業(yè)廢酚渣包括煉油廠廢酚渣、棉酚廢渣及精制雙酚A廢渣中的一種或任意幾種的混合物。所述的pH值調節(jié)劑為氫氧化鈉、碳酸鈉、氧化鈣、氫氧化鈣或氨水中的一種或一種以上的混合物。實施例1在反應釜中加水990公斤并加熱至6570°C，投入粗制對氨基苯磺酸375公斤、精制雙酚A廢酚渣313公斤及片堿100公斤，邊攪拌邊升溫至8590°C；滴加甲醛584公斤，在2030分鐘內滴完，并保持溫度在90°C95°C之間，保溫4小時；然后加入剩余草漿黑液605公斤及片堿33公斤，在溫度8590°C之間保溫3小時；冷卻至室溫，即制備得液體產品。實施例2在反應釜中加水1010公斤并加熱至6570°C，投入粗制對氨基苯磺酸370公斤、煉油廠廢酚渣330公斤及片堿100公斤，邊攪拌邊升溫至8590°C；滴加甲醛598公斤，在2030分鐘內滴完，并保持溫度在9095°C之間，保溫3小時；然后加入剩余草漿黑液552公斤、片堿30公斤及氫氧化鈣10公斤，在溫度85°C90°C之間保溫3小時；冷卻至室溫，即制備得液體產品。以下為本發(fā)明的性能情況及其與同類產品的各項性能比較情況主要原材料、混凝土配合比及試驗方法原材料水泥江南水泥廠生產金寧羊P·1142.5水泥砂細度模數(shù)為2.6的中砂。石子南京江寧產玄武巖，粒徑為520mm的碎石。表2中試驗的混凝土配合比為水泥砂石=12.163.54。在配制混凝土時，水泥、砂、石材料按以上配合比進行稱量，加水量則以控制坍落度為8士Icm為標準。未摻加外加劑配制的混凝土稱為基準混凝土?；炷列阅茉囼炛饕p水率、泌水率、含氣量、凝結時間、抗壓強度、混凝土的收縮等，試驗方法參照GB8076-97《混凝土外加劑》的相關規(guī)定執(zhí)行。表3中試驗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實施例1的勻質性指標<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注摻量為固體份0.5%，水泥凈漿流動度試驗加水量為87mL。表2實施例1的混凝土性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</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比<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>注上海產某氨基磺酸系高效減水劑SN，鎮(zhèn)江產某氨基磺酸系高效減水劑XT，自制尿素改性氨基磺酸系高效減水劑ASU，山西產某萘系高效減水劑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。權利要求一種低成本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，包括下述成分草漿黑液15～22％；粗制對氨基苯磺酸10～17％；工業(yè)廢酚渣9～14％；甲醛18～26％；pH值調節(jié)劑4～7％；余量為水。2.如權利要求1所述的低成本改性氨基磺酸系高效減水劑的制備方法，其特征在于所述粗制對氨基苯磺酸，其重量含量>95%，作為合成單體。3.如權利要求1所述的低成本改性氨基磺酸系高效減水劑的制備方法，其特征在于所述的工業(yè)廢酚渣包括煉油廠廢酚渣、棉酚廢渣及精制雙酚A廢渣中的一種或任意幾種的混合物。4.如權利要求1所述的低成本改性氨基磺酸系高效減水劑的制備方法，其特征在于所述的PH值調節(jié)劑為氫氧化鈉、碳酸鈉、氧化鈣、氫氧化鈣或氨水中的一種或一種以上的混合物。5.如權利要求1所述的低成本改性氨基磺酸系高效減水劑的制備方法，其特征在于所述的草漿黑液的固含量為12%15%，木質素含量為3%6%。6.一種如權利要求1所述的低成本改性氨基磺酸系高效減水劑的制備方法，其特征在于該制備方法包括以下步驟a.將水加熱至6570°C，按上述比例投入粗制對氨基苯磺酸、工業(yè)廢酚渣，以及pH值調節(jié)劑總量的四分之三左右，邊攪拌邊升溫至8590°C；b.滴加甲醛，在1030分鐘內滴完，并保持溫度在9095°C之間，邊攪拌邊保溫26小時；c.加入剩余pH值調節(jié)劑及草漿黑液，在溫度8590°C之間保溫24小時；d.冷卻至室溫，即制備得液體產品。全文摘要低成本改性氨基磺酸系高效減水劑及其制備方法包括反應釜中加入25～35重量份水，將水加熱至65～70℃，投入10～17重量份相制對氨基苯磺酸、9～14重量份工業(yè)廢酚渣，以及3～5重量份pH值調節(jié)劑，邊攪拌邊升溫至85～90℃；滴加加入18～26重量份甲醛，在15～30分鐘內滴完，并保持溫度在90～95℃之間，保溫2～6小時；加入1～2重量份pH值調節(jié)劑及15～22重量份草漿黑液，在溫度85～90℃之間保溫2～4小時，冷卻至室溫，得液體產品。該產品利用價格較低的粗制工業(yè)品及工業(yè)廢料作為合成單體及改性劑，既改善了氨基磺酸系高效減水劑固有的對摻量敏感、混凝土易泌水扒底的缺陷，又降低減水劑的生產成本，同時充分利用了工業(yè)廢料，減少了環(huán)境污染。文檔編號C04B103/30GK101805144SQ201010150218公開日2010年8月18日申請日期2010年4月16日優(yōu)先權日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,黃國泓申請人:南京瑞迪高新技術公司