CN101054272A - 一种草本黑液改性高效减水剂的生产方法 - Google Patents
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Abstract
草本黑液改性高效减水剂生产的主要方法是在萘磺酸中加入反应物萘重量20％～240％的草本植物木质素磺酸盐，进行接枝聚合反应。实践证明草本黑液改性高效减水剂的减水率达到20％～26％，泌水率比及砼经时损失等其他性能都优于萘系高效减水剂；其生产成本比萘系高效减水剂低25％左右；氨含量低，游离甲醛含量约为萘系高效减水剂的1/70，基本不存在氨和甲醛的污染问题。由于利用了草本植物木质素磺酸盐中的碱，使得碱用量减少50％～80％。通过这一技术，可有效地解决参与反应的草本黑液的污染问题，黑液中的木质素和碱作为原材料都得到了充分的利用，在生产过程中无其他废品产生，是一种绿色环保技术。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种混凝土用草本纸浆黑液改性高效减水剂的生产方法。
背景技术
减水剂是混凝土特别是预拌混凝土中不可缺少的第五组分，目前混凝土行业大量采用的是萘系高效减水剂，萘系高效减水剂由于其价格和性能的优势，是目前国内使用最为普遍的一种砼高效减水剂，其用量占砼外加剂总量的80％左右。但是，萘系减水剂也存在一些缺陷，首先配制的砼坍落度损失较快，在夏季或运输距离比较远的情况下尤为明显，如果通过加大减水剂的用量或在减水剂中增加缓凝剂，坍落度损失虽可减小，但砼的施工性能不容易得到保证；其次由于原料和生产控制方面的原因，萘系减水剂中游离甲醛含量较高，会对砼构筑物中的室内空气环境造成污染；并且萘系减水剂的主要原料工业萘，是一种重要的有机化工原料，近年来其市场价格大幅上涨，使萘系减水剂的成本优势逐步丧失。
发明内容
本发明是以专利CN1730425中的方法生产的草本植物木质素磺酸盐(未经过中和的碱性物质)对萘系减水剂进行改性，生产草本黑液改性高效减水剂。
草本黑液改性高效减水剂的生产方法是：萘经过浓硫酸磺化后生成的萘磺酸，经过水解或者不经水解，降低反应釜中物料温度至95～98℃，然后滴加甲醛，甲醛滴加完成后，逐步加入反应物萘重量20％～240％的草本植物木质素磺酸盐，98～110℃保温2～5h进行接枝聚合反应，然后用碱中和至PH7～9。其化学反应原理如下式所示(式中第二个反应物质表示草本植物木质素磺酸盐)：
实践证明草本黑液改性高效减水剂的减水率达到20％～26％，泌水率比及砼经时损失等其他性能都优于萘系高效减水剂；其生产成本比萘系高效减水剂低25％左右；氨含量低，游离甲醛含量约为萘系高效减水剂的1/70，基本不存在氨和甲醛的污染问题。由于利用了草本植物木质素磺酸盐中的碱，使得碱用量减少50％～80％通过这一技术，可有效地解决参与反应的草本黑液的污染问题，黑液中的木质素和碱作为原材料都得到了充分的利用，在生产过程中无其他废品产生，是一种绿色环保技术。
具体实施方式
下面通过具体实例进一步描述本发明。
实施例一：
在反应釜中，投入工业萘1300Kg，加热熔化；然后边搅拌边升温到140℃，加入98％浓硫酸1700Kg，在160～165℃磺化2h；将反应物降温至95℃，滴加37％甲醛780Kg，约3h滴完后，逐步加入35％的草本植物木质素磺酸盐2600Kg，在100℃保温5h；然后用碱中和至PH7～8。
实施例二：
在反应釜中，投入工业萘1300Kg，加热熔化；然后边搅拌边升温到145℃，加入98％浓硫酸1650Kg，在160～165℃磺化2.5h；将反应物降温至98℃，滴加37％甲醛800Kg，约2.5h滴完后，再逐步加入35％的草本植物木质素磺酸盐3700Kg，在100℃保温4.5h；然后用碱中和至PH7～8。
实施例三：在反应釜中，投入工业萘1300Kg，加热熔化；然后边搅拌边升温到140℃，加入98％浓硫酸1600Kg，在160～165℃磺化2.5h；将反应物降温至98℃，滴加37％甲醛780Kg，约2h滴完后，再逐步加入35％的草本植物木质素磺酸盐4460Kg，在100℃保温6h；然后用碱中和至PH7～8。实施例四：检测结果
①有害物质检测(见表1)
表1
| 检验项目 | 草本黑液改性高效减水剂 | 萘系减水剂 | ||
| 重金属 | Pb | ≤0.05ppm/l | ≤0.05ppm/l | |
| Cd | ≤0.05ppm/l | ≤0.05ppm/l | ||
| Cr | 0.38ppm/l | 0.65ppm/l | ||
| Hg | 0.016ppm/l | 0.060ppm/l | ||
| As | 0.006ppm/l | 0.003ppm/l | ||
| 氨 | 0.03％ | ≤0.1％ | ||
| 游离甲醛 | 0.0001g/Kg | 0.0068g/Kg | ||
| 放射性核素检验 | 内照射指数 | 0.1 | ≤1.0 | |
| 外照射指数 | 0.27 | ≤1.0 | ||
②草本黑液改性高效减水剂性能检验(见表2)
表2
| 检测项目 | 计量单位 | 实测值 | |
| 减水率 | ％ | 26 | |
| 泌水率比 | ％ | 21 | |
| 含气量 | ％ | 2.3 | |
| 凝结时间差 | 初凝 | min | 25 |
| 终凝 | min | 27 | |
| 抗压强度比 | 1d | ％ | 189 |
| 3d | ％ | 176 | |
| 7d | ％ | 168 | |
| 28d | ％ | 143 | |
| 28d收缩率比 | ％ | 118 | |
| 对钢筋锈蚀作用 | / | 无 | |
| 结论 | 合格 | ||
③其它匀质性指标
| 匀质性指标 | 固体含量 | Na2SO4含量 | Cl-含量 | 碱含量 | 还原糖含量 |
| 检测值(％) | 34 | 7.06 | 0.56 | 6.04 | 0.01 |
水泥净浆流动度 水灰比为0.35，外加剂掺量为水泥质量的0.7％时(固体掺量)，水泥净浆流动度为280mm，有很好的流动性。
表面张力 通过进行与普通萘系高效减水剂的对比可以发现草本黑液改性高效减水剂的表面张力低，这也印证了其减水率高于普通萘系高效减水剂。
草本黑液改性高效减水剂与普通萘系高效减水剂表面张力对比表
| 外加剂种类 | 表面张力(mkN/m) |
| 草本黑液改性高效减水剂萘系高效减水剂 | 4455 |
④红外光谱检测
对草本黑液改性高效减水剂进行了红外光谱检测(检测采用溴化钾作载体，NEXUS470智能型傅立叶红外光谱仪)，结果见说明书附图1。从光谱图分析对比(萘系减水剂的红外光谱见说明书附图2)可看出草本黑液改性高效减水剂2940cm-1处有甲基、亚甲基伸缩振动的小峰，1425cm-1处、1121cm-1处分别有甲氧基和紫丁香基特征峰，说明改性草本木质素萘磺酸钠已接枝到萘系分子上，生成了新的化合物。
Claims (1)
1、草本黑液改性高效减水剂的生产方法是：萘经过浓硫酸磺化后生成的萘磺酸，经过水解或者不经水解，降低反应釜中物料温度至95～98℃，然后滴加甲醛，甲醛滴加完成后，逐步加入反应物萘重量20％～240％的草本植物木质素磺酸盐，98～110℃保温2～5h进行接枝聚合反应，然后用碱中和至PH7～9。
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Effective date of registration: 20080328 Address after: A new era of Business Center No. 456 Hubei province Wuhan Wuluo road 43 floor, the Ministry of science and technology: 470070 post encoding Applicant after: China Construction Third Engineering Bureau Co., Ltd. Address before: Wuhan Hubei hi tech Zone, East Lake hi tech Zone Huaguang Road, No. 13 building, building three, the 18 set of commodity concrete company, zip code: 430074 Applicant before: China Construction Third Engineering Bureau Construction Engineering Co., Ltd., |
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |