CN102408573A - 一种对碱木素进行改性制备混凝土减水剂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对碱木素进行改性制备混凝土减水剂的方法，该方法采用酸析法将碱木素从草浆黑液中分离出来，然后与碘及氢氧化物共热，将碱木素中的甲氧基转化为酚羟基，使碱木素中的苯环的反应活性增加，酚羟基的邻位易于与甲醛发生羟甲基化反应，最后将共热后的产物与甲醛及对氨基苯磺酸钠发生缩聚反应生成减水剂，对氨基苯磺酸钠可提供具有减水作用的官能团，这样制得的混凝土减水剂减水率高，保坍性能好。

Description

一种对碱木素进行改性制备混凝土减水剂的方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土减水剂制备方法，特别涉及一种采用对碱木素进行改性制备混凝土减水剂的方法。

背景技术

在我国造纸行业中，以化学法中的碱法制浆应用最为广泛，其纸浆产量占化学浆产量的90％以上，占全国制浆总产量的一半以上。制浆过程中产生大量的黑液，污染治理困难，对生态环境造成了严重的破坏。黑液中含有大量的木质素，占废液总固形物的30％。在草浆黑液中，木质素的存在是黑液COD及色度指标高的重要原因。因此，治理草浆黑液应以木质素的去除为出发点。

我国麦草资源丰富且价格低廉，每年麦草碱法化学浆产量340万吨左右。在制浆过程中产生的大量碱木质素，对环境造成很大的压力。碱木质素是由苯丙烷单元组成的具有三维空间网络结构的大分子，与木质素磺酸盐比较，其分子质量分布不均匀、甲氧基含量较高、反应活性较差，目前尚未得到很好的利用。

为了使碱木质素得到充分利用，通常需要通过各种化学反应来改变其特性来制成混凝土的减水剂，常用的方法有磺化、胺化、氧化、烷基化、接枝共聚等。但由于甲氧基的干扰，碱木素的反应活性难以提升，改性后的产物分子量难以控制，制得的减水剂减水率难以提升。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种能提高减水剂减水率的混凝土减水剂制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种对碱木素进行改性制备混凝土减水剂的方法，其特征在于，其包括如下步骤：1)采用酸析法从草浆黑液中分离碱木素；2)将1质量份的碱木素、0.8-1.1质量份的碘及0.9-1.5质量份的氢氧化物混合溶解于水中，在80-95℃下共热4小时；3)将步骤2)共热后得到的产物烘干；4)将步骤3)得到的产物与对氨基苯磺酸钠按照质量比为1∶1.1-1.2混合溶解于水中，搅拌加热，溶成均匀透明溶液，保持温度85-95℃，同时滴加甲醛，2小时滴加完毕，然后保持温度在60-65度之间，继续反应2h，降温至40度以下，加碱中和至pH值等于7-8，既得该混凝土减水剂。

优选的，所述氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾。

优选的，在步骤1)中采用酸析法从草浆黑液中分离碱木素需首先将固含量为42％的草浆黑液放入反应容器中，搅拌并逐滴加入浓度为50％的硫酸，在50℃下降pH调节至3，将沉淀物进行洗涤、烘干即可得到碱木素。

上述方案具有如下有益效果：该方法采用酸析法将碱木素从草浆黑液中分离出来，然后与碘及氢氧化物共热，将碱木素中的甲氧基转化为酚羟基，使碱木素中的苯环的反应活性增加，酚羟基的邻位易于与甲醛发生羟甲基化反应，最后将共热后的产物与甲醛及对氨基苯磺酸钠发生缩聚反应生成减水剂，对氨基苯磺酸钠可提供具有减水作用的官能团，这样制得的混凝土减水剂减水率高，保坍性能好。

具体实施方式

在下述实施例中，如无特别说明，均为质量份。

实施例一

1)将固含量为42％的草浆黑液放入反应容器中，搅拌过程中逐滴加入浓度为50％的硫酸，在50℃下降pH调节至3，然后将沉淀物进行洗涤、烘干得到碱木素；

2)将10份碱木素、9份碘、15份氢氧化钾、35份水加入到反应容器中，控制在90度以内，加热搅拌，反应4小时后得到均匀溶液；

3)将溶液转移到烧杯中，放入烘箱中，105℃烘干；

4)取10份步骤3)制得的样品放入烧杯中，在烧杯中放入20份水进行溶解得到均匀溶液后转移到反应容器中，将7份浓度为37％的甲醛溶液装入恒压滴液漏斗备用。将12份对氨基苯磺酸钠装入反应容器中，加热搅拌，溶成均匀溶液，保持温度在85-95度之间，同时滴加甲醛溶液，2小时滴完，保持60-65度，2小时，降温至40度以下，加碱中和至pH值7-8之间，加水调整固即可得到含量值35％的减水剂溶液。

实施例二

1)将固含量为42％的草浆黑液放入反应容器中，搅拌过程中逐滴加入浓度为50％的硫酸，在50℃下降pH调节至3，然后将沉淀物进行洗涤、烘干得到碱木素；

2)将10份碱木素、9份碘、9份氢氧化钠、30份水加入到反应容器中，控制在90度以内，加热搅拌，反应4小时后得到均匀溶液；

3)将溶液转移到烧杯中，放入烘箱中，105℃烘干；

4)取10份步骤3)制得的样品放入烧杯中，在烧杯中放入20份水进行溶解得到均匀溶液后转移到反应容器中，将7份浓度为37％的甲醛溶液装入恒压滴液漏斗备用。将11份对氨基苯磺酸钠装入反应容器中，加热搅拌，溶成均匀溶液，保持温度在85-95度之间，同时滴加甲醛溶液，2小时滴完，保持60-65度，2小时，降温至40度以下，加碱中和至pH值7-8之间，加水调整固即可得到含量值35％的减水剂溶液。

实施例三

1)将固含量为42％的草浆黑液放入反应容器中，搅拌过程中逐滴加入浓度为50％的硫酸，在50℃下降pH调节至3，然后将沉淀物进行洗涤、烘干得到碱木素；

2)将10份碱木素、9份碘、10份氢氧化钠、30份水加入到反应容器中，控制在90度以内，加热搅拌，反应4小时后得到均匀溶液；

3)将溶液转移到烧杯中，放入烘箱中，105℃烘干；

4)取10份步骤3)制得的样品放入烧杯中，在烧杯中放入20份水进行溶解得到均匀溶液后转移到反应容器中，将7份浓度为37％的甲醛溶液装入恒压滴液漏斗备用。将11份对氨基苯磺酸钠装入反应容器中，加热搅拌，溶成均匀溶液，保持温度在85-95度之间，同时滴加甲醛溶液，2.5小时滴完，保持60-65度，2小时，降温至40度以下，加碱中和至pH值7-8之间，加水调整固即可得到含量值35％的减水剂溶液。

由实施例一至三所制得的混凝土减水剂应用基准水泥，测定其砂浆减水率和砂浆流动度及其1小时后的流动度保持性。(掺量折固为水泥的0.5％)。

各实例的混凝土实验，在相同减水剂掺量，相同用水量的前提下，其坍落度情况如下表所示：

实施例	1	2	3
				砂浆减水率	21％	21％	22％
坍落度	200	200	220
				坍落度(1h后)	180	180	210

从表中可以看出，使用该混凝土减水剂后，混凝土的砂浆减水率、坍落度和坍落度保持性能均明显优于普通的碱木素。

该方法是采用酸析碱木素与碘及氢氧化物共热，这样将碱木素中的甲氧基转化为酚羟基，使碱木素中的苯环的反应活性增加，酚羟基的邻位易于与甲醛发生羟甲基化反应，对氨基苯磺酸钠可提供具有减水作用的官能团，这样制得的混凝土减水剂减水率高，保坍性能好。

以上对本发明实施例所提供的一种对碱木素进行改性制备混凝土减水剂的方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，凡以本发明设计思想所做任何改变，均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种对碱木素进行改性制备混凝土减水剂的方法，其特征在于，其包括如下步骤：

1)采用酸析法从草浆黑液中分离碱木素；

2)将1质量份的碱木素、0.8-1.1质量份的碘及0.9-1.5质量份的氢氧化物混合溶解于水中，在80-95℃下共热4小时；

3)将步骤2)共热后得到的产物烘干；

4)将步骤3)得到的产物与对氨基苯磺酸钠按照质量比为1∶1.1-1.2混合溶解于水中，搅拌加热，溶成均匀透明溶液，保持温度85-95℃，同时滴加甲醛，2小时滴加完毕，然后保持温度在60-65度之间，继续反应2h，降温至40度以下，加碱中和至pH值等于7-8，既得该混凝土减水剂。

2.根据权利要求1所述的对碱木素进行改性制备混凝土减水剂的方法，其特征在于：所述氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾。

3.根据权利要求1所述的对碱木素进行改性制备混凝土减水剂的方法，其特征在于：在步骤1)中采用酸析法从草浆黑液中分离碱木素需首先将固含量为42％的草浆黑液放入反应容器中，搅拌并逐滴加入浓度为50％的硫酸，在50℃下降pH调节至3，将沉淀物进行洗涤、烘干即可得到碱木素。