CN102417313A - 一种粉煤灰固化用表面活性剂组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型粉煤灰固化用表面活性剂组合物，属于道路建筑材料技术领域。按重量百分比计，由20%-60%的三乙醇胺、5%-30%的酸酐、1%-20%的P2O5、20%-60%的AEP[异辛醇聚氧乙烯(6-8)醚]混合反应而成。本发明的组合物可以提高固化粉煤灰的强度、抗冻性能，降低养护温度，缩短固化时间等。

Description

一种粉煤灰固化用表面活性剂组合物
技术领域
本发明涉及一种用于粉煤灰固化用表面活性剂组合物及其制备方法，属于道路建筑材料技术领域。
背景技术
表面活性剂是指能显著降低溶剂(一般为水)表面张力并具有一定结构、亲水亲油特性和特殊吸附性能的物质。这类物质易于吸附,同时还具有不同
程度的渗透、润滑、乳化、分散、增溶、发泡、消泡、洗涤、杀菌、柔软、抗静电、防腐、防锈等一系列性能。表面活性剂有着十分广泛的用途。当前发达国家极为重视表面活性剂的研制、开发、生产和应用。以日本为例,近20年来表面活性剂工业飞速发展,其主要特点是在工业应用方面用途多样化;在合成洗涤剂的应用方面转向适应环境要求的生物降解型制品。目前在我国的公路建设工程中,表面活性剂的应用范围相对狭小,应用也不普遍,并且多为被动应用。
高速公路采用全封闭、全立交形式,其路堤高度一般都在3 m以上,这就需要大量的土方进行填筑。据统计,2002年我国粉煤灰排放量已达1.8×108t,其年排放量还在继续增加,在公路工程的路基施工中粉煤灰已得到了大量的应用。用粉煤灰填筑路基不仅可以消纳工业废渣,节约大量灰场征地和建设费用,减少粉煤灰对环境的污染;而且可以大大减少筑路取土,减少占用农田,降低成本,提高道路工程质量,具有较大的社会经济效益和环境保护效益。近年来,如何处理粉煤灰，使其满足道路工程的要求，同时降低其对环境的影响,如淋滤作用下重金属溶出是否会对地下水产生污染等,是研究的热点。表面活性剂在粉煤灰的固化中发挥着重要作用，目前尚未见复合组份表面活性剂在粉煤灰中应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种生产成本低、工艺切实可行、环保无污染和
应用性能优良的粉煤灰固化用表面活性剂组合物。
本发明的目的是这样实现的:
该新型粉煤灰固化用表面活性剂由20%-60% 的三乙醇胺、5%-30% 的酸酐、1%-20% 的P2O5、20%-60% 的AEP[异辛醇聚氧乙烯(6-8)醚]混合反应而成。所述百分比为各组份占反应物的总重量百分比。
上述技术方案中，三乙醇胺与酸酐在50-160 ℃，强力搅拌下反应至无可见固体或透亮后加入P2O5，反应至无可见固体后加入AEP反应至透亮，缩合形成粘度达20000-200000 mpa·s (25 ℃ ) 高分子化合物。三乙醇胺与酸酐反应优选90-130℃，得到粘度达30000-100000mpa·s(25 ℃ ) 高分子化合物。
上述技术方案中，所述的酸酐包括:顺酐、四氢苯酐、六氢苯酐、甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、纳迪克酸酐、甲基纳迪克酸酐、氢化纳迪克酸酐、氢化甲基纳迪克酸酐等一种或多种。
本发明具有如下有益效果: 粉煤灰固化用表面活性剂是一种具有极性的高分子聚合物与AEP的组合物。高分子聚合物为酸酐与三乙醇胺通过酯键形成的星型共聚物。粉煤灰固化过程中，添加少量本表面活性剂，可以提高强度、抗冻性能，降低养护温度，缩短固化时间。此外，本表面活性剂不局限于粉煤灰固化，也可以用于泥土固化、粉体材料疏水处理等。
为了证实本发明的有益效果，将添加本发明表面活性剂的固化粉煤灰与不添加本发明表面活性剂的固化粉煤灰进行对照分析，参照参照JTG E51-2009 测试无侧限抗压强度、抗冻性能；按JTG E40-2007 测试直剪强度。测试结果见表1，从表1 可以看出，粉煤灰固化过程中，添加少量本表面活性剂，可以提高强度、抗冻性能，降低养护温度，缩短固化时间。
表1 添加与不添加本发明产品A-1（实施例1制得的产品）固化粉煤灰性能测试结果对比
Figure 405102DEST_PATH_IMAGE001
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步对发明进行描述，但不对本发明产生任何
限制。
实施例1 :
在带有搅拌器、温度计的100 升不锈钢反应釜中，加入20 公斤三乙醇胺，5 公斤顺酐，开动搅拌，加热升温，维持反应温度在120 ℃左右，至无可见固体后分批加入2.5公斤P2O5，维持反应温度在120 ℃左右，至无可见固体后分批加入22.5公斤AEP，反应至透亮，即得到本发明的表面活性剂，产品记为A-1，25℃使用NDJ-1旋转式粘度计测得其粘度为 36000 mpa·s。
实施例2：
在带有搅拌器、温度计的100 升不锈钢反应釜中，加入30 公斤三乙醇胺，7.5 公斤四氢苯酐，开动搅拌，加热升温，维持反应温度在120 ℃左右，至无可见固体后分批加入2 公斤P2O5，维持反应温度在120 ℃左右，至无可见固体后分批加入10.5 公斤AEP，反应至透亮，即得到本发明的表面活性剂，产品记为A-2，25℃使用NDJ-1旋转式粘度计测得其粘度为 40000 mpa·s。
实施例3：
在带有搅拌器、温度计的100 升不锈钢反应釜中，加入25 公斤三乙醇胺，10 公斤甲基四氢苯酐，开动搅拌，加热升温，维持反应温度在100℃左右，反应至透亮后分批加入3.5 公斤P2O5，维持反应温度在100℃左右，至无可见固体后分批加入11.5 公斤AEP，反应至透亮，即得到本发明的表面活性剂，产品记为A-3，25℃使用NDJ-1旋转式粘度计测得其粘度为 50000 mpa·s。 
 使用时，将固化剂与粉煤灰按重量比7.5/100混合均匀，然后将粉煤灰重量2%的本发明表面活性剂产品溶于水加入上述混合物中搅拌均匀即可进行现场填筑。

Claims (3)

1.一种粉煤灰固化用表面活性剂组合物，其特征在于:由20%-60% 的三乙醇胺、5%-30% 的酸酐、1%-20% 的P2O5、20%-60% 的异辛醇聚氧乙烯(6-8)醚按如下步骤反应而制得：三乙醇胺与酸酐在50-160 ℃，搅拌下反应至无可见固体或透亮后加入P2O5，反应至无可见固体后加入异辛醇聚氧乙烯(6-8)醚反应至透亮，缩合形成粘度为20000-200000 mpa·s (25℃ ) 高分子化合物；
所述百分比为各组份占反应物的总重量百分比。
2.根据权利要求1 所述的粉煤灰固化用表面活性剂组合物，其特征在于: 三乙醇胺与酸酐反应温度为90-130 ℃，缩合形成粘度为30000-100000mpa·s (25℃ )高分子化合物。
3.根据权利要求1或2 所述的粉煤灰固化用表面活性剂组合物，其特征在于: 所述的酸酐选用:顺酐、四氢苯酐、六氢苯酐、甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、纳迪克酸酐、甲基纳迪克酸酐、氢化纳迪克酸酐、氢化甲基纳迪克酸酐一种或多种。
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