CN103145366A

CN103145366A - 利用有机颜料中间体clt酸的副产物制备水泥减水剂的方法

Info

Publication number: CN103145366A
Application number: CN2013100726875A
Authority: CN
Inventors: 仇文仲; 程建中; 王晓辉; 陈昭文; 徐蔚; 杨军浩
Original assignee: ZHEJIANG QINYAN CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG QINYAN CHEMICAL CO Ltd
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2013-06-12

Abstract

本发明涉及一种利用有机颜料中间体CLT酸的副产物制备水泥减水剂的方法，包括：在反应釜内，按摩尔比为CLT酸各种异构体混合物︰亚硫酸盐︰酮类化合物︰水=1︰1～8︰2～10︰10～20，加入原料，升温至40～60℃，回流0.5～3小时；加入烧碱溶液调节pH10～14；加入醛类化合物，控温50～75℃，滴加完毕，升至80～100℃，反应3～6小时，降至室温，得到脂肪族高效减水剂粗液；过滤，得到含固量为30～40%的脂肪族高效减水剂液体产品；将上述减水剂与市场常用氨基磺酸高效水泥减水剂按重量比2～7︰1的比例复配得到新型高效水泥减水剂。本发明解决了含氨基甲苯磺酸异构体混合物对环境的污染，有效降低了生产成本；合成方法简单，在普通反应釜内即可完成。

Description

利用有机颜料中间体CLT酸的副产物制备水泥减水剂的方法

技术领域

本发明涉及有机化学合成领域，具体是一种利用有机颜料中间体CLT酸的副产物制备水泥减水剂的方法。

背景技术

在有机颜料中间体CLT酸生产过程中，在加氢还原反应阶段完成后，会产生近40%的副产物——各种含氨基甲苯磺酸（CLT酸）异构体混合物，这种混合物组分较复杂，如果不及时将其分离掉，将会影响正品6-氯-3-氨基甲苯-4-磺酸的产品纯度以及以后合成出来的有机颜料的色光。然而分离出来以后所产生的近40%的各种含氨基甲苯磺酸异构体混合物又如何加以利用，使之成为工业生产中的原料，是一个难题。

目前正处在研究和开发之中的高效减水剂主要有氨基磺酸系高效减水剂（简称ASP）脂肪族系高效减水剂（简称SAF）和聚羧酸系高效减水剂（简称PCE）。它们是继萘系高效减水剂，磺化三聚氰胺系高效减水剂为代表的高效减水剂之后发展起来的高效甚至是高性能减水剂。其中脂肪族系高效减水剂生产工艺简单，是国内外当前最有发展前途的高效或高性能减水剂之一。脂肪族系高效减水剂是由酮类化合物和醛类化合物作为主要原料，通过缩合得到脂肪族高分子链，再利用亚硫酸盐对羰基的加成在分子链中引入亲水的磺酸基，是一种新型的阴离子表面活性剂。脂肪族系高效减水剂作为混凝土高效减水剂，其显著特点是在产量很小的情况下即可达到很好的减水效果，不引气、不缓凝、坍落度损失小，尤其适宜在温度较高的条件下使用，是一类很有发展前途的高效减水剂。但是目前的脂肪族系高效减水剂其生产原料的酮类化合物和醛类化合物的成本相对较高。

如果有机颜料中间体CLT酸生产过程中产生的近40%的各种含氨基甲苯磺酸异构体混合物进行水泥减水剂的生产，不仅可以省掉废液处理的费用，还可以有效降低脂肪族系高效减水剂的生产成本。

发明内容

本发明所要解决的问题是针对现有技术的不足而提出一种利用有机颜料中间体CLT酸的副产物制备水泥减水剂的方法，该方法制备工艺简单，成本较低，生产原料取自有机颜料中间体CLT酸生产过程中所产生的副产物——含氨基甲苯磺酸异构体混合物，量大易得，具有既降低了新型水泥减水剂的生产成本，又减少了含氨基甲苯磺酸异构体混合物可能对环境造成的污染，使工业化生产得到综合、可持续化的发展的优点。

本发明所采用的技术方案为：一种利用有机颜料中间体CLT酸的副产物制备水泥减水剂的方法，该制备方法包括如下步骤：

1)在带有回流冷凝器的夹套反应釜内，按原料的摩尔配比为：CLT酸各种异构体混合物︰亚硫酸盐︰酮类化合物︰水=1︰1～8︰2～10︰10～20，加入原料，搅拌均匀，升温至40～60℃，回流反应0.5～3小时；

2）向反应釜中加入浓度为30%的烧碱溶液调节体系的pH值为10～14，均匀搅拌；

3）再向反应釜内滴加醛类化合物，控制温度为50～75℃，滴加完毕，升温至80～100℃，回流反应3～6小时，降温至室温，得到脂肪族减水剂粗液；

4)过滤，得到一种固含量为30～40%的脂肪族减水剂液体产品；

5)将固含量为30～40%的脂肪族减水剂液体产品与市场常用的含固量为30～40%的氨基磺酸水泥减水剂按重量比2～7︰1的比例复配得到水泥减水剂。

本发明的有益效果为：既解决了有机颜料中间体CLT酸生产过程中产生的近40%的各种含氨基甲苯磺酸异构体混合物对环境的污染问题，可以省掉废液处理的费用，还可以有效降低脂肪族系高效减水剂的生产成本；其合成方法简单，在在普通反应釜内即可完成上述生产工艺过程。

本发明提供的脂肪族高效减水剂的制备方法的化学反应方程式如下：

1、磺化剂水解反应阶段：

主要是磺化剂发生水解反应生成亚硫酸氢钠。

Na₂SO₃+H₂0＝NaOH+NaHSO₃

2、酮类磺化反应阶段：

主要是丙酮与亚硫酸氢钠发生加成反应生成α-羟基磺酸盐。

3、缩合反应阶段：

主要是醛类、酮类在碱性条件下发生交叉的羟醛缩合反应，生成二羟甲基丙酮。

随着反应时间延长，溶液中二羟甲基丙酮浓度增大；由于反应放热，温度升高，二羟甲基丙酮之间发生脱水反应生成二羟甲基丙酮缩聚物。

二羟甲基丙酮缩聚物与α-羟基磺酸盐以及含氨基甲苯磺酸盐异构体作用，脱水生成新型脂肪族高效减水剂。

作为优选，所述的CLT酸各种异构体混合物是图2所述的5种CLT酸异构体混合物中的一种或几种。

进一步地，所述的亚硫酸盐包括亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠等化合物中的一种或几种。

进一步地，所述的酮类化合物包括丙酮、甲乙酮、二乙酮、乙丙酮、二丙酮等化合物中的一种或几种。

进一步地，所述的醛类化合物包括甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、戊醛等化合物中的一种或几种。

进一步地，所述的水为去离子水。

更进一步地，所述CLT酸各种异构体混合物︰醛类化合物的摩尔比=1︰5～10。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：。

（1）其合成工艺优点在于：合成工艺简单，其制备工艺过程操作步骤简单，投资少，该工艺过程主要设备仅需要一台带搅拌、加热的反应釜、一台冷凝设备即可；从合成成本来看，其原料来自有机颜料中间体CLT酸生产过程中产生的近40%的各种含氨基甲苯磺酸异构体混合物，可大大降低生产成本。

（2）其合成产品性能在于：1）减水率高；2）用量少；3）可节约水泥；4）流动性大，净浆流动度大，可以改善和提高混凝土力学性能和耐久性。

（3）其环保意义在于：有机颜料中间体CLT酸的生产过程中所产生的副产品——含氨基甲苯磺酸异构体混合物，这种混合物组分较复杂，在有机颜料中间体CLT酸的生产过程中如果不及时将其分离掉，将会影响正品6-氯-3-氨基甲苯-4-磺酸的产品纯度以及以后合成出来的有机颜料的色光。然而分离出来以后所产生的近40%的各种含氨基甲苯磺酸异构体混合物一般作为废液处理，污染了环境，因而以其原料制备脂肪族脂肪族高效减水剂液体产品，达到了“变废为宝、净化环境”的目的，使工业化生产得到综合、可持续化的发展。

附图说明

图1是新型高效水泥减水剂的分子结构。

图2是CLT酸的生产过程中所产生的副产品——5种含氨基甲苯磺酸异构体混合物。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明阐述的内容之后，本领域技术人员如对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围之内。

实施例1

在带有回流冷凝器的夹套反应釜中，加入2mol CLT酸各种异构体混合物、5mol无水亚硫酸钠、10mol丙酮、40mol去离子水，升温至40℃，回流反应2小时；用30%烧碱溶液调节体系的pH值至10；滴加入20mol甲醛，控温至50℃；滴加完毕，升温至80℃，回流反应3小时；降温至室温，得到新型脂肪族高效水泥减水剂粗液。过滤，得到一种含固量为30%的新型脂肪族高效减水剂液体产品。将该脂肪族高效减水剂液体产品与市场常用的含固量为30%的氨基磺酸高效水泥减水剂按重量比7︰1的比例复配得到新型高效水泥减水剂。

实施例2

在带有回流冷凝器的夹套反应釜中，加入3mol CLT酸各种异构体混合物、3.5mol无水亚硫酸钠、10mol丙酮、50mol去离子水，升温至50℃，回流反应1小时；用30%烧碱溶液调节体系的pH值至11；滴加入20mol甲醛，控温至60℃；滴加完毕，升温至82℃，回流反应5小时；降温至室温；得到新型脂肪族高效水泥减水剂粗液。过滤，得到一种含固量为35%的新型脂肪族高效减水剂液体产品。将该脂肪族高效减水剂液体产品与市场常用的含固量为35%的氨基磺酸高效水泥减水剂按重量比4︰1的比例复配得到新型高效水泥减水剂。

实施例3

在带有回流冷凝器的夹套反应釜中，加入2mol CLT酸各种异构体混合物、10mol无水亚硫酸钠、15mol丙酮、40mol去离子水，升温至55℃，回流反应3小时；用30%烧碱溶液调节体系的pH值至13；滴加入20mol甲醛，控温至70℃；滴加完毕，升温至90℃，回流反应6小时；降温至室温；得到新型脂肪族高效水泥减水剂粗液。过滤，得到一种含固量为40%的新型脂肪族高效减水剂液体产品。将该脂肪族高效减水剂液体产品与市场常用的含固量为40%的氨基磺酸高效水泥减水剂按重量比2︰1的比例复配得到新型高效水泥减水剂。

实施例4

以下为按照本发明实施例1、2、3的复配比例合成出的高效减水剂的净浆流动度和减水率的测试数据：

注：以上实验条件为水灰比0.29%，掺量为1.0%，使用水泥为基准水泥。

Claims

1.一种利用有机颜料中间体CLT酸的副产物制备水泥减水剂的方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：

4)过滤，得到一种固含量为30～40%的脂肪族减水剂液体产品；

2.根据权利要求1所述的利用有机颜料中间体CLT酸的副产物制备水泥减水剂的方法，其特征在于，所述的CLT酸各种异构体混合物是图2所述的5种CLT酸异构体混合物中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的利用有机颜料中间体CLT酸的副产物制备水泥减水剂的方法，其特征在于，所述的亚硫酸盐包括亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠等化合物中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的利用有机颜料中间体CLT酸的副产物制备水泥减水剂的方法，其特征在于，所述的酮类化合物包括丙酮、甲乙酮、二乙酮、乙丙酮、二丙酮等化合物中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的利用有机颜料中间体CLT酸的副产物制备水泥减水剂的方法，其特征在于，所述的醛类化合物包括甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、戊醛等化合物中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的利用有机颜料中间体CLT酸的副产物制备水泥减水剂的方法，其特征在于，所述的水为去离子水。

7.根据权利要求1所述的利用有机颜料中间体CLT酸的副产物制备水泥减水剂的方法，其特征在于，所述CLT酸各种异构体混合物︰醛类化合物的摩尔比=1︰5～10。