CN107827383A - 一种阴阳离子复合型木质素磺酸盐类减水剂的制备方法 - Google Patents

一种阴阳离子复合型木质素磺酸盐类减水剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种阴阳离子复合型木质素磺酸盐类减水剂的制备方法，本发明中在木质素磺酸盐分子中接枝反应引入聚乙二醇长亲水链，之后与阳离子表面活性剂通过静电自组装制备阴阳离子复合型两性减水剂，当减水剂分子与水泥颗粒接触时，发生静电作用和络合作用，减水剂分子吸附在水泥颗粒表面，形成一层双电子吸附层，使水泥浆体稳定；同时使水泥颗粒的分散能力増强，水泥浆体的流动性能提高，提高了减水效果。

Description

一种阴阳离子复合型木质素磺酸盐类减水剂的制备方法
技术领域
本发明涉及砂浆或混凝土用减水剂，具体涉及一种阴阳离子复合型木质素磺酸盐类减水剂的制备方法。
背景技术
水泥外加剂是除了水泥、砂、石子和水之外混凝土的一个重要组成部分，减水剂是一种水泥外加剂，木质素磺酸盐类减水剂是一种水溶性的阴离子型表面活性剂，包含亲水性磺酸基、酚羟基、醇羟基与疏水性烷基链，有较好的润湿性、吸附性和分散性，而且是从造纸黑液中分离提取出来一种廉价产品，因此被广泛用作生产减水的原料。
发明内容
本发明提供了一种阴阳离子复合型木质素磺酸盐类减水剂的制备方法，在木质素磺酸盐类减水剂中引入阳离子型活性基团，使水泥浆体更加稳定，提高其减水率。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种阴阳离子复合型木质素磺酸盐类减水剂的制备方法，包括以下具体步骤：
（1）木质素磺酸钠的制备：
取造纸黑液于烧杯中，加入10%硫酸调节pH至3.0-4.0，用搅拌机搅拌均匀后，静置、过滤、洗涤、干燥得到木质素，之后将干燥后木质素转移到反应釜中，加入木质素量12-15%的Na2SO3和水，在125-145℃和3个大气压下保温2-4小时，之后自然冷却后，干燥得到木质素磺酸钠；
（2）木质素磺酸钠聚氧乙烯醚的制备：
将聚乙二醇升温至50-55℃熔融，加入三氟化硼乙醚催化剂，然后滴加环氧氯丙烷在50-55℃反应1.5-3小时，得到氯代聚乙二醇中间体；
将步骤（1）木质素磺酸钠配制成质量分数为30%的水溶液，然后在75-90℃温度下缓慢滴加上述中间体，滴加完毕后反应2-4小时，期间调节反应液pH在9-13，反应结束后调节产物pH至中性，得木质素磺酸钠聚氧乙烯醚溶液；
（3）在缓慢搅拌下向步骤（2）溶液中缓慢加入阳离子型表面活性剂，滴加完毕后，静置1-3小时，即得。
其中，所述步骤（2）中聚乙二醇与环氧氯丙烷、三氟化硼乙醚的摩尔比为1:1-0.8:0.01-0.03，所得中间体与木质素磺酸钠的质量比为1:3-8。
其中，所述步骤（3）中阳离子型表面活性剂的使用量在6-12%。
其中，所述阳离子型表面活性剂使用十六烷基三甲基溴化铵。
本发明有益效果如下：
本发明中在木质素磺酸盐分子中接枝反应引入聚乙二醇长亲水链，使得中间体分子中有疏水核和亲水长链，聚氧乙烯长链增大了分子间的空间位阻，之后与阳离子表面活性剂通过静电自组装制备阴阳离子复合型两性减水剂，使减水剂具有良好的表面活性，当减水剂分子与水泥颗粒接触时，减水剂分子中的阴阳活性基团与水泥颗粒表面的阴阳离子发生静电作用和络合作用，减水剂分子吸附在水泥颗粒表面，形成一层双电子吸附层，使水泥浆体稳定；同时水泥颗粒表面的双电子吸附层之间产生静电作用，水泥颗粒在斥为作用下不发生团聚，使絮凝结构中的水被释放出来，水泥颗粒的分散能力増强，水泥浆体的流动性能提高，提高了减水效果。
具体实施方式
一种阴阳离子复合型木质素磺酸盐类减水剂的制备方法，包括以下具体步骤：
（1）木质素磺酸钠的制备：
取造纸黑液于烧杯中，加入10%硫酸调节pH至3.5，用搅拌机搅拌均匀后，静置、过滤、洗涤、干燥得到木质素，之后将干燥后木质素转移到反应釜中，加入木质素量13%的Na2SO3和水，在140℃和3个大气压下保温3小时，之后自然冷却后，干燥得到木质素磺酸钠；
（2）木质素磺酸钠聚氧乙烯醚的制备：
将聚乙二醇升温至55℃熔融，加入三氟化硼乙醚催化剂，然后滴加环氧氯丙烷在55℃反应2小时，得到氯代聚乙二醇中间体；
将木质素磺酸钠配制成质量分数为30%的水溶液，然后在85℃温度下缓慢滴加上述中间体，滴加完毕后反应3小时，期间调节反应液pH在11，反应结束后调节产物pH至中性，得木质素磺酸钠聚氧乙烯醚溶液；
（3）在缓慢搅拌下向步骤（2）溶液中缓慢加入8%的阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵，滴加完毕后，静置2小时，即得。
其中，所述步骤（2）中聚乙二醇与环氧氯丙烷、三氟化硼乙醚的摩尔比为1:1:0.02，所得中间体与木质素磺酸钠的质量比为1:6。

Claims (4)

1.一种阴阳离子复合型木质素磺酸盐类减水剂的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
（1）木质素磺酸钠的制备：
取造纸黑液于烧杯中，加入10%硫酸调节pH至3.0-4.0，用搅拌机搅拌均匀后，静置、过滤、洗涤、干燥得到木质素，之后将干燥后木质素转移到反应釜中，加入木质素量12-15%的Na2SO3和水，在125-145℃和3个大气压下保温2-4小时，之后自然冷却后，干燥得到木质素磺酸钠；
（2）木质素磺酸钠聚氧乙烯醚的制备：
将聚乙二醇升温至50-55℃熔融，加入三氟化硼乙醚催化剂，然后滴加环氧氯丙烷在50-55℃反应1.5-3小时，得到氯代聚乙二醇中间体；
将步骤（1）木质素磺酸钠配制成质量分数为30%的水溶液，然后在75-90℃温度下缓慢滴加上述中间体，滴加完毕后反应2-4小时，期间调节反应液pH在9-13，反应结束后调节产物pH至中性，得木质素磺酸钠聚氧乙烯醚溶液；
（3）在缓慢搅拌下向步骤（2）溶液中缓慢加入阳离子型表面活性剂，滴加完毕后，静置1-3小时，即得。
2.根据权利要求1所述的一种阴阳离子复合型木质素磺酸盐类减水剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中聚乙二醇与环氧氯丙烷、三氟化硼乙醚的摩尔比为1:1-0.8:0.01-0.03，所得中间体与木质素磺酸钠的质量比为1:3-8。
3.根据权利要求1所述的一种阴阳离子复合型木质素磺酸盐类减水剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中阳离子型表面活性剂的使用量在6-12%。
4.根据权利要求1所述的一种阴阳离子复合型木质素磺酸盐类减水剂的制备方法，其特征在于，所述阳离子型表面活性剂使用十六烷基三甲基溴化铵。
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