SU979386A1 - Способ получени олигомера - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к технологии получени  олигомерных поверхности но-активных веществ и может быть использовано в химической промышлен- . ности, а олигомер в качестве пластифицирующей добавки - к бетонным смес м и другим материалам на основе гидравлических в жущих веществ.

Использование пластифицирующих добавок дл  бетонных смесей позвол ет получить либо очень подвижную бетонную смесь без снижени  при этом прочности готового издели , либо существенно уменьшить водоцементное отношение в исходной бетонной смеси и тем сакым повысить прочность готовых изделий.

Известен способ получени  олигомера на основе нафталина и метилнафталина , подвергнутых сульфированию , конденсации с формальдегидом и последующей нейтргшизации, используемого в качестве пластифицирующей добавки к растворным и бетонным смес м. Смесь нафтгшина и метилнафталина , вз тых в соотношении мас.%: 80:20 - 20:80, обрабатывают концентрированной серной кислотой при 160-170°С 2-4 ч, далее-подвергают

конденсации при 105-130°С 5-10 ч с последующей нейтрализацией 1.

Недостатком данного способа  вл етс  использование дорогих реагентов , а также значительна  длительность процесса конденсации и высока  температура его проведени . Кроме того, при использовании этого олигомера в качестве пластификатора про10исходит значительное воздухововлечение в бетонную смесь, что  вл етс  причиной невысокой прочности бетона при сниженном водоцементном отнсшении .

15

Наиболее близким по технической сущности к-предлагаемому изобретению  вл етс  способ получени  олигомера заключающийс  в сульфировании ароматического соединени  - антрацена

20 серной кислотой, конденсации образук цихс  сульфокислот с формальдегидом и нейтрализсщии полученного продукта раствором щелочи t 2 .

Недостатком известного способа

25  вл етс  длительность стадии конденсации (.5-10 ч), очищенный антрацен, используемый в качестве исходного сырь  - дефицитный и дорогой продукт. Кроме того, олигомер обладает недо30 статочньики пластифицирующими свойствами и оказывает невысокое водоредуцирующее деПствие на цементное тесто. Цель изобретени  - ускорение процесса конденсации, улучшение пластифицирующих и водоредуциругощих свойст олигомера. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном способе получени  олигомера, заклгочаиадемс  в сульфировании ь ароматического соединени  серной кислотой, конденсации образующихс  сульфокислот с формальдегидом и нейтрализации полученного продукта раствором щелочи, в качестве исходного ароматического соединени  используют смесь антрацена, фенантрена и карбазола при их соотношении , мас.%: 25-55 Антрацен 15-40 Фенантрена Остальное Карбаз(ол Предпочтительно использовать реагенты при следующем их весовом соотношении: ароматические углеводороды: серна  кислота : формальдегид 1 : (0,9-1,2) : (0,07-0,12) соответственно . Предлагаемый продукт содержит пом МО антрацена определенное количество . фенантрена и карбазола,  вл ющихс  реакционноспособными веществами. Их совместное присутствие в реагенте обеспечивает достаточно высокую скорость реакции конденсации и, кроме того, агрегатное состо ние фенантрена (температура плавлени  позвол ет снизить расход серной кислоты и получить олигомер, обладающий необходимыми потребительскими свойствами . Предложенное соотношение ароматических углеводородов  вл етс  оптимальным , так как увеличение содержани  антрацена в смеси ( выше 55%) приводит к значительному замедлению стадии конденсации, а при его содержании менее 25% ухудшаетс  пластифицирующий эффект олигомера. При умень шении содержани  карбазола (менее 20 и фенантрена (менее 15% происходит значительное замедление стадии конденсации и, кроме того, при малом количестве фенантрена требуетс  боль шой избыток серной кислоты дл  прове дени  сульфинировани . С увеличением содержани  в смеси карбазола (свыше 45%) в конечном продукте по вл ютс  осмоленные вещества, плохо растворимые в воде. С увеличением содержани  фенантрена (свыше 40%) возрастает ко личество отходов производства из-за его улетучивани  (температура плавле ни  101°С). На коксохимических заводах вырабатываетс  продукт - антрацен камеиноугольный сырой (ГОСТ 1720-76;, содержащий , мае . %: Антрацен Фенантрен Карбазол По составу и соотношению исходных углеводородов соотвутствует искусственной сырьевой смеси, используемой в предполагаемом изобретении. Содержание данных трех дерных углеводородов в сыром антрацене 75-90%. Возможность использовани  сырого антрацена дл  получени  этого олигомера значительно снижает его стоимость . Пример 1.В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термостатом , обратным холодильником, помещенную в масл ную баню с температурой 70-75°С, загружают 88 мл 98%-ной серной кислоты и в течение 0,5-1 ч прибавл ют 180 г смеси из 45 г (25 ,%) антрацена, 72 г (40 мас%) фенантрена и 63 г (35 мас.% )карбазола с такой скоростью, чтобы температура не превысила 85-90 С. Затем поднимают температуру до 120°С и выдерживают в течение 3,5 чГ. Смесь разбавл ют 360 г воды, охлаждают до 80-85°С и в течение 0,5-1 ч загружают 58,Згформалина 37%-ной концентрации . Провод т выдержку при 80°С в течение 2,0 ч. Соотношение компонентов реакции следующее: ароматические углеводороды: серна  кислота : формальдегид 1 : 0,9 : 0,12. Затем реакционную массу нейтрализуют раствором едкого натра до рН 7-9 и ох,лаждают до комнатной температуры. Полученный раствор - это непрозрачна  жидкость темно-коричневого цвета, содержащий сухого продукта 32%, рН:2,5%-ного -водного раствора 8,0, период стабильности не менее 3 мес., растворимость в воде неограниченна . П р и м е р 2 .Аналогично примеру 1 загружают 103 мл 100%-ной серной кислоты и в течение 0,5-1 ч при 70-75°С прибавл ют 180 г смеси, состо щей из 99 г (55 мас.%;антрацена, 45 г (25 мас.%) фенантрена и 36 г С 20 мас.% ) карбазола с такой скоростью , чтобы температура не превысила 85-90°С. Затем поднимают температуру до 125°С и выдерживают 3,0 ч. Смесь сульфокислот разбавл ют 450 г воды, охлаждают до 80-85°С и в течение 0,5-1 ч загружают 43,8 г формал на 37%-ной концентрации. Провод т реакцию поликонденсации при 85°С в течение 2,5 ч. Соотношение компонентов реакции следующее: ароматические углеводороды : серна  кислота : формальдегид 1 : 1,05 : 0,09. Затем реакционную массу нейтрализуит раствором едкого нАтра до рН -7-9 и охлаждают до комнатной температуры. , Полученный раствор - это непрозрачна  жидкость темно-коричневого цвета, содержащий сухого продукта 3Q%, рН 2,5%-ного водного раствора 8,0, период стабильности не менее 3 мес., растворимость в воде неогра ниченна . Пример 3 . Аналогично при меру 1 загружают 118 мл 100%-ной серной кислоты и в течение 0,5-1,0 прибавл ют- 180 г смеси, состо щей Гз 72 г (40 мас.%) антрацена, 27 г 15 мас.%;фенантрена и 81 г ( 45 маа . карбазола с такой скоростью, чтобы температура не превысила 85-90 С. Затем поднимают температуру до 130° и выдерживают 2,5 ч. Смесь сульфокислот разбавл ют 540 г воды, охлаждают до 80-85С и в течение 0,5-1 ч загружают 34 г формалина 37%-ной концентрации. Провод т выде ку при 2,5 ч. Соотнесение компонентов реакции следующее: аромати ческие углеводороды : серна  кислот формальдегид 1 : 1,20 : 0,07. Зат реакционную массу нейтрализуют раст вором едкого натра до рН 7-9 и охлаждают до комнатной температуры. Полученный раствор - это непрозрачна  жидкость темно-коричневого цвета, содержащий сухого продукта 28%, рН 2,5%-ного водного раствора 8,0, период стабильности не менее 3 мес., растворимость в воде неограниченна . Пример 4 . Аналогичен прототипу . В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником, помещенную в масл ную баню с температурой , загружают. 180 г антрацена, в течение 0,5 ч приливают 270 г 100%-ной серной кислоты и выдерживают при 125°С 3 ч. Затем смесь разбавл ют 360 г воды, охлаждают до 80С и в течение 1,0 ч загружают 54 г формалина 37%-ной концентрации. Провод т выдержку при 80с 5,0 ч. Соотношение компонентов реакции следующее: ароматические углеводороды : серна  кислота : формальдегид 1 :.lj5 : 0,11. Затем реакционную массу нейтрализуют раствором едкого натра до рН 7-9 и охлаждгиот до комнатной температуры. Полученный раствор - это непрозрачна  жидкость темно-коричневого цвета, содержащий сухого продукта 34,2%, рН 2,5%-ного водного раствора 8,0, период стабильности не менее 3 мес., растворимость в воде неограниченна . В таблице приведены результаты испытаний полученного, по предлагаемому способу и прототипу олигомера в качестве пластифицирующей добавки в цементном тесте и цементном камне.

0,270

0,5

0,270

25,0

0,2025

0,270

0,270

25,9

0,200

0,270

0,270

25,0

0,2025

0,270

90,и

20,8

68,4

230

86,4

19,7

65,6 31,4

109,3 91,1 21,2

93,7 70,2

91,2

19,5

68,2

116,2 98,9 34,8

91,8 67,2 21,7

8.9,6 19,2 66,7

108,6 90,5 29,3

80,4 61,7 18,7

I Продолжение таблицы

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ получения олигомера, заключающийся в сульфировании ароматического соединения серной кислотой, конденсации образующихся сульфокислот с формальдегидом и нейтрализации полученного продукта раствором щелочи, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса конденсации, улучшения пластифицирующих и водоредуцирующих свойств олигомера, в качестве исходного ароматического соединения используют смесь антрацена Фенантрена и карбазола при их соотношении, мас.%:

   Антрацен 25-55 Фенантрен 15-40 Карбазол Остальное