专利名称：一种用地沟油改性的聚羧酸高效减水剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及混凝土外加剂领域，具体是一种用地沟油改性的聚羧酸高效减水剂。
背景技术：
随着现代高性能混凝土的发展，提高混凝土的工作性能成为聚羧酸减水剂研究的重要内容。传统的聚羧酸高效减水剂已经较为成熟，进一步发展的空间较小，因此近年来研究人员主要在新原料和新工艺方面开展研究工作。CN102153711A提出了一种在聚羧酸主链上引入3 -环糊精侧链的新型减水剂，但3 -环糊精原料来源受限制，成本较高。CN102040741A公开了一种用分子组装技术制备缓释型聚羧酸减水剂，但自组装过程复杂，容易受环境不确定因素的影响。CN101905960A采用一部分聚醚替代甲氧基聚醚合成一种双长支链聚羧酸减水剂，该方法通过双官能团聚醚产生的交联结构，虽然能提高保坍性和适·应性，但双官能团聚醚的酯化和交联反应都是按统计规律随机进行的，难以控制其完全按设计的反应进行，因此在进一步推广上存在一定的困难。CN101921448A公开了一种不同分子结构聚羧酸复配的方法，但仅仅解决了不同减水剂不能互溶分层的问题，没有能从根本上提高性能。CN101289292A采用丙烯酸类聚羧酸系减水剂和早强组分三乙醇胺、硫氰酸钠、硝酸钙复配得到一种早强型聚羧酸高性能减水剂，但在减水率和保坍性能方面有较大的牺牲。CN102276185A公开了一种用于预制混凝土的早强型减水剂，采用聚羧酸减水剂同无机锂盐、无机钠盐和无机钙盐复合得到，但其强度提高有限，且使用的锂盐价格昂贵。综合以上聚羧酸减水剂的制备方法及其产品性能，有的合成过程过于繁琐复杂、难以精确控制，有的制备方法重现性较差，有的原料不易得、成本过高，有的是以牺牲某一方面的性能作为代价。其中成本与性能的矛盾尤为突出，如何通过简单的工艺和廉价易得的原料提高聚羧酸减水剂的性能是亟待解决的一个重要问题。
发明内容
本发明是针对上述现有技术中的问题，提供一种用地沟油改性的聚羧酸高效减水齐U，在提高性能的同时，使用廉价易得的原料，不使用复杂的生产工艺，不会显著提高成本。本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为一种地沟油改性的聚羧酸高效减水剂，包括地沟油水解氧化产物和聚羧酸减水剂，地沟油水解氧化产物质量与聚羧酸减水剂固含量的质量比为(5 45) : 100，两者混合后搅拌均匀即可使用。按上述方案，所述地沟油水解氧化产物制备方法包括如下步骤
(I)将地沟油在催化剂和碱液条件下进行水解I 8h，水解温度为50 90°C ；
(2 )将步骤(I)得到的水解产物在9(T250 V条件下加入催化剂和氧化剂进行催化氧化I 5h,即可得到地沟油水解氧化产物。上述步骤(I)中所述碱液为氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液，其浓度为
0.5 5mol/L，其用量为每100份质量的地沟油加入5飞0份质量的碱液。上述步骤(I)中所述催化剂为含有4 24个碳原子的季胺碱水溶液，其浓度为0.f 2mol/L，其用量为每100份质量的地沟油加入0. 2^10份质量的季胺碱水溶液。所述季
胺碱具体可以为氢氧化四甲基铵、氢氧化四乙基铵、氢氧化四丙基铵、氢氧化四丁基铵、氢氧化四戊基铵、氢氧化四己基铵。上述步骤(2)所述催化剂为活性铜粉，其粒径小于50 u m,经36%醋酸浸泡活化I小时后使用，其用量为每100份质量的水解产物加入0. rs份质量的活性铜粉。上述步骤(2)所述氧化剂为浓硝酸(质量分数609^70%)，或者为空气与臭氧按体积比为100: (0. r3)的混合气体；其用量为每100份质量的水解产物加入0. 5^10份质量的浓硝酸，或每Ikg的水解产物加入1(T1000L的混合气体。使用浓硝酸作为氧化剂的操作方法是将一定质量的地沟油水解产物与催化剂、氧化剂混合，在搅拌的条件下加热到指定温度进行氧化反应。使用空气与臭氧混合气体作为氧化剂的操作方法是将一定质量的地沟油水解产物与催化剂混合，在搅拌的条件下加热到指定温度，同时以一定的流量通入混合气体进行氧化反应。
·
按上述方案，所述的地沟油包括排入下水道、污水池中的浮油，或多次煎、炸过食物的油脂，也包括酒店、餐馆、工厂、家庭等加工食品时抛弃的和排放的废弃物提取的油脂
坐寸O按上述方案，所述的聚羧酸减水剂为以直线形饱和碳链为主链、含有羧基和聚氧乙烯(聚乙二醇)侧链的梳型共聚物。具体可以包括丙烯酸-丙烯酸聚乙二醇酯共聚物减水剂、聚马来酸-马来酸聚乙二醇酯共聚物减水剂、甲基丙烯酸-甲基丙烯酸聚乙二醇酯共聚物减水剂、丙烯酸-马来酸-丙烯酸聚乙二醇酯共聚物减水剂、丙烯酸-马来酸-马来酸聚乙二醇酯共聚物减水剂、马来酸-烯丙基聚氧乙烯醚共聚物减水剂、丙烯酸-异丁烯基聚氧乙烯醚共聚物减水剂等，也可以是目前国内外市售的Dynamon SRUDynamon SR2、Dynamon SR3、Dynamon SX、Dynamon SP1> Dynamon SP2、Dynamon SP3、Dynamon NRG 等，ViscoCrete 3000 系列、ViscoCrete 3000 系列、ViscoCrete 20HE 系列等，武汉格瑞林SPO10、SP010-ZQ、SPOlO-GS等，但不限于以上聚羧酸减水剂。本发明的原理如下
I、步骤I控制地沟油水解产物中的酯基含量，使得到的不饱和脂肪酸甘油酯水解产物通式如下O
II
HOCH7--CH-CH-.QC —C1Hy
OC --CnH11
li
O
GO
IIl·
C3Hn —...OOI , — CH—CH-.OC CM-
■-.I-
DH
0
Ii
C ,Hh C ——OC111-CH ^CH2OH
OC^—CnKn
11
O
OOH
SII
C5Hn--C ——OCH7 ——CH --CH2OH
0
1
HOCHr——CH-CH；iOC ——CAHy OH
H DCH., —— C M ——-C H-,OH
■ I *
OC CllHm
O
式中n、X、a任取2 35中的任意整数，m、y、b任取整数，且m < 2n，y < 2x，b < 2a。2、步骤2中地沟油水解产物催化氧化后，得到含有羧基的不同长碳链的氧化产物，其通式如下
O
Il
HOOC ^—CH—CH^OC -CxHy OC
Il ..
O
O
t!
C5Ht1.....................C.................-OCHi -.........................CH — COOH
一I
OC-CrHn,
!I
O
权利要求
1.一种用地沟油改性的聚羧酸高效减水剂，其特征在于其包括地沟油水解氧化产物和聚羧酸减水剂，地沟油水解氧化产物质量与聚羧酸减水剂固含量的质量比为(5 45) : 100，两者混合并搅拌均匀后使用。
2.根据权利要求I所述的用地沟油改性的聚羧酸高效减水剂，其特征在于所述地沟油水解氧化产物制备方法包括如下步骤 (1)、将地沟油在催化剂和碱液条件下进行水解I 8h，水解温度为50 90°C； (2)、将步骤(I)得到的水解产物在9(T250°C条件下加入催化剂和氧化剂进行催化氧化I 5h,即可得到地沟油水解氧化产物。
3.根据权利要求2所述的用地沟油改性的聚羧酸高效减水剂，其特征在于所述步骤(I)所述催化剂为含有4 24个碳原子的季胺碱水溶液，其浓度为0. llmol/L，其用量为每100份质量的地沟油加入0. 2^10份质量的季胺碱水溶液。
4.根据权利要求2所述的用地沟油改性的聚羧酸高效减水剂，其特征在于所述步骤(1)所述碱液为氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液，其浓度为0.5、mol/L,其用量为每100份质量的地沟油加入5飞0份质量的碱液。
5.根据权利要求2所述的用地沟油改性的聚羧酸高效减水剂，其特征在于所述步骤(2)所述催化剂为活性铜粉，其粒径小于50u m，经36%醋酸浸泡活化I小时后使用，其用量为每loo份质量的水解产物加入0. rs份质量的活性铜粉。
6.根据权利要求2所述的用地沟油改性的聚羧酸高效减水剂，其特征在于所述步骤(2)所述氧化剂为浓硝酸(质量分数609^70%)，或者为空气与臭氧按体积比为100: (0. r3)的混合气体；其用量为每100份质量的水解产物加入f 10份质量的浓硝酸，或每Ikg的水解产物加入kTioool的混合气体。
全文摘要
本发明涉及混凝土外加剂领域，具体是一种用地沟油改性的聚羧酸高效减水剂，其包括地沟油水解氧化产物和聚羧酸减水剂，地沟油水解氧化产物质量与聚羧酸减水剂固含量的质量比为(5～45):100，两者混合并搅拌均匀后使用。本发明在提高性能的同时，使用廉价易得的原料，不使用复杂的生产工艺，不会显著提高成本。
文档编号C04B103/30GK102786249SQ20121029797
公开日2012年11月21日 申请日期2012年8月21日 优先权日2012年8月21日
发明者张绪清, 杜小弟, 郭丽萍, 郭慧玲, 陈刚, 陈学兵 申请人:武汉格瑞林建材科技股份有限公司