一种砂浆混凝土外加剂的生产方法
【专利摘要】本发明涉及一种砂浆混凝土外加剂的生产方法，该方法使用在甘油法生产二氯丙醇时所得到蒸馏残留物排出物作为原料，它包括水解反应、蒸馏与聚合反应步骤。本发明的方法具有工艺流程简便，易于操作和控制，砂浆混凝土外加剂原料是有机危化固废，无害化处理和资源化利用，成本低廉，环境友好。
【专利说明】一种砂浆混凝土外加剂的生产方法
【【技术领域】】
[0001]本发明属于高分子材料生产【技术领域】。更具体地，本发明涉及一种砂浆混凝土外加剂的生产方法。
【【背景技术】】
[0002]砂浆混凝土外加剂是一种为改善和调节混凝土性能而掺加的物质，是一种在混凝土、砂浆拌合时或拌合前掺入的，掺量不大于水泥质量的5%并能对混凝土、砂浆的正常性能按要求而改性的工业品，例如能降低砂浆混凝土在静水压力下的透水性的防水剂。砂浆混凝土外加剂的使用，使砂浆和混凝土具有减水、增强功能，高效抗渗功能，缓凝和节省水泥等效果。混凝土外加剂在工程中的应用越来越受到重视，它对改善混凝土的性能起到一定的作用，但外加剂的选用、添加方法及适应性将严重影响其发展。
[0003]砂浆混凝土外加剂可分为无机质、有机质及混合质。无机质砂浆混凝土外加剂有氯化钙、硅灰粉末等，有机质第一代混凝土外加剂以木质素磺酸盐为代表；第二代混凝土外加剂以甲醛缩合物为主，甲醛缩合物在生产和使用过程中对人和环境有害；第三代混凝土外加剂是聚羧酸混凝土外加剂 ，具有高的科技含量和环境友好，聚羧酸外加剂可分为聚酯型、聚醚型和聚酰胺型。
[0004]CN201010242453公开了一种新型砂浆混凝土外加剂生产工艺，以十八烷酸、硅烷、松香酸钠、氢氧化钠、三乙醇胺和水作为主要原料。十八烷酸是油脂的水解产物，是重要的轻化工原料，价格高。一些专利或专利申请公开了生产砂浆混凝土外加剂的重要原料是进口硅烷，因此原料来源狭窄，生产成本高。一些资料介绍了砂浆混凝土外加剂由二十余种原材料经特殊工艺合成。因此工艺复杂，质量难以控制和保证。
[0005]因此，为了克服现有技术存在的一些缺陷，本发明人通过大量实验研究，终于完成了本发明。
【
【发明内容】
】
[0006][要解决的技术问题]
[0007]本发明要解决的技术问题是提供一种砂浆混凝土外加剂的生产方法。
[0008][技术方案]
[0009]本发明是通过下述技术方案实现的。
[0010]本发明涉及一种砂浆混凝土外加剂的生产方法。这种砂浆混凝土外加剂生产方法的步骤如下:
[0011]A、水解反应
[0012]让在甘油法生产二氯丙醇时产生的蒸馏残留物排出物由管道经泵I送到水解反应釜3中，同时让以重量计12~18%盐酸水溶液由管道经泵2也送到水解反应釜3中，所述蒸馏残留物排出物与所述盐酸水溶液按照其重量比1:0.5~0.6在温度108~116°C与搅拌的条件下进行水解反应8-24h，在所述的反应过程中，在所述的反应温度下在水解反应釜3中物料汽化，汽化后得到一种含有二氯丙醇、HCl与H2O的气相；所述的气相通过管道送入冷凝器4中进行冷凝，得到的冷凝液进入分相器5中，分离为水相与有机相；所述的水相返回到水解反应釜3中继续参与水解反应，所述的有机相送至甘油法生产二氯丙醇的生产装置中；
[0013]B、蒸馏
[0014]在步骤A水解反应结束后得到的水解反应物料，在水解反应釜3中在压力5.0~
12.0KPa与温度130~140°C的条件下进行蒸馏；所述水解反应物料通过连接在水解反应釜3下端的管道经过泵6送往再沸器7中被加热汽化，形成一种气-液混合相，它由再沸器7上端通过管道再返回到水解反应釜3中，又被分离成气相与液相，所述的气相再经管道送到冷凝器4中进行冷凝，得到含有二氯丙醇、氯化氢和水的冷凝液，它送至甘油法生产二氯丙醇的生产装置中，所述的液相下降到水解反应釜3底部；
[0015]C、聚合反应
[0016]在步骤B蒸馏结束后得到的水解反应釜3中的物料经管道送到聚合乳化锅10中，然后检测所述物料中二元酸的含量，按照所述二元酸与二乙烯三胺摩尔比1:1~1.3，在温度60~80°C下往所述物料中滴加二乙烯三胺，然后升温到190°C，蒸发水分，并在这个温度下保温120~180min，再将其温度降低到100_105°C，再滴加94~96°C热水，其热水量与反应物料重量比为1:0.8~1.2 ;于是得到所述的砂浆混凝土外加剂。
[0017]根据本发明的一种优选实施方式，在步骤A中，所述盐酸水溶液的浓度是以重量计12~15%。
[0018]根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤A中，所述蒸馏残留物排出物与盐酸的水解反应时间是10~16h。
[0019]根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤A中，所述的水解反应釜是具有加热夹套和锚式搅拌桨的搪玻璃反应釜，其锚式搅拌桨搅拌速度是30~lOOr/min。
[0020]根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述的水解反应物料在水解反应釜3中在压力6.5~9.5KPa与温度132~138°C的条件下进行蒸馏。
[0021]根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述的水解反应釜底部物料还含有1,3- 二氯-2-丙醇、1，2- 二氯-3-丙醇和3-氯-1，2-丙二醇。
[0022]根据本发明的另一种优选实施方式，在温度50~60与高剪切力搅拌下，往步骤C得到的砂浆混凝土外加剂中添加其它试剂，再加入乳化剂，使用高剪切力搅拌桨搅拌，得到所述的砂浆混凝土外加剂。
[0023]根据本发明的另一种优选实施方式，所述的其它试剂是双甘油、脂肪酸或硫酸钠。
[0024]根据本发明的另一种优选实施方式，所述的乳化剂是烷基三甲基氯化铵、羟丙基纤维素或羧甲基纤维素钠。
[0025]根据本发明的另一种优选实施方式，使用高剪切力搅拌桨搅拌时间是10~12h ；所述高剪切力搅拌桨的搅拌桨叶端线速度是15~35m/s。
[0026]下面将更详细地描述本发明。
[0027]本发明涉及一种一种砂浆混凝土外加剂的生产方法。这种砂浆混凝土外加剂生产方法的步骤如下:
[0028]A、水解反应[0029]水解反应的目的是让在甘油法生产二氯丙醇时产生的蒸馏残留物排出物中的酯类水解，生成有机二元酸和二氯丙醇，所述二氯丙醇返回甘油法生产二氯丙醇的生产装置被利用，所述有机二元酸即为生产砂浆混凝土外加剂的主要成分。
[0030]让在甘油法生产二氯丙醇时产生的蒸馏残留物排出物由管道经泵I送到水解反应釜3中，同时让以重量计10~18%盐酸水溶液由管道经泵2送到水解反应釜3中，所述蒸馏残留物排出物与所述盐酸水溶液按照其重量比1:0.5~0.6在温度108~116°C与搅拌的条件下进行水解反应8-24h，反应过程中在该反应温度下水解反应釜3中物料汽化，汽化后得到一种含有二氯丙醇、HCl与H2O的气相；所述的气相通过管道送入冷凝器4中进行冷凝，得到的冷凝液进入分相器5中，分离为水相与有机相；所述的水相返回到水解反应釜3中继续参与水解反应，所述的有机相送至甘油法生产二氯丙醇的生产装置中；
[0031]在甘油法生产二氯丙醇过程中，甘油与氯化氢在催化剂存在下反应生成粗二氯丙醇。所述催化剂是碳原子数为6~9的一元羧酸、二元羧酸及其它们的酯类、酸酐类。该反应生成的粗二氯丙醇是含有1，3- 二氯-2-丙醇与1，2- 二氯-3-丙醇的异构体混合物，还含有该反应生成的水和未反应的氯化氢。该反应液在蒸馏塔中分离，所述粗二氯丙醇作为塔顶馏分用于例如生产环氧氯丙烷，而塔底馏分含有二氯丙醇及中间产物以及二元脂肪酸及其单酯和少量甘油浙青。所述塔底馏分大部分返回二氯丙醇生产的反应工序继续反应。所述塔底馏分的余下部分含有失活催化剂、甘油浙青以及残留的一氯丙醇和二氯丙醇。所述的失活催化剂包括二元脂肪酸、二元脂肪酸甘油单酯、二元脂肪酸甘油单氯醇单酯、二元脂肪酸二氯丙醇单酯和二元脂肪酸的其他醇类单酯。目前，通常将这部分蒸馏残留物排出物排出界外作为危化固废处理。
[0032]在本发明中，所述塔 底馏分的余下部分便是本发明称之的蒸馏残留物排出物，SP用于制备砂浆混凝土外加剂的原料。
[0033]所述蒸馏残留物排出物的一般化学组成列于表1中。
[0034]表1:蒸馏残留物排出物的一般化学组成
【权利要求】
1.一种砂浆混凝土外加剂的生产方法，其特征在于该方法的步骤如下:A、水解反应让在甘油法生产二氯丙醇时产生的蒸馏残留物排出物由管道经泵(I)送到水解反应釜(3 )中，同时让以重量计12~18%盐酸水溶液由管道经泵(2 )也送到水解反应釜(3 )中，所述蒸馏残留物排出物与所述盐酸水溶液按照其重量比1:0.5~0.6在温度108~116°C与搅拌的条件下进行水解反应8-24h，在所述的反应过程中，在所述的反应温度下在水解反应釜(3)中所述物料进行汽化，得到一种含有二氯丙醇、HCl与H2O的气相；所述的气相通过管道送入冷凝器(4)中进行冷凝，得到的冷凝液进入分相器(5)中，分离为水相与有机相；所述的水相返回到水解反应釜(3)中继续参与水解反应，所述的有机相送至甘油法生产二氯丙醇的生产装置中；B、蒸馏在步骤A水解反应结束后得到的水解反应物料，在水解反应釜(3)中在压力5.0~12.0KPa与温度130~140°C的条件下进行蒸馏；所述水解反应物料通过连接在水解反应釜(3)下端的管道经过泵(6)送往再沸器(7)中被加热汽化，形成一种气-液混合相，它由再沸器(7)上端通过管道再返回到水解反应釜(3)中，又被分离成气相与液相，所述的气相再经管道送到冷凝器(4)中进行冷凝，得到含有二氯丙醇、氯化氢和水的冷凝液，它送至甘油法生产二氯丙醇的生产装置中，所述的液相下降到水解反应釜(3)底部；C、聚合反应在步骤B蒸馏结束后得到的水解反应釜(3)中物料经管道送到聚合乳化锅(10)中，然后检测所述物料中二元酸的含量，按照所述二元酸与二乙烯三胺摩尔比1:1~1.3，在温度60~80°C下往所述物料中滴加二乙烯三胺，然后升温到190°C，蒸发水分，并在这个温度下保温120~180min，再将其温度降低到100_105°C，再滴加94~96°C热水，其热水量与反应物料重量比为1:0.8~1.2 ;于是得到所述的砂浆混凝土外加剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤A中，所述盐酸水溶液的浓度是以重量计12~15%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤A中，所述蒸馏残留物排出物与盐酸的水解反应时间是10~16h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤A中，所述的水解反应釜是具有加热夹套和锚式搅拌桨的搪玻璃反应釜，其锚式搅拌桨搅拌速度是30~lOOr/min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤B中，所述的水解反应物料在水解反应釜(3)中在压力6.5~9.5KPa与温度132~138°C的条件下进行蒸馏。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤B中，蒸馏结束后，所述的水解反应爸底部物料还含有1，3- 二氯-2-丙醇、1，2- 二氯-3-丙醇和3-氯-1，2-丙二醇。
7.根据权利要求7所述的方法，其特征在于在温度50~60°C与高剪切力搅拌下，往步骤C得到的砂浆混凝土外加剂中添加其它试剂，再加入乳化剂，使用高剪切力搅拌桨搅拌，得到所述的砂浆混凝土外加剂。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述的其它试剂是双甘油、脂肪酸或硫酸钠。
9.根据权利要·求7所述的方法，其特征在于所述的乳化剂是烷基三甲基氯化铵、羟丙基纤维素或羧甲基纤维素钠。
10. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于使用高剪切力搅拌桨搅拌时间是10~12h ;所述高剪切力搅拌桨的搅拌桨叶端线速度是15~35m/s。
【文档编号】C04B24/12GK103524729SQ201310487565
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月17日 优先权日:2013年10月17日
【发明者】施德龙, 童丽燕, 沈作伟, 尚名 申请人:宁波环洋化工有限公司