专利名称：：低引气型木质素磺酸盐高效减水剂的制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种低引气型木质素磺酸盐高效减水剂的制备方法。
背景技术：
：木质素磺酸盐作为混凝土减水剂能改善新拌混凝土的和易性，而且其来源广泛、价格低廉，因此很早就在混凝土中应用，但其存在缓凝时间长、引气量大、减水率低等缺陷，严重制约其应用。木质素磺酸盐是一种由苯甲基丙垸衍生物为疏水基团和磺酸基、羧基、羟基等为亲水基团的阴离子表面活性剂，其分子结构和分子量分布极不均一。且木质素磺酸盐中含有大量的还原糖，在混凝土掺量的提高，会造成混凝土长时间不凝结的现象，导致工程事故。小分子量的木质素磺酸盐其引气量大，在混凝土应用中容易造成混凝土强度的降低，因此无法应用在高强混凝土中。另外木质素磺酸盐的减水率偏低，一般作为普通减水剂使用，提高其减水率对拓展其混凝土实际应用具有重要的意义。木质素磺酸盐中含有多种活泼基团，具有反应活性，能够进行氧化、磺化、縮合和烷基化等，因此能通过化学改性，改善其本身存在的问题。
发明内容4本发明的目的在于提供一种操作简单、减水率高的低引气型木^素磺酸盐高效减水剂的制备方法。为实现上述目的，本发明的技术解决方案是本发明提供了一种低引气型木质素磺酸盐高效减水剂的制备方法，它包括以下步骤按质量份计，将100份木质素磺酸盐固体和66.7150份水加入到反应釜中，配制成一定浓度的溶液；加入0.50.8份消泡剂和0.20.4份活化剂，用适量硫酸调节pH为810，升温至5070°C，再加入0.10.3份催化剂和15份氧化剂，反应0.51小时后木质素磺酸盐分子结构中的缓凝基团和体系中还原糖的缓凝基团都会被氧化，同时由于发生偶合反应，减少了低分子量木质素磺酸盐的含量；加入1220份磺化剂，反应12小时，木质素磺酸盐能在分子结构中引入更多的磺酸基，冷却后得到低引气型木质素磺酸盐高效减水剂。所述的木质素磺酸盐为木质素磺酸铵、木质素磺酸钙、木质素磺酸钠中的一种。所述的消泡剂为磷酸三丁酯、二甲基聚硅氧烷、聚氧乙烯聚氧p烯甘油醚中的一种。所述的活化剂为氨基三亚甲基膦酸钠、己二胺四亚甲基膦酸钠中的一种。所述的催化剂为五氧化二矾、二氧化锰、硝酸铈铵中的一种。所述的氧化剂为高锰酸钾、过氧化氢、过硫酸铵中的一种。所述的磺化剂为亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、氨基磺酸、对氨基苯磺酸中的一种。采用上述方案后，由于在本发明的制备过程中，木质素磺酸盐的催化氧化反应，能使分子结构中的缓凝基团(羟基或醚基)发生氧化反应，氧化成不大缓凝的羧基；体系中还原糖的缓凝基团也会被氧化;氧化反应还能使木质素磺酸盐分子链断裂，新产生的活性自由链端在活化剂的作用下，能偶合形成分子长链，以此提高木质素磺酸盐的相对分子量；同时在体系中加入消泡剂，能减少在氧化反应过程中的产生的大量泡末(小分子量木质素磺酸盐)悬浮在体系表层，促进小分子量木质素磺酸盐参与反应。催化氧化过后的木质素磺酸盐，再经过磺化反应，在分子链中引入磺酸基团，提高磺化度，以此提高其减水率。故，本发明具有以下优点1、能改善木质素磺酸盐的缓凝时间长的问题。2、能降低木质素磺酸盐的引气量。3、能提高木质素磺酸盐的减水率。4、反应条件温和，操作简单。具体实施方式，实施例1按质量份计，将100kg木质素磺酸钠固体和100kg水加入到500L的反应釜中，配制成50%浓度的溶液。加入0.5kg磷酸三丁酯和0.2kg己二胺四亚甲基膦酸钠，用适量硫酸调节pH为8，升温至7(TC，再加入0.2kg硝酸铈铵和5kg过氧化氢，反应0.5小时后，木质素磺酸钠分子结构中的缓凝基团和体系中还原糖的缓凝基团都会被氧化，同时由于发生偶合反应，减少了低分子量木质素磺酸盐的含量；加入12kg氨基磺酸，反应2小时，木质素磺酸盐能在分子结构中引入更多的磺酸基，冷却后得到低引气型木质素磺酸盐高效减水剂，重量浓度为53.95%。实施例2按质量份计，将100kg木质素磺酸铵固体和100kg水加入到500L的反应釜中，配制成50%浓度的溶液。加入0.7kg磷酸三丁酯和0.2kg己二胺四亚甲基膦酸钠，用适量硫酸调节pH为9，升温至5(TC，标加入0.3kg二氧化锰和2kg高锰酸钾，反应0.5小时后，木质素磺酸铵分子结构中的缓凝基团和体系中还原糖的缓凝基团都会被氧化，同时由于发生偶合反应，减少了低分子量木质素磺酸盐的含量；加入16kg焦亚硫酸钠，反应1小时，木质素磺酸盐能在分子结构中引入更多的磺酸基，冷却后得到低引气型木质素磺酸盐高效减水剂，重量浓度为54.23%。实施例3按质量份计，将100kg木质素磺酸钙固体和100kg水加入到500L的反应釜中，配制成50%浓度的溶液。加入0.8kg二甲基聚硅氧垸和0.4kg己二胺四亚甲基膦酸钠，用适量硫酸调节pH为10，升温至55'C，再加入0.2kg五氧化二矾和4kg过硫酸铵，反应0.5小时后，木质素磺酸妈分子结构中的缓凝基团和体系中还原糖的缓凝基团都会被氧化，同时由于发生偶合反应，减少了低分子量木质素磺酸盐的含量；加入18kg亚硫酸钠，反应2小时，木质素磺酸盐能在分子结构中引入更多的磺酸基，冷却后得到低引气型木质素磺酸盐高效减水剂，重量浓度为54.87%。实施例4按质量份计，将100kg木质素磺酸钠固体和100kg水加入到500L的反应釜中，配制成50%浓度的溶液。加入0.6kg聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚和0.3kg氨基三亚甲基膦酸钠，用适量硫酸调节pH为10，升温至60'C，再加入O.lkg五氧化二矾和lkg高锰酸钾，反应l小时后，木质素磺酸钠分子结构中的缓凝基团和体系中还原糖的缓凝基团都会被氧化，同时由于发生偶合反应，减少了低分子量木质素磺酸盐的含量；加入20kg对氨基苯磺酸，反应2小时，木质素磺酸盐能在分子结构中引入更多的磺酸基，冷却后得到低引气型木质素磺酸盐高效减水剂，重量浓度为54.10%。实施例5按质量份计，将100kg木质素磺酸钠固体和150kg水加入到500L的反应釜中，配制成40%浓度的溶液。加入0.7kg聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚和0.3kg氨基三亚甲基膦酸钠，用适量硫酸调节pH为9，升温至60。C，再加入0.2kg五氧化二矾和3kg高锰酸钾，反应0.7小时后，木质素磺酸钠分子结构中的缓凝基团和体系中还原糖的缓凝基团都会被氧化，同时由于发生偶合反应，减少了低分子量木质素磺酸盐的含量；加入15kg对氨基苯磺酸，反应1.5小时，木质素磺酸盐能在分子结构中引入更多的磺酸基，冷却后得到低引气型木质素磺酸盐高效减水剂，重量浓度为41.89%。实施例6按质量份计，将100kg木质素磺酸钠固体和66.7kg水加入到500L的反应釜中，配制成60%浓度的溶液。加入0.5kg聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚和0.2kg氨基三亚甲基膦酸钠，用适量硫酸调节pH为8，升温至5(TC，再加入O.lkg五氧化二矾和2kg高锰酸钾，反应0.5小时后，木质素磺酸钠分子结构中的缓凝基团和体系中还原糖的缓凝基团都会被氧化，同时由于发生偶合反应，减少了低分子量木质素磺酸盐的含量；加入12kg对氨基苯磺酸，反应1小时，木质素磺酸盐能在分子结构中引入更多的磺酸基，冷却后得到低引气型木质素磺酸盐高效减水剂，重量浓度为61.34%。对实施例1到实施例6所制得的低引气型木质素磺酸盐高效减水剂进行测试。所用水泥为建福P.042.5R普通硅酸盐水泥，砂为细度模数Mx:2.6的中砂，石子为粒径5、1.5mm连续级配的碎石。减水剂掺量为0.25%(折成固体质量计算)，按照GB8076-1997进行测定。检测结果列于表l。表1性能检测结果'检测结果检测项目实施例l实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>权利要求1、一种低引气型木质素磺酸盐高效减水剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤按质量份计，将100份木质素磺酸盐固体和66.7～150份水加入到反应釜中，配制成一定浓度的溶液；0.2～0.4份活化剂，用适量硫酸调节pH为8～10，升温至50～70℃，再加入0.1～0.3份催化剂和1～5份氧化剂，反应0.5～1小时后；加入12～20份磺化剂，反应1～2小时，木质素磺酸盐能在分子结构中引入更多的磺酸基，冷却后得到低引气型木质素磺酸盐高效减水剂。2、根据权利要求1所述的一种低引气型木质素磺酸盐高效减水剂的制备方法，其特征在于在加入活化剂的同时加入0.50.8份消泡剂。3、根据权利要求1所述的一种低引气型木质素磺酸盐高效减水剂的制备方法，其特征在于所述的木质素磺酸盐为木质素磺酸铵、木质素磺酸钙、木质素磺酸钠中的一种。4、根据权利要求2所述的一种低引气型木质素磺酸盐高效减水剂的制备方法，其特征在于所述的消泡剂为磷酸三丁酯、二甲基聚硅氧垸、聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚中的一种。5、根据权利要求1所述的一种低引气型木质素磺酸盐高效减水剂的制备方法，其特征在于所述的活化剂为氨基三亚甲基膦酸钠、己二胺四亚甲基膦酸钠中的一种。6、根据权利要求1所述的一种低引气型木质素磺酸盐高效减水剂的制备方法，其特征在于所述的催化剂为五氧化二矾、二氧化锰、硝酸铈铵中的一种。7、根据权利要求1所述的一种低引气型木质素磺酸盐高效减水剂的制备方法，其特征在于所述的氧化剂为高锰酸钾、过氧化氢、过硫酸铵中的一种。8、根据权利要求1所述的一种低引气型木质素磺酸盐高效减水剂的制备方法，其特征在于所述的磺化剂为亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、氨基磺酸、对氨基苯磺酸中的一种。全文摘要本发明公开了一种低引气型木质素磺酸盐高效减水剂的制备方法，它采用如下步骤制备木质素磺酸盐水溶液在碱性条件和存在消泡剂及活化剂的条件下，经过催化氧化反应，使部分分子键断裂重组提高分子量，然后再进行磺化反应，在分子链上引入磺酸基提高磺化度。本发明反应温和，操作简单，无毒无污染，对环境安全，所得产品性能稳定，具有引气量小、减水率大等优点。文档编号C08H7/00GK101648979SQ20091011234公开日2010年2月17日申请日期2009年7月31日优先权日2009年7月31日发明者于飞宇,方云辉,林添兴,温庆如,王莹莹,蒋卓君,郭鑫祺,麻秀星申请人:福建科之杰新材料有限公司;厦门市建筑科学研究院集团股份有限公司