利用废皮屑制备的混凝土减水剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用废皮屑制备的混凝土减水剂，由以下材料按照质量份制成：干净废皮屑100~120份、水200~240份、渗透剂JFC0.5~1份、2709-碱性蛋白酶1~1.2份、质量分数为36%的甲醛30~40份、质量分数为40%的氢氧化钠溶液2~5份、三聚磷酸钠4~6份、改性剂、磺化试剂；本发明还公开了一种利用废皮屑制备的混凝土减水剂的制备方法，通过本发明制备的混凝土用减水剂减水效率高，制备工艺独特，使用性能良好，为皮革企业产生的废皮屑的资源化利用找到了新途径，也为减水剂的制备开辟了新的原料。
【专利说明】利用废皮屑制备的混凝土减水剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于混凝土外加剂领域，具体涉及一种利用废皮屑制备的混凝土减水剂及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 减水剂是现代混凝土拌和施工过程中必须使用的一种外加剂，它的作用是减少混 凝土拌合时的用水量、增加混凝土的流动性和提高混凝土的强度。
[0003] 目前我国混凝土的使用量每年40多亿立方米，每年需要消耗掉大量的减水剂。
[0004] 目前所使用的减水剂主要是萘系磺酸盐减水剂、氨基磺酸盐减水剂、聚羧酸系减 水剂等，这些减水剂制备的主要原料来源于石油化工产品，随着石油资源的日益减少，给 减水剂的生产和使用产生了很大的影响，使得近些年石油化工产品的价格一直在波动中上 涨，同时也迫使人们努力提高现有减水剂的性能和不断的开发新可用于制备减水剂的原 料，如开发改性壳聚糖减水剂、改性淀粉减水剂等。
[0005] 我国目前已经成为了全世界皮革生产大国，每年要产生数量巨大的废皮屑，这些 废皮屑很难处理，目前主要以掩埋、焚烧等方式进行处理，不仅造成了资源的巨大浪费，也 产生了很大的环境污染。
【发明内容】
[0006] 为解决上述的技术问题，本发明提供一种利用废皮屑制备混凝土减水剂的制备方 法，能够利用制革工业产生的废弃皮屑制备混凝土用减水剂，所制备减水剂的减水效率高， 制备工艺独特，使用性能良好。
[0007] 为达到上述目的，本发明采取的技术方案为： 本发明实施例提供一种利用废皮屑制备的混凝土减水剂，由以下材料按照质量份制 成： 干净废皮屑100?120份、水200?240份、渗透剂JFC0. 5?1份、2709-碱性蛋白酶1?1. 2 份、质量分数为36%的甲醛3(Γ40份、质量分数为40%的氢氧化钠溶液2飞份、三聚磷酸钠 4飞份、改性剂、磺化试剂； 所述改性剂为27?30份尿素、或者58?62份三聚氰胺、或者39?43份二聚氰胺、或者 26?29份丙酮； 所述磺化试剂为12~16份亚硫酸钠或者8~12份亚硫酸氢钠或者1(Γ?2份焦亚硫酸钠。
[0008] 本发明实施例还提供一种利用废皮屑制备混凝土减水剂的制备方法，该制备方法 通过以下步骤实现： 步骤一：废皮屑的降解： 按照质量份取干净废皮屑ΚΚΓ120份，加入水200?240份，升温到35°C?40°C，加入 0. 5~1份渗透剂JFC，搅动1~1. 5小时，然后用质量分数40%的氢氧化钠调节pH为9. 5~10. 5， 加入1~1. 2份2709-碱性蛋白酶，保温搅拌反应6~8小时，得到降解废皮屑的溶液，降至室 温备用； 步骤二：减水剂的制备： 将3(Γ40份质量分数为36%的甲醛加入到步骤一制得的降解皮屑溶液中，升温到 4(T50°C，加入2飞份质量分数为40%的氢氧化钠溶液，在3(Γ60分种内分次加入改性剂，力口 入后保温反应3(Γ60分种，再加入磺化试剂，升温到60°C?80°C，保温反应5~7小时，降温 到25?30°C，加入Γ6份三聚磷酸钠搅拌溶解，在用质量分数为30%甲酸调节体系的pH为 6. 5~7. 0,控制最终产物的固体含量为40%左右，所得产物即为混凝土减水剂。
[0009] 上述方案中，所述2709-蛋白酶的技术参数为：酶活力100000u/g，黄色粉末、水分 含量小于8%，适用温度40°C及pH在9. 5?10. 5。
[0010] 上述方案中，所述改性剂为27?30份尿素、或者58?62份三聚氰胺、或者39?43 份二聚氰胺、或者26~29份丙酮。
[0011] 上述方案中，所述磺化试剂为12~16份亚硫酸钠或者8~12份亚硫酸氢钠或者 1(Γ12份的焦亚硫酸钠。
[0012] 上述方案中，所述干净废皮屑为不含非废皮屑以外的其他材料，废皮屑含水分质 量分数在209Γ25%。
[0013] 与现有技术相比，本发明的有益效果： 本发明采用干净的废皮屑作为原料，在酶降解完成后对其进行化学改性，通过进行缩 合聚合反应及磺化反应，形成了多支链状分子并引入了多种活性基团，达到用作减水剂的 化学结构和性能的要求。
[0014] 通过本发明所制备的混凝土用减水剂减水效率高，制备工艺独特，使用性能良好， 具有很大的应用前景。
[0015] 本发明采用废皮屑作为原料，解决了皮革企业的废弃皮屑资源化利用方面的问 题，也为减水剂的制备开辟了新的原料。
【具体实施方式】
[0016] 下面对本发明进行详细说明。
[0017] 本发明实施例提供一种利用废皮屑制备的混凝土减水剂，由以下材料按照质量份 组成： 干净废皮屑100?120份、水200?240份、渗透剂JFC0. 5?1份、2709-碱性蛋白酶1?1. 2 份、质量分数为36%的甲醛3(Γ40份、质量分数为40%的氢氧化钠溶液2飞份、三聚磷酸钠 4飞份、改性剂、磺化试剂； 所述改性剂为27?30份尿素、或者58?62份三聚氰胺、或者39?43份二聚氰胺、或者 26?29份丙酮。
[0018] 所述磺化试剂为12?16份亚硫酸钠或者8?12份亚硫酸氢钠或者1(Γ12份的焦亚 硫酸钠。
[0019] 所述干净废皮屑为不含非废皮屑以外的其他材料，所用废皮屑所含水分质量分数 在 20%?25%。
[0020] 本发明实施例还提供一种利用废皮屑制备混凝土减水剂的制备方法，该方法通过 以下步骤实现： 步骤一：废皮屑的降解： 按照质量份取干净废皮屑ΚΚΓ120份，加入水200?240份，升温到35°C?40°C，加入 0. 5~1份渗透剂JFC，搅动1~1. 5小时，然后用质量分数40%的氢氧化钠调节pH为9. 5~10. 5， 加入1~1. 2份2709-碱性蛋白酶，保温搅拌反应6~8小时，得到降解废皮屑的溶液，降至室 温备用； 步骤二：减水剂的制备： 将3(Γ40份质量分数为36%的甲醛加入到步骤一制得的降解皮屑溶液中，升温到 4(T50°C，加入2飞份质量分数为40%的氢氧化钠溶液，在3(Γ60分种内分次加入改性剂，力口 入后保温反应3(Γ60分种，再加入磺化试剂，升温到60°C?80°C，保温反应5~7小时，降温 到25?30°C，加入Γ6份三聚磷酸钠搅拌溶解，在用质量分数为30%甲酸调节体系的pH为 6. 5~7. 0,控制最终产物的固体含量为40%左右，所得产物即为混凝土减水剂。
[0021] 所述2709-蛋白酶的技术参数为：酶活力100000u/g，黄色粉末、水分含量小于8%， 适用温度40°C及pH在10左右。
[0022] 所述改性剂为27?30份尿素、或者58?62份三聚氰胺、或者39?43份二聚氰胺、 或者26?29份丙酮。
[0023] 所述磺化试剂为12?16份亚硫酸钠或者8?12份亚硫酸氢钠或者1(Γ12份的焦亚 硫酸钠。
[0024] 所述干净废皮屑是指不含非废皮屑以外的其他材料，所用废皮屑所含水分质量分 数在20%?25%。
[0025] 实施例1 : 本发明实施例提供一种利用废皮屑制备混凝土减水剂的制备方法，该方法通过以下步 骤实现： 步骤一：废皮屑的降解： 按照质量份取干净废皮屑1000份，加入水200份，升温到35°C °C，加入0. 5份渗透剂 JFC，搅动1小时，然后用质量分数40%的氢氧化钠调节pH为9. 5,加入1份2709-碱性蛋白 酶，保温搅拌反应6小时，得到降解废皮屑的溶液，降至室温备用； 步骤二：减水剂的制备： 将30份质量分数为36%的甲醛加入到步骤一制得的降解皮屑溶液中，升温到40°C，力口 入2份质量分数为40%的氢氧化钠溶液，在30分种内分次加入27~30份尿素，加入后保温 反应30分种，再加入12份亚硫酸钠，升温到60°C，保温反应5小时，降温到30°C，加入4份 三聚磷酸钠搅拌溶解，在用质量分数为30%甲酸调节体系的pH为6. 5,控制最终产物的固体 含量为40%左右，所得产物即为混凝土减水剂。
[0026] 实施例2 : 本发明实施例提供一种利用废皮屑制备混凝土减水剂的制备方法，该方法通过以下步 骤实现： 步骤一：废皮屑的降解： 按照质量份取干净废皮屑120份，加入水240份，升温到40°C，加入1份渗透剂JFC，搅 动1. 5小时，然后用质量分数40%的氢氧化钠调节pH为10. 5,加入1. 2份2709-碱性蛋白 酶，保温搅拌反应8小时，得到降解废皮屑的溶液，降至室温备用； 步骤二：减水剂的制备： 将40份质量分数为36%的甲醛加入到步骤一制得的降解皮屑溶液中，升温到50°C，力口 入5份质量分数为40%的氢氧化钠溶液，在60分种内分次加入30份尿素，加入后保温反应 60分种，再加入16份亚硫酸钠，升温到80°C，保温反应7小时，降温到25?30°C，加入6份三 聚磷酸钠搅拌溶解，在用质量分数为30%甲酸调节体系的pH为7. 0,控制最终产物的固体含 量为40%左右，所得产物即为混凝土减水剂。
[0027] 实施例3 : 本发明实施例提供一种利用废皮屑制备混凝土减水剂的制备方法，该方法通过以下步 骤实现： 步骤一：废皮屑的降解： 按照质量份取干净废皮屑110份，加入水220份，升温到37. 5°C，加入0. 75份渗透剂 JFC，搅动1. 25小时，然后用质量分数40%的氢氧化钠调节pH为10,加入1. 1份2709-碱性 蛋白酶，保温搅拌反应7小时，得到降解废皮屑的溶液，降至室温备用； 步骤二：减水剂的制备： 将35份质量分数为36%的甲醛加入到步骤一制得的降解皮屑溶液中，升温到45°C，力口 入3. 5份质量分数为40%的氢氧化钠溶液，在45分种内分次加入58份三聚氰胺，加入后保 温反应45分种，再加入8份亚硫酸氢钠，升温到70°C，保温反应6小时，降温到30°C，加入 5份三聚磷酸钠搅拌溶解，在用质量分数为30%甲酸调节体系的pH为6. 7,控制最终产物的 固体含量为40%左右，所得产物即为混凝土减水剂。
[0028] 实施例4 : 本发明实施例提供一种利用废皮屑制备混凝土减水剂的制备方法，该方法通过以下步 骤实现： 步骤一：废皮屑的降解： 按照质量份取干净废皮屑110份，加入水220份，升温到37. 5°C，加入0. 75份渗透剂 JFC，搅动1. 25小时，然后用质量分数40%的氢氧化钠调节pH为10,加入1. 1份2709-碱性 蛋白酶，保温搅拌反应7小时，得到降解废皮屑的溶液，降至室温备用； 步骤二：减水剂的制备： 将35份质量分数为36%的甲醛加入到步骤一制得的降解皮屑溶液中，升温到45°C，力口 入3. 5份质量分数为40%的氢氧化钠溶液，在45分种内分次加入39份二聚氰胺，加入后保 温反应45分种，再加入10份亚硫酸氢钠，升温到70°C，保温反应6小时，降温到30°C，加入 5份三聚磷酸钠搅拌溶解，在用质量分数为30%甲酸调节体系的pH为6. 7,控制最终产物的 固体含量为40%左右，所得产物即为混凝土减水剂。
[0029] 实施例5 : 本发明实施例提供一种利用废皮屑制备混凝土减水剂的制备方法，该方法通过以下步 骤实现： 步骤一：废皮屑的降解： 按照质量份取干净废皮屑110份，加入水220份，升温到37. 5°C，加入0. 75份渗透剂 JFC，搅动1. 25小时，然后用质量分数40%的氢氧化钠调节pH为10,加入1. 1份2709-碱性 蛋白酶，保温搅拌反应7小时，得到降解废皮屑的溶液，降至室温备用； 步骤二：减水剂的制备： 将35份质量分数为36%的甲醛加入到步骤一制得的降解皮屑溶液中，升温到45°C，力口 入3. 5份质量分数为40%的氢氧化钠溶液，在45分种内分次加入43份二聚氰胺，加入后保 温反应45分种，再加入12份亚硫酸氢钠，升温到70°C，保温反应6小时，降温到30°C，加入 5份三聚磷酸钠搅拌溶解，在用质量分数为30%甲酸调节体系的pH为6. 7,控制最终产物的 固体含量为40%左右，所得产物即为混凝土减水剂。
[0030] 实施例6 : 本发明实施例提供一种利用废皮屑制备混凝土减水剂的制备方法，该方法通过以下步 骤实现： 步骤一：废皮屑的降解： 按照质量份取干净废皮屑110份，加入水220份，升温到37. 5°C，加入0. 75份渗透剂 JFC，搅动1. 25小时，然后用质量分数40%的氢氧化钠调节pH为10,加入1. 1份2709-碱性 蛋白酶，保温搅拌反应7小时，得到降解废皮屑的溶液，降至室温备用； 步骤二：减水剂的制备： 将35份质量分数为36%的甲醛加入到步骤一制得的降解皮屑溶液中，升温到45°C，力口 入3. 5份质量分数为40%的氢氧化钠溶液，在45分种内分次加入26份丙酮，加入后保温反 应45分种，再加入10份焦亚硫酸钠，升温到70°C，保温反应6小时，降温到25°C，加入5份 三聚磷酸钠搅拌溶解，在用质量分数为30%甲酸调节体系的pH为6. 7,控制最终产物的固体 含量为40%左右，所得产物即为混凝土减水剂。
[0031] 实施例7: 本发明实施例提供一种利用废皮屑制备混凝土减水剂的制备方法，该方法通过以下步 骤实现： 步骤一：废皮屑的降解： 按照质量份取干净废皮屑110份，加入水220份，升温到37. 5°C，加入0. 75份渗透剂 JFC，搅动1. 25小时，然后用质量分数40%的氢氧化钠调节pH为10,加入1. 1份2709-碱性 蛋白酶，保温搅拌反应7小时，得到降解废皮屑的溶液，降至室温备用； 步骤二：减水剂的制备： 将35份质量分数为36%的甲醛加入到步骤一制得的降解皮屑溶液中，升温到45°C，力口 入3. 5份质量分数为40%的氢氧化钠溶液，在45分种内分次加入29份丙酮，加入后保温反 应45分种，再加入12份焦亚硫酸钠，升温到70°C，保温反应6小时，降温到30°C，加入5份 三聚磷酸钠搅拌溶解，在用质量分数为30%甲酸调节体系的pH为6. 7,控制最终产物的固体 含量为40%左右，所得产物即为混凝土减水剂。
[0032] 应用结果： 按照GB/T8077-2000方法进行减水剂匀质检测，结果如表1。商品氨基磺酸盐减水剂及 萘系减水剂为陕西天皓万业混凝土有限公司提供。
[0033] 按照 GB/T8077-2000、GB/T 1346-2001、GB/T 17671-1999 测定减水率、静浆流动 性、塌落度及力学性能，结果如表2。
[0034] 表1为减水剂匀质检测结果
【权利要求】
1. 一种利用废皮屑制备的混凝土减水剂，其特征在于，由以下材料按照质量份制成： 干净废皮屑100?120份、水200?240份、渗透剂JFCO. 5?1份、2709-碱性蛋白酶1?1. 2 份、质量分数为36%的甲醛3(Γ40份、质量分数为40%的氢氧化钠溶液2飞份、三聚磷酸钠 4飞份、改性剂、磺化试剂； 所述改性剂为27?30份尿素、或者58?62份三聚氰胺、或者39?43份二聚氰胺、或者 26?29份丙酮； 所述磺化试剂为12~16份亚硫酸钠或者8~12份亚硫酸氢钠或者1(Γ?2份焦亚硫酸钠。
2. -种利用废皮屑制备混凝土减水剂的制备方法，其特征在于：该制备方法通过以下 步骤实现： 步骤一：废皮屑的降解： 按照质量份取干净废皮屑ΚΚΓ120份，加入水200?240份，升温到35°C?40°C，加入 0. 5~1份渗透剂JFC，搅动1~1. 5小时，然后用质量分数40%的氢氧化钠调节pH为9. 5~10. 5， 加入1~1. 2份2709-碱性蛋白酶，保温搅拌反应6~8小时，得到降解废皮屑的溶液，降至室 温备用； 步骤二：减水剂的制备： 将3(Γ40份质量分数为36%的甲醛加入到步骤一制得的降解皮屑溶液中，升温到 4(T50°C，加入2飞份质量分数为40%的氢氧化钠溶液，在3(Γ60分种内分次加入改性剂，力口 入后保温反应3(Γ60分种，再加入磺化试剂，升温到60°C?80°C，保温反应5~7小时，降温 到25?30°C，加入Γ6份三聚磷酸钠搅拌溶解，在用质量分数为30%甲酸调节体系的pH为 6. 5~7. 0,控制最终产物的固体含量为40%左右，所得产物即为混凝土减水剂。
3. 根据权利要求2所述的利用废皮屑制备混凝土减水剂的制备方法，其特征在于：所 述2709-蛋白酶的技术参数为：酶活力100000u/g，黄色粉末、水分含量小于8%，适用温度 40 °C 及 pH 在 9. 5?10. 5。
4. 根据权利要求2或3所述的利用废皮屑制备混凝土减水剂的制备方法，其特征在于： 所述改性剂为27?30份尿素、或者58?62份三聚氰胺、或者39?43份二聚氰胺、或者26?29 份丙酮。
5. 根据权利要求4所述的利用废皮屑制备混凝土减水剂的制备方法，其特征在于：所 述磺化试剂为12~16份亚硫酸钠或者8~12份亚硫酸氢钠或者1(Γ12份的焦亚硫酸钠。
6. 根据权利要求1或者2所述的利用废皮屑制备混凝土减水剂的制备方法，其特征在 于：所述干净废皮屑为不含非废皮屑以外的其他材料，废皮屑含水分质量分数在209Γ25%。
【文档编号】C04B103/30GK104230199SQ201410487844
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】吕生华, 赵浩然, 邓丽娟, 孙世彧 申请人:陕西科技大学