专利名称：水泥减水剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种水泥减水剂的制备方法。
水泥混凝土是世界上用量最大的建筑材料，但水泥混凝土存在自重大、强度较低和脆性等弱点，研究发现，其强度和流动性能与拌制混凝土时加入的水量密切相关，加水量多，流动性好，对施工有利，但水量越多，混凝土强度越低，因此水泥混凝土的减水和增强剂的研究一直是一热门的实用性课题。而在建筑领域，目前使用的减水剂主要有两大类，一类为木质素磺酸盐，这种产品只对水泥有减水作用，没有明显的增强作用。一类为高档三聚氰胺或木质素萘磺酸盐，性能优良，但价格昂贵，因此建筑领域急需价格低廉，性能优良，同时具有减水和增强作用的处理剂。
本发明的目的提供一种制备成本低廉、性能优良的水泥减水剂的方法。
本发明通过在聚苯乙烯链上引入磺酸基团，用水溶解，然后用氢氧化钙、氧化钙或石灰中和成钙盐，使改性聚苯乙烯具有亲水亲油的表面活性剂的性质，制成一种对水泥混凝土具有高效减水和增强作用的水泥减水剂。
本发明制备方法如下(1)将聚苯乙烯溶解或溶胀在甲苯、二氯乙烷或二甲苯中，重量浓度为30％-80％(2)用氯磺酸或重量浓度为50％-99％的硫酸作磺化剂，加热至80℃-100℃，反应3-5个小时；(3)加热至110℃-140℃，蒸馏回收溶剂1小时；(4)降温至80℃，加入水，将磺化的聚苯乙烯溶于水中，制成重量浓度为5％-40％的磺化聚苯乙烯溶液，然后用氢氧化钙、氧化钙或石灰中和成中性，pH值为7-8；(5)过滤成稳定的水泥减水剂溶液。
本发明主要采用对环境造成巨大污染的废旧聚苯乙烯为原料，磺化过程制成的磺化聚苯乙烯的磺酸基团摩尔百分含量为20-95mol％，磺化聚苯乙烯溶液的中和过程最终生成的磺化聚苯乙烯磺酸钙盐，具有亲水亲油的表面活性剂的性质，适于作为水泥减水剂应用。
本减水剂含量可调，对水泥减水效率高，最高减水率可高达20％以上。加入本减水剂的水泥混凝土，具有泌水率低、含气量少和收缩率小等优点，制备工艺简单易控。在水泥混凝土的加水拌合过程中加入该减水剂，可大大减少拌合水的量，同时大大增加水泥混凝土的强度。同时，由于它是用废旧聚苯乙烯作原料，成本价格低，为建筑行业提供了一新型实用的新产品，具有巨大的市场竞争力，能创造巨大的经济效益和社会效益。另外，这种新的减水剂的应用，又可解决废旧塑料对环境的污染问题，
实施例1(1)10g废旧聚苯乙烯溶于30ml的二甲苯中，将16.4ml的氯磺酸加入废旧聚苯乙烯溶液中，在80℃反应4小时，140℃回收溶剂，然后用100g的水将磺化聚苯乙烯溶解，磺化度为78mol％。(2)加入120g的氧化钙中和，制成固体含量为15％的改性废旧聚苯乙烯塑料水泥减水剂。
实施例2(1)10g废旧聚苯乙烯溶于25ml甲苯中，将18ml的95％浓硫酸加入聚苯乙烯溶液中，在90℃反应5小时，140℃回收溶剂，然后用180g的水将磺化聚苯乙烯溶解，磺化度为82mol％。(2)加入14g的氢氧化钙中和，制成固体含量为10％的改性废旧聚苯乙烯塑料水泥减水剂。
实施例3(1)10g废旧聚苯乙烯溶于30ml1，2二氯乙烷中，将16ml的氯磺酸加入聚苯乙烯溶液中，在80℃反应4.5小时，然后用80g的水将磺化聚苯乙烯溶解，磺化度为78mol％。(2)加入14g的氢氧化钙中和，制成固体含量为30％的改性废旧聚苯乙烯塑料水泥减水剂。
权利要求
1.一种水泥减水剂的制备方法，其特征在于将聚苯乙烯磺化，再用碱中和，其步骤为(1)将聚苯乙烯溶解或溶胀在甲苯、二氯乙烷或二甲苯中，重量浓度为30％-80％；(2)用氯磺酸或50％-99％的硫酸作磺化剂，加热至80℃-100℃，反应3-5个小时；(3)加热至110℃-140℃，蒸馏回收溶剂1小时；(4)降温至80℃，加入水，将磺化的聚苯乙烯溶于水中，制成重量浓度为5％-40％的磺化聚苯乙烯溶液，然后用氢氧化钙、氧化钙或石灰中和成中性，pH值为7-8；(5)过滤成稳定的水泥减水剂溶液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于聚苯乙烯为废旧聚苯乙烯。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的磺化过程是制成磺酸基团摩尔百分含量为20-95mol％的磺化聚苯乙烯。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的磺化聚苯乙烯溶液的中和过程最终是生成磺化聚苯乙烯磺酸钙盐。
全文摘要
本发明属于制备水泥减水剂的方法。采用先将废旧聚苯乙烯进行化学改性,在聚苯乙烯主链上引入磺酸基团,当磺酸基团百分摩尔含量范围在20—95mol%,通过加入水溶解,然后用氢氧化钙、氧化钙或石灰中和,最后制成稳定的改性废旧聚苯乙烯水泥减水剂溶液。本减水剂在水泥混凝土拌制过程中加量为0.2%—0.7%,减水率可达22%,水泥混凝土的最终强度可提高35%。
文档编号C04B18/20GK1257848SQ9911709
公开日2000年6月28日 申请日期1999年9月14日 优先权日1999年9月14日
发明者黄玉惠, 廖兵, 赵树录, 林果, 庞浩, 丛广民, 陈鸣才 申请人:中国科学院广州化学研究所