本发明涉及一种生物质减水剂的制备方法，属于水泥添加剂制备
技术领域：
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背景技术：
：减水剂是指在混凝土拌合物坍落度基本相同的条件下，能够降低拌合用水量的混凝土外加剂。作为目前研究和应用最广泛的一种混凝土外加剂，减水剂可以大幅度提高混凝土的流动性和坍落度，同时能够有效降低拌合用水量，显著改善混凝土的工作性能。因此，减水剂被广泛应用在房屋建筑、道路桥梁、机场、堤坝等建设中所需混凝土的配制。我国常用的混凝土减水剂主要为木质磺酸盐类减水剂、萘系高效减水剂和聚羧酸系高性能减水剂。木质磺酸盐类减水剂价格便宜，但减水率低，且在低水灰比拌合物中易造成缓凝，其引气量大的特性也会对混凝土的力学性能造成不良影响。萘系高效减水剂以萘、甲醛为主要原料，经磺化、缩合等工艺流程制备而成，但出于成本考虑，工程上主要使用低浓型的萘系高效减水剂，其高含量的硫酸钠会导致外加剂的碱含量增高，使混凝土的耐久性降低，出现碱骨料反应现象，使建筑物的使用寿命大幅缩短，此外，萘系高效减水剂在合成和使用过程中会释放出萘、甲醛等有害物质，对周围环境和人体健康造成严重危害。聚羧酸系高性能减水剂凭借减水率高、保坍性能好以及安全环保性优等自身优势被广泛应用于超高强、大流动度混凝土的配制。聚羧酸系高性能减水剂是以聚醚、丙烯酸、甲基丙烯酸、催化剂、阻聚剂以及携水剂等为主要生产原料。其原料中大多为不可再生的石油产品，故而使其成本一直居高不下。同时，可供选择的功能性大单体的品种较为单一，无法满足不同领域不同性能混凝土的技术要求。因此开发出一种既有高减水率，又对环境无害、成本低廉的生物质减水剂对水泥添加剂制备
技术领域：
具有积极的意义。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题，针对目前常见的化学类减水剂多以不可再生的石油资源为原料，成本高昂，容易对环境和人体产生危害，而最普遍的生物质木质素磺酸盐类减水剂又存在减水率低，分散性差的缺陷，提供了一种生物质减水剂的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种生物质减水剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将鸡肝和鸡血以及柠檬酸钠混合后放入组织粉碎机中粉碎20～30min得到混合粉碎物，再将混合粉碎物、水和蛋白酶混合后装入酶解罐中，酶解，得到酶解物；（2）将上述酶解物装入烧杯，并将烧杯移入水浴锅中，加热升温至70～80℃，保温静置15～20min，过滤分离得到滤液，将滤液和质量分数为10%的盐酸混合后，放入超声振荡仪中，超声振荡反应，得到反应液；（3）将上述反应液和1,3-丙基磺酸内酯混合后装入带有搅拌器的烧瓶中，再将烧瓶移入油浴锅中，加热升温至100～105℃，启动搅拌器以300～500r/min的转速搅拌醚化反应3～5h，得到醚化反应液，备用；（4）称取新鲜蓖麻油装入不锈钢托盘中，并将不锈钢托盘放入酸败室中，在高温高湿的条件下静置酸败处理5～7天，得到酸败产物；（5）将上述酸败产物和备用的醚化反应液以及质量分数为30%的氨水混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入硫氰化钾，升高反应釜中压力至1.0～1.5mpa，在80～85℃下搅拌反应1～2h，反应结束后出料，装罐，即得生物质减水剂。步骤（1）中所述的鸡肝和鸡血以及柠檬酸钠的质量比为5:4:1，混合粉碎物、水和蛋白酶的质量比为10:5:1，酶解的温度为18～25℃，酶解的时间为4～5h。步骤（2）中所述的滤液和质量分数为10%的盐酸的体积比为20:1，超声振荡反应的频率为25～30khz，超声振荡反应的时间为1～2h。步骤（3）中所述的反应液和1,3-丙基磺酸内酯的质量比为2:1。步骤（4）中所述的酸败室的温度为30～35℃、空气相对湿度为60～70%。步骤（5）中所述的酸败产物和醚化反应液以及质量分数为30%的氨水的质量比为1:3:1，硫氰化钾的加入量为酸败产物质量的5%。本发明的有益效果是：（1）本发明首先以富铁动物内脏鸡肝以及鸡血为原料，通过酶解以及加热去杂蛋白，得到富含血红素铁的生物质提取物，再用盐酸将血红素铁还原成亚铁离子，得到富含亚铁离子的蛋白质反应液，再通过醚化剂与反应液中的羟基发生醚化反应，向反应液中引入丙基磺酸基团，接着将醚化后的反应液和油脂酸败物在硫氰化钾的作用下发生反应，最终制得生物质减水剂，本发明制得减水剂通过生物质原料反应，得到以动物性血红蛋白铁以及血色素为主的酶解液，并通过醚化向酶解液中引入磺酸基团，得到带有磺酸基团的醚化反应液，接着在高温高湿的环境下将植物油静置酸败，利用微生物将植物油酸败产生大量游离性脂肪酸，再利用脂肪酸中的羧基络合固着醚化反应液中的亚铁离子，并在氨水的作用下发生反应产生脂肪酸铁盐，并且在反应的过程中醚化反应液中的亚铁离子由于被螯合夺取，因此出现了金属离子空穴，这些金属离子空穴的产生使得本发明最终制得的减水剂更加容易和水泥表面的金属离子吸引吸附，而醚化引入的磺酸基团很容易以氢键形式和水分子结合力，这种缔合作用远远大于水分子与水泥颗粒的分子间引力，从而使得减水剂在水泥表面吸附达到饱和吸附量时，借助磺酸根和水分子的氢键缔合以及水分子之间的氢键缔合，使得水泥颗粒表面形成了一层稳定的溶剂化水膜，这层膜起到了立体保护的作用，阻止了水泥颗粒间的直接接触，并在颗粒间其润滑作用，起到减水效果；（2）另外，本发明制得的减水剂中还带有脂肪酸铁盐类物质，它能吸附在水泥和水的固液界面上，而且能吸附在液气界面上，使水泥拌合物中易于形成许多微小气泡，这些微小气泡被因为减水剂定向吸附而形成的分子膜所包围，并带有与水泥质点吸附膜相同符号的电荷，因而气泡与水泥颗粒间产生电性斥力，从而增加了水泥颗粒间的滑动能力，大大降低了水泥颗粒之间相互凝聚成大团的作用，释放出封闭的水分，增加了水泥的流动性，进一步增强了减水剂的碱性性能，具有广阔的应用前景。具体实施方式按质量比为5:4:1将鸡肝和鸡血以及柠檬酸钠混合后放入组织粉碎机中粉碎20～30min得到混合粉碎物，再将混合粉碎物、水和蛋白酶按质量比为10:5:1混合后装入酶解罐中，在18～25℃下酶解4～5h，得到酶解物；将酶解物装入烧杯，并将烧杯移入水浴锅中，加热升温至70～80℃，保温静置15～20min，过滤分离得到滤液，将滤液和质量分数为10%的盐酸按体积比为20:1混合后，放入超声振荡仪中，以25～30khz的频率超声振荡反应1～2h，得到反应液；将反应液和1,3-丙基磺酸内酯按质量比为2:1混合后装入带有搅拌器的烧瓶中，再将烧瓶移入油浴锅中，加热升温至100～105℃，启动搅拌器以300～500r/min的转速搅拌醚化反应3～5h，得到醚化反应液，备用；称取新鲜蓖麻油装入不锈钢托盘中，并将不锈钢托盘放入温度为30～35℃、空气相对湿度为60～70%的酸败室中，在高温高湿的条件下静置酸败处理5～7天，得到酸败产物；将酸败产物和备用的醚化反应液以及质量分数为30%的氨水按质量比为1:3:1混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入酸败产物质量5%的硫氰化钾，升高反应釜中压力至1.0～1.5mpa，在80～85℃下搅拌反应1～2h，反应结束后出料，装罐，即得生物质减水剂。按质量比为5:4:1将鸡肝和鸡血以及柠檬酸钠混合后放入组织粉碎机中粉碎20min得到混合粉碎物，再将混合粉碎物、水和蛋白酶按质量比为10:5:1混合后装入酶解罐中，在18℃下酶解4h，得到酶解物；将酶解物装入烧杯，并将烧杯移入水浴锅中，加热升温至70℃，保温静置15min，过滤分离得到滤液，将滤液和质量分数为10%的盐酸按体积比为20:1混合后，放入超声振荡仪中，以25khz的频率超声振荡反应1h，得到反应液；将反应液和1,3-丙基磺酸内酯按质量比为2:1混合后装入带有搅拌器的烧瓶中，再将烧瓶移入油浴锅中，加热升温至100℃，启动搅拌器以300r/min的转速搅拌醚化反应3h，得到醚化反应液，备用；称取新鲜蓖麻油装入不锈钢托盘中，并将不锈钢托盘放入温度为30℃、空气相对湿度为60%的酸败室中，在高温高湿的条件下静置酸败处理5天，得到酸败产物；将酸败产物和备用的醚化反应液以及质量分数为30%的氨水按质量比为1:3:1混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入酸败产物质量5%的硫氰化钾，升高反应釜中压力至1.0mpa，在80℃下搅拌反应1h，反应结束后出料，装罐，即得生物质减水剂。按质量比为5:4:1将鸡肝和鸡血以及柠檬酸钠混合后放入组织粉碎机中粉碎20～30min得到混合粉碎物，再将混合粉碎物、水和蛋白酶按质量比为10:5:1混合后装入酶解罐中，在21℃下酶解4h，得到酶解物；将酶解物装入烧杯，并将烧杯移入水浴锅中，加热升温至75℃，保温静置18min，过滤分离得到滤液，将滤液和质量分数为10%的盐酸按体积比为20:1混合后，放入超声振荡仪中，以28khz的频率超声振荡反应1h，得到反应液；将反应液和1,3-丙基磺酸内酯按质量比为2:1混合后装入带有搅拌器的烧瓶中，再将烧瓶移入油浴锅中，加热升温至103℃，启动搅拌器以400r/min的转速搅拌醚化反应4h，得到醚化反应液，备用；称取新鲜蓖麻油装入不锈钢托盘中，并将不锈钢托盘放入温度为33℃、空气相对湿度为65%的酸败室中，在高温高湿的条件下静置酸败处理6天，得到酸败产物；将酸败产物和备用的醚化反应液以及质量分数为30%的氨水按质量比为1:3:1混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入酸败产物质量5%的硫氰化钾，升高反应釜中压力至1.3mpa，在83℃下搅拌反应1h，反应结束后出料，装罐，即得生物质减水剂。按质量比为5:4:1将鸡肝和鸡血以及柠檬酸钠混合后放入组织粉碎机中粉碎30min得到混合粉碎物，再将混合粉碎物、水和蛋白酶按质量比为10:5:1混合后装入酶解罐中，在25℃下酶解5h，得到酶解物；将酶解物装入烧杯，并将烧杯移入水浴锅中，加热升温至80℃，保温静置20min，过滤分离得到滤液，将滤液和质量分数为10%的盐酸按体积比为20:1混合后，放入超声振荡仪中，以30khz的频率超声振荡反应2h，得到反应液；将反应液和1,3-丙基磺酸内酯按质量比为2:1混合后装入带有搅拌器的烧瓶中，再将烧瓶移入油浴锅中，加热升温至105℃，启动搅拌器以500r/min的转速搅拌醚化反应5h，得到醚化反应液，备用；称取新鲜蓖麻油装入不锈钢托盘中，并将不锈钢托盘放入温度为35℃、空气相对湿度为70%的酸败室中，在高温高湿的条件下静置酸败处理7天，得到酸败产物；将酸败产物和备用的醚化反应液以及质量分数为30%的氨水按质量比为1:3:1混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入酸败产物质量5%的硫氰化钾，升高反应釜中压力至1.5mpa，在85℃下搅拌反应2h，反应结束后出料，装罐，即得生物质减水剂。对照例以常州市某公司生产的生物质减水剂作为对照例对本发明制得的减水剂和对照例中的减水剂进行性能检测，检测结果如表1所示：表1性能检测结果检测项目实例1实例2实例3对照例掺量（%）0.130.120.100.30碱水率（%）37.137.538.030含气量（%）3.23.23.33.0由上表中检测数据可以看出，本发明制得的生物质减水剂，掺量小，碱水效果佳，具有广阔的应用前景。当前第1页12