一种石油古马隆减水剂及其制备方法与流程

1.本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种混凝土用减水剂，尤其是一种石油古马隆减水剂及其制备方法。


背景技术：

2.当减水剂被掺进水泥
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混凝土拌合物中后，呈现强烈的阴离子活性，立即有大部分被吸附到水泥颗粒表面上使其带有相同的负电荷，由于同电荷的静电相斥作用而使水泥分散。同时，由于水泥带负电荷吸引水分子的阳离子部分，使水泥成为亲水，增加了水泥水化比表面积，从而提高了水泥有效利用率，为节约水泥提供了可能性。
3.并且，在加入减水剂后，对水泥和混凝土具有强烈的分散作用，掺用减水剂可使混凝土混合物的流动性大大提高，或在相同流动性的情况下大幅度减少混凝土拌合物的用水量，因而可制成高流动性混凝土，高强度或高密实混凝土。而且，在混凝土中掺用外加剂是改善混凝土性能的主要途径之一，也是混凝土技术进步的主要标志，掺用外加剂不但可以节约水泥，缩短工期，提高施工质量，减少环境污染，而且还可利用外加剂配制特殊需要的混凝土。因而具有投资少，见效快，使用方便，技术，经济效益显著等优点，所以减水剂已成为混凝土中不可缺少的第五种材料。
4.减水剂加入混凝土拌合物后对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性；或减少单位水泥用量，节约水泥。特别是高效减水剂的出现，使混凝土技术进入由塑性、干硬性到流态化的第三代，使高强混凝土、高性能混凝土的制备成为一种高性价比的选择，使混凝土技术水平与施工水平有了极大的飞跃。
5.目前常用的高效减水剂有聚羧酸系减水剂、萘系减水剂、改性三聚氰胺、氨基磺酸盐、脂肪族高效减水剂等，高效减水剂促进了我国混凝土新技术的发展，促进了工业副产品在胶凝材料系统中的应用，已经逐步成为优质混凝土必不可少的材料。
6.石油工业中有很多副产品，例如，石油古马隆，由于不能得到充分高价值利用，不但造成了资源的浪费，而且会造成环境的污染。
7.因此，迫切需要研制一种能将石油古马隆制备成减水剂的方法。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种石油古马隆减水剂及其制备方法，其利用石油工业的副产物制备而成，因此，成本低廉，且减水率高，具早强作用。
9.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
10.一种石油古马隆减水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
11.1)、将石油古马隆粉碎；
12.2)、在反应釜中加入2－4重量份的浓硫酸并升温至90-95℃，同时开动搅拌，并将粉碎后的所述石油古马隆1－2重量份慢慢加入到所述反应釜中，其中，加入时间为0.5－1小时；
13.3)、加入完毕后在100℃下继续反应0.5－1小时，完成磺化反应得到反应物；
14.4)、完成磺化反应后将反应物放料至中和釜中，并往所述中和釜中加入浓度为50％的氢氧化钠水溶液，至反应物呈中性，即得到石油古马隆减水剂。
15.此外，本发明还提供一种石油古马隆减水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
16.1)、将石油古马隆粉碎；
17.2)、在反应釜中加入2－4重量份的浓硫酸并升温至90-95℃，同时开动搅拌，并将粉碎后的所述石油古马隆1－2重量份慢慢加入到所述反应釜中，其中，加入时间为0.5－1小时；
18.3)、加入完毕后在100℃下继续反应0.5－1小时，完成磺化反应得到反应物；
19.4)、完成磺化反应后将反应物放料至中和釜中，并往所述中和釜中加入浓度为10-20％的氢氧化钙水溶液，至反应物呈中性；
20.5)、将中和后的物料进行过滤，收集的滤液即为石油古马隆减水剂。
21.优选地，所述步骤5)中采用板框压滤机进行过滤。
22.优选地，所述浓硫酸为工业级98％的浓硫酸。
23.优选地，所述步骤1)中，将石油古马隆粉碎至80－100目。
24.优选地，所述步骤1)中，利用锤式或锷式粉碎机对所述石油古马隆进行粉碎。
25.最后，本发明还提供一种石油古马隆减水剂，其特征在于，其采用上述制备方法制备而成。
26.与现有技术相比，本发明的石油古马隆减水剂及其制备方法具有如下有益技术效果中的一者或多者：
27.1、该减水剂由炼油厂副产物-石油古马隆经硫酸磺化制得，使得石油古马隆得到了充分利用。
28.2、其采用先粉碎后硫酸磺化的制备方式，有效防止了石油古马隆中的聚苯乙烯在浓硫酸催化下会反生的阳离子聚合，所得产物加入混凝土中，0.5％的掺量(相对于水泥)，减水率为20％，达到了高效减水剂的水平。
29.3、由于该减水剂减水率高，成本低廉，同时对工业固废物进行了高附加值的利用，因此具有广阔的市场应用前景。
附图说明
30.图1是本发明第一实施例的石油古马隆减水剂的制备方法的流程图。
31.图2是本发明第二实施例的石油古马隆减水剂的制备方法的流程图。
具体实施方式
32.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
33.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护
的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.石油古马隆为炼油厂副产物，是由乙烯副产品碳九碳五等石油重芳烃成份经高温聚合反应而成的树脂，产品外观是黑色至棕红色颗粒固体。其平均分子量为2500－6000，成分主要是短侧链缩颈稠环芳烃。由于分子中有苯环的存在，具有高温稳定性及反应活性。
35.为解决炼油厂副产物-石油古马隆无法高附加值利用的问题，发明人经过长期的研究，发明了一种石油古马隆减水剂及其制备方法。
36.图1示出了本发明第一实施例的石油古马隆减水剂的制备方法的流程图。如图1所示，本发明第一实施例的石油古马隆减水剂的制备方法包括以下步骤：
37.一、将石油古马隆粉碎。
38.在本发明中，优选地，将石油古马隆粉碎至80－100目。通过粉碎，便于对石油古马隆进行硫酸磺化反应。
39.此外，在本发明中，可以采用各种粉碎机对所述石油古马隆进行粉碎。例如，利用锤式或锷式粉碎机等对所述石油古马隆进行粉碎。
40.二、在反应釜中加入2－4重量份的浓硫酸并升温至90-95℃，同时开动搅拌，并将粉碎后的所述石油古马隆1－2重量份慢慢加入到所述反应釜中。其中，加入时间为0.5－1小时。
41.在本发明中，所述浓硫酸为工业级98％的浓硫酸。
42.三、加入完毕后在100℃下继续反应0.5－1小时，完成磺化反应得到反应物。
43.在本发明中，由于采用先粉碎后硫酸磺化的制备方式，有效防止了石油古马隆中的聚苯乙烯在浓硫酸催化下会反生的阳离子聚合，所得产物加入混凝土中，0.5％的掺量(相对于水泥)，减水率为20％，达到了高效减水剂的水平。
44.四、完成磺化反应后将反应物放料至中和釜中，并往所述中和釜中加入浓度为50％的氢氧化钠水溶液，至反应物呈中性，即得到石油古马隆减水剂。
45.在本发明中，所述氢氧化钠水溶液可以是工业级氢氧化钠溶解于水中而获得的。
46.由于采用氢氧化钠进行了中和，因此，制备的所述石油古马隆减水剂具有具早强作用，可以称之为早强型高效减水剂。
47.图2示出了本发明第二实施例的石油古马隆减水剂的制备方法的流程图。如图2所示，第二实施例的石油古马隆减水剂的制备方法的步骤一至步骤三与第一实施例的石油古马隆减水剂的制备方法的步骤一至步骤三相同，因此，为了简化，在此不再对其进行详细描述。
48.与第一实施例的石油古马隆减水剂的制备方法不同的是，第二实施例的石油古马隆减水剂的制备方法的第四步为：完成磺化反应后将反应物放料至中和釜中，并往所述中和釜中加入浓度为10-20％的氢氧化钙水溶液，至反应物呈中性。
49.其中，所述氢氧化钙水溶液是工业级氢氧化钙溶解于水而获得的。
50.并且，第二实施例的石油古马隆减水剂的制备方法还包括步骤五：将中和后的物料进行过滤，收集的滤液即为石油古马隆减水剂。
51.其中，可以采用各种常用的过滤方式进行过滤。例如，采用板框压滤机进行过滤。
52.同时，可以对过滤后的滤渣进行清洗和再过滤，清洗再过滤后的滤液可再打入中和釜中进行反应，以便于氢氧化钙溶液的回收利用。而清洗后的滤渣为二水硫酸钙，可回收利用。
53.下面将以两个具体实施例来证明本发明的真实有益效果。
54.【实施例1】
55.将石油古马隆先粉碎至80目。在100l搪瓷反应釜中加入27公斤98％的浓硫酸，升温至90℃，开动搅拌，将粉碎的石油古马隆10公斤慢慢加入反应釜中，约半小时加完。在100℃下继续反应半小时。放料至已加入80公斤水和10公斤氢氧化钙的中和釜中，开动搅拌，并用相同浓度的石灰水继续中和至ph值呈中性。之后将物料打入板框压滤机中过滤，收集的滤液即高效减水剂(标记为sg-1)。滤渣进行清洗过滤，滤液打入中和釜中回收利用，滤渣为硫酸钙，也可回收利用。
56.【实施例2】
57.将石油古马隆先粉碎至100目。在100l搪瓷反应釜中加入32公斤98％的浓硫酸，升温至95℃，开动搅拌，将粉碎的石油古马隆15公斤慢慢加入反应釜中，约半小时加完。在100℃下继续反应半小时。继续保持搅拌，向反应釜中缓慢加入50％的氢氧化钠溶液，中和物料ph值呈中性。即得早强型高效减水剂(标记为sg-2)。
58.对上述【实施例1】制备的sg-1和【实施例2】制备的sg2进行性能测试，结果如下表1所示。
[0059][0060][0061]
表1
[0062]
注：表1中c、s、g、w分别表示每立方料混凝土的水泥、砂、石、水的用量，掺量为sg-1，sg-2相对于胶凝材料的掺量。
[0063]
由表1可以看出，本发明的石油古马隆减水剂可以可以使得减水率大大提高，且使得抗压强度获得提升，因此，有助于提高混凝土的性能。
[0064]
利用sg-1配制高强、高工作性混凝土的情况如下表2所示。
[0065]
表2
[0066][0067]
注:编号1,2试验采用的是三峡525#水泥，编号3,4试验采用的是华新525#水泥。
[0068]
由此可知，将所述石油古马隆减水剂加入混凝土中，减水率较高，达到了高效减水剂的水平，为高效减水剂。
[0069]
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。