木質素降解磺甲基化的方法
2023-09-16 17:45:15
專利名稱：木質素降解磺甲基化的方法
技術領域：
本發明屬混凝土減水劑生產技術領域，尤其涉及一種木質素降解磺甲基化的方法。
背景技術：
木質素資源豐富、屬可再生資源、成本低廉，諸多領域裡人們對其研究非常活躍。而在減水劑行業，人們一直在尋求通過改性可以大量地與高效減水劑復配以降低高效減水劑的應用成本。方法包括物理法、化學氧化法、化學接枝法、磺化法、磺甲基化法等，而這其中工藝設備簡單、易於操控、效果好的方法要屬於磺甲基化法，而磺甲基化法還存在不足之處，還有可提高的方面，這就是木質素分子量偏大，其工藝過程過程相對複雜，所得改性木質素磺酸鹽類減水劑的減水率低，引氣性大，成本高，不易操作。
發明內容
本發明旨在克服現有技術的不足之處而提供一種成本低，工藝過程簡單，易於操作，所得改性木質素磺酸鹽類減水劑，減水率高，引氣性小，強度高的木質素降解磺甲基化的方法。為解決上述技術問題，本發明是這樣實現的。一種木質素降解磺甲基化的方法，可按如下步驟依次實施。( I)將木質素置入高壓反應釜中，加入水及苯酚，進行加熱降解。(2)將降解物轉入常壓反應釜，加入氧化劑。(3)向體系中加入甲醛及亞硫酸鈉進行磺甲基化反應。作為一種優選方案，本發明所述步驟(2)中，氧化劑為雙氧水、次氯酸鈉或過硫酸鈉。作為另一種優選方案，本發明所述步驟(I)中，降解溫度為180 260°C;降解壓力為0. 8 2. 5MPa ;降解時間為0. 5 3h。進一步地，本發明所述步驟(I)中，苯酚加入量為木質素質量的3 15%。更進一步地，本發明所述步驟(2)中，氧化劑用量為木質素重量的3 10%。另外，本發明所述步驟(2)中，氧化溫度為30 8 (TC ;氧化時間為I. 5 3h。其次，本發明所述步驟(3)中，甲醛用量為木質素質量的10 20 %。再次，本發明所述步驟(3)中，亞硫酸鈉用量為木質素質量的15 30%。本發明所述步驟(3)中，磺甲基化反應溫度為70 105°C ;磺甲基化反應時間為L 5 3h。本發明成本低，工藝過程簡單，易於操作，所得改性木質素磺酸鹽類減水劑，減水率高，引氣性小，強度高。與萘系高效減水劑復配使用，可以大大降低泵送劑的生產成本。磺甲基化後減水率由原來的7 8%提高到I 6 I 8 %，木質素降解、氧化、磺甲基化產物可代替2 0 3 0 %的高效減水劑應用於混凝土泵送劑生產，在保證質量不降低的前提下，每噸萘系母液可以降低成本200 300元，效益較大。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明。圖I為本發明的工藝流程框圖。
具體實施例方式如圖I所示，木質素降解磺甲基化的方法，可按如下步驟依次實施。(I)將木質素置入高壓反應釜中，加入水及苯酚，進行加熱降解；降解溫度為180 260°C ;降解壓力為0. 8 2. 5MPa ;降解時間為0. 5 3h ;苯酚加入量為木質素質量 的3 15%。(2)將降解物轉入常壓反應釜，加入氧化劑；氧化劑為雙氧水、次氯酸鈉或過硫酸鈉；氧化劑用量為木質素重量的3 10% ;氧化溫度為30 8 (TC ;氧化時間為I. 5 3h。(3)向體系中加入甲醛及亞硫酸鈉進行磺甲基化反應；甲醛用量為木質素質量的10 20 % ;亞硫酸鈉用量為木質素質量的15 30% ;磺甲基化反應溫度為70 105°C;磺甲基化反應時間為I. 5 3h。本發明是將木質素降解，然後通過氧化、磺甲基化法而得到較高減水率的木質素改性產品，其與萘系高效減水劑可以再較寬的比例內復配，從而大大降低萘系高效減水劑的應用成本。( I )木質素降解工藝參數。—以苯酚為降解促進劑，其加入量為木質素質量的3 15%(第二次可用降解物代替苯酚，效果不降低)。——降解溫度180 260。-降解壓力 0. 8 2. 5MPa。——降解時間0. 5 3h。(2)木質素降解物氧化工藝參數。氧化方法是在化學氧化劑的存在下，通入空氣在一定溫度下進行氧化反應。—氧化劑可以是雙氧水、次氯酸鈉、過硫酸鈉等。——氧化劑用量為木質素重量的3 10%。——氧化溫度為30 8 0度。-氧化時間為I. 5 3h。( 3 )木質素降解氧化物磺甲基化工藝參數。磺甲基化反應是在甲醛與亞硫酸鈉存在下進行的(在體系中可滴加濃度為40%的NaOH液鹼)。——甲醛用量為木質素質量的10 20 %。-亞硫酸鈉用量為木質素質量的15 30%。——磺甲基化反應溫度為70 105°C。——磺甲基化反應時間為I. 5 3h。實施例I。
取木質素1000kg加入到3 m3高壓反應釜中，加入I 5 0 0 k g水，加入5 0 kg苯酚，加熱到2 0 0度，釜內壓力為I. 4 MP a，降解時間為2. 5h。將降解物轉入到5 m3常壓反應爸中，在6 Q度的溫度下加入過流酸鈉5 0 k g,保溫反應2 h ,升溫到7 5度，用3 0分鐘滴加I 5 0 k g 3 7 %濃度的甲醒，升溫到I 0 5度，加入18 0kg亞硫fe納，保溫反應3h。實施例2。取木質素I OOOk g加入到3 m3高壓反應釜中，加入2 OOOk g水，加入6 0 k g苯酚，加熱到I 9 0度，釜內壓力為I. 3 MP a，降解時間為3 h。將降解物轉入到5 m3常壓反應釜中，在5 0度的溫度下加入次氯酸鈉酸鈉7 5 0 k g，保溫反應2. 5 h，升溫到7 5度，用3 0分鐘滴加I 4 0 k g 3 7%濃度的甲醒，升溫到I 0 5度，加入17 0k g亞硫酸鈉,保溫反應3h。實施例3。取木質素I 0 0 0 k g加入到3 m3高壓反應釜中，加入I 8 5 0 kg水，加入5 5k g苯酚，加熱到2 I 0度，釜內壓力為I. 6 MP a，降解時間為2 h。將降解物轉入到5 m3常壓反應爸中,在6 0度的溫度下加入過流酸鈉4 0 k g,保溫反應2. 5 h ,升溫到7 5度，用3 0分鐘滴加13 0kg 3 7%濃度的甲醛，升溫到I 0 5度，加入I 6 0k g亞硫酸鈉,保溫反應3h。實施例4。取木質素I 0 0 0 k g加入到3 m3高壓反應釜中，加入I 8 5 0 kg水，加入5 0 k g苯酚，加熱到I 8 0度，釜內壓力為I . 0 MPa，降解時間為3. 5 h。將降解物轉入到5 m 3常壓反應爸中，在6 0度的溫度下加入雙氧水I OOk g,保溫反應2 h ,升溫到7 5度，用3 0分鐘滴加16 0kg 3 7%濃度的甲醛，升溫到I 0 0度，加入19 0k g亞硫酸鈉,保溫反應3h。實施例5。取木質素I 0 0 0 k g加入到3 m3高壓反應釜中，加入I 5 0 0 kg水，加入3 0 k g苯酚，加熱到2 2 0度，釜內壓力為I . 8 MP a，降解時間為I. 5 h。將降解物轉入到5 m3常壓反應爸中，在5 Q度的溫度下加入次氯酸鈉酸鈉8 0 k g,保溫反應2h，升溫到7 5度，用3 0分鐘滴加17 0kg 3 7 %濃度的甲醛，升溫到I 0 5度，加入2 0 0 k g亞硫酸鈉,保溫反應3h。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種木質素降解磺甲基化的方法，其特徵在於，按如下步驟依次實施 (1)將木質素置入高壓反應釜中，加入水及苯酚，進行加熱降解； (2)將降解物轉入常壓反應釜，加入氧化劑； (3)向體系中加入甲醛及亞硫酸鈉進行磺甲基化反應。
2.根據權利要求I所述的木質素降解磺甲基化的方法，其特徵在於所述步驟(2)中，氧化劑為雙氧水、次氯酸鈉或過硫酸鈉。
3.根據權利要求2所述的木質素降解磺甲基化的方法，其特徵在於所述步驟(I)中，降解溫度為180 260°C ;降解壓力為0. 8 2. 5MPa ;降解時間為0. 5 3h。
4.根據權利要求3所述的木質素降解磺甲基化的方法，其特徵在於所述步驟(I)中，苯酚加入量為木質素質量的3 15%。
5.根據權利要求4所述的木質素降解磺甲基化的方法，其特徵在於所述步驟(2)中，氧化劑用量為木質素重量的3 10%。
6.根據權利要求5所述的木質素降解磺甲基化的方法，其特徵在於所述步驟(2)中，氧化溫度為30 8 (TC ;氧化時間為I. 5 3h。
7.根據權利要求6所述的木質素降解磺甲基化的方法，其特徵在於所述步驟(3)中，甲醛用量為木質素質量的10 20 %。
8.根據權利要求7所述的木質素降解磺甲基化的方法，其特徵在於所述步驟(3)中，亞硫酸鈉用量為木質素質量的15 30%。
9.根據權利要求8所述的木質素降解磺甲基化的方法，其特徵在於所述步驟(3)中，磺甲基化反應溫度為70 105°C ;磺甲基化反應時間為I. 5 3h。
全文摘要
本發明屬混凝土減水劑生產技術領域，尤其涉及一種木質素降解磺甲基化的方法，它包括(1)將木質素置入高壓反應釜中，加入水及苯酚，進行加熱降解；(2)將降解物轉入常壓反應釜，加入氧化劑；(3)向體系中加入甲醛及亞硫酸鈉進行磺甲基化反應；所述步驟(2)中，氧化劑為雙氧水、次氯酸鈉或過硫酸鈉；所述步驟(1)中，降解溫度為180～260℃；降解壓力為0.8～2.5MPa；降解時間為0.5～3h；苯酚加入量為木質素質量的3～15%；所述步驟(2)中，氧化劑用量為木質素重量的3～10%。本發明成本低，工藝過程簡單，易於操作，所得改性木質素磺酸鹽類減水劑，減水率高，引氣性小，強度高。
文檔編號C07G1/00GK102627673SQ20121007937
公開日2012年8月8日 申請日期2012年3月23日 優先權日2012年3月23日
發明者黃海忠, 黃海濱, 黃碩 申請人:遼寧巖砂晶建材有限公司