水泥減水劑的製備方法
2023-04-25 13:11:26
專利名稱：水泥減水劑的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種水泥減水劑的製備方法。
水泥混凝土是世界上用量最大的建築材料，但水泥混凝土存在自重大、強度較低和脆性等弱點，研究發現，其強度和流動性能與拌制混凝土時加入的水量密切相關，加水量多，流動性好，對施工有利，但水量越多，混凝土強度越低，因此水泥混凝土的減水和增強劑的研究一直是一熱門的實用性課題。而在建築領域，目前使用的減水劑主要有兩大類，一類為木質素磺酸鹽，這種產品只對水泥有減水作用，沒有明顯的增強作用。一類為高檔三聚氰胺或木質素萘磺酸鹽，性能優良，但價格昂貴，因此建築領域急需價格低廉，性能優良，同時具有減水和增強作用的處理劑。
本發明的目的提供一種製備成本低廉、性能優良的水泥減水劑的方法。
本發明通過在聚苯乙烯鏈上引入磺酸基團，用水溶解，然後用氫氧化鈣、氧化鈣或石灰中和成鈣鹽，使改性聚苯乙烯具有親水親油的表面活性劑的性質，製成一種對水泥混凝土具有高效減水和增強作用的水泥減水劑。
本發明製備方法如下(1)將聚苯乙烯溶解或溶脹在甲苯、二氯乙烷或二甲苯中，重量濃度為30％-80％(2)用氯磺酸或重量濃度為50％-99％的硫酸作磺化劑，加熱至80℃-100℃，反應3-5個小時；(3)加熱至110℃-140℃，蒸餾回收溶劑1小時；(4)降溫至80℃，加入水，將磺化的聚苯乙烯溶於水中，製成重量濃度為5％-40％的磺化聚苯乙烯溶液，然後用氫氧化鈣、氧化鈣或石灰中和成中性，pH值為7-8；(5)過濾成穩定的水泥減水劑溶液。
本發明主要採用對環境造成巨大汙染的廢舊聚苯乙烯為原料，磺化過程製成的磺化聚苯乙烯的磺酸基團摩爾百分含量為20-95mol％，磺化聚苯乙烯溶液的中和過程最終生成的磺化聚苯乙烯磺酸鈣鹽，具有親水親油的表面活性劑的性質，適於作為水泥減水劑應用。
本減水劑含量可調，對水泥減水效率高，最高減水率可高達20％以上。加入本減水劑的水泥混凝土，具有泌水率低、含氣量少和收縮率小等優點，製備工藝簡單易控。在水泥混凝土的加水拌合過程中加入該減水劑，可大大減少拌合水的量，同時大大增加水泥混凝土的強度。同時，由於它是用廢舊聚苯乙烯作原料，成本價格低，為建築行業提供了一新型實用的新產品，具有巨大的市場競爭力，能創造巨大的經濟效益和社會效益。另外，這種新的減水劑的應用，又可解決廢舊塑料對環境的汙染問題，
實施例1(1)10g廢舊聚苯乙烯溶於30ml的二甲苯中，將16.4ml的氯磺酸加入廢舊聚苯乙烯溶液中，在80℃反應4小時，140℃回收溶劑，然後用100g的水將磺化聚苯乙烯溶解，磺化度為78mol％。(2)加入120g的氧化鈣中和，製成固體含量為15％的改性廢舊聚苯乙烯塑料水泥減水劑。
實施例2(1)10g廢舊聚苯乙烯溶於25ml甲苯中，將18ml的95％濃硫酸加入聚苯乙烯溶液中，在90℃反應5小時，140℃回收溶劑，然後用180g的水將磺化聚苯乙烯溶解，磺化度為82mol％。(2)加入14g的氫氧化鈣中和，製成固體含量為10％的改性廢舊聚苯乙烯塑料水泥減水劑。
實施例3(1)10g廢舊聚苯乙烯溶於30ml1，2二氯乙烷中，將16ml的氯磺酸加入聚苯乙烯溶液中，在80℃反應4.5小時，然後用80g的水將磺化聚苯乙烯溶解，磺化度為78mol％。(2)加入14g的氫氧化鈣中和，製成固體含量為30％的改性廢舊聚苯乙烯塑料水泥減水劑。
權利要求
1.一種水泥減水劑的製備方法，其特徵在於將聚苯乙烯磺化，再用鹼中和，其步驟為(1)將聚苯乙烯溶解或溶脹在甲苯、二氯乙烷或二甲苯中，重量濃度為30％-80％；(2)用氯磺酸或50％-99％的硫酸作磺化劑，加熱至80℃-100℃，反應3-5個小時；(3)加熱至110℃-140℃，蒸餾回收溶劑1小時；(4)降溫至80℃，加入水，將磺化的聚苯乙烯溶於水中，製成重量濃度為5％-40％的磺化聚苯乙烯溶液，然後用氫氧化鈣、氧化鈣或石灰中和成中性，pH值為7-8；(5)過濾成穩定的水泥減水劑溶液。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於聚苯乙烯為廢舊聚苯乙烯。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的磺化過程是製成磺酸基團摩爾百分含量為20-95mol％的磺化聚苯乙烯。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的磺化聚苯乙烯溶液的中和過程最終是生成磺化聚苯乙烯磺酸鈣鹽。
全文摘要
本發明屬於製備水泥減水劑的方法。採用先將廢舊聚苯乙烯進行化學改性,在聚苯乙烯主鏈上引入磺酸基團,當磺酸基團百分摩爾含量範圍在20—95mol%,通過加入水溶解,然後用氫氧化鈣、氧化鈣或石灰中和,最後製成穩定的改性廢舊聚苯乙烯水泥減水劑溶液。本減水劑在水泥混凝土拌制過程中加量為0.2%—0.7%,減水率可達22%,水泥混凝土的最終強度可提高35%。
文檔編號C04B18/20GK1257848SQ9911709
公開日2000年6月28日 申請日期1999年9月14日 優先權日1999年9月14日
發明者黃玉惠, 廖兵, 趙樹錄, 林果, 龐浩, 叢廣民, 陳鳴才 申請人:中國科學院廣州化學研究所