[發(fā)明專利]一種萘系減水劑的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910155194.1
• 申請日: 2009-12-08
• 公開（公告）號: CN101723860A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金瑞浩;李應(yīng)斌
• 申請（專利權(quán)）人: 上虞吉龍化學(xué)建材有限公司;浙江吉盛化學(xué)建材有限公司;浙江龍盛集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號: C07C309/36
• 分類號: C07C309/36;C07C303/22;C08G16/02;C04B24/22;C04B103/30
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種混凝土外加劑的制備方法，尤其是一種高濃型萘系減 水劑或其同系分散劑的制備方法。

(二)背景技術(shù)

由于工業(yè)發(fā)展的需要，人們對混凝土的性能提出了越來越高的要求， 而實(shí)現(xiàn)混凝土高性能化的一個(gè)必要條件是使用高效減水劑，它不僅可以改 善施工條件，提高混凝土抗壓抗折強(qiáng)度，而且還可以增強(qiáng)混凝土的抗凍抗 滲等性能，被認(rèn)為是混凝土所必需的第五組分。目前，在國內(nèi)所應(yīng)用的 高效減水劑大部分是萘系減水劑。但是在其生產(chǎn)過程中，由于采用過量的 濃硫酸作為磺化劑，給最終的產(chǎn)品帶來了18～20％硫酸鈉，過量硫酸鈉存 在，在冬天及氣溫較低的地方會因硫酸鈉結(jié)晶析出對施工造成極其不利的 影響。因此，降低萘系減水劑中硫酸的含量、生產(chǎn)高濃型萘系高效減水劑 的研究就是一個(gè)十分有價(jià)值的工作。常見的降低的方法有用氫氧化鈣中和 以及物理降溫法，前者沉淀過程會包裹產(chǎn)品降低效益，且過濾困難并產(chǎn)生 廢渣，后者可操作性不強(qiáng)而幾乎沒有用于工業(yè)化生產(chǎn)。

現(xiàn)有技術(shù)的高濃型萘系高效減水劑工業(yè)化生產(chǎn)中，都是按下述步驟進(jìn) 行：在熔萘釜熔工業(yè)萘，一定的溫度下把計(jì)量好的液態(tài)工業(yè)萘和硫酸按摩 爾比為工業(yè)萘∶硫酸＝1∶1.3～2.0的比例打入磺化反應(yīng)釜，在120～160℃ 進(jìn)行磺化，磺化3小時(shí)左右降溫，打入水解釜在80～120℃進(jìn)行水解反應(yīng) 30～45min，水解結(jié)束降溫打入縮合釜，80℃左右滴加甲醛進(jìn)行縮合反應(yīng)， 滴加結(jié)束在100℃以上縮合反應(yīng)5～6小時(shí)左右，降溫后打入中和釜投入液 體氫氧化鈉和氫氧化鈣進(jìn)行中和反應(yīng)，經(jīng)過濾、濾液成液態(tài)萘系高效減水 劑，再經(jīng)干燥得固體萘系高效減水劑。這種生產(chǎn)工藝的主要缺陷在于：生 產(chǎn)過程中硫酸過量較多，僅用液堿中和，會導(dǎo)致最終產(chǎn)品中硫酸鈉含量超 標(biāo)影響品質(zhì)，需要另外補(bǔ)加氫氧化鈣進(jìn)一步中和過量的硫酸，從而導(dǎo)致硫 酸鈣廢渣的產(chǎn)生污染環(huán)境，且沉淀過程包裹產(chǎn)品、濾渣夾帶產(chǎn)品都會降低 生產(chǎn)效益，另外為除去硫酸鈣廢渣必須進(jìn)行壓濾分離，造成人工、能耗、 原料浪費(fèi)，不利于節(jié)能降耗。此外，產(chǎn)品中有工業(yè)萘殘留，對環(huán)境有不利 影響。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高濃型萘系減水劑的生產(chǎn)工藝，通過該工藝 可直接生產(chǎn)高濃型萘系減水劑，操作簡便，無二次污染排放，提高了資源 利用率，效果明顯。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種萘系減水劑的制備方法，所述方法包括：

(1)將熔融狀態(tài)的萘或其同系物置于磺化裝置中，于120～140℃下滴 加計(jì)量的98％濃硫酸，滴加完畢后160～165℃保溫進(jìn)行磺化反 應(yīng)，得到磺化料；所述萘或其同系物與濃硫酸物質(zhì)的量之比為 1～2∶1；

(2)將步驟(1)磺化料轉(zhuǎn)入水解脫萘裝置中，降溫至120～160℃， 通入120～160℃水蒸氣進(jìn)行水解，未反應(yīng)的游離萘隨水蒸氣共沸 脫出，殘留物為β-萘磺酸；

(3)步驟(2)β-萘磺酸轉(zhuǎn)入縮合裝置，加水調(diào)節(jié)體系酸度為16～18， 降溫至80～120℃滴加計(jì)量的甲醛，滴加完畢后升溫至90～135℃， 0～0.2MPa下進(jìn)行縮合反應(yīng)，得到縮合料；所述β-萘磺酸與甲醛 物質(zhì)的量之比為1∶0.9～1.1；

(4)步驟(3)縮合料轉(zhuǎn)入中和裝置，60～100℃下加入堿液進(jìn)行中和 反應(yīng)至pH值為7.5～9.0，反應(yīng)結(jié)束即得所述液體萘系減水劑， 通過進(jìn)一步干燥處理可得到固體高濃型萘系高效減水劑成品；

所述堿液為氫氧化鈉溶液、碳酸氫鈉溶液或碳酸鈉溶液。

所述的高濃型萘系減水劑的生產(chǎn)工藝，主要步驟包括熔萘、磺化反應(yīng)、 水蒸氣水解脫萘、萘的回收套用、縮合反應(yīng)以及中和反應(yīng)。相較于現(xiàn)有生 產(chǎn)技術(shù)，該工藝通過調(diào)節(jié)磺化反應(yīng)步驟中硫酸與原料萘的投料比，減少硫 酸用量；并增加萘回收套用步驟，對原料進(jìn)行充分利用；且后續(xù)的中和步 驟只需加入少量的堿液即可，不需另外加入氫氧化鈣，從而省卻了過濾工 序，避免了產(chǎn)品的沉淀及夾帶損失。

所述步驟(2)未反應(yīng)的游離萘隨水蒸汽共沸脫出后經(jīng)換熱器冷卻至 95℃，再經(jīng)切片機(jī)冷卻至40℃，得到的固體工業(yè)萘回收用于萘系減水劑 的制備。

具體的，所述方法如下：

(1)將熔融狀態(tài)的工業(yè)萘置于磺化釜中，于120～140℃下滴加計(jì)量的 98％濃硫酸，滴加完畢后160～165℃保溫進(jìn)行磺化反應(yīng)，得到磺化 料；所述萘或其同系物與濃硫酸物質(zhì)的量之比為1～1.5∶1；