[發(fā)明專利]利用對(duì)氨基苯酚合成廢液制備混凝土高效減水劑方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110335677.7
• 申請(qǐng)日: 2011-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN102504159A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建生;何北菁;呂英芳;溫景汀;楊菲;劉鈺;朱亞楠;梁鑫蓮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津市職業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G14/073
• 分類號(hào): C08G14/073;C04B24/22;C04B103/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氨基芳磺酸類高效減水劑制備方法，特別是利用對(duì)氨基苯酚合成廢液部分或全部代替苯酚制備氨基芳磺酸類高效減水劑的方法，屬于精細(xì)化工和化學(xué)建材領(lǐng)域。

背景技術(shù)

氨基芳磺酸系混凝土高效減水劑主要由苯酚、對(duì)氨基苯磺酸和甲醛進(jìn)行縮合而成，因其具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，對(duì)水泥粒子的分散性好，減水率高，制得的混凝土強(qiáng)度高、耐久性好、坍落度經(jīng)時(shí)損失小等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用開發(fā)受到廣泛重視。隨著建筑和化學(xué)建材行業(yè)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的混凝土將被高性能綠色混凝土所替代，高效減水劑年需求量達(dá)100萬噸以上，高效減水劑具有廣闊的市場(chǎng)前景。

美國(guó)專利US5092934(1992-03-03)公開了一種氨基芳磺酸-苯酚-甲醛縮合物和作為混凝土外加劑的應(yīng)用，詳細(xì)披露了氨基芳磺酸系高效減水劑的制備方法。美國(guó)專利US5153299(1992-10-06)公開一種雙酚-氨基芳磺酸-甲醛新縮合物和作為分散劑和減水劑的應(yīng)用，用雙酚代替苯酚克服了氨基芳磺酸系高效減水劑容易產(chǎn)生泌水的問題。中國(guó)專利CN1569723(2005-01-26)公開一種復(fù)合型氨基芳磺酸減水劑及其制備方法，在高效減水劑縮合物分子結(jié)構(gòu)中引入了含酰胺基團(tuán)化合物作為第四組分，提高了減水劑綜合性能。中國(guó)專利CN102173636(2011-09-07)公開一種利用酚醛樹脂廢水制備混凝土減水劑方法，可使酚醛樹脂生產(chǎn)廢水得到綜合利用。中國(guó)專利CN101824128(2010-09-08)公開一種β-萘酚生產(chǎn)廢液改性氨基磺酸系高效減水劑及制備方法，可使β-萘酚生產(chǎn)廢液得到綜合利用。現(xiàn)有氨基芳磺酸系減水劑存在生產(chǎn)原料成本高和產(chǎn)品易泌水問題，影響其應(yīng)用推廣。

對(duì)氨基苯酚是生產(chǎn)醫(yī)藥、染料和橡膠防老劑等精細(xì)化學(xué)品的原料和中間體，我國(guó)是世界上最大的對(duì)氨基苯酚生產(chǎn)國(guó)，年產(chǎn)量達(dá)10萬噸。雖然對(duì)氨基苯酚合成工藝路線很多，但工業(yè)生產(chǎn)中主要采用技術(shù)成熟和生產(chǎn)成本比較低的對(duì)硝基苯酚還原法。由于生產(chǎn)過程中對(duì)氨基苯酚容易氧化分解和聚合，以及對(duì)氨基苯酚常溫下在水溶液中的溶解度比較大，對(duì)硝基苯酚還原法生產(chǎn)對(duì)氨基苯酚的實(shí)際收率約90％。排放廢液中含1.2％-3.6％的對(duì)氨基苯酚和1.0％-3.0％的對(duì)苯醌、對(duì)硝基苯酚、4，4′-二羥基二苯胺、4，4′-二氨基二苯醚等酚類化合物，導(dǎo)致對(duì)氨基苯酚生產(chǎn)廢水治理難度很大，廢液對(duì)環(huán)境污染極為嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種利用對(duì)氨基苯酚合成廢液部分或全部代替苯酚制備氨基芳磺酸類高效減水劑的方法，提高氨基芳磺酸類減水劑性能和降低成本。本發(fā)明的另一目的是提供一種對(duì)氨基苯酚生產(chǎn)廢液綜合利用新途徑，解決對(duì)氨基苯酚生產(chǎn)過程的環(huán)境污染問題。

氨基芳磺酸系高效減水劑由苯酚類化合物、對(duì)氨基苯磺酸和甲醛縮合而成，其確切的分子結(jié)構(gòu)不是很清楚，普遍認(rèn)同的氨基芳磺酸高效減水劑的通式如下：

式中R為-H、-CH₂OH、-CH₂NHC₆H₄SO₃或-CH₂C₆H₄OH

現(xiàn)有氨基芳磺酸系高效減水劑中苯酚類化合物是一元酚、多元酚或烷基酚、雙酚以及以上化合物的親核取代衍生物。縮合物分子線性結(jié)構(gòu)主鏈上含有大量的磺酸基(-SO₃H)、氨基(-NH₂)和羥基(-OH)等親水性官能團(tuán)，憎水主鏈由苯基和亞甲基交替鏈接而成，主要性能由主導(dǎo)官能團(tuán)決定。

磺酸基(-SO₃H)為強(qiáng)親水基，具有強(qiáng)的分散和減水作用，因此分子鏈中含有磺酸基的減水劑，可以提高水泥的流動(dòng)性，特別是水泥的初始流動(dòng)性。氨基芳磺酸系高效減水劑就是以磺酸基為主要官能團(tuán)的高效減水劑。

苯環(huán)在氨基芳磺酸系高效減水劑的分子鏈中含有苯環(huán)等大的具有疏水性的官能團(tuán)，這些基團(tuán)能夠形成一定的空間位阻效應(yīng)，起到較好的分散性。

氨基(-NH₂)具有親水性，能夠生成內(nèi)氫鍵，保證減水劑分子梳形結(jié)構(gòu)的生成與穩(wěn)定。

羥基(-OH)在水泥表面能夠形成氫鍵，羥基對(duì)水泥具有一定的緩凝作用。

氨基芳磺酸系高效減水劑的分子量在1500-15000范圍內(nèi)比較適當(dāng)，分子量過小時(shí)容易引起水泥漿體泌水；分子量過大時(shí)又會(huì)影響分散性；分子量太大就不適用做混凝土外加劑。

本發(fā)明利用對(duì)氨基苯酚合成廢液代替苯酚制備氨基芳磺酸類高效減水劑，根據(jù)色譜分析檢測(cè)，對(duì)氨基苯酚合成廢液中主要包括以下結(jié)構(gòu)的酚類化合物：