[發明專利]利用對氨基苯酚合成廢液制備混凝土高效減水劑方法

無效

• 申請號: 201110335677.7
• 申請日: 2011-10-31
• 公開（公告）號: CN102504159A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）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（專利權）人: 天津市職業大學
• 主分類號: C08G14/073
• 分類號: C08G14/073;C04B24/22;C04B103/30
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技術領域

本發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，屬于精細化工和化學建材領域。

背景技術

氨基芳磺酸系混凝土高效減水劑主要由苯酚、對氨基苯磺酸和甲醛進行縮合而成，因其具有生產工藝簡單，對水泥粒子的分散性好，減水率高，制得的混凝土強度高、耐久性好、坍落度經時損失小等優點，應用開發受到廣泛重視。隨著建筑和化學建材行業的高速發展，傳統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100萬噸以上，高效減水劑具有廣闊的市場前景。

美國專利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用，詳細披露了氨基芳磺酸系高效減水劑的制備方法。美國專利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生泌水的問題。中國專利CN1569723(2005-01-26)公開一種復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構中引入了含酰胺基團化合物作為第四組分，提高了減水劑綜合性能。中國專利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，可使酚醛樹脂生產廢水得到綜合利用。中國專利CN101824128(2010-09-08)公開一種β-萘酚生產廢液改性氨基磺酸系高效減水劑及制備方法，可使β-萘酚生產廢液得到綜合利用。現有氨基芳磺酸系減水劑存在生產原料成本高和產品易泌水問題，影響其應用推廣。

對氨基苯酚是生產醫藥、染料和橡膠防老劑等精細化學品的原料和中間體，我國是世界上最大的對氨基苯酚生產國，年產量達10萬噸。雖然對氨基苯酚合成工藝路線很多，但工業生產中主要采用技術成熟和生產成本比較低的對硝基苯酚還原法。由于生產過程中對氨基苯酚容易氧化分解和聚合，以及對氨基苯酚常溫下在水溶液中的溶解度比較大，對硝基苯酚還原法生產對氨基苯酚的實際收率約90％。排放廢液中含1.2％-3.6％的對氨基苯酚和1.0％-3.0％的對苯醌、對硝基苯酚、4，4′-二羥基二苯胺、4，4′-二氨基二苯醚等酚類化合物，導致對氨基苯酚生產廢水治理難度很大，廢液對環境污染極為嚴重。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用對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。本發明的另一目的是提供一種對氨基苯酚生產廢液綜合利用新途徑，解決對氨基苯酚生產過程的環境污染問題。

氨基芳磺酸系高效減水劑由苯酚類化合物、對氨基苯磺酸和甲醛縮合而成，其確切的分子結構不是很清楚，普遍認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。縮合物分子線性結構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，憎水主鏈由苯基和亞甲基交替鏈接而成，主要性能由主導官能團決定。

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

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

氨基(-NH₂)具有親水性，能夠生成內氫鍵，保證減水劑分子梳形結構的生成與穩定。

羥基(-OH)在水泥表面能夠形成氫鍵，羥基對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范圍內比較適當，分子量過小時容易引起水泥漿體泌水；分子量過大時又會影響分散性；分子量太大就不適用做混凝土外加劑。

本發明利用對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，根據色譜分析檢測，對氨基苯酚合成廢液中主要包括以下結構的酚類化合物：