专利名称：一种氨基磺酸盐减水剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种混凝土用外加剂及其制备方法，尤其涉及一种氨基磺酸类减水剂 及其制备方法。
背景技术：
减水剂又称为分散剂或塑化剂，由于使用时可使新拌混凝土的用水量减小，因此 而得名。在现代混凝土技术领域里，减水剂是改善混凝土流变性能的外加剂之一，已被当作 混凝土除水泥、砂、石和水之外的第五组份。常见的减水剂主要有木质素磺酸盐系、萘系、三聚氰胺系、氨基磺酸盐系和聚羧酸 系等。20世纪30年代到60年代是普通减水剂的应用和发展时期，早期使用的减水剂主要 为松香酸钠、木质素磺酸钠、硬脂酸盐等有机化合物，其主要是用于改善混凝土的施工性， 解决混凝土路面的抗冻融等耐久性问题。但是，随着施工要求的不断提高，这些早期的减水 剂的减水效果已经不能满足现代工程建设的需要。从1962年日本首先开发萘磺酸甲醛缩合物高效减水剂和1964年西德开发三聚氰 胺系高效减水剂以来，进入了高效减水剂的开发与应用时期，有利地推动了混凝土技术的 发展，这两个系列高效减水剂的突出特点是减水率高，水泥分散效果好，其主要作用是大幅 度降低单位用水量或单位水泥用量，用于配制高强、超高强、高耐久性混凝土，但其致命缺 点是坍落度损失大，制备过程中甲醛挥发对环境污染严重。而聚羧酸系高效减水剂掺入量 低，但对混凝土(水泥)的分散性好，保坍性好，并且易改性，故其高性能化潜力大，被认为 是高效减水剂的换代产品，但其成本较高，因此应用收到一定的局限性。氨基磺酸系减水剂也被认为是一类高效减水剂，而且其成本相对于聚羧酸系减水 剂低，因此，也被广泛应用。但是，传统的氨基磺酸系减水剂生产过程中需要消耗大量的热 能，或者反之容易引起爆聚，因此工业氨基磺酸系减水剂的生产造成了严重的环境污染或 者存在由于反应原料发生爆聚引起的安全隐患。
发明内容
本发明为了克服现有技术中的上述不足，提供了一种新型的减水剂，该减水剂环 保、坍落度损失小、减水率高，并且制备工艺简单，成本低廉，尤其是反应过程中无需提供外 加热源，从而大大节约了能源，减小了环境污染。本发明所述氨基磺酸盐减水剂由下述重量份的原料制备而成苯酚15 25份、氢 氧化钠9 13份、甲醛20 35份、氨基磺酸20 35份、对氨基苯磺酸10 15份。优选地，本发明所述氨基磺酸盐减水剂由下述重量份的原料制备而成苯酚18 21份、氢氧化钠9 10份、甲醛28 31份、氨基磺酸28 31份、对氨基苯磺酸10 12 份。所述氨基磺酸盐减水剂的制备步骤包括将苯酚加入到氢氧化钠水溶液中，搅拌 均勻后加入氨基磺酸，继续搅拌，到混合溶液均勻后加入部分甲醛，反应一段之间后加入对氨基苯磺酸，接着，将剩余甲醛加入，继续反应得到液体产品。其中反应过程中无需外加热 源供热，反应初期所需热量来自反应后期放出的热量循环得到。优选地，所述部分甲醛和所述剩余甲醛的加入都采用滴加的方式加入。优选地，初 期加入的所述部分甲醛的量为所加甲醛总量的0. 25 0. 4倍。优选地，所述部分甲醛的加 入时间为5 15分钟，所述剩余甲醛的加入时间为2 4个小时。优选地，所得液体产品 可进一步干燥为固体，例如通过喷雾干燥。本发明出人意料地发现，用氨基磺酸与对氨基苯磺酸复配代替现有技术中的对氨 基苯磺酸作为原料生产氨基磺酸盐减水剂其生产过程中产生的热量经回收，循环后能够满 足反应初期所需的热量要求，并且调节加料步骤和加料时间，能够使得反应生成的热量满 足自身需要，而且能够使得反应过程顺利进行，反应中不会发生爆聚和粘釜。
具体实施例方式实施例1 将3000kg水和约300Kg的氢氧化钠加入到反应釜中，搅拌均勻后加入600Kg苯 酚，然后继续搅拌均勻，加入1050Kg氨基磺酸，搅拌40分钟，将300Kg甲醛滴加到反应体系 中反应1小时左右，加入350Kg对氨基苯磺酸，接着将700Kg甲醛滴加到反应体系中，继续 反应半小时，得到液体产物。反应过程中无需提供外加热量，仅将反应产生的热量收集后通 过循环管路返回到反应釜。经测量，其中所得缩合产物的分子量为6000左右。实施例2将3000kg水和约300Kg的氢氧化钠加入到反应釜中，搅拌均勻后加入600Kg苯 酚，然后继续搅拌均勻，加入IOOOKg氨基磺酸，搅拌40分钟，将300Kg甲醛滴加到反应体系 中反应1小时左右，加入450Kg对氨基苯磺酸，接着将700Kg甲醛滴加到反应体系中，继续 反应半小时，得到液体产物。反应过程中无需提供外加热量，仅将反应产生的热量收集后通 过循环管路返回到反应釜。经测量，其中所得缩合产物的分子量为6200左右。实施例3将3000kg水和约300Kg的氢氧化钠加入到反应釜中，搅拌均勻后加入600Kg苯 酚，然后继续搅拌均勻，加入1050Kg氨基磺酸，搅拌40分钟，将350Kg甲醛滴加到反应体系 中反应1小时左右，加入350Kg对氨基苯磺酸，接着将600Kg甲醛滴加到反应体系中，继续 反应半小时，得到液体产物。反应过程中无需提供外加热量，仅将反应产生的热量收集后通 过循环管路返回到反应釜。经测量，其中所得缩合产物的分子量为6100左右。对比例1将3000kg水和约300Kg的氢氧化钠加入到反应釜中，搅拌均勻后加入600Kg苯 酚，然后继续搅拌均勻，加入HOOKg对氨基苯磺酸，搅拌40分钟，将IOOOKg甲醛滴加到反 应体系中反应2小时左右，得到液体产物。反应过程中需提供外加热量，才能使得反应得以 顺利进行。经测量，其中所得缩合产物的分子量为6000左右。对比例2将3000kg水和约300Kg的氢氧化钠加入到反应釜中，搅拌均勻后加入600Kg苯 酚，然后继续搅拌均勻，加入1050Kg氨基磺酸和350Kg对氨基苯磺酸，搅拌1小时左右，将 IOOOKg甲醛滴加到反应体系中反应2小时左右，得到液体产物。反应过程中无需提供外加热量，仅将反应产生的热量收集后通过循环管路返回到反应釜。经测量，其中所得缩合产物 的分子量为8000左右。对比例3 将3000kg水和约300Kg的氢氧化钠加入到反应釜中，搅拌均勻后加入600Kg苯 酚，然后继续搅拌均勻，加入1050Kg氨基磺酸和350Kg对氨基苯磺酸，搅拌1小时左右，将 IOOOKg甲醛一次性加入到反应体系中，很快发生爆聚。应用实施例为了说明本发明所述减水剂的效果，下表提供将本发明减水剂和对比例所述减水 齐吩别添加到拉法基水泥中，水泥性能的对比表。表1 将本发明减水剂和对比例所述减水剂分别添加到拉法基水泥中后的性能比较
编号 减水剂用量减水率60分钟拼落抗压强度
(%重量)(％)度保留值(MPa)
(mm)
实施例 1 0. 24%23. 820070. 8
实施例 2 0. 24%23. 418571. 0
实施例3 0. 24%23.418868.4
对比例 1 0. 24%21. 217065. 0
对比例20. 24% 21. 516062. 3上述实验中坍落度的测试方法为用一个上口 100mm、下口 200mm、高300mm喇叭状 的坍落度桶，灌入混凝土后捣实，然后拔起桶，混凝土因自重产生塌落现象，用桶高(300mm) 减去塌落后混凝土最高点的高度，称为塌落度，单位为mm。减水率的测试方法采用GB8076-2008。显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保 护范围。如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发 明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这 样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种氨基磺酸盐减水剂，其由下述重量份的原料制备而成苯酚15 25份、氢氧化 钠9 13份、甲醛20 35份、氨基磺酸20 35份、对氨基苯磺酸10 15份。
2.权利要求1所述的氨基磺酸盐减水剂，其由下述重量份的原料制备而成苯酚18 21份、氢氧化钠9 10份、甲醛28 31份、氨基磺酸28 31份、对氨基苯磺酸10 12 份。
3.权利要求1或2所述氨基磺酸盐减水剂的制备方法，其制备步骤包括1)将苯酚加 入到氢氧化钠水溶液中；幻加入氨基磺酸；幻加入部分甲醛反应；4)加入对氨基苯磺酸， 接着，将加入剩余甲醛，继续反应得到液体产品。
4.权利要求3所述的方法，其制备步骤具体包括将苯酚加入到氢氧化钠水溶液中，搅 拌均勻后加入氨基磺酸，继续搅拌，到混合溶液均勻后加入部分甲醛，反应一段之间后加入 对氨基苯磺酸，接着，将剩余甲醛加入，继续反应得到液体产品。其中反应过程中无需外加 热源供热，反应初期所需热量来自反应后期放出的热量循环得到。
5.权利要求3或4所述的方法，其中反应过程中无需外加热源供热，反应初期所需热量 来自反应后期放出的热量循环得到。
6.权利要求3 5任一项所述的方法，其中所述部分甲醛和所述剩余甲醛的加入都采 用滴加的方式加入。
7.权利要求3 6任一项所述的方法，其中初期加入的所述部分甲醛的量为所加甲醛 总量的0. 25 0.4倍。
8.权利要求3 7任一项所述的方法，其中所述部分甲醛的加入时间为5 15分钟， 所述剩余甲醛的加入时间为2 4个小时。
9.权利要求3 8任一项所述的方法，其中所得液体产品可进一步干燥为固体。
全文摘要
本发明提供一种氨基磺酸盐减水剂及其制备方法，所述减水剂由下述重量份的原料制备而成苯酚15～25份、氢氧化钠9～13份、甲醛20～35份、氨基磺酸20～35份、对氨基苯磺酸10～15份。该减水剂坍落度损失小、减水率高、制备工艺简单、成本低廉，且反应过程中无需提供外加热源，从而大大节约了能源，减小了环境污染。
文档编号C04B103/30GK102092979SQ20101058399
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者马清浩 申请人:马清浩