一種改性木質素磺酸鹽減水劑及其制備方法技術

本發明專利技術公開了改性木質素磺酸鹽減水劑及其制備方法，其主要是先用氧化劑將木質素磺酸鹽氧化以提高它的化學活性，然后再與不飽和羧酸及其鹽、烯丙基葡萄糖、乙烯基磷酸及其鹽發生聚合，達到化學改性的目的，使改性木質素磺酸鈉接上羧基、糖基和膦酸基等陰離子基團，進一步地提高了產品的性能。本改性木質素磺酸鹽減水劑主要用于提高混凝土的性能。

【技術實現步驟摘要】
一種改性木質素磺酸鹽減水劑及其制備方法
本專利技術屬于混凝土外加劑
，尤其涉及一種改性木質素磺酸鹽減水劑及其制備方法。
技術介紹
木質素又稱木素，是自然界唯一能提供可再生芳基化合物的非石油資源。木質素廣泛存在于大部分陸地植物木質部中，約占陸地植物生物量的三分之一，是第二大天然有機物，每年產量約600億噸。木質素通過磺化，發生斷鏈和縮合反應，生成一種既含有非極性的芳香基團，如烷基苯，又含有極性的磺酸基、甲氧基和羥基，屬于陰離子型高分子表面活性劑，即得木質素磺酸鹽。木質素磺酸鹽可以直接作為混凝土普通減水劑使用，但存在減水率較低，過量時過分緩凝，氣泡不均勻等缺陷。國內外學者于上世紀70年代末就對木質素磺酸鹽改性制備高效減水劑的研究做了大量工作，改性方式通常可分為物理改性和化學改性，物理改性成本高，減水性能提高不明顯，化學改性可以從分子設計角度改變木質素磺酸鹽的分子結構，改善木質素磺酸鹽的表面活性，具有改性手段多，可操控性大的優點，但是往往改性研究和應用研究脫節，造成改性成本高，改性產品性能波動大，大規模工業生產和推廣應用困難。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術提供了一種改性木質素磺酸鹽減水劑，因其在木質素磺酸鹽中引入羧基、糖基和磷酸基等陰離子基團而進行改性，進一步提高了木質素磺酸鹽的減水效果，改善了木質素磺酸鹽減水劑在混凝土抗壓強度方面的缺點，同時保持了木質素磺酸鹽減水劑在混凝土和易性、塌落度損失等方面的優勢。一種改性木質素磺酸鹽減水劑，包含下述原料組分：優選的，所述木質素磺酸鹽為木質素磺酸鈉、木質素磺酸鉀、木質素磺酸鎂和木質素磺酸銨中的一種或幾種的混合物。優選的，所述不飽和羧酸為丙烯酸和/或甲基丙烯酸，所述不飽和羧酸鹽為丙烯酸鈉和/或甲基丙烯酸鈉；優選的，所述乙烯基磷酸鹽為乙烯基磷酸鈉、乙烯基磷酸鉀中的一種或兩種的混合物；優選的，所述氧化劑為過氧化氫、高鐵酸鈉、次氯酸鈉和高錳酸鉀中的一種或幾種的混合物；優選的，所述引發劑為過硫酸鈉、過硫酸鉀和過硫酸銨中的一種和幾種的混合物。進一步，所述烯丙基葡萄糖由如下方法制得：將氯化氫氣體通入400份丙烯醇中，通氣時間為1-1.5h；稱取200份的無水葡萄糖加入上述丙烯醇溶液中，在50-70℃下反應4～5h；再經過萃取，過濾，除水，減壓蒸發，降溫結晶既得所述烯丙基葡萄糖。一種改性木質素磺酸鹽減水劑的制備方法，其特征在于：通過如下步驟實現：(1)在反應釜中加入木質素磺酸鹽和水，加熱升溫至55-70℃時，加入氧化劑，繼續反應0.5-2h后加入不飽和羧酸和/或不飽和羧酸鹽、烯丙基葡萄糖、乙烯基磷酸和/或乙烯基磷酸鹽，加熱升溫至70-95℃；(2)加入引發劑，滴加時間控制在0.5-2h，反應1-4h，降溫出料。與現有技術相比，本專利技術具有以下顯著效果：1、先用氧化劑將木質素磺酸鹽氧化提高它的的化學活性，然后再與不飽和羧酸及其鹽、烯丙基葡萄糖、乙烯基磷酸及其鹽發生聚合，達到化學改性的目的，使改性木質素磺酸鈉接上羧基、糖基和膦酸基等陰離子基團，進一步地提高了產品的性能。2、該產品的各項性能均可達到相關質量標準要求，減水率高、坍落度保持良好、分散流動性能較好、含氣量低且后期強度高；3、該產品無毒無害，使用不受季節和區域限制，便于運輸和儲存；4、該產品生產工藝簡單、條件溫和，生產過程加料、條件都容易控制，整個工藝過程無“三廢”排出，是一種綠色環保型、無污染清潔化生產工藝。具體實施方式下面詳細描述本專利技術的實施例，實施例中未注明具體技術或條件者，按照本領域內的文獻所描述的技術或條件或者按照產品說明書進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過市購獲得的常規產品。表1實施例1-6中各組分含量(wt％)注:余量為水；實施例1：反應所需各組分含量按照表1所示，其中所述的木質素磺酸鹽為木質素磺酸鈉，不飽和羧酸和/或不飽和羧酸鹽為丙烯酸，乙烯基磷酸和/或乙烯基磷酸鹽為乙烯基磷酸，氧化劑為過氧化氫，引發劑為過硫酸鈉。一種改性木質素磺酸鹽減水劑的制備方法，通過如下步驟實現：通過如下步驟實現：(1)往反應釜中加入木質素磺酸鈉和水后開啟攪拌，并開始加熱升溫；(2)待溫度升至55℃時，加入過氧化氫，繼續反應2小時后加入丙烯酸、烯丙基葡萄糖、乙烯基磷酸，加料完成后加熱升溫；(3)待溫度升至70℃時，開始滴加質量百分比濃度為10％的過硫酸鈉溶液；滴加時間控制在0.5小時，滴加時溫度控制在85℃；(4)滴加完后保持溫度繼續反應3小時，降溫出料，即得所述改性木質素磺酸鹽分散劑。實施例2：反應所需各組分含量按照表1所示，其中所述的木質素磺酸鹽為木質素磺酸鎂，不飽和羧酸和/或不飽和羧酸鹽為丙烯酸，乙烯基磷酸和/或乙烯基磷酸鹽為乙烯基磷酸鈉，氧化劑為高鐵酸鈉，引發劑為過硫酸鉀。一種改性木質素磺酸鹽減水劑的制備方法，通過如下步驟實現：(1)往反應釜中加入木質素磺酸鎂和水后開啟攪拌，并開始加熱升溫；(2)待溫度升至60℃時，加入高鐵酸鈉，繼續反應1.5小時后加入丙烯酸、烯丙基葡萄糖、乙烯基磷酸鈉，加料完成后加熱升溫；(3)待溫度升至85℃時，開始滴加質量百分比濃度為1％的過硫酸鉀溶液；滴加時間控制在2小時，滴加時溫度控制在90℃；(4)滴加完后保持溫度繼續反應4小時，降溫出料，即得所述改性木質素磺酸鹽分散劑。實施例3：反應所需各組分含量按照表1所示，其中所述的木質素磺酸鹽為木質素磺酸鈉和木質素磺酸鉀的混合物，且木質素磺酸鈉和木質素磺酸鉀的質量比為1:1，不飽和羧酸和/或不飽和羧酸鹽為甲基丙烯酸，乙烯基磷酸和/或乙烯基磷酸鹽為乙烯基磷酸鉀，氧化劑為高錳酸鉀，引發劑為過硫酸鈉。一種改性木質素磺酸鹽減水劑的制備方法，通過如下步驟實現：(1)往反應釜中加入木質素磺酸鈉、木質素磺酸鉀和水后開啟攪拌，并開始加熱升溫；(2)待溫度升至68℃時，加入高錳酸鉀，繼續反應1.8小時后加入甲基丙烯酸、烯丙基葡萄糖、乙烯基磷酸鉀，加料完成后加熱升溫；(3)待溫度升至93℃時，開始滴加質量百分比濃度為8％的過硫酸鈉溶液；滴加時間控制在1.8小時，滴加時溫度控制在95℃；(4)滴加完后保持溫度繼續反應3小時，降溫出料，即得所述改性木質素磺酸鹽分散劑。實施例4：反應所需各組分含量按照表1所示，其中所述的木質素磺酸鹽為木質素磺酸銨，不飽和羧酸和/或不飽和羧酸鹽為丙烯酸和丙烯酸鈉的混合物，且丙烯酸和丙烯酸鈉的質量比為4:1，乙烯基磷酸和/或乙烯基磷酸鹽為乙烯基磷酸，氧化劑為次氯酸鈉，引發劑為過硫酸鉀。一種改性木質素磺酸鹽減水劑的制備方法，通過如下步驟實現：(1)往反應釜中加入木質素磺酸銨和水后開啟攪拌，并開始加熱升溫；(2)待溫度升至70℃時，加入次氯酸鈉，繼續反應0.5小時后加入丙烯酸、丙烯酸鈉、烯丙基葡萄糖、乙烯基磷酸，加料完成后加熱升溫；(3)待溫度升至85℃時，開始滴加質量百分比濃度為1.2％的過硫酸鉀溶液，滴加時間控制在2小時，滴加時溫度控制在78℃；(4)滴加完后保持溫度繼續反應1小時，降溫出料，即得所述改性木質素磺酸鹽分散劑。實施例5：反應所需各組分含量按照表1所示，其中所述的木質素磺酸鹽為木質素磺酸鉀，不飽和羧酸和/或不飽和羧酸鹽為丙烯酸，乙烯基磷酸和/或乙烯基磷酸鹽為乙烯基磷酸鈉，氧化劑為高鐵酸鈉和高錳酸鉀的混合物，且本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種改性木質素磺酸鹽減水劑，按照以下組分組成：

【技術特征摘要】
1.一種改性木質素磺酸鹽減水劑，按照以下組分組成：2.根據權利要求1所述的改性木質素磺酸鹽減水劑，其特征在于：所述木質素磺酸鹽為木質素磺酸鈉、木質素磺酸鉀、木質素磺酸鎂、木質素磺酸銨中的一種或幾種的混合物。3.根據權利要求1所述的改性木質素磺酸鹽減水劑，其特征在于：所述不飽和羧酸為丙烯酸和/或甲基丙烯酸，所述不飽和羧酸鹽為丙烯酸鈉和/或甲基丙烯酸鈉。4.根據權利要求1所述的改性木質素磺酸鹽減水劑，其特征在于：所述乙烯基磷酸鹽為乙烯基磷酸鈉、乙烯基磷酸鉀中的一種或兩種的混合物。5.根據權利要求1所述的改性木質素磺酸鹽減水劑，其特征在于：所述氧化劑為過氧化氫、高鐵酸鈉、次氯酸鈉、高錳酸鉀中的一種或幾種的混合物。6.根據權利要求1所述的改性木質素磺酸鹽減水劑，其特征在于：所述引發劑為過硫酸鈉...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉劍鋒，鄭福爾，陳珍喜，鄭文國，劉明華，蘇千德，
申請(專利權)人：福建清源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：福建;35