本發(fā)明屬于混凝土用減水劑領(lǐng)域，具體涉及一種改性氨基磺酸鹽減水劑的合成方法。

背景技術(shù)：

隨著混凝土技術(shù)的發(fā)展，混凝土外加劑已經(jīng)是不可或缺的一部分，是推進(jìn)混凝土發(fā)展的重要一部分?；炷镣饧觿┲惺褂米疃嗟囊环N外加劑是混凝土減水劑，是非常重要的組成成分。高效減水劑以其較好的效果和保坍性能占據(jù)了重要的地位，目前國內(nèi)應(yīng)用的比較廣泛的高效減水劑有：聚羧酸系高效減水劑、木質(zhì)素磺酸鹽系高效減水劑、萘系高效減水劑、三聚氰胺系高效減水劑以及氨基磺酸鹽系高效減水劑。

其中，氨基磺酸鹽系減水劑是非常重要的非萘系減水劑之一。氨基磺酸鹽系高效減水劑具有分支多(甚至網(wǎng)狀)、疏水基分子鏈短、極性較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)特點。由于分支多，氨基磺酸鈉分子一般在混凝土粒子表面呈立式吸附，這種立體效應(yīng)可以使混凝土在較長的時間內(nèi)保持其坍落度及流動性；但分子中疏水基分子鏈短、極性較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)卻決定了其應(yīng)用于混凝土?xí)r保水性能差、容易泌水；且原料中存在易揮發(fā)的苯酚、甲醛等有毒物質(zhì)，原料價格相對偏貴，生產(chǎn)成本偏高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的在于提供一種改性氨基磺酸鹽減水劑的合成方法。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種改性氨基磺酸鹽減水劑的合成方法，包括如下步驟：

(1)稱取原料：對氨基苯磺酸鈉、苯酚、氫氧化鈉、甲醛溶液、尿素、水和三聚氰胺；

(2)三聚氰胺羥甲基化：將水、三聚氰胺、部分甲醛投入到反應(yīng)釜a中，升溫至60℃，待三聚氰胺完全溶解后，繼續(xù)反應(yīng)15分鐘，終止反應(yīng)；

(3)溶解中和：將水、對氨基苯磺酸鈉、苯酚投入反應(yīng)釜b，攪拌升溫至68～75℃，然后取氫氧化鈉溶于水后，加入到反應(yīng)釜b，繼續(xù)攪拌15分鐘；

(4)羥甲基化縮合：待反應(yīng)釜b攪拌攪拌完成后，向其中先快后慢滴加甲醛溶液，控制甲醛滴加時間為1.5～2h，保持溫度不變；當(dāng)甲醛溶液滴加完成后，取氫氧化鈉溶于水后加入到反應(yīng)釜b中，升高溫度至90～98℃，保溫4～5h；

(5)分子鏈重排：反應(yīng)釜b的羥甲基化縮合反應(yīng)結(jié)束后，降溫至75～80℃，加入尿素，保溫1～2h，再將步驟(2)所得反應(yīng)釜a中溶液加入反應(yīng)釜b，繼續(xù)反應(yīng)2～3h，即得改性氨基磺酸鹽減水劑。

上述方案中，所述改性氨基磺酸鹽減水劑的分子量為3000da～10000da。

上述方案中，所述原料按質(zhì)量百分比計為：對氨基苯磺酸鈉15～25％；苯酚5～10％；氫氧化鈉0.25～0.3％；甲醛溶液20～40％；尿素0.5～1.5％；水20～40％；三聚氰胺10～25％，所述甲醛溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37％。

上述方案中，步驟(2)所述三聚氰胺與甲醛的用量比為1:1.86。

上述方案中，步驟(3)所述氫氧化鈉與步驟(4)所述氫氧化鈉的用量比為15:2。

本發(fā)明的有益效果：(1)本發(fā)明制備所得減水劑對混凝土中的礦物外加劑(粉煤灰、礦粉、硅灰)適應(yīng)性能好，能顯著提高氨基磺酸鹽減水劑的保水性能，降低混凝土中對減水劑摻量的敏感性；(2)本發(fā)明制備所得減水劑的保坍性能優(yōu)異，膠凝材料凈漿的流動度在4h內(nèi)基本無損失，砂漿流動度在4h內(nèi)基本無損失；將其用于配置商品混凝土、大流動性混凝土，具有減水率高、強(qiáng)度提升顯著的優(yōu)勢；(3)本發(fā)明采用低價的三聚氰胺和尿素提高支鏈長度，降低了氨基磺酸鹽減水劑的生產(chǎn)成本；并且利用尿素吸附氨基磺酸鹽減水劑合成中的游離甲醛，可以減少對環(huán)境的污染。

具體實施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。

實施例1

一種改性氨基磺酸鹽減水劑的合成方法，包括如下步驟：

(1)原料的重量配比為:對氨基苯磺酸鈉17.37％；苯酚7.07％；甲醛21.9％；氫氧化鈉0.26％；尿素1.56％；三聚氰胺14.6％；水37.24％；

(2)三聚氰胺羥甲基化：將85g水，97.4g三聚氰胺，52.5g甲醛投入反應(yīng)釜a中，升溫至60℃，三聚氰胺完全溶解后，繼續(xù)反應(yīng)15分鐘后終止反應(yīng)；

(3)溶解中和：稱取92.5g水、115.6g對氨基苯磺酸鈉、47g苯酚投入反應(yīng)釜攪拌升溫至73℃；稱取1.5g氫氧化鈉溶解于20g水中；將氫氧化鈉溶液加入反應(yīng)釜，攪拌15min；

(4)羥甲基化縮合：稱取93.2g甲醛溶液(所述甲醛溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37％)，待反應(yīng)釜b攪拌完成后，向其中先快后慢滴加甲醛溶液，控制甲醛滴加時間為1.5h，保持溫度不變，稱取0.2g氫氧化鈉溶解于20ml水中，當(dāng)甲醛溶液滴加完成后，加入氫氧化鈉，升高溫度至95℃，保溫4.5h；

(5)分子鏈重排：稱取10.35g尿素溶解于30g水中，待反應(yīng)釜b的羥甲基化縮合反應(yīng)結(jié)束后，降溫至80℃，加入尿素，保溫2h，再將步驟(2)所得反應(yīng)釜a中溶液加入反應(yīng)釜b，繼續(xù)反應(yīng)2h，即得改性氨基磺酸鹽減水劑。

實施例2

一種改性氨基磺酸鹽減水劑的合成方法，包括如下步驟：

(1)原料的重量配比為:對氨基苯磺酸鈉18.9％；苯酚9.1％；甲醛25.3％；氫氧化鈉0.33％；尿素0.93％；三聚氰胺15.9％；水29.54％；

(2)三聚氰胺羥甲基化：將80g水，97.4g三聚氰胺，52.5g甲醛投入反應(yīng)釜a中，升溫至60℃，三聚氰胺完全溶解后，繼續(xù)反應(yīng)15分鐘后終止反應(yīng)；

(3)溶解中和：稱取87.5g水、115.6g對氨基苯磺酸鈉、67.7g苯酚投入反應(yīng)釜攪拌升溫至73℃；稱取1.8g氫氧化鈉溶解于10g水中；將氫氧化鈉溶液加入反應(yīng)釜，攪拌15min；

(4)羥甲基化縮合：稱取102.5g甲醛溶液(所述甲醛溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37％)，待反應(yīng)釜b攪拌攪拌完成后，向其中先快后慢滴加甲醛溶液，控制甲醛滴加時間為1.5h，保持溫度不變，稱取0.24g氫氧化鈉溶解于20ml水中，當(dāng)甲醛溶液滴加完成后，加入氫氧化鈉，升高溫度至95℃，保溫4.5h；

(5)分子鏈重排：稱取11.4g尿素溶解于10g水中，待反應(yīng)釜b的羥甲基化縮合反應(yīng)結(jié)束后，降溫至80℃，加入尿素，保溫2h，再將步驟(2)所得反應(yīng)釜a中溶液加入反應(yīng)釜b，繼續(xù)反應(yīng)2h，即得改性氨基磺酸鹽減水劑。

本發(fā)明實施例1～2制備所得改性氨基磺酸鹽減水劑的產(chǎn)品性能如下：

(1)本產(chǎn)品為棕紅色液體，ph值為8～9，固含量為30～31％。

(2)本產(chǎn)品在水泥凈漿流動度試驗中，水灰比為0.29時，摻量為水泥質(zhì)量的0.5～0.6％時，流動度為230～250。

(3)本產(chǎn)品質(zhì)量配比為0.7份水泥與0.3份粉煤灰的膠凝材料體系時，水灰比為0.29時，摻量為膠凝材料體系質(zhì)量的0.6～0.8％時，流動度為230～250。

(4)本產(chǎn)品質(zhì)量配比為0.5份水泥與0.5份礦粉的膠凝材料體系時，水灰比為0.29時，摻量為膠凝材料體系質(zhì)量的0.7～0.9％時，流動度為230～250。

(5)本產(chǎn)品質(zhì)量配比為0.95份水泥與0.05份礦粉的膠凝材料體系時，水灰比為0.29時，摻量為膠凝材料體系質(zhì)量的0.5～0.7％時，流動度為230～250。

(6)本產(chǎn)品在膠砂試驗中，控制膠砂漿流動度為200±5mm時，水劑摻量為水泥質(zhì)量的0.8～1.2％時，砂漿流動度4h基本無損失，砂漿減水率為18％～23％(如表1所示)。

表1坍落度性能測試結(jié)果

(7)本產(chǎn)品在混凝土試驗中，摻入本劑(asp)，相對比于基準(zhǔn)混凝土，砼的三天強(qiáng)度可以提高30～50％，七天強(qiáng)度可以提高25～50％，二十八天強(qiáng)度可以提高20～30％，相比較于萘系減水劑(nf)，減水劑摻量更低，早期強(qiáng)度提升明顯(如表2、表3所示)。

表2混凝土配比

表3混凝土性能測試結(jié)果

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的實例，而并非對實施方式的限制。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而因此所引申的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。