[发明专利]一种利用废旧PET塑料生产减水剂的方法

说明书

技术领域

本发明属于混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种利用废旧PET塑料生产减水剂的方法。

背景技术

聚对苯二甲酸二乙酯（PET）因其优异的性能被广泛应用于各类产品的制造和包装领域。比如：PET做成的瓶具有强度大、透明性好、无毒、防渗透、质量轻、生产效率高等因而受到了广泛的应用。我国已经形成巨大的饮料市场，每年消耗的PET饮料瓶多达上百亿个，随着PET用量的不断扩大，随之而来的便是大量PET塑料的累积，造成大量资源浪费。因为PET在自然条件下较难降解，会造成严重的环境污染。简单的焚烧处理不仅浪费资源，焚烧所产生的有毒有害气体更会严重影响空气质量。目前，处理PET废料的方法主要有微波解聚法和循环再生法。无论是上述哪一种处理方法，都只是对PET废料做初步的降解处理，其更深层次的转产技术依然不多。

目前我国建筑行业蓬勃发展，2012年1~12月，全国商品混凝土的产量达8.88亿立方米，减水剂作为一种混凝土的外加剂对混凝土的性能改良起至关重要的作用。减水剂是可以在保持水泥净浆、砂浆和混凝土工作度不变的情况下，显著减少其拌和用水量的外加剂。减水剂的应用能显著提高混凝土强度，改善混凝土的抗冻性，抗渗性或减少水泥用量。近年来，随着建筑业的发展，对减水剂的需求量也逐年提高。目前，工业制减水剂大部分仍采用购置昂贵的高纯度原材料进行生产，生产成本较高，是减水剂价格居高不下的一个重要原因。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种利用废旧PET塑料生产减水剂的方法，能回收利用废旧PET塑料，减少污染，还能降低减水剂生产成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：发明一种利用废旧PET塑料生产减水剂的方法，其特征在于按如下步骤依次进行：

（1）预处理：将PET塑料破碎、震荡水洗并干燥待用。

（2）皂化：将按步骤（1）预处理过的PET塑料投入过量NaOH溶液中，在80℃下降解反应2~2.5小时，反应方程式如下：

（3）酸化：用稀硫酸调节步骤（2）所得溶液PH至3~4后过滤，获得固体对苯二甲酸和液相组分，液相组分经普通精馏得到粗乙二醇，反应方程式如下：

（4）酰氯化： 40~50℃下，加入氯化亚砜，使其与步骤（3）制得的固体对苯二甲酸在甲苯溶剂中反应，然后经普通精馏分离出对苯二甲酰氯和甲苯，并循环利用甲苯，反应方程式如下：

（5）氨解：在氮气保护下，将步骤（4）制得的对苯二甲酰氯溶于三乙胺溶剂，通入氨气，生成对苯二甲酰胺，反应方程式如下：

（6）Hoffman降解：将NaClO、过量NaOH溶液和步骤（5）制得的对苯二甲酰胺混合，在冰水浴条件下反应一小时后，加热至65~75℃反应至溶液澄清，得到对苯二胺，反应方程式如下：

（7）重氮化：将NaNO₂、过量稀硫酸和步骤（6）制得的对苯二胺在冰水浴条件下反应一小时后加热水解到不再有气泡冒出为止，得到对苯二酚、对氨基苯酚和对苯二胺的混合物，反应方程式如下：

（8）磺化缩合：补加100ml稀硫酸至步骤（7）产物中并加热磺化45分钟后，与甲醛缩合，反应结束后浓缩溶液质量浓度到35%，得到减水剂，磺化反应方程式如下：

优选的，废旧PET塑料破碎成边长为10~20mm的碎片。

优选的，NaOH溶液质量浓度为15~25%。

优选的，稀硫酸质量浓度为18~24%。

优选的，步骤（4）中氯化亚砜质量为废旧PET塑料投入质量的1.1~1.2倍。

优选的，步骤（6）中NaClO质量为废旧PET塑料投入质量的0.3~0.4倍。

优选的，步骤（7）中NaNO₂质量为废旧PET塑料投入质量的0.4~0.6倍。

优选的，步骤（7）水解温度为60~80℃。

优选的，磺化温度为110~170℃。

优选的，甲醛加入方式为滴加，加入量为废旧PET塑料投入质量的1.5~3倍。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）由于采用废旧PET塑料作为生产原料，加速了废旧PET塑料的回收利用，减少了资源浪费，降低了减水剂的生产成本。

（2）由于反应条件缓和、能耗小，能进一步降低了减水剂的生产成本。