[其他]利用苯酚残渣制备混凝土减水剂的方法

说明书

本发明属于建筑材料生产方法，具体地说，是利用磺化碱熔法生产苯酚所排放的苯酚残渣制备混凝土碱水剂的方法。

在采用磺化碱熔法生产苯酚时，会排放一定数量的苯酚残渣，这种残渣含有苯基苯酚、苯酚、无机盐等化学物质，其重量比大约分别为：46%、13%、30%，据统计，我国每年约排放5000～10000吨苯酚残渣，严重污染水质。国内目前采取的处理方法主要是精馏回收苯酚和苯基苯酚或掺在煤中作燃料，前法仍有高沸点残油存留，后法造成大气污染，也有的厂家将残渣生产成为低档树脂出售，这些都没有从根本上消除污染源。

本发明的目的是提出一种利用磺化碱熔法生产苯酚所排放的苯酚残渣制备混凝土减水剂的方法，既能消除环境污染，又能得到一种价廉高效的减水剂。

目前生产的混凝土减水剂多数是直接采用化工原料，如工业萘系原料，因此成本高，且有部分减水剂生产工艺复杂，周期长。如西德专利2204275号介绍，其起始原料是单环或多环酚或是单环和多环酚的混合物，最有意义的是苯酚或对位甲酚，其缩合反应需分步进行，整个工艺流程需11小时。

本发明是直接采用苯酚残渣为生产原料，其工艺流程为：苯酚残渣→浓硫酸萃取→浓硫酸磺化→甲醛缩合→氢氧化钠中和→浓缩→干燥→红棕色粉末→成品包装。其主要化学反应式是：

磺化反应：

整个工艺流程约需5小时。

本发明是这样实现的：用98%的浓硫酸对苯酚残渣进行萃取分离，将上层萃取液加热至100℃，在100℃～120℃内，用0.5小时滴加98%浓硫酸，滴加完毕后升温至115℃～125℃保温2小时，并控制酸度小于45%，然后降温至60℃，在60℃～70℃内，用1小时缓慢滴加甲醛溶液，滴加完毕后用0.5小时升温至100℃～110℃保温0.5小时，待物料粘稠可流动，无甲醛味时，加入氢氧化钠溶液中和，使PH为7～9，最后进行浓缩、干燥，得到红棕色粉末即为成品。

萃取时98%浓硫酸的用量按重量比为：98%浓硫酸∶苯酚残渣＝0.8∶10，磺化、缩合时98%浓硫酸和甲醛的用量按摩尔比为：萃取液∶98%浓硫酸∶甲醛＝1∶3.11∶0.63。

采用适量浓硫酸萃取，还可解决磺化反应中的分层问题，操作时必须严格控制甲醛加入量及缩合反应温度，以防产生不溶性聚合物。

下层萃取液用氢氧化钙溶液中和至PH＝7，过滤、烘干得付产品硫酸钙。

本发明的起始原料包括苯基苯酚、苯酚和无机盐，所制得的减水剂的基本成分是亚甲基二苯基苯酚磺酸钠、酚醛树脂磺酸钠和硫酸钠。使用时添加0.3%（占水泥重量），混凝土28天抗压强度达空白的120%，添加0.75%，减水率达21%，是一种高效减水剂。还可与矾泥和粉煤灰混合，成为早强型减水剂，其掺量按重量比为：减水剂∶矾泥∶粉煤灰＝5∶3∶2。

实施例：按98%浓硫酸∶苯酚残渣＝0.8∶10的重量比，用98%浓硫酸对苯酚残渣进行萃取分离，取528公斤上层萃取液置于2000升搪瓷反应釜中，加热至100℃，在100℃～120℃内，用0.5小时滴加610公斤98%浓硫酸，滴加完毕后升温至115℃～125℃保温2小时，并控制酸度小于45%，然后降温至60℃，在60℃～70℃内，用1小时缓慢滴加102公斤甲醛溶液，滴加完毕后用0.5小时升温至100℃～110℃保温0.5小时，待物料粘稠可流动，无甲醛味时，加入氢氧化钠溶液中和，使PH为7～9，最后进行浓缩、干燥，得到红棕色粉末即为成品。

本发明工艺简单，生产周期短，原料便宜，所制得的减水剂能够明显改善混凝土性能，节约水泥用量，缩短工期，提高工程质量。