[发明专利]以顺酐渣为原料的聚羧酸系混凝土减水剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土添加剂领域，具体来说，涉及一种以顺酐渣为原料的聚羧酸系混凝土减水剂及其制备方法。

背景技术

生产顺酐的废渣，颜色类似于土，呈酸性，如果直接废弃会给环境带来极大的危害。顺酐废渣的主要成分是顺酐、顺丁烯二酸、反丁烯二酸和其他小分子的酸。目前顺酐渣的回收利用的主要途径之一是用于生产富马酸，顺酐渣生产富马酸需经过催化异构化、脱色，以及活性炭的再生等工艺过程，过程繁琐，工艺较复杂，处理成本相对较高，并且其中含有的氧化偶联物质难以通过脱色过程除去。顺酐渣还用于生产酯类如：富马酸二甲酯、丁二酸二酯的生产，酯类的生产虽可以回收高附加值的产品，但是需要经过蒸馏分离，设备投资大。

废渣中的顺丁烯二酸和反丁烯二酸均是合成聚羧酸减水剂的主要原料之一，并且混凝土减水剂对物料颜色的要求较低，因此将顺酐渣直接用于聚羧酸减水剂的合成将会大大降低处理成本，简化处理工艺，拓宽顺酐渣的使用领域，同时降低聚羧酸减水剂的生产成本，为顺酐渣的回收利用和聚羧酸减水剂的“平民化”带来广阔的发展空间，而且对环境保护和废物资源化具有积极意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种高性能、低成本的以顺酐渣为原料的聚羧酸系混凝土减水剂。

本发明另一个目的在于提供上述以顺酐渣为原料的聚羧酸系混凝土减水剂的制备方法。

本发明所述的以顺酐渣为原料的聚羧酸系混凝土减水剂，其特征在于，由如下质量份数的原料经聚合反应制备而成：120~130份烯丙基聚氧乙烯醚、30~40份顺酐渣、3~7份链转移剂和3~9份引发剂，

其中，顺酐渣是顺酐生产过程中产生的废渣及废水中结晶物，有效成分包括顺酐、马来酸和富马酸。

其中：

所述烯丙基聚氧乙烯醚分子量为1200~2400。

所述链转移剂为烯丙基磺酸钠或甲基烯丙基磺酸钠中的一种或两种任意比例的混合物。

所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵中的一种或两种任意比例的混合物。

制备方法包括以下步骤：

1）将符合比例的烯丙基聚氧乙烯醚、顺酐渣加入水中搅拌并升温至60~65℃；

2）向步骤1）得到的溶液中加入链转移剂和引发剂，进行聚合反应；

3）反应完毕后降温，用碱溶液调节pH值，得到聚羧酸系混凝土减水剂。

其中，所述水为200~230重量份。

所述聚合反应分两个阶段：

第一阶段：升温至70~75℃恒温反应1.0~1.5h；

第二阶段：升温至75~80℃恒温反应1.5~2.0h。

所述温度降至25~30℃。

所述pH值为6.0~8.0。

所述碱溶液为47%的氢氧化钠溶液。

使用方法为：净浆中该减水剂掺入折固量为水泥重量的0.15%~0.30%，混凝土中该减水剂掺入量为胶凝材料重量的0.25%~0.45%。

本发明所具有的有益效果是：

1、利用顺酐渣制备的聚羧酸系混凝土减水剂，通过调整减水剂的用量可完全替代纯顺酐合成的减水剂，可以缓解由于原材料价格的大幅提高而引起的混凝土外加剂供需矛盾，提高产品的竞争力；同时由于顺酐渣中还含有其他小分子的酸以及有机物，对减轻减水剂对沙石含泥量敏感性具有积极的意义；

2、利用顺酐渣合成聚羧酸减水剂可以减少顺酐渣给环境带来的污染；

3、顺酐渣直接作为聚羧酸减水剂的合成原料可以极大的降低顺酐渣的处理成本。

具体实施方式

以下结合实施例具体说明本发明。

实施例1

本发明所述的以顺酐渣为原料的聚羧酸系混凝土减水剂，由如下质量份数的原料经聚合反应制备而成：120份烯丙基聚氧乙烯醚、35份顺酐渣、5份甲基丙烯磺酸钠和7份过硫酸钾，

其中，顺酐渣是顺酐生产过程中产生的废渣及废水中结晶物，有效成分包括顺酐、马来酸和富马酸。

制备方法包括以下步骤：

1）将烯丙基聚氧乙烯醚、顺酐渣加入205份水中搅拌并升温至55℃；

2）向步骤1）得到的溶液中加入甲基丙烯磺酸钠和过硫酸钾，进行聚合反应；

3）反应完毕后降温至30℃，用氢氧化钠溶液调节pH值至7，得到聚羧酸减水剂。

其中：聚合反应分两个阶段：

第一阶段：升温至70℃恒温反应1.5h；

第二阶段：升温至80℃恒温反应1.5h。

实施例2