[发明专利]综合利用焦化酸焦油制取减水剂及其方法

说明书

本发明涉及一种使用有机材料作为砂浆、混凝土、人造石或其它类似材料的有效成份，尤其涉及一种增塑剂。

减水剂或称超塑化剂，是一种表面活性物质，它能保持混凝士工作性能不变而显著减少其拌和需水量，还能显著提高混凝士制品早期强度。

关于减水剂的开发应用报导较多，常见减水剂包括有：木质素磺酸盐、萘磺酸甲醛缩合物的盐类，烷基丙烯磺酸盐高分子聚合物，高级多元醇与高分子磺化物的聚合物等，另外还有一些属于非离子型表面活性剂，如聚氯乙烯脂肪酸醚，聚氯乙烯烷代酚醚，三聚氢胺甲醛磺化树脂等也可用作减水剂。以上各类减水剂多以市售有机化工原料经化学合成而得，成本较高，使其应用受到限制。

焦化精苯酸焦油长期以来是难以处理的工业废液，多以排入废水系统的方法予以处理，导致严重的水体污染，成为重要的污染源，目前已成为众多焦化厂招标寻求解决的难题。酸焦油为粗苯酸洗过程产物。据有关资料报导，酸焦油中含有硫酸、磺酸、羟基乙酸、乙酰甲醛树脂、萘、蒽、酚、苯乙烯、茚、噻吩等多种物质。前苏联专利和中国林科院林化研究所都提出利用酸焦油中的磺化物可制取水泥减水剂。将精苯酸焦油经吹蒸处理后喷雾干燥所得粉剂，加入栲胶废渣，制得粉状减水剂。其减水率虽可达20％，但采用喷射干燥法除去酸焦油中大量的水份，不能彻底解决酸焦油引起的污染问题。

本发明的目的是提供一种利用焦化酸焦油制取低成本早强型高效液体减水剂及其方法，为焦化行业解决酸焦油污染、变废为宝提供有效途径。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：它由调制的酸焦油或直接用酸焦油、甲醛及NaOH水溶液组成。调制的酸焦油是将精苯酸焦油吹蒸后，调制硫酸浓度在15～30％，含水量15～50％，萘系物(萘、甲基萘、甲基萘磺酸及其盐类)3～10％，蒽1～15％，磺化物总量5～30％。

本发明的制取条件是：调制酸焦油或直接用酸焦油每100份中一次性加入或多次性加入甲醛1～90份，在大气压下和40～120℃范围内，反应1～8hr，加入NaOH水溶液中和至pH到8～10，冷却至室温后，观察无沉淀物析出即得液体减水剂。

若精苯酸焦油组分中的硫酸浓度，水，萘、蒽、磺化物符合调制酸焦油条件则可直接使用。

由于采用上述技术方案，所得减水剂的减水率达20％左右，添加减水剂的混凝士制品3天、7天、28天强度均有明显增强，气孔率减低。本发明不仅可为制取高效、早强、低成本的减水剂提供技术，还可为综合利用焦化酸焦油废液，变废为宝，消除污染，开辟新途径，取得良好的社会效益。

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1

据分析结果，某焦化厂精苯酸焦油含硫酸25％，萘系物5.4％，水35.5％，蒽1.75％，磺化物总量8.45％。直接称取该酸焦油106.2g，于500ml搅拌反应器中，加热至70℃，恒温，再加甲醛溶液48ml搅拌反应3hr，缓慢加入NaOH溶液，调节pH值至9～10。静置冷却至室温，即得液体减水剂产品。过程无废液排出。当水泥中推荐用量按有效成份计为1.0％时，净浆减水率达11.5％，加入量为1.8％时，达23.58％。

实施例2

将含硫酸25％，萘系物5.4％，蒽1.75％，磺化物总量8.45％的酸焦油，加入萘系物6.43％，进行调制使萘系物总量达11.83％。称取该预制酸焦油300g于500ml搅拌反应器中，加热至80℃，恒温，第一次加甲醛30ml，搅拌反应3hr，第二次加入甲醛16ml，反应3小时，第三次加入甲醛10ml，反应2小时，最后加入NaOH溶液，中和至pH9-10。静置冷却至室温，即得产品。当水泥中推荐用量按有效成份计为0.5％时，净浆减水率达12.06％，加入量为0.7％时，达18.63％，加入量为0.8％时，达22.16％，加入量为1.0％，达23.63％。