[发明专利]减水剂、其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种减水剂、其制备方法及应用。

背景技术

减水剂是一种在保持混凝土流动性基本相同的条件下，能减少拌合用水量的外加剂，是目前研究和应用最为广泛的混凝土外加剂。在使用过程中掺入减水剂可以提高新拌混凝土的和易性、流动性，并能提高混凝土的强度，延长混凝土构件的服役寿命，因此减水剂是混凝土中不可缺少的一种外加剂。

上个世纪九十年代中后期，石油资源告急，粮食相对过剩以及汽车尾气造成的环保压力之下，我国开始研究燃料乙醇，但是会消耗大量的粮食，给人类的生存带来危险。因此发展发展秸秆纤维乙醇对国家能源开发、缓解能源紧缺的矛盾具有重要战略意义。首先，纤维是可再生资源，用纤维生产乙醇能够缓解能源危机，其次他不与人畜争粮，保证粮食的安全，此外还可以给农民带来一定的经济效益。近几年，河南天冠、山东龙力开始进军这个领域，中石油在这方面也有动作，一些国际巨头像杜邦和杰能科也开始在中国布局，最近中粮集团、中海油集团已经分别于英国TMD可再生能源公司签订了联合开发协议，越来越多的企业进军这个领域，说明秸秆纤维造乙醇在中国有很好的前景。

秸秆生产燃料乙醇实质是利用纤维为原料来进行生产乙醇的。有研究报道每6吨秸秆纤维大约可以生产1吨乙醇，但是同时产生约3.5吨废渣以及10吨废水，后期的废水废渣处理需要大量的成本，这样既使乙醇成本居高不下，又给环境带来巨大污染。秸秆造乙醇的废水废渣中主要含纤维素、半纤维素以及木质素，结构如下所示(其中对羟基苯基单元、愈创木基单元和紫丁香基单元为木质素中的主要结构，纤维素中1为大于2的自然数)。因此合理利用这些废水废渣将使得纳污河流的水质得到极大的改善，同时解决了秸秆造乙醇的废液污染问题，解除了纤维乙醇发展的后顾之忧，必将促进纤维乙醇工业与生态环境保护的协调、持续发展。

专利CN1321931C报道了改性木质素的一种方法，将木质素磺酸镁与水溶性聚羧酸型聚合物进行物理复合的方法混合，没有经过任何的化学反应，这样制备的改性木质素的性能不易稳定，且有可能因为二者的相容性不好，发生分层现象。而专利CN100453493C公开了一种改性木质素聚羧酸水泥分散剂的制备方法，该方法要分三步实验来完成：a先将木质素磺酸盐、重铬酸钠、聚乙烯醇、丙烯酸和引发剂制备出改性木质素磺酸盐的预聚物；b再将马来酸酐、丙烯酸羟酯、苯乙烯以及过氧化物制备出聚羧酸改性剂预聚物，c最后加过硫酸铵、亚硫酸盐和改性木质素预聚物，惰性气体保护下反应一段时间后，在加入聚羧酸预聚物，再反应一段时间后，才能得到产物。该工艺反应过程复杂，时间过长，且还需要惰性气体保护。

对羟基苯基单元        愈创木基单元        紫丁香基单元

纤维素

发明内容

本发明提供一种减水剂的制备方法，以秸秆造乙醇的废水废渣为原料，操作简单，成本低廉，所得减水剂减水率高，混凝土坍落度经时损失小，能够极大的改善混凝土的使用性能。

本发明还提供上述制备方法所制得的减水剂。

本发明还提供上述减水剂的应用。

所述减水剂的制备方法为，由秸秆乙醇废液、单体A和单体B在水性介质中发生自由基聚合反应得到，所述秸秆乙醇废液在由秸秆纤维制造乙醇的过程中产生，质量百分比浓度为30％时粘度为15.6-24.5mPa·s，其固形物中纤维素的质量百分比含量为18-25％，半纤维素的质量百分比含量为1-10％，木质素的质量百分比含量为45-60％，其余物质为灰分，所述单体A通式为：

其中，R₁为氢原子或者-COOM，R₂为氢原子或者甲基，M为氢原子、碱金属或者碱土金属；

所述单体B通式为：

其中，R₃为氢原子或者甲基，R₄为氢原子或者碳原子小于5的烷基，m为0-10的整数，n为1-200的整数，AO代表2-3个碳原子的氧化烯基中的一种或两种以上任意比例的混合物，所述单体A和单体B的摩尔比为1∶5-10∶1，单体A和单体B的质量和为秸秆乙醇废液固形物的1-50％。

本发明所述固形物，是指在常压下，温度为100±2℃的条件下，将溶液烘干至恒重后的残留物。