[发明专利]水泥减水剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种水泥减水剂的制备方法。

水泥混凝土是世界上用量最大的建筑材料，但水泥混凝土存在自重大、强度较低和脆性等弱点，研究发现，其强度和流动性能与拌制混凝土时加入的水量密切相关，加水量多，流动性好，对施工有利，但水量越多，混凝上强度越低，因此水泥混凝土的减水和增强剂的研究一直是一热门的实用性课题。而在建筑领域，目前使用的减水剂主要有两大类，一类为木质素磺酸盐，这种产品只对水泥有减水作用，没有明显的增强作用。一类为高档三聚氰胺或木质素萘磺酸盐，性能优良，但价格昂贵，因此建筑领域急需价格低廉，性能优良，同时具有减水和增强作用的处理剂。

本发明的目的提供一种制备成本低廉、性能优良的水泥减水剂的方法。

本发明通过在聚苯乙烯链上引入磺酸基团，用水溶解，然后用氢氧化钙、氧化钙或石灰中和成钙盐，使改性聚苯乙烯具有亲水亲油的表面活性剂的性质，制成一种对水泥混凝土具有高效减水和增强作用的水泥减水剂。

本发明制备方法如下：(1)将聚苯乙烯溶解或溶胀在甲苯、二氯乙烷或二甲苯中，重量浓度为30％-80％；(2)用氯磺酸或重量浓度为50％-99％的硫酸作磺化剂，加热至80℃-100℃，反应3-5个小时；(3)加热至110℃-140℃，蒸馏回收溶剂1小时；(4)降温至80℃，加入水，将磺化的聚苯乙烯溶于水中，制成重量浓度为5％-40％的磺化聚苯乙烯溶液，然后用氢氧化钙、氧化钙或石灰中和成中性，pH值为7-8；(5)过滤成稳定的水泥减水剂溶液。

本发明主要采用对环境造成巨大污染的废旧聚苯乙烯为原料，磺化过程制成的磺化聚苯乙烯的磺酸基团摩尔百分含量为20-95mol％，磺化聚苯乙烯溶液的中和过程最终生成的磺化聚苯乙烯磺酸钙盐，具有亲水亲油的表面活性剂的性质，适于作为水泥减水剂应用。

本减水剂含量可调，对水泥减水效率高，最高减水率可高达20％以上。加入本减水剂的水泥混凝土，具有泌水率低、含气量少和收缩率小等优点，制备工艺简单易控。在水泥混凝土的加水拌合过程中加入该减水剂，可大大减少拌合水的量，同时大大增加水泥混凝土的强度。同时，由于它是用废旧聚苯乙烯作原料，成本价格低，为建筑行业提供了一新型实用的新产品，具有巨大的市场竞争力，能创造巨大的经济效益和社会效益。另外，这种新的减水剂的应用，又可解决废旧塑料对环境的污染问题，

实施例1

(1)10g废旧聚苯乙烯溶于30ml的二甲苯中，将16.4ml的氯磺酸加入废旧聚苯乙烯溶液中，在80℃反应4小时，140℃回收溶剂，然后用100g的水将磺化聚苯乙烯溶解，磺化度为78mol％。(2)加入120g的氧化钙中和，制成固体含量为15％的改性废旧聚苯乙烯塑料水泥减水剂。

实施例2

(1)10g废旧聚苯乙烯溶于25ml甲苯中，将18ml的95％浓硫酸加入聚苯乙烯溶液中，在90℃反应5小时，140℃回收溶剂，然后用180g的水将磺化聚苯乙烯溶解，磺化度为82mol％。(2)加入14g的氢氧化钙中和，制成固体含量为10％的改性废旧聚苯乙烯塑料水泥减水剂。

实施例3

(1)10g废旧聚苯乙烯溶于30ml1，2二氯乙烷中，将16ml的氯磺酸加入聚苯乙烯溶液中，在80℃反应4.5小时，然后用80g的水将磺化聚苯乙烯溶解，磺化度为78mol％。(2)加入14g的氢氧化钙中和，制成固体含量为30％的改性废旧聚苯乙烯塑料水泥减水剂。