试论脂肪族高效减水剂合成工艺

民营科技2018年第8期

37试论脂肪族高效减水剂合成工艺

张景辉（牡丹江华鸿新型材料有限公司，黑龙江牡丹江157000）摘要：合成工艺技术的不同，脂肪族高效减水剂的应用性能与质量也存在一定的差异。在此基础上从脂肪族减水剂的反应阶段、生产工艺、影响因素等方面出发，对减水剂的合成工艺进行系统的分析。关键词：反应机理；加料方式；新型工艺中图分类号：TU528.042

文献标识码：A

脂肪族高效减水剂属于外加剂的一种，通过添加不同的减水剂可以对混凝土的性能进行改善，使其更适应项目建设的需求。1脂肪族高效外加剂的主要生产方式及反应机理1.1脂肪族高效外加剂的主要生产方式当前阶段，脂肪族类型减水剂的生产方式主要包括两种：即连续式以及间歇式生产模式。减水剂的连续生产系统操作工艺简单、性能参数容易调整，生产的外加剂质量具备较高的稳定性，自动化控制系统的应用水平较高，但设备需要投入的成本较高，因此应用并不广泛。与此同时，间歇性生产模式对设备的需求不高，生产成本较低，脂肪族减水剂的产量可以满足实际需求，现阶段在外加剂的中小生产单位中应用较为广泛。然而，两种方式各有优劣，生产的技术水平并不理想，存在较大的改进空间，需要不断的进行技术研究、创新。1.2反应机理1）基础反应机理。在基础反应中，占据主要地位的反应主要有两种：首先，在碱性条件下，化学药剂的羟醛缩合基础反应；其次，是丙酮、甲醛与亚硫酸氢钠产生的加成反应。在药剂进行基础反应的过程中会出现不同的缩合反应单体，常见的有丙酮一缩甲醛，该种反应对象是缩合单体，可以为链增长提供支持。但基础反应的实际过程中，能够产生磺化反应的单体对象只有一个羟基，无法参与到链增长的过程中，因此充当链终止剂的作用。2）缩合反应机理。基础反应完成后，会出现多羟基化合物的反应产物，该种化合物在碱性条件下或高温环境下会发生失水缩合反应，产生磺化丙酮、甲醛的缩合物，缩合物的分子质量通常为五千左右。该种反应发生的原理为缩聚机理，具体过程为基础反应后的多羟基化合物受碱性或高温条件的影响，发生磺化丙酮、甲醛缩合变化。2在脂肪族类型减水剂合成过程中产生影响的主要因素与新型工艺探究2.1对减水剂性能产生影响的主要因素1）加料方式不同产生的影响。加料方式的不同，获取的减水剂质量、性能也有所差别。在放有丙酮、甲醛、焦亚硫酸钠等物质的釜内添加氢氧化钠属于性能反应较差的方式。该种加料方式主要采取滴加模式进行加料，不同物质之间的化学反应同时进行，放热时间集中且反应剧烈，在这一过程中不同物质的反应速率相对较快，使得物质的热量在反应的初级阶段全部释放出来，安全性与稳定性较差。在丙酮、焦亚硫酸钠、氢文章编号：1673-4033（2018）08-0037-01

氧化钠等物质中添加甲醛或在丙酮、氢氧化钠中添加甲醛、焦亚硫酸钠两种加料的方式较为常见，热量主要在反应中期释放，但物质反应的持续之间较长，实际的生产参数容易控制。2）反应温度条件的影响。减水剂的反应阶段分为基础阶段与缩合阶段，在基础反应过程中，反映对象会释放大量的热量，而相对来说缩合反应过程几乎不会产生热量，因此两个阶段的热量控制标准也存在较大的差别。通常情况下，为了控制基础阶段反应的性能参数，降低物料受到损坏的可能，滴加药剂的温度应该保持在六十摄氏度左右，而缩合反应的温度条件通常控制在九十五摄氏度左右，保证反应物的实际速率。3）反应时间产生的影响。长期的外加剂生产实践表明，反应时间对减水剂性能的影响较大，在反应发生的初期阶段，减水性能会随着时间的增加而不断提升，但在达到反应某一时段的峰值后，就会与时间成反比，性能不断降低。一般认为要想控制减水率大小，就必须要求分子质量不可过大也不可过小，而是要控制在合理范围内，此时反应时间多需要控制在1.5~2.5h之内。2.2新型的减水剂合成工艺1）工艺应用流程。将甲醛和焦亚硫酸钠在预搅拌罐中混合溶解后，泵入加料罐;丙酮和液碱按一定比例泵入5t的反应釜中，在搅拌下升温至设定温度后恒温，开始滴加甲醛和焦亚硫酸钠的混合物，控制加料速度在预定时间内滴完；升温至70~100℃，恒温1.5~2.5h，加水调节浓度，降温出料，泵入成品罐，完成生产。2）技术效果。经过对所生产的产品进行性能鉴定后表明，该工艺生产的减水剂性能优异，符合国家标准GB8076。重复试验表明，产品性能稳定。并且在大规模的生产应用后也可以证明，该工艺生产操作简单，参数易控制，生产过程无废物排放，产品性能稳定。是一种非常可行且优良的生产工艺。减水剂作为混凝土配置外加剂的一种，生产与合成质量对建筑材料的实际应用有着直接的影响。脂肪族减水剂主要的反应阶段包括基础反应以及缩合反应，在进行工艺合成的过程中需要注意加料方式、反应温度以及反应时间等环节的控制，保证减水剂的应用质量。参考文献[1]刘成冠与性男，能乔研究敏，冉千[J].新平型，建等筑.新材型料改，性2016脂肪（1）族：115.

高效减水剂的合[2]罗高应效，减李水彦剂青的，陆合志成龙，工艺等[J]..响新应型面建法筑优材化料微，波2017辐射（2）马：94.

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