申请日2012.06.13
公开(公告)日2012.10.17
IPC分类号C04B103/30; C04B24/22
摘要
本发明提供了一种CLT酸生产废水为原料合成的高效减水剂及其生产工艺。所述高效减水剂的原料包括CLT酸生产废水、苯酚类化合物、醛类化合物和助剂。所述CLT酸生产废水是指采用甲苯磺化路线制备CLT酸，生产过程中经酸析分离工序后产生的苯环类异构体混合物的废水。所述高效减水剂的生产工艺包括将CLT酸生产废水、苯酚类化合物和溶剂混合物加热溶解，调PH值;加入醛类化合物及助剂后，保温反应;反应结束后冷却。本发明提供的技术方案以CLT酸生产中产生的苯环类异构体混合物的废水作为氨基磺酸盐高效减水剂的生产原料，一方面再生利用了工业废料，另一方面，氨基磺酸盐高效减水剂的原料成本降低约30%，大大提高产品的竞争力。
权利要求书
1.一种以CLT酸生产废水为原料合成的氨基磺酸盐类高效减水剂，其特征在于 所述减水剂的生产原料包括CLT酸生产废水、苯酚类化合物、醛类化合物和 助剂，所述CLT酸生产废水是指采用甲苯磺化路线制备CLT酸，生产过程中 产生的苯环类异构体混合物的废水。
2.根据权利要求1所述一种以CLT酸生产废水为原料合成的氨基磺酸盐类高效 减水剂，其特征在于所述CLT酸生产废水固含量20.0~30.0%，PH为5.0~6.5， 液体密度为1.140~1.190g/cm3。
3.根据权利要求1所述一种以CLT酸生产废水为原料合成的氨基磺酸盐类高效 减水剂，其特征在于所述苯酚类化合物是苯酚、对氨基苯酚、邻氨基苯酚、 对硝基苯酚和邻硝基苯酚的一种或一种以上。
4.根据权利要求1所述一种以CLT酸生产废水为原料合成的氨基磺酸盐类高效 减水剂，其特征在于所述醛类化合物是甲醛、乙醛、糠醛和三聚甲醛的一种 或一种以上。
5.根据权利要求1所述一种以CLT酸生产废水为原料合成的氨基磺酸盐类高效 减水剂，其特征在于所述助剂是丙酮、对甲苯磺酸钠、对甲苯磺酸钠、水杨 酸、苯甲酸、尿素和烯丙基磺酸钠等的一种或一种以上。
6.权利要求1~5任一所述一种以CLT酸生产废水为原料合成的氨基磺酸盐类高 效减水剂的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：
1)CLT酸生产废水、苯酚类化合物和溶剂混合加热至50~85℃完全溶解， 调PH为9.5~10.5，控制反应时间在2~3.5小时;
2)分批加入醛类化合物后，控制温度85~120℃反应，再加入助剂，保温 反应1~3小时;和
3)检测反应进度，待净浆流动度稳定时冷却。
7.根据权利要求6所述一种以CLT酸生产废水为原料合成的氨基磺酸盐类高效 减水剂的生产工艺，其特征在于组分重量配比如下：
8.根据权利要求7所述一种以CLT酸生产废水为原料合成的氨基磺酸盐类高效 减水剂的生产工艺，其特征在于所述步骤1)中还加入30～50份的对氨基苯 磺酸钠。
9.根据权利要求6~8任一所述一种以CLT酸生产废水为原料合成的氨基磺酸盐 类高效减水剂的生产工艺，其特征在于所述醛类化合物分批加入。
10.根据权利要求6~8所述一种以CLT酸生产废水为原料合成的氨基磺酸盐类高 效减水剂的生产工艺，其特征在于所述溶剂是水、甲醇或乙醇。
说明书
CLT酸生产废水为原料合成的高效减水剂及其生产工艺
技术领域
本发明涉及一种CLT酸生产废水为原料合成的混凝土减水剂，具体涉及CLT酸生产废水为主要原料合成的氨基磺酸盐类高效减水剂及其生产工艺。
背景技术
CLT酸，化学名2-氨基-4-甲基-5-氯苯磺酸，是一种重要的红色有机颜料中间体，可合成塑料大红、新宝红36b、金光红c等色淀有机颜料。该颜料广泛应用于油漆、涂料、彩色油墨、橡胶和塑料着色等。CLT酸是世界上年消耗量过万吨的有机中间体之一。目前国内工业上主要采用甲苯磺化路线来制备CLT酸，主要经过甲苯磺化、氯化、硝化和还原反应，该法具有原料来源丰富易得，工艺成熟，成本较低等优点，但是由于复杂的定位效应造成该路线会产生大量副产物，最终造成酸析分离后产物中包含有大量CLT酸的同分异构体废水，例如下列化合物：
在多步反应中，硝化反应的定位最为复杂，因此在工业废水中以式(I)化合物3-氨基-5-氯-4-甲基苯磺酸为主。由于废液中结构复杂单体分离困难，很难进行处理，无奈之下采用填埋和排放的办法，大量浪费了化工资源又污染了环境，例如浙江某工厂每年排放达40000～45000吨，数量极为庞大。
氨基磺酸系高效减水剂是由单环芳烃衍生物苯酚类化合物、对氨基苯磺酸和甲醛在一定温热含水条件下经羟甲基化和缩聚反应合成。氨基磺酸盐高效减水剂线性结构主链上含有大量的磺酸基(-SO3H)、氨基(-NH2)、烃基(-OH)等 亲水性官能团，其中主导官能团是磺酸基(-SO3H)。憎水主链由苯基和亚甲基交替链接而成，因其分子结构特点是长支链，短主链，其分子的极性很强。这样符合了减水剂的“空间位阻”和极性“带电吸附”理论的结构特性，使此类化合物能与水泥在发生水化作用时具有了分散性，缓释性，和易性和增强作用等特殊性能。氨基磺酸盐高效减水剂是二十世纪八十年代发展起来的新的减水剂品种，由于它的减水率高，早期和后期强度都较高，保塑性能也好，而且和其它减水剂的复配性能较好，和萘系类减水剂进行复配使用，提高了萘系减水剂的减水率，而且改善了萘系的保塑性能，它也能和聚羧酸高性能减水剂进行复配使用。所以氨基磺酸盐高效减水剂正日益受到大家的关注，研发和生产工厂也逐年增产并广泛应用在混凝土泵送剂和复配剂，这是一个极具前景的高效减水剂的品种。但目前因为原料价格贵，生产成本高，严重影响了氨基磺酸盐高效减水剂的推广应用。
发明内容
本发明提供一种以CLT酸生产废水为主要原料合成的氨基磺酸盐类高效减水剂及其生产工艺，用以解决上述CLT酸生产废水再利用及氨基磺酸盐类高效减水剂原料成本过高的技术问题。
为实现上述目的，本发明所述的一种以CLT酸生产废水为主要原料合成的氨基磺酸盐类高效减水剂，其原料包括CLT酸生产废水、苯酚类化合物、醛类化合物和助剂，所述CLT酸生产废水是指采用甲苯磺化路线制备CLT酸，生产过程中产生的苯环类异构体混合物的废水;
进一步，所述CLT酸生产废水固含量20.0~30.0%，PH为5.0~6.5，液体密度为1.140~1.190g/cm3;
进一步，所述苯酚类化合物为一元酚或多元酚，具体是苯酚、对氨基苯酚、 邻氨基苯酚、对硝基苯酚和邻硝基苯酚的一种或一种以上;
需要指出的是，苯酚类化合物还可以是苯酚生产过程中产生而分离出的副产品，从而能够降低成本;
进一步，所述醛类化合物是甲醛、乙醛、糠醛和三聚甲醛的一种或一种以上;
进一步，所述助剂是丙酮、对甲苯磺酸钠、对甲苯磺酸钠、水杨酸、苯甲酸、尿素和烯丙基磺酸钠等的一种或一种以上，用以提高产品性能;
进一步，所述原料还包括对氨基苯磺酸钠，用于改善产品性能。
本发明所述的一种以CLT酸生产废水为主要原料合成的氨基磺酸盐类高效减水剂的生产工艺，其包括以下步骤：
1)CLT酸生产废水、苯酚类化合物和溶剂混合加热至50~85℃完全溶解，调PH为9.5~10.5，控制反应时间在2~3.5小时;
2)分批加入醛类化合物后，控制温度85~120℃反应，再加入助剂，保温反应1~3小时;和
3)检测反应进度，待净浆流动度稳定时冷却。
所述净浆流动度是指混凝土高效减水剂的国标检测项目，一般认为一个小时前、后净浆流动度基本无变化即表示稳定。
进一步，所述各组分重量配比如下：
CLT酸生产废水： 300~400份;
苯酚类化合物： 60~100份;
溶剂： 20~50份;
醛类化合物： 100~150份;和
助剂： 1~40份;
进一步，所述溶剂是水、甲醇或乙醇;
进一步，所述步骤1)中还加入30～50份的对氨基苯磺酸钠;
进一步，所述醛类化合物分批加入;
进一步，所述CLT酸生产废水在使用前进行了预处理，所述预处理包括在40~45℃过滤掉部分杂质，去除式(II)化合物2-氨基-3-氯-4-甲基苯磺酸，和/或浓缩部分水。
需要指出的是所述以CLT酸生产废水为原料合成的氨基磺酸盐类高效减水剂可根据具体情况，进一步进行改性加工，制备出一系列高效减水剂，比如调整母液浓度适应场合需要，加入少量引气剂改进泌水现象，加入少量保水剂更进一步延长塑性保留时间，加入早强剂可以进一步提高早强强度，也可以替代目前的氨基磺酸盐类高效减水剂作为其他减水剂的改性剂，比如参考CN1704371A中的方法来改性脂肪族高效减水剂，降低成本的同时而不影响产品性能。
本发明的技术方案是以CLT酸生产中产生的苯环类异构体混合物的废水作为氨基磺酸盐高效减水剂的生产原料，一方面再生利用了工业废料，单一个工厂按本技术方案生产的高效减水剂产品，利用原料价值可达6600万，另一方面，氨基磺酸盐高效减水剂的原料成本降低约30%，大大提高产品的竞争力。由此生产工艺制备的氨基磺酸盐高效减水剂经混凝土应用试验可配制泵送剂并和与萘系高效减水剂复配，大幅度提高萘系高效减水剂性能，它的减水率可达22～24%。
