Способ получения пластификатора бетонных смесей

 

Изобретение касается сульфированных смесей, в частности получения пластификатора бетонных смесей (БС). Цель - упрощение с удешевлением процесса получения БС и их повьпление прочностных свойств. Синтез пластификатора для БС ведут сульфированием ароматических углеводородов - кубовых остатков фенолацетонового производства с помощью HiS04 (массовое соотношение 100-120:100) при 130-150 с. Последующую конденсацию сульфомассы с водным (2,5-5%-ным) раствором формальдегида (полученным из надсмольной воды от производства фенолформальдегидных смол) ведут при 80-100 С. Нейтрализацию полученного конденсационного продукта ведут NaOH. Для сульфирования целесообразно использовать отработанную , образующуюся в виде отхода в производстве ионообменных смол, укрепленную олеумом. Использование указанных отходов S снижает себестоимйсть БС и одновременно их утилизирует при повышении прочностных свойств БС до 10,9-12,2 МПа (через 7 сут) и 19,4 МПа (через 28 сут) при нормальном хранении. 2 з.п,ф-лы, 3 2 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 04 В 24 22 С 07 С 139/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4011370/23-04 (22) 14. О1. 86 (46) 07. 10.87. Бюл. М 37 (71) Кемеровское научно-производственное объединение "Карболит" (72) Н.С.Чертков, Н.К,Степанова, Н.Л.Татаринова, Н.И.Грибова, Т.А.Волосевич и Л.П.Ганцева (53) 678.049.07 (088,8) (56) Технологический регламент Р 34 производства разжижителя С-3. Новомосковский завод органического синтеза, 1981. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАСТИФИКАТОРА

БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ (57) Изобретение касается сульфированных смесей, в частности получения пластификатора бетонных смесей (БС).

Цель — упрощение с удешевлением процесса получения БС и их повышение прочностных свойств. Синтез пластификатора для БС ведут сульфированием ароматических углеводородов — кубовых остатков фенолацетонового проиэводcTBB c помощью Н БО (MBccoBoe cooT о ношение 100-1 20: 100) прн 1 30- 150 С .

Последующую конденсацию сульфомассы с водным (2,5-5Х-ным) раствором формальдегида (полученным из надсмольной воды от производства фенолформальдегидных смол) ведут при 80- 100 С .

Нейтрализацию полученного конденсационного продукта ведут NaOH. Для сульфирования целесообразно использовать отработанную Н SO„, образующуюся в виде отхода в производстве ионообменных смол, укрепленную олеумом. Использование укаэанных отходов снижает себестоимость БС и одновременно их утилизирует при повышении прочностных свойств БС до 10,9-12,2 МПа (через 7 сут) и 19,4 MIIa (через 28 сут) при нормальном хранении. 2 з.п.ф-лы, 2 табл.

889 2

Массовая доля бромирующихся в пересчете на фенол, 7 3,0-6,5

Массовая доля свободного формальдегида, 7. 2,0-5 0

При получении пластификатора в примерах использована надсмольная вода — отход производства фенолформальдегидной смолы для текстолитов, содержащая 2,57 формальдегида, с рН

7,3.

Отработанная серная кислота, отход производства катионитов, имеет следующий состав, 7:

Содержание моногидрата серной кислоты

Содержание ароматических водорастворимых сульфокислот стирола, дивинилбензола и т.п. 0,1 — 1,0

Содержание дихлорэтана О, 1-0,2

Вода Остал ьное

При получении плас тификат ора в примерах использована отработанная серная кислота следующего состава,7:

Содержание моногидрата серной кислоты 90

Содержание органических сульфопродуктов 0,4

Содержание дихлорэтана 0,2

Содержание воды 19,4

Отработанная серная кислота укрепляется до концентрации 967 путем введения в нее 187-ного олеума.

Введение формальдегида в виде 2,557-ного водного раствора обеспечивает получение линейного полимера и исключает возможность образования нерастворимых продуктов на стадии конденсации.

Снижение количества серной кислоты и температуры сульфирования ниже их нижних предлагаемых пределов не обеспечивает полного сульфирования всех компонентов кубового остатка фенолацетонового производства.

Увеличение количества серной кислоты и температуры сульфирования выше их верхних предлагаемых пределов приводит к окислению продуктов сульфирования.

75-90

13,3

16,5

6,9

6,1

14,9

1

1342

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения улучшенного пластификатора, который может быть использован в бетонных смесях.

Цель изобретения — упрощение и удешевление процесса и повьппение прочностных свойств бетонных смесей, что дости ается использованием для сульфирования кубового остатка фенолацетонового производства, проведением сульфирования при соотношении серной кислоты к кубовому остатку 100- 100: о, : 120 м,ч. и температуре 130- 150 С и проведением конденсации сульфомассы 15

2,5-57.-ным водным раствором формальдегида при 80- 100 С.

Предпочтительно сульфирование проводят отработанной серной кислотой — отходом производства ионообмен- 20 ных смол, укрепленной олеумом, а для конденсации используют водный раствор формальдегида, приготовленный с использованием надсмольной воды от производства фенолформальдегидных 25 смол .

Кубовый остаток фенолацетонового производства выпускается по ТУ и имео ет условную вязкость при 80 С не боо лее 8, содержание воды не более 30

2, 07., содержание механичес ких примесей не более 2,57, температуру вспышо ки в закрытом тигле не ниже 61 С, содержание фенола не менее 2,0Х, Кубовый остаток фенолацетонового производства, используемый в примерах, имеет следующий химический с.остав, 7:

Фенол

Паракумилфенол 40

Ацетофенондиметилфенилкарбинол -Метилстирол

Линейный ди45 мер I о -метилстирола

Линейный димер II оС-метилстирола 2,3

Циклический димер К -метил с тир ол а 3,4

Неидентифицированные продукты 55

Надс мол ьные воды, являющиеся отходом производства фенолоформальдегидных смол, обычно имеют следующую характеристику:

Пример 1. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают

100 г кубового остатка фенолацетонового производства,115,8 r 957. †н

40

55

3 134 техническои серной кислоты, темперао туру поднимают до 140 С и выдерживают при ней 3-4 ч до растворимости сульфомассы в воде при соотношении

1: 10. Полученную сульфомассу охлаждают до 50-55 С и вводят в нее 460,6 r

2,6 -ного водного раствора формальдегида (2,67.-ный раствор приготовлен предварительно иэ 428 г технической воды и 32,6 г формалина). Затем темо пературу повышают до кипения — 100 С, проводят конденсацию в течение 1 ч, реакционную смесь охлаждают до 70о

80 С, нейтрализуют введением 193 г

42%-ного едкого натра, охлаждают и сливают.

Пример 2. Способ осуществляют согласно примеру 1, но кубовый остаток сульфируют 104,2 г укрепленной отработанной серной кислоты, приготовленной из 61 г 907-ной отработанной серной кислоты и 43,1 г 187.-ного о олеума. Сульфирование ведут при 130 С, затем вводят 420 г 57.-ного водного раствора формальдегида, конденсацию о, проводят при 90 С и нейтрализуют введением 144 г 427.-ного едкого натра °

Пример 3. Способ осуществляют по примеру 1, но сульфирование проводят 442,0 г 47-ного водного раствора формальдегида, конденсацию ведут при о

80 С в течение 2 ч, вводят 156 г 427.— ного едкого натра.

Пример 4. Способ осуществляют по примеру 1, но вводят 428 г надсмольной воды с концентрацией формальдегида 2,57..

Пример 5. Способ осуществляют по примеру 1, но вводят 427 r 57.-ного раствора формальдегида, приготовленного из 400 г надсмольной воды и

27 г 377-ного формалина.

Характеристика готового продукта по примерам 1-5 приведена в табл. 1.

В кубовом остатке содержится 36,67. неидентифицированных веществ, которые переходят в конечный продукт, но неустановлено в каком виде: либо это продукты сульфирования, либо продукты взаимодействия с формальдегидом.

Ниже приведены испытания предлагаемого пластификатора и известного пластификатора для бетонов "Разжижитель С-3 в одинаковых условиях ° Испытания проводят на стандартной бетонной смеси, расход материалов на

1 м которой составляет: цемента

390 кг, песка 620 кг, щебня 1160 кг

2889 и воды 195 л, Ветонные смеси готовят на портландцементе марки 400, гравийном щебне с содержанием фракций 510 мм в количестве 352 и 10-20 мм в количестве 751 по массе и речном песке. Пластификаторы вводят в количестве 0,77. (в пересчете на сухое вещество) от массы цемента. В табл . 2 приведены результаты испытаний бетонных смесей.

Из данных табл. 2 видно, предлагаемый пластификатор может быть Hc ïîëüзован в бетонных смесях в качестве пластифицирующей добавки, так как соответствует всем требованиям,предъявляемым к ним, а именно обладает вь соким пластифицирующим действием,не снижая прочностных свойств бетонной смеси. В то же время, при использовании пластификатора Разжижитель С-3, обладающего такими же пластифицирующими свойствами, наблюдается снижение прочностных свойств стандартной бетонной смеси, Предлагаемый способ позволяет упростить процесс получения пластификатора за счет исключения трудно- и энергоемкой стадии отдувки, улавливания и регенерации ароматического сырья после стадии сульфирования.

Предлагаемый способ позволяет не только сделать способ получения беэотходным, но и комплексно решает проблему утилизации отходов других производств — кубового остатка от производства фенола кумольным способом, надсмольных вод от производства фенолформальдегидных смол и отработанную серную кислоту от производства катионитов.

Использование кубового остатка фенолацетонового производства позволяет значительно удешевить предлагаемый способ, так как цена кубового остатка составляет 25-27 руб./т, в то время как цена нафталина составляет 215190 руб,/т. Кроме того, предлагаемый пластификатор придает большую прочность бетонным смесям, чем известный (табл. 2). формула изобретения

1. Способ получения пластификатора бетонных смесей сульфированием ароматических углеводородов концентрированной серной кислотой при нагреТаблица1

Содержание, 7. по примеру (1

Компоненты продукта

Z 3 4

Основное (активное1 вещество

Вода

21,8

23,5

28,6

23,5

22,6

66,4

66,0

66,0

58,0

66,2

12,2

10,5

13,4

10,1

11,2

Серно-кислый натрий

Следы

Следы

Следы

Следы

Следы

Щелочь

Содержание основного вещества приведено от общего состава целевого продукта.

Та блица 2

КоФИчество введенного пластификатора,7

or цеменПрочность при сжатии бетонной смеси нормального хранения, MIIa (кгс/см ),через

Подвижность бетонной

Бетонная смесь

7 сут 28 сут смеси, см та

Контрольный образец (бетонная смесь без пластификатора) 10, 4 (106) 19,4 (197) Бетонная смесь с изгвестным пластификатором Разжижитель С-3"

9,2(94,3) 13,3(139) 20

0,7

Бетонная смесь с предлагаемым пластификатором по примеру

10,9(112) 19,4 (198)

12 2 (124, 2) 19,4 (197, 5) 21

0,7

0,7

5 134 ванин, конденсацией полученной суль— фомассы с водным раствором формальдегида при нагревании с последующей нейтрализацией гидроокисью натрия, отличающийся тем, что, с целью упрощения и удешевления процесса и повышения прочностных свойств бетонных смесей, в качестве ароматических углеводородов используют кубовый остаток фенолацетонового производства и сульфирование проводят при соотношении серной кислоты к кубовому остатку 100-120: 100 м,ч. и температуре 130-150 С, а конденсацию ведут

2889

2,5-51-ным водным раствором формальдегида при 80-100 С.

2. Способ по п.l, о т л и ч а ю шийся тем, что сульфирование г проводят отработанной серной кислотой — отходом производства ионообменных смол, укрепленной олеумом.

3. Способ по пп.l и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что для конденсации используют водный раствор формальдегида, приготовленный с использованием налсмольной воды от производства фенолформальдегидных смол.