Способ получения пластификатора бетонных смесей

 

Изобретение относится к производству поверхностно-активных веществ, которые могут быть использованы в качестве пластификаторов бетонных смесей. Способ получения пластификатора основан на сульфировании не подвергнутой ректификации тяжелой смолы пиролиза отработанной серной кислотой с последующей нейтрализацией сульфомассы гидроксидом натрия; при этом реакцию сульфирования осуществляют при температуре 140-150^oС, массовом соотношении смолы и кислоты 1: (1,8-2), приливая смолу к кислоте. Достигается упрощение технологии получения пластификатора и улучшение его пластифицирующих свойств. 1 табл.

Изобретение относится к производству поверхностно-активных веществ, которые могут быть использованы в качестве пластификаторов бетонных смесей.

Известен способ получения пластификатора (а.с. СССР N 1421734, кл. C 07 C 139/06, 1988) сульфированием фракции тяжелой смолы пиролиза с температурой выкипания 190 - 350^oC отработанной серной кислотой при их молярном соотношении 1:(1,5-2) при температуре 140 - 160^oC в присутствии C₃-C₅ н- или изоспиртов, взятых в количествах 5-15% от массы исходной фракции. Полученную сульфомассу нейтрализуют гидроксидом натрия.

В данном способе получения пластификатора серную кислоту прибавляют в течение 2 - 10 мин к нагретой до температуры реакции смеси фракции 190-350^oC тяжелой смолы пиролиза и н- или изоспиртов.

Известен способ получения пластификатора сульфированием фракции 180-245^oC тяжелой смолы пиролиза отработанной серной кислотой при их массовом соотношении 1: 2; температура синтеза - 140^oC, время сульфирования - 4 мин. (Нефтепереработка и нефтехимия, 1992, N 11, с. 25 - 27). В этом случае так же кислоту приливают к тяжелой смоле пиролиза.

Аналогичен способ получения пластификатора, предложенный в (а.с. СССР N 1482912, кл. C 07 C 139/06, 1989), получаемого сульфированием пиролиза отработанной серной кислоты из процесса очистки жидких парафинов в присутствии в качестве добавки фенола в количестве 2-3% от массы тяжелой смолы. Условия синтеза: к смеси тяжелой смолы пиролиза и фенола, нагретых до 140^oC, прибавляют серную кислоту, молярное соотношение смолы и кислоты 1:1,5-2, температура синтеза 140 - 160^oC, время сульфирования 5 мин. Полученную сульфомассу нейтрализуют гидроксидом натрия.

Недостатком этих способов является необходимость выделения из тяжелой смолы пиролиза фракций 190 - 350 и 180 - 245^oC, что предполагает наличие в технологическом процессе получения пластификатора, помимо стадии сульфирования, дополнительной стадии ректификации пиролизной смолы. Кроме того, способ получения пластификатора, основанный на введении в тяжелую смолу пиролиза серной кислоты, приводит к образованию в составе пластификатора тяжелой полимерной массы, присутствие которой отрицательно сказывается на подвижности бетонных смесей.

Приведенные выше работы можно считать прототипом заявленного изобретения.

Целью заявляемого изобретения является упрощение технологии получения пластификатора и улучшение его пластифицирующего свойства.

Поставленная цель достигается предлагаемым способом получения пластификатора, который основан на использовании в качестве одного из реагентов неразогнанной тяжелой смолы пиролиза, при этом исключается из технологии получения предварительная стадия ректификации смолы по фракциям.

Предлагаемый способ получения пластификатора заключается в следующем: к отработанной серной кислоте порциями приливают тяжелую смолу пиролиза; массовое соотношение смола:сульфирующий агент 1:(1,8-2); реакция сульфирования смолы осуществляется при температуре 140 - 150^oC; добавление смолы к кислоте осуществляется в течение 4 - 8 мин. После проведения сульфирования смолы реакционную массу нейтрализуют 12%-ным водным раствором гидроксида натрия.

Изменение порядка введения исходных веществ (приливание смолы к серной кислоте в отличие от введения в смолу серной кислоты по известным способам) приводят к уменьшению в сульфомассе полимерных веществ, что положительно сказывается на пластифицирующей способности синтезируемого продукта.

Для получения пластификатора использовали следующие исходные компоненты: тяжелая смола пиролиза: плотность при 20^oC 1,0899 г/см³, кинематическая вязкость при 50^oC 28, 27 мм г/с, коксуемость 4,44 мас.%; отработанная серная кислота из процесса получения жидких парафинов: концентрации 92 мас.%; натр едкий ГОСТ 2263-79 в виде 12%-ного водного раствора.

Пример 1.

83,8 г отработанной серной кислоты нагревали до 140^oC, к данному продукту в течение 5 мин приливали тяжелую смолу пиролиза в количестве 41,90 г, массовое соотношение смола: кислота составляла 1:2. Полученную реакционную массу нейтрализовали 12%-ным водным раствором едкого натра до нейтральной среды. Синтезированный продукт - водный раствор поверхностно-активного вещества (ПАВ), обладающего свойствами пластификатора бетонных смесей, охлаждали и сушили до постоянного веса при температуре 120^oC.

Пример 2.

Для получения пластификатора брали 87 г отработанной серной кислоты и 43,5 г тяжелой смолы пиролиза. Условия синтеза пластификатора те же, что и в примере 1.

Пример 3.

Пластификатор получали сульфированием 43,2 г тяжелой смолы пиролиза 86,4 г отработанной серной кислотой. Условия синтеза те же, что в примерах 1, 2.

В качестве объекта сравнения взят образец, полученный сульфированием фракции 180 - 220^oC тяжелой смолы пиролиза отработанной серной кислотой по известному способу (Нефтепереработка и нефтехимия, 1992, N 11, с. 25 - 27).

В качестве эксплуатационного свойства полученного и сравнительного образцов определяли подвижность бетонной смеси (Рекомендации по физико-химическому контролю состава и качества суперпластификатора С-3. - М.: НИИ ЖБ ГОССТРОЯ СССР, 1984, - 57 с.) с добавкой последних в количестве 1 мас.%. Полученные результаты представлены в таблице.

Как видно, образцы, полученные по предлагаемому способу, обладают большей пластификацией способностью, чем образец, синтезированный по известному способу.

Кроме того, упрощена технология получения пластификатора за счет исключения стадии ректификации тяжелой смолы пиролиза, используемой в известном способе.

Формула изобретения

Способ получения пластификатора бетонных смесей сульфированием тяжелой смолы пиролиза отработанной серной кислотой из процесса очистки жидких парафинов при массовом соотношении смолы и кислоты, равным 1 : (1,8 - 2,0), и температуре 140 - 150^oC в течение 4 - 8 мин с последующей нейтрализацией сульфомассы гидроксидом натрия, отличающийся тем, что в качестве сульфируемого продукта используют не подвергаемую ректификации тяжелую смолу пиролиза, приливаемую к нагретой до температуры реакции отработанной серной кислоте.

РИСУНКИ

Рисунок 1