常用减水剂及缓凝剂的合成

一

萘系减水剂的合成

（一）配方

    原材料配比见表1。

表1 原材料配比表

名称	工业萘	浓硫酸	甲醛	液碱
作用	合成基体	磺化剂	缩合剂	中和
用量	300	400	300	400
顺序	进反应釜	磺化3h	滴定3h	直接加入

（二）工艺流程

    将工业萘粉直接加入反应釜升温，待萘粉完全溶解后，加入浓硫酸搅拌令其均匀且开始磺化，磺化3h后滴加甲醛进行缩合，3.5h之后滴加完毕，保温反应1h，加入液碱中和反应剩余的硫酸，降温至40℃既得萘系高效减水剂。

二

脂肪族减水剂的合成配方和工艺

（一）配方

     原材料配比见表2。

表2 原材料配比表

名称	亚硫酸钠	丙酮	甲醛
作用	合成基体	聚合	缩合
用量	240	90	250
工艺水	420
顺序	进反应釜		滴定3h

 （二）工艺流程

    先将420kg水加入反应釜，加入240kg对亚硫酸钠充分溶解，10min后，再加入90kg丙酮搅拌，并开始滴加250kg甲醛，3h～4h滴完。反应釜内的升温时开冷却水降温，使滴完后温度在85℃～90℃间，保温反应5h，即可检验下料，得到脂肪族减水剂，减水率达15%～28%。

（三）合成工艺的两种改进方法

1.采用单段甲醛添加工艺(A+B)

    （1）亚硫酸钠和水在反应釜中完全溶解后，向反应釜中滴加投入丙酮，开冷凝水；
    （2）向反应釜中滴加甲醛，滴加时间约1h。溶液变黄，至黑色。温度骤升。发生爆沸用水冷却；
    （3）滴加完毕，保温4h。
    结束后得成品减水剂。
    生产时应注意以下问题：
    （1）温度：在加入丙酮时如温度过高反应剧烈而无法控制，同时丙酮挥发浪费过多。
    （2）滴加速度：甲醛滴加速度要严格控制，速度过快则整个缩合反应剧烈或无法反应。
    （3）爆沸控制：反应中会发生爆沸现象，用冷水冲下。

2.采用三段甲醛添加工艺 (0.33A+B)

    （1）将三分之一甲醛和一半焦亚硫酸钠以及丙酮混合，不完全溶解制得A液；将三分之一甲醛和一半焦亚硫酸钠混合，不完全溶解制得B液；
    （2）将A、B液混合；
    （3）投入反应釜中，滴加三分之一甲醛，恒温56℃～66℃。保持滴加速度，滴加1h结束；
    （4）滴加完毕，保温1h。得成品减水剂。
生产时应注意以下问题：
    （1）温度：在加入丙酮时如温度过高反应剧烈而无法控制，同时丙酮挥发浪费过多。
    （2）滴加速度：甲醛滴加速度要严格控制，速度过快则整个缩合反应剧烈或无法反应。

三

氨基磺酸盐减水剂的合成

（一）配方

    原材料配比见表3。

表3 原材料配比表

名称	对氨基苯磺酸钠	苯酚	甲醛	片碱	尿素
作用	合成基体	聚合	缩合	中和	保坍
用量	156	120	190	25	6
工艺水	450			50
顺序	进反应釜		滴定2h	进反应釜

（二）工艺流程

    （1）先将450kg水加热到80℃，加入156kg对氨基苯磺酸钠，10min后，再加入120kg苯酚。
    （2）片碱25kg加50kg水溶解后加入反应釜。
    （3）升温60℃～65℃开始滴加190kg甲醛，1.5h～2h滴完。再滴加开始时停止供汽，反应釜内的温度会逐渐升高，升温到85℃后降温，使滴完后温度在85℃～90℃之间，保温反应5h，加入6kg尿素，反应0.5～1h即可检验下料既得氨基磺酸盐减水剂，减水率达25%～35%。

四

聚羧酸减水剂的合成

（一）加热合成工艺

1.配方

    原材料配比见表4。

表4 原材料配比表

名称	TPEG	丙烯酸	双氧水	巯基乙酸
作用	大单体	聚合单体	氧化剂	分子量调节剂
用量	360	38	3	1.2
工艺水	260	82	117	138.2
顺序	进反应釜	滴定3h	滴定3h	滴定3.5h

2.工艺流程

    （1）备料：将丙烯酸38kg用82kg水稀释泵入高位罐备用，巯基乙酸1.2kg用138.2kg水稀释泵入高位罐备用，双氧水3kg用117kg水溶解后泵入高位罐备用。
    （2）大单体投放：将360kg大单体溶解于260kg的80℃水中充分搅拌使之完全溶解，搅拌令其均匀且温度保持在70℃。
    （3）滴定：开启滴定阀门，将高位罐中的丙烯酸溶液，双氧水溶液在3h之内滴加完毕。将高位罐中的巯基乙酸溶液在3.5h之内滴加完毕，保温反应3h。
    （4）降温：保温结束后，降温至40℃既得成品。

（二）常温合成工艺

1.配方

    原材料配比见表5。

表5 原材料配比表

名称	已戊烯基聚氧乙烯醚	丙烯酸	甲基丙烯磺酸钠	过硫酸铵	吊白块
作用	大单体	聚合单体	分子量调节剂	氧化剂	聚合单体
用量	360	27	4.8	3.6	3
工艺水	350	73	45.2	46.4	87
顺序	进反应釜	直接进大单体溶液			滴定3h

2.工艺流程

    （1)备料：将丙烯酸27kg用73kg水稀释泵入高位罐备用，甲基丙烯磺酸钠4.8kg用45.2kg水稀释泵入高位罐备用，过硫酸铵3.6kg用46.4kg水溶解后泵入高位罐备用，吊白块3kg用87kg水溶解后泵入高位罐备用。
    (2)大单体投放：将360kg大单体溶解于350kg的80℃水中充分搅拌使之完全溶解，搅拌令其均匀且温度保持在30℃。
    (3)滴定：开启阀门，将高位罐中的丙烯酸溶液，甲基丙烯磺酸钠水溶液和过硫酸铵水溶液依次直接加入反应釜，充分搅拌10min，开启蠕动泵开始滴加吊白块水溶液3h之内滴加完毕，保温反应1h。
    (4)降温：保温结束后，降温至40℃既得成品。

（三）固体合成工艺

1.配方

    原材料配比见表6。

表6 原材料配比表

名称	TPEG	甲基丙烯磺酸钠	丙烯酸	偶氮二异庚腈
作用	大单体	氧化剂	聚合单体	引发剂
用量	755	36	163	46
顺序	1进反应釜加热熔化	2加入大单体液体	3加入混合液体	4加入前边液体

 2.工艺流程

    （1）备料：将丙烯酸163kg泵入高位罐备用，甲基丙烯磺酸钠36kg计量好备用，偶氮二异庚腈46kg粉碎计量后备用。
    （2）大单体投放：将755kg大单体投进反应釜加热至50摄氏度以上充分搅拌使之完全溶解，搅拌令其均匀且温度保持在60℃。
    （3）加入甲基丙烯磺酸钠：将甲基丙烯磺酸钠全部加入反应釜，搅拌20分钟。
    （4）加入丙烯酸：开启阀门，将高位罐中的丙烯酸溶液全部加入反应釜，搅拌20分钟。
    （5）加入偶氮二异庚腈：将偶氮二异庚腈全部加入反应釜，搅拌反应2.5h—3h。
    （6）保温：保温1h后，卸料冷却既得成品。

（四）聚羧酸减水剂使用的几个常见问题：

    在合成的过程中，为了消泡，可以在反应釜的水中加入一块透明皂，解决聚羧酸减水剂气泡较多的问题。聚羧酸减水剂一般都复配了一些葡萄糖酸钠等营养型物质，这些成分通常是细菌的粮食，特别是在夏天，聚羧酸减水剂产品在存放1到2天后即发臭变质，这样大大的影响了产品质量。比较简单又省钱的办法是：在复配产品时，加入1.5%的异噻唑啉酮（卡松）200毫升/吨，增加不到1元钱的成本，可以保证产品存放一年不变质。为了解决聚羧酸减水剂针对一部分混凝土砂石含泥量高导致的坍落度损失，在复配泵送剂时可以采取每吨泵送剂加入0.3千克~0.5千克氨基三甲叉膦酸ATMP或者1,2,4—三羧酸磷丁烷PBTC代替10千克~20千克葡萄糖酸钠的方法解决泥引起的坍落度损失问题。
    聚羧酸减水剂在合成时，有部分羧酸基团没有完全被中和，PH值一般在6左右，容易与铁质材料发生反应，所以聚羧酸减水剂不能用铁质容器储存，一般用聚丙烯塑料桶储存，铁质容器在储存前必须做防腐蚀处理，可以在容器里面用环氧树脂处理。

五

葡萄糖钠的合成

    葡萄糖酸钠别名五羟基已酸钠，分子式为C₆H₁₁O₇Na，结构式如下：

    

    葡萄糖酸钠反应原理是葡萄糖在钯碳催化剂的作用下，与氧气发生氧化反应，使葡萄糖分子上的醛基被氧化成羧基，其羧基与碱发生中和反应，生产葡萄糖酸钠。
    生产工艺流程如下：
    （1）在1000L氧化罐中加水450kg水，150kg葡萄糖溶解备用，加入钯碳催化剂1kg。升温45℃，碱高位槽（111kg30%烧碱）滴加液碱，使氧化罐内PH值在9～9.5之间，开泵循环。
    （2）开氧气减压器使氧压控在0.1MPa下，视罐上压力表为常压。
    （3）经常从取样口取料测PH值9～9.5来控制滴加碱液量，保持罐内温度45℃。
    （4）2h后应转换98%左右，罐上压力表压为恒定为反应终点。
    （5）检验合格后放入过滤罐中，将滤液用活性炭脱色过滤即得25.5%的葡萄糖酸钠溶液712kg。
    （6）滤出的催化剂经水洗滤，115℃烘干循环再用。

作者：朱效荣      
信息来源：混凝土第一视频网