Способ получения пластификатора бетонных смесей
Изобретение относится к способам получения пластификаторов для приготовления бетонных смесей. Кубовый остаток производства фенола кумольным методом подвергают обработке формальдегидом в присутствии нафталинсульфокислоты в количестве 5-10 мас.% в качестве катализатора поликонденсации, затем сульфируют продукты конденсации, нейтрализуют раствором едкого натра и экстрагируют непросульфированные соединения органическими растворителями ароматического ряда. Кубовый остаток производства фенола кумольным методом предварительно освобождают от легкой фракции при температуре 210-250oC и давлении 0,01995 Мпа и используют в количестве 25-50 мас.%. Полученный остаток содержит -метилстирола 0,3-0,4%, ацетофенона 0,16-0,22%, диметилфенилкарбинола 0-1,28%, фенола 0,88-1,08%, димеры
-метилстирола 26,0-30,67%, кумилфенола 24,36-33,87% и тяжелокипящих неидентифицированных компонентов 32,7-48,46%. Технический результат - получение дешевого пластификатора, не выпотевающего на поверхность в процессе эксплуатации бетона. 1 з.п. ф-лы, 6 табл.
Изобретение относится к способам получения пластификаторов на основе продуктов поликонденсации сульфированных ароматических соединений и может быть использовано при изготовлении бетонных смесей.
В качестве пластификаторов бетонных смесей предложены различные отходы производства, в частности, сточные воды производства капролактама (1), отход сахарного производства - спиртовая бражка (2), кубовый остаток производства хлопкового масла - гассиполовая смола (3), твердый продукт нейтрализованных сточных вод производства полиэтилена низкого давления (4). Общим недостатком известных пластификаторов является их недостаточная совместимость и возможность выпотевания из бетонных смесей. Известны также пластификаторы бетонных смесей олигомерной структуры, полученные сульфированием ароматических соединений, последующей конденсацией сульфокислот с формальдегидом и нейтрализацией реакционной массы щелочью. При этом используют в качестве исходного сырья нафталин (5) или смесь антрацена, фенантрена и карбазола (6), а также отходы нефтехимических производств, в частности, этилена на основе нафталина, этилбензола на основе диалкилбензолов или производства стирола (7). Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ (8), согласно которому кубовый остаток производства фенола кумольным способом (9), далее - фенольная смола, подвергается сульфированию, последующей конденсации сульфомассы с формальдегидом и нейтрализации раствором едкого натра. Недостатками известного способа являются низкое содержание основного вещества в пластификаторе, что повышает его расход, а также наличие низкомолекулярных соединений, что приводит к расслоению пластификатора при хранении и снижению его совместимости с бетонной смесью. Кроме того, низкомолекулурные соединения - фенол, ацетофенон, стирол и др., содержащиеся в фенольной смоле и представляющие собой ценное химическое сырье, при этом безвозвратно теряются. Задача данного изобретения состоит в разработке экономически выгодного способа получения эффективного пластификатора бетонных смесей на основе сульфированных ароматических соединений. Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что фенольную смолу освобождают от летучих компонентов в количестве 25-50 мас.%, вакуум-дистилляцией при температуре 210-250oC и давлении 0,01995 МПа. Остаток подвергают обработке формальдегидом в присутствии нафталинсульфокислоты, последующему сульфированию реакционной массы, нейтрализации щелочью и экстракции непросульфированных исходных соединений органическими растворителями ароматического ряда. Технический результат, достигаемый при использовании данного способа: исходный продукт для получения пластификатора обогащается тяжелой смолистой фракцией; конденсации с формальдегидом подвергаются преимущественно соединения с олигомерной структурой; нафталинсульфокислота катализирует процесс сульфирования и образует фрагменты молекул пластификатора, содержащие нафталиновые ядра; экстракция органическими растворителями позволяет извлечь из реакционной массы низкомолекулярные соединения, не вступившие в реакцию сульфирования; конечный продукт содержит преимущественно натровые соли сульфированных олигомерных соединений, обеспечивающих нейтральную или слабощелочную среду водного раствора пластификатора. Положительный эффект выражается в получении дешевого эффективного пластификатора бетонных смесей, не выпотевающего на поверхность в процессе эксплуатации. Одновременно низкомолекулярная часть фенольной смолы утилизируется как ценное химическое сырье. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Фенольную смолу (характеристика представлена в приложении) подвергают вакуумдистилляции и отбирают летучую фракцию при температуре в парах 210-250oC и давлении 0,01995 МПа в количестве 25-50 мас.%. Средний химический состав исходной фенольной смолы, дистиллята и кубового остатка см. в таблице 1. Кубовый остаток помещают в реактор и последовательно осуществляют конденсацию ароматических соединений с формальдегидом в присутствии 5-10 мас.%. нафталинсульфокислоты, сульфирование продуктов конденсации концентрированной серной кислотой, нейтрализацию сульфомассы 42%-ным раствором едкого натра, экстракцию непросульфированных соединений растворителем ароматического ряда (толуол, ксилил, нафталин и др.) и удаление остатков растворителя из реакционной массы путем отгонки с водой или отдувки паром. Конечный продукт представляет собой водный раствор смеси сульфата натрия и натриевых солей ароматических сульфокислот олигомерной структуры - основного вещества. Массовая доля последнего в растворе - не менее 65 мас.%, pH 2,5%-ного водного раствора![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/10/108653.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/10/108654.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/945.gif)
Формула изобретения
1. Способ получения пластификатора бетонных смесей на основе ароматических углеводородов, включающий стадии сульфирования, конденсации с формальдегидом при повышенной температуре с последующей нейтрализацией щелочью, отличающийся тем, что сульфирование осуществляют после конденсации в присутствии 5 - 10 мас.% нафталинсульфокислоты, причем после нейтрализации реакционную массу подвергают экстракционной очистке от несульфированных соединений органическими растворителями ароматического ряда. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве ароматических углеводородов используют кубовый остаток производства фенола кумольным методом после выделения из него фракции, кипящей при температуре 210 - 250oC и давлении 0,01995 МПа, в количестве 25 - 50 мас.%,РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2