氨基磺酸盐系高效减水剂概述

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1、第40卷第4期辽宁化工Vol.40，No.42011年4月LiaoningChemicalIndustryApril，2011氨基磺酸盐系高效减水剂概述张国政，唐林生，胡广镇，于凯（青岛科技大学，山东青岛266042）摘要：从官能团的角度介绍了氨基磺酸盐系高效减水剂的结构及性能的关系；阐述了目前氨基磺酸盐系高效减水主要合成工艺，并对氨基磺酸盐系高效减水剂存在的问题进行了分析，预测了氨基磺酸盐系高效减水剂的发展趋势。关键词：氨基磺酸系高效减水剂；结构；合成工艺中图分类号：TU528.042.2文献标识码：A文章编号：1004-0935（2011）04-0408-04我国的水泥产量

2、和用量位居世界首位，高效减由苯基和亚甲基交替链接而成，主链上含有大量的水剂年需求量达100万t以上。氨基磺酸盐系减水磺酸基、氨基、羟基等亲水性的官能团支链。剂因其具有生产工艺简单，对水泥粒子的分散性好，氨基磺酸盐系高效减水剂的减水作用决定于减水率高，制得的混凝土强度高、耐久性好、坍落其结构中所含的各种官能团。这些官能团具有不同[2]度经时损失小等优点而成为目前国内较有发展前途的作用，具体如下：的高效减水剂，也是目前混凝土化学外加剂开发研（1）磺酸基(-SO3H)究的热点之一，本文从官能团的角度对氨基磺酸盐—SO3H为强亲水基（特别是中和为—SO3M），系高效减水剂的结构及性能的

3、关系进行了简述，并具有强的分散和减水作用。因此分子链中含有磺酸对目前氨基磺酸盐高效减水的主要几种合成工艺及基的减水剂，可以提高水泥的流动性，特别是水泥其机理进行了阐述。的初始流动性。氨基磺酸盐系高效减水剂就是以磺酸基为主要官能团的高效减水剂。1氨基磺酸盐系减水剂的结构及其与（2）苯环性能的关系在氨基磺酸盐系高效减水剂的分子链中含有苯氨基磺酸盐高效减水剂是一种单环芳烃型高环等大的具有疏水性的官能团，这些基团能够形成效减水剂，主要由对氨基苯磺酸、单环芳烃衍生物一定的空间位阻效应，起到较好的分散性。苯酚类化合物和甲醛在酸性或碱性条件下加热缩合（3）氨基(—NH2)而成。氨基具有亲水性

4、，能够生成内氢键，保证减水氨基磺酸系高效减水剂的分子结构比较复杂，剂分子梳形结构的生成与稳定。并且采用不同的单体会有不同的分子结构，但是普（4）羟基(—OH)遍认同的氨基磺酸盐系高效减水剂的结构通式如图由于水泥水化后，水泥胶粒表面吸附羟基，羟[1]1所示。基在水泥表面能够形成氢键，因此羟基对水泥具有NH2OHOH一定的缓凝作用。HCH2CH2CH2OH在以上所述的官能团中，磺酸基主导了减水剂XY的性能，所以在氨基磺酸盐高效减水剂的分子设计n中，常以磺酸基为中心。最佳的分子结构一般为线SO3MR型的主链，并同时有多个长支链，其化学结构特点图1氨基磺酸盐系高效减水剂的结构通式是分支

5、多、疏水基分子链段较短、极性较强。氨基R为—H、—CH2OH、—CH2NHC6H4SO3或—CH2C6H4OH磺酸盐减水剂的减水效果不仅与其所含官能团类型由图1可知，氨基酸磺酸盐系高效减水剂主链和数量有关，而且还与其分子量及其分布有关。收稿日期：2010-12-26作者简介：张国政（1985-），男，硕士研究生，研究方向：精细合成方向。第40卷第4期张国政，等：氨基磺酸盐系高效减水剂概述4092氨基磺酸盐系高效减水剂的合成碱性合成工艺流程图如图4。工艺液碱甲醛调pH滴加对氨基磺酸钠根据文献报道，目前氨基磺酸盐高效减水的合升温搅拌恒温苯酚反应釜反应釜反应釜水溶解升温缩合成工艺主要

6、有以下几个种：降温搅拌第一种合成工艺是由对氨基苯磺酸钠、苯酚以产品及甲醛在一定温度和pH下进行加成反应，如：图4碱性合成工艺流程图[3]TakahiroFuruhashi等申请的专利中采用对氨基苯酸性工艺主要是利用对氨基磺酸盐、苯酚及甲磺酸钠、苯酚和甲醛在碱性条件下，进行反应，通醛在微酸性条件下进行缩合，然后再加入NaOH，过调整pH和反应时间来控制产物的分子量，当调使反应物在碱性条件下进行分子重排而成。其反应整pH反应时间为1h，对氨基苯磺酸钠、苯酚和甲[5]的机理如图5所示。醛的比例为：1︰1︰2时，生成物分子量可达1976，+++[4]HOCH2OH+HCH2OHH2O而

7、张师恩等以氢氧化钠作为催化剂，利用对水泥OHOHOH的净浆流动度筛选出合成该减水剂的主要工艺参数+H为：对氨基苯磺酸钠、苯酚、甲醛的摩尔比为1︰+CH2OH+CH2OH-H+CH2OH（1.5～1.75）︰3，介质的pH值为9左右，60～80℃下滴加甲醛，缩聚反应温度85～95℃，缩聚时图5酸性合成工艺反应机理间3h。酸性合成工艺流程图如图6。该合成工艺可以在在碱或酸的催化作用下进甲醛液碱行，所以合成路线可以分为碱性和酸性两种。滴加调pH对氨基磺酸钠碱性合成工艺是将对氨基苯磺酸钠和苯酚直升温