Спосіб синтезу пластифікуючої домішки для бетонів

Реферат: Спосіб синтезу пластифікуючої домішки для бетонів конденсацією 2-нафталінсульфокислоти з формальдегідом при тиску і підвищеній температурі з наступною нейтралізацією реакційної маси. При конденсації використовують 2-нафталінсульфокислоту з вмістом 1нафталінсульфокислоти не вище 10 % і моносульфокислоти нафталіну в інтервалі 72-78 % при атмосферному тиску і температурі 105-110 °C з подальшим проведенням процесу нейтралізації реакційної маси (суміші натрових солей поліметиленнафталінсульфокислот) послідовно вапняним молоком та їдким натром до величини рН 7,5-8,5. UA 87993 U (12) UA 87993 U UA 87993 U 5 Спосіб синтезу пластифікуючої домішки для бетонів Корисна модель належить до способу синтезу пластифікуючої домішки до бетонів, яка використовується при виробництві та використовуванні бетонів для будівництва і будівельних матеріалів. Пластифікуюча домішка є сумішшю натрових солей поліметиленнафталінсульфокислот нижче наведеної структурної формули: CH2 CH2 NaO3S NaO3S SO3Na n-1 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 , де: n=1-25, і використовується як ущільнення та текучості бетонів. Відомий спосіб одержання пластифікатора для бетонів конденсацією нафталін-2сульфокислоти з формальдегідом в присутності сірчаної кислоти при 133-137 °C під тиском 0,23-0,27 МПа з подальшою нейтралізацією розчином їдкого натру (Авт. св-во СРСР № 743319, 1977 p.). Цей спосіб прийнятий за прототип. Недоліком цього способу одержання пластифікатора для бетонів є висока температура (133-137 °C) та тиск (0,23-0,27 МПа), за яких відбувається інтенсивне піноутворення, газовиділення та часткова кристалізація цільового продукту, що призводить до спонтанного наростання підвищеного тиску, процес стає некерованим та вибухонебезпечним. Відомі неодноразові випадки спонтанних вибухів на виробництвах аналогічних продуктів як в України, так і в Росії. Крім цього, якість отриманого продукту недостатньо висока: масова частка активної речовини в розрахунку на сухий продукт, не перевищує 69 %. Задачею пропонованої корисної моделі на патент України є підвищення безпеки процесу синтезу пластифікуючої домішки для бетонів та якості цільового продукту (суміші натрових солей поліметиленнафталінсульфокислот), зменшення енергозатрат шляхом підвищення у процесі синтезу масової частки активної речовини в розрахунку на сухий продукт та зменшення температури процесу. Поставлена задача вирішується шляхом конденсації 2-нафталінсульфокислоти з формальдегідом при температурі (105-110)°С протягом 9-15 годин з наступною нейтралізацією реакційної маси до величини рН 7,5-8,5 їдким натром або послідовно вапняним молоком, а потім їдким натром до цієї ж величини рН. У випадку проведення нейтралізації вапняним молоком і їдким натром цільовий продукт відокремлюють від гіпсу осаджуванням і центрифугуванням. Вихід цільового продукту складає 77 % з масовою часткою активної речовини не менше 80 % в розрахунку на суху речовину. Для синтезу використовують 2-нафталінсульфокислоту з вмістом 1-нафталінсульфокислоти не вище 10 % і моносульфокислоти нафталіну - від 72,0 до 78,0 % з проведенням процесу конденсації при атмосферному тиску. Проведення процесу синтезу пластифікуючої домішки для бетонів при температурі 105110 °C і атмосферному тиску дозволяє виключити фактори, які призводять до неконтрольованого росту тиску і пропонований процес є вибухобезпечним. Одержання продукту більш високої якості (підвищення масової частки активної речовини до (75-80) % проти 69 % по прототипу) дозволяє знизити його кількість, яку додають до бетонів у вигляді суміші натрових солей поліметиленнафталінсульфокислот та в свою чергу, знизити вартість пластифікованих бетонів. Нижче наведені приклади, які ілюструють патент України на корисну модель. 3 Приклад 1. У чотиригорлу колбу ємкістю 2500 см , яка має мішалку, термометр, краплинну лійку, зворотний холодильник, завантажують 1002,5 г сульфомаси, яка містить 735,9 г суміші з нафталінмоносульфокислот. Масу нагрівають до температури 100 °C при перемішуванні і додають при цій температурі 322,7 г формаліну (116,7 г формальдегіду) під шар реакційної маси. Після додавання формаліну реакційну массу нагрівають до температури 105 °C і витримують при цій температурі 9 годин. По закінченні витримки реакційну масу охолоджують 3 до 90 °C, додають 500 см води і визначають масову частку формальдегіду в реакційній масі (норма 0,04 %). Одержану масу нейтралізують. Для цього визначають масову частку сірчаної кислоти і при температурі (70-75)°С додають розраховану кількість вапняного молока (46,2 г) у декілька прийомів, потім витримують при цій же температурі протягом 2 годин. Після закінчення 1 UA 87993 U 5 10 15 витримки починають додавання розчину їдкого натру (363,9 г). Нейтралізацію проводять при температурі (72±2)°С, при цьому контролюють: рН середовища по рН-метру. Як тільки рН досягне величини 7,5-8,5 додавання їдкого натру припиняють. Реакційну масу охолоджують до кімнатної температури і направляють на стадію осадження сполук кальцію центрифугуванням -1 на лабораторній центрифузі зі швидкістю 8000 хв . Віджатий осад на центрифузі направляють на виробництво гіпсу або у відвал, а рідку фазу зливають у тару. Одержують рідку до пластифікуючу домішку для бетонів у вигляді суміші натрових солей поліметиленнафталінсульфокислот з масовою часткою активної речовини 80 % в розрахунку на сухий продукт. Процес є вибухобезпечним з виходом 77 %. Приклад 2. Проводять аналогічно прикладу 1 з тією різницею, що після додавання формаліну реакційну масу нагрівають до температури 110 °C і витримують 15 годин з подальшою нейтралізацією реакційної маси 40 %-ним розчином їдкого натру в кількості 485 г до величини рН 8 і без осаджування передають на центрифугування. Одержують пластифікатор для бетонів у вигляді рідкої суміші натрових солей поліметиленнафталінсульфокислот з виходом 77 % і масовою часткою активної речовини 75,6 % в розрахунку на сухий продукт. Процес є вибухобезпечним. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Спосіб синтезу пластифікуючої домішки для бетонів конденсацією 2-нафталінсульфокислоти з формальдегідом при тиску і підвищеній температурі з наступною нейтралізацією реакційної маси, який відрізняється тим, що при конденсації використовують 2-нафталінсульфокислоту з вмістом 1-нафталінсульфокислоти не вище 10 % і моносульфокислоти нафталіну в інтервалі 72-78 % при атмосферному тиску і температурі 105-110 °C з подальшим проведенням процесу нейтралізації реакційної маси (суміші натрових солей поліметиленнафталінсульфокислот) послідовно вапняним молоком та їдким натром до величини рН 7,5-8,5. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2