近年来, 关于磺化三聚氰胺甲醛树脂的合成方法及相关研究的文献报道很多。但基本都使用四步合成法。四步合成法包括羟甲基化反应、磺化反应、缩聚反应、中和反应。传统的磺化三聚氰胺甲醛树脂是以1:3:1 (摩尔比) 的三聚氰胺、甲醛、亚硫酸氢钠在一定条件下经羟甲基化反应、磺化反应、缩聚反应、中和反应而成的。这样合成的磺化三聚氰胺甲醛树脂虽然也具有较好的分散性能, 但由于其磺化程度不高, 三聚氰胺环上尚存在较多反应活性点, 所以合成步骤中的缩聚反应速度很快, 特别是在酸性较强、温度较高和高浓度聚合时, 容易发生胶凝化。给生产来了一定的难度。
在传统合成工艺基础上, 提高了甲醛、磺化剂与三聚氰胺的比例, 以1:4:2 (摩尔比) 的三聚氰胺、甲醛、磺化剂在一定条件下反应而成。同时还将磺化剂亚硫酸氢钠改为氨基磺酸。提高了单体的羟甲基化和磺化程度, 得到了磺化度较高的三聚氰胺甲醛树脂高效减水剂。使该减水剂与普通三聚氰胺系减水剂相比较, 具有更为优越的减水性能和早期增强效果, 且生产过程易于控制, 不容易出现胶凝现象, 实现了产品性能和工艺的优化, 具有良好的推广应用前景和经济效益。
1 实验部分
1.1 主要材料
甲醛AR (37%-40%) 上海中试化工总公司
三聚氰胺工业品南京金星化工厂生产
氨基磺酸AR (≥99.5%) 江苏强盛化工有限公司
1.2 反应合成条件及减水剂对水泥物理性能的测定
在合成磺化三聚氰胺甲醛缩和物的过程中, 保持原料配比不变, 羟甲基化反应、缩合反应和稳定阶段的反应条件不变;在磺化反应中, 保持pH值、温度不变, 只改变磺化反应时间。具体实验条件和所得试样见表1
可以看出磺化度随磺化时间的延长而增大, 当磺化时间由90min增加为105min时, 磺化度由70%增高至85%, 增高幅度较大;磺化时间由105min增加至120min时, 磺化度由82%变为89%, 增高幅度较缓慢, 趋于平稳, 但磺化度还是有所提高。所以最佳的磺化时间为120min。
不同磺化度的减水剂对抗折、抗压强度的影响不同, 随着磺化度的增大抗折、抗压强度都有所增加
2 结语
(1) 磺化度是影响三聚氰胺系高效减水剂的主要因素, 因此磺化反应在整个合成过程中是至关重要的阶段。磺化反应的反应时间及反应pH值对磺化度的影响很大。反应时间为120min、pH值为12时, 得到减水剂的磺化度最高。
(2) 改性后的三聚氰胺系高效减水剂的掺量相同时, 砂浆流动度会随着减水率的升高而降低。
(3) 三聚氰胺系高效减水剂能够延长水泥净浆的凝结时间。
(4) 改性后的三聚氰胺系高效减水剂的掺量对砂浆的流动度有较大的影响。当水灰比一定时, 砂浆的流动度会随着掺量的增大而增大。减水剂掺量较高时, 砂浆流动度的随时间损失增大, 影响其施工性能。
(5) 改性后的三聚氰胺系高效减水剂能够提高水泥胶砂早期强度。
(6) 用氨基磺酸做磺化剂可以有效降低胶凝现象的出现。
注:L0为没有加减水剂的基准实验
摘要：本试验在三聚氰胺系高效减水剂的传统工艺基础上, 选用三聚氰胺、甲醛、氨基磺酸为主要原料, 提高了甲醛、氨基磺酸与三聚氰胺的投料比, 使合成的三聚氰胺高效减水剂具有较的高磺化度;使合成过程中不容易出现胶凝现象;通过对磺化反应时间及PH值的控制总结出合成三聚氰胺系高效减水剂产品的最佳工艺参数, 并对三聚氰胺系高效减水剂性能做了测试。
关键词：三聚氰胺,改性,高磺化度