一種雙改性麥芽糊精高效減水劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種雙改性麥芽糊精高效減水劑及其制備方法，屬于混凝土外加劑領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 減水劑是高性能混凝土不可缺少的外加劑，目前市場上使用最多的是萘系減水 劑，還有脂肪族、氨基磺酸系和聚羧酸系減水劑等。但是由于其主要原材料來自于日漸匱乏 的化石資源，市場價格波動較大，并且在原材料開采和煉制以及產(chǎn)品合成過程中還會對環(huán) 境造成嚴(yán)重污染，因此需要開發(fā)原材料資源豐富、環(huán)境污染較小的新型減水劑。
[0003] 麥芽糊精是一種低程度的淀粉水解產(chǎn)物，它是淀粉通過酶或酸處理產(chǎn)生的包括一 系列低聚糖和多糖的降解產(chǎn)物，其葡萄糖當(dāng)量值（DE值）〈20。不同DE值的麥芽糊精具有不 同的功能性質(zhì)，如溶解性、增稠性、耐酸耐鹽性等。本發(fā)明以麥芽糊精為原料，價格低廉，具 有可持續(xù)性和綠色環(huán)保性，所以將其作為資源開發(fā)高效減水劑意義重大。
[0004] 目前有關(guān)對淀粉進(jìn)行磺化改性并用作混凝土外加劑方面的報道并不多。有文章 報道（化學(xué)建材，2005,29(1) :43-46)以氯磺酸為磺化劑，采用二氯甲烷作溶劑制得磺酸酯 淀粉，該產(chǎn)品分離繁瑣，并且減水性能和萘系高效減水劑相比并無優(yōu)勢。產(chǎn)物中國專利CN 101462842提供了一種磺酸酯緩凝高效減水劑的制備方法，它是先用濃硫酸對淀粉直接進(jìn) 行磺化，再用乙二酸進(jìn)行酯化制得。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的是用濃硫酸直接磺化淀 粉不可行，因?yàn)闈饬蛩釙沟矸郯l(fā)生碳化和氧化，產(chǎn)生大量無用的副產(chǎn)物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的：為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種雙改性麥 芽糊精高效減水劑及其制備方法。
[0006] 技術(shù)方案：本發(fā)明提供的一種雙改性麥芽糊精高效減水劑，其結(jié)構(gòu)式如式I所示：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種雙改性麥芽糊精高效減水劑，其特征在于：其結(jié)構(gòu)式如式I所示：
其中，&、R2、R3分別獨(dú)立的為磺酸根、二元羧酸單酯酸根或氫，且至少包括一個磺酸根 (S03_ )和一個二元羧酸單酯酸根。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙改性麥芽糊精高效減水劑，其特征在于：所述二元羧 酸單酯酸根包括馬來酸單酯酸根、丁二酸單酯酸根、戊二酸單酯酸根和鄰苯二甲酸單酯酸 根。
3. 權(quán)利要求1或2所述的一種雙改性麥芽糊精高效減水劑的制備方法，其特征在于： 包括以下步驟： (1) 將加有濃硫酸的反應(yīng)容器置于-4?0°C的恒溫槽中，再用恒壓漏斗向反應(yīng)容器中 滴加有機(jī)溶劑，在滴加過程中不斷攪拌，防止局部過熱，整個滴加過程用時0. 5?lh;然后 將麥芽糊精加入到濃硫酸與有機(jī)溶劑的混合液中，反應(yīng)4?8h，洗滌、抽濾、真空干燥，得磺 化糊精； (2) 將步驟（1)制得的磺化糊精與二元酸酐混合均勻后投入到另一反應(yīng)容器中，80? ll〇°C下反應(yīng)3?5h，最后將產(chǎn)物溶于水加堿中和即得雙改性麥芽糊精。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種雙改性麥芽糊精高效減水劑的制備方法，其特征在于： 步驟（1)中，所述麥芽糊精的DE值為2?20。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種雙改性麥芽糊精高效減水劑的制備方法，其特征在于： 步驟（1)中，所述麥芽糊精與濃硫酸的摩爾比為1 : (5?15)，濃硫酸與有機(jī)溶劑的摩爾比 為1 : (0. 7?0. 9);所述有機(jī)溶劑包括乙醇、異丙醇、乙二醇、正丁醇、異丁醇中的一種或幾 種的混合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種雙改性麥芽糊精高效減水劑的制備方法，其特征在于： 步驟（2)中，所述磺化糊精與二元酸酐的摩爾比為1 : (0. 6?1. 4);所述二元酸酐包括戊二 酸酐、丁二酸酐、馬來酸酐、鄰苯二甲酸酐中的一種或幾種的混合。
【專利摘要】本發(fā)明提供的一種雙改性麥芽糊精高效減水劑，其結(jié)構(gòu)式如式I所示；其中，R1、R2、R3分別獨(dú)立的為磺酸根、二元羧酸單酯酸根或氫，且至少包括一個磺酸根(SO3－)和一個二元羧酸單酯酸根。還提供了該減水劑的制備方法。該減水劑采用有機(jī)溶劑稀釋濃硫酸，并在低溫下對麥芽糊精進(jìn)行磺化，再用二元酸酐對磺化產(chǎn)物進(jìn)行酯化反應(yīng)，最后將產(chǎn)物溶于水加堿中和制得，其水溶性好，減水性能優(yōu)于目前使用最多的萘系高效減水劑，可用作水泥減水劑，同時還具有可再生性和無環(huán)境污染等特點(diǎn)。
【IPC分類】C08B30-18, C04B103-30, C04B24-38
【公開號】CN104558215
【申請?zhí)枴緾N201410795236
【發(fā)明人】吳井志, 宋峰巖, 呂志鋒, 佘維娜, 冉千平
【申請人】江蘇蘇博特新材料股份有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月18日