一種保坍型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)明涉及一種保坍型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 的石油資源，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] 原淀粉是一種葡萄糖聚合物，它大量存在于植物中，但是只有很少的品種應(yīng)用于 工業(yè)生產(chǎn)，主要是由于它本身結(jié)構(gòu)的局限性，約束了其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。改性淀粉是利用 物理、化學(xué)或酶法處理，在淀粉分子上引入新的官能團或改變淀粉分子和淀粉顆粒性質(zhì)，從 而改變淀粉的天然特性，使其適合不同的領(lǐng)域需求。
[0004] 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。
[0005] 中國專利CN102146150A提供了一種淀粉衍生物共聚物及其制備方法與用途，它 含有單體糊精馬來酸單酯，但是該方法操作繁瑣，制備過程復(fù)雜。而在專利103058571A中 提到在制備高效減水劑時，添加了糊精，起到的主要作用是緩凝，會降低混凝土的早期強 度。中國專利CN102503234提供了一種改性環(huán)糊精減水劑的制備方法，它是在堿性條件下 用氯乙酸改性環(huán)糊精，使環(huán)糊精分子上引入了吸附基團一羧基，但由于也引入了氯離子，會 腐蝕鋼筋，從而導(dǎo)致混凝土質(zhì)量下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)中對淀粉或糊精進行改性制備減水劑的研究中的不足，比如工藝復(fù) 雜，或者所的減水劑的減水效果有限，會影響混凝土早期強度等問題，本發(fā)明采用一步反應(yīng) 法，提供一種保對型改性麥芽糊精尚效減水劑及其制備方法。
[0007] 本發(fā)明提供一種保坍型改性麥芽糊精高效減水劑，在麥芽糊精的大分子上引入了 羧酸基團和磷酸基團。這兩種基團的引入，不僅能夠顯著提高產(chǎn)品的保坍性能，而且提升產(chǎn) 品的減水作用。
[0008] 本發(fā)明所述保坍型改性麥芽糊精高效減水劑的制備方法，為麥芽糊精、二元酸酐 和磷酸鹽，三者進行反應(yīng)，使糊精中既具有羧酸根基團也具有磷酸根基團，從而使糊精具有 減水效果的同時還具有了較好的保坍性。而且實驗證明引入磷酸根基團后還能進一步刺激 減水效果。
[0009] 所述麥芽糊精的DE值為5~15。
[0010] 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兩種 及其以上任意配比的混合物。
[0011] 所述磷酸鹽為焦磷酸鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、焦磷酸二氫二鈉中的一種或兩 種及其以上任意配比的混合物。
[0012] 本發(fā)明所述保坍型改性麥芽糊精高效減水劑的制備方法，具體包括以下步驟：
[0013] 1):麥芽糊精、磷酸鹽和二元酸酐按比例混合均勻；所述麥芽糊精、磷酸鹽和二元 酸酐的摩爾比為1 : (〇. 1~〇. 5) : (0. 3~0. 7);
[0014] 2):將共混物放入反應(yīng)器中，然后置于一定溫度的鼓風(fēng)干燥箱中反應(yīng)2~8h，反應(yīng) 結(jié)束后將所得產(chǎn)物溶于水，用飽和氫氧化鈉溶液中和至pH為6~8,調(diào)節(jié)固含量30~50%， 即得所述保坍型改性麥芽糊精高效減水劑；
[0015] 所述鼓風(fēng)干燥箱溫度為90~130 °C。
[0016] 本發(fā)明的研究經(jīng)過大量實驗發(fā)現(xiàn)，當麥芽糊精DE值低時，產(chǎn)品減水效果較差，當 麥芽糊精DE值高時，產(chǎn)品的緩凝時間過長；當反應(yīng)溫度過低時，反應(yīng)效率差，而且取代度較 低，當反應(yīng)溫度過高會使部分麥芽糊精發(fā)生氧化，影響性能；當反應(yīng)時間過短時，反應(yīng)不充 分，取代度較低，當反應(yīng)時間過長時，性能提升不明顯。因此，本發(fā)明的研究人員花費大量精 力做了大量實驗才得到合適的各項工藝條件。
[0017] 有益效果：
[0018] 本發(fā)明以麥芽糊精為原料，價格低廉，原料可再生性和無環(huán)境污染，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。
[0019] 本發(fā)明采用一步反應(yīng)法，提供的保坍型改性麥芽糊精高效減水劑的制備方法，操 作工藝簡便，產(chǎn)品水溶性好。
[0020] 本發(fā)明所得保坍型改性麥芽糊精高效減水劑，具有較好的減水與保坍效果，并且 可以和萘系、氨基減水劑，緩凝劑，引氣劑等進行復(fù)配使用。
【附圖說明】
[0021] 圖1 :實施例1所得保坍型改性麥芽糊精高效減水劑的紅外檢測譜圖。
[0022] 圖2 :實施例4所得保坍型改性麥芽糊精高效減水劑的紅外檢測譜圖。
[0023]圖3:實施例5所得保坍型改性麥芽糊精高效減水劑的紅外檢測譜圖。
[0024]圖4:實施例6所得保坍型改性麥芽糊精高效減水劑的紅外檢測譜圖。
[0025]圖5 :實施例7所得保坍型改性麥芽糊精高效減水劑的紅外檢測譜圖。
[0026]圖6 :實施例8所得保坍型改性麥芽糊精高效減水劑的紅外檢測譜圖。
[0027]圖7 :未改性的原麥芽糊精的紅外檢測譜圖。
[0028]因為實施例1，實施例2,實施例3只是改變的麥芽糊精的DE值，所以只對實施例 1進行紅外檢測對應(yīng)圖1。
[0029]因為實施例中的原料摻量不同，得到產(chǎn)品的基團取代度也不同，所以吸收峰的位 置會有偏移，與原糊精相比，改性糊精在1700cm1處左右為C= 0鍵的特征吸收峰，由此說 明糊精鏈上引入了羧酸根基團；而P= 〇的伸縮振動吸收帶，在不同結(jié)構(gòu)的化合物中位置分 布很寬，可在1400~1150cm1之前出現(xiàn)，因此認定，在1200cm1附近出現(xiàn)的峰為P= 0的特 征吸收峰。
【具體實施方式】
[0030] 本發(fā)明所用物料皆為商購化產(chǎn)品，具體型號和來源如表1所示。
[0031] 表1物料的名稱、型號和來源
[0032]
[0033]
[0034] 本文中所選的對比例1~3是相對于實施例4來進行對比的，對比例1是將麥芽 糊精與磷酸鹽反應(yīng)，產(chǎn)品減水效果較差，對比例2是將麥芽糊精與二元酸酐反應(yīng)，產(chǎn)品保坍 效果較差，而對比例3是將麥芽糊精、磷酸鹽與二元酸酐進行簡單的物理復(fù)配，混合物既沒 有減水效果又沒有保坍效果。
[0035] 實施例1
[0036] 將DE=5的lmol麥芽糊精和0· 3mol磷酸氫二鈉和0· 5mol丁二酸酐混合均勻， 然后將共混物放入反應(yīng)器中，再于110 °C烘箱中反應(yīng)5h后結(jié)束，最后將產(chǎn)物溶于283mL水后 用飽和氫氧化鈉溶液42mL調(diào)pH為7. 2,產(chǎn)品固含量為41.2%，即得到保坍型改性麥芽糊精 高效減水劑。實施例2
[0037] 將DE=10的lmol麥芽糊精和0· 3mol磷酸氫二鈉和0· 5mol丁二酸酐混合均勻， 然后將共混物放入反應(yīng)器中，再于110 °C烘箱中反應(yīng)5h后結(jié)束，最后將產(chǎn)物溶于283mL水后 用飽和氫氧化鈉溶液42mL調(diào)pH為7.4,產(chǎn)品固含量為40.6%，即得到保坍型改性麥芽糊精 尚效減水劑。
[0038] 實施例3
[0039] 將DE=15的lmol麥芽糊精和0· 3mol磷酸氫二鈉和0· 5mol丁二酸酐混合均勻， 然后將共混物放入反應(yīng)器中，再于110 °C烘箱中反應(yīng)5h后結(jié)束，最后將產(chǎn)物溶于283mL水后 用飽和氫氧化鈉溶液42mL調(diào)pH為7.1，產(chǎn)