一种双改性麦芽糊精高效减水剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种双改性麦芽糊精高效减水剂及其制备方法，属于混凝土外加剂领 域。
【背景技术】
[0002] 减水剂是高性能混凝土不可缺少的外加剂，目前市场上使用最多的是萘系减水 剂，还有脂肪族、氨基磺酸系和聚羧酸系减水剂等。但是由于其主要原材料来自于日渐匮乏 的化石资源，市场价格波动较大，并且在原材料开采和炼制以及产品合成过程中还会对环 境造成严重污染，因此需要开发原材料资源丰富、环境污染较小的新型减水剂。
[0003] 麦芽糊精是一种低程度的淀粉水解产物，它是淀粉通过酶或酸处理产生的包括一 系列低聚糖和多糖的降解产物，其葡萄糖当量值（DE值）〈20。不同DE值的麦芽糊精具有不 同的功能性质，如溶解性、增稠性、耐酸耐盐性等。本发明以麦芽糊精为原料，价格低廉，具 有可持续性和绿色环保性，所以将其作为资源开发高效减水剂意义重大。
[0004] 目前有关对淀粉进行磺化改性并用作混凝土外加剂方面的报道并不多。有文章 报道（化学建材，2005,29(1) :43-46)以氯磺酸为磺化剂，采用二氯甲烷作溶剂制得磺酸酯 淀粉，该产品分离繁琐，并且减水性能和萘系高效减水剂相比并无优势。产物中国专利CN 101462842提供了一种磺酸酯缓凝高效减水剂的制备方法，它是先用浓硫酸对淀粉直接进 行磺化，再用乙二酸进行酯化制得。然而，本领域的技术人员熟知的是用浓硫酸直接磺化淀 粉不可行，因为浓硫酸会使淀粉发生碳化和氧化，产生大量无用的副产物。
【发明内容】
[0005] 发明目的：为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种双改性麦 芽糊精高效减水剂及其制备方法。
[0006] 技术方案：本发明提供的一种双改性麦芽糊精高效减水剂，其结构式如式I所示：
【主权项】
1. 一种双改性麦芽糊精高效减水剂，其特征在于：其结构式如式I所示：
其中，&、R2、R3分别独立的为磺酸根、二元羧酸单酯酸根或氢，且至少包括一个磺酸根 (S03_ )和一个二元羧酸单酯酸根。
2. 根据权利要求1所述的一种双改性麦芽糊精高效减水剂，其特征在于：所述二元羧 酸单酯酸根包括马来酸单酯酸根、丁二酸单酯酸根、戊二酸单酯酸根和邻苯二甲酸单酯酸 根。
3. 权利要求1或2所述的一种双改性麦芽糊精高效减水剂的制备方法，其特征在于： 包括以下步骤： (1) 将加有浓硫酸的反应容器置于-4?0°C的恒温槽中，再用恒压漏斗向反应容器中 滴加有机溶剂，在滴加过程中不断搅拌，防止局部过热，整个滴加过程用时0. 5?lh;然后 将麦芽糊精加入到浓硫酸与有机溶剂的混合液中，反应4?8h，洗涤、抽滤、真空干燥，得磺 化糊精； (2) 将步骤（1)制得的磺化糊精与二元酸酐混合均匀后投入到另一反应容器中，80? ll〇°C下反应3?5h，最后将产物溶于水加碱中和即得双改性麦芽糊精。
4. 根据权利要求3所述的一种双改性麦芽糊精高效减水剂的制备方法，其特征在于： 步骤（1)中，所述麦芽糊精的DE值为2?20。
5. 根据权利要求3所述的一种双改性麦芽糊精高效减水剂的制备方法，其特征在于： 步骤（1)中，所述麦芽糊精与浓硫酸的摩尔比为1 : (5?15)，浓硫酸与有机溶剂的摩尔比 为1 : (0. 7?0. 9);所述有机溶剂包括乙醇、异丙醇、乙二醇、正丁醇、异丁醇中的一种或几 种的混合。
6. 根据权利要求3所述的一种双改性麦芽糊精高效减水剂的制备方法，其特征在于： 步骤（2)中，所述磺化糊精与二元酸酐的摩尔比为1 : (0. 6?1. 4);所述二元酸酐包括戊二 酸酐、丁二酸酐、马来酸酐、邻苯二甲酸酐中的一种或几种的混合。
【专利摘要】本发明提供的一种双改性麦芽糊精高效减水剂，其结构式如式I所示；其中，R1、R2、R3分别独立的为磺酸根、二元羧酸单酯酸根或氢，且至少包括一个磺酸根(SO3－)和一个二元羧酸单酯酸根。还提供了该减水剂的制备方法。该减水剂采用有机溶剂稀释浓硫酸，并在低温下对麦芽糊精进行磺化，再用二元酸酐对磺化产物进行酯化反应，最后将产物溶于水加碱中和制得，其水溶性好，减水性能优于目前使用最多的萘系高效减水剂，可用作水泥减水剂，同时还具有可再生性和无环境污染等特点。
【IPC分类】C08B30-18, C04B103-30, C04B24-38
【公开号】CN104558215
【申请号】CN201410795236
【发明人】吴井志, 宋峰岩, 吕志锋, 佘维娜, 冉千平
【申请人】江苏苏博特新材料股份有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月18日