一种淀粉基高效减水剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种淀粉基高效减水剂，包括如下质量含量的各原料：40～85wt％淀粉、10～25wt％氨基磺酸、5～10wt％尿素、0～10wt％多元醇，少量的氢氧化钠，各成分含量和为100wt％。本发明专利技术公开的淀粉基高效减水剂具有减水效率高、适用性强、缓凝效果好、与其他外加剂相容性好的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及淀粉基高效减水剂及其制备方法，属于化学领域。
技术介绍
减水剂是高强混凝土中的常见辅料，目前我国常用的减水剂是萘磺酸盐甲醛缩合物，该缩合物由石油化工原料经过聚合或缩合而成的，其制备过程复杂，能耗高，而且甲醛聚合的减水剂会有甲醛残留，在生产和使用过程中都会造成一定程度的污染。为了降低环境污染，降低生产成本，目前本领域研发了若干淀粉基高效减水剂，在结构上通过在淀粉分子上引入了磺酸基生成淀粉硫酸酯，具有阴离子表面活性剂的特点。但此类淀粉硫酸酯的制备方法多采用有机溶剂法，以强酸性酯化剂氯磺酸、浓硫酸、三氧化硫等对淀粉进行磺化处理，导致淀粉会强烈降解，降低了生产效率。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术公开了一种淀粉基高效减水剂，在结构上选择固体酸氨基磺酸为磺化剂，在制备工艺上采用干法混合、制备，使得反应物的利用率高，且制备过程无需使用有机溶剂，所得淀粉基高效减水剂具有减水效率高、适用性强、缓凝效果好、与其他外加剂相容性好的特点。具体的说，本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种淀粉基高效减水剂，包括如下质量含量的各原料：40～85wt％淀粉、10～25wt％氨基磺酸、5～10wt％尿素、0～10wt％多元醇，各成分含量和为100wt％。为了各成分之间充分反应，在上述基础上，优选氨基磺酸与淀粉中糖单元的摩尔比为(1～1.5):1，尿素与淀粉中糖单元的摩尔比为(0.3～0.6):1，多元醇与淀粉中糖单元的摩尔比(0.1～0.5):1。在本专利技术中，所述淀粉是玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、氧化淀粉中的一种或多种。在本专利技术中，所述氨基磺酸是间氨基苯磺酸、邻氨基苯磺酸、对氨基苯磺酸中的一种或多种。在本专利技术中，所述多元醇是十二醇、十四醇、十六醇、十八醇、苯甲醇中的一种或多种。通过上述改进，本专利技术的高效减水剂以固体酸氨基磺酸为磺化剂，结合多元醇抑制淀粉分子间的缩聚，从而提高了减水剂的热稳定性和水溶性，使得减水率等性能不受影响并增加其缓凝性。相应的，本专利技术还公开了所述淀粉基高效减水剂的制备方法，包括将各成分共混后在温度95℃～100℃，反应3h～5h的步骤。为了使各成分间充分反应，上述制备方法优选采用两阶段反应，首先将氨基磺酸、尿素与淀粉反应后然后加入多元醇进行缩聚。为了最大限度降低产物中的硫酸根离子，上述制备方法还包括所得减水剂除去硫酸根离子并干燥的步骤。在具体操作时，可通过加入少量氢氧化钠等成分抑制硫酸根离子。同时，在制备时为了便于反应充分混合，可加入微量的水。具体实施方式为了更好的说明本专利技术高效减水剂的实施和功能，在如下中申请人提供了本专利技术的若干具体实现。如下实施仅为示意性的，本领域技术人员在理解和掌握本专利技术实质基础上进行的量、步骤、类型、规格、型号等的调整改变依旧属于本专利技术的保护范围。在如下实施中，申请人使用了少量、微量等概念，指的是对应成分的用量不高于淀粉基高效减水剂各成分质量和的5％。实施例1在500ml烧杯中，加入16.08g淀粉，再加入6.00g尿素，9.00g氨基磺酸，6g十二醇或十四醇等多碳醇，少量的氢氧化钠，微量的水，充分混合，放入烘箱，在90℃，反应4小时。反应结束后将粗产物取出。按照GB8076—2008，对本专利技术制备的减水剂，对不同掺量的减水剂混凝土的减水率和缓凝时间进行测试，其结果见表1。实施例2在500ml烧杯中，加入16.08g淀粉，再加入6.00g尿素，9.00g氨基磺酸，6g十二醇或十四醇等多碳醇，少量的氢氧化钠，微量的水，充分混合，放入烘箱，在90℃，反应4小时。反应完成后，加水溶解，用甲醇析出，得滤饼，再用80％甲醇水溶液洗涤至滤液中无硫酸根离子(用BaCl2溶液检测)，滤饼在烘箱中70℃干燥2h得产品。按照GB8076—2008，对本专利技术制备的减水剂，对不同掺量的减水剂混凝土的减水率和缓凝时间进行测试，其结果见表1。实施例3在500ml烧杯中，加入16.08g淀粉，再加入6.00g尿素，9.00g氨基磺酸，9g十二醇或十四醇等多碳醇，少量的氢氧化钠，微量的水，充分混合，放入烘箱，在90℃，反应4小时。反应结束后将粗产物取出。按照GB8076—2008，对本专利技术制备的减水剂，对不同掺量的减水剂混凝土的减水率和缓凝时间进行测试，其结果见表1。实施例4在500ml烧杯中，加入16.08g淀粉，再加入6.00g尿素，9.00g氨基磺酸，9g十二醇或十四醇等多碳醇，少量的氢氧化钠，微量的水，充分混合，放入烘箱，在90℃，反应4小时。反应完成后加水溶解，用甲醇析出，得滤饼，再用80％甲醇水溶液洗涤至滤液中无硫酸根离子(用BaCl2溶液检测)，滤饼在烘箱中70℃干燥2h得产品。按照GB8076—2008，对本专利技术制备的减水剂，对不同掺量的减水剂混凝土的减水率和缓凝时间进行测试，其结果见表1。表1减水剂静态流动性性和缓凝性测试结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种淀粉基高效减水剂，其特征在于包括如下质量含量的各原料：40～85wt％淀粉、10～25wt％氨基磺酸、5～10wt％尿素、0～10wt％多元醇，各成分含量和为100wt％。

【技术特征摘要】
1.一种淀粉基高效减水剂，其特征在于包括如下质量含量的各原料：40～85wt％淀粉、10～25wt％氨基磺酸、5～10wt％尿素、0～10wt％多元醇，各成分含量和为100wt％。2.根据权利要求1的淀粉基高效减水剂，其特征在于氨基磺酸与淀粉中糖单元的摩尔比为(1～1.5):1，尿素与淀粉中糖单元的摩尔比为(0.3～0.6):1，多元醇与淀粉中糖单元的摩尔比(0.1～0.5):1。3.根据权利要求1的淀粉基高效减水剂，其特征在于所述淀粉是玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、氧化淀粉中的一种或多种。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁成立，刘月娥，王新，李小玉，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：发明
国别省市：新疆;65