一种超支化型改性淀粉减水剂的制备及应用制造技术

本发明专利技术涉及缓凝型高效减水剂的技术领域，更具体的说涉及一种端羟基超支化聚酯的超支化型淀粉基减水剂在提高混凝土流动性能中的应用。首先将淀粉进行预处理，再合成了一种端羟基超支化聚合物，然后将超支化聚酯接枝到预糊化淀粉上合成一种新的超支化型淀粉基减水剂。将该超支化型淀粉基减水剂运用到高效减水剂领域，能够很好地提高混凝土流动性能，合成工艺简便，易工业化，是一种性能优良的缓凝型高效减水剂。

Preparation and Application of a Hyperbranched Modified Starch Water Reducer

The invention relates to the technical field of retarding superplasticizer, and more specifically to the application of a hydroxyl-terminated hyperbranched polyester hyperbranched starch-based superplasticizer in improving the fluidity performance of concrete. Starch was pretreated and then a hydroxyl-terminated hyperbranched polymer was synthesized. Then a new hyperbranched starch-based water reducer was synthesized by grafting hyperbranched polyester onto pre-gelatinized starch. The application of the hyperbranched starch-based superplasticizer in the field of superplasticizer can improve the fluidity of concrete well, the synthesis process is simple and easy to industrialize, and it is a retarding superplasticizer with excellent performance.

【技术实现步骤摘要】
一种超支化型改性淀粉减水剂的制备及应用
本专利技术涉及改性淀粉减水剂
，特别涉及用于减水率高、流化性好，同时能提高混凝土的流动性及各龄期强度的一种缓凝型高效减水剂，还涉及其制备方法。
技术介绍
减水剂掺入混凝土拌和物之后，减水剂分子上的阴离子定位基团吸附在水泥颗粒表面，使水泥颗粒带上同种电荷，产生静电斥力，对水泥颗粒产生润湿和润滑作用，使得水泥颗粒更加分散，水合效率提高，拌和用水量减少，混凝土的工作性能提高。随着公路、铁路、建筑业的快速发展，减水剂应用市场逐渐扩大，国内外对于减水剂的机理研究越来越多。随着石油的不可再生和石油资源不断的消耗，石油短缺会限制以石油为原料的减水剂市场的发展。石油资源的应用带来环境污染的日益加重，绿色、环保、无污染的材料和技术逐渐得到重视。以天然高分子为原料的淀粉减水剂的研发和应用将很大程度上解决目前减水剂市场中存在的问题，不仅为外加剂可持续发展提供强力保障，还为天然高分子材料的应用开创了新的领域。本专利技术专利旨在引入含有大量端羟基聚酯的超支化树脂，在其原有的分子结构中接入有较强定位作用的—NH2、—COOH等，提高其缓凝时间，保持其流动性。超支化聚合物具有三维立体网状结构，活性位点多，粘度小，与基体融合性好，具有广阔的应用前景，目前在光电材料、涂料、粘合剂、纳米科技、药物运载等领域都表现出了巨大的应用价值。
技术实现思路
为了解决减水剂缓凝时间长，流动性差等问题，本专利技术提供了一种用于提高混凝土流动性，延缓其凝固时间的超支化改性淀粉减水剂的制备方法。本专利技术是通过以下措施实现的：（1）对淀粉进行预糊化处理，合成一种超支化聚合物，得到末端是氨基的超支化聚合物和预糊化淀粉聚合得到超支化型改性淀粉；（2）将超支化改性淀粉再减压蒸馏，再经过滤、干燥、破碎得到超支化型淀粉基减水剂的成品。所述超支化型淀粉基减水剂以对苯二甲酸和三聚氰胺反应得到AB2型单体，以丙烯酰胺作核分子，AB2型单体与核分子反应，然后利用发散法，控制核分子和AB2型单体的摩尔比，得到不同代数的端氨基超支化聚酯，然后将其和改性后的淀粉聚合得到超支化型淀粉基减水剂，再减压蒸馏，再经过滤、干燥、破碎得到超支化型淀粉基减水剂的成品。所述的超支化型淀粉基减水剂，首先对淀粉进行预糊化，以过硫酸铵为引发剂，以甲基丙烯酸为单体，接枝到淀粉结构上。所述的超支化型淀粉基减水剂，端氨基超支化聚酯的核分子和AB2单体按照1：2或1：6摩尔比反应分别得到的第一代端氨基聚酯、第二代端氨基聚酯。所述的超支化型淀粉基减水剂，超支化型聚酯和预糊化淀粉按照1：12、1：24或1：48摩尔比反应分别得到的第一代超支化型淀粉基减水剂、第二代超支化型淀粉基减水剂和第三代超支化型淀粉基减水剂。所述的AB2单体是由对苯二甲酸和三聚氰胺按照摩尔比为1：1合成。所述的超支化型淀粉基减水剂，优选的超支化型淀粉基减水剂的添加量为混凝土外加剂总质量的0.03～0.1%。超支化型淀粉基减水剂的具体合成方法：⒈淀粉的预糊化淀粉的接枝改性：⑴淀粉与甲基丙烯酸接枝共聚：⒉超支化聚合物的合成⑴AB2单体的合成1摩尔的对苯二甲酸和1摩尔的三聚氰胺反应：⑵端氨基超支化聚合物的合成①分子：丙烯酰胺②分子与AB2单体聚合：⑶第一代超支化高分子化合物的合成：⑶第二代超支化高分子化合物的合成⒊将预糊化淀粉与超支化聚合物聚合：本专利技术的有益效果：1、本专利技术是以对苯二甲酸和三聚氰胺等反应制得AB2单体，侧链的长度和密度能有效提高混凝土颗粒之间的静电力和排斥力，从而在不同程度上提高其减水率，缓凝性能，引气性能等，满足各方面的要求。2、通过选择制备AB2单体的原料，合成超支化型淀粉基减水剂，提升减水剂在缓凝过程中的时长；并且相对较大的分子量和高分子材料的相容性会提高。3、本专利技术所用的末端是氨基的超支化聚合物都是由多元酸与氨基的物质反应制得的，和淀粉反应合成一种超支化型淀粉基减水剂，能够更好地提升减水剂的减水效率，提高缓凝性能，并且减少添加量。具体实施方式以下是对本专利技术具体实施方法更为详尽的陈述，目的在于阐述本专利技术的构思以及特点，并不能以此限制本专利技术的保护范围。凡根据本专利技术精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。实施方法一（1）称取32.00g（0.1mol）淀粉150.00g（0.4mol）水，首先将淀粉和水加入带有磁力搅拌器的四口烧瓶中，再加入适量过硫酸铵8.00g使其溶解，再加入8.00g甲基丙烯酸，升温至40℃，常压反应6h，既得预糊化淀粉。（2）利用酯化反应，在催化剂对甲苯磺酸的作用下，以苯为溶液，丙烯酰胺和对苯二甲酸、三聚氰胺为单体，在80℃下进行缩合反应，反应12～48h，通过反复加入AB2单体，来控制超支化的代数，合成一代，二代超支化聚合物。取一定量的超支化聚合物和预糊化淀粉，混合加入三口瓶中，加入一定量的引发剂，搅拌升温至65℃，搅拌反应8h，然后用40%的氢氧化钠溶液调节pH=7～7.5，再减压蒸馏，再经过滤、干燥、破碎得到超支化型淀粉基减水剂的成品。（3）称取300g水泥倒入搅拌锅内，加入0.5%的超支化型淀粉基减水剂和87g水，立即搅拌（快速120s），将搅拌好的净浆迅速注入截锥园模内，用刮刀刮平，将截锥园模按垂直方向提起，同时开始秒表计时，任水泥净浆在玻璃板上流动，至30s，用直尺量取流淌部分互相垂直的两个方向的最大直径，取平均值作为水泥净浆流动度。实施方法二（1）称取32.00g（0.1mol）淀粉150.00g（0.4mol）水，首先将淀粉和水加入带有磁力搅拌器的四口烧瓶中，再加入适量过硫酸铵8.00g使其溶解，再加入8.00g甲基丙烯酸，升温至40℃，常压反应6h；降温至室温，既得预糊化淀粉。（2）利用酯化反应，在催化剂对甲苯磺酸的作用下，以苯为溶液，丙烯酰胺和对苯二甲酸、三聚氰胺为单体，在80℃下进行缩合反应，反应12～48h，通过反复加入AB2单体，来控制超支化的代数，合成一代，二代超支化聚合物。取一定量的超支化聚合物和预糊化淀粉，混合加入三口瓶中，加入一定量的引发剂，搅拌升温至65℃，搅拌反应8h，然后用40%的氢氧化钠溶液调节pH=7～7.5，再减压蒸馏，再经过滤、干燥、破碎得到超支化型淀粉基减水剂的成品。（3）称取300g水泥倒入搅拌锅内，加入0.6%的超支化型淀粉基减水剂和87g水，立即搅拌（快速120s），将搅拌好的净浆迅速注入截锥园模内，用刮刀刮平，将截锥园模按垂直方向提起，同时开始秒表计时，任水泥净浆在玻璃板上流动，至30s，用直尺量取流淌部分互相垂直的两个方向的最大直径，取平均值作为水泥净浆流动度。实施方法三（1）称取32.00g（0.1mol）淀粉150.00g（0.4mol）水，首先将淀粉和水加入带有磁力搅拌器的四口烧瓶中，再加入适量过硫酸铵8.00g使其溶解，再加入8.00g甲基丙烯酸，升温至40℃，常压反应6h；降温至室温，既得预糊化淀粉。（2）利用酯化反应，在催化剂对甲苯磺酸的作用下，以苯位溶液，丙烯酰胺和对苯二甲酸、三聚氰胺为单体，在80℃下进行缩合反应，反应12～48h，通过反复加入AB2单体，来控制超支化的代数，合成一代，二代超支化聚合物。取一定量的超支化聚合物和预糊化淀粉，混合加入三口瓶中，加入一定量的引发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超支化型淀粉基减水剂其特征是通过以下步骤得到的：将甲基丙烯酸接枝到淀粉上；对苯二酸和三聚氰胺合成AB2单体；③用核分子和AB2单体聚合合成超支化聚合物；④将超支化结构接枝到预糊化淀粉上；⑤再将接枝聚合物减压蒸馏，再经过滤、干燥、破碎得到超支化型淀粉基减水剂的成品。

【技术特征摘要】
1.一种超支化型淀粉基减水剂其特征是通过以下步骤得到的：将甲基丙烯酸接枝到淀粉上；对苯二酸和三聚氰胺合成AB2单体；③用核分子和AB2单体聚合合成超支化聚合物；④将超支化结构接枝到预糊化淀粉上；⑤再将接枝聚合物减压蒸馏，再经过滤、干燥、破碎得到超支化型淀粉基减水剂的成品。2.一种超支化型淀粉基减水剂，其特征在于末端大量的氨基，增大了水泥颗粒之间的空间位阻，提高了其流动性能。3.根据权利要求1所述，其特征在于超支化型淀粉基减水剂作为混凝土外加剂掺加量为混凝土总质量的0.03%～0.1%。4.根据权利要求1所述，其特征在于核分子和AB2单体摩尔...

【专利技术属性】
技术研发人员：寿崇琦，郭鹏飞，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东,37