[發明專利]磺酸酯緩凝高效減水劑及其應用

無效

• 申請號: 200910067624.4
• 申請日: 2009-01-06
• 公開（公告）號: CN101462842A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 孫安穩
• 申請（專利權）人: 孫安穩
• 主分類號: C04B24/04
• 分類號: C04B24/04;C04B103/30
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 王 麗

技術領域

本發明涉及減水劑技術領域，特別是涉及磺酸酯緩凝高效減水劑及其應用。

背景技術

隨著建筑混凝土應用技術的不斷提高，對混凝土外加劑的性能也相應的有所新的要求。如混凝土商品化，全國各大中城市混凝土攪拌站林立，混凝土生產量猛增，這就要求混凝土緩凝高效減水劑不但具備較高的減水率，還應兼有一定的經時坍落度保留值。否則，新拌混凝土運送到工地會因坍落度損失過大而難以卸車。

目前，就國內混凝土外加劑行業中應用的減水劑品種，大致可分為三種類型：

(1)以木質素磺酸鈣為代表的普通減水劑其減水率一般在10％以下，摻量為0.20％～0.3％(指占水泥重量％)，市場供貨價為1800元/噸～3000元/噸，此類減水劑普及應用于70年代以前，目前僅作為高效減水劑復合成份，很少單獨使用。

(2)以萘磺酸鈉減水劑為代表的高效減水劑類型。一般減水率為18～25％，萘系高效減水率目前市場占有率為80％以上，摻量為0.6～0.8％(指占水泥重量％折合粉劑)，一般以液體供應(濃度為35～38％)市場供應價為5000元/噸(粉劑)、2000元/噸(液體)。

(3)以聚羧酸減水劑為代表的超塑化劑類型，這類減水劑減水率為25％以上，濃度為20％，液體產品市場價為5500元～6000元/噸，因價格稍高，市場覆蓋僅10％左右。

上述減水劑價格比較高，使用受到了限制。而找到一種既環保又性價比好的減水劑是目前亟待解決的問題。

在以淀粉為基料通過磺化得到磺酸酯淀粉的制備方法，主要有氯磺酸，發煙硫酸、胺類絡合物以及磺酸鹽類等作為磺化劑。據有關淀粉化學品方面的文獻報導，把此類磺化物歸納為淀粉硫酸酯類的變性淀粉，其性質與用途大都在食品、制藥或造紙行業，它的特性有區別于普通淀粉。作為建筑材料領域中混凝土外加劑方面的開發應用，筆者僅發現一例資料，它是以氯磺酸作為磺化劑，以氯仿、二氯甲烷等作為溶劑，為半干法制備，此法得到的硫酸酯分離過程過于繁鎖，如用于工業生產代價較高，與性能接近的同類減水劑相比，無甚性價比值，并沒有獲得有關成果轉化生產方面的報導。

發明內容

本發明根據混凝土減水劑的技術要求，開發了一種既環保又性價比好的減水劑，即磺酸酯緩凝高效減水劑，同時應用在混凝土中。

本發明的技術方案如下：

本發明的磺酸酯緩凝高效減水劑，制備方法如下：

1)、磺化：

將摩爾比0.4～1.2∶1硫酸與淀粉投入反應器，同時啟動攪拌，在1～3小時內加完后繼續反應10～30min，即得到取代度為0.8～2磺化淀粉；

2)、酯化：

在已完成的磺化物基礎上均勻投入乙二酸酯化，溫度控制在80～120℃，乙二酸與硫酸摩爾比1∶0.4～1.2，反應時間為1～3h，即完成酯化反應；

3)、中和：

用氫氧化鈉中和，PH值調至7～9，即得到濃度為30～40％磺酸酯成品產物；

4)、加水調節磺酸酯的濃度為15～25％成為減水劑。

本發明的磺酸酯緩凝高效減水劑，應用于混凝土中，摻量為水泥重量的0.2～0.6％。

本發明的磺酸緩凝高效減水劑，與同類產品萘系高效減水劑相比，具備以下優點：

1、低成本，年述項目粉劑成本約2500元/噸，比萘系成本4500元/噸降低40％左右。

2、高性能，摻入混凝土中綜合性能指標均等于或大于萘系產品。

3、低摻量，使用本發明的減水劑，摻量為0.2～0.6％(占水泥重量％)。而萘系產品一般在0.6～1.0％(占水泥重量％)之間。

綜上所述，本研發項目體現出較高的性價比，具有廣闊的市場開發前景。特別值得一提的是，本發明的基料為淀粉，它屬于可再生資源，化工合成不產生廢氣，有利于環境保護。

具體實施方式

實例1：

制備取代度(DS)＝0.8的磺酸酯淀粉：稱取淀粉投入攪拌機容器罐中，另稱取98％濃硫酸，摩爾比為1∶0.4，1小時均勻加完，繼續攪拌反應10分鐘，即得到磺化粗產品，將磺化物移入三口燒瓶，放置于水浴控溫攪拌器中，稱取乙二酸∶濃硫酸摩爾比為1∶0.8的乙二酸，均勻加入，控溫在80～120℃范圍內，反應1小時后酯化完畢，放入中和罐，加入30％氫氧化鈉中和，PH值調至7～9，加一定量的水即得到磺酸酯淀粉濃度為25％的液體產品。

取一定量倒入透析袋中透析24小時，然后冷凍干燥24小時，得到精制產品用ICP測試，即測得取代度(DS)＝0.8的磺酸酯淀粉。

實例2：