一種葡萄糖磺酸酯的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化工和混凝土建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種葡萄糖磺酸酯的制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在混凝土施工中，水泥的鋁酸三鈣和堿含量、粉煤灰的燒失量、砂石的含泥量大都 會(huì)影響到聚羧酸系減水劑的減水保坍作用，使得混凝土的坍落度經(jīng)時(shí)損失大，流動(dòng)性變差， 影響工程施工。通過(guò)聚羧酸系減水劑通過(guò)復(fù)配葡萄糖磺酸酯助劑對(duì)解決聚羧酸系減水劑的 保坍、抗泥問(wèn)題具有明顯效果。
[0003] 研制葡萄糖磺酸酯是一種新產(chǎn)品開發(fā)，目前合成類似葡萄糖磺酸酯的淀粉磺酸脂 主要以有機(jī)溶劑二氯甲烷或N，N-二甲基甲酰胺(DMF)為分散劑，以氯磺酸或氨基磺酸為磺 化劑的合成路線；由于葡萄糖容易水解，不能以水為介質(zhì)直接合成，現(xiàn)有的以二氯甲烷或N， N-二甲基甲酰胺(DMF)為分散劑，均為有毒易揮發(fā)溶劑，常用的磺化劑氯磺酸因含有氯離子 對(duì)混凝土中的鋼筋具有腐蝕作用，均不是理想的合成材料，開發(fā)一種綠色無(wú)毒無(wú)害的葡萄 糖磺酸酯合成方法是化工研究的方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明為了解決目前混凝土用緩凝劑保坍效果差、和易性差，制備過(guò)程使用有毒 溶劑，磺化劑副產(chǎn)品氯離子難以處理的問(wèn)題，提供了一種葡萄糖磺酸酯及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明由如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種葡萄糖磺酸酯的制備方法，以葡萄糖為糖基， 以酒精為分散劑，以重亞硫酸鈉為磺化劑合成反應(yīng)，合成后用水置換酒精獲得葡萄糖磺酸 酯，具體步驟如下:三口燒瓶中加入140~220份酒精、70~110份葡萄糖和50~100份重亞硫 酸鈉，升溫至65-85°C，保溫反應(yīng)2~3小時(shí)，然后將占粉體總重量20~50%的去離子水滴入三 口燒瓶中，加熱溫度至82~100°C將酒精置換出來(lái)，pH至5.5~7.0，50%~80%的液體即為葡 萄糖磺酸酯水溶液，經(jīng)噴霧干燥即為粉質(zhì)葡萄糖磺酸酯。
[0006] 本發(fā)明以酒精作為分散劑安全無(wú)毒，重亞硫酸鈉為磺化劑可解決有毒氯磺酸和氯 離子鋼筋生銹問(wèn)題。選擇酒精作為分散劑，水與酒精、葡萄糖磺酸酯混合物的共沸點(diǎn)是82 °C，重亞硫酸鈉在升溫75°C以上后開始緩慢釋放出磺酸并與葡萄糖發(fā)生加成反應(yīng);如果使 用二氯甲烷或N，N-二甲基甲酰胺(DMF)為分散劑，沸點(diǎn)在40°C以下，重亞硫酸鈉不能釋放磺 酸反應(yīng)也無(wú)法進(jìn)行。
[0007] 本發(fā)明所述方法綠色環(huán)保，無(wú)污染物排放。以酒精為分散劑、以重亞硫酸鈉為磺化 劑制備葡萄糖磺酸酯，反應(yīng)過(guò)程無(wú)毒無(wú)害，綠色環(huán)保。
【具體實(shí)施方式】
[0008] 實(shí)施例1: 一種葡萄糖磺酸酯的制備方法，以葡萄糖為糖基，以酒精為分散劑，以重 亞硫酸鈉為磺化劑合成反應(yīng)，合成后用水置換酒精獲得葡萄糖磺酸酯，具體步驟如下:三口 燒瓶中加入200份酒精、70份葡萄糖和100份重亞硫酸鈉，升溫至75°C，保溫反應(yīng)2小時(shí)，然后 將占粉體總重量20%去離子水滴入三口燒瓶中，加熱溫度至100°C將酒精置換出來(lái)，pH至 6.5，80%的液體即為葡萄糖磺酸酯水溶液，經(jīng)噴霧干燥即為粉質(zhì)葡萄糖磺酸酯。
[0009] 實(shí)施例2: -種葡萄糖磺酸酯的制備方法，以葡萄糖為糖基，以酒精為分散劑，以重 亞硫酸鈉為磺化劑合成反應(yīng)，合成后用水置換酒精獲得葡萄糖磺酸酯，具體步驟如下:三口 燒瓶中加入140份酒精、110份葡萄糖和80份重亞硫酸鈉，升溫至85°C，保溫反應(yīng)2.5小時(shí)，然 后將占粉體總重量30%去離子水滴入三口燒瓶中，加熱溫度至90°C將酒精置換出來(lái)，pH至 7.0，60%的液體即為葡萄糖磺酸酯水溶液，經(jīng)噴霧干燥即為粉質(zhì)葡萄糖磺酸酯。
[0010] 實(shí)施例3: -種葡萄糖磺酸酯的制備方法，以葡萄糖為糖基，以酒精為分散劑，以重 亞硫酸鈉為磺化劑合成反應(yīng)，合成后用水置換酒精獲得葡萄糖磺酸酯，具體步驟如下:三口 燒瓶中加入220份酒精、80份葡萄糖和50份重亞硫酸鈉，升溫至65°C，保溫反應(yīng)3.0小時(shí)，然 后將占粉體總重量50%去離子水滴入三口燒瓶中，加熱溫度至82°C將酒精置換出來(lái)，pH至 5.5,得到50%的液體即為葡萄糖磺酸酯水溶液，經(jīng)噴霧干燥即為粉質(zhì)葡萄糖磺酸酯。
[0011] 實(shí)驗(yàn)例1:按照實(shí)施例1所述方法，改變不同合成溫度，檢測(cè)不同合成溫度對(duì)產(chǎn)品的 水泥凈漿流動(dòng)度的影響，檢測(cè)結(jié)果見表1，經(jīng)檢測(cè)75°C~85°C產(chǎn)品的水泥凈漿流動(dòng)度達(dá)最 尚。
[0012] 表1 不同合成淵度產(chǎn)品的水泥凈漿流動(dòng)度
' 按照實(shí)施例1所述方法，改變不同合成時(shí)間，檢測(cè)不同合成時(shí)間對(duì)產(chǎn)品的水泥凈漿流動(dòng)_ 度的影響，檢測(cè)結(jié)果見表2，經(jīng)檢測(cè)2. Oh以上產(chǎn)品凈漿流動(dòng)度達(dá)最高。
[0013] 表2不同合成時(shí)間產(chǎn)品的水泥凈漿流動(dòng)度
按照實(shí)施例1所述方法，改變不同PH，檢測(cè)不同pH對(duì)產(chǎn)品的水泥凈漿流動(dòng)度的影響，檢 測(cè)結(jié)果見表3，經(jīng)檢測(cè)pH 6.5產(chǎn)品凈漿流動(dòng)度達(dá)最高。
[0014] 表3不同合成pH產(chǎn)品的水泥凈漿流動(dòng)度 ' 產(chǎn)品效果驗(yàn)證:~' '
' ' 實(shí)驗(yàn)例2:葡萄糖磺酸酯在不同摻量下的水泥凈漿流動(dòng)性與緩凝時(shí)間檢測(cè)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié) 果見表4,結(jié)果顯示:葡萄糖磺酸酯的適宜摻量占水泥用量的0.1%以內(nèi)，超過(guò)不凝固不具有 應(yīng)用價(jià)值。
[0015] 表4葡萄糖磺酸酯在不同摻量下的水泥凈漿流動(dòng)性與緩凝時(shí)間

' 實(shí)驗(yàn)例3:試驗(yàn)溫度25°C下，葡萄糖磺酸酯與葡萄糖酸鈉在聚羧酸外加劑中的不同摻量_ 與凝結(jié)時(shí)間關(guān)系檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見表5,結(jié)果顯示，葡萄糖磺酸酯與葡萄糖酸鈉在混凝土中 的緩凝時(shí)間基本相同，葡萄糖磺酸酯稍早些。
[0016] 表5葡萄糖磺酸酯與葡萄糖酸鈉在聚羧酸外加劑中的摻量與凝結(jié)時(shí)間關(guān)系(試驗(yàn) 溫度25°C)
實(shí)驗(yàn)例4:聚羧酸減水劑固含量20%，內(nèi)摻固含量2~5%的葡萄糖磺酸酯做混凝土坍落度 損失試驗(yàn)，外加劑配方見表6，試驗(yàn)結(jié)果見表7，結(jié)果顯示:不摻緩凝劑的聚羧酸減水劑在1小 時(shí)內(nèi)混凝土坍落度小于160mm;聚羧酸減水劑內(nèi)摻3%固含量的葡萄糖磺酸酯2小時(shí)內(nèi)混凝土 坍落度不小于160mm。聚羧酸減水劑內(nèi)摻3%固含量的葡萄糖酸鈉1.5小時(shí)混凝土坍落度小于 160mm，葡萄糖磺酸酯保坍性好于葡萄糖酸鈉。
[0017] 表6外加劑配方(總重400g，葡萄糖磺酸酯摻量占外加劑總重量2%)
表7聚羧酸外加劑摻加葡萄糖磺酸酯與葡萄糖酸鈉不同摻量在混凝土坍落度損失對(duì) 比
實(shí)驗(yàn)例5:葡萄糖磺酸酯與葡萄糖酸鈉的混凝土泌水性、可栗性對(duì)比試驗(yàn)驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié) 果見表8。
[0018] 表8葡萄糖磺酸酯與葡萄糖酸鈉的混凝土泌水性、可栗性對(duì)比
實(shí)驗(yàn)例6:對(duì)溫度不敏感等的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果見表9，說(shuō)明葡萄糖磺酸酯表面活性劑對(duì)溫 度不敏感，在高溫環(huán)境條件下混凝土施工起到保障作用，對(duì)推動(dòng)我國(guó)一路一帶高鐵建設(shè)向 南亞熱帶地區(qū)走出去具有推動(dòng)作用。
[0019] 表9對(duì)溫度不敏感等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
實(shí)驗(yàn)例7:對(duì)砂石料含泥量適應(yīng)性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果見表10，顯示:葡萄糖磺酸酯對(duì)各種 砂石料質(zhì)量、砂含泥量適應(yīng)性比葡萄糖酸鈉強(qiáng)。
[0020] 表10對(duì)砂石料含泥量適應(yīng)性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
實(shí)驗(yàn)例8:與聚羧酸系減水劑、萘系減水劑復(fù)配使用協(xié)同增效作用明顯的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果 見表11，說(shuō)明葡萄糖磺酸酯作為混凝土助劑可與聚羧酸系減水劑、萘系減水劑復(fù)配使用，協(xié) 同增效作用明顯。
[0021] 表11葡萄糖磺酸酯與聚羧酸系減水劑、萘系減水劑復(fù)配使用協(xié)同增效作用
實(shí)驗(yàn)例9:葡萄糖磺酸酯與葡萄糖酸鈉的混凝土強(qiáng)度對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果見表12,說(shuō)明摻 葡萄糖磺酸酯的混凝土比摻葡萄糖酸鈉的28天混凝土強(qiáng)度高7%。
[0022]表12葡萄糖磺酸酯與葡萄糖酸鈉的混凝土強(qiáng)度對(duì)比實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)例10:葡萄糖磺酸酯與葡萄糖酸鈉的在外加劑中的防腐性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果見 表13,說(shuō)明摻葡萄糖酸鈉的聚羧酸外加劑3天產(chǎn)生酸敗味，流動(dòng)度降低。摻葡萄糖磺酸酯的 聚羧酸外加劑無(wú)酸敗味，流動(dòng)度保持不變。因此，葡葡糖磺酸酯具有抑菌防腐功能，可長(zhǎng)期 保持混凝土的外加劑效果。
[0023] 表13葡萄糖磺酸酯與葡萄糖酸鈉的在外
加劑中的防腐性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)(20°C)
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種葡萄糖磺酸酯的制備方法，以葡萄糖為糖基，以酒精為分散劑，以重亞硫酸鈉為 磺化劑合成反應(yīng)，合成后用水置換酒精獲得葡萄糖磺酸酯，其特征在于:具體步驟如下:三 口燒瓶中加入140~220份酒精、70~110份葡萄糖和50~100份重亞硫酸鈉，升溫至65-85 °C，保溫反應(yīng)2~3小時(shí)，然后將占粉體總重量20~50%的去離子水滴入三口燒瓶中，加熱溫 度至82~100°C將酒精置換出來(lái)，pH至5.5~7.0,50%~80%的液體即為葡萄糖磺酸酯水溶 液，經(jīng)噴霧干燥即為粉質(zhì)葡萄糖磺酸酯。
【專利摘要】本發(fā)明屬化工和混凝土建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，為解決目前制備葡萄糖磺酸酯使用有毒有機(jī)溶劑，磺化劑副產(chǎn)品氯離子難以處理的問(wèn)題，提供一種葡萄糖磺酸酯的制備方法。以葡萄糖為糖基，以酒精為分散劑，以重亞硫酸鈉為磺化劑合成反應(yīng)，合成后用水置換酒精獲得葡萄糖磺酸酯。本發(fā)明反應(yīng)過(guò)程未使用有毒溶劑，方法綠色環(huán)保，無(wú)污染物排放。本發(fā)明產(chǎn)品對(duì)水泥顆粒的協(xié)同分散性能好，水溶性好。解決了目前混凝土用緩凝劑保坍效果差、和易性差，制備過(guò)程使用有毒溶劑，磺化劑副產(chǎn)品氯離子難以處理的問(wèn)題，提供了一種新型緩凝保坍劑葡萄糖磺酸酯的制備方法。
【IPC分類】C07H1/00, C07H13/00
【公開號(hào)】CN105541930
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510945331
【發(fā)明人】李全堂, 李茜茜
【申請(qǐng)人】中鐵十二局集團(tuán)有限公司, 中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月16日