一种抹灰砂浆增塑剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种抹灰砂浆增塑剂，具体还涉及该抹灰砂浆增塑剂的制备方法。


背景技术：

2.抹灰工程是施工中一项重要的环节。当建筑物的结构施工完成后，为了保护主体构件和最终的表面装饰找平处理，要进行初步的抹灰装修，抹灰层质量的优劣直接影响到对主体构件的保护能力和最外层装饰层的质量。如果抹灰层出现开裂、脱落等质量事故，就会使主体构件由于有害介质的侵入遭到被坏，而抹灰层的空鼓、脱落又会导致表面涂料层及饰面砖的脱落，因此，抹灰层质量的好坏至关重要。
3.抹灰砂浆是由高分子聚合物、有机外加剂、水泥、抗裂组分及助剂精制而成。适用于平整度和垂直度要求较高的加气混凝土砌块、轻质砌砖和剪力墙等墙体抹灰，传统砂浆一般现场拌制，施工和极性差、使用时间较短，粘结力低、收缩大、耐久性差。
4.增塑剂，增塑剂的主要作用是削弱聚合物之间的次价键，从而增加聚合物分子链的移动性，降低了聚合物分子的结晶性，即增加了聚合物的塑性，抹灰砂浆中掺入增塑剂可以改善砂浆的易和性，提高砂浆性能。
5.增塑剂的添加可大大增加砂浆的稠度、分层度、保水率等，如添加vae乳液以改善砂浆抗折强度和粘黏强度，添加木质素改善砂浆易和性及保水性，但市面上砂浆增塑剂的选择相较单一，如vae乳液的使用需人工调配，且增塑剂少有对砂浆强度有所提高，本发明是对此进行改善，提高增塑剂的整体性能。


技术实现要素：

6.针对上述问题，本发明第一目的在于提供一种抹灰砂浆增塑剂及其制备方法，解决传统配方抗折强度、粘黏强度、保水性、抗裂性无法同时加强问题，且适用于工业增塑剂便于复配。
7.本发明第二目的在于提供一种木质素的制备方法，以第一目的中的配方和制备方法作为基础，解决使用该配方及方法导致的孔隙率过高、抹灰砂浆抗压强度下降问题。
8.本发明第三目的在于提供一种纤维素的制备方法，以第一目的中的配方和制备方法作为基础，解决使用该配方及方法导致的砂浆早期强度减弱问题。
9.本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种抹灰砂浆增塑剂，以重量份计，包括如下原料：8-10份vae乳液、8-10份木质素、2-3份纤维素、1-3份羧基丁苯乳液、1-2份表面活性剂、2-3份消泡剂、2-3份松香、0.1-0.3份聚氧乙烯脂肪醇醚、0.2-0.6份马来酸酐。
10.本发明还提供了一种该增塑剂的制备方法，s1.松香与液体石蜡以重量比（0.5-1）：1的比例共同研磨10-15min，加入一半量的马来酸酐保温搅拌反应10-20min，再加入聚氧乙烯脂肪醇醚升温至90-100℃，25r/min转速搅拌反应15-20min，得混合乳液a；s2.vae乳液、羧基丁苯乳液80-90℃混合均匀，再加入另一半量的马来酸酐，升温
至120-130℃，25r/min转速搅拌反应30-40min，降温至80-85℃得混合乳液b；s3.混合乳液a降温至80-85℃加入混合乳液b、消泡剂共同混合均匀后，调节ph值至7，得第一处理物；s4.第一处理物与5%的阿拉伯溶胶水溶液混合均匀，再加入5%的明胶水溶液和磷脂混合至组织捣碎机中乳化10-20s，以10000-14000r/min转速、调节ph值至3-4、温度50-60℃高速分散10-30min，再降温至30℃以下温度继续，同时调节ph值至7，继续高速分散10-20min，待微囊沉降，以去离子水清洗至中性，冷冻干燥得第二处理物；第一处理物、阿拉伯溶胶水溶液、明胶水溶液、磷脂的重量比为10:1：1：（0.2-0.5）；s5.第二处理物与上述剩余原料共混，得该增塑剂。
11.优选的，还包括第二处理物的后处理，具体包括如下步骤：海藻酸钠溶于50-60℃水溶液内，与海藻酸钠质量10%的失水山梨醇脂肪酸酯混合，得到海藻酸钠溶液；第二处理物与防结块剂以1:（0.1-0.2）的比例混合1000-2000r/min分散，喷入质量5-6%的海藻酸钠混合溶液，干燥得到该产物。
12.优选的，防结块剂为膨润土、多孔陶瓷粉、淀粉、滑石粉、石墨粉中的一种或多种组合。
13.本发明还提供了一种木质素的制备方法，包括如下步骤：d1.用0.5-1.5 mol /l 的氢氧化钠溶液溶解木质素，调节溶液ph至10-12，水浴加热到达40-50℃后加入苯酚，反应2-4 h 后冷却，用10%-15%质量分数的盐酸调节溶液ph至6，得第一反应物；d2.第一反应物水浴加热至60-90℃后加入一半量的氯乙酸，保温反应1-2h，再加入另一半量氯乙酸保温反应1-2h，自然降温，调节ph至7，离心、将析出物去除杂质，将所得物5℃以下干燥，得该木质素；氯乙酸的加入量为木质素质量的20-50%。
14.本发明还提供了一种纤维素的制备方法：包括如下步骤：海藻酸钠溶于去离子水内，得溶液a，海藻酸钠质量保持为5-10%浓度；60-90℃加入纤维素，纤维素质量保持为5-6%浓度，搅拌至完全溶解加入溶液a体系内，混合得溶液b；向溶液b内加入海藻酸钠质量份0.01-0.1的螯合剂，10%浓度的钙盐溶液2500r/min转速搅拌状态下滴入添加了螯合剂的溶液b，保持转速反应2-3h后，降温至5℃以下，放置5-12h，抽滤、以5℃以下的去离子水清洗至中性，得到纤维素前驱体；重量比1：:（0.2-0.5）将质量分数20%的盐酸水溶液与纤维素前驱体混合，加入纤维素前驱体摩尔量10-50%的高碘酸钠，调节ph至6-7，30-40℃避光搅拌反应12-15h，加入至析出量的乙醇静待析出，抽滤，得到该纤维素。
15.本发明的有益效果在于：（1）vae乳液、羧基丁苯乳液、木质素、甲基纤维素醚复配，增加砂浆的抗折强度及粘黏强度，改善砂浆易和性及保水性，同时改善砂浆抗裂性，增加砂浆稠度，但由于vae乳液、羧基丁苯乳液的乳液特性，而木质素、甲基纤维素醚极易吸水受潮导致质量下降，因此，
虽有本发明的增塑剂作为添加的抹灰砂浆系能优越，却不适于先行复配，导致使用不便。
16.（2）本发明将松香加入vae乳液的体系内，仅作为增稠剂为vae乳液体系内增稠使用，因此先将松香、马来酸酐、聚氧乙烯脂肪醇醚先行复配，而枝接与乳化改进后会与砂浆发生强烈的水合反应，会增加抹灰砂浆孔隙率，导致砂浆强度下降，因此将改进松香先行与vae乳液、羧基丁苯乳液、消泡剂复配，以减弱其水合性，但vae乳液溶解其表面会产生羟基的亲水基团，与改性的松香复配时会产生分离状态，且由于松香的粘性较大与vae粒子混合后产生胶黏，导致体系的稳定性下降，因此，将vae乳液、羧基丁苯乳液复配后与马来酸酐反应，改变vae乳液表面亲水基团，使其便于与改性后的松香复配，制粒成型的颗粒体系稳定性佳，且能够同时发生水合反应，使得内里的vae乳液材料、羧基丁苯乳液材料在松香的作用下与砂浆的易和性增加，从而砂浆拌和后整体稳定增加，同比增加砂浆的稠度、抗折强度、粘黏强度及保水性。
17.（3）添加阿拉伯水溶胶、明胶、磷脂对第二处理物进行一次微胶囊化，减缓砂浆与第二处理物的水合速度，以对体系内进行均质，保证体系内稳定，同时该增塑剂适应于工业使用，调配方便。
18.（4）木质素分子中的羟基存在对ca
2
具有络合，当分子中的羟基大量存在时会抑制砂浆内水化产物晶形发育，导致晶形发育不完全结构变的纤细，且木质素本身的引气作用会增加砂浆内孔隙容积，综合导致砂浆抗压强度未见提高甚至尤有下降，本发明通过对木质素进行改性，减少木质素官能团中的羟基，降低对ca
2
的络合能力，以提高砂浆综合强度。
19.（5）由于松香改性后与vae乳液、羧基丁苯乳液复配，会使得该体系内会与砂浆发生水合反应，虽然能够提升vae乳液、羧基丁苯乳液与砂浆的混合度，混合后于砂浆内并与处理后的木质素同用，能够显著改进砂浆后期强度，但砂浆早期强度减弱严重，导致使用时砂浆开裂，而一次核-壳结构包覆对此问题解决效果不佳，砂浆早期强度减弱依旧明显，因此，在核-壳结构外喷淋海藻酸钠得到双层的核-壳结构，改善混合乳液与松香改性后的融水性，使其缓释效果更好，从而减缓且延长第二处理物与砂浆的水合反应，并在水合反应的同时vae乳液、羧基丁苯乳液对砂浆进行增稠，增加体系内的化学性能，从而改善砂浆的早期强度。
20.（6）本发明进行纤维素/海藻酸钠发生共价键合与交联反应，将纤维素表面的羟基转换为羧基并与海藻酸钠复配，具有更强的ca
2
结合能力，改性木质素分子、第二处理物内成分共同使用，能够破坏矿粉的玻璃晶结构，使其凝胶重组，从而显著提高砂浆的早期强度，且其体系稳定，不产生急凝。
具体实施方式
21.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.实施例1本实施例提供了一种抹灰砂浆增塑剂及其制备方法，其配方包括以下重量份数的组分：
木质素制备：d1.用0.1mol /l 的氢氧化钠溶液溶解木质素，调节溶液ph至10，水浴加热到达50℃后加入苯酚，反应3 h 后冷却，用15%质量分数的盐酸调节溶液ph至6，得第一反应物；d2.第一反应物水浴加热至90℃后加入一半量的氯乙酸，保温反应2h，再加入另一半量氯乙酸保温反应1h，自然降温，调节ph至7，离心、将析出物去除杂质，将所得物-5℃下冷冻干燥，得该木质素；氯乙酸的加入量为木质素质量的20%。
23.纤维素制备：海藻酸钠溶于去离子水内，得溶液a，海藻酸钠质量保持为5%浓度；80℃加入纤维素，纤维素质量保持为5%浓度，搅拌至完全溶解加入溶液a体系内，混合得溶液b；向溶液b内加入海藻酸钠质量分数的0.05%的柠檬酸钠，10%浓度的氯化钙水溶液2500r/min转速搅拌状态下滴入添加了螯合剂的溶液b，保持转速反应2.5h后，降温至5℃以下，放置10h，抽滤、以-5℃的去离子水清洗至中性，得到纤维素前驱体；重量比1：0.4将质量分数20%的盐酸水溶液与纤维素前驱体混合，加入纤维素前驱体摩尔量10-50%的高碘酸钠，调节ph至7，35℃避光搅拌反应13h，加入至析出量的乙醇静待析出，抽滤，得到该纤维素。
24.抹灰砂浆增塑剂制备：s1.松香与液体石蜡以重量比0.5：1的比例共同研磨10min，加入一半量的马来酸酐保温搅拌反应15min，再加入聚氧乙烯脂肪醇醚升温至90℃，25r/min转速搅拌反应20min，得混合乳液a；s2.vae乳液、羧基丁苯乳液90℃混合均匀，再加入另一半量的马来酸酐，升温至120℃，25r/min转速搅拌反应30min，降温至85℃得混合乳液b；s3.混合乳液a降温至85℃加入混合乳液b、消泡剂共同混合均匀后，调节ph值至7，得第一处理物；s4.第一处理物与5%的阿拉伯溶胶水溶液混合均匀，再加入5%的明胶水溶液和磷脂混合至组织捣碎机中乳化10s，以12000r/min转速、调节ph值至4、温度55℃高速分散15min，再降温至20℃继续分散，同时调节ph值至7，继续高速分散10min，待微囊沉降，以去离子水清洗至中性，冷冻干燥得第二处理物；第一处理物、阿拉伯溶胶水溶液、明胶水溶液、磷脂的重量比为10:1：1：0.4；
海藻酸钠溶于60℃水溶液内，与海藻酸钠质量10%的失水山梨醇脂肪酸酯混合，得到海藻酸钠溶液；第二处理物与防结块剂（重量百分比计，为80%的淀粉、20%的石墨粉）以1:0.15的比例混合2000r/min分散，喷入质量5%的海藻酸钠混合溶液，干燥得到该产物；s5.第三处理物与上述剩余原料共混，得该增塑剂。
25.对比例1本对比例与实施例1不同的是，木质素制备时，将氯乙酸替换为高锰酸钾。
26.对比例2本对比例与实施例1不同的是，木质素未进行改性处理，为市售木质素。
27.对比例3本对比例与实施例1不同的是，纤维素未进行预处理，为市售纤维素。
28.对比例4本对比例与实施例1不同的是，纤维素制备时，将海藻酸钠替换为明胶。
29.对比例5本对比例与实施例1不同的是，纤维素制备时，将柠檬酸钠替换为酒石酸钠。
30.对比例6本对比例与实施例1不同的是，纤维素制备时，将高碘酸钠替换为四氧化锇(市售)。
31.对比例7本对比例与实施例1不同的是，抹灰砂浆增塑剂制备：s1.松香熔融，加入一半量的马来酸酐保温搅拌反应15min，再加入聚氧乙烯脂肪醇醚升温至90℃，25r/min转速搅拌反应20min，得混合乳液a；s2.vae乳液、羧基丁苯乳液90℃混合均匀，再加入另一半量的马来酸酐，升温至120℃，25r/min转速搅拌反应30min，降温至85℃得混合乳液b；s3.混合乳液a降温至85℃加入混合乳液b、消泡剂共同混合均匀后，调节ph值至7，得第一处理物；s4.第一处理物与5%的阿拉伯溶胶水溶液混合均匀，再加入5%的明胶水溶液和磷脂混合至组织捣碎机中乳化10s，以12000r/min转速、调节ph值至4、温度55℃高速分散15min，再降温至20℃继续分散，同时调节ph值至7，继续高速分散10min，待微囊沉降，以去离子水清洗至中性，冷冻干燥得第二处理物；第一处理物、阿拉伯溶胶水溶液、明胶水溶液、磷脂的重量比为10:1：1：0.4；海藻酸钠溶于60℃水溶液内，与海藻酸钠质量10%的失水山梨醇脂肪酸酯混合，得到海藻酸钠溶液；第二处理物与防结块剂（重量百分比计，为80%的淀粉、20%的石墨粉）以1:0.15的比例混合2000r/min分散，喷入质量5%的海藻酸钠混合溶液，干燥得到该产物；s5.第三处理物与上述剩余原料共混，得该增塑剂。
32.对比例8本对比例与实施例1不同的是，抹灰砂浆增塑剂制备中，将步骤s1中的液体石蜡替换为甘油。
33.对比例9本对比例与实施例1不同的是，抹灰砂浆增塑剂制备：s1.松香与液体石蜡以重量比0.5：1的比例共同研磨10min，再加入聚氧乙烯脂肪醇醚升温至90℃，25r/min转速搅拌反应20min，得混合乳液a；s2.vae乳液、羧基丁苯乳液90℃混合均匀，再加入马来酸酐，升温至120℃，25r/min转速搅拌反应30min，降温至85℃得混合乳液b；s3.混合乳液a降温至85℃加入混合乳液b、消泡剂共同混合均匀后，调节ph值至7，得第一处理物；s4.第一处理物与5%的阿拉伯溶胶水溶液混合均匀，再加入5%的明胶水溶液和磷脂混合至组织捣碎机中乳化10s，以12000r/min转速、调节ph值至4、温度55℃高速分散15min，再降温至20℃继续分散，同时调节ph值至7，继续高速分散10min，待微囊沉降，以去离子水清洗至中性，冷冻干燥得第二处理物；第一处理物、阿拉伯溶胶水溶液、明胶水溶液、磷脂的重量比为10:1：1：0.4；海藻酸钠溶于60℃水溶液内，与海藻酸钠质量10%的失水山梨醇脂肪酸酯混合，得到海藻酸钠溶液；第二处理物与防结块剂（重量百分比计，为80%的淀粉、20%的石墨粉）以1:0.15的比例混合2000r/min分散，喷入质量5%的海藻酸钠混合溶液，干燥得到该产物；s5.第三处理物与上述剩余原料共混，得该增塑剂。
34.对比例10本对比例与实施例1不同的是，其配方包括以下重量份数的组分：抹灰砂浆增塑剂制备：s1.vae乳液、羧基丁苯乳液90℃混合均匀，再加入马来酸酐，升温至120℃，25r/min转速搅拌反应30min，降温至85℃得混合乳液；s2.混合乳液降温至85℃加入消泡剂、聚氧乙烯脂肪醇醚共同混合均匀后，调节ph值至7，得第一处理物；s3.第一处理物与5%的阿拉伯溶胶水溶液混合均匀，再加入5%的明胶水溶液和磷脂混合至组织捣碎机中乳化10s，以12000r/min转速、调节ph值至4、温度55℃高速分散15min，再降温至20℃继续分散，同时调节ph值至7，继续高速分散10min，待微囊沉降，以去离子水清洗至中性，冷冻干燥得第二处理物；第一处理物、阿拉伯溶胶水溶液、明胶水溶液、磷脂的重量比为10:1：1：0.4；
海藻酸钠溶于60℃水溶液内，与海藻酸钠质量10%的失水山梨醇脂肪酸酯混合，得到海藻酸钠溶液；第二处理物与防结块剂（重量百分比计，为80%的淀粉、20%的石墨粉）以1:0.15的比例混合2000r/min分散，喷入质量5%的海藻酸钠混合溶液，干燥得到该产物；s4.第三处理物与上述剩余原料共混，得该增塑剂。
35.对比例11本对比例与实施例1不同的是，抹灰砂浆增塑剂制备：s1.松香与液体石蜡以重量比0.5：1的比例共同研磨10min，加入一半量的马来酸酐保温搅拌反应15min，再加入聚氧乙烯脂肪醇醚升温至90℃，25r/min转速搅拌反应20min，得混合乳液a；s2.vae乳液、羧基丁苯乳液90℃混合均匀，再加入另一半量的马来酸酐，升温至120℃，25r/min转速搅拌反应30min，降温至85℃得混合乳液b；s3.混合乳液a降温至85℃加入混合乳液b、消泡剂共同混合均匀后，调节ph值至7，得第一处理物；s4.第一处理物与5%的胆固醇混合均匀，再加入5%的磷脂混合，得合成物，ph值7的磷酸盐缓冲剂于50℃条件下高速分散，并保持分散状态滴加入合成物，以12000r/min转速分散15min，再降温至20℃继续分散，待微囊沉降，以去离子水清洗至中性，冷冻干燥得第二处理物；第一处理物、胆固醇、磷脂的重量比为1:1：0.4；海藻酸钠溶于60℃水溶液内，与海藻酸钠质量10%的失水山梨醇脂肪酸酯混合，得到海藻酸钠溶液；第二处理物与防结块剂（重量百分比计，为80%的淀粉、20%的石墨粉）以1:0.15的比例混合2000r/min分散，喷入质量5%的海藻酸钠混合溶液，干燥得到该产物；s5.第三处理物与上述剩余原料共混，得该增塑剂。
36.对比例12本对比例与实施例1不同的是，抹灰砂浆增塑剂制备时，步骤s4中未添加失水山梨醇脂肪酸酯。
37.对比例13本对比例与实施例1不同的是，抹灰砂浆增塑剂制备：s1.松香与液体石蜡以重量比0.5：1的比例共同研磨10min，加入一半量的马来酸酐保温搅拌反应15min，再加入聚氧乙烯脂肪醇醚升温至90℃，25r/min转速搅拌反应20min，得混合乳液a；s2.vae乳液、羧基丁苯乳液90℃混合均匀，再加入另一半量的马来酸酐，升温至120℃，25r/min转速搅拌反应30min，降温至85℃得混合乳液b；s3.混合乳液a降温至85℃加入混合乳液b、消泡剂共同混合均匀后，调节ph值至7，得第一处理物；s4.第一处理物与5%的阿拉伯溶胶水溶液混合均匀，再加入5%的明胶水溶液和磷脂混合至组织捣碎机中乳化10s，以12000r/min转速、调节ph值至4、温度55℃高速分散15min，再降温至20℃继续分散，同时调节ph值至7，继续高速分散10min，待微囊沉降，以去离子水清洗至中性，冷冻干燥得第二处理物；
第一处理物、阿拉伯溶胶水溶液、明胶水溶液、磷脂的重量比为10:1：1：0.4；s5.第三处理物与上述剩余原料共混，得该增塑剂。
38.实施例2本实施例与实施例1不同的是：以重量百分比计，防结块剂为80%的膨润土、20%的石墨粉。
39.一、本发明制备的增塑剂的性能检测参照jg/t 426-2013《抹灰砂浆增塑剂》标准将本发明实施例1-2，对比例1-13制备的抹灰砂浆增塑剂添加到基准砂浆内，测试其含气量、含气量1h变化量、保水率及评定其拌合物状态，具体结果见表1：表1将本发明实施例1-2，对比例1-13制备的抹灰砂浆增塑剂添加到基准砂浆内，并测试其抗折强度、和抗压强度，具体结果见表2：表2
由表1-2结果可知，使用本发明实施例1-2的配方及方法所制备的增塑剂，可以显著提高抹灰砂浆的工作性能，不泌水，含气量适中，含气量变化度低，保水率高，稠度合适，稠度损失低，总体表现即为砂浆稳定性高，且砂浆7d强度未见下降，尤有提高，因此，本发明实施例1-2的增塑剂实际上是对抹灰砂浆的工作性能提高的同时保有其力学性能，达到二者的平衡。
40.对比实施例1-2，可知，实施例2由于对防结块剂进行了成分调整，其力学性能及工作性能均有小幅度降低，但仍旧符合jg/t 426-2013《抹灰砂浆增塑剂》所注国家标准，且力学性能尤有提高。
41.对比实施例1及对比例1-2可知，对比例1对木质素改性成分进行调整，工作性能及力学性能远低于实施例1，尤其力学性能降低明显，对比例2未对木质素进行改性，工作性能下降明显。
42.对比实施例1及对比例3-6可知，对比例3，未对纤维素进行改性，导致其各项性能均有下降，7d力学性能下降明显，对比例4-6分别对纤维素改性时的成分进行了改变，力学性能下降明显。
43.对比实施例1及对比例7-13可知，对比例7-9，分别对松香处理方式和处理成分进行了改进，对工作性能有小幅度下降，但对后期抗折强度下降明显，对比例10未添加松香成
分，其抗折强度、抗压强度及工作性能均有大幅度下降，对比例11-12分别对核-壳结构进行了改变，性能均不如实施例1。
44.由上述可见，实施例1相比于实施例2和对比例1-13制备成的抹灰砂浆增塑剂，掺加后能够提高抹灰砂浆的工作性能均有提高，在含气量适中、稠度合适的基础上，含气量变化度最低，保水率最高，稠度损失最小，且早期、晚期力学性能均最佳，因此，认为实施例1为本发明的最优实施例。
45.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。