CN108529957B - 一种生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆的制备方法 - Google Patents

一种生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆的制备方法，包括以下步骤：将生物胶加入水中混合均匀，加入交联剂，加热反应均匀后，加入水性聚氨酯，升温继续搅拌反应，得到改性的生物胶溶液；将改性生物胶溶液加入到丙烯酸单体溶液中，混合均匀后，滴加过硫酸钠和亚硫酸氢钠引发剂，加热反应后，得到生物胶改性的水性丙烯酸溶液；将高强型超细水泥、石英砂、生物胶改性的水性丙烯酸溶液、减水剂和剩余的水，搅拌均匀，得到生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆。本发明的生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆中砂浆细腻，流动性好，砂浆的内聚强度和界面结合强度好，绿色环保，结合力持久，符合高粘特种砂浆的使用需要。

Description

一种生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆的制备方法
技术领域
本发明属于装配式建筑用砂浆材料技术领域，具体涉及一种生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆的制备方法。
背景技术
砂浆从性能和用途上可分为普通砂浆和特种砂浆，其中普通砂浆使用的原料为普通水泥、砂、砂浆外加剂等，原料配比比较简单，普通砂浆性能指标难以满足特殊部位施工要求，因此，功能各异的特种砂浆针对不同用途具有相应的物理性能和化学性能，弥补了普通砂浆在装配式建筑施工上的劣势。随着科学进步的发展，特种砂浆包括聚合物粘接砂浆、保温砂浆、装饰砂浆、自流平砂浆和防水砂浆等，特种砂浆在品质、效率、环保等方面都具有独特的特点。
聚合物高粘砂浆通过加入可在分散乳胶粉、水溶性聚乙烯醇等有机胶凝材料，但有机胶凝材料在浆体中水泥水化反应编的更加复杂，且会影响砂浆的流动度、耐磨性和早期强度等。中国专利CN 106699091A公开的一种以磷石膏水硬性复合凝胶材料为主的高粘结保水型抹灰砂浆及其制备方法，该砂浆是以普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、磷石膏、铝矾土和赤泥为胶凝材料，以30-50目和40-70目的两种不同粒径的石英砂为细集料，以硼砂为缓凝剂，再以可再分散乳胶粉为粘结强度改性剂，以甲基纤维素醚和/或膨润土为保水，添加聚羧酸系减水剂和消泡剂搅拌而成，其中磷石膏为磷石膏经过煅烧后，陈化得到的β半水石膏，将含有大量二氧化硅和二氧化铝的赤泥和磷石膏、铝矾土和水泥等配合制备得到磷石膏水硬性复合胶凝材料，制备得到的砂浆流动性好，比较均匀，与基层粘结牢固，增加保水性和耐磨性。中国专利CN 107973541A公开的高粘结低掉落泵送型湿拌砂浆用液态稳塑剂及其制备方法，该高粘结低掉落泵送型湿拌砂浆用液态稳塑剂包括甲基丙烯酸聚醚、羟丙基甲基纤维素醚、引气剂、缓凝剂和水，其中甲基丙烯酸聚醚为聚羧酸类减水剂和/或聚醚聚合物，羟丙基甲基纤维素醚为纤维素类甲基型和/或疏水改性缔合型醚类增稠剂，引气剂为十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠、脂肪醇硫酸钠、三萜皂苷引气剂，缓凝剂为蔗糖、氯化锌或者柠檬酸，该方法制备的高粘结低掉落泵送型湿拌砂浆用液态稳塑剂满足湿拌砂浆的可泵性。由上述现有技术可知，通过添加不同胶凝材料可赋予砂浆的优异的高粘性，但聚合物的性能和用量都会对砂浆的粘结性有很大的影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆的制备方法，将生物胶通过交联剂接枝水性聚氨酯得到改性的生物胶溶液，将生物胶溶液加入到水性丙烯酸聚合物的制备中，得到生物胶改性的水性丙烯酸溶液，然后以生物胶改性的水性丙烯酸作为黏合剂加入高强型超细水泥、石英砂等材料中，制备得到生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆，本发明的特种砂浆中砂浆细腻，流动性好，砂浆的内聚强度和界面结合强度好，绿色环保，结合力持久，符合高粘特种砂浆的使用需要。
，本发明的技术方案是：
一种生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆的制备方法，包括以下步骤：
（1）将生物胶加入水中混合均匀，加入交联剂，加热反应均匀后，加入水性聚氨酯，升温继续搅拌反应，得到改性的生物胶溶液；
（2）将步骤（1）制备的改性生物胶溶液加入到丙烯酸单体溶液中，混合均匀后，滴加过硫酸钠和亚硫酸氢钠引发剂，加热反应后，得到生物胶改性的水性丙烯酸溶液；
（3）将高强型超细水泥、石英砂、步骤（2）制备的生物胶改性的水性丙烯酸溶液、减水剂和剩余的水，搅拌均匀，得到生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆。
作为上述技术方案的优选，所述步骤（1）中，生物胶为生物多糖胶、淀粉、芦荟多糖或者壳多糖中的一种或者几种。
，所述步骤（1）中，交联剂为戊二醛、乙二醛或者聚醛。
，所述步骤（1）中，加热反应的条件为：60-100℃，压力为0.5-3MPa，时间为30-60min。
，所述步骤（1）中，生物胶、交联剂和水性聚氨酯的质量比为1:0.05-0.2:0.8-3。
，所述步骤（2）中，丙烯酸单体为质量比为1:0.5-0.8:0.3-0.4:0.2-0.7的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甘油酯和丙烯酸羟乙酯。
，所述步骤（2）中，过硫酸钠和亚硫酸氢钠的质量比为1:1。
，所述步骤（2）中，加热反应的条件为：80-90℃，时间为3-5h。
，所述步骤（3）中，高强型超细水泥由50-70%的粒径分布为10-15μm的水泥和30-50%粒径分布为30-35μm的水泥构成。
，所述步骤（3）中，生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆中生物胶改性的水性丙烯酸的含量为2.8-3.4%。
，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明制备的生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆是将生物胶通过交联剂接枝水性聚氨酯得到改性的生物胶溶液，本发明选用的生物胶为生物多糖胶、淀粉、芦荟多糖或者壳多糖中的一种或者几种，具有优良持水性和较高的耐温能力，且在较低浓度条件下可显著提高砂浆的粘度，且聚合物也可以提高砂浆的粘度，本发明不仅仅是将生物胶与聚合物简单的加入水泥等材料中，本发明将生物胶先用水性聚氨酯交联后，再加入到水溶性丙烯酸的制备工艺中，将生物胶充分分布于水性丙烯酸中，得到以生物胶改性的水性丙烯酸。然后以生物胶改性的水性丙烯酸作为黏合剂加入高强型超细水泥、石英砂等材料中，制备得到生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆。
（2）本发明的生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆中水泥为高强超细水泥，高强型超细水泥由50-70%的粒径分布为10-15μm的水泥和30-50%粒径分布为30-35μm的水泥构成，使制备的生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆更细腻，流动性好，砂浆的内聚强度和界面结合强度好，绿色环保，结合力持久，符合高粘特种砂浆的使用需要。
具体实施方式
，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
（1）按重量份计，将1份的淀粉加入水中混合均匀，加入0.2份的乙二醛交联剂，在100℃温度和3MPa压力下加热反应60min，加入3份的水性聚氨酯，升温至100℃继续搅拌反应2h，得到改性的生物胶溶液。
（2）将改性生物胶溶液加入到质量比为1:0.8:0.4:0.7的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甘油酯和丙烯酸羟乙酯的丙烯酸单体溶液中，混合均匀后，滴加质量比为1:1的过硫酸钠和亚硫酸氢钠引发剂，在90℃下加热反应5h后，得到生物胶改性的水性丙烯酸溶液，其中，生物胶改性的水性丙烯酸溶液中生物胶与水性丙烯酸的质量比为0.2:1。
（3）按重量份计，将由70%的粒径分布为10-15μm的水泥和30%粒径分布为30-35μm的水泥构成的1000份高强型超细水泥、750份石英砂、80份生物胶改性的水性丙烯酸溶液、15份减水剂和剩余的水，搅拌均匀，得到生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆，其中，生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆中生物胶改性的水性丙烯酸的含量为3.4%。
实施例2：
（1）按重量份计，将1份的芦荟多糖加入水中混合均匀，加入0.1份的聚醛交联剂，在80℃温度和1MPa压力下加热反应45min，加入1份的水性聚氨酯，升温至90℃继续搅拌反应1.5h，得到改性的生物胶溶液。
（2）将改性生物胶溶液加入到质量比为1:0.6:0.35:0.5的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甘油酯和丙烯酸羟乙酯的丙烯酸单体溶液中，混合均匀后，滴加质量比为1:1的过硫酸钠和亚硫酸氢钠引发剂，在85℃下加热反应4.5h后，得到生物胶改性的水性丙烯酸溶液，其中，生物胶改性的水性丙烯酸溶液中生物胶与水性丙烯酸的质量比为0.05:1。
（3）按重量份计，将由60%的粒径分布为10-15μm的水泥和40%粒径分布为30-35μm的水泥构成的1000份高强型超细水泥、750份石英砂、60份生物胶改性的水性丙烯酸溶液、13份减水剂和剩余的水，搅拌均匀，得到生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆，其中，生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆中生物胶改性的水性丙烯酸的含量为3%。
实施例3：
（1）按重量份计，将1份的多糖胶和壳多糖加入水中混合均匀，加入0.15份的聚醛交联剂，在75℃温度和1.5MPa压力下加热反应35min，加入2.5份的水性聚氨酯，升温至90℃继续搅拌反应1.2h，得到改性的生物胶溶液。
（2）将改性生物胶溶液加入到质量比为1:0.7:0.35:0.6的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甘油酯和丙烯酸羟乙酯的丙烯酸单体溶液中，混合均匀后，滴加质量比为1:1的过硫酸钠和亚硫酸氢钠引发剂，在83℃下加热反应4.5h后，得到生物胶改性的水性丙烯酸溶液，其中，生物胶改性的水性丙烯酸溶液中生物胶与水性丙烯酸的质量比为0.1:1。
（3）按重量份计，将由55%的粒径分布为10-15μm的水泥和45%粒径分布为30-35μm的水泥构成的1000份高强型超细水泥、750份石英砂、70份生物胶改性的水性丙烯酸溶液、13份减水剂和剩余的水，搅拌均匀，得到生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆，其中，生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆中生物胶改性的水性丙烯酸的含量为3.2%。
实施例4：
（1）按重量份计，将1份的淀粉和芦荟多糖加入水中混合均匀，加入0.1份的戊二醛交联剂，在85℃温度和3MPa压力下加热反应30min，加入2份的水性聚氨酯，升温至90℃继续搅拌反应2h，得到改性的生物胶溶液。
（2）将改性生物胶溶液加入到质量比为1:0.5:0.4:0.3的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甘油酯和丙烯酸羟乙酯的丙烯酸单体溶液中，混合均匀后，滴加质量比为1:1的过硫酸钠和亚硫酸氢钠引发剂，在80℃下加热反应4h后，得到生物胶改性的水性丙烯酸溶液，其中，生物胶改性的水性丙烯酸溶液中生物胶与水性丙烯酸的质量比为0.12:1。
（3）按重量份计，将由65%的粒径分布为10-15μm的水泥和35%粒径分布为30-35μm的水泥构成的1000份高强型超细水泥、750份石英砂、60份生物胶改性的水性丙烯酸溶液、11份减水剂和剩余的水，搅拌均匀，得到生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆，其中，生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆中生物胶改性的水性丙烯酸的含量为3.1%。
经检测，实施例1-4制备的生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆与现有的聚合物砂浆的含气量、流动度、抗折强度、抗压强度和粘结强度的结果如下所示：
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 现有技术
含气量（%） 8.9 8.8 8.6 8.5 7.5
流动度（mm） 284 278 281 275 164
抗折强度（MPa） 14.2 13.8 13.0 14.1 10.1
抗压强度（MPa） 57.0 55.6 56.9 55.2 46.2
粘结强度（MPa） 0.77 0.71 0.69 0.73 0.45
由上表可见，本发明制备的生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆的流动度好，力学性能优异，砂浆的内聚强度和界面结合强度好。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将生物胶加入水中混合均匀，加入交联剂，60-100℃、0.5-3Mpa的条件下加热反应30-60min，加入水性聚氨酯，升温继续搅拌反应，得到改性的生物胶溶液；生物胶、交联剂和水性聚氨酯的质量比为1:0.05-0.2:0.8-3；
（2）将步骤（1）制备的改性生物胶溶液加入到丙烯酸单体溶液中，混合均匀后，滴加过硫酸钠和亚硫酸氢钠引发剂，加热反应后，得到生物胶改性的水性丙烯酸溶液；
（3）将高强型超细水泥、石英砂、步骤（2）制备的生物胶改性的水性丙烯酸溶液、减水剂和剩余的水，搅拌均匀，得到生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆；
所述高强型超细水泥由50-70%的粒径分布为10-15μm的水泥和30-50%粒径分布为30-35μm的水泥构成；所述生物胶改性的水性丙烯酸的含量为3-3.4%。
2.根据权利要求1所述的一种生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，生物胶为生物多糖胶、淀粉、芦荟多糖或者壳多糖中的一种或者几种。
3.根据权利要求1所述的一种生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，交联剂为戊二醛、乙二醛或者聚醛。
4.根据权利要求1所述的一种生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，丙烯酸单体为质量比为1:0.5-0.8:0.3-0.4:0.2-0.7的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甘油酯和丙烯酸羟乙酯。
5.根据权利要求1所述的一种生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，过硫酸钠和亚硫酸氢钠的质量比为1:1。
6.根据权利要求1所述的一种生物胶增强的装配式建筑用高粘特种砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，加热反应的条件为：80-90℃，时间为3-5h。
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