CN110845205A - 一种强度高的环保型抗菌砂浆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种强度高的环保型抗菌砂浆，其特征在于，包括如下重量份的各组分制成：水泥40‑50份、稀土瓷砂10‑20份、粘土砂20‑30份、松脂岩矿砂10‑20份、黄砂20‑30份、N‑(4‑硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维10‑15份、ZnO介孔纳米纤维1‑4份、纳米硼纤维0.1‑0.5份、海藻酸0.1‑0.3份、功能添加剂1‑3份。本发明还公开了所述强度高的环保型抗菌砂浆的制备方法。本发明公开的强度高的环保型抗菌砂浆抗菌效果显著，抗菌功能持久，砂浆综合性能佳，抗收缩性和性能稳定性好，和易性、粘聚性和机械力学性能优异。

Description

一种强度高的环保型抗菌砂浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种强度高的环保型抗菌砂浆及其制备方法。
背景技术
近年来，随着中国新型城镇化的发展加速，城市市政基础建设、住宅的数量大幅增多，建筑砂浆作为仅次于墙体材料和混凝土的大宗建筑材料，每年的用量达数亿吨之多。功能性建筑砂浆由于其特有的功能引起了人们的广泛关注。抗菌砂浆作为一种常见的功能性建筑砂浆更是成为人们关注的焦点。
细菌和真菌广泛分布于混凝土建筑物上，尤其在温热潮湿地区混凝土建筑物的基础部位，在一些水工混凝土建筑物表面，在经常发生渗漏水的混凝土结构部位，细菌的存在使这些建筑物的局部环境卫生水平大大降低，影响了其使用功能的发挥。甚至可以使些特殊的建筑物丧失使用功能，如医用建筑物。普通砂浆因其本身为强碱性，故在施工后的一定时间内具有防霉、抗菌功能，但时间一长，砂浆表层由于受空气中CO等的作用而逐渐中性化，防霉、抗菌功能也随之慢慢消失，灰缝等部位就易被霉菌污染。因此，使用抗菌砂浆对于保证混凝土建筑物的功能发挥和提高建筑物使用者的生活舒适性显得尤为重要。
抗菌砂浆是指在砂浆中添加抗菌剂，使砂浆本身具有抗菌性，在一定时间内将附着在基材上的细菌杀死或抑制细菌繁殖。现有的抗菌砂浆的原材料在生产过程中容易产生刺鼻的挥发性气体，对人体造成不适。而且现有抗菌砂浆在杀菌的效果和抗菌率上都很低下，起不到有效的抗菌、杀菌作用，已经无法满足用户对全面抗菌的需求。除此之外，市面上的抗菌砂浆由于抗菌剂的添加，影响砂浆的和易性、稠度、抗压强度等性能。
申请号为201610317560.9的中国发明专利公开了一种复合抗菌砂浆，各组分质量比如下：银粉：0.008-0.01％；沸石粉：15-20％；水泥：15-25％；黄沙：22-30％；乳胶粉：8-9％；氟石粉：0.02-0.05％；碳纤维：1-1.5％；高效塑化粉：0.01％-0.02％；珍珠岩：15-25％；纳米TiO2：6-8％；添加剂：8-10％。此发明所制备的复合抗菌砂浆经检测，具有优异的抗菌性能；但是其使用价格昂贵的银粉，导致得到的抗菌砂浆成本太高，不适合大规模推广应用。
因此，开发一种制备成本低廉，抗菌效果显著、持久，综合性能佳的抗菌砂浆符合市场需求，具有较大的经济价值和社会价值。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，本发明旨在提供一种强度高的环保型抗菌砂浆及其制备方法，该制备方法简单易操作，施工方便，反应条件温和，制备效率和成品率高，制备成本低，适合连续规模化生产。通过这种制备方法制备得到的抗菌砂浆抗菌效果显著，抗菌功能持久，砂浆综合性能佳，抗收缩性和性能稳定性好，和易性、粘聚性和机械力学性能优异。
本发明通过以下技术方案实现：一种强度高的环保型抗菌砂浆，其特征在于，包括如下重量份的各组分制成：水泥40-50份、稀土瓷砂10-20份、粘土砂20-30份、松脂岩矿砂10-20份、黄砂20-30份、N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维10-15份、ZnO介孔纳米纤维1-4份、纳米硼纤维0.1-0.5份、海藻酸0.1-0.3份、功能添加剂1-3份。
进一步地，所述水泥为普通硅酸盐水泥、普通铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥中的至少一种。
进一步地，所述稀土瓷砂的粒度为60-90目；所述粘土砂的粒度为70-90目；所述松脂岩矿砂的粒度为80-100目；黄砂的粒度为100-130目。
进一步地，所述N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将壳聚糖纤维分散于四氢呋喃中，然后向其中加入碱性催化剂和环氧氯丙烷，在70-80℃下搅拌反应8-10小时，然后过滤，水洗3-6次，后置于真空干燥箱80-90℃下干燥至恒重，得到环氧改性壳聚糖纤维；
步骤S2、将经过步骤S1制成的环氧改性壳聚糖纤维分散于四氢呋喃中，然后向其中加入环氧氯丙烷，在30-40℃下搅拌反应4-6小时，然后过滤，用丙酮洗3-6次，后置于真空干燥箱80-90℃下干燥至恒重，得到离子化环氧改性壳聚糖纤维；
步骤S3、将经过步骤S2制成的离子化环氧改性壳聚糖纤维浸泡于50-60℃质量分数为5-10％的N-(4-硫苯基)双胍的四氢呋喃溶液中15-20小时，后过滤，用丙酮洗3-6次，再置于真空干燥箱80-90℃下干燥至恒重，得到N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维。
进一步地，步骤S1中所述壳聚糖纤维、四氢呋喃、碱性催化剂、环氧氯丙烷的质量比为1:(3-5):(0.3-0.5):(0.7-1)。
优选地，所述碱性催化剂为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸钾中的至少一种。
进一步地，步骤S2中所述环氧改性壳聚糖纤维、四氢呋喃、环氧氯丙烷的质量比为1:(3-5):(0.4-0.6)。
进一步地，步骤S3中所述离子化环氧改性壳聚糖纤维、N-(4-硫苯基)双胍的四氢呋喃溶液的质量比为1:(10-20)。
优选地，所述ZnO介孔纳米纤维为预先制备，制备方法参考：中国发明专利CN201510385278X实施例1。
进一步地，所述功能添加剂是由如下重量份的各原料制成的：葡萄糖-1-磷酸3-8份、石膏5-10份、明矾3-6份、2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪1-5份、丙烯酸月桂酯/聚乙二醇单烯丙基醚/7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸/联苯-4-丙烯酸共聚物10-15份。
进一步地，所述丙烯酸月桂酯/聚乙二醇单烯丙基醚/7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸/联苯-4-丙烯酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：将丙烯酸月桂酯、聚乙二醇单烯丙基醚、7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸、联苯-4-丙烯酸、引发剂加入到N-甲基吡咯烷酮中，在氮气氛围70-80℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去溶剂，得到丙烯酸月桂酯/聚乙二醇单烯丙基醚/7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸/联苯-4-丙烯酸共聚物。
优选地，所述丙烯酸月桂酯、聚乙二醇单烯丙基醚、7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸、联苯-4-丙烯酸、引发剂、N-甲基吡咯烷酮的质量比为1:2:1:0.5:(0.03-0.05):(15-20)。
优选地，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述强度高的环保型抗菌砂浆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按比例混合，加入到搅拌机中搅拌10-15分钟后出料，得到一种强度高的环保型抗菌砂浆。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
(1)本发明提供的一种强度高的环保型抗菌砂浆，制备方法简单易操作，施工方便，反应条件温和，制备效率和成品率高，制备成本低，适合连续规模化生产。
(2)本发明提供的一种强度高的环保型抗菌砂浆，克服了传统抗菌砂浆原材料在生产过程中容易产生刺鼻的挥发性气体，对人体造成不适；在杀菌的效果和抗菌率上都很低下，起不到有效的抗菌、杀菌作用，已经无法满足用户对全面抗菌的需求；由于抗菌剂的添加，影响砂浆的和易性、稠度、抗压强度等性能的缺陷，具有抗菌效果显著，抗菌功能持久，砂浆综合性能佳，抗收缩性和性能稳定性好，和易性、粘聚性和机械力学性能优异的优点。
(3)本发明提供的一种强度高的环保型抗菌砂浆，稀土瓷砂、粘土砂、松脂岩矿砂和黄砂协同作用，使得砂浆综合性能优异，抗压强度、抗折强度和压剪粘结强度高，抗腐蚀耐磨性能优异，砂浆和易性较好；N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维和ZnO介孔纳米纤维均具有较好的抗菌性能，协同作用能使得抗菌效果更佳，抗菌广谱性大，通过改性及介孔结构的设置，使得它们具有吸水能力和保水能力，从而满足施工所需的工作性能，避免泌水和离析现象的发生，纤维结构还能增强砂浆机械力学性能，N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维上较多的活性羟基能改善无机成分和有机成分之间的粘结。
(4)本发明提供的一种强度高的环保型抗菌砂浆，纳米硼纤维的添加能改善砂浆的抗裂性能和力学性能；海藻酸与功能添加剂一起协同作用，能赋予砂浆突出的粘结强度和柔性，优良的耐碱性，改善砂浆的粘附性粘合性、抗折强度、防水性、可塑性、耐磨性能和施工性；所述功能添加剂是由如下重量份的各原料制成的：葡萄糖-1-磷酸3-8份、石膏5-10份、明矾3-6份、2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪1-5份、丙烯酸月桂酯/聚乙二醇单烯丙基醚/7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸/联苯-4-丙烯酸共聚物10-15份；各成分协同作用，使得坍落度经时损失小、增强效果显著、减水效果明显；含羧基的成分同水泥相中的钙离子反应生成的不溶性钙盐沉积在毛细管的壁上起到堵孔的作用，同时使得这些毛细管管壁变成憎水性的表面，从而起到了防水抗裂作用；丙烯酸月桂酯/聚乙二醇单烯丙基醚/7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸/联苯-4-丙烯酸共聚物的添加除了可以起到减水剂的作用外，还可以起到粘合、调凝、保水增稠的作用，从而使得砂浆综合性能更佳，避免了多种添加剂添加带来的拮抗作用及对砂浆综合性能的影响。
(5)本发明提供的一种强度高的环保型抗菌砂浆，N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维的制备过程，首先步骤S1中，在碱性催化剂条件下，壳聚糖分子链上的伯胺基与环氧氯丙烷上的氯反应，拔氢后，得到叔氨基，反应过程中会出现环氧基开环，但在碱性条件下又会闭环，然后再经过步骤S2，叔氨基与环氧氯丙烷的氯基发生反应，生成季铵盐离子化环氧改性壳聚糖纤维，最后再经过S3中的N-(4-硫苯基)双胍上的磺酸基与季铵基通过离子键连接，制得；工艺路线选择合理，产物产率高。
具体实施方式
为了使本技术领域人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本发明做进一步的说明。实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明下述实施例中所使用的原料均为商业购买，其中，所述ZnO介孔纳米纤维为预先制备，制备方法参考：中国发明专利CN201510385278X实施例1。所述聚乙二醇单烯丙基醚CAS号：27274-31-3，购于湖北远成赛创科技有限公司。
实施例1
一种强度高的环保型抗菌砂浆，其特征在于，包括如下重量份的各组分制成：普通硅酸盐水泥40份、稀土瓷砂10份、粘土砂20份、松脂岩矿砂10份、黄砂20份、N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维10份、ZnO介孔纳米纤维1份、纳米硼纤维0.1份、海藻酸0.1份、功能添加剂1份。
所述稀土瓷砂的粒度为60目；所述粘土砂的粒度为70目；所述松脂岩矿砂的粒度为80目；黄砂的粒度为100目。
所述N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将壳聚糖纤维100g分散于四氢呋喃300g中，然后向其中加入氢氧化钠30g和环氧氯丙烷70g，在70℃下搅拌反应8小时，然后过滤，水洗3次，后置于真空干燥箱80℃下干燥至恒重，得到环氧改性壳聚糖纤维；
步骤S2、将经过步骤S1制成的环氧改性壳聚糖纤维100g分散于四氢呋喃300g中，然后向其中加入环氧氯丙烷40g，在30℃下搅拌反应4小时，然后过滤，用丙酮洗3次，后置于真空干燥箱80℃下干燥至恒重，得到离子化环氧改性壳聚糖纤维；
步骤S3、将经过步骤S2制成的离子化环氧改性壳聚糖纤维100g浸泡于50℃质量分数为5％的N-(4-硫苯基)双胍的四氢呋喃溶液2000g中15小时，后过滤，用丙酮洗3次，再置于真空干燥箱80℃下干燥至恒重，得到N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维。
所述功能添加剂是由如下重量份的各原料制成的：葡萄糖-1-磷酸3份、石膏5份、明矾3份、2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪1份、丙烯酸月桂酯/聚乙二醇单烯丙基醚/7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸/联苯-4-丙烯酸共聚物10份。
所述丙烯酸月桂酯/聚乙二醇单烯丙基醚/7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸/联苯-4-丙烯酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：将丙烯酸月桂酯10g、聚乙二醇单烯丙基醚20g、7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸10g、联苯-4-丙烯酸5g、偶氮二异丁腈0.3g加入到N-甲基吡咯烷酮150g中，在氮气氛围70℃下搅拌反应3小时，后旋蒸除去溶剂，得到丙烯酸月桂酯/聚乙二醇单烯丙基醚/7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸/联苯-4-丙烯酸共聚物。
一种所述强度高的环保型抗菌砂浆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按比例混合，加入到搅拌机中搅拌10分钟后出料，得到一种强度高的环保型抗菌砂浆。
实施例2
一种强度高的环保型抗菌砂浆，其特征在于，包括如下重量份的各组分制成：普通铝酸盐水泥43份、稀土瓷砂12份、粘土砂23份、松脂岩矿砂12份、黄砂22份、N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维11份、ZnO介孔纳米纤维2份、纳米硼纤维0.2份、海藻酸0.15份、功能添加剂1.5份。
所述稀土瓷砂的粒度为70目；所述粘土砂的粒度为75目；所述松脂岩矿砂的粒度为85目；黄砂的粒度为110目。
所述N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将壳聚糖纤维100g分散于四氢呋喃350g中，然后向其中加入碳酸钠35g和环氧氯丙烷80g，在72℃下搅拌反应8.5小时，然后过滤，水洗4次，后置于真空干燥箱82℃下干燥至恒重，得到环氧改性壳聚糖纤维；
步骤S2、将经过步骤S1制成的环氧改性壳聚糖纤维100g分散于四氢呋喃350g中，然后向其中加入环氧氯丙烷45g，在33℃下搅拌反应4.5小时，然后过滤，用丙酮洗4次，后置于真空干燥箱82℃下干燥至恒重，得到离子化环氧改性壳聚糖纤维；
步骤S3、将经过步骤S2制成的离子化环氧改性壳聚糖纤维100g浸泡于52℃质量分数为6％的N-(4-硫苯基)双胍的四氢呋喃溶液1800g中16小时，后过滤，用丙酮洗4次，再置于真空干燥箱82℃下干燥至恒重，得到N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维。
所述功能添加剂是由如下重量份的各原料制成的：葡萄糖-1-磷酸5份、石膏6份、明矾4份、2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪2.5份、丙烯酸月桂酯/聚乙二醇单烯丙基醚/7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸/联苯-4-丙烯酸共聚物12份。
所述丙烯酸月桂酯/聚乙二醇单烯丙基醚/7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸/联苯-4-丙烯酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：将丙烯酸月桂酯10g、聚乙二醇单烯丙基醚20g、7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸10g、联苯-4-丙烯酸5g、偶氮二异庚腈0.35g加入到N-甲基吡咯烷酮170g中，在氮气氛围73℃下搅拌反应3.5小时，后旋蒸除去溶剂，得到丙烯酸月桂酯/聚乙二醇单烯丙基醚/7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸/联苯-4-丙烯酸共聚物。
一种所述强度高的环保型抗菌砂浆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按比例混合，加入到搅拌机中搅拌12分钟后出料，得到一种强度高的环保型抗菌砂浆。
实施例3
一种强度高的环保型抗菌砂浆，其特征在于，包括如下重量份的各组分制成：氟铝酸盐水泥45份、稀土瓷砂15份、粘土砂25份、松脂岩矿砂15份、黄砂25份、N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维13份、ZnO介孔纳米纤维2.5份、纳米硼纤维0.3份、海藻酸0.2份、功能添加剂2份。
所述稀土瓷砂的粒度为80目；所述粘土砂的粒度为80目；所述松脂岩矿砂的粒度为90目；黄砂的粒度为115目。
所述N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将壳聚糖纤维100g分散于四氢呋喃400g中，然后向其中加入氢氧化钾40g和环氧氯丙烷85g，在75℃下搅拌反应9小时，然后过滤，水洗5次，后置于真空干燥箱85℃下干燥至恒重，得到环氧改性壳聚糖纤维；
步骤S2、将经过步骤S1制成的环氧改性壳聚糖纤维100g分散于四氢呋喃400g中，然后向其中加入环氧氯丙烷50g，在35℃下搅拌反应5小时，然后过滤，用丙酮洗5次，后置于真空干燥箱85℃下干燥至恒重，得到离子化环氧改性壳聚糖纤维；
步骤S3、将经过步骤S2制成的离子化环氧改性壳聚糖纤维100g浸泡于55℃质量分数为8％的N-(4-硫苯基)双胍的四氢呋喃溶液1500g中17小时，后过滤，用丙酮洗5次，再置于真空干燥箱85℃下干燥至恒重，得到N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维。
所述功能添加剂是由如下重量份的各原料制成的：葡萄糖-1-磷酸6份、石膏8份、明矾4.5份、2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪3份、丙烯酸月桂酯/聚乙二醇单烯丙基醚/7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸/联苯-4-丙烯酸共聚物13份。
所述丙烯酸月桂酯/聚乙二醇单烯丙基醚/7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸/联苯-4-丙烯酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：将丙烯酸月桂酯10g、聚乙二醇单烯丙基醚20g、7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸10g、联苯-4-丙烯酸5g、偶氮二异丁腈0.4g加入到N-甲基吡咯烷酮180g中，在氮气氛围75℃下搅拌反应4小时，后旋蒸除去溶剂，得到丙烯酸月桂酯/聚乙二醇单烯丙基醚/7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸/联苯-4-丙烯酸共聚物。
一种所述强度高的环保型抗菌砂浆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按比例混合，加入到搅拌机中搅拌13分钟后出料，得到一种强度高的环保型抗菌砂浆。
实施例4
一种强度高的环保型抗菌砂浆，其特征在于，包括如下重量份的各组分制成：水泥48份、稀土瓷砂19份、粘土砂28份、松脂岩矿砂18份、黄砂28份、N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维14份、ZnO介孔纳米纤维3.5份、纳米硼纤维0.4份、海藻酸0.25份、功能添加剂2.5份；所述水泥为普通硅酸盐水泥、普通铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥按质量比1:3:2混合而成；所述稀土瓷砂的粒度为80目；所述粘土砂的粒度为85目；所述松脂岩矿砂的粒度为95目；黄砂的粒度为125目。
所述N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将壳聚糖纤维100g分散于四氢呋喃450g中，然后向其中加入碱性催化剂47g和环氧氯丙烷90g，在78℃下搅拌反应9.5小时，然后过滤，水洗6次，后置于真空干燥箱88℃下干燥至恒重，得到环氧改性壳聚糖纤维；所述碱性催化剂为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸钾按质量比1:3:3:5混合而成；
步骤S2、将经过步骤S1制成的环氧改性壳聚糖纤维100g分散于四氢呋喃480g中，然后向其中加入环氧氯丙烷55g，在38℃下搅拌反应5.5小时，然后过滤，用丙酮洗6次，后置于真空干燥箱88℃下干燥至恒重，得到离子化环氧改性壳聚糖纤维；
步骤S3、将经过步骤S2制成的离子化环氧改性壳聚糖纤维100g浸泡于59℃质量分数为9％的N-(4-硫苯基)双胍的四氢呋喃溶液1200g中19小时，后过滤，用丙酮洗6次，再置于真空干燥箱89℃下干燥至恒重，得到N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维。
所述功能添加剂是由如下重量份的各原料制成的：葡萄糖-1-磷酸7份、石膏9份、明矾5份、2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪4份、丙烯酸月桂酯/聚乙二醇单烯丙基醚/7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸/联苯-4-丙烯酸共聚物14.5份。
所述丙烯酸月桂酯/聚乙二醇单烯丙基醚/7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸/联苯-4-丙烯酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：将丙烯酸月桂酯10g、聚乙二醇单烯丙基醚20g、7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸10g、联苯-4-丙烯酸5g、引发剂0.48g加入到N-甲基吡咯烷酮190g中，在氮气氛围78℃下搅拌反应4.7小时，后旋蒸除去溶剂，得到丙烯酸月桂酯/聚乙二醇单烯丙基醚/7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸/联苯-4-丙烯酸共聚物；所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈按质量比3:5混合而成。
一种所述强度高的环保型抗菌砂浆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按比例混合，加入到搅拌机中搅拌14分钟后出料，得到一种强度高的环保型抗菌砂浆。
实施例5
一种强度高的环保型抗菌砂浆，其特征在于，包括如下重量份的各组分制成：普通硅酸盐水泥50份、稀土瓷砂20份、粘土砂30份、松脂岩矿砂20份、黄砂30份、N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维15份、ZnO介孔纳米纤维4份、纳米硼纤维0.5份、海藻酸0.3份、功能添加剂3份。
所述稀土瓷砂的粒度为90目；所述粘土砂的粒度为90目；所述松脂岩矿砂的粒度为100目；黄砂的粒度为130目。
所述N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将壳聚糖纤维100g分散于四氢呋喃500g中，然后向其中加入碳酸钾50g和环氧氯丙烷100g，在80℃下搅拌反应10小时，然后过滤，水洗6次，后置于真空干燥箱90℃下干燥至恒重，得到环氧改性壳聚糖纤维；
步骤S2、将经过步骤S1制成的环氧改性壳聚糖纤维100g分散于四氢呋喃500g中，然后向其中加入环氧氯丙烷60g，在40℃下搅拌反应6小时，然后过滤，用丙酮洗6次，后置于真空干燥箱90℃下干燥至恒重，得到离子化环氧改性壳聚糖纤维；
步骤S3、将经过步骤S2制成的离子化环氧改性壳聚糖纤维100g浸泡于60℃质量分数为10％的N-(4-硫苯基)双胍的四氢呋喃溶液1000g中20小时，后过滤，用丙酮洗6次，再置于真空干燥箱90℃下干燥至恒重，得到N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维。
所述功能添加剂是由如下重量份的各原料制成的：葡萄糖-1-磷酸8份、石膏10份、明矾6份、2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪5份、丙烯酸月桂酯/聚乙二醇单烯丙基醚/7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸/联苯-4-丙烯酸共聚物15份。
所述丙烯酸月桂酯/聚乙二醇单烯丙基醚/7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸/联苯-4-丙烯酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：将丙烯酸月桂酯10g、聚乙二醇单烯丙基醚20g、7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸10g、联苯-4-丙烯酸5g、偶氮二异丁腈0.5g加入到N-甲基吡咯烷酮200g中，在氮气氛围80℃下搅拌反应5小时，后旋蒸除去溶剂，得到丙烯酸月桂酯/聚乙二醇单烯丙基醚/7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸/联苯-4-丙烯酸共聚物。
一种所述强度高的环保型抗菌砂浆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按比例混合，加入到搅拌机中搅拌15分钟后出料，得到一种强度高的环保型抗菌砂浆。
对比例1
一种强度高的环保型抗菌砂浆，其制备方法和配方与实施例1基本相同，不同的仅有：没有添加稀土瓷砂和粘土砂。
对比例2
一种强度高的环保型抗菌砂浆，其制备方法和配方与实施例1基本相同，不同的仅有：没有添加松脂岩矿砂和ZnO介孔纳米纤维。
对比例3
一种强度高的环保型抗菌砂浆，其制备方法和配方与实施例1基本相同，不同的仅有：用壳聚糖季铵盐代替N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维。
对比例4
一种强度高的环保型抗菌砂浆，其制备方法和配方与实施例1基本相同，不同的仅有：功能添加剂中没有添加葡萄糖-1-磷酸和2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪。
为了进一步说明本发明实施例提供的所述强度高的环保型抗菌砂浆的有益技术效果，对各例中提供的抗菌砂浆按照相应国标进行相关性能测试，测试结果见表1，测试方法参考：JGJ/T70-200和JC/T 897-2014。
表1
Figure BDA0002297534360000091
从表1可以看出，本发明实施例公开的一种强度高的环保型抗菌砂浆与对比例相比，具有更加优异的机械力学性能和抗菌性，这是稀土瓷砂、粘土砂、松脂岩矿砂、ZnO介孔纳米纤维、N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维、葡萄糖-1-磷酸和2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪协同作用的结果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种强度高的环保型抗菌砂浆，其特征在于，包括如下重量份的各组分制成：水泥40-50份、稀土瓷砂10-20份、粘土砂20-30份、松脂岩矿砂10-20份、黄砂20-30份、N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维10-15份、ZnO介孔纳米纤维1-4份、纳米硼纤维0.1-0.5份、海藻酸0.1-0.3份、功能添加剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的一种强度高的环保型抗菌砂浆，其特征在于，所述水泥为普通硅酸盐水泥、普通铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种强度高的环保型抗菌砂浆，其特征在于，所述稀土瓷砂的粒度为60-90目；所述粘土砂的粒度为70-90目；所述松脂岩矿砂的粒度为80-100目；黄砂的粒度为100-130目。
4.根据权利要求1所述的一种强度高的环保型抗菌砂浆，其特征在于，所述N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将壳聚糖纤维分散于四氢呋喃中，然后向其中加入碱性催化剂和环氧氯丙烷，在70-80℃下搅拌反应8-10小时，然后过滤，水洗3-6次，后置于真空干燥箱80-90℃下干燥至恒重，得到环氧改性壳聚糖纤维；
步骤S2、将经过步骤S1制成的环氧改性壳聚糖纤维分散于四氢呋喃中，然后向其中加入环氧氯丙烷，在30-40℃下搅拌反应4-6小时，然后过滤，用丙酮洗3-6次，后置于真空干燥箱80-90℃下干燥至恒重，得到离子化环氧改性壳聚糖纤维；
步骤S3、将经过步骤S2制成的离子化环氧改性壳聚糖纤维浸泡于50-60℃质量分数为5-10％的N-(4-硫苯基)双胍的四氢呋喃溶液中15-20小时，后过滤，用丙酮洗3-6次，再置于真空干燥箱80-90℃下干燥至恒重，得到N-(4-硫苯基)双胍改性壳聚糖纤维。
5.根据权利要求4所述的一种强度高的环保型抗菌砂浆，其特征在于，步骤S1中所述壳聚糖纤维、四氢呋喃、碱性催化剂、环氧氯丙烷的质量比为1:(3-5):(0.3-0.5):(0.7-1)；所述碱性催化剂为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸钾中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的一种强度高的环保型抗菌砂浆，其特征在于，步骤S2中所述环氧改性壳聚糖纤维、四氢呋喃、环氧氯丙烷的质量比为1:(3-5):(0.4-0.6)。
7.根据权利要求4所述的一种强度高的环保型抗菌砂浆，其特征在于，步骤S3中所述离子化环氧改性壳聚糖纤维、N-(4-硫苯基)双胍的四氢呋喃溶液的质量比为1:(10-20)。
8.根据权利要求1所述的一种强度高的环保型抗菌砂浆，其特征在于，所述功能添加剂是由如下重量份的各原料制成的：葡萄糖-1-磷酸3-8份、石膏5-10份、明矾3-6份、2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪1-5份、丙烯酸月桂酯/聚乙二醇单烯丙基醚/7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸/联苯-4-丙烯酸共聚物10-15份。
9.根据权利要求8所述的一种强度高的环保型抗菌砂浆，其特征在于，所述丙烯酸月桂酯/聚乙二醇单烯丙基醚/7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸/联苯-4-丙烯酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：将丙烯酸月桂酯、聚乙二醇单烯丙基醚、7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸、联苯-4-丙烯酸、引发剂加入到N-甲基吡咯烷酮中，在氮气氛围70-80℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去溶剂，得到丙烯酸月桂酯/聚乙二醇单烯丙基醚/7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸/联苯-4-丙烯酸共聚物；所述丙烯酸月桂酯、聚乙二醇单烯丙基醚、7-氨基-3-乙烯基-3-头孢环-4-羧酸、联苯-4-丙烯酸、引发剂、N-甲基吡咯烷酮的质量比为1:2:1:0.5:(0.03-0.05):(15-20)；所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种强度高的环保型抗菌砂浆，其特征在于，所述强度高的环保型抗菌砂浆的制备方法，包括如下步骤：将各组分按比例混合，加入到搅拌机中搅拌10-15分钟后出料，得到一种强度高的环保型抗菌砂浆。
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