CN115850805A - 一种建材多用途改性羟丙基淀粉及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建材多用途改性羟丙基淀粉及其制备方法和应用，涉及建筑添加剂技术领域，所要解决的技术问题为：现有技术中羟丙基淀粉只是应用于建材中的单一领域，目前还没有在建材领域有多种用途的报道。本发明改性羟丙基淀粉由以下质量百分比原料制得：羟丙基淀粉5%‑40%、纤维素醚48%‑93%、分散增强剂1.5%‑8%和流变稳定剂0.5%‑4%；制备方法为：（1）称取；（2）将淀粉、抑制剂、碱化剂、醇类溶剂和醚化剂混合，依次进行醚化反应、加入柠檬酸中和、干燥和粉碎，得到羟丙基淀粉；（3）将羟丙基淀粉、纤维素醚、分散增强剂和流变稳定剂进行混合搅拌，即得。本发明产品可应用于腻子、抹灰石膏、瓷砖胶和保温砂浆。
Description
技术领域
本发明涉及建筑添加剂技术领域，更具体的说是涉及一种建材多用途改性羟丙基淀粉及其制备方法。
背景技术
羟丙基淀粉是近年来产量、用量与质量都在迅速提升的淀粉品种，广泛应用在建筑、医药、食品、纺织、造纸、日化、石油等行业。其中，在建筑领域可作为水泥基产品、石膏基产品及灰钙类产品的外加剂，与其它建筑、外加剂有很好的相容性，特别适用于如砂浆、粘合剂、抹灰和滚抹料等建筑干混料。
目前，羟丙基淀粉的生产工艺可分为两大类：湿法和干法。其中，湿法也称浆法，是将淀粉分散在水或其他液体介质中，配成一定浓度的悬浮液（淀粉乳），在一定的温度条件下，与化学试剂进行醚化反应，生成改性淀粉；如果采用的分散介质不是水，而是有机溶剂或含水的混合溶剂时，为了以示区别，将这种方法也称为溶剂法；大多数改性淀粉都可以通过湿法来生产。干法，即淀粉在含少量水（通常在30%左右）或少量有机溶剂的情况下，与化学试剂发生反应生成改性淀粉的一种生产方法。干法反应体系由于含水量小，所以干法生产中最大的困难就是淀粉与化学试剂的均匀混合问题。工业上除采用专门的混合设备外，还采用在湿的状态下混合，在干的状态下反应，分两步完成改性淀粉的生产。干法生产的品种不如湿法生产的品种多，但干法生产工艺简单、收率高、无污染，是一种很有发展前途的生产方法。
专利CN110590966B中介绍了一种提升瓷砖胶滑移性能的改性纤维素醚的制备方法，但产品仅应用于瓷砖胶领域的抗滑移方面，而且性能仅达到了标准JC/T 547-2017中C1T瓷砖胶的要求。
专利CN113150176B中介绍了一种多基团交联改性羟丙基纤维素醚的制备方法，虽然对产品用环氧氯丙烷进行了交联处理，但产品也是仅应用于瓷砖胶领域，性能同样仅达到了标准JC/T 547-2017中C1T瓷砖胶的要求。
专利CN113444185A中介绍了一种高粘度羟丙基纤维素醚及制备方法，也对产品用乙二醛进行了交联处理，但没有说明产品的具体粘度指标，同时也没有说明产品的具体应用领域。
综上，现有技术中羟丙基淀粉只是应用于建材中的单一领域，目前还没有在建材领域有多种用途的报道。
因此，如何开发一种建材多用途改性羟丙基淀粉是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种建材多用途改性羟丙基淀粉及其制备方法和应用，改变了现有改性羟丙基淀粉制备中多步醚化的繁琐操作，通过特殊操作条件的控制，只需一步醚化处理，且因为继续增加了物理改性步骤，获得了多用途性能更好的产品，产品在腻子上改善了施工性、耐水性和粘结强度，在抹灰石膏上改善了保水率、抗折强度和抗压强度，在瓷砖胶上改善了抗滑移、晾置时间和拉伸粘结强度，在保温砂浆上改善了干密度、导热系数和抗压强度；同时，一步醚化处理的操作条件较现有技术具有显著区别，在不添加交联剂环氧氯丙烷或乙二醛的情况下，通过添加粒碱提高体系的可操作性和环保性，提高了醚化剂的醚化效率，同时醚化反应压力分段进行，并在更高压力下实施，在提高产品均匀性的同时，进一步提高了醚化剂的醚化效率，在不延长反应时间的情况下降低了生产成本，解决了现有技术中存在的问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种建材多用途改性羟丙基淀粉，由以下质量百分比的原料制得：羟丙基淀粉5%-40%、纤维素醚48%-93%、分散增强剂1.5%-8%和流变稳定剂0.5%-4%；其中，羟丙基淀粉由质量比为1:(0-0.1):(0.01-1.5)：(0.1-2.0):(0.02-2.2):(0-0.12)的淀粉、抑制剂、碱化剂、醇类溶剂、醚化剂和柠檬酸制得。
进一步，上述羟丙基淀粉由质量比为1:(0-0.1)：(0.01-0.22)：(0.2-1.0):(0.15-1.75):(0-0.10）的淀粉、抑制剂、碱化剂、醇类溶剂、醚化剂和柠檬酸制得。
进一步，上述羟丙基淀粉为含羟丙氧基的一元淀粉醚(具有一种取代基，例如羟丙基淀粉)、含羟丙氧基的二元淀粉醚（具有两种取代基，例如羧甲基羟丙基淀粉、羟丙基羟乙基淀粉、羟丙基甲基淀粉等)、含羟丙氧基的三元淀粉醚(具有三种取代基，例如羧甲基羟丙基羟乙基淀粉、羟丙基羟乙基乙基淀粉、羟丙基羟乙基甲基淀粉等)中的任一种或几种的混合。
采用上述进一步的有益效果在于，本发明中羟丙基淀粉具有改善腻子施工性、耐水性和粘结强度，改善抹灰石膏保水率、抗折强度和抗压强度，改善瓷砖胶抗滑移、晾置时间和拉伸粘结强度，改善保温砂浆干密度、导热系数和抗压强度的作用。本发明所选羟丙基淀粉含有一种或多种亲水性基团，增加了支链取代基团的含量，能够和纤维素醚的直链结构产生协同作用，提高了腻子、抹灰石膏、瓷砖胶和保温砂浆护持水分的能力，使腻子和抹灰石膏具有优越的保水性能，并延长了瓷砖胶和砂浆的开放时间。羟丙基淀粉的支链结构与一种或多种取代基增加了材料的触变性，使腻子和抹灰石膏具有快速增稠和优越的操作手感及施工性。另外，纤维素醚直链和羟丙基淀粉支链上的一种或多种取代基增加了水泥浆料的空间位阻，提升了瓷砖胶的抗滑移和抗下垂性能，改善了保温砂浆的干密度、导热系数，同时产品分散在水中后形成均匀的网状结构，进一步提升瓷砖胶保持水分的能力，从而对水泥颗粒产生明显的桥接作用，赋予砂浆浆体较大的机械锚固力，提升瓷砖胶的拉伸粘结强度。
进一步，上述纤维素醚为一元纤维素醚（具有一种取代基，例如羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素等）、二元纤维素醚（具有两种取代基，例如羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羧甲基羟丙基纤维素、羟丙基羟乙基纤维素、羟丙基乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素等）、三元纤维素醚（具有三种取代基，例如羧甲基羟丙基羟乙基纤维素、羟丙基羟乙基乙基纤维素、羟丙基羟乙基甲基纤维素等）中的任一种或几种的混合，优选为二元纤维素醚，更优选为羟丙基甲基纤维素和/或羟乙基甲基纤维素。
采用上述进一步的有益效果在于，本发明中纤维素醚具有护持水分和增稠的作用，使腻子和抹灰石膏具有优越的保水性能，同时可以改善瓷砖胶和砂浆施工的和易性。本发明所选纤维素醚能够和淀粉醚、分散增强剂以及流变稳定剂产生协同作用，提升腻子、抹灰石膏、瓷砖胶和砂浆护持水分的能力，提高了腻子、抹灰石膏、瓷砖胶和砂浆的粘结强度。同时，本发明所选纤维素醚同时具有疏水性和亲水性基团，具有引气性，能够改善建材施工过程中的和易性，提高施工质量。
进一步，上述分散增强剂为聚氧化乙烯、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、海藻酸钠、聚羧酸粉末中的任一种或几种的混合。
采用上述进一步的有益效果在于，本发明中分散增强剂具有增加腻子、抹灰石膏、瓷砖胶和砂浆粘结强度的作用。本发明所选分散增强剂均具有优越的水溶性，和羟丙基淀粉以及纤维素醚的配伍性良好，能提高水泥浆料的保水性，同时大大提高其可输送性，并且可抑制粉尘的飞扬，改善生产环境。
进一步，上述流变稳定剂为瓜儿胶、羟丙基瓜儿胶、瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵、卡拉胶、阿拉伯胶、香豆胶、田菁胶、亚麻籽胶、黄原胶中的任一种或几种的混合，优选为瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵、阿拉伯胶、卡拉胶、田菁胶、亚麻籽胶、黄原胶中的任一种或几种的混合。
采用上述进一步的有益效果在于，本发明中流变稳定剂具有调节产品粘度，和其他组分协同提高料浆稳定性的作用。本发明所选流变稳定剂均具有优越的水溶性，和羟丙基淀粉以及纤维素醚的配伍性良好，能提高水泥浆料的流变性，增强其对热、酸、碱、酶和盐的稳定性。
进一步，上述淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、红薯淀粉、绿豆淀粉、豌豆淀粉、葛根淀粉、莲藕淀粉、荸荠淀粉、菱角淀粉中的任一种或几种的混合；淀粉的聚合度为20-6000，优选为100-3000，更优选为200-3000；淀粉的粒径为0.075-0.25mm，优选为0.12-0.18mm。
采用上述进一步的有益效果在于，本发明中淀粉作为羟丙基淀粉的主反应原料，含有直链和支链结构，有保持水分的作用。本发明所选淀粉均为绿色可再生资源，储量巨大，且容易制取；所选聚合度范围具有很好的反应性，并且反应后处理顺畅；所选粒径在反应体系中容易渗透，反应效率高，而且出料顺畅。
进一步，上述抑制剂为碱金属盐，优选为无水Na2SO4、Na2CO3、NaHCO3、NaCl中的任一种或几种的混合；抑制剂的粒径为0.075-0.38mm，优选为0.12-0.25mm。
采用上述进一步的有益效果在于，本发明中抑制剂具有抑制淀粉颗粒膨胀，减缓反应过程羟丙基淀粉糊化的作用。本发明所选抑制剂成本低廉，并具有较高的反应抑制作用，可有效减缓羟丙基淀粉在反应中的糊化；所选粒径具有很好的流动性，操作方便，易于混合均匀。
进一步，上述碱化剂为粒状碱金属氢氧化物和/或粉末碱金属氢氧化物；碱金属氢氧化物优选为氢氧化钠和/或氢氧化钾，更优选为氢氧化钠；其中，粒状氢氧化钠的粒径为0.3-2.0mm，优选为0.4-1.5mm，更优选为0.5-1.0mm；粉末氢氧化钠的粒径为0.12-0.18mm。
采用上述进一步的有益效果在于，本发明中碱化剂具有提高碱液浓度，加快反应速度的作用。本发明所选碱化剂易溶于水，并具有较高的溶解度和溶解速度，可缩短化碱时间；所选粒径具有很好的流动性，操作方便，不易产生粉尘，溶解迅速。
进一步，上述醇类溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、正戊醇、乙二醇、二乙二醇中的任一种或几种的混合，优选为乙醇和/或异丙醇。
采用上述进一步的有益效果在于，本发明中醇类溶剂作为羟丙基淀粉反应的惰性稀释剂，更利于传质传热，使物料反应更均匀，提高产品品质。本发明所选醇类溶剂在室温下流动性良好，利于泵送，同时作为惰性溶剂，不参与反应，但可使物料充分混合，并提高反应均匀性。
进一步，上述醚化剂为环氧丙烷、氯乙酸或氯乙酸钠、氯甲烷、氯乙烷、环氧乙烷中的一种或多种，优选为环氧丙烷、氯乙酸或氯乙酸钠、环氧乙烷中的一种或多种，淀粉、碱化剂、环氧丙烷、氯乙酸和环氧乙烷的质量比为1：(0.01-0.22):(0.15-1.75)：(0-0.18):(0-0.20)，或，淀粉、碱化剂、环氧丙烷、氯乙酸钠和环氧乙烷的质量比为1:（0.01-0.14):(0.15-1.75):(0-0.22):(0-0.20)。
采用上述进一步的有益效果在于，本发明中醚化剂的作用是取代淀粉上的羟基，得到羟丙基淀粉产品，能够提高羟丙基淀粉的亲水和溶解性能。本发明所选醚化剂比例更利于反应的温和进行，使生产过程安全稳定。
进一步，上述柠檬酸为无水柠檬酸和/或一水柠檬酸，粒径为0.12-0.83mm，优选为0.15-0.25mm。
采用上述进一步的有益效果在于，本发明中柠檬酸的作用是中和反应产物，降低羟丙基淀粉的pH值，使产品更加稳定，并延长保质期；所选粒径具有很好的流动性，操作方便，易于混合均匀。
一种建材多用途改性羟丙基淀粉的制备方法，具体包括以下步骤：（1）按上述建材多用途改性羟丙基淀粉的质量比称取各原料；（2）将淀粉、抑制剂、碱化剂、醇类溶剂和醚化剂混合，依次进行醚化反应、加入柠檬酸中和、干燥和粉碎，得到羟丙基淀粉；（3）将羟丙基淀粉、纤维素醚、分散增强剂和流变稳定剂进行混合搅拌，即得建材多用途改性羟丙基淀粉。
进一步，上述步骤（2）中，醚化反应分为一阶段醚化反应、二阶段醚化反应和三阶段醚化反应；其中，一阶段醚化反应的压力为0.02-0.07MPa，温度为25-45℃，时间为1.5-3.5h；二阶段醚化反应的压力为0.08-0.16MPa，温度为46-65℃，时间为1.0-3.5h；三阶段醚化反应的压力为0.17-0.30MPa，温度为66-90℃，时间为0.5-3.5h。
采用上述进一步的有益效果在于，一阶段醚化反应的压力为0.02-0.07MPa，温度较低，更利于醚化剂的均匀反应，并提高醚化剂的取代均匀性；二阶段醚化反应的压力为0.08-0.16MPa，中等温度，更利于环氧丙烷的加快反应，并提高环氧丙烷的醚化效率；三阶段醚化反应的压力为0.17-0.30MPa，随着前期醚化反应的进行，大部分淀粉分子已反应为羟丙基淀粉，淀粉分子开始膨胀，在搅拌状态下的阻力变大，在较高的温度下，更利于醚化剂的渗入，进一步提高醚化剂的醚化效率和反应均匀性，得到更高性能的产品。本发明通过采用三种压力阶段的反应方式，提高了反应的均匀性，同时由于反应压力高，醚化效率提高，提高了生产效率，降低了生产成本，整个反应过程在耐压0.6-3.0MPa的反应器中进行，保证了反应的安全性。
进一步，上述步骤（2）中，醚化反应结束后，还包括以下操作步骤：通过二级冷凝回收工艺回收未反应的醚化剂，一级直接卸压冷凝回收，反应器压力从0.17-0.30MPa卸压至0.10-0.16MPa；二级真空+冷凝回收，反应器压力从0.10-0.16MPa卸压至(-0.02)-(-0.01)MPa。
采用上述进一步的有益效果在于，本发明中醚化剂的回收方式可以降低醚化剂的消耗，使高压釜的卸压过程更加顺畅、安全和环保，同时醚化剂回收后重复使用，提高了醚化剂的使用率，降低了生产成本。
进一步，上述步骤（2）中，中和至物料的pH值为9-12。
采用上述进一步的有益效果在于，本发明中和步骤的作用是将反应体系调整为弱碱性，进一步稳定产品，并延长产品的保质期。本发明所选柠檬酸为常规酸，所选粒径具有很好的流动性，操作方便，易于混合均匀，而且柠檬酸的酸性偏弱，有利于降低物料的酸性降解，稳定产品粘度。
进一步，上述步骤（2）中，干燥的温度为50-90℃，时间为0.5-2.5h。
采用上述进一步的有益效果在于，本发明干燥步骤的作用是除去反应后物料中含有的水分，将最终产品水分控制在13%以下。本发明所选干燥温度可以保障反应后物料的快速烘干，并降低烘干过程中的物料降解；所选时间可以使干燥工序顺利进行，保障前后工序衔接顺畅，提高设备利用率。
进一步，上述步骤（2）中，粉碎至物料的粒径为0.12-0.38mm。
采用上述进一步的有益效果在于，本发明粉碎步骤的作用是降低物料粗糙度，提高物料细度和堆积密度。本发明所选粒径在提高物料细度和堆积密度的同时，产品具有更好的流动度和质感，同时易于产品包装。
进一步，上述步骤（3）中，混合搅拌的转速为10-70r/min，时间为30-60min。
采用上述进一步的有益效果在于，本发明混合搅拌的作用是使羟丙基淀粉、纤维素醚、分散增强剂和流变稳定剂进行均匀混合，达到物理改性的目的。本发明所选混合搅拌转速和时间可以保障各组分之间充分混合，得到混合均匀的产品。
本发明还请求保护一种上述建材多用途改性羟丙基淀粉或上述制备方法制得的建材多用途改性羟丙基淀粉在制备建材物料中的应用，其中，建材多用途改性羟丙基淀粉占建材物料总重的质量百分比为0.1%-0.5%。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明改性羟丙基淀粉用于建材多用途，在腻子上可以改善施工性、耐水性和粘结强度，在抹灰石膏上可以改善保水率、抗折强度和抗压强度，在瓷砖胶上可以改善抗滑移、晾置时间和拉伸粘结强度，在保温砂浆上可以改善干密度、导热系数和抗压强度。本发明制备方法通过对原料淀粉和一种或多种醚化剂进行一步同时醚化化学改性得到羟丙基淀粉，再通过特定掺量的纤维素醚、分散增强剂和流变稳定剂继续进行物理混合改性得到改性羟丙基淀粉。羟丙基淀粉含有一种或多种亲水性基团，增加了支链取代基团的含量，能够和纤维素醚的直链结构产生协同作用，提高了腻子、抹灰石膏、瓷砖胶和保温砂浆护持水分的能力，使腻子和抹灰石膏具有优越的保水性能，并延长了瓷砖胶和砂浆的开放时间。羟丙基淀粉的支链结构与一种或多种取代基增加了材料的触变性，使腻子和抹灰石膏具有快速增稠和优越的操作手感及施工性。另外，纤维素醚直链和羟丙基淀粉支链上的一种或多种取代基增加了水泥浆料的空间位阻，提升了瓷砖胶的抗滑移和抗下垂性能，改善了保温砂浆的干密度、导热系数，同时产品分散在水中后形成均匀的网状结构，进一步提升瓷砖胶保持水分的能力，从而对水泥颗粒产生明显的桥接作用，赋予砂浆浆体较大的机械锚固力，提升瓷砖胶的拉伸粘结强度。
2、本发明从原料淀粉到改性羟丙基淀粉制备过程不需要水，以原料淀粉中的水作为碱的溶剂，以少量醇类溶剂作为碱的分散剂，避免了传统方法制备改性羟丙基淀粉时大量醇类溶剂和水的使用，反应后的醇类溶剂和醚化剂经过冷凝回收再利用，产品不需要洗涤，大大简化了传统方法制备改性羟丙基淀粉的过程，工艺及设备简单，易于操作，无三废排出，绿色环保，所得改性淀粉醚产品质量稳定，具有建材多用途，在腻子上可以改善施工性、耐水性和粘结强度，在抹灰石膏上可以改善保水率、抗折强度和抗压强度，在瓷砖胶上可以改善抗滑移、晾置时间和拉伸粘结强度，在保温砂浆上可以改善干密度、导热系数和抗压强度，满足客户的建材多用途需求。
3、本发明制备方法的操作条件相较现有改性方法也存在显著区别，尤其化学改性的加料方式和醚化反应压力，相较现有方法一般都是添加交联剂进行交联处理，而本发明在不添加交联剂环氧氯丙烷或乙二醛的情况下，通过添加粒碱提高体系的可操作性和环保性，提高了醚化剂的醚化效率。另外现有方法中醚化反应均没有规定压力，只规定了反应温度和时间，而醚化剂环氧丙烷的沸点为34℃，在高温反应时，环氧丙烷会气化，需要在一定压力的设备中才能反应，本发明通过采用三种压力阶段的反应方式，一阶段醚化反应的压力为0.02-0.07MPa，温度较低，更利于醚化剂的均匀反应，并提高醚化剂的取代均匀性；二阶段醚化反应的压力为0.08-0.16MPa，中等温度，更利于环氧丙烷的加快反应，并提高环氧丙烷的醚化效率；三阶段醚化反应的压力为0.17-0.30MPa，随着前期醚化反应的进行，大部分淀粉分子已反应为羟丙基淀粉，淀粉分子开始膨胀，在搅拌状态下的阻力变大，在较高的温度下，更利于醚化剂的渗入，进一步提高醚化剂的醚化效率和反应均匀性，得到更高性能的产品。同时由于反应压力高，醚化效率提高，提高了生产效率，降低了生产成本，整个反应过程在耐压0.6-3.0MPa的反应器中进行，保证了反应的安全性。另外，本发明通过二级冷凝回收工艺回收未反应的醚化剂，一级直接卸压冷凝回收，反应器压力从0.17-0.30MPa卸压至0.10-0.16MPa；二级真空+冷凝回收，反应器压力从0.10-0.16MPa卸压至(-0.02)-(-0.01)MPa。此回收方式可以降低醚化剂的消耗，使高压釜的卸压过程更加顺畅、安全和环保，同时醚化剂回收后重复使用，提高了醚化剂的使用率，降低了生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明建材多用途改性羟丙基淀粉制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面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。
以下各实施例和对比例中制备的羟丙基淀粉中的羧甲基取代度(DS)通过如下方法测定：将充分洗涤、无Cl-存在的羟丙基淀粉样品干燥后，在马弗炉中缓慢加热并逐渐升温至700℃，灼烧1h，使样品完全灰化，定量转化为Na2O。以定量的硫酸标准溶液溶解灰化物，再用NaOH标准溶液滴定过量的硫酸。羟丙基淀粉的取代度按式(1)计算：DS＝0.162B/(1-0.08B)(1)；式(1)中，B为每克样品消耗1/2H2SO4的mmol量，其值按式(2)计算：B＝(C（1/2H2SO4）×V（1/2H2SO4）-CNaOH×VNaOH)/W羟丙基淀粉(2)；式(2)中，C（1/2H2SO4）：所用硫酸的摩尔浓度mol/L；V（1/2H2SO4）：所用硫酸的体积mL；CNaOH：所用氢氧化钠的摩尔浓度mol/L；VNaOH：所用氢氧化钠的体积mL。
以下各实施例和对比例中制备的羟丙基淀粉和纤维素醚中的烷氧基含量和羟烷氧基含量按照JC/T 2190-2013《建筑干混砂浆用纤维素醚》中附录D纤维素醚基团含量的实验方法，在己二酸催化作用下，通过氢碘酸定量裂解取代烷氧基和羟烷氧基基团，然后通过气相色谱，来进行制备的羟丙基淀粉和纤维素醚的烷氧基和羟烷氧基含量的测定。
以下各实施例和对比例中制备的羟丙基淀粉粘度为用B型RVT粘度计100RPM在20℃下测得的5%水溶液粘度（湿粘），纤维素醚粘度为用B型RVT粘度计20RPM在20℃下测得的2%水溶液粘度（湿粘）。
实施例1：建材多用途改性羟丙基淀粉，由以下质量的原料制得：羟丙基淀粉35kg、羟丙基甲基纤维素59kg、聚氧化乙烯3kg和瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵3kg；其中，羟丙基淀粉由平均聚合度为235且粒径为0.12mm的玉米淀粉100kg、粒径为0.12mm的无水硫酸钠7kg、粒径为0.18mm的粉末氢氧化钠2kg、乙醇30kg、环氧丙烷30kg和粒径为0.15mm的无水柠檬酸2kg制得；羟丙基甲基纤维素购自山东一滕新材料股份有限公司，型号为HPMC-PD200M，其中甲氧基含量24.5%，羟丙氧基含量9.3%，2%B型RVT粘度为71500cp，灰分4.2%。
上述建材多用途改性羟丙基淀粉的制备方法，具体包括以下步骤：(1)按上述建材多用途改性羟丙基淀粉的质量称取各原料；(2)向有夹套的、搅拌中的、耐压为1.0MPa的反应器中依次加入玉米淀粉、无水硫酸钠、粉末氢氧化钠和乙醇，反应器排空并用氮气吹扫以除去氧气，再次排空，然后向反应器中加入环氧丙烷，缓慢升温至35℃，压力为0.04MPa，反应3.0h，再缓慢升温至55℃，压力为0.12MPa，反应1.0h，最后缓慢升温至75℃，压力为0.21MPa，反应3.0h，反应结束后降温卸压，回收未反应的环氧丙烷和乙醇，通过二级冷凝回收工艺，一级直接卸压冷凝回收，反应器压力从0.21MPa卸压至0.13MPa；二级压缩冷凝回收，反应器压力从0.13MPa卸压至-0.01MPa，向反应器中加入无水柠檬酸调节物料的pH值至9-12，出料，以70℃的温度烘干1.5h，粉碎至粒径为0.12mm，得到羟丙基淀粉；(3)将步骤(2)制得的羟丙基淀粉、羟丙基甲基纤维素、聚氧化乙烯和瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵加入混料机中以30r/min的转速混合搅拌40min，即得建材多用途改性羟丙基淀粉。
实施例2：建材多用途改性羟丙基淀粉，由以下质量的原料制得：羟丙基淀粉40kg、羟丙基甲基纤维素48kg、聚丙烯酸钠8kg和田菁胶4kg；其中，羟丙基淀粉由平均聚合度为2987且粒径为0.18mm的马铃薯淀粉100kg、粒径为0.25mm的氯化钠10kg、粒径为0.7mm的粒状氢氧化钠1kg、粒径为0.12mm的粉末氢氧化钠1kg、异丙醇100kg和环氧丙烷150kg制得；羟丙基甲基纤维素购自山东一滕新材料股份有限公司，型号为HPMC-PD300M，其中甲氧基含量20.8%，羟丙氧基含量9.7%，2%B型RVT粘度为80000cp，灰分2.5%。
上述建材多用途改性羟丙基淀粉的制备方法，具体包括以下步骤：(1)按上述建材多用途改性羟丙基淀粉的质量称取各原料；(2)向有夹套的、搅拌中的、耐压为1.0MPa的反应器中依次加入马铃薯淀粉、氯化钠、粒状氢氧化钠、粉末氢氧化钠和异丙醇，反应器排空并用氮气吹扫以除去氧气，再次排空，然后向反应器中加入环氧丙烷，缓慢升温至40℃，压力为0.06MPa，反应3.5h，再缓慢升温至60℃，压力为0.15MPa，反应3.5h，最后缓慢升温至85℃，压力为0.27MPa，反应3.5h，反应结束后降温卸压，回收未反应的环氧丙烷和异丙醇，通过二级冷凝回收工艺，一级直接卸压冷凝回收，反应器压力从0.27MPa卸压至0.15MPa；二级压缩冷凝回收，反应器压力从0.15MPa卸压至-0.02MPa，出料，以50℃的温度烘干2.5h，粉碎至粒径为0.18mm，得到羟丙基淀粉；(3)将步骤(2)制得的羟丙基淀粉、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酸钠和田菁胶加入混料机中以40r/min的转速混合搅拌60min，即得建材多用途改性羟丙基淀粉。
实施例3：建材多用途改性羟丙基淀粉，由以下质量的原料制得：羟丙基淀粉25kg、羟乙基甲基纤维素67kg、聚丙烯酰胺6kg和阿拉伯胶2kg；其中，羟丙基淀粉由平均聚合度为2156且粒径为0.15mm的木薯淀粉100kg、氯乙酸4kg、粒径为0.15mm的粉末氢氧化钠5kg、乙醇70kg、环氧丙烷27kg和粒径为0.25mm的一水柠檬酸2kg制得；或，羟丙基淀粉由平均聚合度为2156且粒径为0.15mm的木薯淀粉100kg、氯乙酸钠5kg、粒径为0.15mm的粉末氢氧化钠3kg、乙醇70kg、环氧丙烷27kg和粒径为0.25mm的一水柠檬酸2kg制得；羟乙基甲基纤维素购自山东一滕新材料股份有限公司，型号为HEMC-EM150M，其中甲氧基含量23.7%，羟乙氧基含量8.8%，2%B型RVT粘度为53600cp，灰分4.3%。
上述建材多用途改性羟丙基淀粉的制备方法，具体包括以下步骤：(1)按上述建材多用途改性羟丙基淀粉的质量称取各原料；(2)向有夹套的、搅拌中的、耐压为1.0MPa的反应器中依次加入木薯淀粉、氯乙酸或氯乙酸钠、粉末氢氧化钠和乙醇，反应器排空并用氮气吹扫以除去氧气，再次排空，然后向反应器中加入环氧丙烷，缓慢升温至25℃，压力为0.02MPa，反应1.5h，再缓慢升温至46℃，压力为0.08MPa，反应3.5h，最后缓慢升温至66℃，压力为0.17MPa，反应1.5h，反应结束后降温卸压，回收未反应的环氧丙烷和乙醇，通过二级冷凝回收工艺，一级直接卸压冷凝回收，反应器压力从0.17MPa卸压至0.10MPa；二级压缩冷凝回收，反应器压力从0.10MPa卸压至-0.01MPa，向反应器中加入一水柠檬酸调节物料的pH值至9-12，出料，以90℃的温度烘干0.5h，粉碎至粒径为0.15mm，得到羟丙基淀粉；(3)将步骤(2)制得的羟丙基淀粉、羟乙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺和阿拉伯胶加入混料机中以70r/min的转速混合搅拌30min，即得建材多用途改性羟丙基淀粉。
实施例4：建材多用途改性羟丙基淀粉，由以下质量的原料制得：羟丙基淀粉5kg、羟乙基甲基纤维素93kg、聚乙烯醇1.5kg和亚麻籽胶0.5kg；其中，羟丙基淀粉由平均聚合度为517且粒径为0.12mm的玉米淀粉20kg、平均聚合度为2083且粒径为0.18mm的木薯淀粉80kg、氯乙酸18kg、粒径为1.0mm的粒状氢氧化钠3kg、粒径为0.12mm的粉末氢氧化钠19kg、异丙醇50kg、环氧丙烷123kg和粒径为0.15mm的无水柠檬酸10kg制得；或，羟丙基淀粉由平均聚合度为517且粒径为0.12mm的玉米淀粉20kg、平均聚合度为2083且粒径为0.18mm的木薯淀粉80kg、氯乙酸钠22kg、粒径为1.0mm的粒状氢氧化钠2kg、粒径为0.15mm的粉末氢氧化钠12kg、异丙醇50kg、环氧丙烷123kg和粒径为0.15mm的无水柠檬酸10kg制得；羟乙基甲基纤维素购自山东一滕新材料股份有限公司，型号为HEMC-EM100M，其中甲氧基含量25.3%，羟乙氧基含量8.3%，2%B型RVT粘度为43200cp，灰分4.7%。
上述建材多用途改性羟丙基淀粉的制备方法，具体包括以下步骤：(1)按上述建材多用途改性羟丙基淀粉的质量称取各原料；(2)向有夹套的、搅拌中的、耐压为1.0MPa的反应器中依次加入玉米淀粉、木薯淀粉、氯乙酸或氯乙酸钠、粒状氢氧化钠、粉末氢氧化钠和异丙醇，反应器排空并用氮气吹扫以除去氧气，再次排空，然后向反应器中加入环氧丙烷，缓慢升温至30℃，压力为0.03MPa，反应3.0h，再缓慢升温至65℃，压力为0.16MPa，反应3.0h，最后缓慢升温至80℃，压力为0.23MPa，反应2.5h，反应结束后降温卸压，回收未反应的环氧丙烷和异丙醇，通过二级冷凝回收工艺，一级直接卸压冷凝回收，反应器压力从0.23MPa卸压至0.14MPa；二级压缩冷凝回收，反应器压力从0.14MPa卸压至-0.02MPa，向反应器中加入无水柠檬酸调节物料的pH值至9-12，出料，以60℃的温度烘干2.0h，粉碎至粒径为0.38mm，得到羟丙基淀粉；(3)将步骤(2)制得的羟丙基淀粉、羟乙基甲基纤维素、聚乙烯醇和亚麻籽胶加入混料机中以10r/min的转速混合搅拌50min，即得建材多用途改性羟丙基淀粉。
实施例5：建材多用途改性羟丙基淀粉，由以下质量的原料制得：羟丙基淀粉20kg、羟丙基甲基纤维素74kg、海藻酸钠5kg和卡拉胶1kg；其中，羟丙基淀粉由平均聚合度为2613且粒径为0.18mm的马铃薯淀粉70kg、平均聚合度为2238且粒径为0.15mm的木薯淀粉30kg、粒径为0.18mm的碳酸钠2kg、氯乙酸4kg、粒径为0.5mm的粒状氢氧化钠5kg、乙醇20kg、环氧丙烷25kg、环氧乙烷2kg和粒径为0.18mm的无水柠檬酸2kg制得；或，羟丙基淀粉由平均聚合度为2613且粒径为0.18mm的马铃薯淀粉70kg、平均聚合度为2238且粒径为0.15mm的木薯淀粉30kg、粒径为0.18mm的碳酸钠2kg、氯乙酸钠5kg、粒径为0.5mm的粒状氢氧化钠3kg、乙醇20kg、环氧丙烷25kg、环氧乙烷2kg和粒径为0.18mm的无水柠檬酸2kg制得；羟丙基甲基纤维素购自山东一滕新材料股份有限公司，型号为HPMC-PD150M，其中甲氧基含量26.5%，羟丙氧基含量7.5%，2%B型RVT粘度为52700cp，灰分3.6%。
上述建材多用途改性羟丙基淀粉的制备方法，具体包括以下步骤：(1)按上述建材多用途改性羟丙基淀粉的质量称取各原料；(2)向有夹套的、搅拌中的、耐压为1.0MPa的反应器中依次加入马铃薯淀粉、木薯淀粉、碳酸钠、氯乙酸或氯乙酸钠、粒状氢氧化钠和乙醇，反应器排空并用氮气吹扫以除去氧气，再次排空，然后向反应器中加入环氧丙烷和环氧乙烷，缓慢升温至45℃，压力为0.07MPa，反应2.0h，再缓慢升温至50℃，压力为0.10MPa，反应2.5h，最后缓慢升温至90℃，压力为0.30MPa，反应0.5h，反应结束后降温卸压，回收未反应的环氧丙烷、环氧乙烷和乙醇，通过二级冷凝回收工艺，一级直接卸压冷凝回收，反应器压力从0.30MPa卸压至0.16MPa；二级压缩冷凝回收，反应器压力从0.16MPa卸压至-0.01MPa，向反应器中加入无水柠檬酸调节物料的pH值至9-12，出料，以80℃的温度烘干1.0h，粉碎至粒径为0.15mm，得到羟丙基淀粉；(3)将步骤(2)制得的羟丙基淀粉、羟丙基甲基纤维素、海藻酸钠和卡拉胶加入混料机中以50r/min的转速混合搅拌45min，即得建材多用途改性羟丙基淀粉。
实施例6：建材多用途改性羟丙基淀粉，由以下质量的原料制得：羟丙基淀粉10kg、羟乙基甲基纤维素85kg、聚羧酸粉末2kg和黄原胶3kg；其中，羟丙基淀粉由平均聚合度为609且粒径为0.12mm的玉米淀粉30kg、平均聚合度为1541、粒径为0.15mm的木薯淀粉30kg、平均聚合度为2539且粒径为0.18mm的马铃薯淀粉40kg、粒径为0.15mm的碳酸氢钠3kg、氯乙酸11kg、粒径为0.9mm的粒状氢氧化钠4kg、粒径为0.15mm的粉末氢氧化钠10kg、异丙醇60kg、环氧丙烷114kg、环氧乙烷15kg和粒径为0.25mm的一水柠檬酸6kg制得；或，羟丙基淀粉由平均聚合度为609且粒径为0.12mm的玉米淀粉30kg、平均聚合度为1541、粒径为0.15mm的木薯淀粉30kg、平均聚合度为2539且粒径为0.18mm的马铃薯淀粉40kg、粒径为0.15mm的碳酸氢钠3kg、氯乙酸钠14kg、粒径为0.9mm的粒状氢氧化钠2kg、粒径为0.15mm的粉末氢氧化钠7kg、异丙醇60kg、环氧丙烷114kg、环氧乙烷15kg和粒径为0.25mm的一水柠檬酸6kg制得；羟乙基甲基纤维素购自山东一滕新材料股份有限公司，型号为HEMC-EM200M，其中甲氧基含量21.8%，羟乙氧基含量9.3%，2%B型RVT粘度为70600cp，灰分4.1%。
上述建材多用途改性羟丙基淀粉的制备方法，具体包括以下步骤：(1)按上述建材多用途改性羟丙基淀粉的质量称取各原料；(2)向有夹套的、搅拌中的、耐压为1.0MPa的反应器中依次加入玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、碳酸氢钠、氯乙酸或氯乙酸钠、粒状氢氧化钠、粉末氢氧化钠和异丙醇，反应器排空并用氮气吹扫以除去氧气，再次排空，然后向反应器中加入环氧丙烷和环氧乙烷，缓慢升温至25℃，压力为0.02MPa，反应3.5h，再缓慢升温至55℃，压力为0.12MPa，反应3.0h，最后缓慢升温至75℃，压力为0.21MPa，反应2.0h，反应结束后降温卸压，回收未反应的环氧丙烷、环氧乙烷和异丙醇，通过二级冷凝回收工艺，一级直接卸压冷凝回收，反应器压力从0.21MPa卸压至0.12MPa；二级压缩冷凝回收，反应器压力从0.12MPa卸压至-0.02MPa，向反应器中加入一水柠檬酸调节物料的pH值至9-12，出料，以75℃的温度烘干1.5h，粉碎至粒径为0.25mm，得到羟丙基淀粉；(3)将步骤(2)制得的羟丙基淀粉、羟乙基甲基纤维素、聚羧酸粉末和黄原胶加入混料机中以20r/min的转速混合搅拌50min，即得建材多用途改性羟丙基淀粉。
对比例1：与实施例1的区别仅在于，羟丙基淀粉由平均聚合度为235且粒径为0.12mm的玉米淀粉100kg、粒径为0.12mm的无水硫酸钠7kg、粒径为0.18mm的粉末氢氧化钠2kg、乙醇30kg、环氧丙烷15kg和粒径为0.15mm的无水柠檬酸2kg制得。
对比例2：与实施例2的区别仅在于，羟丙基淀粉由平均聚合度为2987且粒径为0.18mm的马铃薯淀粉100kg、粒径为0.25mm的氯化钠10kg、粒径为0.7mm的粒状氢氧化钠1kg、粒径为0.12mm的粉末氢氧化钠1kg、异丙醇100kg和环氧丙烷172kg制得。
对比例3：与实施例3的区别仅在于，羟丙基淀粉由平均聚合度为2156且粒径为0.15mm的木薯淀粉100kg、氯乙酸6kg、粒径为0.6mm的粒状氢氧化钠3kg、粒径为0.15mm的粉末氢氧化钠5kg、乙醇70kg、环氧丙烷19kg和粒径为0.25mm一水柠檬酸3kg制得；或，羟丙基淀粉由平均聚合度为2156且粒径为0.15mm的木薯淀粉100kg、氯乙酸钠8kg、粒径为0.15mm的粉末氢氧化钠5kg、乙醇70kg、环氧丙烷27kg和粒径为0.25mm的一水柠檬酸3kg制得。
对比例4：与实施例4的区别仅在于，羟丙基淀粉由平均聚合度为517且粒径为0.12mm的玉米淀粉20kg、平均聚合度为2083且粒径为0.18mm的木薯淀粉80kg、氯乙酸17kg、粒径为1.0mm的粒状氢氧化钠2kg、粒径为0.12mm的粉末氢氧化钠19kg、异丙醇50kg、环氧丙烷138kg和粒径为0.15mm的无水柠檬酸9kg制得；或，羟丙基淀粉由平均聚合度为517且粒径为0.12mm的玉米淀粉20kg、平均聚合度为2083且粒径为0.18mm的木薯淀粉80kg、氯乙酸钠22kg、粒径为1.0mm的粒状氢氧化钠2kg、粒径为0.15mm的粉末氢氧化钠12kg、异丙醇50kg、环氧丙烷138kg和粒径为0.15mm的无水柠檬酸9kg制得。
对比例5：与实施例5的区别仅在于，羟丙基淀粉由平均聚合度为2613且粒径为0.18mm的马铃薯淀粉70kg、平均聚合度为2238且粒径为0.15mm的木薯淀粉30kg、粒径为0.18mm的碳酸钠2kg、氯乙酸3kg、粒径为0.5mm的粒状氢氧化钠3kg、乙醇20kg、环氧丙烷21kg、环氧乙烷2kg和粒径为0.18mm的无水柠檬酸2kg制得；或，羟丙基淀粉由平均聚合度为2613且粒径为0.18mm的马铃薯淀粉70kg、平均聚合度为2238且粒径为0.15mm的木薯淀粉30kg、粒径为0.18mm的碳酸钠2kg、氯乙酸钠3kg、粒径为0.5mm的粒状氢氧化钠2kg、乙醇20kg、环氧丙烷21kg、环氧乙烷2kg和粒径为0.18mm的无水柠檬酸2kg制得。
对比例6：与实施例6的区别仅在于，羟丙基淀粉由平均聚合度为609且粒径为0.12mm的玉米淀粉30kg、平均聚合度为1541、粒径为0.15mm的木薯淀粉30kg、平均聚合度为2539且粒径为0.18mm的马铃薯淀粉40kg、粒径为0.15mm碳酸氢钠3kg、氯乙酸12kg、粒径为0.9mm的粒状氢氧化钠4kg、粒径为0.15mm的粉末氢氧化钠10kg、异丙醇60kg、环氧丙烷127kg、环氧乙烷17kg和粒径为0.25mm的一水柠檬酸6kg制得；或，羟丙基淀粉由平均聚合度为609且粒径为0.12mm的玉米淀粉30kg、平均聚合度为1541、粒径为0.15mm的木薯淀粉30kg、平均聚合度为2539且粒径为0.18mm的马铃薯淀粉40kg、粒径为0.15mm的碳酸氢钠3kg、氯乙酸钠15kg、粒径为0.9mm的粒状氢氧化钠2kg、粒径为0.15mm的粉末氢氧化钠7kg、异丙醇60kg、环氧丙烷127kg、环氧乙烷19kg和粒径为0.25mm的一水柠檬酸6kg制得。
1、羟丙基淀粉性能测试试验：分别对实施例1-6和对比例1-6步骤（2）中制得的羟丙基淀粉进行羧甲基取代度、羟丙氧基含量、羟乙氧基含量、5%B型RVT粘度和灰分的测定，结果如表1所示。
表1 实施例1-6和对比例1-6羟丙基淀粉纯品性能测试结果
由表1可知，本发明实施例1-6制备的羟丙基淀粉具有较高的羧甲基、羟丙氧基和羟乙氧基的总和取代度，其总和取代度范围为0.30-1.00，明显高于对比例1、对比例3和对比例5制备的羧甲基、羟丙氧基和羟乙氧基的总和取代度范围为0.15-0.29的羟丙基淀粉，但又低于对比例2、对比例4和对比例6制备的羧甲基、羟丙氧基和羟乙氧基的总和取代度范围为1.05-1.12的羟丙基淀粉。同时，实施例1-6制备的羟丙基淀粉具有较高的粘度（5%B型RVT粘度500-5000cp），而对比例1-6制备的羟丙基淀粉具有较低的粘度（5%B型RVT粘度100-1000cp）。另外，实施例1-6和对比例1-6具有接近的对应灰分含量。
2、腻子性能测试试验：各取少量实施例1-6和对比例1-6制得的建材多用途改性羟丙基淀粉分别进行腻子的制备，方法为：分别按表2所示各组分投入混料机中混合均匀，加入各组分总重量的40%水，按照标准JG/T 298-2010《建筑室内用腻子》中规定的搅拌设备和搅拌方法进行搅拌，然后按照标准进行各项性能测试(施工性、耐水性、粘结强度和耐水粘结强度)，测试结果如表3所示。
表2 实施例1-6和对比例1-6腻子配方
表3 实施例1-6和对比例1-6腻子性能测试
由表3可知，本发明实施例1-6制备的建材多用途改性羟丙基淀粉具有改善腻子施工性、耐水性和粘结强度的性能，其中施工性（刮涂无障碍），耐水性（48h无起泡，开裂及明显掉粉），标准粘结强度均≥0.5Mpa，浸水后粘结强度均≥0.3Mpa，达到了JG/T 298-2010《建筑室内用腻子》中对耐水腻子的要求，且均优于对比例1-6对应的各项指标。其中，实施例4为最佳实施例。
3、抹灰石膏性能测试试验：各取少量实施例1-6和对比例1-6制得的建材多用途改性羟丙基淀粉分别进行瓷砖胶的制备，方法为：分别按表4所示各组分投入混料机中混合均匀，加入各组分总重量的60%水，按照标准GB/T 28627-2012《抹灰石膏》中规定的搅拌设备和搅拌方法进行搅拌，然后按照标准进行各项性能测试(初凝时间、终凝时间、保水率、抗折强度和抗压强度)，测试结果如表5所示。
表4 实施例1-6和对比例1-6抹灰石膏配方
表5 实施例1-6和对比例1-6抹灰石膏性能测试
由表5可知，本发明实施例1-6制备的建材多用途改性羟丙基淀粉具有改善抹灰石膏保水率、抗折强度和抗压强度的性能，其中保水率均≥75%，抗折强度均≥2.0Mpa，抗压强度均≥4.0Mpa，达到了GB/T 28627-2012《抹灰石膏》中对底层抹灰石膏的要求，且均优于对比例1-6对应的各项指标。其中，实施例4为最佳实施例。
4、瓷砖胶性能测试试验：各取少量实施例1-6和对比例1-6制得的建材多用途改性羟丙基淀粉分别进行瓷砖胶的制备，方法为：分别按表6所示各组分投入混料机中混合均匀，加入各组分总重量的25%水，按照标准JC/T 547-2017《陶瓷砖胶粘剂》中规定的搅拌设备和搅拌方法进行搅拌，然后按照标准进行各项性能测试(滑移、拉伸粘结强度、浸水后拉伸粘结强度、热老化后拉伸粘结强度、冻融循环后拉伸粘结强度和晾置时间30min拉伸粘结强度)，测试结果如表7所示。
表6 实施例1-6和对比例1-6瓷砖胶配方
表7 实施例1-6和对比例1-6瓷砖胶性能测试
由表7可知，本发明实施例1-6制备的建材多用途改性羟丙基淀粉具有改善瓷砖胶抗滑移、晾置时间和拉伸粘结强度的性能，其中拉伸粘结强度以及浸水后、热老化后和冻融循环后的拉伸粘结强度均≥1.0Mpa，抗滑移≤0.5和晾置时间30min拉伸粘结强度均≥0.5Mpa，达到了JC/T 547-2017《陶瓷砖胶粘剂》中对C2TE瓷砖胶的要求，且均优于对比例1-6对应的各项指标。其中，实施例4为最佳实施例。
5、保温砂浆性能测试试验：各取少量实施例1-6和对比例1-6制得的建材多用途改性羟丙基淀粉分别进行保温砂浆的制备，方法为：分别按表8所示各组分投入混料机中混合均匀，按照标准GB/T 20473-2021《建筑保温砂浆》中规定的搅拌设备和搅拌方法进行搅拌，然后按照标准进行各项性能测试(干密度、导热系数和抗压强度)，测试结果如表9所示。
表8 实施例1-6和对比例1-6保温砂浆配方
表9 实施例1-6和对比例1-6保温砂浆性能测试
由表9可知，本发明实施例1-6制备的建材多用途改性羟丙基淀粉具有改善保温砂浆干密度、导热系数和抗压强度的性能，其中干密度均≤350kg/m3，导热系数均≤0.070W/m·K和抗压强度均≥0.5Mpa，达到了GB/T 20473-2021《建筑保温砂浆》中对Ⅰ型保温砂浆硬化后的性能要求，且均优于对比例1-6对应的各项指标。其中，实施例4为最佳实施例。
以上试验说明，本发明工艺及设备简单，易于操作，无三废排出，绿色环保，所得改性羟丙基淀粉产品质量稳定，具有建材多用途，在腻子上可以改善施工性、耐水性和粘结强度，在抹灰石膏上可以改善保水率、抗折强度和抗压强度，在瓷砖胶上可以改善抗滑移、晾置时间和拉伸粘结强度，在保温砂浆上可以改善干密度、导热系数和抗压强度，满足客户的建材多用途需求。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种建材多用途改性羟丙基淀粉，其特征在于，由以下质量百分比的原料制得：羟丙基淀粉5%-40%、纤维素醚48%-93%、分散增强剂1.5%-8%和流变稳定剂0.5%-4%；所述羟丙基淀粉由质量比为1:(0-0.1):(0.01-1.5)：(0.1-2.0):(0.02-2.2):(0-0.12)的淀粉、抑制剂、碱化剂、醇类溶剂、醚化剂和柠檬酸制得。
2.根据权利要求1所述的一种建材多用途改性羟丙基淀粉，其特征在于，所述羟丙基淀粉由质量比为1:(0-0.1)：(0.01-0.22)：(0.2-1.0):(0.15-1.75):(0-0.10）的淀粉、抑制剂、碱化剂、醇类溶剂、醚化剂和柠檬酸制得。
3.根据权利要求1或2所述的一种建材多用途改性羟丙基淀粉，其特征在于，所述羟丙基淀粉为含羟丙氧基的一元淀粉醚、含羟丙氧基的二元淀粉醚、含羟丙氧基的三元淀粉醚中的任一种或几种的混合。
4.根据权利要求1或2所述的一种建材多用途改性羟丙基淀粉，其特征在于，所述纤维素醚为一元纤维素醚、二元纤维素醚、三元纤维素醚中的任一种或几种的混合。
5.根据权利要求1或2所述的一种建材多用途改性羟丙基淀粉，其特征在于，所述分散增强剂为聚氧化乙烯、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、海藻酸钠、聚羧酸粉末中的任一种或几种的混合。
6.根据权利要求1或2所述的一种建材多用途改性羟丙基淀粉，其特征在于，所述流变稳定剂为瓜儿胶、羟丙基瓜儿胶、瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵、卡拉胶、阿拉伯胶、香豆胶、田菁胶、亚麻籽胶、黄原胶中的任一种或几种的混合。
7.根据权利要求1或2所述的一种建材多用途改性羟丙基淀粉，其特征在于，所述淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、红薯淀粉、绿豆淀粉、豌豆淀粉、葛根淀粉、莲藕淀粉、荸荠淀粉、菱角淀粉中的任一种或几种的混合，聚合度为20-6000，粒径为0.075-0.25mm；所述抑制剂为碱金属盐，粒径为0.075-0.38mm；所述碱化剂为粒状碱金属氢氧化物和/或粉末碱金属氢氧化物；所述粒状碱金属氢氧化物的粒径为0.3-2.0mm，所述粉末碱金属氢氧化物的粒径为0.12-0.18mm；所述醇类溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、正戊醇、乙二醇、二乙二醇中的任一种或几种的混合；所述醚化剂为环氧丙烷、氯乙酸或氯乙酸钠、氯甲烷、氯乙烷、环氧乙烷中的任一种或几种的混合；所述柠檬酸为无水柠檬酸和/或一水柠檬酸，粒径为0.12-0.83mm。
8.一种建材多用途改性羟丙基淀粉的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）按权利要求1-7任一项所述建材多用途改性羟丙基淀粉的质量比称取各原料；（2）将淀粉、抑制剂、碱化剂、醇类溶剂和醚化剂混合，依次进行醚化反应、加入柠檬酸中和、干燥和粉碎，得到羟丙基淀粉；（3）将羟丙基淀粉、纤维素醚、分散增强剂和流变稳定剂进行混合搅拌，即得所述建材多用途改性羟丙基淀粉。
9.根据权利要求8所述的一种建材多用途改性羟丙基淀粉的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述醚化反应分为一阶段醚化反应、二阶段醚化反应和三阶段醚化反应；其中，所述一阶段醚化反应的压力为0.02-0.07MPa，温度为25-45℃，时间为1.5-3.5h；所述二阶段醚化反应的压力为0.08-0.16MPa，温度为46-65℃，时间为1.0-3.5h；所述三阶段醚化反应的压力为0.17-0.30MPa，温度为66-90℃，时间为0.5-3.5h；步骤（2）中，所述醚化反应结束后，还包括以下操作步骤：通过二级冷凝回收工艺回收未反应的醚化剂，一级直接卸压冷凝回收，反应器压力从0.17-0.30MPa卸压至0.10-0.16MPa；二级真空+冷凝回收，反应器压力从0.10-0.16MPa卸压至(-0.02)-(-0.01)MPa；步骤（2）中，所述中和至物料的pH值为9-12；步骤（2）中，所述干燥的温度为50-90℃，时间为0.5-2.5h；步骤（2）中，所述粉碎至物料的粒径为0.12-0.38mm；步骤（3）中，所述混合搅拌的转速为10-70r/min，时间为30-60min。
10.一种如权利要求8所述制备方法制得的建材多用途改性羟丙基淀粉在制备建材物料中的应用，其特征在于，所述建材多用途改性羟丙基淀粉占所述建材物料总重的质量百分比为0.1%-0.5%。
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