一种用于蛋白类石膏缓凝剂的纳米复合超强防潮抗结块剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及石膏建筑材料领域，具体涉及一种用于蛋白类石膏缓凝剂的纳米复合超强抗结块剂及其制备方法。
技术背景
2.目前，建筑石膏主要用于室内抹灰、腻子、自流平、石膏板等石膏基产品。由于石膏在水化过程中凝结较快，经时流动度损失严重，不利于加工成型，需掺加缓凝剂来改善其施工性。建筑石膏常用的缓凝剂主要有无机盐、有机酸和蛋白类三大类。蛋白类缓凝剂含有蛋白质的基本结构单元，包括改性氨基酸、改性多肽、天然蛋白水解物等多种组成形式。与有机酸、无机盐相比，蛋白类缓凝剂具有掺量小、缓凝效果好、晶体形貌影响小及强度损失小等优点，是目前应用最广泛的一类石膏缓凝剂。
3.由于蛋白类缓凝剂自身结构的特点，其很容易吸潮结块，尤其是温度高于30℃后，其吸湿性尤为明显，因此要求生产的蛋白类缓凝剂在运输、保存期间不能有结块现象，以利于缓凝剂在建筑石膏中的再分散，确保蛋白类缓凝剂在建筑石膏中的操作和应用性能最佳。目前主要作为抗结块剂使用的是各种无机矿粉如活性磷酸三钙、滑石粉、硅藻土、碳酸钙、高岭土等，这些无机矿粉在蛋白类缓凝剂生产中作为抗结块剂，发挥了明显的抗结块作用，但由于受环境、运输、保存等各种自然环境与人为因素的影响，用上述无机矿粉作为抗结块剂的蛋白类缓凝剂在运输过程中受压或经稍长一段时间后保存均有不同程度的结块现象。另外，无机矿粉单独的作为抗结块剂还具有掺入量大、水中分散性差等缺点，影响了蛋白类缓凝剂在建筑石膏中的操作和应用性能。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于蛋白类石膏缓凝剂的纳米复合超强抗结块剂及其制备方法，以克服现有蛋白类缓凝剂在抗结块技术方面存在的上述缺陷。
5.为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下技术方案：(1)一种用于蛋白类石膏缓凝剂的纳米复合超强防潮抗结块剂，由以下组分组成：纳米活性磷酸三钙、β-环糊精、壬基酚聚氧乙烯醚和硅油；各组分按重量计如下：纳米活性磷酸三钙20～100份，β-环糊精0～80份，壬基酚聚氧乙烯醚4～15份，硅油0.28～1.0份。(2)一种用于蛋白类石膏缓凝剂的纳米复合超强防潮抗结块剂制备方法包括以下步骤：室温下，将环糊精和硅油加入含有壬基酚聚氧乙烯醚的无水乙醇溶液中，在转速40～60转/分下搅拌20～40分钟，最后加入纳米活性磷酸三钙，继续搅拌50～70分钟，即获得成品。(3)优选地，含有壬基酚聚氧乙烯醚的无水乙醇溶液，壬基酚聚氧乙烯醚的重量含量为0.2～2％。(4)优选地，纳米复合超强防潮抗结块剂在蛋白类石膏缓凝剂中的加入量为缓凝
剂重量的0.5～5％。
6.本发明的优点和有益效果：本发明使用的纳米活性磷酸三钙，其表面电荷效应使粉体间变成相互排斥，当加入到蛋白类缓凝剂时，纳米活性磷酸三钙与抗结块剂的其它组分一起吸附在蛋白类缓凝剂颗粒表面时，由于活性纳米磷酸三钙颗粒间的排斥效应引入了空气，使蛋白类缓凝剂粉体间空隙变大，堆积密度变小，在运输过中受压或产品存放期间不易再团聚结块；同时，吸附在蛋白类缓凝剂颗粒表面的β-环糊精不具有吸湿性，但是容易形成稳定的水合物，隔离并延长了空气中水与蛋白类缓凝剂颗粒的接触，纳米活性磷酸三钙与β-环糊精的协同作用使蛋白类缓凝剂的抗结块能力显著增强。蛋白类缓凝剂在建筑石膏中使用时，由于壬基酚聚氧乙烯醚是易溶于水的表面活性剂，促使活性纳米磷酸三钙易于分散和悬浮于液相中，一方面有利于使活性纳米磷酸三钙在建筑石膏水化后均匀填充在水化产物的空隙中，提高石膏的密实度，进而有利于克服蛋白类石膏缓凝剂对强度的不利影响；另一方面壬基酚聚氧乙烯醚与纳米活性磷酸三钙作用后失去表面活性作用，使蛋白类缓凝剂在建筑石膏浆体中的缓凝性能不受影响。因此，本发明不仅具有显著提高了蛋白类缓凝剂的抗结块能力，掺量小，在水中分散性好的优点，而且不会影响蛋白类缓凝剂对建筑石膏的缓凝效果，同时有利于改善建筑石膏的强度，是适用于蛋白类缓凝剂的高品质防潮抗结块剂。
具体实施方式
7.下面结合实施例对本发明做进一步说明，但并不限定于本发明的保护范围：实施例中，如无特别说明，组分的用量均为重量份。
8.实施例1：纳米活性磷酸三钙75份，β-环糊精25份；壬基酚聚氧乙烯醚12份；硅油消泡剂0.8份。将25份环糊精和0.8份硅油消泡剂加入含有壬基酚聚氧乙烯醚的乙醇溶液中，含有壬基酚聚氧乙烯醚的乙醇溶液中,壬基酚聚氧乙烯醚的重量含量为1.5％，在转速40～60转/分下搅拌20-40分钟，最后加入75份纳米活性磷酸三钙继续搅拌50～70分钟，即获得成品。
12.实施例2：纳米活性磷酸三钙100份，壬基酚聚氧乙烯醚15份；硅油消泡剂1.0份。将1.0份硅油消泡剂加入含有壬基酚聚氧乙烯醚的乙醇溶液中，含有壬基酚聚氧乙烯醚的乙醇溶液中,壬基酚聚氧乙烯醚的重量含量为2％，在转速40～60转/分下搅拌20-40分钟，最后加入75份纳米活性磷酸三钙继续搅拌50～70分钟，即获得成品。
13.实施例3：纳米活性磷酸三钙25份，β-环糊精75份；壬基酚聚氧乙烯醚5份；硅油消泡剂0.4份。将75份环糊精和0.4份硅油消泡剂加入含有壬基酚聚氧乙烯醚的乙醇溶液中，含有壬基酚聚氧乙烯醚的乙醇溶液中,壬基酚聚氧乙烯醚的重量含量为0.5％，在转速40～60转/分下搅拌20-40分钟，最后加入75份纳米活性磷酸三钙继续搅拌50～70分钟，即获得成品。
14.实施例4：纳米活性磷酸三钙50份，β-环糊精50份；壬基酚聚氧乙烯醚10份；硅油消泡剂0.7份。将50份环糊精和0.7份硅油消泡剂加入含有壬基酚聚氧乙烯醚的乙醇溶液中，含有壬基酚聚氧乙烯醚的乙醇溶液中,壬基酚聚氧乙烯醚的重量含量为1％，在转速40～60转/分下搅拌20-40分钟，最后加入50份纳米活性磷酸三钙继续搅拌50～70分钟，即获得成品。
15.在蛋白类缓凝剂喷雾干燥过程中，将纳米复合超强抗结块剂加入，抗结块剂用量是蛋白类缓凝剂重量的4％，对比样品：蛋白类缓凝剂喷雾干燥过程中无任何添加剂。喷雾干燥采用蛋白类缓凝剂常规生产工艺喷雾干燥。吸湿率测试方法：于干燥器下层注入氯化钾饱和溶液，使溶液液面距干燥器瓷板1cm～2cm。称取蛋白类缓凝剂样品2份样品各2g，分别平铺于已于－0.04mpa，60℃电热真空干燥至质量恒定的称量瓶(不含盖)中，于－0.04mpa，60℃电热真空干燥1h，称取质量，精确至0.01g，分别置于上述干燥器中，盖好干燥器盖子后置于30℃的烘箱中放置2～6h，取出后称取试样和称量瓶质量，精确至0.01g(称量瓶表面基本无水份，未用吸水纸吸取水分)。吸湿率以质量分数计w1式中：m0
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恒温恒湿后试样质量，单位为克(g)m
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真空干燥后试样质量，单位为克(g)目测吸湿后样品的流动性和结块性。表1为蛋白类缓凝剂吸湿率和结块现象对照表。表1
表2为加入蛋白类缓凝剂后建筑石膏的凝结时间。表2从表1可以看出，加入纳米复合超强抗结块剂后生产的缓凝剂，在缓凝剂掺量相同的情况下，加入抗结块剂后生产的缓凝剂抗结块能力更强。从表2可以看出，加入纳米复合超强抗结块剂后生产的缓凝剂，与不加的相比，在缓凝剂掺量相同的情况下对建筑石膏缓凝效果的几乎无影响。
16.申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。