[发明专利]一种石膏缓凝剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石膏建筑材料领域，尤其涉及一种石膏缓凝剂及其制备方法。

背景技术

石膏作为建筑材料具有许多优良的特性，轻质、硬化体绝热性能和吸音性能好、硬化时体积略有膨胀，可使硬化体表面光滑，干燥时不开裂，装饰性好，可加工性好、生产能耗低等优点。

作为一种优良的绿色建筑材料，石膏广泛用于粉刷石膏、抹灰石膏、石膏制品及其它装饰部件等产品中。在实际应用中，石膏材料与水拌合后凝结时间较短，在几分钟能就能失去流动性，不能满足正常施工的要求。通常在石膏体系中加入缓凝剂调节凝结时间，使石膏浆体较长时间保持塑性。合适的缓凝剂可以推迟石膏材料的初凝时间或者提高初凝和终凝之间的时间差，使其达到适合的范围，同时能够保持石膏制品的强度。

石膏缓凝剂主要用于粉刷石膏、粘结石膏、石膏腻子、石膏制品等制作的石膏建材，主要是用来降低石膏凝结速度。目前常用的缓凝剂主要有三类：有机酸及其可溶盐、碱性磷酸盐以及蛋白质类等缓凝剂。有机酸及其可溶盐类缓凝剂主要有柠檬酸、柠檬酸钠、酒石酸、酒石酸钾等，其中研究最多，效果最好的是柠檬酸及其盐。柠檬酸及其盐在掺量很小时即可达到一定的缓凝效果。磷酸盐类缓凝剂主要有六偏磷酸钠、多聚磷酸钠等。

常用的石膏缓凝剂如柠檬酸、酒石酸、磷酸盐等在缓凝效果方面可以实现一定的凝结时间调节，近些年，也有出现骨胶以及天然蛋白质产品，但是仅涉及到简单的组分的物理复合，在石膏制品综合应用性能方面，尤其是石膏制品的强度损失方面还不能令人满意。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中常用缓凝剂在缓凝效果、缓凝时间调节和强度损失等方面的不足，本发明拟设计一种对蛋白类材料进行深度化学加工合成，不是简单的物理复合或者化学改性且原料更为广泛、缓凝效果更好、强度损失更小的石膏缓凝剂。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：本发明公开了一种石膏缓凝剂，原料组成的百分比为：

蛋白组分原料 20-30％，

碱类物质 3-5％，

磷酸二氢钠 7.5-15％，

有机酸、酸酐或酯 3.75-7.5％，

乙酸苯乙酯 0.01-0.05％，

苯甲酸钠 0.05-0.1％，

二异丙基乙胺 0.2-0.8％，

水 50-65％。

其中，含蛋白组分原料为动物角蛋白、工业明胶、豆粕、大米蛋白、玉米蛋白、菌体蛋白、市售蛋白产品或工农医药行业产生的含蛋白组分的下脚料。

碱类物质为氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种之间的混合物。

有机酸、酸酐或酯为乙二胺四乙酸、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸酐、丙烯酸酐、马来酸酐、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯中的一种或几种之间的混合物。

本发明还公开了一种制备上述石膏缓凝剂的方法，其具体步骤如下：

S1、先将蛋白组分原料溶解于水中，加入碱类物质，进行水解反应；

S2、再依次加入磷酸二氢钠、有机酸、酸酐或酯、苯甲酸钠，二异丙基乙胺，加入碱类物质调节pH至碱性范围，加热反应，得到混合料；

S3、最后加入乙酸苯乙酯，冷却并搅拌均匀即得到蛋白类石膏缓凝剂。

其中，所述S1中加入的蛋白组分原料为动物角蛋白、工业明胶、豆 粕、大米蛋白、玉米蛋白、菌体蛋白、市售蛋白产品或工农医药行业产生的含蛋白组分的下脚料。

S1中水解反应的具体步骤为：先将20-30％的蛋白组分原料溶解于50-65％的水中，加入2-3％碱类物质，在60-80℃下保温2-4h，进行水解反应。

S2中得到混合料的具体步骤为：依次加入7.5-15％的磷酸二氢钠、3.75-7.5％有机酸、酸酐或酯、0.05-0.1％苯甲酸钠，0.2-0.8％二异丙基乙胺，加入碱类物质，调节pH值至7-10，在80-90℃下保温3-6h，得到混合料。

其中，S1和S2中加入的碱类物质为氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种之间的混合物；且S2中加入碱类物质调节pH至碱性范围的具体方式为逐滴加入碱类物质。

S2中加入的有机酸、酸酐或酯为乙二胺四乙酸、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸酐、丙烯酸酐、马来酸酐、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯中的一种或几种之间的混合物。

应用本发明，具有如下有益效果：

1)从凝结时间和强度损失两个宏观指标来看，本发明相对于其他无机盐类缓凝剂具有凝结时间长、强度损失小的优点；