一种木质素接枝聚氧乙烯醚及基于其的木质素基机喷砂浆专用改性剂和制备方法与应用技术

本发明专利技术属于预拌砂浆改性剂技术领域，公开了一种木质素接枝聚氧乙烯醚及基于其的绿色环保型木质素基机喷砂浆专用改性剂和制备方法与在机喷砂浆中的应用。本发明专利技术木质素接枝聚氧乙烯醚的制备方法包括如下步骤：(1)将烯丙基聚氧乙烯醚加热，在路易斯酸催化下与环氧氯丙烷发生开环反应，得到中间体；(2)将碱木质素固体粉末加入水中，配制水溶液，用碱性调节剂调节pH值至11～13；将步骤(1)的中间体加热后，加入上述水溶液中反应得到产物。本发明专利技术还提供基于其的木质素基机喷砂浆专用改性剂，可使砂浆拌合物初期稠度为95±5mm，初期堆积密度>1900kg/m

【技术实现步骤摘要】
一种木质素接枝聚氧乙烯醚及基于其的木质素基机喷砂浆专用改性剂和制备方法与应用
本专利技术属于预拌砂浆改性剂
，特别涉及一种木质素接枝聚氧乙烯醚及基于其的绿色环保型木质素基机喷砂浆专用改性剂和制备方法与在机喷砂浆中的应用。
技术介绍
随着建筑技术的发展和社会环保意识的增强，2007年6月6日，商务部、公安部、建设部、交通部、质检总局、环保总局六部门联合颁布了《关于在部分城市限期禁止现场搅拌工作的通知》。预拌砂浆(包括干混砂浆和湿拌砂浆)的发展已经成为砂浆生产绿色化的必然趋势。根据《中国建筑报》报道，2014年上半年中国有17个省生产湿拌(普通)砂浆，产量为179.06万立方米，比上年同期增加31.33万立方米，同比增长21.21％。随着国内预拌砂浆蓬勃发展，人工成本不断增加，以及对工人人文关怀的提高，传统手工抹灰施工正逐步失去其成本低廉的优势，而其劳动强度大、施工效率低的缺陷逐渐显现。普通预拌砂浆机械化抹灰施工(简称机喷砂浆)是未来砂浆抹灰施工发展的新方向。机喷抹灰相比传统手工抹灰具有以下优势：(1)施工质量好，抹灰与基层粘结牢固；(2)能够显著提高劳动效率，减轻劳动强度；(3)节约施工过程中的材料损耗。但是由于国内普通砂浆普遍存在保水性差、触变性差、与墙面等基材粘结力低等缺点，使机喷施工推广较为困难。因此开发一种机喷砂浆专用改性剂，提高机喷砂浆的保水性、触变性和粘结力，是机喷砂浆推广的关键环节。与普通湿拌砂浆不同，机喷砂浆要求保水性达到92％以上，堆积密度大于1900kg/m3，凝结时间为5～6小时。目前市场上专用的机喷砂浆改性剂不多，较为常见的是普通湿拌砂浆改性剂。而普通湿拌砂浆要求保水性达到88％，堆积密度在1700～1800kg/m3之间，凝结时间在20小时左右。因此不能直接将普通湿拌砂浆改性剂应用于机喷砂浆。CN201510393365.X披露了一种用于机喷砂浆的高效添加剂，它由下述组分组成：保水剂40～60重量份，调凝增强剂1～3重量份，减水剂5～8重量份，抗裂剂10～15重量份，引气剂0.1～0.8重量份，填料20～40重量份。该专利技术采用的抗裂剂是聚丙烯纤维和木质纤维素，填料为粉煤灰。该专利技术的优点是所生产的机喷砂浆容易上墙，容易刮平，抗裂效果好。但其使用了聚丙烯纤维、木质纤维素和粉煤灰，不能以水剂形式生产。此外该专利技术配方较为复杂，生产成本较高，应用不方便。CN201310258405.0公开了一种机喷砂浆保水剂及其制备方法，其由以下成分组成：丝光沸石粉18～22％，十二烷基苯磺酸钠0.4～0.6％，木质素磺酸钠7.2～7.8％，无水柠檬酸4.7～5.3％，无水硫酸钠2.2～2.8％，聚乙烯醇2.2～2.8％、活性二氧化硅2.2～2.8％、氢氧化铝2.2～2.8％、硅灰14～16％、羟丙基甲基纤维素醚9～11％、瓜尔豆胶4.5～5.5％、钠基膨润土14～16％、淀粉醚2.2～2.8％和木质纤维素2.0～2.8％。该保水剂的优点是使湿拌砂浆具有良好的触变流动性，又具有优异的抗垂挂性。但该专利技术的保水剂同样也不能以水剂形式生产，且配方工艺复杂，成本高，难以应用推广。木质素是自然界中含量仅次于纤维素的第二大生物质资源，同时也是造纸工业的副产品。对木质素的开发和利用具有巨大的经济效益和社会效益。现今，我国制浆工业以碱法制浆为主，由此也产生了大量的碱木质素。大部分碱木质素通常被排掉或焚烧，不仅污染环境且浪费资源；少量的碱木质素经改性后用作混凝土普通减水剂。改性碱木质素具有一定的分散性、表面活性和引气性，可提高新拌混凝土的和易性与保水性。以碱木质素为基本原料开发机喷砂浆专用改性剂，不仅使其具有保水性，而且扩大了碱木质素的应用范围，减少工业木质素对环境的污染，具有重要的应用价值和环境意义。另外，采用碱木质素制备机喷砂浆专用改性剂还可降低其生产成本。目前关于碱木质素制备机喷砂浆专用改性剂的研究尚未见报道。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中普通湿拌砂浆外加剂不能直接应用于机喷砂浆、现有机喷砂浆改性剂成分复杂，不能以水剂形式生产，成本高的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种木质素接枝聚氧乙烯醚。本专利技术另一目的在于提供一种上述木质素接枝聚氧乙烯醚的制备方法。本专利技术再一目的在于提供一种基于上述木质素接枝聚氧乙烯醚的综合性能良好、绿色环保型木质素基机喷砂浆专用改性剂。本专利技术再一目的在于提供上述绿色环保型木质素基机喷砂浆专用改性剂在机喷砂浆中的应用。将本专利技术绿色环保型木质素基机喷砂浆专用改性剂应用于机喷砂浆中，可使砂浆拌合物初期稠度为95±5mm，初期堆积密度大于1900kg/m3，保水率大于92％，2小时稠度损失率小于30％，凝结时间5～6h。本专利技术的目的通过下述方案实现：一种木质素接枝聚氧乙烯醚的制备方法，包括如下步骤：(1)将烯丙基聚氧乙烯醚加热，在路易斯酸催化下与环氧氯丙烷发生开环反应，得到烯丙基聚氧乙烯醚接枝氯代异丙醇中间体；(2)将碱木质素固体粉末加入水中，配制水溶液，用碱性调节剂调节pH值至11～13；将步骤(1)制备的烯丙基聚氧乙烯醚接枝氯代异丙醇中间体加热后，加入上述碱木质素水溶液中反应，得到木质素接枝聚氧乙烯醚。上述制备方法中，各组分的重量份为：步骤(1)所述的加热优选为加热至50～60℃。步骤(1)中所述反应的时间优选为2～4h。步骤(1)中所述路易斯酸可为三氟化硼乙醚溶液、三氯化铝、氯化锌或三氯化铁等。步骤(2)中所述水溶液的质量分数优选为30～50％。步骤(2)中所述的加热指升温至70～80℃。步骤(2)中所述反应的时间优选为3～4h。步骤(2)中所述将中间体加入碱木质素水溶液中反应优选为滴加加入。为进一步更好地实现本专利技术，优选地，所述的碱木质素为麦草碱木质素、松木碱木质素、杨木碱木质素和蔗渣碱木质素中的至少一种。为进一步更好地实现本专利技术，优选地，所述的烯丙基聚氧乙烯醚，其相对分子量为1200、2400或者3600。将上述制备方法反应后溶液进行喷雾干燥，可得到木质素接枝聚氧乙烯醚粉末。本专利技术制备方法将烯丙基聚氧乙烯醚接到木质素上得到木质素接枝聚氧乙烯醚。本专利技术还提供一种基于上述木质素接枝聚氧乙烯醚的绿色环保型木质素基机喷砂浆专用改性剂，包含以下组分：本专利技术的木质素接枝聚氧乙烯醚、增稠剂、流变助剂、缓凝剂等。各组分的重量份为：木质素接枝聚氧乙烯醚(以碱木质素算)100份；增稠剂50～150份；流变助剂10～30份；缓凝剂5～10份。所述增稠剂为本领域常规使用的增稠剂即可，可为但不限于羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素和瓜尔胶中的至少一种。所述流变助剂为本领域常规使用的流变助剂即可，可为但不限于淀粉醚、硅酸镁铝和硅酸镁锂中的至少一种。所述缓凝剂为本领域常规使用的缓凝剂即可，可为但不限于葡萄糖酸钠、白砂糖、柠檬酸和三聚磷酸钠中的至少一种。本专利技术的绿色环保型木质素基机喷砂浆专用改性剂通过各组分混合均匀得到。本专利技术的绿色环保型木质素基机喷砂浆专用改性剂可为水剂形式，将上述各组分混合溶于水中搅拌均匀即可。所述水剂的干基总质量浓度优选为1.0～1.5％。本专利技术的绿色环保型木质素基机喷砂浆专用改性剂可应用于机喷砂浆中，按每立方机喷砂浆计，本专利技术的绿色环保型木质素基机喷砂浆专用改性剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种木质素接枝聚氧乙烯醚的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将烯丙基聚氧乙烯醚加热，在路易斯酸催化下与环氧氯丙烷发生开环反应，得到烯丙基聚氧乙烯醚接枝氯代异丙醇中间体；(2)将碱木质素固体粉末加入水中，配制水溶液，用碱性调节剂调节pH值至11～13；将步骤(1)制备的烯丙基聚氧乙烯醚接枝氯代异丙醇中间体加热后，加入上述碱木质素水溶液中反应，得到木质素接枝聚氧乙烯醚。

【技术特征摘要】
1.一种木质素接枝聚氧乙烯醚的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将烯丙基聚氧乙烯醚加热，在路易斯酸催化下与环氧氯丙烷发生开环反应，得到烯丙基聚氧乙烯醚接枝氯代异丙醇中间体；(2)将碱木质素固体粉末加入水中，配制水溶液，用碱性调节剂调节pH值至11～13；将步骤(1)制备的烯丙基聚氧乙烯醚接枝氯代异丙醇中间体加热后，加入上述碱木质素水溶液中反应，得到木质素接枝聚氧乙烯醚。2.根据权利要求1所述的木质素接枝聚氧乙烯醚的制备方法，其特征在于：所述制备方法中，各组分的重量份为：3.根据权利要求1所述的木质素接枝聚氧乙烯醚的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的加热为加热至50～60℃；所述反应的时间为2～4h；步骤(2)中所述水溶液的质量分数为30～50％；所述的加热指升温至70～80℃；所述反应的时间为3～4h。4.根据权利要求1所述的木质素接枝聚氧乙烯醚的制备方法，其特征在于：所述的碱木质素为麦草碱木质素、松木碱木质素、杨木碱木质素和蔗渣碱木质素中的至少一种；所述路易斯酸为三氟化硼乙醚溶液、三氯化铝、氯化锌或三氯化铁；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱学青，郑大锋，管文康，陈宇，钟定明，郑佳蓉，李小康，郑涛，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44