一种提升瓷砖胶滑移性能的改性淀粉醚的制备方法技术

本发明专利技术涉及建筑添加剂技术领域，尤其涉及一种提升瓷砖胶滑移性能的改性淀粉醚的制备方法。该制备方法包括将淀粉进行一步醚化化学处理改性得到淀粉醚、继续物理改性处理的步骤。该制备方法改变了现有改性淀粉醚制备中多步醚化的繁琐操作，只需一步同时醚化即能获得性能更好的淀粉醚改性产品，且因为继续增加了物理改性步骤，获得的产品用于瓷砖胶能够显著改善滑移性能；同时，一步同时醚化处理的操作条件较现有技术具有显著区别。

A preparation method of modified starch ether for improving the slip property of ceramic tile adhesive

【技术实现步骤摘要】
一种提升瓷砖胶滑移性能的改性淀粉醚的制备方法
本专利技术涉及建筑添加剂
，尤其涉及一种提升瓷砖胶滑移性能的改性淀粉醚的制备方法。
技术介绍
瓷砖作为一种装饰材料，其市场广阔，但随着瓷砖市场的专业化程度不断提高，越来越多的消费者追求墙上装修的无缝效果，使得大规格瓷砖愈加受欢迎。同时，大面积住宅楼的日益流行，也推动了大规格瓷砖的走俏。瓷砖的尺寸与质量越来越大，对安全性要求也越来越高，传统的瓷砖粘结剂已经难以满足要求，于是新型的瓷砖粘结剂迅速发展起来。新型的瓷砖粘结剂组成包括水泥、砂子、重钙、可再分散乳胶粉、纤维素醚、木质纤维素等。专利CN107445507A中介绍了一种提升瓷砖胶滑移性能的改性纤维素醚，但纤维素醚作为多糖一般为直链结构，通常情况下，多糖分子中支链结构越多，分散在水中后形成的网状结构越复杂，对水泥颗粒的桥接作用越明显，赋予砂浆浆体的屈服应力也越大，抗下垂或抗滑移效果也就越好。纤维素醚中支链结构较少，只能在瓷砖粘结剂中提供保水增稠性能，赋予瓷砖粘结剂良好的保水性能和施工性能等，无法很好的提供抗滑移性或抗流挂性能来保证大型瓷砖等装饰材料的施工。淀粉醚是以支链淀粉含量较高的天然淀粉为原料生产的，可以赋予瓷砖粘结剂良好的抗滑移性或抗流挂性能。专利CN109336537A中介绍了一种瓷砖胶粘剂及其制备方法，配方中也用到了淀粉醚，但抗滑移性能只能满足标准JC/T547-2005中200g瓷砖抗滑移≤0.5mm的最基本性能要求，对于现在较多质量大于200g的大瓷砖，难以满足。因此，并非添加了淀粉醚的瓷砖粘结剂均具有好的抗滑移性能，这还取决于淀粉醚产品及在瓷砖粘结剂组成中的应用。淀粉醚是一类分子中含有醚键的变性淀粉的总称，也称醚化淀粉，是淀粉分子中的羟基与反应活性物质反应生成的淀粉取代基醚，包括羟烷基淀粉、羧甲基淀粉、阳离子淀粉等，在建筑、医药、食品、纺织、造纸、日化、石油等行业应用广泛。在建筑领域淀粉醚可作为水泥基产品，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。工业上制备淀粉醚的方法主要分为湿法和干法两类。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，所以干法生产中的一个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。然而，采用现有干法制备淀粉醚产品主要为多步醚化操作，操作繁琐，不利于工业化生产，且一般只进行化学改性。随着瓷砖粘结剂的要求提升，如何通过特殊改性方法制得改性淀粉醚以满足现代尺寸大、质量大瓷砖更高的抗滑移或抗流挂性能要求，同时不影响瓷砖胶的粘结等性能且不提升成本，是该行业研究的趋势。
技术实现思路
本专利技术为了弥补现有技术的不足，提供了提升瓷砖胶滑移性能的改性淀粉醚的制备方法，改变了现有改性淀粉醚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，获得了性能更好的产品；同时，一步醚化处理的操作条件较现有技术具有显著区别，醚化反应温度的初始温度能够在更低条件下实施，且不影响醚化剂的醚化效率和生产成本，解决了现有技术中存在的问题。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种提升瓷砖胶滑移性能的改性淀粉醚的制备方法，将淀粉进行一步醚化化学改性处理得到淀粉醚、继续物理改性的步骤。一步醚化化学改性处理是将淀粉、碱化剂、醇和抑制剂一同混合后，加入醚化剂，先降温反应一定时间、然后控制分段升温反应改性。所述醚化剂种类为多种。上述步骤中，在加入醚化剂之前，还包括向反应器中充氮气排氧的步骤。上述步骤中，在加入醚化剂之后先降温至10-20℃反应1.5-2.5h。目的是保证物料反应均匀，充分分散，提升单一醚化剂的醚化效率和反应安全性。所述的淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉中的一种或多种，优选为玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉中的一种或多种，更优选为木薯淀粉、马铃薯淀粉中的一种或两种，再优选为木薯淀粉；所述的碱化剂为碱金属氢氧化物粉末，优选NaOH和/或KOH，更优选为NaOH；所述的醇为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、丙酮、二乙二醇中的一种或多种，优选为乙醇和/或异丙醇，更优选为乙醇；所述的抑制剂为碱金属盐，优选Na2SO4和/或NaCl，更优选为Na2SO4；所述的醚化剂为氯乙酸或氯乙酸钠、氯甲烷、氯乙烷、环氧丙烷、环氧乙烷中的一种或多种，优选为氯乙酸、环氧丙烷、环氧乙烷中的一种或多种。一步醚化化学改性处理的反应温度为10-90℃，优选的，醚化反应温度为20-60℃；醚化反应时间为2-20h；醚化反应所用淀粉、碱和醚化剂的质量比为1:(0.01-1.5):(0.02-1.75)；优选的，醚化反应所用淀粉、碱和醚化剂的质量比为1:(0.01-1):(0.02-1.2)；醚化反应所用淀粉、抑制剂的质量比为1:(0.05-0.1)；醚化反应所用淀粉和醇的质量比为1:(0.1-2)，优选的，淀粉和醇的质量比为1:(0.2-1)。醚化反应降温处理结束后分段升温控制包括在40℃反应2.5-3h，在60℃反应4-5h。物理改性是将淀粉醚添加增稠剂和流变剂进行混合改性40-60min。所述淀粉醚、增稠剂和流变剂的重量分别为5-40％，50-94％，1-10％；优选的，所述淀粉醚、增稠剂和流变剂的重量分别为10-30％，62-88％，2-8％；再优选的，所述淀粉醚、增稠剂和流变剂的重量分别为20-30％，64-76％，4-6％。所述的增稠剂为羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或者几种，优选为羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素中的一种或者两种；所述的流变剂为瓜儿胶、卡拉胶、黄原胶中的一种或几种。所述淀粉醚为一元淀粉醚(具有一种取代基，例如羧甲基淀粉、羟丙基淀粉、羟乙基淀粉等)、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、羧甲基羟乙基淀粉等)、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)中的一种或多种；优选为二元淀粉醚、三元淀粉醚中的一种或两种。上述制备方法制得的改性淀粉醚。所述的改性淀粉醚在瓷砖胶制备中的应用。改性淀粉醚用量占瓷砖胶重量的0.2-0.5％，优选为0.3-0.5％。本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提升瓷砖胶滑移性能的改性淀粉醚的制备方法，其特征在于，包括将淀粉进行一步醚化化学改性处理得到淀粉醚、继续物理改性的步骤。/n

【技术特征摘要】
1.一种提升瓷砖胶滑移性能的改性淀粉醚的制备方法，其特征在于，包括将淀粉进行一步醚化化学改性处理得到淀粉醚、继续物理改性的步骤。


2.根据权利要求1所述的提升瓷砖胶滑移性能的改性淀粉醚的制备方法，其特征在于，一步醚化化学改性处理是将淀粉、碱化剂、醇和抑制剂一同混合后，加入醚化剂，先降温反应一定时间、然后控制分段升温反应改性。


3.根据权利要求2所述的提升瓷砖胶滑移性能的改性淀粉醚的制备方法，其特征在于，所述的淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉中的一种或多种，优选为玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉中的一种或多种，更优选为木薯淀粉和/或马铃薯淀粉，再优选为木薯淀粉；所述的碱化剂为碱金属氢氧化物粉末，优选NaOH和/或KOH，更优选为NaOH；所述的醇为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、丙酮、二乙二醇中的一种或多种，优选为乙醇和/或异丙醇，更优选为乙醇；所述的抑制剂为碱金属盐，优选Na2SO4和/或NaCl，更优选为Na2SO4；所述的醚化剂为氯乙酸、氯乙酸钠、氯甲烷、氯乙烷、环氧丙烷、环氧乙烷中的一种或多种，优选为氯乙酸、环氧丙烷、环氧乙烷中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的提升瓷砖胶滑移性能的改性淀粉醚的制备方法，其特征在于，一步醚化化学改性处理的反应温度为10-90℃，优选的，醚化反应温度为20-60℃；醚化反应时间为2-20h；一步醚化化学改性处理所用淀粉、碱和醚化剂的质量比为1:(0.01-1.5):(0.02-1.75)；优选的，一步醚化化学改性处理所用淀粉、碱和醚化剂的质...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕鲲，赵明，李青华，李长胤，李茂丰，赵洪山，张开民，
申请(专利权)人：山东一滕新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37