一种改性毛发纤维的水泥增强剂及其在水泥中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种改性毛发纤维的水泥增强剂，其制备方法包括如下步骤：Ⅰ将剪碎的毛发纤维分散于乙醇中形成分散液，然后向其中加入γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，在室温下搅拌反应3‑5小时，后过滤，并用乙醇洗3‑5次，再置于真空干燥箱70‑80℃下烘10‑12小时，得到环氧基修饰的毛发纤维；Ⅱ将经过步骤Ⅰ制备得到的环氧基修饰的毛发纤维分散于有机溶剂中形成分散液，再向其中加入壳聚糖和催化剂，在70‑80℃下搅拌反应4‑6小时，后抽滤，并用二氯甲烷洗涤产物3‑5次，后置于真空干燥箱70‑80℃下烘10‑12小时，得到改性毛发纤维的水泥增强。由本发明专利技术的改性毛发纤维的水泥增强制成的水泥性能稳定，粘结力和水泥强度强，水化效率、助磨效果及和易性等综合性能较传统水泥更佳。

【技术实现步骤摘要】
一种改性毛发纤维的水泥增强剂及其在水泥中的应用本专利技术是中国专利“一种环保建筑水泥”的分案申请，申请日为2018年06月20日，申请号为201810633301.6。
本专利技术涉及水泥外加剂
，尤其涉及一种改性毛发纤维的水泥增强剂及其在水泥中的应用。
技术介绍
随着经济的发展及社会的进步，各种高楼大厦、桥梁隧道如雨后春笋般涌现，在这些大型建筑工程背后少不了水泥这种建筑材料的使用。水泥是一种粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。它是建筑工业三大基本材料之一，使用量大、应用范围广，素有“建筑工业的粮食”之称。由于其性能相对优异、生产成本低，在城市基础设施建设、海工工程建设和国防工程建设等领域均有广泛应用。人们利用水泥建造高楼大厦、铺筑道路、架设桥梁、修建地铁等，进行着大规模的人类社会基础设施的建设活动，极大地改善了人类居住、工作和出行环境，然而在水泥的使用给人类带来极大方便的同时，也给我们的生态环境带来巨大的负面影响。而且城市的加速发展带动了水泥产业的发展，水泥的消耗量逐年增加，生产水泥用的矿渣成为了一种紧缺材料，需要寻找替代物。目前市面上的水泥在制作过程中，煤耗和料耗的问题严重，生产工艺复杂，不但造成资源浪费，还造成了环境污染，增加了企业的制造成本。且这些水泥水泥强度、助磨效果、水化效率、和易性均有待提高。因此，开发一种综合性能优异，符合可持续发展战略，能节能减排的水泥势在必行。专利技术内容为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种环保建筑水泥，其原料易得，能够将难以处理的含氟污泥变废为宝，降低水泥熟料的使用量，不仅开辟了一条处理含氟废料的新途径，而且能节约成本；制备得到的环保建筑水泥性能稳定，粘结力和水泥强度强，水化效率、助磨效果及和易性等综合性能较传统水泥更佳。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种环保建筑水泥，由以下重量份的组分制成：水泥熟料55-65份，改性毛发纤维5-10份，纳米硼纤维3-8份、橄榄石粉10-15份、稀土矿渣1-5份、功能添加剂1-5份；所述功能添加剂是由乙烯基硼酸频哪醇酯、乙烯基磷酸二甲酯、丙烯酸甲酯、反式玉米素葡萄糖苷发生溶液共聚反应制得。优选地，所述改性毛发纤维的制备方法，包括如下步骤：Ⅰ将剪碎的毛发纤维分散于乙醇中形成分散液，然后向其中加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，在室温下搅拌反应3-5小时，后过滤，并用乙醇洗3-5次，再置于真空干燥箱70-80℃下烘10-12小时，得到环氧基修饰的毛发纤维；Ⅱ将经过步骤Ⅰ制备得到的环氧基修饰的毛发纤维分散于有机溶剂中形成分散液，再向其中加入壳聚糖和催化剂，在70-80℃下搅拌反应4-6小时，后抽滤，并用二氯甲烷洗涤产物3-5次，后置于真空干燥箱70-80℃下烘10-12小时，得到改性毛发纤维。优选地，步骤Ⅰ中所述毛发纤维、乙醇、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的质量比为(3-5):(15-20):0.2。优选地，步骤Ⅱ中所述环氧基修饰的毛发纤维、有机溶剂、壳聚糖、催化剂的质量比为(2-4):(10-15):(0.5-1):0.3。较佳地，所述有机溶剂选自乙醇、异丙醇、二氯甲烷、丙酮中的一种或几种；所述催化剂选自三乙胺、四丁基溴化铵、三苯基膦中的一种或几种。优选地，所述功能添加剂的制备方法，包括如下步骤：将乙烯基硼酸频哪醇酯、乙烯基磷酸二甲酯、丙烯酸甲酯、反式玉米素葡萄糖苷溶于高沸点溶剂中形成溶液，再向其中加入引发剂，在氮气氛围60-70℃下搅拌反应2-3小时，后在丙酮中沉出，并用丙酮洗3-5次后，旋蒸除去溶剂，碾磨成粉，得到功能添加剂。较佳地，所述乙烯基硼酸频哪醇酯、乙烯基磷酸二甲酯、丙烯酸甲酯、反式玉米素葡萄糖苷、高沸点溶剂、引发剂的质量比为1:1:1:2:(10-15):0.05。较佳地，所述高沸点溶剂选自二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种；所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或几种。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1)本专利技术提供的环保建筑水泥，其原料易得，能够将难以处理的含氟污泥变废为宝，降低水泥熟料的使用量，不仅开辟了一条处理含氟废料的新途径，而且能节约成本，符合可持续发展战略要求，能起到节能减排作用。2)本专利技术提供的环保建筑水泥，克服了现有技术中传统水泥煤耗和料耗的问题严重，生产工艺复杂，不但造成资源浪费，还造成了环境污染，增加了企业的制造成本，且这些水泥水泥强度、助磨效果、水化效率、和易性均较差的技术问题，具有性能稳定，粘结力和水泥强度强，水化效率、助磨效果及和易性等综合性能更佳的优点。3)本专利技术提供的环保建筑水泥，通过各组分合理的配伍，使得水泥综合性能优异，通过壳聚糖改性毛发纤维的添加，不仅可以和纳米硼纤维一起协同作用起到增强水泥强度的作用，而且纳米材料和壳聚糖在水泥水化过程中能够包覆离子，在水泥表面形成保护膜，密实水泥混凝土水化微结构，提高早期强度，壳聚糖空腔结构更有利于其吸附络合离子，与功能添加剂一起协同作用避免泛碱现象的发生。4)本专利技术提供的环保建筑水泥，功能添加剂上含有硼酸酯、磷酸酯糖苷和丙烯酸酯结构，在实际应用过程中水解得到相对应的酸根结构，有利于防止混凝土结构稳定，防止其坍塌，也有利于调节PH，同时起到抑碱剂、减水剂和助磨剂的作用。具体实施方式为了使本
人员更好地理解本专利技术的技术方案，并使本专利技术的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本专利技术做进一步的说明。实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。本专利技术下述实施例中所述原料来自于上海泉昕进出口贸易有限公司。实施例1一种环保建筑水泥，由以下重量份的组分制成：水泥熟料55份，改性毛发纤维5份，纳米硼纤维3份、橄榄石粉10份、稀土矿渣1份、功能添加剂1份；所述功能添加剂是由乙烯基硼酸频哪醇酯、乙烯基磷酸二甲酯、丙烯酸甲酯、反式玉米素葡萄糖苷发生溶液共聚反应制得。所述改性毛发纤维的制备方法，包括如下步骤：Ⅰ将剪碎的毛发纤维30g分散于乙醇150g中形成分散液，然后向其中加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷2g，在室温下搅拌反应3小时，后过滤，并用乙醇洗3次，再置于真空干燥箱70℃下烘10小时，得到环氧基修饰的毛发纤维；Ⅱ将经过步骤Ⅰ制备得到的环氧基修饰的毛发纤维20g分散于乙醇100g中形成分散液，再向其中加入壳聚糖5g和三乙胺3g，在70℃下搅拌反应4小时，后抽滤，并用二氯甲烷洗涤产物3次，后置于真空干燥箱70℃下烘10小时，得到改性毛发纤维。所述功能添加剂的制备方法，包括如下步骤：将乙烯基硼酸频哪醇酯10g、乙烯基磷酸二甲酯10g、丙烯酸甲酯10g、反式玉米素葡萄糖苷20g溶于二甲亚砜100g中形成溶液，再向其中加入偶氮二异丁腈0.5g，在氮气氛围60℃下搅拌反应2小时，后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性毛发纤维的水泥增强剂，其特征在于，其制备方法包括如下步骤：/nⅠ将剪碎的毛发纤维分散于乙醇中形成分散液，然后向其中加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，在室温下搅拌反应3-5小时，后过滤，并用乙醇洗3-5次，再置于真空干燥箱70-80℃下烘10-12小时，得到环氧基修饰的毛发纤维；/nⅡ将经过步骤Ⅰ制备得到的环氧基修饰的毛发纤维分散于有机溶剂中形成分散液，再向其中加入壳聚糖和催化剂，在70-80℃下搅拌反应4-6小时，后抽滤，并用二氯甲烷洗涤产物3-5次，后置于真空干燥箱70-80℃下烘10-12小时，得到改性毛发纤维的水泥增强剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种改性毛发纤维的水泥增强剂，其特征在于，其制备方法包括如下步骤：
Ⅰ将剪碎的毛发纤维分散于乙醇中形成分散液，然后向其中加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，在室温下搅拌反应3-5小时，后过滤，并用乙醇洗3-5次，再置于真空干燥箱70-80℃下烘10-12小时，得到环氧基修饰的毛发纤维；
Ⅱ将经过步骤Ⅰ制备得到的环氧基修饰的毛发纤维分散于有机溶剂中形成分散液，再向其中加入壳聚糖和催化剂，在70-80℃下搅拌反应4-6小时，后抽滤，并用二氯甲烷洗涤产物3-5次，后置于真空干燥箱70-80℃下烘10-12小时，得到改性毛发纤维的水泥增强剂。


2.根据权利要求1所述的改性毛发纤维的水泥增强剂，其特征在于，步骤Ⅰ中所述毛发纤维、乙醇、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的质量比为(3-5):(15-20):0.2。


3.根据权利要求1所述的改性毛发纤维的水泥增强剂维，其特征在于，步骤Ⅱ中所述环氧基修饰的毛发纤维、有机溶剂、壳聚糖、催化剂的质量比为(2-4):(10-15):(0.5-1):0.3。


4.根据权利要求1所述的改性毛发纤维的水泥增强剂，其特征在于，步骤Ⅱ中所述有机溶剂选自乙醇、异丙醇、二氯甲烷、丙酮中的一种或几种。


5.根据权利要求1所述的改性毛发纤维的水泥增强剂，其特征在于，所述催化剂选自三乙胺、四丁基溴化铵、三苯基膦中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱佳媚，
申请(专利权)人：湖南辰砾新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43