一种改性蛋白类石膏缓凝剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种改性蛋白类石膏缓凝剂的制备方法，属于石膏建材领域，其特征在于，包括以下步骤：以蛋白粉为原料，将其水解成水解蛋白产物；然后与聚琥珀酰亚胺进行接枝改性，最后中和；采用本方法制得的石膏缓凝剂具备全降解特性，同时缓凝效果好，能够大大降低所需缓凝剂的掺量。凝剂的掺量。

【技术实现步骤摘要】
一种改性蛋白类石膏缓凝剂的制备方法


[0001]本专利技术涉及石膏建材
，具体涉及一种改性蛋白类石膏缓凝剂的制备方法。

技术介绍

[0002]我国石膏资源非常丰富，天然石膏的储量在700亿左右，石膏由于自身的诸多优点，被广泛的应用于国内外的建筑装饰行业。但是由于建筑石膏的凝结硬化非常迅速，工作时间一般只有十几分钟，甚至几分钟，极大的限制了建筑石膏的应用，为克服这一缺点，一般的做法是向建筑石膏胶凝材料中加入缓凝剂，通过缓凝剂来延长其工作时间，使石膏浆体能够较长时间保持塑性，给予石膏制品或石膏浆料充分的生产操作时间，提高石膏的施工性能。目前缓凝剂已成为粉刷石膏、石膏基腻子、模型石膏等各类石膏基材料的必要组分之一。
[0003]现阶段石膏缓凝剂种类很多，但是常用的石膏缓凝剂延缓石膏的凝结时间是有限的，随着缓凝剂随着掺量的进一步增大，缓凝效果不再明显增加，而价格却己很高；有的随着掺量的进一步增加，强度降低很严重。并且有的缓凝剂当掺量过大时有发泡的现象产生(如磷酸类及柠檬酸类石膏缓凝剂)，这样就使得石膏硬化体出现很多的孔隙，影响石膏的强度。相比之下，蛋白质类和聚合氨基酸类缓凝剂的缓凝效果较为理想，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，是更有前景的缓凝剂。
[0004]现在蛋白类石膏缓凝剂大多采用动物角蛋白、工业明胶、植物蛋白经过酸或者碱进行水解，再行复配而来，这种缓凝剂在较低掺量下缓凝效果很差，需添加较高的比例才能达到理想的缓凝效果，现有技术要使石膏达到120min初凝时间的话，需要添加0.1％的掺量的蛋白类石膏缓凝剂方能实现，且缓凝剂粉体气味浓重，成分不能完全降解。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术中所存在的上述问题提供了一种改性蛋白类石膏缓凝剂的制备方法，采用本方法制得的石膏缓凝剂具备全降解特性，同时缓凝效果好，能够大大降低所需缓凝剂的掺量。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种改性蛋白类石膏缓凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0007]a、水解：以蛋白粉为原料，将其水解成水解蛋白产物；
[0008]向反应器中加入水，然后将可溶性蛋白粉投入到反应器中，开启搅拌，然后升温至75
‑
90℃，向反应器中加入适量的碱性物质，调节体系pH值至10
‑
13，反应4
‑
5小时，得到水解蛋白产物；
[0009]b、共混接枝：上述反应完成后，调整体系温度至60
‑
80℃，向反应器中投入交联剂，继续搅拌，然后投加聚琥珀酰亚胺进行反应，与蛋白产物进行表面接枝改性，形成半互穿产物，该互穿产物即为缓凝剂的活性成分；此时得到红褐色液体，即为聚天冬氨酸；
[0010]c、中和：向步骤b中的液体，加入适量的稀酸溶液，调节体系pH值至6
‑
8，获得深红褐色粘稠液体；
[0011]d、烘干制粉：将步骤c中得到的液体，喷雾干燥即得石膏缓凝剂粉体。
[0012]进一步的，所述蛋白粉、聚琥珀酰亚胺、交联剂的摩尔比为1:(0.5
‑
1)：(0.1
‑
0.5)，优选1:0.5:0.5。
[0013]进一步的，步骤a中水解方法为：向反应器中加入水，然后将可溶性蛋白粉投入到反应器中，开启搅拌，然后升温至75
‑
90℃，向反应器中加入适量的碱性物质，调节体系pH值至10
‑
13，优选pH为12，反应4
‑
5小时，得到水解蛋白产物。
[0014]更进一步的，步骤a中添加水的量为可溶性蛋白粉、聚琥珀酰亚胺、交联剂、碱性物质总质量的55
‑
60％。
[0015]更进一步的，所述步骤a中的碱性物质采用氢氧化钠、氢氧化钙中的至少一种，所述可溶性蛋白粉为工业明胶、大豆蛋白、动物角蛋白或者含蛋白的下脚料，可溶性蛋白粉粒径为100
‑
200目。
[0016]进一步的，所述步骤b中的交联剂采用二胺类化合物，优选乙二胺、水合肼、己二胺中的至少一种。
[0017]进一步的，所述聚琥珀酰亚胺分子量为3000
‑
5000，聚琥珀酰亚胺粒径为60
‑
80目。
[0018]进一步的，所述调节体系pH值控制10
‑
13，更优的pH值范围是11
‑
12.5。
[0019]进一步的，步骤c中的稀酸采用硝酸或醋酸，稀酸溶液的浓度不大于30％。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021]1.本专利技术利用蛋白粉水解的多种氨基酸，含有多种官能团如羧基、羟基、甲氧基、胺基等基团，具有较强的反应活性。通过交联剂将蛋白粉与聚琥珀酰亚胺进行共混接枝得到的物质，内含大量的酰胺键和羧基，其中酰胺键可与钙离子生成配位化合物，羧基负离子与钙离子形成稳定的络合物，起到优良的缓凝作用。
[0022]2.本专利技术相对于其它磷酸类、柠檬酸类石膏缓凝剂具有凝结时间长，对石膏强度影响小等优点。
[0023]3.本专利技术的蛋白类原料来源丰富，易于获得，原料成本低。
[0024]4.本专利技术制备得到的新型改性蛋白类石膏缓凝剂具备全降解特性，进入环境以后，能被微生物分解吸收，对环境无毒无害，是一种环境友好型的石膏缓凝剂。
具体实施方式
[0025]下面对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0026]实施例1
[0027]本实施例改性蛋白类石膏缓凝剂的制备方法：向反应器中加入水564kg，然后加入128kg可溶性蛋白粉，开启机械搅拌，然后升温至75℃，然后分批加入片碱88kg，体系pH为控制11
‑
12，水解5小时后，调整体系温度至80℃，继续往反应器中投入乙二胺60kg，反应2小时，然后投入194kg聚琥珀酰亚胺，反应3小时，后用硝酸溶液调节pH值至7
‑
8，获得深红褐色粘稠液体，用喷雾干燥塔进行喷雾干燥，即得缓凝剂粉体。
[0028]实施例2
[0029]本实施例改性蛋白类石膏缓凝剂的制备方法：向反应器中加入水564kg，然后加入256kg可溶性蛋白粉，开启机械搅拌，然后升温至80℃，然后分批加入片碱88kg，体系pH为控制10
‑
11，水解5小时后，调整体系温度至80℃，继续往反应器中投入水合肼62.5kg，反应1小时，然后投入194kg聚琥珀酰亚胺，反应3小时，后用硝酸溶液调节pH值至7
‑
8，获得深红褐色粘稠液体，用喷雾干燥塔进行喷雾干燥，即得缓凝剂粉体。
[0030]实施例3
[0031]本实施例改性蛋白类石膏缓凝剂的制备方法：向反应器中加入水564kg，然后加入128kg可溶性蛋白粉，开启机械搅拌，然后升温至90℃，然后分批加入片碱88kg，体系pH为控制12...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性蛋白类石膏缓凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a、水解：以蛋白粉为原料，将其水解成水解蛋白产物；b、共混接枝：上述反应完成后，调整体系温度至60
‑
80℃，向反应器中投入交联剂，继续搅拌，然后投加聚琥珀酰亚胺进行反应；c、中和：向步骤b中的液体，加入适量的稀酸溶液，调节体系pH值至6
‑
8，获得深红褐色粘稠液体；d、烘干制粉：将步骤c中得到的液体，喷雾干燥即得石膏缓凝剂粉体。2.根据权利要求1所述的改性蛋白类石膏缓凝剂的制备方法，其特征在于，所述蛋白粉、聚琥珀酰亚胺、交联剂的摩尔比为1:（0.5
‑
1）：（0.1
‑
0.5）。3.根据权利要求2所述的改性蛋白类石膏缓凝剂的制备方法，其特征在于，所述蛋白粉、聚琥珀酰亚胺、交联剂的摩尔比为1:0.5:0.5。4.根据权利要求1所述的改性蛋白类石膏缓凝剂的制备方法，其特征在于，步骤a中水解方法为：向反应器中加入水，然后将可溶性蛋白粉投入到反应器中，开启搅拌，然后升温至75
‑
90℃，向反应器中加入适量的碱性物质，调节体系pH值至10
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【专利技术属性】
技术研发人员：常领山，张杰纯，吴德财，刘方玉，梅媚，刘健，祁海松，段新华，李海平，
申请(专利权)人：济宁无内新材料技术研发中心有限合伙，
类型：发明
国别省市：