一种含纤维素组分的蜡质多聚糖改性材料的制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及蜡质多糖材料领域，尤其涉及一种含纤维素组分的蜡质多聚糖改性材料的制备方法及应用。该制备方法，包括以下步骤：将纳米纤维素分散在水中，获得分散物；以分散物和支链淀粉为原料，在交联剂的作用下，进行纳米纤维素和支链淀粉的交联反应，分离出产物，获得初改性交联材料；对初改性交联材料进行醚化处理，获得蜡质多聚糖改性材料。采用本发明专利技术的制备方法获得的蜡质多聚糖改性材料具有较好的保水能力，当将其用于瓷砖胶中时，能够赋予瓷砖胶较长的晾置时间和较高的粘结强度。砖胶较长的晾置时间和较高的粘结强度。

【技术实现步骤摘要】
一种含纤维素组分的蜡质多聚糖改性材料的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及蜡质多糖材料领域，尤其涉及一种含纤维素组分的蜡质多聚糖改性材料的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]瓷砖作为一种装饰材料，其市场广阔，而与之配合所用到的瓷砖胶，作为一种配套且性价比高的必须利用产品而得到广泛在粘贴瓷砖、墙面砖、地砖、等装饰场所得到应用。其主要特点是粘结强度高、耐水、耐冻融、耐老化性能好及施工方便，可比水泥节约更多空间，有效减少废料，且无有毒物的添加物，符合环境要求，因而作为一种具有优异性能和性价比优势的新型的瓷砖专用粘结剂迅速发展起来。
[0003]目前，市场上通常的瓷砖胶的配方大体以水泥、河沙、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、EVA(醋酸乙烯
‑
乙烯共聚物)乳胶粉、甲酸钙、聚乙烯醇(PVA)、丁苯胶粉等按照一定比例配合构成。多糖淀粉材料改性后获得的淀粉醚是一支可替代部分HPMC且性能更稳定的高性价比产品，在建筑领域可作为水泥基产品、石膏基产品及灰钙类产品的外加剂，与其它建筑材料、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。然而，现有的淀粉醚通过在玉米淀粉或木薯淀粉基础上引入单、双官能基团醚化(如羟丙基醚化、羧甲基醚化)而制成，当应用于瓷砖胶时，其保水性方面存在不足，造成开放时间(晾置时间)过短，粘结强度较低。

技术实现思路

[0004]为了解决现有的淀粉醚在用于瓷砖胶时，开放时间过短、粘结强度较低的技术问题，本专利技术提供了一种含纤维素组分的蜡质多聚糖改性材料的制备方法及应用。采用该制备方法获得的蜡质多聚糖改性材料具有较好的保水能力，其用于瓷砖胶中时，能够赋予瓷砖胶较长的晾置时间和较高的粘结强度。
[0005]本专利技术的具体技术方案为：第一方面，本专利技术提供了一种含纤维素组分的蜡质多聚糖改性材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将纳米纤维素分散在水中，获得分散物；(2)以分散物和支链淀粉为原料，在交联剂的作用下，进行纳米纤维素和支链淀粉的交联反应，分离出产物，获得初改性交联材料；(3)对初改性交联材料进行醚化处理，获得蜡质多聚糖改性材料。
[0006]本专利技术采用纳米纤维素与支链淀粉复配交联，再进行醚化，能够使获得的蜡质多聚糖改性材料具有较好的保水性，从而使其在用于瓷砖胶中时，能使瓷砖胶具有较长的晾置时间，并赋予其较高的粘结强度。
[0007]具体而言：1)支链淀粉是一种高支化聚合物，其中D
‑
吡喃葡萄糖单位通过α
‑
1,4
‑
苷键连接成
一直链，此直链上又可通过α
‑
1,6
‑
苷键形成侧链，在侧链上又会出现另一个分支侧链。相较于直链淀粉而言，利用支链淀粉中高度支化的结构能够赋予其更好的粘结、保水性。
[0008]2)支链淀粉剪切稳定性较差，在剪切力作用下淀粉链易被破坏，粘度下降，保水力减弱。本专利技术通过对支链淀粉进行交联，使淀粉分子间形成更宽、交联程度更高的网状结构，提高结构稳定性，提高支链淀粉的抗剪切能力，使其在剪切力作用下能够保持较好的稳定性，同时，这种网络结构的形成也有利于进一步提高支链淀粉的保水性。
[0009]3)纳米纤维素具有高表面积、高保水性的特点，本专利技术将其与支链淀粉混合后进行相互交联，能够使其稳定分散于支链淀粉网络内，并提高纳米纤维素的分子基团端的网络内聚力，可更大程度上提高支链淀粉网络的保水性和抗滑移性能。
[0010]作为优选，步骤(2)中：在进行交联反应之前，加入盐类稳定剂，所述支链淀粉与盐类稳定剂之间的质量比为100:1.0～1.5；所述分离出产物的过程为过滤后对滤渣进行除水，不进行洗涤。
[0011]通过在交联反应前加入一定量的盐类稳定剂，能够保护交联剂不会被快速水解而导致交联效率降低。。
[0012]在交联反应期间，因为离子晶体最外层的电子通常已经得到或失去，很难再获得新的电子，故盐类稳定剂能够稳定存在于体系中，不与其它添加相物质发生反应。本专利技术完成交联反应后，采用过滤、除水的方式进行产物的分离，期间不进行洗涤，直接将过滤、除水后获得的材料进行步骤(3)中的醚化，能够使盐类稳定剂大量存留在初改性交联材料中，为后期的醚化反应起到加速作用，提高蜡质多聚糖改性材料的醚化程度，在用于瓷砖胶中时，有利于延长瓷砖胶的晾置时间。
[0013]进一步地，所述盐类稳定剂包括羟乙基硫醇、硫代硫酸钠、氯化钠、硼氢化钠、焦亚硫酸钠、磷酸氢二钠、乙二胺四乙酸二钠、连二亚硫酸钠、脂肪醇聚醚硫酸钠和碘化钾中的一种或多种。进一步优选为硫代硫酸钠、氯化钠、磷酸氢二钠和脂肪醇聚醚硫酸钠中的一种或多种。更优选为硫代硫酸钠、氯化钠和磷酸氢二钠中的一种或多种。
[0014]作为优选，步骤(2)的具体过程包括以下步骤：将分散物、支链淀粉和盐类稳定剂混合，调节pH至10.6～11.5，而后加入交联剂，所述支链淀粉与交联剂之间的质量比为100:0.0005～0.001，在20～50℃下进行交联反应1～5h，分离出产物，获得初改性交联材料。
[0015]在一定范围内，提高交联反应的pH，能够提高交联程度，进而提高蜡质多聚糖改性材料的保水性；但当交联反应的pH过高时，会造成交联程度过大，对支链淀粉的膨胀性能产生抑制，进而造成瓷砖胶的晾置时间缩短，粘结强度减弱。
[0016]在一定范围内，交联剂用量的增大能够提高交联程度，但当其用量过大时，会造成交联反应体系中的交联键明显增多，容易形成更加致密的网状分子结构，淀粉分子基团上的交联键能增大，淀粉热膨胀势能受到抑制，导致粘度明显不够，粘结强度低，应用效果变差。
[0017]在上述理论分析的基础上结合实验研究后，本专利技术在交联反应前对反应体系的pH进行了调节，将其控制在10.6～11.5范围内，并将交联剂用量控制在支链淀粉的0.0005～0.001wt％，能够赋予蜡质多聚糖改性材料更好的性能，使其在用于瓷砖胶时能实现较长的晾置时间和较高的粘结强度。
[0018]进一步地，所述交联反应的温度为23～48℃。更优选地，所述交联反应的温度为25
～45℃，时间为1～4h。
[0019]进一步地，所述交联剂包括环氧氯丙烷、磷酰氯、三偏磷酸钠、乙醛、醋酸酐
‑
己二酸混合物、丙烯醛、碳酰氯、二氯丁烯、脂肪族二卤化物、氰尿酰氯和四硼酸钠中的一种或多种。进一步优选为环氧氯丙烷、磷酰氯、三偏磷酸钠、乙醛、醋酸酐
‑
己二酸混合物、丙烯醛、脂肪族二卤化物、氰尿酰氯和四硼酸钠中的一种或多种。更优选为环氧氯丙烷、磷酰氯、三偏磷酸钠和四硼酸钠中的一种或多种。
[0020]进一步地，所述调节pH至10.6～11.5通过加入交联催化剂实现。
[0021]进一步地，所述交联催化剂包括氧化钙、过氧化钠、氧化镁、偏铝酸钠、氢氧化钠、氢氧化钙、偏硅酸钠、乙醇钠和氢氧化钾中的一种或多种。进一步优选为氧化钙、偏铝酸钠、氢氧化钠、氢氧化钙和氢氧化钾中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含纤维素组分的蜡质多聚糖改性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将纳米纤维素分散在水中，获得分散物；（2）以分散物和支链淀粉为原料，在交联剂的作用下，进行纳米纤维素和支链淀粉的交联反应，分离出产物，获得初改性交联材料；（3）对初改性交联材料进行醚化处理，获得蜡质多聚糖改性材料。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中：在进行交联反应之前，加入盐类稳定剂，所述支链淀粉与盐类稳定剂之间的质量比为100:1.0~1.5；所述分离出产物的过程为过滤后对滤渣进行除水，不进行洗涤。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）的具体过程包括以下步骤：将分散物、支链淀粉和盐类稳定剂混合，调节pH至10.6~11.5，而后加入交联剂，所述支链淀粉与交联剂之间的质量比为100:0.0005~0.001，在20~50℃下进行交联反应1~5h，分离出产物，获得初改性交联材料。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述蜡质多聚糖改性材料的5wt%水分散液粘度...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚臻，杨勇，詹灵江，郑丽萍，姚献平，
申请(专利权)人：杭州纸友科技有限公司，
类型：发明
国别省市：