【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及触变剂，尤其是涉及一种纳米晶核增强型淀粉基触变剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、触变剂可在水泥基体系中形成网络结构，当体系收到剪切力时，网络结构被破坏从而恢复流动性，当剪切力停止时，又会重新形成网络结构使得粘度增加。除了良好的定型性，触变剂还可以为灰浆提供良好的保水性能和粘聚性能，也可减少掺量适用于普通预拌混凝土，用于增加混凝土和易性和保水性，解决因减水剂过量而造成的离析泌水问题，使混凝土获得更好的工作性能。
2、目前无机触变剂应用广泛，包括粘土矿物类(例如膨润土)、硫酸盐类(例如硫酸钙和硫酸铝)、碱金属碳酸盐类(碳酸钠、碳酸钾和碳酸锂)。然而无机触变剂掺量大、触变效果较有机触变剂差，难以满足日益复杂的施工需求。相对来说有机触变剂(包括淀粉类和可再分散乳胶粉类)掺量小、润滑性好、粘合性佳，但也有耐候性差、影响强度等缺点。
3、专利cn107602013a公开了一种膨润土水泥基复合材料，通过钙基膨润土和增稠剂取得了良好的触变效果，尽管这种水泥基复合材料可解决离析泌水问题同时增强触变性，然而加入了占水泥重量的60％-120％的钙基膨润土，其掺量极大。专利cn104370488b公开了一种水泥基体系用触变剂及其制备方法，其针对无机触变剂掺量高，触变性能一般的问题开发了一种新型水泥基用触变剂，主要成分包括脂肪酸甘油酯，脂肪酸钠盐，小分子聚醚，余量为水。但其仍然存在耐候性差、影响强度等缺点。专利cn202111038682.1公开了将辛烯基琥珀酸淀粉酯添加到水泥基砂浆，在保证建筑砂浆具有轻质、吸音
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种纳米晶核增强型淀粉基触变剂及其制备方法和应用，以解决现有技术中存在的抗流挂性较差且易导致砂浆强度受损的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供的一种纳米晶核增强型淀粉基触变剂，其包括纳米晶核材料、改性羧甲基淀粉醚、纤维素醚、助分散剂和/或流变稳定剂；
3、所述纳米晶核材料选自纳米水化硅酸钙、纳米二氧化硅、碳纳米管、纳米碳酸钙中的一种或多种混合物；
4、纳米晶核材料可通过晶核效应提高早期强度，解决因有机触变剂掺入而导致的强度受损等问题，与改性羧甲基淀粉醚可起到协同互补的作用。
5、所述改性羧甲基淀粉醚为烃氧基-羧甲基淀粉醚，在羧甲基淀粉醚的基础上通过醚化反应引入疏水性基团烃氧基，得到亲水-疏水平衡的改性淀粉醚。
6、进一步地，所述纳米晶核材料的粒径为20-40nm。以确保其在混合过程中的高度分散性和晶核效应不受影响。
7、进一步地，所述纤维素醚选自羟乙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、苄基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种或多种混合物。纤维素醚有助于增加增稠性，增强淀粉醚的触变性能。
8、进一步地，所述助分散剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、辛醇聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺或辅酸酐中的任一种。以增强对混合溶液的分散性和稳定性，特别是增强纳米晶核材料的分散。
9、进一步地，所述流变稳定剂选自阿拉伯胶、香豆胶或瓜尔胶中的任一种。
10、本专利技术还提供一种上述纳米晶核增强型淀粉基触变剂的制备方法，其主要包括以下步骤：
11、步骤一，将0.5-2％的所述流变稳定剂加入到持续搅拌的去离子水中，得到第一混合溶液；
12、步骤二，将15-30％的所述改性羧甲基淀粉醚、20-40％的所述纤维素醚加入到所述第一混合溶液中，确保其均匀分散并在溶液中充分溶解，得到第二混合溶液；
13、步骤三，将1.5-3％的所述助分散剂加入到所述第二混合溶液中，以提高各组分的分散性和稳定性，得到第三混合溶液；
14、以上步骤反应温度均为30-60℃且应保持搅拌速率为400-800r/min，以确保各组份更充分地混合；
15、步骤四，将0.2-0.8％的所述纳米晶核材料加入到所述第三混合溶液中，先以8000-12000rpm进行高速剪切混合，时间为4-8min，再进行超声分散以确保充分混合，得到纳米晶核增强型淀粉基触变剂；
16、以上组份均按质量计。
17、进一步地，所述改性羧甲基淀粉醚的制备步骤如下：
18、步骤a，取1份市售羧甲基淀粉醚与10-15份水混合并以400-800r/min的速率持续搅拌，混合温度为40-80℃，得到羧甲基淀粉醚溶液；
19、步骤b，称取0.03-0.1份的n,n-二甲基苄胺催化剂(bdma)加入到所述羧甲基淀粉醚溶液中，混合温度为40-80℃，以400-800r/min的速率搅拌10min后，加入1-2份烷基缩水甘油醚，反应时间为30-60min，得到改性羧甲基淀粉醚溶液；
20、步骤c，将所述改性羧甲基淀粉醚溶液倒入甲醇、乙醇或异丙醇中，从而将催化剂和部分副产物进行析出，然后进行抽滤、干燥、研磨得到所述改性羧甲基淀粉醚粉末。
21、以上组份添加份数均按质量计。
22、优选地，步骤b中所述烷基缩水甘油醚选自正丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚中的任一种。
23、改性羧甲基淀粉醚由于亲水-亲酯平衡得到的疏水缔合水溶性聚合物，可改善增稠性、耐剪切性、乳液稳定性、分散性。一方面提升触变剂顺滑性和抗流挂性的性能，另一方面还可促进纳米晶核材料的分散。
24、对所制备的改性羧甲基淀粉醚进行电镜扫描分析，可观测到改性后的产物如图1所示。
25、本专利技术还提供一种上述纳米晶核增强型淀粉基触变剂在砂浆中的应用。
26、进一步地，所述应用包括步骤如下：
27、第一步，将所述纳米晶核增强型淀粉基触变剂稀释为浓度10％的外加剂；
28、第二步，按照所述外加剂与胶凝材料的质量比为(0.01-0.2)：1的比例，将所述外加剂掺入到砂浆中。
29、纳米晶核增强型淀粉基触变剂掺入很少的量即可有效改善砂浆、石膏等的触变性能，同时可保证其抗压强度、抗折强度等力学性能不会受损。
30、采用上述技术方案，本专利技术具有如下有益效果：
31、本专利技术提供的纳米晶核增强型淀粉基触变剂通过对主成分羧甲基淀粉醚中引入极少量的烷氧疏水基团可以达到一定的亲水-亲脂平衡从而得到疏水缔合水溶性聚合物。其可在水溶液中通过物理链缠结、疏水缔合(分子间缔合、分子内缔合)、氢键作用形成的可逆三维网络结构，使羧甲基淀粉具有良好的增稠能力。此外由于疏水基团的分子内或分子间缔合以及静电作用，其水溶液表现出一定的流变特性，可具有良好的抗剪切性。改性后的淀粉醚作为主原料与纳米晶核材料、纤维素以及分散助剂混合，得到一种纳米晶核本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种纳米晶核增强型淀粉基触变剂，其特征在于，所述淀粉基触变剂包括纳米晶核材料、改性羧甲基淀粉醚、纤维素醚、助分散剂和/或流变稳定剂；
2.根据权利要求1所述的淀粉基触变剂，其特征在于，所述纳米晶核材料的粒径为20-40nm。
3.根据权利要求1所述的淀粉基触变剂，其特征在于，所述纤维素醚选自羟乙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、苄基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种或多种混合物。
4.根据权利要求1所述的淀粉基触变剂，其特征在于，所述助分散剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、辛醇聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺或辅酸酐中的任一种。
5.根据权利要求1所述的淀粉基触变剂，其特征在于，所述流变稳定剂选自阿拉伯胶、香豆胶或瓜尔胶中的任一种。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的淀粉基触变剂的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述改性羧甲基淀粉醚的制备步骤如下：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤b中所述烷基缩水甘油醚
9.一种根据权利要求1-5所述的淀粉基触变剂在砂浆中的应用。
10.根据权利要求9所述的在砂浆中的应用，其特征在于，所述步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种纳米晶核增强型淀粉基触变剂，其特征在于，所述淀粉基触变剂包括纳米晶核材料、改性羧甲基淀粉醚、纤维素醚、助分散剂和/或流变稳定剂；
2.根据权利要求1所述的淀粉基触变剂，其特征在于，所述纳米晶核材料的粒径为20-40nm。
3.根据权利要求1所述的淀粉基触变剂，其特征在于，所述纤维素醚选自羟乙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、苄基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种或多种混合物。
4.根据权利要求1所述的淀粉基触变剂，其特征在于，所述助分散剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、辛醇聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺或辅酸酐中的任一种。
【专利技术属性】
技术研发人员：杨文，高育欣，刘明，陈煜，王军，张意，曾超，闫松龄，张磊，王琴，靳紫昊，
申请(专利权)人：中建西部建设建材科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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