【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑材料，具体涉及一种改性羟丙基甲基纤维素及其制备方法与在砂浆中的应用。
技术介绍
1、纤维素醚是一类多功能的聚合物添加剂，其在多个行业中扮演着重要角色，包括纺织、塑料制造、医药、建筑和食品加工等。在水泥基材料中，非离子型纤维素醚如甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和羟乙基甲基纤维素等被广泛使用，特别是羟丙基甲基纤维素，由于其分子结构中的羟基和醚键能通过氢键与水分子结合，因此能够有效提高混凝土的粘结性和保水性。
2、随着城市化的快速推进和建筑行业的发展，对砂浆的性能和质量要求也在不断提高，通过不断的技术创新和材料研发，可以为建筑行业提供更加可靠和环保的砂浆解决方案，推动行业的可持续发展。因此，开发环保、高效、适应性强的新型砂浆添加剂成为了行业发展的重要方向。
3、羟丙基甲基纤维素的生产通常涉及将棉纤维在特定的溶剂体系中进行化学反应，包括碱化、醚化、酸洗中和等步骤。然而，传统的羟丙基甲基纤维素含有较多的亲水基团(羟基和醚键)，影响其疏水性；同时，其可能会导致砂浆表面变得过于滑腻，进而影响砂浆与基材的粘结效果。
4、中国专利cn 110655345 a的专利涉及一种改性羟丙基甲基纤维素醚干粉料，包括羟丙基甲基纤维素醚、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、白炭黑、聚羧酸减水剂和羟丙基淀粉醚，此申请用改性羟丙基甲基纤维素醚干料制成的外墙保温抹面砂浆的保水率较高，早期强度高，无粉化现象，不开裂；然而，其防霉性能较差，不利于易潮湿地区或易受潮墙面的长期使用。
5、因此，亟需一种可应用于砂浆体系中的改
技术实现思路
1、针对现有的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种改性羟丙基甲基纤维素及其制备方法与在砂浆中的应用。采用本专利技术改性羟丙基甲基纤维素的制备方法得到的羟丙基甲基纤维素提高了甲氧基基团的取代度，再接枝有机物形成改性羟丙基甲基纤维素，提升了其粘结度和疏水性。本专利技术进一步将制备得到的改性羟丙基甲基纤维素应用在砂浆中，能使砂浆具有良好的粘结性能、疏水性能、防霉性能和机械性能，可在易潮湿场所长期使用。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、本专利技术一是提供了一种改性羟丙基甲基纤维素的制备方法，包含如下步骤：
4、s1.将棉粉置于混合溶剂的分散体系中，再加入氢氧化钠，在惰性气体保护氛围下，加热反应30-40min，冷却至25℃，搅拌反应1-1.5h，得到碱纤维素；
5、s2.在步骤s1得到的碱纤维素中加入环氧丙烷、氯甲烷，加热至55-65℃反应1.5-2h，升温至80-90℃反应1.5-2h，得到物料；
6、s3.将步骤s2得到的物料加酸调节ph为中性，并进行溶剂回收，再经过烘干、粉碎，得到羟丙基甲基纤维素；
7、s4.将乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、去离子水搅拌混合，调节ph值至2-3，加热至40-50℃水解10-15h，再加入步骤s3得到的羟丙基甲基纤维素，搅拌，得到硅烷改性的羟丙基甲基纤维素；
8、s5.将6-(烯丙氧羰基氨基)-1-己醇、过硫酸铵、溶剂加入至反应釜中，加热至75-85℃，加入步骤s4得到的硅烷改性的羟丙基甲基纤维素，恒温75-85℃下搅拌反应3-5h，冷却至室温，调节酸碱值至中性，经洗涤，抽滤，得到改性羟丙基甲基纤维素中间体；
9、s6.将聚乙烯醇、去离子水加入至反应釜中，搅拌混合，加入25-35wt％过氧化氢溶液，搅拌反应30-40min，加入步骤s5制得的改性羟丙基甲基纤维素中间体，搅拌反应30-60min，干燥，研磨后得到改性羟丙基甲基纤维素。
10、在一些实施方式中，所述棉粉需先经过粉碎预处理，使其目数为60-120目。
11、在一些实施方式中，所述混合溶剂为甲苯、异丙醇和水，三者的质量比为(5-9)：1：(0.5-0.9)。
12、在一些实施方式中，所述氯甲烷与棉粉的质量比为1：(1-1.3)。
13、在一些实施方式中，所述氯甲烷和环氧丙烷的质量比为(2.1-2.5)：1。
14、在一些实施方式中，步骤s4中乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷和羟丙基甲基纤维素的质量比为1：(2-5)。
15、优选地，步骤s4中乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷和羟丙基甲基纤维素的质量比为1：3.5。
16、在一些实施方式中，步骤s5中6-(烯丙氧羰基氨基)-1-己醇和硅烷改性的羟丙基甲基纤维素的质量比为1：(2.5-4)。
17、优选地，所述步骤s5中6-(烯丙氧羰基氨基)-1-己醇和硅烷改性的羟丙基甲基纤维素的质量比为1：3。
18、在一些实施方式中，步骤s6中所述聚乙烯醇、25-35wt％过氧化氢溶液和改性羟丙基甲基纤维素中间体的质量比为1：(0.01-0.05)：(1-2)。
19、优选地，步骤s6中所述聚乙烯醇、30wt％过氧化氢溶液和改性羟丙基甲基纤维素中间体的质量比为1：0.03：1.5。
20、本专利技术通过调控氯甲烷、环氧丙烷和氢氧化钠的用量，以此提高羟丙基甲基纤维素的甲氧基基团的取代度，进而可以改变羟丙基甲基纤维素的表面张力特性；在合成羟丙基甲基纤维素后接枝乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、氨基甲酸烯丙酯和聚乙烯醇形成改性羟丙基甲基纤维素，以此提升其综合性能。
21、采用乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷进行水解反应，可以生成具有网状结构的交联聚合物，这种网状结构为羟丙基甲基纤维素提供了一个分散的介质，使得羟丙基甲基纤维素能够在其中均匀分布，从而发挥其连接和支撑的作用。此外，水解后的硅醇基与羟丙基甲基纤维素中的羟基发生缩合反应，形成硅氧烷桥接(si-o-si)的交联结构，这种交联增强了羟丙基甲基纤维素的耐水性、抗压强度、抗开裂性等性能。
22、通过烯烃之间的加成反应可以接枝6-(烯丙氧羰基氨基)-1-己醇，氨基甲酸酯基团使羟丙基甲基纤维素具有较佳的粘结性能、较强的疏水性，进而使其在潮湿环境中的表现更好。
23、申请人将聚乙烯醇接枝在羟丙基甲基纤维素上，使其具有更佳的保水性、抗裂性、耐久性、抗渗性能和粘结性。聚乙烯醇溶解于水中形成均匀的溶液，加入30wt％过氧化氢溶液后，聚乙烯醇中的羟基被氧化形成醛基，进而通过羟丙基甲基纤维素以及6-(烯丙氧羰基氨基)-1-己醇上的羟基与醛基发生席夫碱反应，形成交联结构，有效增强羟丙基甲基纤维素的机械性能和稳定性，同时，生成的席夫碱基团(-ch＝n-)使其疏水性进一步增强。
24、本专利技术二是提供了一种由所述的制备方法制备得到的改性羟丙基甲基纤维素。
25、本专利技术三是提供了一种所述制备方法制备得到的改性羟丙基甲基纤维素或所述改性羟丙基甲基纤维素在砂浆中的应用，以重量份计，所述砂浆包括以下原料：
26、
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1.一种改性羟丙基甲基纤维素的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种改性羟丙基甲基纤维素的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷和羟丙基甲基纤维素的质量比为1：(2-5)。
3.根据权利要求1所述的一种改性羟丙基甲基纤维素的制备方法，其特征在于，步骤S6中所述聚乙烯醇、25-35wt％过氧化氢溶液和改性羟丙基甲基纤维素中间体的质量比为1：(0.01-0.05)：(1-2)。
4.一种根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法制备得到的改性羟丙基甲基纤维素。
5.一种权利要求1-3任一项所述制备方法制备得到的改性羟丙基甲基纤维素或权利要求4所述的改性羟丙基甲基纤维素在砂浆中的应用，其特征在于，以重量份计，所述砂浆包括以下原料：
6.根据权利要求5所述的改性羟丙基甲基纤维素在砂浆中的应用，其特征在于，所述砂浆的制备方法，包含如下步骤：
7.根据权利要求5所述的改性羟丙基甲基纤维素在砂浆中的应用，其特征在于，所述聚丙烯纤维的长度为5-15mm。
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9.根据权利要求5所述的改性羟丙基甲基纤维素在砂浆中的应用，其特征在于，所述防霉杀菌剂的制备方法，包含如下步骤：
10.根据权利要求9所述的改性羟丙基甲基纤维素在砂浆中的应用，其特征在于，步骤(1)中所述5-氯-异噻唑啉-3-酮和马来酸酐的摩尔比1：(1.1-1.4)。
...【技术特征摘要】
1.一种改性羟丙基甲基纤维素的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种改性羟丙基甲基纤维素的制备方法，其特征在于，步骤s4中所述乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷和羟丙基甲基纤维素的质量比为1：(2-5)。
3.根据权利要求1所述的一种改性羟丙基甲基纤维素的制备方法，其特征在于，步骤s6中所述聚乙烯醇、25-35wt％过氧化氢溶液和改性羟丙基甲基纤维素中间体的质量比为1：(0.01-0.05)：(1-2)。
4.一种根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法制备得到的改性羟丙基甲基纤维素。
5.一种权利要求1-3任一项所述制备方法制备得到的改性羟丙基甲基纤维素或权利要求4所述的改性羟丙基甲基纤维素在砂浆中的应用，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：王永锋，
申请(专利权)人：陕西惠诺施新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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