CN1616376A - 超微建材高效添加剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改良纤维素产品。本发明将改性纤维素与植物蛋白胶巧妙结合，加适当配比的活性无机物，均化后经超微细化处理而获得新型建材高效添加剂。

Description

超微建材高效添加剂

发明领域

本发明涉及以改性纤维素为基础的超微建材高效添加剂。

背景技术

纤维素醚以天然高分子材料为原料(优质棉短绒)经一系列化学加工制成，产品具有水溶性、保水性、粘结性、增稠性、润滑性、稳定性、成膜性、表面活性、可塑性、抗滑移性、温度可逆胶凝性，具有粘度大、抗垂性好，防腐性能好，可操作时间长等特点，用于以水泥、石膏、石灰等为主要胶凝剂、加工生产建筑材料和装饰材料的添加剂。用量约在0.2-0.6％之间。可提高建筑与装饰质量。

现在国内外所有的纤维素醚的颗粒均在60-80目，建材上多取用于它的保水性和粘结度。然而，由于其粒径过大，它的保水性和粘性度不能得以充分发挥，致使用量大，实际生效的量小，真正溶于水能发挥作用的仅为添加量的20-30％左右，不但造成大量的浪费；而且未全溶解的余留物形成空毂砂眼，影响产品后期质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种改良纤维素产品。本发明将改性纤维素与植物蛋白胶巧妙结合，加适当配比的活性无机物，均化后经超微细化处理而获得新型建材高效添加剂。

植物蛋白胶取之于众多植物精华，具有一定的弹性和伸张力，亦即柔细和任选以及跨界面的高粘性，纤维素醚加入植物蛋白胶后可改善膜层脆性，使之中性化，使膜体既有硬度又有韧性，延长老化期，进而扩大纤维素醚在建材领域的适用度。关于植物蛋白胶的制备，可以参阅同一申请人的中国专利申请98124834等。制备过程包括将植物(例如蔬菜或水果)榨汁去渣后，在25-30℃下恒温培养10-20天，得到培养液；将粮食(例如大米、小麦、面粉、小米、玉米等)研磨成粉料，进行水处理得到面筋，将上述培养液与面筋混合，搅拌均匀后，在31-34℃的潮湿恒温中培养，5-10天后得到植物蛋白胶。外观为白色粘稠液体，粘度为(涂木25℃)45-80mpa.s。

本发明的以改性纤维素为基础的超微建材高效添加剂包括：改性纤维素40-60重量份，重质碳酸钙20-30重量份，含硅材料20-30重量份，2-8重量份，优选3-6重量份植物蛋白胶。制备方法包括将所有原料粉碎至2600目以上，一般为2600-3500目或2600-3000目，再混合均匀。

该制备优选在靶式气流粉碎机中进行，将改性纤维素与重质碳酸钙和含硅材料粉碎至2000目以上，或2600目以上，然后引入植物蛋白胶，继续在靶式气流粉碎机中粉碎至3000目以上，例如3000-3500目。该靶式气流粉碎机可以从市场上购得，例如可以采用中国核动力研究设计院生产的靶式气流粉碎机。

其中含硅材料包括二氧化硅，硅酸盐，如硅酸钙，硅酸镁，以及以硅酸盐为主要成分的矿物，或它们的混合物。

所述改性纤维素例如包括甲基纤维素醚，羟乙基醚纤维素，乙基纤维素，羟乙基纤维素，羧甲基纤维素，羟丙基纤维素等，或它们的混合物。

在另一个实施方案中，本发明的以改性纤维素为基础的超微建材高效添加剂包括改性纤维素40-60重量份，重质碳酸钙40-60重量份和2-8，优选3-6重量份植物蛋白胶。制备方法包括将所有粉碎至2600目以上，一般为2600-3500目或2600-3000目，再混合均匀。

该制备优选在靶式气流粉碎机中进行，将改性纤维素与重质碳酸钙粉碎至2000目以上，或2600目以上，然后引入植物蛋白胶，继续在靶式气流粉碎机中粉碎至3000目以上，例如3000-3500目。本发明的该方案的产品可以用作炼钢中的固结剂，用于将铁矿粉做成球团，固结，供高炉炼铁用。目前常用膨润土做固结剂，但存在对炼铁有害的物质如硫、硅、铝、磷。本发明的固结剂效果好，炼铁效益高，没有对炼钢有害物质。

所述改性纤维素例如包括甲基纤维素醚，羟乙基醚纤维素，乙基纤维素，羟乙基纤维素，羧甲基纤维素，羟丙基纤维素等，或它们的混合物。

该添加剂的改性纤维素超微细化后，颗粒细度粒径达到几个微米(2600-3000目)，经植物蛋白胶的催化，早期裂变性大增，相容性加快，可以做到几乎100％的物尽其用，粘性度大幅度提高(如将该添加剂在白乳胶中加入0.05％，其粘度由53Pa.s增加到94.5Pa.s；在丙烯酸中加入0.03％，其粘度由0.0075Pa.s增加到0.235Pa.s)，因而纤维素醚的用量可以大幅度减少(生产耐水腻子可减30-50％)；保水力适度下降，用到涂料、腻子上使其成膜不会开裂，用到水泥上，减用量控制在10-20％左右，可使所需的保水性不受影响；后期，该添加剂促使无机活性物质(硅、钙等)加快相容和生长，将物体间的颗粒拉得更加密实，形成柔性与刚性并济的密实基面，可获得超值的效果。

以现行市场上流行的干粉耐水腻子为例子，如用该添加剂，只需要0.3-0.4％，无需任何再生粉等其它助剂，生产的每吨成本(原材料)在350-400元。经国家建材测试中心抽检，功能完全符合JG/T 3049-1998标准种N型指标要求，环保完全符合国家强制性标准GB18582-2001《室内装饰装修材料  内墙涂料中有害物质限量》规定的各项有害物质的限量指标，并且完全符合北京市地方标准要求。

具体实施方式

以下通过实施例来举例说明本发明。

实施例1

将甲基纤维素醚42重量份与重质碳酸钙26重量份和二氧化硅26重量份在靶式气流粉碎机中粉碎至2600目以上的细粉，再引入6重量份植物蛋白胶，继续粉碎至3000-3500目。制得超微建材高效添加剂。

实施例2

将甲基纤维素醚48重量份与重质碳酸钙21重量份和二氧化硅21重量份在靶式气流粉碎机中粉碎至2600目以上的细粉，再引入4重量份植物蛋白胶，继续粉碎至3000-3500目。制得超微建材高效添加剂。

实施例3

将羟乙基纤维素47重量份与重质碳酸钙23重量份和硅酸钙22重量份在靶式气流粉碎机中粉碎至2600目以上的细粉，再引入8重量份植物蛋白胶，继续粉碎至3000-3500目。制得超微建材高效添加剂。

实施例4

将甲基纤维素醚47重量份与重质碳酸钙45重量份在靶式气流粉碎机中粉碎至2600目以上的细粉，再引入8重量份植物蛋白胶，继续粉碎至3000-3500目。制得可用作炼钢用的固结剂。

实施例5

将乙基纤维素44重量份与重质碳酸钙50重量份在靶式气流粉碎机中粉碎至2600目以上的细粉，再引入6重量份植物蛋白胶，继续粉碎至3000-3500目。制得可用作炼钢用的固结剂。

实施例6

将甲基纤维素醚50重量份与重质碳酸钙42重量份在靶式气流粉碎机中粉碎至2600目以上的细粉，再引入8重量份植物蛋白胶，继续粉碎至3000-3500目。制得可用作炼钢用的固结剂。

实施例7

将实施例1获得的超微高效添加剂0.3-0.4重量份，碳酸钙粉60重量份，熟石灰30重量份，滑石粉10重量份用适量水混合均匀，制得腻子。

实施例8

将将实施例1获得的超微高效添加剂0.3-0.4重量份，天然彩色石粉98重量份，高岭土12重量份和丙烯酸8重量份混合均匀，制得涂料。

本发明添加剂应用实例：

实验一：

将白乳胶中加入0.5‰的本发明添加剂后，性能对比检测结果：

检验项目            白乳胶        白乳胶+本发明添加剂

外观：         乳白色均匀无杂质     乳白色均匀无杂质

PH值：              5.0                   5.0

固体含量：          34％                  35％

粘度：              53Pa.s                94.5Pa.s

压剪胶结强度：      8.62Mpa               10.9Mpa

压剪胶结耐水强度：  2.27Mpa               2.30Mpa

实验二：

将纯丙烯酸乳液中加入0.3‰的本发明添加剂后，性能对比检测结果：

检验项目       纯丙乳液         纯丙乳液+本发明添

                                加剂

外观：      乳白色均匀无杂质    乳白色均匀无杂质

PH值：           6.0            6.0

固体含量：          45％          50％

粘度：              0.0075Pa.s    0.235Pa.s

压剪粘结强度(7d)：  8.43Mpa       10.3Mpa

压剪粘结耐水强度：  2.48Mpa       2.52Mpa

将某一瓷砖胶粘剂中加入1‰的本发明添加剂后，性能对比检测结果：

检验项目           瓷砖胶粘剂    瓷砖胶粘剂+GW添加剂

晾置时间：          10min              15min

调整时间：          10min              15min

压缩剪切原强度：    1.17Mpa            1.53Mpa

耐水强度：          0.86Mpa(7d)        1.14Mpa

耐温强度：          0.86Mpa(7d)        1.26Mpa

耐冻融强度：        0.86Mpa(25次)      1.05Mpa

收缩率：            0.14％             0.15％

实验四：

将某一防水材料中加入1‰的本发明添加剂后，性能对比检测结果：

检验项目              防水材料        防水材料+本发明添加剂：

表干时间：            2h50min                3h15min

实干时间：            6h30min                7h40min

不透水性：            0.3Mpa30min不透水      0.3Mpa30min不透水

无处理拉伸强度：      1.5Mpa                 1.9Mpa

加热处理拉伸强度：    2.0Mpa                 2.3Mpa

保持率：              133％                  121％

碱处理拉伸强度：      1.3Mpa                 1.6Mpa

保持率：              86％                   84％

紫外处理拉伸强度：    2.0Mpa                 2.2Mpa

保持率：              133％                  116％

无处理断裂伸长率：    206％                  259％

加热处理断裂伸长率：  171％                  203％

碱处理断裂伸长率：    243％            270％

紫外处理断裂伸长率：  164％            195％

低温柔性：            -10℃无裂纹      -10℃无裂纹

潮湿基面粘结强度(7d)：0.56Mpa          0.99Mpa

实验五：

将本发明添加剂应用于涂料生产：

北京中科聚元材料科技有限公司生产的圣宝荷牌GW外墙石感漆，就是将微量的本发明添加剂预先加入到配料用的天然彩色石粉和丙稀酸乳液中，将其改性后就使产品的性能产生了普通涂料生产中难以达到的效果。

其配方为：

加本发明添加剂的改性天然彩色石粉     48％

加本发明添加剂的改性丙稀酸乳液       12％

膨润土                               10％

清水                                 28％

各种涂料助剂                         适量

产品样品检验报告：

产品性能达到：

对比率：      0.97            (优等品级)

耐洗刷性      2000次不露底    (优等品级)

耐粘污性      12％            (优等品级)

老化时间      600小时         (优等品级)

粉化          0级             (优等品级)

变色          0级             (优等品级)

检验结论：所送样品检验结果符合GB/T9755-2001标准中优等品的全部技术指标要求，根据GB/T9755-2001标准判定，送检样品为优等品。

将该添加剂应用于涂料生产中，其产品技术特点十分显著：

(1)用该添加剂改性的天然彩色石粉可完全替代钛白粉，而且对比率达到0.97；丙烯酸乳液用该添加剂改性后用量可减少60％；不用或减少用人造色浆，产品成本大大降低，仅为市场高档涂料的四分之一。

(2)天然彩色石粉颗粒内部含有不同剂量的活性物质，运用植物蛋白胶在一定的条件下激发彩色石粉中金属离子之活性，使石粉颗粒之间的粘合，以及涂膜与基体之间的附着粘结，变成为特殊的“锚链接”，不能能在基底扎根，而且涂层还具备柔性，使涂层的成膜机理发生了变革。

(3)普通涂料的表面硬度一般为1.0左右，而上述外墙石感漆的表面硬度可以达到6.0，耐磨性好，表面体可以达到国际上对纳米材料的应用标准，即水滴、油滴、或雾滴与材料表面的接触角接近零度，打破了化学领域水溶剂不憎水，油溶剂不憎油的常规定律，具有憎水、憎油、憎污的优异功能。

本发明超微建材高效添加剂的应用领域包括：

多功能耐水腻子干粉，每吨的添加量为0.3-0.4％。

建筑内外墙保温材料干粉，每吨的添加量为0.06％。

内外墙涂料，每吨的添加量为0.06％，丙烯酸用量减少60％(有机物胶粘体用量减少，软膜体变为中型膜体，使植物蛋白胶植物蛋白体催化硅、钙等活性物质生长没有阻力，和基体形成无界面结合，不易开裂，延长老化期)。

水下水泥，用于桥墩不排水套桩施工，水库大坝裂缝水下修复，水下堤坝潜水堵漏，水利工程施工等等，每吨的添加量为0.9-1.0％。

水泥干粉砂浆，每吨的添加量为0.2-0.3％。

石膏干粉砂浆，每吨添加量为0.2-0.3％。

石膏纤维板，每吨的添加量为0.1-0.2％

水泥纤维板，每吨的添加量为0.15-0.3％。

水泥、粉煤灰空心墙板，每吨的添加量为0.15-0.2％。

瓦塄板粘结剂，添加量为2％。

白乳胶，每吨的添加量为1.5-2.0％。

密质板，每吨的添加量为0.4-0.6％(密质板的制备方法：用甘蔗渣及其它农作物纤维，细化后加7-9％的清水，加千分之一的液体蜡，均化摊平压实而成，可替代木材)。

Claims (10)

1、超微建材高效添加剂，特征在于包括改性纤维素40-60重量份，重质碳酸钙20-30重量份，含硅材料20-30重量份和2-8重量份植物蛋白胶。

2、根据权利要求1的超微建材高效添加剂，其中含硅材料选自二氧化硅，硅酸盐，如硅酸钙，硅酸镁，以及以硅酸盐为主要成分的矿物，或它们的混合物。

3、根据权利要求1或2的超微建材高效添加剂，其中改性纤维素选自甲基纤维素醚，羟乙基醚纤维素，乙基纤维素，羟乙基纤维素，羧甲基纤维素，羟丙基纤维素等，或它们的混合物。

4、权利要求1-3的任一项的超微建材高效添加剂的制备方法，包括将所述原料粉碎至2600目以上，优选3000-3500目，再混合均匀。

5、根据权利要求4的制备方法，其中粉碎是在靶式气流粉碎机中进行。

6、权利要求1-3的任一项的超微建材高效添加剂在制备腻子，建筑内外墙保温材料干粉，内外墙涂料，水下水泥，水泥干粉砂浆，石膏干粉砂浆，石膏纤维板，水泥纤维板，水泥、粉煤灰空心墙板，瓦塄板粘结剂，白乳胶，密质板中的用途。

7、含有权利要求1-3的任一项的超微建材高效添加剂的腻子，建筑内外墙保温材料干粉，内外墙涂料，水下水泥，水泥干粉砂浆，石膏干粉砂浆，石膏纤维板，水泥纤维板，水泥、粉煤灰空心墙板，瓦塄板粘结剂，白乳胶，或密质板。

8、一种炼钢用固结剂，包括改性纤维素40-60重量份，重质碳酸钙40-60重量份和2-8重量份植物蛋白胶。

9、根据权利要求6的炼钢用固结剂，其中改性纤维素选自甲基纤维素醚，羟乙基醚纤维素，乙基纤维素，羟乙基纤维素，羧甲基纤维素，羟丙基纤维素等，或它们的混合物。

10、权利要求6或7的炼钢用固结剂的制备方法，包括将所述原料粉碎至粉碎至2600目以上，优选2600-3500目，再混合均匀。