[发明专利]一种改性植物水解蛋白缓凝剂及制备方法和应用

说明书

本发明属于石膏建筑材料外加剂领域，公开了一种改性植物水解蛋白缓凝剂及制备方法和应用。该缓凝剂包括如下化学结构式式I所示的物质：其中：R＝C₃H₅，m＝1‑50，优选地，m＝1‑20。本发明的缓凝剂分散性好、水溶性强、对石膏基自流平砂浆强度损失小，制备原料来源广。

技术领域

本发明属于石膏建筑材料外加剂领域，更具体地，涉及一种改性植物水解蛋白缓凝剂及制备方法和应用。

背景技术

石膏基自流平砂浆是以石膏为主要胶凝材料，并辅以水泥、精制砂、及其他外加剂精心配制，混合搅拌均匀后制得的一种专门用于地面找平的干粉砂浆。石膏基自流平砂浆成品加水搅拌后流平性较好，辅以少许辅助便能自动找平，广泛应用于室内铺设地毯、PVC地板、木地板、地砖等地面的找平处理，特别适用于水暖、电暖地板加热系统。国内石膏基自流平砂浆发展始于20世纪80年代，产量十分稀少。我国石膏基自流平砂浆研究起步始于20世纪90年代初，研制成功了以氟石膏废渣为胶凝材料的石膏基自流平砂浆材料，但是由于石膏的耐水性较差，且呈中性或酸性，对铁件有锈蚀的危险，生产应用的较少。历经几十年的研究发展，随后基于磷石膏、脱硫石膏研发的优异性能，α-高强石膏和β-半水石膏自流平砂浆脱颖而出，市场开始逐步应用。随着我国工业的发展，大量的工业副产物石膏应运而生，堆积如山的工业石膏得不到及时消耗从而演变成污染水体资源和自然环境的污染源。近几年，我国大力发展绿色建筑材料，石膏基自流平砂浆的应用前景得到进一步拓宽。石膏作为替代水泥、减少我国建筑材料碳排放的重要胶凝材料，具有节能减排的社会效益和经济效益，对建筑材料碳排放、建设资源节约型和能源循环利用型生态能源国具有重要意义。

石膏基自流平砂浆的重量较轻，不会增加建筑物的承载力，并且精制的石膏基材料会发生微膨胀避免收缩开裂，是一种绿色环保的地面找平建筑砂浆。自流平石膏作为地面找平层，具有其它材料无法比拟的优点，每年约有2000万吨的市场需求量，因此它的市场前景广阔。

缓凝剂作为石膏基自流平砂浆主要的外加剂之一，不仅要保证石膏砂浆的缓凝时间，对砂浆的强度损失也要影响较小，才能满足石膏基自流平砂浆的性能要求。石膏类缓凝剂主要分为有机酸盐类、磷酸盐类以及蛋白类。有机酸盐类主要包含柠檬酸、柠檬酸盐、酒石酸以及酒石酸盐类，缓凝效果显著，但掺量较大、对石膏材料强度损失较大。磷酸盐类主要包括焦磷酸盐、三聚磷酸钠、多聚磷酸钠等，其掺量大、缓凝效果差，显著降低石膏强度。蛋白类缓凝剂具有掺量小、缓凝效果显著和对石膏强度影响较小的优点，在石膏基自流平砂浆材料中应用前景广阔。因此，制备掺量小、缓凝效果佳的蛋白类缓凝剂对石膏材料的应用具有重要研究意义。

蛋白类缓凝剂因其对半水石膏水化后的二水石膏晶体形成影响较小，所以对石膏基自流平砂浆的抗压强度影响较小，在石膏基材料中具有得天独厚的应用优势。然而，天然植物蛋白的分子量大、溶解性差、分子间结合力强，是限制其应用为缓凝剂的主要因素。通过特定手段使蛋白质水解、化学改性可以改善其溶解性、分散性，对提高植物蛋白的利用率具有重要研究意义。因此，目前亟待提出一种新的改性植物水解蛋白缓凝剂及其制备方法和应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种改性植物水解蛋白缓凝剂及制备方法和应用。本发明的的缓凝剂分散性好、水溶性强、对石膏基自流平砂浆强度损失小，制备原料来源广。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种改性植物水解蛋白缓凝剂，其中，该缓凝剂包括如下化学结构式式I所示的物质：

其中：R＝C₃H₅，m＝1-50，优选地，m＝1-20。

本发明第二方面提供了一种改性植物水解蛋白缓凝剂的制备方法，包括如下步骤：

将植物蛋白粉进行水解，得到带有游离氨基的水解蛋白，利用环氧丙基烷基季铵盐与所述水解蛋白上游离氨基的开环加成反应，合成所述改性植物水解蛋白缓凝剂。