一种粉体改性蛋白石膏缓凝剂的制备方法与流程

本发明涉及建筑材料领域，尤其是一种用于石膏建筑材料的粉体改性蛋白石膏缓凝剂的制备方法。

背景技术：

石膏是一种性能优异、可循环利用的绿色建筑材料，我国天然石膏蕴藏量居世界首位，同时工业副产综合利用率低，工业副产石膏累积堆存量已超过3亿吨，石膏可广泛应用于抹灰石膏、自流平石膏、石膏板、grc石膏构件等产品中。石膏凝结硬化快，需要延长操作时间才能使用，石膏缓凝剂是石膏建材中不可缺少的组成部分。

石膏缓凝剂主要分为有机酸及其可溶盐、碱性磷酸盐、蛋白类，有机酸及其可溶盐类缓凝剂主要有柠檬酸、柠檬酸钠、酒石酸、酒石酸钾等，其中效果最好的是柠檬酸及其盐，但显著降低建筑石膏强度，掺量越大，强度降低越明显。磷酸盐类缓凝剂主要有六偏磷酸钠、多聚磷酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠等，但其缓凝效率低，掺量高，且对强度的影响也较大。蛋白质类缓凝剂包括骨胶、胨等，对二水石膏的晶体形貌影响相对较小，强度损失较小，但其成本较高，初终凝时间间隔短且在碱性环境下缓凝效果差。

公开号为cn106495517a的专利公开了一种畜禽屠宰废弃物的利用方法，以畜禽屠宰废弃物为原料，经过物理纯化、酸解、磷酸三钠改性等步骤制备石膏缓凝剂，得到酸解液体蛋白类石膏缓凝剂，石膏缓凝剂的初终凝时间间隔短，且未体现碱性环境的缓凝效果。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种粉体改性蛋白石膏缓凝剂的制备方法。

本发明采用的技术方案是：一种粉体改性蛋白石膏缓凝剂的制备方法，包括以下步骤：

a.酸解：将30-35质量份的蛋白原料、10-18质量份的31％盐酸和40-45质量份的水放入反应器中，在85-90℃的温度条件下进行水解反应3-4h，得到固含量35-40％的酸解蛋白溶液；

b.改性：在反应器中留下60-70质量份步骤a所得的酸解蛋白溶液，再加入25-35质量份的有机膦酸、1-2质量份的苯乙烯磺酸、4-8质量份的丙烯酸羟乙酯，在55-60℃的温度条件下，保持1-1.5h，得到混合料；

c.中和：将步骤b所得的混合料降温至35-45℃，然后加入3-6质量份的酒石酸钾和5-15质量份的碱类物质，中和ph值为7-9，得到改性蛋白石膏缓凝剂溶液；

d.吸附：将步骤c所得的改性蛋白石膏缓凝剂溶液与珍珠岩按照质量比5-6：1混合搅拌，使混凝剂溶液充分吸附在珍珠岩上，得到吸附溶液的珍珠岩；

e.烘干：将步骤d所得吸附溶液的珍珠岩，通过烘干烘道，设定温度为160-200℃，烘干至水分含量5％以下，得到珍珠岩颗粒；

f.磨粉：将步骤e所得的珍珠岩颗粒，通过磨粉设备磨细至100目以上粉体，形成粉体改性蛋白石膏缓凝剂。

所述步骤a中的蛋白原料为家禽羽毛、牛羊皮下脚料等废弃物。

所述步骤b中的有机膦酸为二乙烯三胺五甲叉膦酸、己二胺四甲叉膦酸、羟基膦酰基乙酸中一种、两种或三种的混合物。

所述步骤c中的碱类物质为氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝中一种、两种或三种的混合物。

在酸解蛋白溶液中添加有机膦酸、苯乙烯磺酸和丙烯酸羟乙酯，引入对钙离子有螯合能力膦酸基、丙烯酸基和磺酸基，与酸解蛋白复合作用，提高钙容忍度，所得的缓凝剂在中性、碱性环境均具有较好的缓凝效果。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1、本发明制备的粉体改性蛋白石膏缓凝剂有效蛋白组份含量高，缓凝效果好，低掺量可显著延迟石膏的凝结时间，且在中性、碱性环境均具有较好的缓凝效果；

2、本发明制备的粉体改性蛋白石膏缓凝剂，可广泛用于石膏自流平、抹灰石膏等干粉类石膏产品，初凝时间与终凝时间间隔有效延长，降低石膏硬化过程的集中发热；

3、本发明粉体改性蛋白石膏缓凝剂的制备方法，全过程无废水、废气和固体废弃物产生，整个工艺流程可流水作业。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种粉体改性蛋白石膏缓凝剂的制备方法，包括以下步骤：

a.酸解：将30质量份的蛋白原料、10质量份的31％盐酸和40质量份的水放入反应器中，在85-90℃的温度条件下进行水解反应3-4h，得到固含量35-40％的酸解蛋白溶液；

b.改性：在反应器中留下60质量份步骤a所得的酸解蛋白溶液，再加入25质量份的二乙烯三胺五甲叉膦酸、1质量份的苯乙烯磺酸、4质量份的丙烯酸羟乙酯，在55-60℃的温度条件下，保持1-1.5h，得到混合料；

c.中和：将步骤b所得的混合料降温至35-45℃，然后加入3质量份的酒石酸钾和5质量份的氢氧化钙，中和ph值为7-9，得到改性蛋白石膏缓凝剂溶液；

d.吸附：将步骤c所得的改性蛋白石膏缓凝剂溶液与珍珠岩按照质量比5：1混合搅拌，使混凝剂溶液充分吸附在珍珠岩上，得到吸附溶液的珍珠岩；

e.烘干：将步骤d所得吸附溶液的珍珠岩，通过烘干烘道，设定温度为160-200℃，烘干至水分含量5％以下，得到珍珠岩颗粒；

f.磨粉：将步骤e所得的珍珠岩颗粒，通过磨粉设备磨细至100目以上粉体，形成粉体改性蛋白石膏缓凝剂。

取四份规格一样的脱硫半水石膏，其中一份没有加入缓凝剂，一份加入脱硫半水石膏质量0.2％的蛋白胨，一份加入脱硫半水石膏质量0.2％的骨胶蛋白，一份加入脱硫半水石膏质量0.2％的实施例1制备得到的缓凝剂，然后对脱硫半水石膏各项性能进行测试，结果如下：

另取四份规格一样的脱硫半水石膏和灰钙粉按照质量比20：1的混合石膏，其中一份没有加入缓凝剂，一份加入混合石膏质量0.2％的蛋白胨，一份加入混合石膏质量0.2％的骨胶蛋白，一份加入混合石膏质量0.2％的实施例1制备得到的缓凝剂，然后对脱硫半水石膏各项性能进行测试，结果如下：

实施例2

一种粉体改性蛋白石膏缓凝剂的制备方法，包括以下步骤：

a.酸解：将35质量份的蛋白原料、18质量份的31％盐酸和45质量份的水放入反应器中，在85-90℃的温度条件下进行水解反应3-4h，得到固含量35-40％的酸解蛋白溶液；

b.改性：在反应器中留下60质量份步骤a所得的酸解蛋白溶液，再加入25质量份的二乙烯三胺五甲叉膦酸、1质量份的苯乙烯磺酸、4质量份的丙烯酸羟乙酯，在55-60℃的温度条件下，保持1-1.5h，得到混合料；

c.中和：将步骤b所得的混合料降温至35-45℃，然后加入3质量份的酒石酸钾和5质量份的氢氧化钙，中和ph值为7-9，得到改性蛋白石膏缓凝剂溶液；

d.吸附：将步骤c所得的改性蛋白石膏缓凝剂溶液与珍珠岩按照质量比5：1混合搅拌，使混凝剂溶液充分吸附在珍珠岩上，得到吸附溶液的珍珠岩；

e.烘干：将步骤d所得吸附溶液的珍珠岩，通过烘干烘道，设定温度为160-200℃，烘干至水分含量5％以下，得到珍珠岩颗粒；

f.磨粉：将步骤e所得的珍珠岩颗粒，通过磨粉设备磨细至100目以上粉体，形成粉体改性蛋白石膏缓凝剂。

取四份规格一样的磷石膏，其中一份没有加入缓凝剂，一份加入磷石膏质量0.2％的柠檬酸，一份加入磷石膏质量0.2％的六偏磷酸钠，一份加入磷石膏质量0.2％的实施例1制备得到的缓凝剂，然后对磷石膏各项性能进行测试，结果如下：

由以上实施例1、2、3的测试结果可以看出，本发明制备方法制得的粉体改性蛋白石膏缓凝剂在中性体系、碱性体系中，缓凝时间变化较小，添加到脱硫半水石膏、磷石膏中，缓凝效果均较好，适应性更广，初终凝时间差达到30分钟以上，可有效降低石膏硬化过程的集中发热，提供施工人员更长的操作时间，改善石膏产品(石膏自流平、石膏腻子)的表面处理效果。

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