本發(fā)明涉及建筑材料，尤其涉及一種植物纖維水泥添加劑及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、植物纖維水泥板是由植物纖維和水泥為原材料制備的建筑材料，對(duì)比于傳統(tǒng)水泥板，植物纖維水泥板具有質(zhì)輕高強(qiáng)、隔熱隔音、防火絕緣、施工簡(jiǎn)易、經(jīng)濟(jì)美觀、壽命超長(zhǎng)和安全無(wú)害等優(yōu)點(diǎn)。但天然的植物纖維難以直接和水泥顆粒發(fā)生水泥化反應(yīng)，界面相互作用低，隨著植物纖維添加量的增加，容易出現(xiàn)植物纖維脫落、強(qiáng)度低和水泥板內(nèi)部粉化等問(wèn)題，導(dǎo)致植物纖維水泥板中的植物纖維含量往往較低，限制了其輕質(zhì)、隔熱隔音的效果。而且，由于植物纖維存在結(jié)構(gòu)疏松、易吸水的特點(diǎn)，其在濕度較大的環(huán)境中的使用耐久性不高，使用范圍較為局限。目前，為了改善植物纖維與水泥之間的界面作用以及板材的整體耐水性，通常采用化學(xué)粘結(jié)助劑，最常見(jiàn)的是酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂等合成樹(shù)脂類粘結(jié)劑，但是這類粘結(jié)劑在合成、使用中存在潛在的污染，容易導(dǎo)致健康問(wèn)題。為了滿足高品質(zhì)建筑材料對(duì)于環(huán)保健康性能的要求，有必要采取措施以提升植物纖維水泥制品，特別是植物纖維水泥板的力學(xué)性能、耐水性及安全性、環(huán)保性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，基于以上背景，本發(fā)明提出了一種植物纖維水泥添加劑及其應(yīng)用。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案為：

3、一種植物纖維水泥添加劑，其包括以下重量份的原料：

4、聚多巴胺-硅烷改性植物纖維??????20～80份；

5、雙醛化淀粉溶液?????????????????15～75份。

6、優(yōu)選地，所述聚多巴胺-硅烷改性植物纖維的制備包括如下步驟：

7、1)將多巴胺和硅烷偶聯(lián)劑加入tris-hcl緩沖液中，得到改性液；

8、2)將植物纖維在步驟1)所得到的改性液中浸泡后，依次進(jìn)行清洗、干燥后，即可得到。

9、優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑kh-550、硅烷偶聯(lián)劑kh-560、硅烷偶聯(lián)劑kh-570中的至少一種。

10、優(yōu)選地，步驟1)中所得到的改性液中的多巴胺的濃度為1～3g/l，硅烷偶聯(lián)劑的濃度為1～2g/l。

11、進(jìn)一步地，所述tris-hcl緩沖液的ph為8～9，濃度為10～50mm。

12、進(jìn)一步地，步驟2)中的浸泡溫度為常溫，時(shí)間為10～20h。

13、優(yōu)選地，所述植物纖維為木刨花、鋸木屑、紙漿纖維、竹纖維、黃麻纖維中的至少一種。

14、優(yōu)選地，所述雙醛化淀粉溶液的制備包括如下步驟：

15、①用稀硫酸將高碘酸鈉水溶液的ph調(diào)至2～4，然后加入淀粉充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，避光反?yīng)；

16、②反應(yīng)完畢后過(guò)濾，將得到的固體物質(zhì)洗滌、干燥，得到雙醛化淀粉；

17、③將步驟②得到的雙醛化淀粉加入水中進(jìn)行分散均勻，即可制備得到雙醛化淀粉溶液。

18、優(yōu)選地，步驟①中所加入的淀粉量與高碘酸鈉的摩爾比為1：(0.5～1)。其中淀粉的分子量是基于淀粉為由多個(gè)葡萄糖分子聚合而成，其分子量為162.1n，n為聚合度，其中n為80。

19、進(jìn)一步地，所述高碘酸鈉水溶液的濃度為0.1～0.5mol/l。

20、進(jìn)一步地，步驟①中在30～40℃下避光反應(yīng)。

21、進(jìn)一步地，步驟③中所制備得到的雙醛化淀粉溶液的固含量為1～3％。

22、優(yōu)選地，步驟②中所制備的雙醛化淀粉的醛基含量為30～80％。

23、優(yōu)選地，步驟①的淀粉為玉米淀粉、木薯淀粉、馬鈴薯淀粉中的至少一種。

24、基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明將上述的植物纖維水泥添加劑應(yīng)用于制備植物纖維水泥制品中。

25、基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種植物纖維水泥制品，其制備原料包括上述的植物纖維水泥添加劑，所述植物水劑添加劑由聚多巴胺-硅烷改性植物纖維和雙醛化淀粉溶液組成；

26、具體地，所述植物纖維水泥制品由以下重量份的原料制成：

27、

28、進(jìn)一步地，本發(fā)明提供上述的植物纖維水泥板的制備方法，所述植物纖維水泥制品為植物纖維水泥板，所述植物纖維水泥板的制備方法包括如下步驟：

29、s1：按質(zhì)量份稱取原料，將雙醛化淀粉溶液加熱攪拌后，冷卻；

30、s2：加入硅酸鹽水泥、聚多巴胺-硅烷改性植物纖維和納米二氧化硅，在常溫下攪拌均勻，置于模具中壓制成型，烘干，然后脫模即可。

31、進(jìn)一步地，步驟s1中的加熱攪拌的溫度為70～90℃，時(shí)間為20～30min。

32、進(jìn)一步地，步驟s2中的壓制成型的壓力為3～5mpa，時(shí)間為10～15min。

33、進(jìn)一步地，步驟s2中的烘干的溫度為80～120℃，時(shí)間為6～12h。

34、采取上述技術(shù)方案，具有的有益效果如下：

35、本發(fā)明采用多巴胺、硅烷偶聯(lián)劑溶液對(duì)植物纖維進(jìn)行浸泡改性，利用聚多巴胺的強(qiáng)粘附作用和硅烷偶聯(lián)劑中硅羥基的鍵合作用，在植物纖維表面形成牢固的硅烷和聚多巴胺包覆層，一方面提高了植物纖維的疏水性，從而改善植物纖維水泥制品，特別是植物纖維水泥板的耐水性，另一方面硅烷和聚多巴胺在植物纖維表面形成的包覆層含有多種功能基團(tuán)，能夠提高與水泥的結(jié)合能力；并添加雙醛化淀粉作為增強(qiáng)結(jié)合劑，在發(fā)揮淀粉膠粘作用，提高植物纖維與水泥結(jié)合力的同時(shí)，淀粉表面的醛基與聚多巴胺中的氨基發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)一步提高植物纖維與水泥結(jié)合的界面強(qiáng)度，改善水泥纖維制品，特別是植物纖維水泥板內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)，使水泥纖維板的力學(xué)強(qiáng)度和耐水性大大提升；納米二氧化硅能夠起到填充孔隙的作用，并且促進(jìn)水泥的水化反應(yīng)。

36、以此，本發(fā)明通過(guò)經(jīng)過(guò)多巴胺、硅烷偶聯(lián)劑改性后的植物纖維、雙醛化淀粉溶液的配合可顯著提高水泥制品，特別是植物纖維水泥板的力學(xué)性能及其降低其吸水性，實(shí)現(xiàn)高耐水性，并顯著提升植物纖維的添加量，利于降低水泥板的質(zhì)量，達(dá)到質(zhì)輕，隔音隔熱等優(yōu)良性能。

技術(shù)特征：

1.一種植物纖維水泥添加劑，其特征在于，其包括以下重量份的原料：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種植物纖維水泥添加劑，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種植物纖維水泥添加劑，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種植物纖維水泥添加劑，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種植物纖維水泥添加劑，其特征在于，所述植物纖維為木刨花、鋸木屑、紙漿纖維、竹纖維、黃麻纖維中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種植物纖維水泥添加劑，其特征在于，所述雙醛化淀粉的醛基含量為30～80wt％。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種植物纖維水泥添加劑，其特征在于，

8.權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的一種植物纖維水泥添加劑在制備植物纖維水泥制品中的應(yīng)用。

9.一種植物纖維水泥制品，其特征在于，其制備原料包括權(quán)利要求1至權(quán)利要求7任一項(xiàng)所述的植物纖維水泥添加劑，所述植物水劑添加劑由聚多巴胺-硅烷改性植物纖維和雙醛化淀粉溶液組成；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種植物纖維水泥制品，其特征在于，所述植物纖維水泥制品為植物纖維水泥板，所述植物纖維水泥板的制備方法包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種植物纖維水泥添加劑及其應(yīng)用，其包括聚多巴胺?硅烷改性植物纖維、雙醛化淀粉溶液。本發(fā)明通過(guò)經(jīng)過(guò)多巴胺、硅烷偶聯(lián)劑改性后的植物纖維、雙醛化淀粉溶液的配合可顯著提高水泥制品，特別是植物纖維水泥板的力學(xué)性能及其降低其吸水性，實(shí)現(xiàn)高耐水性，并顯著提升植物纖維的添加量，利于降低水泥板的質(zhì)量，達(dá)到質(zhì)輕，隔音隔熱等優(yōu)良性能。

技術(shù)研發(fā)人員：張睿,于博士,董文靜,李思澤,徐董
受保護(hù)的技術(shù)使用者：?？谟裆n投資合伙企業(yè)(有限合伙)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15