一種泡沫混凝土固體粉狀發泡劑及其使用方法
【專利摘要】本發明涉及一種泡沫混凝土固體粉狀發泡劑及其使用方法，其重量份比組成為：陰離子表面活性劑：十二烷基硫酸鈉20～40份、α-烯基磺酸鈉20～40份、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉5～15份、月桂酰肌氨酸鈉3～10份；非離子表面活性劑：脂肪酸烷醇酰胺1～5份；螫合劑：三乙醇胺1～5份；穩泡劑：聚丙烯烯交聯樹脂、聚丙烯酰胺、羥乙基纖維素中的一種或者幾種1～5份。這種固體粉狀發泡劑具有發泡能力強、穩泡性能好、儲存時間長、方便遠距離運輸、性價比高等優點。
【專利說明】一種泡沬混凝土固體粉狀發泡劑及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種發泡劑，具體涉及一種泡沫混凝土固體粉狀發泡劑及其使用方法，該泡沫劑可廣泛用于制備泡沫混凝土、輕質發泡水泥板等。
【背景技術】
[0002]在國家建筑節能與墻體改革政策的推動下，泡沫混凝土以其利廢、環保、節能、價格低、隔熱保溫性能好、便于現澆大體積快速施工等優點，近些年得到了全社會越來越廣泛的認知，在各個領域得到了大量應用。據不完全統計，我國泡沫混凝土年產量2005年為500萬m3，2009年突破600萬m3，2012年應用泡沫混凝土澆筑的建筑保溫層面積超過I億m2，發展相當迅速。但泡沫混凝土材料還存在著一些尚待解決的問題，其中研制性能優越的發泡劑，被一直認為是提高泡沫混凝土性能的關鍵技術之一。[0003]我國泡沫混凝土發泡劑的研制是從上世紀50年代開始的，目前國內市場上發泡劑種類很多，主要分為四類，分別是松香樹脂類發泡劑、合成類發泡劑、蛋白型發泡劑和復合型發泡劑。松香樹脂類發泡劑優點是價格低，但起泡力與穩泡性均較差，不適應生產700kg/m3以下的低密度泡沫混凝土制品，合成類發泡劑主要是指陰離子表面活性劑，優點是發泡倍數大，易起泡，但泡徑大，泡壁薄，消泡快，穩定性不好。蛋白型發泡劑穩定性好，但起泡力低，成本較高，且合成技術要求高，至今只有少量的應用。解決上述單一成分發泡劑性能不佳的唯一方法，就是向復合型方向發展，走復合改性的道路，生產復合型發泡劑。
[0004]CN100348687C專利公開了一種固體發泡劑，主要組分包括:直鏈烷基苯磺酸鹽類15 %~45 %，脂肪醇硫酸鹽類5 %~40 %，脂肪醇聚乙烯醚硫酸鈉鹽2 %~10 %，烷基醇酰胺2%~10%，硅酸鈉2%~15%，聚乙烯醇2%~12%，羧甲基纖維素鈉1%~8%，乙二胺四乙酸鈉1%~6%。該發泡劑溶于水時,發泡能力強,溶度為0.2%的發泡劑溶液可使發泡體積達原溶液體積的4.8~5.6倍,發泡穩定性好,半消泡期達70min,高溫時可達90min。但該發泡劑技術指標針對的是油氣田泡沫排液鉆井用，不是專門用于泡沫混凝土發泡。
[0005]CN101638303B專利公開了一種LC-Ol型泡沫混凝土發泡劑，該發泡劑采用雙(或多)親水基團表明活性劑和穩定劑制備，按1:100稀釋，發泡率可達5.0~5.6m3/kg，接觸水泥、粉煤灰漿料，消泡率〈12%，按1:60稀釋，發泡率可達3.5~3.8m3/kg,接觸水泥、粉煤灰漿料，消泡基本不消泡，較好的解決了泡沫混凝土發泡劑的發泡倍數及其泡沫與混凝土漿料接觸時穩定性的矛盾。提高了泡沫混凝土產量及其抗壓強度，但發泡劑與目前市面上絕大多數產品一樣，都是液態發泡劑，都具有運輸成本高，不利于儲存等不足。
[0006]專利CN102964084A公開了一種泡沫混凝土發泡劑，由下列重量份的原料在常溫下混合攪拌均勻而制成:十二烷基苯磺酸鈉5-10份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉2-4份、月桂酰肌氨酸鈉1-2份、椰油酰胺丙基甜菜堿1-2份、聚乙二醇(120)甲基葡萄糖苷雙油酸酯
0.2-0.6份、三乙醇胺0.3-0.5份、聚丙烯酰胺0.5-1份、羥乙基纖維素1_2份、水60-70份。本發明原料易得，成本較低，制備工藝簡單，生產出來的發泡劑穩定性好，不易變質，易于長期保存，延長了其保質期，發泡力好，和各種泡沫混凝土基材的和易性較好，不消泡，使用范圍不受限制。但該專利技術中陰離子表面活性劑主要選用的是十二烷基苯磺酸鈉，其在各種水環境中的適應性不強，該配方在酸性條件下可能會出現消泡現象。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的是克服上述不足而提供了一種泡沫混凝土固體粉狀發泡劑及其使用方法，這種固體粉狀發泡劑具有發泡能力強、穩泡性能好、儲存時間長、方便遠距離運輸、性價比高等優點。
[0008]為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為:
[0009]一種泡沫混凝土固體粉狀發泡劑，其重量份比組成為:陰離子表面活性劑:十二烷基硫酸鈉20~40份、α -烯基磺酸鈉20~40份、十二烷基聚氧乙
[0010]烯醚硫酸鈉5~15份、月桂酰肌氨酸鈉3~10份；
[0011]非離子表面活性劑:脂肪酸烷醇酰胺I~5份；
[0012]螫合劑:三乙醇胺I~5份；
[0013]穩泡劑:聚丙烯烯交聯樹脂、聚丙烯酰胺、羥乙基纖維素中的一種或者幾種I~5份。
[0014]所述的泡沫混凝土固體粉狀發泡劑，其重量份比組成優選為:陰離子表面活性劑:十二烷基硫酸鈉25~37份、α -烯基磺酸鈉25~35份、十二烷基聚氧乙
[0015]烯醚硫酸鈉7~13份、月桂酰肌氨酸鈉4~10份；
[0016]非離子表面活性劑:脂肪酸烷醇酰胺2~5份；
[0017]螫合劑:三乙醇胺2~4份；
[0018]穩泡劑:聚丙烯烯交聯樹脂、聚丙烯酰胺、羥乙基纖維素中的一種或者幾種2~4份。
[0019]所述的泡沫混凝土固體粉狀發泡劑，其重量份比組成進一步優選為:陰離子表面活性劑:十二烷基硫酸鈉35份、α -烯基磺酸鈉33份、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸
[0020]鈉12份、月桂酰肌氨酸鈉9份；
[0021]非離子表面活性劑:脂肪酸烷醇酰胺4份；
[0022]螫合劑:三乙醇胺4份；
[0023]穩泡劑:聚丙烯烯交聯樹脂、聚丙烯酰胺、羥乙基纖維素各種1份。
[0024]上述十二烷基硫酸鈉為白色或微黃色粉末，活性物含量不得低于85% ； α -烯基磺酸鈉為白色或微黃色粉末，碳數要求為C14和C16兩種中的其中一種；十二烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉為白色或微黃色粉末，活性物含量不得低于70% ;月桂酰肌氨酸鈉為無色/類白色粉末，活性物含量不得低于94% ;脂肪酸烷醇酰胺為白色或微黃色粉末；三乙醇胺為白色或微黃色粉末。
[0025]上述泡沫混凝土固體粉狀發泡劑的使用方法，包括以下步驟:
[0026](I)將各原料按比例混合后放入其質量5-10倍的60_100°C熱水中攪拌溶解，形成發泡液；
[0027](2)將形成的發泡液與常溫自來水混合，兩者質量比控制在1:30~60范圍內；
[0028](3)通過發泡機發泡，與水泥漿液以體積比1-7:1攪拌混合，形成不同密度等級的泡沫混凝土。[0029]本發明與現有技術相比具有以下優點:
[0030]1、市場上現有的發泡劑多以液體試劑為主，體積大，不方便運輸。
[0031]2、市場上現有發泡劑由于是以液態為主，因此，保質期時間短，尤其是以動物蛋白為主要原料的發泡劑保質時間僅僅六個月左右，不方便使用。
[0032]3、市場上現有的常用以陰離子表面活性劑為主要原料的發泡劑的泡沫大，易破裂，穩定性較差，而以蛋白質為主要原料的發泡劑雖然發泡質量高，但是發泡倍數低，價格高，本發明通過復配，很好地避開了兩類發泡劑的弊端。
[0033]4、生產出來的泡沫也顏色均勻，無固體顆粒沉淀，制備的泡沫細膩，致密，半消泡期達70min以上。
[0034]5、目前輕質水泥建材發泡劑主要以合成類為主，通過高速攪拌法和羅氏泡沫劑測得的溶度為1%的幾種常用的陰離子活性劑的起泡高度和半衰期大致如下:十二烷基苯磺酸鈉170mm、53min ;十二烷基硫酸鈉165mm、49min、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉150mm、42min。本發明針對市場上現有發泡劑的問題進行了一系列的試驗研究工作，篩選制備了優異的復合型發泡劑，其最佳配方起泡高度和半衰期分別達到234mm和78min,性能普遍高于市場上現有發泡劑，且穩泡能力較好。
【具體實施方式】
[0035]下面結合具體實施例進一步說明。
[0036]本發明實施例原材料選擇:十二烷基硫酸鈉選用的是市售微黃色粉末，活性物含量不低于85% ； α -烯基磺酸鈉選用的是市售微黃色粉末，碳數要求為C14和C16兩種中的其中一種；十二烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉選用的是市售白色粉末，活性物含量不低于70% ;月桂酰肌氨酸鈉選用的是市售無色粉末，活性物含量不低于95% ;脂肪酸烷醇酰胺選用的是市售白色粉末；三乙醇胺選用的是市售白色粉末；穩泡劑選用的是市售聚丙烯交聯樹脂、聚丙烯酰胺和羥乙基纖維素中的一種或者幾種混合。
[0037]實施例1
[0038]一種泡沫混凝土固體粉狀發泡劑，它由以下重量百分比原材料組成:
[0039]原料重量份
[0040]( 1)陰離子表面活性劑:
[0041]
【權利要求】
1.一種泡沫混凝土固體粉狀發泡劑，其特征是，其重量份比組成為: 陰離子表面活性劑:十二烷基硫酸鈉20~40份、α -烯基磺酸鈉20~40份、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉5~15份、月桂酰肌氨酸鈉3~10份； 非離子表面活性劑:脂肪酸烷醇酰胺I~5份； 螫合劑:三乙醇胺1~5份； 穩泡劑:聚丙烯烯交聯樹脂、聚丙烯酰胺、羥乙基纖維素中的一種或者幾種I~5份。
2.根據權利要求1所述的泡沫混凝土固體粉狀發泡劑，其特征是，其重量份比組成為:陰離子表面活性劑:十二烷基硫酸鈉25~37份、α -烯基磺酸鈉25~35份、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉7~13份、月桂酰肌氨酸鈉4~10份； 非離子表面活性劑:脂肪酸烷醇酰胺2~5份； 螫合劑:三乙醇胺2~4份； 穩泡劑:聚丙烯烯交聯樹脂、聚丙烯酰胺、羥乙基纖維素中的一種或者幾種2~4份。
3.根據權利要求2所述的泡沫混凝土固體粉狀發泡劑，其特征是，其重量份比組成為:陰離子表面活性劑:十二烷基硫酸鈉35份、α -烯基磺酸鈉33份、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉12份、月桂酰肌氨酸鈉9份； 非離子表面活性劑:脂肪酸烷醇酰胺4份； 螫合劑:三乙醇胺4份； 穩泡劑:聚丙烯烯交聯樹脂、聚丙烯酰胺、羥乙基纖維素各1份。
4.根據權利要求1-3任一項所述的泡沫混凝土固體粉狀發泡劑，其特征是，α-烯基磺酸鈉為白色或微黃色粉末，碳數要求為C14和C16兩種中的其中一種。
5.權利要求1-3任一項所述的泡沫混凝土固體粉狀發泡劑的使用方法，其特征是，包括以下步驟: (1)將各原料按比例混合后放入其質量5-10倍的60-100°C熱水中攪拌溶解，形成發泡液； (2)將形成的發泡液與常溫自來水混合，兩者質量比控制在1:30~60范圍內； (3)通過發泡機發泡，與水泥 漿液以體積比1-7:1攪拌混合，形成不同密度等級的泡沫混凝土。
【文檔編號】C04B24/38GK103922635SQ201410124118
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年3月28日 優先權日:2014年3月28日
【發明者】譚賢君, 陳衛忠, 楊典森, 李飛, 方豫, 袁敬強, 趙武勝 申請人:中國科學院武漢巖土力學研究所, 山東大學, 南京賽威新材料科技有限公司