一種酶交聯混合水解蛋白水泥發泡劑的制備方法
【專利摘要】本發明屬于發泡劑領域，涉及一種蛋白基水泥發泡劑，具體指一種酶交聯混合水解蛋白水泥發泡劑的制備方法。制備第一種蛋白溶液原料、第二種蛋白溶液原料和第三種蛋白溶液原料，將第一種蛋白溶液：第二種蛋白溶液：第三種蛋白溶液按質量比：2?10：5：1?2混合，濃縮至目標濃度，制得混合濃縮蛋白溶液；向混合濃縮蛋白溶液中加入谷氨酰胺轉移酶，攪拌均勻后，反應交聯1.5?2.5小時，然后滅活酶，完成酶交聯混合水解蛋白水泥發泡劑初始母液的制備；最后配制酶交聯混合水解蛋白水泥發泡劑。本發明的發泡劑制備過程中，沒有添加有害的化學試劑，原料都來自于天然高分子聚合物，因此產品具有安全無毒的特點，具有良好的應用安全性。
【專利說明】
-種酶交聯混合水解蛋白水泥發泡劑的制備方法
技術領域
[0001 ]本發明屬于發泡劑領域，設及一種蛋白基水泥發泡劑，具體指一種酶交聯混合水 解蛋白水泥發泡劑的制備方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，泡沫混凝±因為其具有良好的保溫隔熱性能、理想的工程強度、可控的防 水能力及較輕的重量在建筑材料、環保建設領域得到了越來越廣泛的應用。同時想要制備 高質量的，復合各種不同要求的泡沫混凝±離不開高質量的水泥發泡劑。目前國內的水泥 發泡劑市場還不成熟，產品科技含量較低，研發能力比較低下。植物型發泡劑、合成類發泡 劑及動物蛋白型發泡劑都有使用，且大多數產品還處于低端，同時環保性及使用安全性還 存在一定的隱患。通過本法制備的水泥發泡劑動物蛋白原料廣泛，同時使用生物酶交聯的 方法可W對產品的性能進行提高，在利用廢棄角蛋白及環保安全性方面取得的雙贏的效 果，具有良好的經濟價值及社會效益。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于，提供一種可供±木工程建筑領域使用的新型高效環保型水泥 發泡劑，本發明可用于制備符合施工標準的低密度及超低密度泡沫混凝±，并且制備所使 用的原料及方法不存在環境污染及安全隱患，且根據施工要求調節酶交聯及調節蛋白比 例，對發泡性能進行調控。
[0004] 為實現上述目的，本發明采用W下技術方案：
[0005] -種酶交聯混合水解蛋白水泥發泡劑的制備方法，步驟如下：
[0006] (1)第一種蛋白溶液原料的制備:將研磨干燥過的動物蹄角裝入容器中，加入水， 再加入亞硫酸氨鋼，混合后浸泡過夜;將混合溶液置于50-60°C的水浴中2-3小時，然后將水 浴溫度升至l〇〇°C，加入氨氧化巧，在100°C下持續水解10-12小時，制得水解溶液，將所得的 水解溶液過濾，調抑至7-8備用；
[0007] (2)第二種蛋白溶液原料的制備:取脫脂洗凈的動物毛發裝入容器中，先加入水， 再加入亞硫酸氨鋼，混合后浸泡過夜;將混合溶液置于50-60°C的水浴中1-2小時，然后將水 浴溫度升至l〇〇°C，加入氨氧化巧，在100°C下持續水解4-6小時，制得水解溶液，將所得的水 解液過濾，調抑至7-8備用；
[000引（3)第Ξ種蛋白溶液原料:將酪蛋白裝入燒杯中，加入水，加入氨氧化鋼，常溫條件 下磁力攬拌至溶解，用5M的鹽酸將溶液的抑調至7-8備用；
[0009] (4)將第一種蛋白溶液:第二種蛋白溶液:第Ξ種蛋白溶液按質量比為:2-10:5:1- 2的比例混合，在50°C下濃縮至目標濃度，制得混合濃縮蛋白溶液；
[0010] (5)向混合濃縮蛋白溶液中加入谷氨酷胺轉移酶，攬拌均勻后在50°C的水浴中反 應交聯1.5-2.5小時，然后放入80°C水浴中處理2分鐘，滅活酶，完成酶交聯混合水解蛋白水 泥發泡劑初始母液的制備；
[0011] (6)按w下質量百分比的配方，配制酶交聯混合水解蛋白水泥發泡劑:發泡劑母液 25-30%，α-締基橫酸鋼2-5%，正下醇0.05-0.15%，聚乙締醇0.01-0.05%，簇甲基纖維素 鋼0.03-0.05%，亞硝酸鋼0.2-0.5%，余量為水。
[0012] 所述步驟(1)中動物蹄角為豬、牛、羊的蹄角;動物蹄角:水:亞硫酸氨鋼:氨氧化巧 的添加質量比為10:200:1-2:4-5。
[0013] 所述步驟(2)中動物毛發為人或動物毛發中的一種或多種;脫脂的操作為將動物 毛發置于水中，加入0.2%的純堿，1-3%的ABS，在溫度45-55Γ，ρΗ值8-9的條件下洗涂2小 時;所述動物毛發:水:亞硫酸氨鋼:氨氧化巧的添加質量比為1:20:0.04-0.1:0.36-0.44。
[0014] 所述步驟(3)中酪蛋白：水:氨氧化鋼的質量比為1:20:0.1。
[0015] 所述步驟(4)中目標濃度為15-25%。
[0016] 本發明的有益效果在于：
[0017] (1)本發明W多種廢棄角蛋白為原料，包括人發、牛羊毛、雞毛等，原料廣泛，并且 使用了生物酶交聯法對其進行交聯改性，此種方法降低了不同角蛋白之間的差異性，使的 本發明對原料的來源上實現了廣泛化及無差別化；
[0018] (2)本發明利用生物酶交聯改性，可W改變不同蛋白間的比例，從而對其交聯程度 進行控制，實現了對蛋白水解物的親疏水性可控，此種方法可W用來調節發泡劑的發泡性 能；
[0019] (3)本發明的發泡劑制備過程中，沒有添加有害的化學試劑，原料都來自于天然高 分子聚合物，因此產品具有安全無毒的特點，具有良好的應用安全性；
[0020] (4)本發明制備的動物蛋白類水泥發泡劑具有良好的發泡倍數及泡沫穩定性；
[0021] (5)本發明制備的動物蛋白類水泥發泡劑在試劑生產中可W制備性能優良的發泡 混凝±。
【具體實施方式】
[0022] -種酶交聯混合水解蛋白水泥發泡劑的制備方法，步驟如下：
[0023] (1)第一種蛋白溶液原料的制備:將研磨干燥過的動物蹄角裝入容器中，加入水， 再加入亞硫酸氨鋼，混合后浸泡過夜;將混合溶液置于50-60°C的水浴中2-3小時，然后將水 浴溫度升至l〇〇°C，加入氨氧化巧，在100°C下持續水解10-12小時，制得水解溶液，將所得的 水解溶液過濾，調抑至7-8備用；
[0024] (2)第二種蛋白溶液原料的制備:取脫脂洗凈的動物毛發裝入容器中，先加入水， 再加入亞硫酸氨鋼，混合后浸泡過夜;將混合溶液置于50-60°C的水浴中1-2小時，然后將水 浴溫度升至l〇〇°C，加入氨氧化巧，在100°C下持續水解4-6小時，制得水解溶液，將所得的水 解液過濾，調抑至7-8備用；
[002引（3)第立種蛋白溶液原料:將酪蛋白裝入燒杯中，加入水，加入氨氧化鋼，常溫條件 下磁力攬拌至溶解，用5M的鹽酸將溶液的抑調至7-8備用；
[0026] (4)將第一種蛋白溶液:第二種蛋白溶液:第Ξ種蛋白溶液按質量比為:2-10:5:1- 2的比例混合，在50°C下濃縮至目標濃度，制得混合濃縮蛋白溶液；
[0027] (5)向混合濃縮蛋白溶液中加入谷氨酷胺轉移酶，攬拌均勻后在50°C的水浴中反 應交聯1.5-2.5小時，然后放入80°C水浴中處理2分鐘，滅活酶，完成酶交聯混合水解蛋白水 泥發泡劑初始母液的制備；
[0028] (6)按W下質量百分比的配方，配制酶交聯混合水解蛋白水泥發泡劑:發泡劑母液 25-30%，α-締基橫酸鋼2-5%，正下醇0.05-0.15%，聚乙締醇0.01-0.05%，簇甲基纖維素 鋼0.03-0.05%，亞硝酸鋼0.2-0.5%，余量為水。
[0029] 所述步驟(1)中動物蹄角為豬、牛、羊的蹄角;動物蹄角:水:亞硫酸氨鋼:氨氧化巧 的添加質量比為10:200:1-2:4-5。
[0030] 所述步驟(2)中動物毛發為人或動物毛發中的一種或多種;脫脂的操作為將動物 毛發置于水中，加入0.2%的純堿，1-3%的ABS，在溫度45-55Γ，ρΗ值8-9的條件下洗涂2小 時;所述動物毛發:水:亞硫酸氨鋼:氨氧化巧的添加質量比為1:20:0.04-0.1:0.36-0.44。
[0031] 所述步驟(3)中酪蛋白：水:氨氧化鋼的質量比為1:20:0.1。
[0032] 所述步驟(4)中目標濃度為15-25%。
[0033] 下面結合具體實施例對本發明做進一步的解釋說明：
[0034] 實施例1
[0035] -種酶交聯混合水解蛋白水泥發泡劑，包括W下步驟：
[0036] 1)首先制備第一種水解蛋白原料:將研磨干燥過的動物蹄角蛋白50g裝入容器中， 加入水lOOOmL，再加入亞硫酸氨鋼lOg，浸泡過夜。在60 °C的水浴中將混合溶液放置2個小 時。然后將水浴溫度快速升溫至l〇〇°C，加入化(0H)2 25g，在此溫度下持續水解10小時，將 制備的水解溶液過濾，調抑至7備用。
[0037] 2)制備第二種水解蛋白原料:將脫脂洗凈的動物毛發(人發、廢牛羊毛)50g裝入容 器中，加入水1 OOOmL，再加入亞硫酸氨鋼2g，浸泡過夜。在60 °C的水浴中將混合溶液放置1個 小時。然后將水浴溫度快速升溫至l〇〇°C，加入Ca(0H)2l8g，在此溫度下持續水解4小時，將 制備的水解溶液過濾，調抑至7備用。
[0038] 3)制備第Ξ種蛋白溶液原料:將50g酪蛋白裝入燒杯中，加入水lOOOmL，逐漸加入 5g氨氧化鋼，常溫下磁力攬拌使其逐漸溶解，使用5M的鹽酸將溶液的pH值調節至8備用。
[0039] 4)將制備的W上Ξ種蛋白溶液按照質量比5:5:1等體積混合，在50°C下濃縮至濃 度為15%。
[0040] 5)在混合濃縮蛋白溶液中加入谷氨酷胺轉移酶，酶用量為10U每克蛋白，攬拌均勻 后在50°C的水浴中反應交聯1.5小時。再放入80°C的水浴中2分鐘滅活酶。
[0041] 6)按照W下質量百分比例對酶交聯混合水解蛋白水泥發泡劑進行配方：
[0042] 發泡劑母液(25%)，α-締基橫酸鋼(25%)，正下醇(0.05%)，聚乙締醇(0.01%)， 簇甲基纖維素鋼(0.03%)亞硝酸鋼(0.2%)，其余為水。得到此發泡劑成品。
[0043] 7)將制備的發泡劑成品和水按照1: 50混合，用高速制泡機制泡。轉速為1500轉/ min，制備泡沫。設計容重為500kg/m3，按照發泡劑：水:水泥=1:150: 250混合攬拌均勻，通 過模具成型，經過30天養護后，測試發泡混凝±性能。
[0044] 測試所得泡沫的發泡性能見表1，混凝±性能見表2。
[0045] 實施例2
[0046] -種酶交聯混合水解蛋白水泥發泡劑，包括W下步驟：
[0047] 1)首先制備第一種水解蛋白原料:將研磨干燥過的動物蹄角蛋白50g裝入容器中， 加入水10001^，再加入亞硫酸氨鋼7肖，浸泡過夜。在60°(：的水浴中將混合溶液放置2.5個小 時。然后將水浴溫度快速升溫至100°c，加入化(OH)2 22g，在此溫度下持續水解11小時，將 制備的水解溶液過濾，調抑至7.5備用。
[0048] 2)制備第二種水解蛋白原料:將脫脂洗凈的動物毛發(人發、廢牛羊毛)50g裝入容 器中，加入水lOOOmL，再加入亞硫酸氨鋼5g，浸泡過夜。在60 °C的水浴中將混合溶液放置2個 小時。然后將水浴溫度快速升溫至l〇〇°C，加入Ca(0H)220g，在此溫度下持續水解5小時，將 制備的水解溶液過濾，pH值調節至7.5備用。
[0049] 3)制備第Ξ種蛋白溶液原料:將50g酪蛋白裝入燒杯中，加入水lOOOmL，逐漸加入 5g氨氧化鋼，常溫下磁力攬拌使其逐漸溶解，使用5M的鹽酸將溶液的抑調至7.5備用。
[0050] 4)將制備的W上Ξ種蛋白溶液按照質量比2:5:1等體積混合，在50°C下濃縮至濃 度為18%。
[0051] 5)在混合濃縮蛋白溶液中加入谷氨酷胺轉移酶，酶用量為10U每克蛋白，攬拌均勻 后在50°C的水浴中反應交聯2小時。再放入80°C的水浴中2分鐘滅活酶。
[0052] 6)按照W下質量百分比例對酶交聯混合水解蛋白水泥發泡劑進行配方：
[0053] 發泡劑母液(28%)，α-締基橫酸鋼（3%)，正下醇(0.1%)，聚乙締醇（0.02%)，簇 甲基纖維素鋼(0.05%)，亞硝酸鋼(0.5%)，其余為水。得到此發泡劑成品。
[0054] 7)將制備的發泡劑成品和水按照1: 50混合，用高速制泡機制泡。轉速為1500轉/ min，制備泡沫。設計容重為500kg/m3，按照發泡劑：水:水泥=1:150: 250混合攬拌均勻，通 過模具成型，經過30天養護后，測試發泡混凝±性能。
[0055] 測試所得泡沫的發泡性能見表1，混凝±性能見表2。
[0056] 實施例3
[0057] -種酶交聯混合水解蛋白水泥發泡劑，包括W下步驟：
[0058] 1)首先制備第一種水解蛋白原料:將研磨干燥過的動物蹄角蛋白50g裝入容器中， 加入水lOOOmL，再加入亞硫酸氨鋼8g，浸泡過夜。在60 °C的水浴中將混合溶液放置3個小時。 然后將水浴溫度快速升溫至100°C，加入化(0H)2 20g，在此溫度下持續水解12小時，將制備 的水解溶液過濾，pH值調節至8.0備用。
[0059] 2)制備第二種水解蛋白原料:將脫脂洗凈的動物毛發(人發、廢牛羊毛)50g裝入容 器中，加入水lOOOmL，再加入亞硫酸氨鋼3g，浸泡過夜。在60 °C的水浴中將混合溶液放置2個 小時。然后將水浴溫度快速升溫至l〇〇°C，加入Ca(0H)221g，在此溫度下持續水解6小時，將 制備的水解溶液過濾，調抑至8.0備用。
[0060] 3)制備第Ξ種蛋白溶液原料:將50g酪蛋白裝入燒杯中，加入水lOOOmL，逐漸加入 5g氨氧化鋼，常溫下磁力攬拌使其逐漸溶解，使用5M的鹽酸將溶液的pH值調節至8.0備用。
[0061] 4)將制備的W上Ξ種蛋白溶液按照質量比6:5:1.5等體積混合，在50°C下濃縮至 濃度為22 %。
[0062] 5)在混合濃縮蛋白溶液中加入谷氨酷胺轉移酶，酶用量為1抓每克蛋白，攬拌均勻 后在50°C的水浴中反應交聯2.5小時。再放入80°C的水浴中2分鐘滅活酶。
[0063] 6)按照W下質量百分比例對酶交聯混合水解蛋白水泥發泡劑進行配方：
[0064] 發泡劑母液(25 % )，α -締基橫酸鋼(2.5%)，正下醇(0.15%)，聚乙締醇(0.03%)， 簇甲基纖維素鋼(0.04%)，亞硝酸鋼(0.3%)，其余為水。得到此發泡劑成品。
[0065] 7)將制備的發泡劑成品和水按照1:50混合，用高速制泡機制泡。轉速為1500轉，審U 備泡沫。設計容重為500kg/m3，按照發泡劑:水:水泥=1:150: 250混合攬拌均勻，通過模具 成型，經過30天養護后，測試發泡混凝±性能。
[0066] 測試所得泡沫的發泡性能見表1，混凝±性能見表2。
[0067] 實施例4
[0068] -種酶交聯混合水解蛋白水泥發泡劑，包括W下步驟：
[0069] 1)首先制備第一種水解蛋白原料:將研磨干燥過的動物蹄角蛋白50g裝入容器中， 加入水100〇1^，再加入亞硫酸氨鋼5肖，浸泡過夜。在55°(：的水浴中將混合溶液放置2.5個小 時。然后將水浴溫度快速升溫至l〇〇°C，加入化(0H)2 20g，在此溫度下持續水解11.5小時， 將制備的水解溶液過濾，pH值調節至7.0備用。
[0070] 2)制備第二種水解蛋白原料:將脫脂洗凈的動物毛發(人發、廢牛羊毛)50g裝入容 器中，加入水lOOOmL，再加入亞硫酸氨鋼5g，浸泡過夜。在55 °C的水浴中將混合溶液放置1.5 個小時。然后將水浴溫度快速升溫至l〇〇°C，加入Ca(0H)221g，在此溫度下持續水解6小時， 將制備的水解溶液過濾，調抑至7.0備用。
[0071] 3)制備第Ξ種蛋白溶液原料:將50g酪蛋白裝入燒杯中，加入水lOOOmL，逐漸加入 氨氧化鋼，常溫下磁力攬拌使其逐漸溶解，使用5M的鹽酸將溶液的pH值調節至7.0備用。
[0072] 4)將制備的W上Ξ種蛋白溶液按照質量比10:5:2等體積混合，在50°C下濃縮至濃 度為25%。
[0073] 5)在混合濃縮蛋白溶液中加入谷氨酷胺轉移酶，酶用量為10U每克蛋白，攬拌均勻 后在50°C的水浴中反應交聯2小時。再放入80°C的水浴中2分鐘滅活酶。
[0074] 6)按照W下質量百分比例對酶交聯混合水解蛋白水泥發泡劑進行配方：
[0075] 發泡劑母液(30%)，α-締基橫酸鋼(2.5%)，正下醇(0.15%)，聚乙締醇(0.03%)， 簇甲基纖維素鋼(0.05%)，亞硝酸鋼(0.45%)，其余為水。得到此發泡劑成品。
[0076] 7)將制備的發泡劑成品和水按照1:50混合，用高速制泡機制泡。轉速為1500轉，審U 備泡沫。設計容重為500kg/m3，按照發泡劑:水:水泥=1:150: 250混合攬拌均勻，通過模具 成型，經過30天養護后，測試發泡混凝±性能。
[0077] 表1實施例1-4中混凝±發泡劑的發泡性能測定結果 [007引
[0079]表2為實施例1-4有關不同實施例混凝±性能測定結果
[0080]
[0081 ]測試所得泡沫的發泡性能見表1，混凝±性能見表2。
【主權項】
1. 一種酶交聯混合水解蛋白水泥發泡劑的制備方法，其特征在于:步驟如下： (1) 第一種蛋白溶液原料的制備:將研磨干燥過的動物蹄角裝入容器中，加入水，再加 入亞硫酸氫鈉，混合后浸泡過夜;將混合溶液置于50-60°C的水浴中2-3小時，然后將水浴溫 度升至100°C，加入氫氧化鈣，在100°C下持續水解10-12小時，制得水解溶液，將所得的水解 溶液過濾，調pH至7-8備用； (2) 第二種蛋白溶液原料的制備：取脫脂洗凈的動物毛發裝入容器中，先加入水，再加 入亞硫酸氫鈉，混合后浸泡過夜;將混合溶液置于50-60°C的水浴中1-2小時，然后將水浴 溫度升至l〇〇°C，加入氫氧化鈣，在100°C下持續水解4-6小時，制得水解溶液，將所得的水解 液過濾，調pH至7-8備用； (3) 第三種蛋白溶液原料:將酪蛋白裝入燒杯中，加入水，加入氫氧化鈉，常溫條件下磁 力攪拌至溶解，用5M的鹽酸將溶液的pH調至7-8備用； (4) 將第一種蛋白溶液:第二種蛋白溶液:第三種蛋白溶液按質量比為:2-10:5:1-2的 比例混合，在50°C下濃縮至目標濃度，制得混合濃縮蛋白溶液； (5) 向混合濃縮蛋白溶液中加入谷氨酰胺轉移酶，攪拌均勻后在50°C的水浴中反應交 聯1.5-2.5小時，然后放入80°C水浴中處理2分鐘，滅活酶，完成酶交聯混合水解蛋白水泥發 泡劑初始母液的制備； (6) 按以下質量百分比的配方，配制酶交聯混合水解蛋白水泥發泡劑:發泡劑母液25-30%，α -烯基磺酸鈉2-5%，正丁醇0.05-0.15%，聚乙烯醇0.01-0.05%，羧甲基纖維素鈉0.03- 0.05%，亞硝酸鈉0.2-0.5%，余量為水。2. 如權利要求1所述的酶交聯混合水解蛋白水泥發泡劑的制備方法，其特征在于:所述 步驟(1)中動物蹄角為豬、牛、羊的蹄角;動物蹄角:水:亞硫酸氫鈉:氫氧化鈣的添加質量比 為10:200:卜2:4-5〇3. 如權利要求1所述的酶交聯混合水解蛋白水泥發泡劑的制備方法，其特征在于:所述 步驟(2)中動物毛發為人或動物毛發中的一種或多種;脫脂的操作為將動物毛發置于水中， 加入0.2%的純堿，1-3%的ABS，在溫度45-55°C，pH值8-9的條件下洗滌2小時;所述動物毛發： 水:亞硫酸氫鈉:氫氧化鈣的添加質量比為1:20:0.04-0.1:0.36-0.44。4. 如權利要求1所述的酶交聯混合水解蛋白水泥發泡劑的制備方法，其特征在于:所述 步驟(3)中酷蛋白：水:氣氧化納的質量比為1:20:0.1。5. 如權利要求1所述的酶交聯混合水解蛋白水泥發泡劑的制備方法，其特征在于:所述 步驟(4)中目標濃度為15-25%。
【文檔編號】C04B24/38GK106082752SQ201610431033
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月15日
【發明人】蘇小舟, 栗蕾
【申請人】中原工學院