CN100586892C - 一种土建用的发泡剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

一种土建用的发泡剂的重量百分比组成为阴离子表面活性剂40%～70%，阳离子表面活性剂5%～30%，稳泡剂5%～15%，填充剂5%～15%。将固体原料粉碎至粒径小于100目混合搅拌均匀，然后将液体原料喷雾附聚于混合均匀的固体原料上，混合搅拌均匀，干燥，形成均匀的粉体。本发明具有工艺简单，容易成型，不易变质，运输方便，水溶性好，稳定性高，对混凝土强度降低较小，成本低的优点。

Description

一种土建用的发泡剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体说是一种土建用的发泡剂。

背景技术

近年来，多孔轻质材料在土建中得到广泛的应用，泡沫混凝土即为多孔轻质材料的一种，它是在水泥浆或水泥砂浆中引入适量均匀而稳定的微小气泡，搅拌均匀后再浇注硬化而成的一种内部含有大量密闭气孔的多孔性混凝土，这种混凝土具有轻质、保温、隔热、隔音、和抗盐冻剥蚀性、耐火性能好等一系列普通混凝土所不具备的特殊性能，成为一种引人注目的建筑新材料，得到广泛的应用。

能产生泡沫的物质很多，并非所有能产生泡沫的物质都能用于泡沫混凝土生产。生产泡沫混凝土的发泡剂不但要求发泡能力强，而且要求产生的泡沫应该细密均匀、泡径小、泡壁厚、稳泡性能和分散性能好。如何配制出性能优越、稳定性好的发泡剂是生产泡沫混凝土的关键。目前，我国的混凝土发泡剂品种少、产量低，且所生成泡沫的稳定性、均匀性、分散性都不理想，与水泥的结合性也不好。目前混凝土发泡剂主要以松香酸钠类、蛋白质类、表面活性剂类等为原料。松香酸钠类发泡剂因其产品质量稳定性差、易变质、泡径大、泡沫稳定性不好、水溶性差、对混凝土强度降低较大等缺点，使用效果不尽人意；蛋白质型发泡剂发泡倍数及稳定性较好，但因其原料来源有限，生产成本高，开发与应用受到制约；普通表面活性剂类发泡剂，由于性能稳定，且所用成分都已经商品化，近几年发展速度很快，但其缺点是其产生的泡沫泡径大，泡壁薄，泡沫稳定性不好，其配方急需改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种泡沫稳定性、成本低的土建用的高效发泡剂。

本发明的发泡剂是以阴-阳离子表面活性剂复配体系作为主要成分，利用阴-阳离子表面活性剂协同增效作用，阴-阳离子表面活性剂混合体系中分子间的静电相互作用，减弱了吸附层中表面活性离子之间的电性斥力，使液膜上吸附层中分子间相互作用增强，表面活性剂分子在液膜上排列紧密，使表面吸附增加。由于吸附层中分子排列紧密以及分子之间较强的相互作用使表面黏度增大、表面膜机械强度增加，使之受外力作用时不易破裂，从而增加了液膜的强度，降低透气性，使溶液产生的泡沫泡径小、泡壁厚，泡沫稳定性好。该高效发泡剂具有水溶性好，引入气泡平均孔径较小，气泡稳定性高，对混凝土强度降低较小，配比简单，使用方便的特点，可以克服已有表面活性剂类发泡剂产生的泡沫泡径大、泡壁薄、泡沫稳定性不好等问题。

本发明的技术解决方案：所用的主要成分为阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂，为提高发泡剂的性能，在配料中加入稳泡剂(三乙醇胺、水溶性高分子化合物如阿拉伯胶、明胶、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺)和填充剂。

本发明的发泡剂，按重量百分比组成为：

阴离子表面活性剂        40％～70％

阳离子表面活性剂        5％～30％

稳泡剂                  5％～15％

填充剂                  5％～15％

本发明的制备方法如下：

将固体原料粉碎至粒径小于100目混合搅拌均匀，然后将液体原料喷雾附聚于混合均匀的固体原料上，混合搅拌均匀，干燥，形成均匀的粉体。

所述的阴离子表面活性剂为：α-烯基磺酸盐(C₈-C₂₂)、烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、肥皂、脂肪醇醚羧酸盐(EO加合数为3-9，C₁₂-C₁₅)、脂肪酸甲酯磺酸盐(C₁₀-C₁₈)中的一种或几种。

所述的阳离子表面活性剂为：十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵、十八烷基二甲基氧化胺、聚多元醇胺中的一种或几种。

所述的稳泡剂为：三乙醇胺、阿拉伯胶、明胶、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺中的一种或几种。

所述的填充剂为：硫酸钠和/或硅酸钠。这些无机化合物与发泡剂中所含的水反应，将反应后的水固定为结晶水，从而使产品易干燥成型。

本发明发泡剂的应用为：发泡剂的掺入量为水泥或水泥与粉煤灰总重量的0.05～1％，搅拌混合均匀使用。

本发明的优点为；

1.制备工艺简单，容易成型，不易变质，运输方便。

2.水溶性好，引入气泡平均孔径较小，泡壁厚，气泡稳定性高，对混凝土强度降低较小。

3.可与其它外加剂复合实用，如混凝土减水剂，混凝土缓凝剂，混凝土早强剂等；使用时，与其它外加剂一起直接掺用于混凝土中进行搅拌即可，使用方便。

本发泡剂可用于生产泡沫混凝土、多空隙轻型墙体材料、轻型仿石材料等多孔轻质材料，这些材料具有质轻、隔热、隔音、防火和抗盐冻剥蚀性等优点，可应用在建筑、公路、铁路、桥梁、隧道、水利工程中。

具体实施方式

实施例1：

将α-烯基磺酸钠、脂肪酸甲酯磺酸钠盐、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基二甲基氧化胺、三乙醇胺、阿拉伯胶、硫酸钠复配，可以得到泡沫性能好的发泡剂，其重量百分比：

α-烯基磺酸钠                60％

脂肪酸甲酯磺酸钠盐           10％

十六烷基三甲基溴化铵         14％

十八烷基二甲基氧化胺         5％

三乙醇胺                     4％

阿拉伯胶                     2％

硫酸钠                       5％

用100目的筛子过筛分去固体原料中的团块和粗粒，混合搅拌均匀，然后将液体原料喷雾附聚于混合均匀的固体原料上，混合搅拌均匀，干燥，形成均匀的粉体。

制备的发泡剂的掺入量为水泥总重量的0.05％，搅拌混合均匀使用。

实施例2：

将α-烯基磺酸钠、肥皂、十二烷基磺酸钠、十二烷基二甲基苄基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、三乙醇胺、羧甲基纤维素钠、硅酸钠复配，可以得到泡沫性能好的发泡剂，其重量百分比：

α-烯基磺酸钠                45％

肥皂                         10％

十二烷基磺酸钠               10％

十二烷基二甲基苄基溴化铵     10％

十六烷基三甲基溴化铵         5％

三乙醇胺                     5％

羧甲基纤维素钠               5％

硅酸钠                       10％

用100目的筛子过筛分去固体原料中的团块和粗粒，混合搅拌均匀，然后将液体原料喷雾附聚于混合均匀的固体原料上，混合搅拌均匀，干燥，形成均匀的粉体。

制备发泡剂的掺入量为水泥总重量的0.1％，搅拌混合均匀使用。

实施例3：

将十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪酸甲酯磺酸钠盐、十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、聚丙烯酰胺、阿拉伯胶、硫酸钠复配，可以得到泡沫性能好的发泡剂，其重量百分比：

十二烷基磺酸钠                60％

十二烷基硫酸钠                5％

脂肪酸甲酯磺酸钠盐            5％

十八烷基三甲基氯化铵          3％

十六烷基三甲基氯化铵          5％

聚丙烯酰胺                    4％

阿拉伯胶                        3％

硫酸钠                          15％

用100目的筛子过筛分去固体原料中的团块和粗粒，混合搅拌均匀，然后将液体原料喷雾附聚于混合均匀的固体原料上，混合搅拌均匀，干燥，形成均匀的粉体。

制备发泡剂的掺入量为水泥总重量的0.5％，搅拌混合均匀使用。

实施例4：

将α-烯基磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪酸甲酯磺酸钠盐、十六烷基三甲基溴化铵、聚多元醇胺、聚丙烯酰胺、明胶、阿拉伯胶、硫酸钠复配，可以得到泡沫性能好的发泡剂，其重量百分比：

α-烯基磺酸钠                    48％

月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠           20％

脂肪酸甲酯磺酸钠盐               10％

十六烷基三甲基溴化铵             3％

聚多元醇胺                       2％

聚丙烯酰胺                       3％

明胶                             2％

硫酸钠                           12％

用100目的筛子过筛分去固体原料中的团块和粗粒，混合搅拌均匀，然后将液体原料喷雾附聚于混合均匀的固体原料上，混合搅拌均匀，干燥，形成均匀的粉体。

制备发泡剂的掺入量为水泥与粉煤灰总重量的0.7％，搅拌混合均匀使用。

实施例5：

将十二烷基硫酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇醚羧酸纳、十六烷基三甲基溴化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、聚丙烯酰胺、明胶、硫酸钠、硅酸钠复配，可以得到泡沫性能好的发泡剂，其重量百分比：

十二烷基硫酸钠                    25％

月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠            10％

脂肪醇醚羧酸纳                    5％

十六烷基三甲基溴化铵              17％

双十八烷基二甲基氯化铵            13％

聚丙烯酰胺                        8％

明胶                              7％

硫酸钠                            10％

硅酸钠                            5％

用100目的筛子过筛分去固体原料中的团块和粗粒，混合搅拌均匀，然后将液体原料喷雾附聚于混合均匀的固体原料上，混合搅拌均匀，干燥，形成均匀的粉体。

制备发泡剂的掺入量为水泥与粉煤灰总重量的1％，搅拌混合均匀使用。

实施例6：

将脂肪酸甲酯磺酸钠盐、α-烯基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇醚羧酸纳、脂肪酸甲酯磺酸钠盐、肥皂、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十八烷基二甲基氧化胺复配，可以得到泡沫性能好的发泡剂，其重量百分比：

脂肪酸甲酯磺酸钠盐                10％

α-烯基磺酸钠                     15％

十二烷基硫酸钠                    15％

脂肪醇醚羧酸纳                    12％

脂肪酸甲酯磺酸钠盐                7％

肥皂                              11％

十六烷基三甲基氯化铵              5％

十八烷基三甲基氯化铵              5％

十二烷基二甲基苄基氯化铵          2％

十八烷基二甲基氧化胺              3％

阿拉伯胶                          7％

硫酸钠                            8％

用100目的筛子过筛分去固体原料中的团块和粗粒，混合搅拌均匀，然后将液体原料喷雾附聚于混合均匀的固体原料上，混合搅拌均匀，干燥，形成均匀的粉体。

制备发泡剂的掺入量为水泥与粉煤灰总重量的0.8％，搅拌混合均匀使用。

实施例7：

将十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、脂肪醇醚羧酸纳、α-烯基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、阿拉伯胶、明胶、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺、硫酸钠、硅酸钠复配，可以得到泡沫性能好的发泡剂，其重量百分比：

十二烷基硫酸钠                5％

十二烷基磺酸钠                20％

脂肪醇醚羧酸纳                10％

α-烯基磺酸钠                 15％

十六烷基三甲基溴化铵          25％

阿拉伯胶                      2％

明胶                          2％

羧甲基纤维素钠                3％

聚丙烯酰胺                    5％

硫酸钠                        7％

硅酸钠                        6％

用100目的筛子过筛分去固体原料中的团块和粗粒，混合搅拌均匀，然后将液体原料喷雾附聚于混合均匀的固体原料上，混合搅拌均匀，干燥，形成均匀的粉体。

制备发泡剂的掺入量为水泥总重量的0.07，搅拌混合均匀使用。

Claims (5)

1、一种土建用的发泡剂，其特征在于重量百分比组成为：

阴离子表面活性剂        40％～70％

阳离子表面活性剂        5％～30％

稳泡剂                  5％～15％

填充剂                  5％～15％

所述的阴离子表面活性剂为：碳链长为8-22的α-烯基磺酸盐、烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、肥皂、碳链长为12-15并且EO加合数为3-9的脂肪醇醚羧酸盐、碳链长为10-18的脂肪酸甲酯磺酸盐中的一种或几种；

所述的阳离子表面活性剂为：十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵、十八烷基二甲基氧化胺、聚多元醇胺中的一种或几种。

2、如权利要求1所述的一种土建用的发泡剂，其特征在于所述的稳泡剂为：三乙醇胺、阿拉伯胶、明胶、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺中的一种或几种。

3、如权利要求1所述的一种土建用的发泡剂，其特征在于所述的填充剂为：硫酸钠和/或硅酸钠。

4、如权利要求1-3任一所述的一种土建用的发泡剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

将固体原料粉碎至粒径小于100目混合搅拌均匀，然后将液体原料喷雾附聚于混合均匀的固体原料上，混合搅拌均匀，干燥，形成均匀的粉体。

5、如权利要求1-3任一所述的一种土建用的发泡剂的应用，其特征在于发泡剂的掺入量为水泥或水泥与粉煤灰总重量的0.05～1％。