CN102344299B - 超低密度抗渗泡沫混凝土用发泡剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超低密度抗渗泡沫混凝土用发泡剂及其制备方法，所述发泡剂的成分及质量百分组成为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠8-18，十二烷基硫酸钠0.1-7，十二烷基苯磺酸钠0.5-7，纯丙乳液或者苯丙乳液4-15，脂肪醇聚氧乙烯醚3-6，羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素0.5-2，改性硅树脂或改性纳米膨润土0.1-5，增稠剂0.1-0.5和余量的水。其为一种性能稳定，发泡倍数高，与基材和易性好的抗渗泡沫混凝土用发泡剂，能应用到密度在100～600kg/m3之间的泡沫混凝土制品中，其原材料易得，且价格低廉，长时间贮存而不变质，能够有效的提高泡沫混凝土强度和软化系数等性能。
Description
技术领域
本发明涉及发泡剂，尤其涉及一种超低密度泡沫混凝土用发泡剂及其制备方法。
背景技术
泡沫混凝土除能保温隔热的性能外，还具有吸能抗震抗爆、隔音吸音、吸收电磁波、透水过滤、抗渗抗潮、保水绿化、耐火、防火、抗冲、漂浮承载等优良性能。发泡剂是制备泡沫混凝土的主要材料之一，发泡剂质量的优劣和发泡成分直接影响着泡沫混凝土的各项性能，决定着泡沫混凝土的使用方向和领域。目前，我国泡沫混凝土用发泡剂是第一代松香类、第二代合成类、第三代蛋白类、第四代复合类同时存在和应用，种类、牌号繁多，令人眼花缭乱，难识优劣。其中绝大多数泡沫混凝土用发泡剂由于自身诸多缺陷，例如：泡沫不稳定、泡径不均一、消泡、和易性差等，严重制约了泡沫混凝土的应用和其制品的质量。
近来市面上大量出现了所谓第四代复合类型泡沫混凝土用发泡剂其实只是各种初级发泡剂的简单混合体，虽然在泡沫的稳定性方面有所提高，但不能广泛的应用在密度在100～600kg/m3之间的泡沫混凝土制品中，即便可以用上，其闭孔率、强度、软化系数等性能参数均比较低，谈不上真正意义上的第四代泡沫混凝土发泡剂。另外大部分第四代泡沫混凝土用发泡剂都采用了从天然物质中提取的发泡材料，例如：松香、茶皂素、皂角苷、骨胶等，这些发泡材料受物质的生长环境、季节、提取工艺和产地的不同，其品质不够稳定，原材料受到限制，尤其是骨胶蛋白类发泡材料中含有大量的氨基酸物质，长时间储存困难，容易滋生细菌而变质腐臭，不仅污染车间工作环境，更重要的是影响发泡剂的发泡功能。
泡沫混凝土自身存在着大量的孔状结构，孔状结构包括开孔和闭孔的气泡、通透和非通透的毛细孔，闭孔气泡和非通透毛细孔结构占总的孔状结构比例越高，泡沫混凝土制品越防渗，反之则越低。现有的泡沫混凝土用发泡剂的发泡倍数较低，用水量较大，发出的气泡含水量和开孔率较高，因气泡中含水量高，单个气泡重量较大，影响着气泡与气泡之间在混凝土基材中堆砌结构，加上多余水分的挥发，基材的毛细孔数量大大增加，泡沫混凝土制品不具备防渗功能，需要额外添加防水防渗材料。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种性能稳定，发泡倍数高，与基材和易性好的抗渗泡沫混凝土用发泡剂，能应用到密度在100～600kg/m3之间的泡沫混凝土制品中，其原材料易得，且价格低廉，长时间贮存而不变质，能够有效的提高泡沫混凝土强度和软化系数等性能。
本发明的技术解决方案是这样实现的：
一种超低密度抗渗泡沫混凝土用发泡剂，其组分及质量百分组成如下：
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES， 8-18
十二烷基硫酸钠K12， 0.1-7
十二烷基苯磺酸钠DBS， 0.5-7
纯丙乳液或苯丙乳液， 4-15
脂肪醇聚氧乙烯醚AEO， 3-6
羟乙基纤维素HEC或羟丙基甲基纤维素HPMC， 0.5-2
改性硅树脂或改性纳米膨润土， 0.1-5
增稠剂， 0.1-0.5
水 余量；
其中，所述十二烷基硫酸钠K12和十二烷基苯磺酸钠DBS的质量百分数之和不大于7。
所述增稠剂为常规的市售涂料用增稠剂。
所述发泡剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)准备原材料：将质量百分比为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠8-18％，十二烷基硫酸钠0.1-7％，十二烷基苯磺酸钠0.5-7％，乳液4-15％，脂肪醇聚氧乙烯醚3-6％，羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素0.5-2％，改性硅树脂或改性纳米膨润土0.1-5％，增稠剂0.1-0.5和余量水按比例备好；
(2)将羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素加入其10-50倍质量的水中浸泡20-30min，制成胶液；
(3)再依次加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和适量的水，在温度30℃-50℃下加热10-15min并不停搅拌；
(4)静置5min后，搅拌并依次加入纯丙乳液或者苯丙乳液、脂肪醇聚氧乙烯醚、改性树脂硅树脂或改性纳米膨润土和增稠剂，最后再补足水量。
与现有的泡沫混凝土用发泡剂相比，本发明具有以下优点：
(1)将本发明用于泡沫混凝土的制备中，形成孔状结构，其闭孔率可以达到95％以上，泡沫混凝土制品防渗性能大大提高，24小时浸水试验的结果是不同密度的含水率在8％-30％，无需额外添加防水防渗材料或降低添加量，降低生产成本；密度为100-600kg/m3，泡沫混凝土制品通过压力试验和软化试验，其强度达到了0.2-5.1MPa，软化系数达到了0.8-0.95；
(2)本发明所发出的气泡泡径均一，大约在0.1～0.5mm之间，气泡泡壁是稳定的双电子层结构、柔韧性好，气泡稳定、长时间不消泡(气泡稳泡时间随发泡剂所稀释的倍数不同可达100-180min之间)、含水量低(每升泡沫的重量随发泡剂所稀释的倍数不同在35-55g)、与混凝土基材和易性良好，可以用来制备超低密度的泡沫混凝土制品；
(3)本发明采用了大宗化学产品为主要原材料，原材料品质和需求量不受季节、环境、工艺和产地等外界因素影响，且不属于易燃易爆物品，便于运输；
(4)本发明工艺简单，无需大型机械设备和较大生产场地，只需简单操作和短时间加热，免去复杂的工艺流程，生产时间大大缩短，节省人力、水电和设备投资成本；
(5)本发明中所有原材料对环境友好，无刺激性气味，对动植物无毒害影响，不会产生二次污染，另外使用过程中用水量较传统的发泡剂节约50％用水量。
具体实施方式
下面举例对本发明进一步作详细的描述：
实施例1
按(质量比)脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)8.5-10％，十二烷基硫酸钠(K12)2％，十二烷基苯磺酸钠(DBS)3.5％，纯丙或苯丙乳液6％，脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)3.5％，羟乙基纤维素(HEC)或羟丙基甲基纤维素(HPMC)1％，改性硅树脂或改性纳米膨润土0.5％，增稠剂0.15％和余量的水的比例备好原材料。首先将羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素加入其25倍质量的水中浸泡20-30min，制成胶液，再依次加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和适量的水，在温度30℃-50℃下水浴加热10-15min并不停搅拌，静置5min后，搅拌并依次加入纯丙乳液或苯丙乳液、脂肪醇聚氧乙烯醚、改性树脂或改性纳米膨润土和增稠剂，最后再补足水量。本配方得到的产品PH＝6.5-7，能应用到密度在100～250kg/m3之间的泡沫混凝土制品中，发泡剂最大可以被被水稀释15倍使用，其稳泡时间可达到110分钟；最少可以被水稀释5倍，其稳泡时间可达到150分钟；用本配方发泡剂所制得的泡沫混凝土制品的密度为150-300kg/m3，通过压力试验和软化试验，其强度达到了0.3-2兆帕，软化系数达到了0.8-0.85，24小时浸水试验的结果是不同密度的含水率在25％-30％。
实施例2
按(质量比)脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)10.5-12％，十二烷基硫酸钠(K12)2.5％，十二烷基苯磺酸钠(DBS)4％，纯丙或苯丙乳液8-10％，脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)4％，羟乙基纤维素(HEC)或羟丙基甲基纤维素(HPMC)0.5％，改性硅树脂或改性纳米膨润土1.5％，增稠剂0.1％和余量的水的比例备好原材料。首先将羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素加入其25倍质量的水中浸泡20-30min，制成胶液，再依次加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和适量的水，在温度30℃-50℃下水浴加热10-15min并不停搅拌，静置5min后，搅拌并依次加入纯丙或苯丙乳液、脂肪醇聚氧乙烯醚、改性树脂或改性纳米膨润土和增稠剂，最后再补足水量。本配方得到的产品PH＝6.5-7，能应用到密度在100～400kg/m3之间的泡沫混凝土制品中，最大可以被水稀释20倍使用，其稳泡时间可达到110分钟；最少可以被水稀释10倍使用，其稳泡时间可达到180分钟；用本配方发泡剂所制得的泡沫混凝土制品的密度为200-350kg/m3，通过压力试验和软化试验，其强度达到了0.5-2.6兆帕，软化系数达到了0.8-0.85，24小时浸水试验后的含水率在21％-25％。
实施例3
按(质量比)脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)12.5-14％，十二烷基硫酸钠(K12)3％，十二烷基苯磺酸钠(DBS)1.5％，纯丙或苯丙乳液8-10％，脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)4％，羟乙基纤维素(HEC)0.2％，改性硅树脂或改性纳米膨润土2.5％，增稠剂0.1％和余量的水的比例备好原材料。首先将羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素加入其25倍质量的水中浸泡20-30min，制成胶液，再依次加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和适量的水，在温度30℃-50℃下水浴加热10-15min并不停搅拌，静置5min后，搅拌并依次加入纯丙或苯丙乳液、脂肪醇聚氧乙烯醚、改性树脂或改性纳米膨润土和增稠剂，最后再补足水量。本配方得到的产品PH＝6.5-7，能应用到密度在200～500kg/m3之间的泡沫混凝土制品中，最大可以被水稀释25倍使用，其稳泡时间可达到110分钟；最少可以被水稀释8倍使用，其稳泡时间可达到180分钟；用本配方发泡剂所制得的泡沫混凝土制品的密度为200-400kg/m3，通过压力试验和软化试验，其强度达到了0.5-3.2兆帕，软化系数达到了0.8-0.92，24小时浸水试验后含水率在18％-20％。
实施例4
按(质量比)脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)14-16％，十二烷基硫酸钠(K12)4％，十二烷基苯磺酸钠(DBS)2.5％，纯丙或苯丙乳液4-15％，脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)3-6％，羟丙基甲基纤维素(HPMC)0.5％-2％，改性硅树脂或改性纳米膨润土3.5％，增稠剂0.1-0.5％和余量的水的比例备好原材料。首先将羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素加入其25倍质量的水中浸泡20-30min，制成胶液，再依次加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和适量的水，在温度30℃-50℃下水浴加热10-15min并不停搅拌，静置5min后，搅拌并依次加入纯丙乳液或者苯丙乳液、脂肪醇聚氧乙烯醚、改性树脂或改性纳米膨润土和增稠剂，最后再补足水量。本配方得到的产品PH＝6.5-7，能应用到密度在200～600kg/m3之间的泡沫混凝土制品中，最大可以被水稀释30倍使用，其稳泡时间可达到110分钟；最少可以被水稀释10倍使用，其稳泡时间可达到180分钟；用本配方发泡剂所制得的泡沫混凝土制品的密度为300-500kg/m3，通过压力试验和软化试验，其强度达到了1.2-3.6兆帕，软化系数达到了0.82-0.92，24小时浸水试验后的含水率在15％-19％。
实施例5
按(质量比)脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)16-18％，十二烷基硫酸钠(K12)5％，十二烷基苯磺酸钠(DBS)1.5％，纯丙或苯丙乳液4-15％，脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)3-6％，羟丙基甲基纤维素(HPMC)0.5％-2％，改性硅树脂或改性纳米膨润土4.5％，增稠剂0.1-0.5％和余量的水的比例备好原材料。首先将羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素加入其25倍质量的水中浸泡20-30min，制成胶液，再依次加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和适量的水，在温度30℃-50℃下水浴加热10-15min并不停搅拌，静置5min后，搅拌并依次加入纯丙乳液或者苯丙乳液、脂肪醇聚氧乙烯醚、改性树脂或改性纳米膨润土和增稠剂，最后再补足水量。本配方得到的产品PH＝6.5-7，能应用到密度在200～600kg/m3之间的泡沫混凝土制品中，最大可以被水稀释30倍使用，其稳泡时间可达到110分钟；最少可以被水稀释10倍使用，其稳泡时间可达到180分钟；用本配方发泡剂所制得的泡沫混凝土制品的密度为380-600kg/m3，通过压力试验和软化试验，其强度达到了2.2-4.9兆帕，软化系数达到了0.86-0.95，24小时浸水试验后的含水率在8％-12％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种超低密度抗渗泡沫混凝土用发泡剂，其成分及质量百分组成如下：
其中，所述十二烷基硫酸钠K12和十二烷基苯磺酸钠DBS的质量百分数之和不大于7。
2.一种如权利要求1所述的发泡剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）准备原材料：将质量百分比为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠8-18%，十二烷基硫酸钠0.1-7%，十二烷基苯磺酸钠0.5-7%，乳液4-15%，脂肪醇聚氧乙烯醚3-6%，羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素0.5-2%，改性硅树脂0.1-5%，增稠剂0.1-0.5%和余量水按比例备好；
（2）将羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素加入其10-50倍质量的水中浸泡20-30min，制成胶液；
（3）再依次加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和适量的水，在温度30℃-50℃下加热10-15min并不停搅拌；
（4）静置5min后，搅拌并依次加入乳液、脂肪醇聚氧乙烯醚、改性硅树脂和增稠剂，最后再补足水量。
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