CN112624659A - 一种复合型植物蛋白发泡剂及其制备方法 - Google Patents

一种复合型植物蛋白发泡剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于混凝土用发泡剂技术领域，具体涉及一种复合型植物蛋白发泡剂及其制备方法，所述复合型植物蛋白发泡剂由以下重量份数的原料制成：植物蛋白：10‑20份，表面活性剂：20‑25份，稳泡剂：0.5‑2份，增强剂：5‑15份，稀释剂：5‑10份，水：45‑70份；所述的植物蛋白由茶皂素与椰子油脂肪酸二乙醇酰胺按重量比1：1‑3配合而成。本发明所得复合型植物蛋白发泡剂泌水率和沉降距较小，完全满足泡沫混凝土行业标准的要求，制备得到的泡沫混凝土抗压强度高。

Description

一种复合型植物蛋白发泡剂及其制备方法
技术领域
本发明属于混凝土用发泡剂技术领域，具体涉及一种复合型植物蛋白发泡剂及其制备方法。
背景技术
现今泡沫混凝土或者气泡轻质土行业中，对发泡剂的要求越来越高，相对于松香类发泡剂和合成类发泡剂，蛋白类发泡剂的发展遇到了很大的难度。蛋白类包括植物蛋白和动物蛋白，而动物蛋白类由于来源材料为动物角质材料，或者动物皮毛类，原材料污染，在生产过程中也是存在大量污染因素，因此在泡沫混凝土现浇市场上很难大量应用，而植物蛋白发泡剂虽然也经过大量的实验应用，存在发泡倍率低，只能用于生产600kg/m³以上的泡沫混凝土产品，无法满足泡沫混凝土及泡沫轻质土的300kg/m³--500kg/m³的轻质性要求以及超轻质的要求。
公告号为CN107721238B的中国发明专利公开了一种植物蛋白发泡剂及其制备方法。植物蛋白发泡剂的制备原料，按重量份计，至少包括：植物蛋白：1～20重量份，稳定剂：0.1～1重量份，分散剂：0.1～1重量份，水：78～98.8重量份；所述植物蛋白为皂角苷植物蛋白或茶皂素植物蛋白中的任一种或多种的混合；所述分散剂为阴离子型表面活性剂；所述稳定剂为阿拉伯树胶、纤维素、改性纤维素中的任一种或多种的混合。但是，该专利植物蛋白的组分含量过高，而植物蛋白皂角苷植物蛋白或茶皂素植物蛋白的特点是稳泡好，稳泡时间很长，缓凝严重，当用于混凝土发泡剂，水泥不容易凝结，直接影响了泡沫混凝土的品质。
1.公开号为CN104177118B的中国发明专利公开了一种早强型复合泡沫混凝土发泡剂及其制备方法，该发泡剂是由复合发泡组分、稳泡组分、早强组分 和水组成，各组分配比按质量百分数计为：复合发泡组分40%～80%，稳泡组分1.0%～5.0%，早强组分3.3%～22%，水10%～45%，所述复合发泡组分是由合成表面活性剂类发泡剂和蛋白质发泡剂复合而成。该发明制备的发泡剂发泡倍数高，泡沫稳定性优异，与通用水泥浆体相容性佳；将该发泡剂应用与泡沫混凝土，制备的泡沫混凝土无塌摸现象、早期强度提升快，且较易制备密度等级300kg/m3及以上的泡沫混凝土。但是，该专利生产发泡剂需要温度40℃到100℃之间加热搅拌，操作麻烦，而且植物蛋白选用茶皂素和/或皂角苷，稳泡时间很长，缓凝严重，影响泡沫混凝土的强度。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种复合型植物蛋白发泡剂及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种复合型植物蛋白发泡剂，由以下重量份数的原料制成：
植物蛋白：10-20份
表面活性剂：20-25份
稳泡剂：0.5-2份
增强剂：5-15份
稀释剂：5-10份
水：45-70份；
所述的植物蛋白由茶皂素与椰子油脂肪酸二乙醇酰胺按重量比1：1-3配合而成。
优选地，所述的表面活性剂为阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂。
优选地，所述的阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和脂肪酸甲酯磺酸钠中一种或几种。
优选地，所述的两性表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、椰油酰胺丙基氧化胺和十二烷基二甲基甜菜碱中一种或几种。
优选地，所述的稳泡剂为羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇中一种或多种。
优选地，所述的稳泡剂为羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇。
优选地，所述的羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇重量比为5:2:3。
优选地，所述的增强剂为氯化镁和/或氯化钠。
优选地，所述的稀释剂为乙醇、仲丁醇和正丁醇中的一种或多种。
一种复合型植物蛋白发泡剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将水加入到反应釜内，备用；
（2）将表面活性剂缓缓加入步骤（1）水中，搅拌2-4h；
（3）在步骤（2）所得混合物中加入稳泡剂，搅拌30-120min；
（4）在步骤（3）所得混合物中加入植物蛋白，搅拌5-15min；
（5）将增强剂在稀释剂中溶解均匀，然后加入步骤（4）所得混合物中，搅拌10-20min，即得。
本发明的积极有益效果：
1. 本发明所述的植物蛋白由茶皂素与椰子油脂肪酸二乙醇酰胺按重量比1：1-3配合而成，椰子油脂肪酸二乙醇酰胺降低了茶皂素的絮凝现象，使植物蛋白起到发泡作用，兼具稳泡作用；表面活性剂具有发泡作用，与植物蛋白协同作用，发泡效果好；稳泡剂起到稳泡作用，而且稳泡剂用量少，在不降低稳泡性能的前提下保持良好发泡倍率，提高了水泥水化强度；增强剂提高产品的强度，且可以调节孔径大小，维持稳定的孔径结构；稀释剂便于增强剂充分分散，兼具助泡作用；水稀释调和均匀各种原料，所得复合型植物蛋白发泡剂泌水率和沉降距较小，完全满足泡沫混凝土行业标准的要求，制备得到的泡沫混凝土抗压强度高。
2. 本发明制备方法不需要高温熬制，可以采用常温搅拌混合制作，产品无沉淀，制备工艺简单。
具体实施方式
下面结合一些具体实施方式，对本发明进一步说明。
实施例1
一种复合型植物蛋白发泡剂，由以下重量份数的原料制成：茶皂素5份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺5份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠15份、椰油酰胺丙基甜菜碱10份、羟丙基甲基纤维素0.5份、氯化镁5份、正丁醇10份和水70份。
上述复合型植物蛋白发泡剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将水加入到反应釜内，备用；
（2）将脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱缓缓加入步骤（1）水中，搅拌2h；
（3）在步骤（2）所得混合物中加入羟丙基甲基纤维素，搅拌30min；
（4）将茶皂素、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺混合均匀，然后加入步骤（3）所得混合物中，搅拌10min；
（5）将氯化镁在正丁醇中溶解均匀，然后加入步骤（4）所得混合物中，搅拌20min，即得。
实施例2
一种复合型植物蛋白发泡剂，由以下重量份数的原料制成：茶皂素8份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺10份、脂肪酸甲酯磺酸钠10份、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱12份、稳泡剂1份、氯化钠5份、仲丁醇10份和水55份。
所述的稳泡剂为羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇，重量比为5:2:3。
上述复合型植物蛋白发泡剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将水加入到反应釜内，备用；
（2）将脂肪酸甲酯磺酸钠、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱缓缓加入步骤（1）水中，搅拌3h；
（3）在步骤（2）所得混合物中加入稳泡剂，搅拌60min；
（4）将茶皂素、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺混合均匀，然后加入步骤（3）所得混合物中，搅拌15min；
（5）将氯化钠在仲丁醇中溶解均匀，然后加入步骤（4）所得混合物中，搅拌10min，即得。
实施例3
一种复合型植物蛋白发泡剂，由以下重量份数的原料制成：茶皂素5份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺10份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠10份、脂肪酸甲酯磺酸钠5份、椰油酰胺丙基甜菜碱5份、稳泡剂1.2份、氯化镁14份、仲丁醇10份和水60份。
所述的稳泡剂为羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇，重量比为5:2:3。
上述复合型植物蛋白发泡剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将水加入到反应釜内，备用；
（2）将脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪酸甲酯磺酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱缓缓加入步骤（1）水中，搅拌4h；
（3）在步骤（2）所得混合物中加入稳泡剂，搅拌50min；
（4）将茶皂素、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺混合均匀，然后加入步骤（3）所得混合物中，搅拌10min；
（5）将氯化镁在仲丁醇中溶解均匀，然后加入步骤（4）所得混合物中，搅拌15min，即得。
实施例4
一种复合型植物蛋白发泡剂，由以下重量份数的原料制成：茶皂素5份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺10份、十二烷基苯磺酸钠10份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠10份、十二烷基二甲基甜菜碱5份、稳泡剂1.5份、氯化镁15份、仲丁醇10份和水45份。
所述的稳泡剂为羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇，重量比为5:2:3。
上述复合型植物蛋白发泡剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将水加入到反应釜内，备用；
（2）将十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基二甲基甜菜碱缓缓加入步骤（1）水中，搅拌3h；
（3）在步骤（2）所得混合物中加入稳泡剂，搅拌120min；
（4）将茶皂素、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺混合均匀，然后加入步骤（3）所得混合物中，搅拌15min；
（5）将氯化镁在仲丁醇中溶解均匀，然后加入步骤（4）所得混合物中，搅拌10min，即得。
实施例5
一种复合型植物蛋白发泡剂，由以下重量份数的原料制成：茶皂素5份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺15份、十二烷基硫酸钠10份、脂肪酸甲酯磺酸钠5份、椰油酰胺丙基氧化胺5份、稳泡剂2份、氯化镁9份、乙醇10份和水50份。
所述的稳泡剂为羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇，重量比为1:1:1。
上述复合型植物蛋白发泡剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将水加入到反应釜内，备用；
（2）将十二烷基硫酸钠、脂肪酸甲酯磺酸钠、椰油酰胺丙基氧化胺缓缓加入步骤（1）水中，搅拌3h；
（3）在步骤（2）所得混合物中加入稳泡剂，搅拌60min；
（4）将茶皂素、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺混合均匀，然后加入步骤（3）所得混合物中，搅拌5min；
（5）将氯化镁在乙醇中溶解均匀，然后加入步骤（4）所得混合物中，搅拌20min，即得。
实施例6
一种复合型植物蛋白发泡剂，由以下重量份数的原料制成：茶皂素10份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺10份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠15份、椰油酰胺丙基甜菜碱5份、稳泡剂1.5份、氯化镁10份、仲丁醇5份和水60份。
所述的稳泡剂为羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇，重量比为1:1:1。
上述复合型植物蛋白发泡剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将水加入到反应釜内，备用；
（2）将脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱缓缓加入步骤（1）水中，搅拌2h；
（3）在步骤（2）所得混合物中加入稳泡剂，搅拌100min；
（4）将茶皂素、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺混合均匀，然后加入步骤（3）所得混合物中，搅拌10min；
（5）将氯化镁在仲丁醇中溶解均匀，然后加入步骤（4）所得混合物中，搅拌10min，即得。
对比实施例1
本实施例复合型植物蛋白发泡剂与实施例3基本相同，相同之处不重述，有些不同的是：一种复合型植物蛋白发泡剂，由以下重量份数的原料制成：茶皂素10份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺5份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠10份、脂肪酸甲酯磺酸钠5份、椰油酰胺丙基甜菜碱5份、稳泡剂1.2份、氯化镁14份、仲丁醇10份和水60份。
对比实施例2
本实施例复合型植物蛋白发泡剂与实施例3基本相同，相同之处不重述，有些不同的是：一种复合型植物蛋白发泡剂，由以下重量份数的原料制成：茶皂素3份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺12份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠10份、脂肪酸甲酯磺酸钠5份、椰油酰胺丙基甜菜碱5份、稳泡剂1.2份、氯化镁14份、仲丁醇10份和水60份。
对比实施例3
本实施例复合型植物蛋白发泡剂与实施例3基本相同，相同之处不重述，有些不同的是：一种复合型植物蛋白发泡剂，由以下重量份数的原料制成：茶皂素5份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺10份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠20份、稳泡剂1.2份、氯化镁14份、仲丁醇10份和水60份。
应用试验
将本发明实施例1-6所得复合型植物蛋白发泡剂与水按照1:60重量比稀释，1h后进行泌水率和沉降距性能检测，然后做成300kg/m³或者400kg/m³试块，进行7天抗压强度和28天抗压强度检测，检测结果见表1。
表1 本发明实施例1-6以及对比实施例1-3得到的复合型植物蛋白发泡剂性能检测结果
Figure DEST_PATH_IMAGE001
由表1可知，本发明所得复合型植物蛋白发泡剂泌水率和沉降距较小，完全满足泡沫混凝土行业标准的要求，制备得到的泡沫混凝土抗压强度高。当对比实施例1茶皂素与椰子油脂肪酸二乙醇酰胺重量比2:1，当对比实施例2茶皂素与椰子油脂肪酸二乙醇酰胺重量比1:4，当对比实施例3将表面活性剂全部选用阴离子表面活性剂，所得复合型植物蛋白发泡剂泌水率和沉降距显著升高，而且制备得到的泡沫混凝土抗压强度也有所下降。

Claims (10)

1.一种复合型植物蛋白发泡剂，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：
植物蛋白：10-20份
表面活性剂：20-25份
稳泡剂：0.5-2份
增强剂：5-15份
稀释剂：5-10份
水：45-70份；
所述的植物蛋白由茶皂素与椰子油脂肪酸二乙醇酰胺按重量比1：1-3配合而成。
2.根据权利要求1所述的复合型植物蛋白发泡剂，其特征在于，所述的表面活性剂为阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂。
3.根据权利要求2所述的复合型植物蛋白发泡剂，其特征在于，所述的阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和脂肪酸甲酯磺酸钠中一种或几种。
4.根据权利要求2所述的复合型植物蛋白发泡剂，其特征在于，所述的两性表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、椰油酰胺丙基氧化胺和十二烷基二甲基甜菜碱中一种或几种。
5.根据权利要求1所述的复合型植物蛋白发泡剂，其特征在于，所述的稳泡剂为羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇中一种或多种。
6.根据权利要求5所述的复合型植物蛋白发泡剂，其特征在于，所述的稳泡剂为羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇。
7.根据权利要求6所述的复合型植物蛋白发泡剂，其特征在于，所述的羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇重量比为5:2:3。
8.根据权利要求1所述的复合型植物蛋白发泡剂，其特征在于，所述的增强剂为氯化镁和/或氯化钠。
9.根据权利要求1所述的复合型植物蛋白发泡剂，其特征在于，所述的稀释剂为乙醇、仲丁醇和正丁醇中的一种或多种。
10.一种权利要求1-9任一项所述的复合型植物蛋白发泡剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将水加入到反应釜内，备用；
（2）将表面活性剂缓缓加入步骤（1）水中，搅拌2-4h；
（3）在步骤（2）所得混合物中加入稳泡剂，搅拌30-120min；
（4）在步骤（3）所得混合物中加入植物蛋白，搅拌5-15min；
（5）将增强剂在稀释剂中溶解均匀，然后加入步骤（4）所得混合物中，搅拌10-20min，即得。
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