CN117720766A - 一种环保型高效发泡剂及其制备方法 - Google Patents

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杨京学
宫海峰
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Abstract

本发明涉及发泡剂技术领域,提出了一种环保型高效发泡剂及其制备方法,环保型高效发泡剂包括以下重量份的组分:中性水95~175份、表面活性剂6~12份、碳酸钠0.5~2.5份、稳泡剂2~3份、增稠剂1~2份;表面活性剂由离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂组成;离子型表面活性剂包括椰油酰甘氨酸钠和椰油酰肌氨酸钠中的一种。通过上述技术方案,解决了现有技术中的发泡剂的发泡倍数低和泡沫稳定性差的问题。

Description

一种环保型高效发泡剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及发泡剂技术领域,具体的,涉及一种环保型高效发泡剂及其制备方法。
背景技术
随着我国墙体材料改革与建筑节能政策的推行,节能环保型建筑材料的开发和应用受到广泛地重视,国内大力发展节能、保温、轻质、隔热、防火等新型材料。其中发泡的建筑材料被广泛应用,如发泡聚氨酯、发泡混凝土等等,发泡材料具有质轻、隔热保温、隔音耐火、抗震性能好等诸多优点,在国外已经得到了广泛的应用,近几年来在国内发展速度也十分迅速。发泡材料的发泡方式中将发泡剂水溶液制备成泡沫,再将泡沫加入到基体料中,经混合搅拌、成型等加工方法可制成多孔材料。在发泡过程中泡沫的稳定性和发泡倍数对发泡材料的性能具有重要影响,因此,为了保证发泡材料性能的同时符合绿色环保发展趋势,开发一种发泡倍数高、泡沫稳定的环保型发泡剂十分必要。
发明内容
本发明提出一种环保型高效发泡剂及其制备方法,解决了相关技术中发泡剂的发泡倍数低和泡沫稳定性差的问题。
本发明的技术方案如下:
本发明提出一种环保型高效发泡剂,包括以下重量份的组分:中性水95~175份、表面活性剂6~12份、碳酸钠0.5~2.5份、稳泡剂2~3份、增稠剂1~2份;所述表面活性剂由离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂组成;所述离子型表面活性剂包括椰油酰甘氨酸钠和椰油酰肌氨酸钠中的一种。
作为进一步的技术方案,所述非离子型表面活性剂为APG0810、APG1216、APG0814中的两种。
作为进一步的技术方案,所述离子型表面活性剂的质量小于所述非离子型表面活性剂的质量。
作为进一步的技术方案,所述离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂的质量比为1:2~5。
作为进一步的技术方案,当所述非离子型表面活性剂为APG0810和APG1216时,所述离子型表面活性剂、APG0810和APG1216的质量比为2:4:5~2:2:7。
作为进一步的技术方案,所述稳泡剂为海藻酸钠。
作为进一步的技术方案,所述增稠剂为黄原胶、阿拉伯胶和明胶中的一种或多种。
作为进一步的技术方案,所述增稠剂为黄原胶和阿拉伯胶。
作为进一步的技术方案,所述黄原胶和所述阿拉伯胶的质量比为2:3~4:1。
本发明还提出所述的环保型高效发泡剂的制备方法,包括以下步骤:将环保型高效发泡剂的组分进行搅拌混合,得到环保型高效发泡剂。
本发明的工作原理及有益效果为:
1、本发明中,采用椰油酰甘氨酸钠或椰油酰肌氨酸钠的离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂复配,通过不同类型的表面活性剂间的相互作用,加入至中性水后,配合中性水介质,能充分协同发泡,延长泡沫破裂半衰期,显著提高了发泡剂的发泡倍数和泡沫稳定性。
2、本发明中,通过调控离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂的质量比,离子型表面活性剂、APG0810和APG1216的质量比为2:4:5~2:2:7时,发泡剂的发泡性能最佳,进一步提高了发泡剂的发泡倍数和泡沫稳定性。
3、本发明中,当增稠剂为黄原胶和阿拉伯胶复配时,能增强泡沫结构的稳定性,进一步提高了发泡剂的泡沫稳定性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都涉及本发明保护的范围。
下列实施例和对比例中,中性水为去离子水,椰油酰甘氨酸钠的型号为GCS-30,椰油酰肌氨酸钠的型号为CS-30,黄原胶的纯度99%,阿拉伯胶的纯度99%,明胶的纯度99%。
实施例1
环保型高效发泡剂,包括以下重量份的组分:中性水95份、椰油酰甘氨酸钠3份、非离子型表面活性剂APG0810 1.5份、非离子型表面活性剂APG0814 1.5份、碳酸钠0.5份、海藻酸钠2份、阿拉伯胶1份;
环保型高效发泡剂的制备方法,包括以下步骤:将环保型高效发泡剂的组分进行搅拌混合,得到环保型高效发泡剂。
实施例2
环保型高效发泡剂,包括以下重量份的组分:中性水150份、椰油酰肌氨酸钠4份、非离子型表面活性剂APG0814 2份、非离子型表面活性剂APG1216 2份、碳酸钠1份、海藻酸钠2.5份、明胶1.5份;
环保型高效发泡剂的制备方法,包括以下步骤:将环保型高效发泡剂的组分进行搅拌混合,得到环保型高效发泡剂。
实施例3
环保型高效发泡剂,包括以下重量份的组分:中性水175份、椰油酰甘氨酸钠6份、非离子型表面活性剂APG0810 3份、非离子型表面活性剂APG0814 3份、碳酸钠2.5份、海藻酸钠3份、黄原胶2份;
环保型高效发泡剂的制备方法,包括以下步骤:将环保型高效发泡剂的组分进行搅拌混合,得到环保型高效发泡剂。
实施例4
本实施例与实施例3的区别仅在于不加入非离子型表面活性剂APG0810和非离子型表面活性剂APG0814,加入非离子型表面活性剂AEO-9 6份。
实施例5
本实施例与实施例3的区别仅在于不加入非离子型表面活性剂APG0810和非离子型表面活性剂APG0814,加入非离子型表面活性剂6502 6份。
实施例6
本实施例与实施例3的区别仅在于将非离子型表面活性剂APG0814换为非离子型表面活性剂APG600。
实施例7
本实施例与实施例3的区别仅在于非离子型表面活性剂APG0814换为非离子型表面活性剂APG2000。
实施例8
本实施例与实施例3的区别仅在于不加入非离子型表面活性剂APG0814,加入非离子型表面活性剂APG0810 6份。
实施例9
本实施例与实施例3的区别仅在于不加入非离子型表面活性剂APG0810,加入非离子型表面活性剂APG0814 6份。
实施例10
本实施例与实施例3的区别仅在于加入椰油酰甘氨酸钠4.8份、非离子型表面活性剂APG0810 3.6份、非离子型表面活性剂APG0814 3.6份。
实施例11
本实施例与实施例3的区别仅在于加入椰油酰甘氨酸钠1.2份、非离子型表面活性剂APG0810 5.4份、非离子型表面活性剂APG0814 5.4份。
实施例12
本实施例与实施例3的区别仅在于加入椰油酰甘氨酸钠4份、非离子型表面活性剂APG0810 4份、非离子型表面活性剂APG0814 4份。
实施例13
本实施例与实施例3的区别仅在于加入椰油酰甘氨酸钠2份、非离子型表面活性剂APG0810 5份、非离子型表面活性剂APG0814 5份。
实施例14
本实施例与实施例13的区别仅在于将非离子型表面活性剂APG0814换为APG1216。
实施例15
本实施例与实施例14的区别仅在于加入非离子型表面活性剂APG0810 4.4份、非离子型表面活性剂APG1216 5.6份。
实施例16
本实施例与实施例14的区别仅在于加入非离子型表面活性剂APG0810 2.2份、非离子型表面活性剂APG1216 7.8份。
实施例17
本实施例与实施例16的区别仅在于将黄原胶换为阿拉伯胶。
实施例18
本实施例与实施例16的区别仅在于加入黄原胶0.8份、阿拉伯胶1.2份。
实施例19
本实施例与实施例16的区别仅在于加入黄原胶1.6份、阿拉伯胶0.4份。
实施例20
本实施例与实施例16的区别仅在于加入黄原胶0.7份、阿拉伯胶1.3份。
实施例21
本实施例与实施例16的区别仅在于加入黄原胶1.7份、阿拉伯胶0.3份。
对比例1
本对比例和实施例3的区别仅在于不加入椰油酰甘氨酸钠,加入非离子型表面活性剂APG0810 6份、非离子型表面活性剂APG0814 6份。
对比例2
本对比例和实施例3的区别仅在于不加入非离子型表面活性剂APG0810和非离子型表面活性剂APG0814,加入椰油酰甘氨酸钠12份。
对比例3
本对比例和实施例3的区别仅在于将椰油酰甘氨酸钠换为月桂基硫酸钠。
对比例4
本对比例和实施例3的区别仅在于将椰油酰甘氨酸钠换为十二烷基硫酸钠。
对比例5
本对比例和实施例3的区别仅在于将椰油酰甘氨酸钠换为椰油酰胺丙基甜菜碱。
发泡剂性能测试
分别取实施例1~21和对比例1~5所制得的发泡剂20mL,分别置于容积为500mL的玻璃容器中,记录发泡剂的初始体积为V1,然后进行剧烈振荡,直至泡沫体积不再变化,使容器内的发泡剂充分发泡完全,记录此时的泡沫体积为V2,V2/V1即为发泡倍数;
再将盛有发泡剂发泡完全的玻璃容器静置,泡沫体积随时间的减少,记录泡沫体积减少至V2/2时所用的时间,记为t;
测试结果如下表所示:
通过对比实施例1~21和对比例1~5的数据发现,与对比例1~5相比,实施例1~21制得的发泡剂的发泡倍率更高以及泡沫体积减少至V2/2时所用的时间更长,说明采用椰油酰甘氨酸钠或椰油酰肌氨酸钠的离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂复配,能充分协同发泡,可以显著提高发泡剂的发泡倍数和泡沫稳定性。
通过对比实施例3~16的数据发现,与实施例3~9相比,实施例10~16制得的发泡剂的发泡倍率更高以及泡沫体积减少至V2/2时所用的时间更长,说明调控离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂的质量比,可以进一步提高发泡剂的发泡倍数和泡沫稳定性。
通过对比实施例13~16的数据发现,与实施例13~14相比,实施例15~16制得的发泡剂的发泡倍率更高以及泡沫体积减少至V2/2时所用的时间更长,说明当离子型表面活性剂、APG0810和APG1216的质量比为2:4:5~2:2:7时,可以进一步提高发泡剂的发泡倍数和泡沫稳定性。
通过对比实施例16~21的数据发现,与实施例16~17和实施例20~21相比,实施例18~19所制得的发泡剂的泡沫体积减少至V2/2时所用的时间更长,说明当增稠剂为黄原胶和阿拉伯胶复配,调节二者质量比,能进一步提高发泡剂的泡沫稳定性。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环保型高效发泡剂,其特征在于,包括以下重量份的组分:中性水95~175份、表面活性剂6~12份、碳酸钠0.5~2.5份、稳泡剂2~3份、增稠剂1~2份;所述表面活性剂由离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂组成;所述离子型表面活性剂包括椰油酰甘氨酸钠和椰油酰肌氨酸钠中的一种。
2.根据权利要求1所述的一种环保型高效发泡剂,其特征在于,所述非离子型表面活性剂为APG0810、APG1216、APG0814中的两种。
3.根据权利要求1所述的一种环保型高效发泡剂,其特征在于,所述离子型表面活性剂的质量小于所述非离子型表面活性剂的质量。
4.根据权利要求3所述的一种环保型高效发泡剂,其特征在于,所述离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂的质量比为1:2~5。
5.根据权利要求4所述的一种环保型高效发泡剂,其特征在于,当所述非离子型表面活性剂为APG0810和APG1216时,所述离子型表面活性剂、APG0810和APG1216的质量比为2:4:5~2:2:7。
6.根据权利要求1所述的一种环保型高效发泡剂,其特征在于,所述稳泡剂为海藻酸钠。
7.根据权利要求1所述的一种环保型高效发泡剂,其特征在于,所述增稠剂为黄原胶、阿拉伯胶和明胶中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的一种环保型高效发泡剂,其特征在于,所述增稠剂为黄原胶和阿拉伯胶。
9.根据权利要求8所述的一种环保型高效发泡剂,其特征在于,所述黄原胶和所述阿拉伯胶的质量比为2:3~4:1。
10.根据权利要求1~9任意一项所述的一种环保型高效发泡剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将环保型高效发泡剂的组分进行搅拌混合,得到环保型高效发泡剂。
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