一种泡沫混凝土固体粉状发泡剂及其使用方法
【专利摘要】本发明涉及一种泡沫混凝土固体粉状发泡剂及其使用方法，其重量份比组成为：阴离子表面活性剂：十二烷基硫酸钠20～40份、α-烯基磺酸钠20～40份、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠5～15份、月桂酰肌氨酸钠3～10份；非离子表面活性剂：脂肪酸烷醇酰胺1～5份；螫合剂：三乙醇胺1～5份；稳泡剂：聚丙烯烯交联树脂、聚丙烯酰胺、羟乙基纤维素中的一种或者几种1～5份。这种固体粉状发泡剂具有发泡能力强、稳泡性能好、储存时间长、方便远距离运输、性价比高等优点。
【专利说明】一种泡沬混凝土固体粉状发泡剂及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发泡剂，具体涉及一种泡沫混凝土固体粉状发泡剂及其使用方法，该泡沫剂可广泛用于制备泡沫混凝土、轻质发泡水泥板等。
【背景技术】
[0002]在国家建筑节能与墙体改革政策的推动下，泡沫混凝土以其利废、环保、节能、价格低、隔热保温性能好、便于现浇大体积快速施工等优点，近些年得到了全社会越来越广泛的认知，在各个领域得到了大量应用。据不完全统计，我国泡沫混凝土年产量2005年为500万m3，2009年突破600万m3，2012年应用泡沫混凝土浇筑的建筑保温层面积超过I亿m2，发展相当迅速。但泡沫混凝土材料还存在着一些尚待解决的问题，其中研制性能优越的发泡剂，被一直认为是提高泡沫混凝土性能的关键技术之一。[0003]我国泡沫混凝土发泡剂的研制是从上世纪50年代开始的，目前国内市场上发泡剂种类很多，主要分为四类，分别是松香树脂类发泡剂、合成类发泡剂、蛋白型发泡剂和复合型发泡剂。松香树脂类发泡剂优点是价格低，但起泡力与稳泡性均较差，不适应生产700kg/m3以下的低密度泡沫混凝土制品，合成类发泡剂主要是指阴离子表面活性剂，优点是发泡倍数大，易起泡，但泡径大，泡壁薄，消泡快，稳定性不好。蛋白型发泡剂稳定性好，但起泡力低，成本较高，且合成技术要求高，至今只有少量的应用。解决上述单一成分发泡剂性能不佳的唯一方法，就是向复合型方向发展，走复合改性的道路，生产复合型发泡剂。
[0004]CN100348687C专利公开了一种固体发泡剂，主要组分包括:直链烷基苯磺酸盐类15 %~45 %，脂肪醇硫酸盐类5 %~40 %，脂肪醇聚乙烯醚硫酸钠盐2 %~10 %，烷基醇酰胺2%~10%，硅酸钠2%~15%，聚乙烯醇2%~12%，羧甲基纤维素钠1%~8%，乙二胺四乙酸钠1%~6%。该发泡剂溶于水时,发泡能力强,溶度为0.2%的发泡剂溶液可使发泡体积达原溶液体积的4.8~5.6倍,发泡稳定性好,半消泡期达70min,高温时可达90min。但该发泡剂技术指标针对的是油气田泡沫排液钻井用，不是专门用于泡沫混凝土发泡。
[0005]CN101638303B专利公开了一种LC-Ol型泡沫混凝土发泡剂，该发泡剂采用双(或多)亲水基团表明活性剂和稳定剂制备，按1:100稀释，发泡率可达5.0~5.6m3/kg，接触水泥、粉煤灰浆料，消泡率〈12%，按1:60稀释，发泡率可达3.5~3.8m3/kg,接触水泥、粉煤灰浆料，消泡基本不消泡，较好的解决了泡沫混凝土发泡剂的发泡倍数及其泡沫与混凝土浆料接触时稳定性的矛盾。提高了泡沫混凝土产量及其抗压强度，但发泡剂与目前市面上绝大多数产品一样，都是液态发泡剂，都具有运输成本高，不利于储存等不足。
[0006]专利CN102964084A公开了一种泡沫混凝土发泡剂，由下列重量份的原料在常温下混合搅拌均匀而制成:十二烷基苯磺酸钠5-10份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠2-4份、月桂酰肌氨酸钠1-2份、椰油酰胺丙基甜菜碱1-2份、聚乙二醇(120)甲基葡萄糖苷双油酸酯
0.2-0.6份、三乙醇胺0.3-0.5份、聚丙烯酰胺0.5-1份、羟乙基纤维素1_2份、水60-70份。本发明原料易得，成本较低，制备工艺简单，生产出来的发泡剂稳定性好，不易变质，易于长期保存，延长了其保质期，发泡力好，和各种泡沫混凝土基材的和易性较好，不消泡，使用范围不受限制。但该专利技术中阴离子表面活性剂主要选用的是十二烷基苯磺酸钠，其在各种水环境中的适应性不强，该配方在酸性条件下可能会出现消泡现象。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是克服上述不足而提供了一种泡沫混凝土固体粉状发泡剂及其使用方法，这种固体粉状发泡剂具有发泡能力强、稳泡性能好、储存时间长、方便远距离运输、性价比高等优点。
[0008]为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为:
[0009]一种泡沫混凝土固体粉状发泡剂，其重量份比组成为:阴离子表面活性剂:十二烷基硫酸钠20~40份、α -烯基磺酸钠20~40份、十二烷基聚氧乙
[0010]烯醚硫酸钠5~15份、月桂酰肌氨酸钠3~10份；
[0011]非离子表面活性剂:脂肪酸烷醇酰胺I~5份；
[0012]螫合剂:三乙醇胺I~5份；
[0013]稳泡剂:聚丙烯烯交联树脂、聚丙烯酰胺、羟乙基纤维素中的一种或者几种I~5份。
[0014]所述的泡沫混凝土固体粉状发泡剂，其重量份比组成优选为:阴离子表面活性剂:十二烷基硫酸钠25~37份、α -烯基磺酸钠25~35份、十二烷基聚氧乙
[0015]烯醚硫酸钠7~13份、月桂酰肌氨酸钠4~10份；
[0016]非离子表面活性剂:脂肪酸烷醇酰胺2~5份；
[0017]螫合剂:三乙醇胺2~4份；
[0018]稳泡剂:聚丙烯烯交联树脂、聚丙烯酰胺、羟乙基纤维素中的一种或者几种2~4份。
[0019]所述的泡沫混凝土固体粉状发泡剂，其重量份比组成进一步优选为:阴离子表面活性剂:十二烷基硫酸钠35份、α -烯基磺酸钠33份、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸
[0020]钠12份、月桂酰肌氨酸钠9份；
[0021]非离子表面活性剂:脂肪酸烷醇酰胺4份；
[0022]螫合剂:三乙醇胺4份；
[0023]稳泡剂:聚丙烯烯交联树脂、聚丙烯酰胺、羟乙基纤维素各种1份。
[0024]上述十二烷基硫酸钠为白色或微黄色粉末，活性物含量不得低于85% ； α -烯基磺酸钠为白色或微黄色粉末，碳数要求为C14和C16两种中的其中一种；十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠为白色或微黄色粉末，活性物含量不得低于70% ;月桂酰肌氨酸钠为无色/类白色粉末，活性物含量不得低于94% ;脂肪酸烷醇酰胺为白色或微黄色粉末；三乙醇胺为白色或微黄色粉末。
[0025]上述泡沫混凝土固体粉状发泡剂的使用方法，包括以下步骤:
[0026](I)将各原料按比例混合后放入其质量5-10倍的60_100°C热水中搅拌溶解，形成发泡液；
[0027](2)将形成的发泡液与常温自来水混合，两者质量比控制在1:30~60范围内；
[0028](3)通过发泡机发泡，与水泥浆液以体积比1-7:1搅拌混合，形成不同密度等级的泡沫混凝土。[0029]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0030]1、市场上现有的发泡剂多以液体试剂为主，体积大，不方便运输。
[0031]2、市场上现有发泡剂由于是以液态为主，因此，保质期时间短，尤其是以动物蛋白为主要原料的发泡剂保质时间仅仅六个月左右，不方便使用。
[0032]3、市场上现有的常用以阴离子表面活性剂为主要原料的发泡剂的泡沫大，易破裂，稳定性较差，而以蛋白质为主要原料的发泡剂虽然发泡质量高，但是发泡倍数低，价格高，本发明通过复配，很好地避开了两类发泡剂的弊端。
[0033]4、生产出来的泡沫也颜色均匀，无固体颗粒沉淀，制备的泡沫细腻，致密，半消泡期达70min以上。
[0034]5、目前轻质水泥建材发泡剂主要以合成类为主，通过高速搅拌法和罗氏泡沫剂测得的溶度为1%的几种常用的阴离子活性剂的起泡高度和半衰期大致如下:十二烷基苯磺酸钠170mm、53min ;十二烷基硫酸钠165mm、49min、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠150mm、42min。本发明针对市场上现有发泡剂的问题进行了一系列的试验研究工作，筛选制备了优异的复合型发泡剂，其最佳配方起泡高度和半衰期分别达到234mm和78min,性能普遍高于市场上现有发泡剂，且稳泡能力较好。
【具体实施方式】
[0035]下面结合具体实施例进一步说明。
[0036]本发明实施例原材料选择:十二烷基硫酸钠选用的是市售微黄色粉末，活性物含量不低于85% ； α -烯基磺酸钠选用的是市售微黄色粉末，碳数要求为C14和C16两种中的其中一种；十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠选用的是市售白色粉末，活性物含量不低于70% ;月桂酰肌氨酸钠选用的是市售无色粉末，活性物含量不低于95% ;脂肪酸烷醇酰胺选用的是市售白色粉末；三乙醇胺选用的是市售白色粉末；稳泡剂选用的是市售聚丙烯交联树脂、聚丙烯酰胺和羟乙基纤维素中的一种或者几种混合。
[0037]实施例1
[0038]一种泡沫混凝土固体粉状发泡剂，它由以下重量百分比原材料组成:
[0039]原料重量份
[0040]( 1)阴离子表面活性剂:
[0041]
【权利要求】
1.一种泡沫混凝土固体粉状发泡剂，其特征是，其重量份比组成为: 阴离子表面活性剂:十二烷基硫酸钠20~40份、α -烯基磺酸钠20~40份、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠5~15份、月桂酰肌氨酸钠3~10份； 非离子表面活性剂:脂肪酸烷醇酰胺I~5份； 螫合剂:三乙醇胺1~5份； 稳泡剂:聚丙烯烯交联树脂、聚丙烯酰胺、羟乙基纤维素中的一种或者几种I~5份。
2.根据权利要求1所述的泡沫混凝土固体粉状发泡剂，其特征是，其重量份比组成为:阴离子表面活性剂:十二烷基硫酸钠25~37份、α -烯基磺酸钠25~35份、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠7~13份、月桂酰肌氨酸钠4~10份； 非离子表面活性剂:脂肪酸烷醇酰胺2~5份； 螫合剂:三乙醇胺2~4份； 稳泡剂:聚丙烯烯交联树脂、聚丙烯酰胺、羟乙基纤维素中的一种或者几种2~4份。
3.根据权利要求2所述的泡沫混凝土固体粉状发泡剂，其特征是，其重量份比组成为:阴离子表面活性剂:十二烷基硫酸钠35份、α -烯基磺酸钠33份、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠12份、月桂酰肌氨酸钠9份； 非离子表面活性剂:脂肪酸烷醇酰胺4份； 螫合剂:三乙醇胺4份； 稳泡剂:聚丙烯烯交联树脂、聚丙烯酰胺、羟乙基纤维素各1份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的泡沫混凝土固体粉状发泡剂，其特征是，α-烯基磺酸钠为白色或微黄色粉末，碳数要求为C14和C16两种中的其中一种。
5.权利要求1-3任一项所述的泡沫混凝土固体粉状发泡剂的使用方法，其特征是，包括以下步骤: (1)将各原料按比例混合后放入其质量5-10倍的60-100°C热水中搅拌溶解，形成发泡液； (2)将形成的发泡液与常温自来水混合，两者质量比控制在1:30~60范围内； (3)通过发泡机发泡，与水泥 浆液以体积比1-7:1搅拌混合，形成不同密度等级的泡沫混凝土。
【文档编号】C04B24/38GK103922635SQ201410124118
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】谭贤君, 陈卫忠, 杨典森, 李飞, 方豫, 袁敬强, 赵武胜 申请人:中国科学院武汉岩土力学研究所, 山东大学, 南京赛威新材料科技有限公司