一种超支化型动物蛋白发泡剂的制备及应用的制作方法

文档序号:15152887发布日期:2018-08-10 21:21阅读:1237来源:国知局

本发明涉及发泡剂技术领域,特别涉及到一种超支化型动物蛋白发泡剂的制备方法,还涉及到超支化型动物蛋白发泡剂的应用。



背景技术:

随着我国建筑节能有关政策的实施,建筑墙体结构发生了改革,其中泡沫混凝土凭借着其质轻、保温、隔热及隔音等优异的性能,在建筑领域被越来越广泛的应用。泡沫混凝土通常是用机械方法搅拌发泡剂水溶液制备成泡沫,再将泡沫加入到建筑浆料中,经混合搅拌、浇注成型、养护而成的一种内部含有大量封闭气孔的"密孔"混凝土。生产泡沫混凝土的关键是配制发泡剂,目前最常用的发泡剂是动物蛋白发泡剂,其具有性能优良、原料易得、对环境友好的优点,但是目前我国动物蛋白发泡剂存在着功能少、产量低,生成的泡沫的稳定性不理想、起泡性差的缺点,所以研究一种新型的混凝土发泡剂是非常重要的。

超支化聚合物是近几十年研究的热点,其具有很多的优点如:高度支化,三维网状,粘度低,拥有大量活性基团及相当强的化学活性的特点,使得它具有了特殊的性能。另外,加上它易于制备,操作简单的优点,这类高分子越来越受到人们的青睐。

本文是将超支化聚合物引入到动物蛋白发泡剂中,合成一种含有超支化结构的动物蛋白发泡剂。超支化型动物蛋白发泡剂具有多个亲水基团和疏水基团,能够显著降低表面张力,能够提高稳泡性能,降低泌水量和沉降距。



技术实现要素:

为了解决传统的动物蛋白发泡剂稳泡性差的问题,本发明提供了一种稳泡性好的超支化型动物蛋白发泡剂的制备方法。

本发明是通过以下步骤得到的:

将超支化聚合物加入到动物蛋白发泡剂中,以对甲苯磺酸为催化剂,进行缩合反应,得到超支化型动物蛋白发泡剂。

所述超支化聚合物,以丁二酸酐和二乙醇胺反应得到ab2型单体,以三羟甲基丙烷为核分子,ab2型单体与核分子反应得到的。

所述超支化聚合物,核分子三羟甲基丙烷和ab2型单体的比例为:1:3、1:9、1:21、1:45分别得到第一代、第二代、第三代、第四代超支化聚合物。

所述超支化聚合物,ab2型单体是丁二酸酐和二乙醇胺1:1反应得到的。

所述超支化型动物蛋白发泡剂,在测试时使用空气压缩型发泡机进行发泡的,在测试时,水泥净浆配合比是水泥:水=1:0.45。

所述超支化型动物蛋白发泡剂的具体合成如下:

(1)ab2型单体的合成

称取一定量的二乙醇胺于三口瓶中,向三口瓶加入适量的dmac混溶,取一定量丁二酸酐于装有适量dmac的烧杯中,待丁二酸酐全部溶解后,将其全部转移至恒压滴液漏斗中,与三口瓶组装在一起,半小时滴加完毕,常温下反应8h,即得到ab2型单体。反应方程式如下:

(2)超支化聚合物的合成

在上述体系中加入一定量的甲苯作为带水剂,称取一定量的三羟甲基丙烷作为核分子,待核分子全部溶解后,加入催化剂对甲苯磺酸,插上分水器,油浴温度为140℃,反应24h,通过减压蒸馏除去溶剂,得到第二代超支化聚合物。反应方程式如下:

(3)超支化型动物蛋白发泡剂的制备

将超支化聚合物和动物蛋白发泡剂进行混合,以对甲苯磺酸作为催化剂,在60℃下进行缩合反应,得到超支化型动物蛋白发泡剂。结构如下:

所述动物蛋白发泡剂,其基本性能如:发泡倍数、发泡高度、稳泡时间、泌水量、沉降距是根据q/mf001-2006《动物蛋白型水泥发泡剂及低密度发泡混凝土制品》进行测试的,其浓度为1%。

本发明的有益效果:

本发明合成的超支化型动物蛋白发泡剂具有较高的起泡倍数、发泡高度及稳泡时间,较低泌水率和沉降距,性能优良,并且生产工艺简单,具有很好的市场发展前景。

具体实施方式

以下是对本发明具体实施方法更为详尽的陈述,目的在于阐述本发明的构思以及特点,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

所述动物蛋白发泡剂,其基本性能如:发泡倍数、发泡高度、稳泡时间、泌水量、沉降距是根据q/mf001-2006《动物蛋白型水泥发泡剂及低密度发泡混凝土制品》进行测试的,其浓度为1%。

实施实例1

(1)称取18.90g二乙醇胺于三口瓶中,向三口瓶加入40ml的dmac混溶,取18.00g丁二酸酐于装有40mldmac的烧杯中,待丁二酸酐全部溶解后,将其全部转移至恒压滴液漏斗中,与三口瓶组装在一起,半小时滴加完毕,常温下反应8h,即得到ab2型单体。

(2)在上述体系中加入60ml的带水剂,称取8.04g三羟甲基丙烷作为核分子,待核分子全部溶解后,加入催化剂对甲苯磺酸的作用下,插上分水器,油浴温度为140℃,反应24h,通过减压蒸馏除去溶剂,即得到第一代超支化聚合物。

(3)将第一代超支化聚合物和动物蛋白发泡剂加入到三口瓶内,以对甲苯磺酸为催化剂,加热60℃,反应12h,得到超支化型动物蛋白发泡剂。

(4)将第一代超支化型动物蛋白发泡剂按照q/mf001-2006《动物蛋白型水泥发泡剂及低密度发泡混凝土制品》进行测试,测定其发泡高度、起泡倍数、稳泡时间,其测试结果如表1。

(5)将第一代超支化型动物蛋白发泡剂用空气压缩型发泡制泡,加入到水:水泥为0.45:1的水泥净浆中,按照jc/t2199-2013《泡沫混凝土用泡沫剂》对泡沫混凝土料浆进行制样及测试,测试结果如表2。

实施实例2

(1)称取18.90g二乙醇胺于三口瓶中,向三口瓶加入40ml的dmac混溶,取18.00g丁二酸酐于装有40mldmac的烧杯中,待丁二酸酐全部溶解后,将其全部转移至恒压滴液漏斗中,与三口瓶组装在一起,半小时滴加完毕,常温下反应8h,即得到ab2型单体。

(2)在上述体系中加入60ml的带水剂,称取2.68g三羟甲基丙烷作为核分子,待核分子全部溶解后,加入催化剂对甲苯磺酸的作用下,插上分水器,油浴温度为140℃,反应24h,通过减压蒸馏除去溶剂,即得到第二代超支化聚合物。

(3)将第二代超支化聚合物和动物蛋白发泡剂加入到三口瓶内,以对甲苯磺酸为催化剂,加热60℃,反应12h,得到超支化型动物蛋白发泡剂。

(4)将第二代超支化型动物蛋白发泡剂按照q/mf001-2006《动物蛋白型水泥发泡剂及低密度发泡混凝土制品》进行测试,测定其发泡高度、起泡倍数、稳泡时间,其测试结果如表1。

(5)将第二代超支化型动物蛋白发泡剂用空气压缩型发泡制泡,加入到水:水泥为0.45:1的水泥净浆中,按照jc/t2199-2013《泡沫混凝土用泡沫剂》对泡沫混凝土料浆进行制样及测试,测试结果如表2。

实施实例3

(1)称取22.08g二乙醇胺于三口瓶中,向三口瓶加入40ml的dmac混溶,取21.01g丁二酸酐于装有40mldmac的烧杯中,待丁二酸酐全部溶解后,将其全部转移至恒压滴液漏斗中,与三口瓶组装在一起,半小时滴加完毕,常温下反应8h,即得到ab2型单体。

(2)在上述体系中加入60ml的带水剂,称取1.34g三羟甲基丙烷作为核分子,待核分子全部溶解后,加入催化剂对甲苯磺酸的作用下,插上分水器,油浴温度为140℃,反应24h,通过减压蒸馏除去溶剂,即得到第三代超支化聚合物。

(3)将第三代超支化聚合物和动物蛋白发泡剂加入到三口瓶内,以对甲苯磺酸为催化剂,加热60℃,反应12h,得到超支化型动物蛋白发泡剂。

(4)将第三代超支化型动物蛋白发泡剂按照q/mf001-2006《动物蛋白型水泥发泡剂及低密度发泡混凝土制品》进行测试,测定其发泡高度、起泡倍数、稳泡时间,其测试结果如表1。

(5)将第三代超支化型动物蛋白发泡剂用空气压缩型发泡制泡,加入到水:水泥为0.45:1的水泥净浆中,按照jc/t2199-2013《泡沫混凝土用泡沫剂》对泡沫混凝土料浆进行制样及测试,测试结果如表2。

实施实例4

(1)称取18.90g二乙醇胺于三口瓶中,向三口瓶加入40ml的dmac混溶,取18.00g丁二酸酐于装有40mldmac的烧杯中,待丁二酸酐全部溶解后,将其全部转移至恒压滴液漏斗中,与三口瓶组装在一起,半小时滴加完毕,常温下反应8h,即得到ab2型单体。

(2)在上述体系中加入60ml的带水剂,称取0.54g三羟甲基丙烷作为核分子,待核分子全部溶解后,加入催化剂对甲苯磺酸的作用下,插上分水器,油浴温度为140℃,反应24h,通过减压蒸馏除去溶剂,即得到第四代超支化聚合物。

(3)将第四代超支化聚合物和动物蛋白发泡剂加入到三口瓶内,以对甲苯磺酸为催化剂,加热60℃,反应12h,得到超支化型动物蛋白发泡剂。

(4)将第四代超支化型动物蛋白发泡剂按照q/mf001-2006《动物蛋白型水泥发泡剂及低密度发泡混凝土制品》进行测试,测定其发泡高度、起泡倍数、稳泡时间,其测试结果如表1。

(5)将第四代超支化型动物蛋白发泡剂用空气压缩型发泡制泡,加入到水:水泥为0.45:1的水泥净浆中,按照jc/t2199-2013《泡沫混凝土用泡沫剂》对泡沫混凝土料浆进行制样及测试,测试结果如表2。

对比实例

(1)将市售动物蛋白发泡剂按照q/mf001-2006《动物蛋白型水泥发泡剂及低密度发泡混凝土制品》进行测试,测定其发泡高度、起泡倍数、稳泡时间,其测试结果如表1。

(2)将市售动物蛋白发泡剂用空气压缩型发泡制泡,加入到水:水泥为0.45:1的水泥净浆中按照jc/t2199-2013《泡沫混凝土用泡沫剂》对泡沫混凝土料浆进行制样及测试,测试结果如表2。

性能测试

通过实施例和对比实例的性能对比,可以看出,自制的超支化型动物蛋白发泡剂与市售的动物蛋白发泡剂相比,在沉降距和泌水量上有明显的降低。

上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受实施例的限制,其它任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、组合、替代、简化均应为等效替换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

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