一种酶交联混合水解蛋白水泥发泡剂的制备方法
【专利摘要】本发明属于发泡剂领域，涉及一种蛋白基水泥发泡剂，具体指一种酶交联混合水解蛋白水泥发泡剂的制备方法。制备第一种蛋白溶液原料、第二种蛋白溶液原料和第三种蛋白溶液原料，将第一种蛋白溶液：第二种蛋白溶液：第三种蛋白溶液按质量比：2?10：5：1?2混合，浓缩至目标浓度，制得混合浓缩蛋白溶液；向混合浓缩蛋白溶液中加入谷氨酰胺转移酶，搅拌均匀后，反应交联1.5?2.5小时，然后灭活酶，完成酶交联混合水解蛋白水泥发泡剂初始母液的制备；最后配制酶交联混合水解蛋白水泥发泡剂。本发明的发泡剂制备过程中，没有添加有害的化学试剂，原料都来自于天然高分子聚合物，因此产品具有安全无毒的特点，具有良好的应用安全性。
【专利说明】
-种酶交联混合水解蛋白水泥发泡剂的制备方法
技术领域
[0001 ]本发明属于发泡剂领域，设及一种蛋白基水泥发泡剂，具体指一种酶交联混合水 解蛋白水泥发泡剂的制备方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，泡沫混凝±因为其具有良好的保溫隔热性能、理想的工程强度、可控的防 水能力及较轻的重量在建筑材料、环保建设领域得到了越来越广泛的应用。同时想要制备 高质量的，复合各种不同要求的泡沫混凝±离不开高质量的水泥发泡剂。目前国内的水泥 发泡剂市场还不成熟，产品科技含量较低，研发能力比较低下。植物型发泡剂、合成类发泡 剂及动物蛋白型发泡剂都有使用，且大多数产品还处于低端，同时环保性及使用安全性还 存在一定的隐患。通过本法制备的水泥发泡剂动物蛋白原料广泛，同时使用生物酶交联的 方法可W对产品的性能进行提高，在利用废弃角蛋白及环保安全性方面取得的双赢的效 果，具有良好的经济价值及社会效益。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于，提供一种可供±木工程建筑领域使用的新型高效环保型水泥 发泡剂，本发明可用于制备符合施工标准的低密度及超低密度泡沫混凝±，并且制备所使 用的原料及方法不存在环境污染及安全隐患，且根据施工要求调节酶交联及调节蛋白比 例，对发泡性能进行调控。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用W下技术方案：
[0005] -种酶交联混合水解蛋白水泥发泡剂的制备方法，步骤如下：
[0006] (1)第一种蛋白溶液原料的制备:将研磨干燥过的动物蹄角装入容器中，加入水， 再加入亚硫酸氨钢，混合后浸泡过夜;将混合溶液置于50-60°C的水浴中2-3小时，然后将水 浴溫度升至l〇〇°C，加入氨氧化巧，在100°C下持续水解10-12小时，制得水解溶液，将所得的 水解溶液过滤，调抑至7-8备用；
[0007] (2)第二种蛋白溶液原料的制备:取脱脂洗净的动物毛发装入容器中，先加入水， 再加入亚硫酸氨钢，混合后浸泡过夜;将混合溶液置于50-60°C的水浴中1-2小时，然后将水 浴溫度升至l〇〇°C，加入氨氧化巧，在100°C下持续水解4-6小时，制得水解溶液，将所得的水 解液过滤，调抑至7-8备用；
[000引（3)第Ξ种蛋白溶液原料:将酪蛋白装入烧杯中，加入水，加入氨氧化钢，常溫条件 下磁力揽拌至溶解，用5M的盐酸将溶液的抑调至7-8备用；
[0009] (4)将第一种蛋白溶液:第二种蛋白溶液:第Ξ种蛋白溶液按质量比为:2-10:5:1- 2的比例混合，在50°C下浓缩至目标浓度，制得混合浓缩蛋白溶液；
[0010] (5)向混合浓缩蛋白溶液中加入谷氨酷胺转移酶，揽拌均匀后在50°C的水浴中反 应交联1.5-2.5小时，然后放入80°C水浴中处理2分钟，灭活酶，完成酶交联混合水解蛋白水 泥发泡剂初始母液的制备；
[0011] (6)按w下质量百分比的配方，配制酶交联混合水解蛋白水泥发泡剂:发泡剂母液 25-30%，α-締基横酸钢2-5%，正下醇0.05-0.15%，聚乙締醇0.01-0.05%，簇甲基纤维素 钢0.03-0.05%，亚硝酸钢0.2-0.5%，余量为水。
[0012] 所述步骤(1)中动物蹄角为猪、牛、羊的蹄角;动物蹄角:水:亚硫酸氨钢:氨氧化巧 的添加质量比为10:200:1-2:4-5。
[0013] 所述步骤(2)中动物毛发为人或动物毛发中的一种或多种;脱脂的操作为将动物 毛发置于水中，加入0.2%的纯碱，1-3%的ABS，在溫度45-55Γ，ρΗ值8-9的条件下洗涂2小 时;所述动物毛发:水:亚硫酸氨钢:氨氧化巧的添加质量比为1:20:0.04-0.1:0.36-0.44。
[0014] 所述步骤(3)中酪蛋白：水:氨氧化钢的质量比为1:20:0.1。
[0015] 所述步骤(4)中目标浓度为15-25%。
[0016] 本发明的有益效果在于：
[0017] (1)本发明W多种废弃角蛋白为原料，包括人发、牛羊毛、鸡毛等，原料广泛，并且 使用了生物酶交联法对其进行交联改性，此种方法降低了不同角蛋白之间的差异性，使的 本发明对原料的来源上实现了广泛化及无差别化；
[0018] (2)本发明利用生物酶交联改性，可W改变不同蛋白间的比例，从而对其交联程度 进行控制，实现了对蛋白水解物的亲疏水性可控，此种方法可W用来调节发泡剂的发泡性 能；
[0019] (3)本发明的发泡剂制备过程中，没有添加有害的化学试剂，原料都来自于天然高 分子聚合物，因此产品具有安全无毒的特点，具有良好的应用安全性；
[0020] (4)本发明制备的动物蛋白类水泥发泡剂具有良好的发泡倍数及泡沫稳定性；
[0021] (5)本发明制备的动物蛋白类水泥发泡剂在试剂生产中可W制备性能优良的发泡 混凝±。
【具体实施方式】
[0022] -种酶交联混合水解蛋白水泥发泡剂的制备方法，步骤如下：
[0023] (1)第一种蛋白溶液原料的制备:将研磨干燥过的动物蹄角装入容器中，加入水， 再加入亚硫酸氨钢，混合后浸泡过夜;将混合溶液置于50-60°C的水浴中2-3小时，然后将水 浴溫度升至l〇〇°C，加入氨氧化巧，在100°C下持续水解10-12小时，制得水解溶液，将所得的 水解溶液过滤，调抑至7-8备用；
[0024] (2)第二种蛋白溶液原料的制备:取脱脂洗净的动物毛发装入容器中，先加入水， 再加入亚硫酸氨钢，混合后浸泡过夜;将混合溶液置于50-60°C的水浴中1-2小时，然后将水 浴溫度升至l〇〇°C，加入氨氧化巧，在100°C下持续水解4-6小时，制得水解溶液，将所得的水 解液过滤，调抑至7-8备用；
[002引（3)第立种蛋白溶液原料:将酪蛋白装入烧杯中，加入水，加入氨氧化钢，常溫条件 下磁力揽拌至溶解，用5M的盐酸将溶液的抑调至7-8备用；
[0026] (4)将第一种蛋白溶液:第二种蛋白溶液:第Ξ种蛋白溶液按质量比为:2-10:5:1- 2的比例混合，在50°C下浓缩至目标浓度，制得混合浓缩蛋白溶液；
[0027] (5)向混合浓缩蛋白溶液中加入谷氨酷胺转移酶，揽拌均匀后在50°C的水浴中反 应交联1.5-2.5小时，然后放入80°C水浴中处理2分钟，灭活酶，完成酶交联混合水解蛋白水 泥发泡剂初始母液的制备；
[0028] (6)按W下质量百分比的配方，配制酶交联混合水解蛋白水泥发泡剂:发泡剂母液 25-30%，α-締基横酸钢2-5%，正下醇0.05-0.15%，聚乙締醇0.01-0.05%，簇甲基纤维素 钢0.03-0.05%，亚硝酸钢0.2-0.5%，余量为水。
[0029] 所述步骤(1)中动物蹄角为猪、牛、羊的蹄角;动物蹄角:水:亚硫酸氨钢:氨氧化巧 的添加质量比为10:200:1-2:4-5。
[0030] 所述步骤(2)中动物毛发为人或动物毛发中的一种或多种;脱脂的操作为将动物 毛发置于水中，加入0.2%的纯碱，1-3%的ABS，在溫度45-55Γ，ρΗ值8-9的条件下洗涂2小 时;所述动物毛发:水:亚硫酸氨钢:氨氧化巧的添加质量比为1:20:0.04-0.1:0.36-0.44。
[0031] 所述步骤(3)中酪蛋白：水:氨氧化钢的质量比为1:20:0.1。
[0032] 所述步骤(4)中目标浓度为15-25%。
[0033] 下面结合具体实施例对本发明做进一步的解释说明：
[0034] 实施例1
[0035] -种酶交联混合水解蛋白水泥发泡剂，包括W下步骤：
[0036] 1)首先制备第一种水解蛋白原料:将研磨干燥过的动物蹄角蛋白50g装入容器中， 加入水lOOOmL，再加入亚硫酸氨钢lOg，浸泡过夜。在60 °C的水浴中将混合溶液放置2个小 时。然后将水浴溫度快速升溫至l〇〇°C，加入化(0H)2 25g，在此溫度下持续水解10小时，将 制备的水解溶液过滤，调抑至7备用。
[0037] 2)制备第二种水解蛋白原料:将脱脂洗净的动物毛发(人发、废牛羊毛)50g装入容 器中，加入水1 OOOmL，再加入亚硫酸氨钢2g，浸泡过夜。在60 °C的水浴中将混合溶液放置1个 小时。然后将水浴溫度快速升溫至l〇〇°C，加入Ca(0H)2l8g，在此溫度下持续水解4小时，将 制备的水解溶液过滤，调抑至7备用。
[0038] 3)制备第Ξ种蛋白溶液原料:将50g酪蛋白装入烧杯中，加入水lOOOmL，逐渐加入 5g氨氧化钢，常溫下磁力揽拌使其逐渐溶解，使用5M的盐酸将溶液的pH值调节至8备用。
[0039] 4)将制备的W上Ξ种蛋白溶液按照质量比5:5:1等体积混合，在50°C下浓缩至浓 度为15%。
[0040] 5)在混合浓缩蛋白溶液中加入谷氨酷胺转移酶，酶用量为10U每克蛋白，揽拌均匀 后在50°C的水浴中反应交联1.5小时。再放入80°C的水浴中2分钟灭活酶。
[0041] 6)按照W下质量百分比例对酶交联混合水解蛋白水泥发泡剂进行配方：
[0042] 发泡剂母液(25%)，α-締基横酸钢(25%)，正下醇(0.05%)，聚乙締醇(0.01%)， 簇甲基纤维素钢(0.03%)亚硝酸钢(0.2%)，其余为水。得到此发泡剂成品。
[0043] 7)将制备的发泡剂成品和水按照1: 50混合，用高速制泡机制泡。转速为1500转/ min，制备泡沫。设计容重为500kg/m3，按照发泡剂：水:水泥=1:150: 250混合揽拌均匀，通 过模具成型，经过30天养护后，测试发泡混凝±性能。
[0044] 测试所得泡沫的发泡性能见表1，混凝±性能见表2。
[0045] 实施例2
[0046] -种酶交联混合水解蛋白水泥发泡剂，包括W下步骤：
[0047] 1)首先制备第一种水解蛋白原料:将研磨干燥过的动物蹄角蛋白50g装入容器中， 加入水10001^，再加入亚硫酸氨钢7肖，浸泡过夜。在60°(：的水浴中将混合溶液放置2.5个小 时。然后将水浴溫度快速升溫至100°c，加入化(OH)2 22g，在此溫度下持续水解11小时，将 制备的水解溶液过滤，调抑至7.5备用。
[0048] 2)制备第二种水解蛋白原料:将脱脂洗净的动物毛发(人发、废牛羊毛)50g装入容 器中，加入水lOOOmL，再加入亚硫酸氨钢5g，浸泡过夜。在60 °C的水浴中将混合溶液放置2个 小时。然后将水浴溫度快速升溫至l〇〇°C，加入Ca(0H)220g，在此溫度下持续水解5小时，将 制备的水解溶液过滤，pH值调节至7.5备用。
[0049] 3)制备第Ξ种蛋白溶液原料:将50g酪蛋白装入烧杯中，加入水lOOOmL，逐渐加入 5g氨氧化钢，常溫下磁力揽拌使其逐渐溶解，使用5M的盐酸将溶液的抑调至7.5备用。
[0050] 4)将制备的W上Ξ种蛋白溶液按照质量比2:5:1等体积混合，在50°C下浓缩至浓 度为18%。
[0051] 5)在混合浓缩蛋白溶液中加入谷氨酷胺转移酶，酶用量为10U每克蛋白，揽拌均匀 后在50°C的水浴中反应交联2小时。再放入80°C的水浴中2分钟灭活酶。
[0052] 6)按照W下质量百分比例对酶交联混合水解蛋白水泥发泡剂进行配方：
[0053] 发泡剂母液(28%)，α-締基横酸钢（3%)，正下醇(0.1%)，聚乙締醇（0.02%)，簇 甲基纤维素钢(0.05%)，亚硝酸钢(0.5%)，其余为水。得到此发泡剂成品。
[0054] 7)将制备的发泡剂成品和水按照1: 50混合，用高速制泡机制泡。转速为1500转/ min，制备泡沫。设计容重为500kg/m3，按照发泡剂：水:水泥=1:150: 250混合揽拌均匀，通 过模具成型，经过30天养护后，测试发泡混凝±性能。
[0055] 测试所得泡沫的发泡性能见表1，混凝±性能见表2。
[0056] 实施例3
[0057] -种酶交联混合水解蛋白水泥发泡剂，包括W下步骤：
[0058] 1)首先制备第一种水解蛋白原料:将研磨干燥过的动物蹄角蛋白50g装入容器中， 加入水lOOOmL，再加入亚硫酸氨钢8g，浸泡过夜。在60 °C的水浴中将混合溶液放置3个小时。 然后将水浴溫度快速升溫至100°C，加入化(0H)2 20g，在此溫度下持续水解12小时，将制备 的水解溶液过滤，pH值调节至8.0备用。
[0059] 2)制备第二种水解蛋白原料:将脱脂洗净的动物毛发(人发、废牛羊毛)50g装入容 器中，加入水lOOOmL，再加入亚硫酸氨钢3g，浸泡过夜。在60 °C的水浴中将混合溶液放置2个 小时。然后将水浴溫度快速升溫至l〇〇°C，加入Ca(0H)221g，在此溫度下持续水解6小时，将 制备的水解溶液过滤，调抑至8.0备用。
[0060] 3)制备第Ξ种蛋白溶液原料:将50g酪蛋白装入烧杯中，加入水lOOOmL，逐渐加入 5g氨氧化钢，常溫下磁力揽拌使其逐渐溶解，使用5M的盐酸将溶液的pH值调节至8.0备用。
[0061] 4)将制备的W上Ξ种蛋白溶液按照质量比6:5:1.5等体积混合，在50°C下浓缩至 浓度为22 %。
[0062] 5)在混合浓缩蛋白溶液中加入谷氨酷胺转移酶，酶用量为1抓每克蛋白，揽拌均匀 后在50°C的水浴中反应交联2.5小时。再放入80°C的水浴中2分钟灭活酶。
[0063] 6)按照W下质量百分比例对酶交联混合水解蛋白水泥发泡剂进行配方：
[0064] 发泡剂母液(25 % )，α -締基横酸钢(2.5%)，正下醇(0.15%)，聚乙締醇(0.03%)， 簇甲基纤维素钢(0.04%)，亚硝酸钢(0.3%)，其余为水。得到此发泡剂成品。
[0065] 7)将制备的发泡剂成品和水按照1:50混合，用高速制泡机制泡。转速为1500转，审U 备泡沫。设计容重为500kg/m3，按照发泡剂:水:水泥=1:150: 250混合揽拌均匀，通过模具 成型，经过30天养护后，测试发泡混凝±性能。
[0066] 测试所得泡沫的发泡性能见表1，混凝±性能见表2。
[0067] 实施例4
[0068] -种酶交联混合水解蛋白水泥发泡剂，包括W下步骤：
[0069] 1)首先制备第一种水解蛋白原料:将研磨干燥过的动物蹄角蛋白50g装入容器中， 加入水100〇1^，再加入亚硫酸氨钢5肖，浸泡过夜。在55°(：的水浴中将混合溶液放置2.5个小 时。然后将水浴溫度快速升溫至l〇〇°C，加入化(0H)2 20g，在此溫度下持续水解11.5小时， 将制备的水解溶液过滤，pH值调节至7.0备用。
[0070] 2)制备第二种水解蛋白原料:将脱脂洗净的动物毛发(人发、废牛羊毛)50g装入容 器中，加入水lOOOmL，再加入亚硫酸氨钢5g，浸泡过夜。在55 °C的水浴中将混合溶液放置1.5 个小时。然后将水浴溫度快速升溫至l〇〇°C，加入Ca(0H)221g，在此溫度下持续水解6小时， 将制备的水解溶液过滤，调抑至7.0备用。
[0071] 3)制备第Ξ种蛋白溶液原料:将50g酪蛋白装入烧杯中，加入水lOOOmL，逐渐加入 氨氧化钢，常溫下磁力揽拌使其逐渐溶解，使用5M的盐酸将溶液的pH值调节至7.0备用。
[0072] 4)将制备的W上Ξ种蛋白溶液按照质量比10:5:2等体积混合，在50°C下浓缩至浓 度为25%。
[0073] 5)在混合浓缩蛋白溶液中加入谷氨酷胺转移酶，酶用量为10U每克蛋白，揽拌均匀 后在50°C的水浴中反应交联2小时。再放入80°C的水浴中2分钟灭活酶。
[0074] 6)按照W下质量百分比例对酶交联混合水解蛋白水泥发泡剂进行配方：
[0075] 发泡剂母液(30%)，α-締基横酸钢(2.5%)，正下醇(0.15%)，聚乙締醇(0.03%)， 簇甲基纤维素钢(0.05%)，亚硝酸钢(0.45%)，其余为水。得到此发泡剂成品。
[0076] 7)将制备的发泡剂成品和水按照1:50混合，用高速制泡机制泡。转速为1500转，审U 备泡沫。设计容重为500kg/m3，按照发泡剂:水:水泥=1:150: 250混合揽拌均匀，通过模具 成型，经过30天养护后，测试发泡混凝±性能。
[0077] 表1实施例1-4中混凝±发泡剂的发泡性能测定结果 [007引
[0079]表2为实施例1-4有关不同实施例混凝±性能测定结果
[0080]
[0081 ]测试所得泡沫的发泡性能见表1，混凝±性能见表2。
【主权项】
1. 一种酶交联混合水解蛋白水泥发泡剂的制备方法，其特征在于:步骤如下： (1) 第一种蛋白溶液原料的制备:将研磨干燥过的动物蹄角装入容器中，加入水，再加 入亚硫酸氢钠，混合后浸泡过夜;将混合溶液置于50-60°C的水浴中2-3小时，然后将水浴温 度升至100°C，加入氢氧化钙，在100°C下持续水解10-12小时，制得水解溶液，将所得的水解 溶液过滤，调pH至7-8备用； (2) 第二种蛋白溶液原料的制备：取脱脂洗净的动物毛发装入容器中，先加入水，再加 入亚硫酸氢钠，混合后浸泡过夜;将混合溶液置于50-60°C的水浴中1-2小时，然后将水浴 温度升至l〇〇°C，加入氢氧化钙，在100°C下持续水解4-6小时，制得水解溶液，将所得的水解 液过滤，调pH至7-8备用； (3) 第三种蛋白溶液原料:将酪蛋白装入烧杯中，加入水，加入氢氧化钠，常温条件下磁 力搅拌至溶解，用5M的盐酸将溶液的pH调至7-8备用； (4) 将第一种蛋白溶液:第二种蛋白溶液:第三种蛋白溶液按质量比为:2-10:5:1-2的 比例混合，在50°C下浓缩至目标浓度，制得混合浓缩蛋白溶液； (5) 向混合浓缩蛋白溶液中加入谷氨酰胺转移酶，搅拌均匀后在50°C的水浴中反应交 联1.5-2.5小时，然后放入80°C水浴中处理2分钟，灭活酶，完成酶交联混合水解蛋白水泥发 泡剂初始母液的制备； (6) 按以下质量百分比的配方，配制酶交联混合水解蛋白水泥发泡剂:发泡剂母液25-30%，α -烯基磺酸钠2-5%，正丁醇0.05-0.15%，聚乙烯醇0.01-0.05%，羧甲基纤维素钠0.03- 0.05%，亚硝酸钠0.2-0.5%，余量为水。2. 如权利要求1所述的酶交联混合水解蛋白水泥发泡剂的制备方法，其特征在于:所述 步骤(1)中动物蹄角为猪、牛、羊的蹄角;动物蹄角:水:亚硫酸氢钠:氢氧化钙的添加质量比 为10:200:卜2:4-5〇3. 如权利要求1所述的酶交联混合水解蛋白水泥发泡剂的制备方法，其特征在于:所述 步骤(2)中动物毛发为人或动物毛发中的一种或多种;脱脂的操作为将动物毛发置于水中， 加入0.2%的纯碱，1-3%的ABS，在温度45-55°C，pH值8-9的条件下洗涤2小时;所述动物毛发： 水:亚硫酸氢钠:氢氧化钙的添加质量比为1:20:0.04-0.1:0.36-0.44。4. 如权利要求1所述的酶交联混合水解蛋白水泥发泡剂的制备方法，其特征在于:所述 步骤(3)中酷蛋白：水:氣氧化纳的质量比为1:20:0.1。5. 如权利要求1所述的酶交联混合水解蛋白水泥发泡剂的制备方法，其特征在于:所述 步骤(4)中目标浓度为15-25%。
【文档编号】C04B24/38GK106082752SQ201610431033
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】苏小舟, 栗蕾
【申请人】中原工学院