專利名稱：復合保溫墻體夾心泡沫混凝土發(fā)泡劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種混凝土添加劑，屬于精細化工產(chǎn)品技術領域，特別是涉及一種復合保溫墻體夾心泡沫混凝土發(fā)泡劑及其制備方法，其主要用于復合保溫墻體的夾心保溫材料泡沫混凝土的生產(chǎn)，當然也可以用于屋面、地暖保溫層等領域的泡沫混凝土生產(chǎn)。
背景技術：
泡沫混凝土，常按密度劃分等級，即3級為300kg/m3，4級為400kg/m3，.......
輕質(zhì)泡沫混凝土，一般指的是3 6級泡沫混凝土。輕質(zhì)泡沫混凝土由于具有質(zhì)輕、高強、節(jié)能、利廢、保溫、隔音、耐老化、不易燃等性能，因而其開發(fā)研究和應用在國內(nèi)外受到了越來越多的重視。輕質(zhì)泡沫混凝土生產(chǎn)的關鍵技術在于發(fā)泡劑的研制，泡沫混凝土發(fā)泡劑，從松香皂、蛋白質(zhì)水解液到由表面活性劑(起泡組分)與動物植蛋白(或高聚物，穩(wěn)泡組分)復配制成的復合型發(fā)泡劑，它們每公斤的泡沫混凝土產(chǎn)量、質(zhì)量均存在相互制約的矛盾。例如，以32. 5#水泥生產(chǎn)4級泡沫混凝土 松香皂的產(chǎn)量約為0. 625m3/kg，抗壓強度為0. 8MPa ；蛋白質(zhì)水解液的產(chǎn)量約為I. 0m3/kg，抗壓強度為I. OMPa ;復合型發(fā)泡劑，依其起泡組分與穩(wěn)泡組分的比例不同其產(chǎn)量為I. 5m3/kg-2. 0m3/kg，抗壓強度為0. 6Mpa_0. 5MPa之間變動。洛陽師范學院和河南昌惠建筑節(jié)能工程有限公司聯(lián)合研制的LC-Ol型泡沫混凝土發(fā)泡劑(申請?zhí)枮?00910138376. 8)，雖然在泡沫混凝土發(fā)泡劑結(jié)構、合成原理與性能上都取得了重大突破，有效地克服了起泡組分與穩(wěn)泡組分的矛盾，并具有原料易得、無毒無害、泡沫混凝土產(chǎn)量和質(zhì)量均成倍提高的優(yōu)點，但其生產(chǎn)工藝需使用高壓氧化合成一種中間產(chǎn)品,這無疑會增加生產(chǎn)成本。另外，用作地暖保溫層的泡沫混凝土，其漿料澆注厚度一般小于40mm ;用作屋面保溫的泡沫混凝土，其漿料澆注厚度一般在300mm之內(nèi)；而復合保溫墻體的夾心保溫材料用泡沫混凝土，其漿料每次的澆注高度至少需要在Im以上，這就對泡沫混凝土發(fā)泡劑提出了更高的要求。因此，如何進一步研究開發(fā)泡沫更加穩(wěn)定的混凝土發(fā)泡劑，及更加適合復合保溫 墻體夾心保溫材料所用的泡沫混凝土澆注料，是目前所屬領域技術人員的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種新的復合保溫墻體夾心泡沫混凝土發(fā)泡劑，其活性組分既有象十二烷基苯磺酸鈉那樣的起泡性，其泡沫在水泥漿料中，又能借助水泥水化產(chǎn)生的鈣離子、及粉煤灰顆粒表面的鈣離子形成球形網(wǎng)狀結(jié)構，使泡沫變得更加穩(wěn)定，從而生產(chǎn)出適合復合保溫墻體夾心保溫材料所用的泡沫混凝土澆注料。本發(fā)明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種復合保溫墻體夾心泡沫混凝土發(fā)泡劑，其是由如下的質(zhì)量百分比含量的原料制成原料①是質(zhì)量百分比濃度為30%的聚丙烯酸溶液；原料②是質(zhì)量百分比濃度為99. 8%的丁二酸；原料③是質(zhì)量百分比濃度為96%氫氧化鈉或KOH ;原料④是(I摩爾的)偏硅酸鈉或(0. 25摩爾的)硼砂；原料⑤是質(zhì)量百分比濃度為70%的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉；原料⑥是質(zhì)量百分比濃度為85%的三乙醇胺溶液。根據(jù)本發(fā)明實施例的復合保溫墻體夾心泡沫混凝土發(fā)泡劑，所述原料①還可以是質(zhì)量百分比濃度為48%的水解聚馬來酸酐溶液。根據(jù)本發(fā)明實施例的復合保溫墻體夾心泡沫混凝土發(fā)泡劑，所述偏硅酸鈉可以是無水偏娃酸鈉、五水偏娃酸鈉或九水化偏娃酸鈉。另外，本發(fā)明還提出了一種復合保溫墻體夾心泡沫混凝土發(fā)泡劑的制備方法，該方法包括步驟I)將聚丙烯酸(簡稱PAA’以“-CH2-CH-COOH”計摩爾質(zhì)量)或水解聚馬來酸酐(簡稱HPMA，以“H00C-CH = ”計其摩爾質(zhì)量)、丁二酸(以“-CH2_C00H”計其摩爾質(zhì)量)按一定摩爾比(總摩爾數(shù)量為6摩爾)加入到攪拌反應釜中，用水加熱溶解，控制外浴溫度為105 110°C ；2)當反應液溫度達到80±5°C后,將用自來水溶解后的氫氧化鈉或氫氧化鉀(質(zhì)量百分濃度為10-20%，使用偏硅酸鈉(Na2SiO3)時，用量為6摩爾；使用硼砂時用量為16摩爾)緩慢加入到反應爸中，使反應液形成透明溶液；3)加入偏硅酸鈉(Na2SiO3) 4. 0摩爾或硼砂I. 0摩爾，繼續(xù)反應30 50分鐘；4)加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(簡稱AES)12摩爾，繼續(xù)反應，直到反應液均一透明；5)加入三乙醇胺4摩爾，繼續(xù)反應至結(jié)束；根據(jù)本發(fā)明實施例的制備方法，步驟I)中，采用不銹鋼或搪瓷攪拌反應釜，為油浴電加熱或夾套式蒸汽加熱，反應釜容積為0. 5 3m3，反應時間為5 10分鐘；水、聚丙烯酸或水解聚馬來酸酐、丁二酸三者的摩爾比為(41 45) (2 4) (4 2)。根據(jù)本發(fā)明實施例的制備方法，步驟2)中，氫氧化鈉或氫氧化鉀與有機酸總量的摩爾比為1 I;反應時間為10分鐘。根據(jù)本發(fā)明實施例的制備方法，步驟3)中，當反應體系溫度為95±5°C時，攪拌漿為框式，轉(zhuǎn)速為50 80轉(zhuǎn)/分。根據(jù)本發(fā)明實施例的制備方法，步驟4)中的反應時間為30 40分鐘；步驟5)中的反應時間為30分鐘。根據(jù)本發(fā)明實施例的制備方法，步驟5)制備的成品采用不銹鋼或搪瓷材質(zhì)的貯罐儲存；成品包裝采用50 200kg的塑料桶。借由上述技術方案，本發(fā)明復合保溫墻體夾心泡沫混凝土發(fā)泡劑及其制備方法至少具有下列優(yōu)點(I)本發(fā)明的混凝土發(fā)泡劑，在微觀上，是一個兩維平面大分子，平面一邊有大量的親水集團、另一邊有大量的疏水集團，且平面邊沿具有能與鈣離子反應的活性基團；這種結(jié)構的泡沫混凝土發(fā)泡劑，其活性組分既有良好的起泡性，又兼有很好的穩(wěn)泡功能；(2)泡沫在水泥漿料中，位于平面邊沿的活性基團能與水泥水化產(chǎn)生的鈣離子、及與粉煤灰顆粒表面的鈣離子結(jié)合形成化學鍵，從而將相鄰的平面分子鏈接成球形網(wǎng)，使泡沫與水泥、粉煤灰漿料的混合過程中不易破裂，并能經(jīng)受壓力的考驗；(3)泡沫不易破裂，不僅可以提高發(fā)泡劑的使用效率，更重要的是可以有效避免破、裂泡沫的表面活性劑吸附于水泥、粉煤灰顆粒表面，影響水泥水化和水泥、粉煤灰漿料的正常凝結(jié)，從而提高泡沫混凝土產(chǎn)品的抗壓強度。


圖I是本發(fā)明實施例的ST發(fā)泡劑的工藝流程圖。
具體實施例方式圖I所示為本發(fā)明實施例的ST發(fā)泡劑的工藝流程圖，其中的反應物原料①為聚丙烯酸溶液(30%質(zhì)量濃度，摩爾質(zhì)量以“-CH2-CH-C00H”計，溶劑為水，下同)或水解聚馬來酸酐溶液0^祖，48%，摩爾質(zhì)量以“1100(-01=”計)；原料②為丁二酸(99.8% );原料③為氫氧化鈉(96% )或KOH (96% )，所用氫氧化鈉或氫氧化鉀的摩爾數(shù)量與所取有機酸(③必選，①②選一)的摩爾數(shù)量之和；原料④為硅酸鈉(無水、五水或九水化合物)或硼砂(I摩爾)；原料⑤為脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(簡稱AES，70%)； 原料⑥為三乙醇胺溶液(85% )。工藝流程圖中的反應設備不銹鋼或搪瓷攪拌反應釜，為油浴電加熱或夾套式蒸汽加熱，反應釜容積為
0.5 3m3外浴溫度控制在105 110°C，反應體系溫度為95±5°C ;攪拌漿為框式，轉(zhuǎn)速為50 80轉(zhuǎn)/分；成品貯罐為不銹鋼或搪瓷材質(zhì)；成品包裝為50 200kg塑料桶。工藝流程圖中的工藝條件以自來水為溶劑，體系反應溫度均為80 100°C，最佳溫度條件為95±3°C ;總用水量與原料1、2、3(硅酸鈉/硼砂)、4(硅酸鈉/硼砂)、5、6的摩爾比依次為(41 45) (2 4) (4 2) (6/10) (4/1) 12 4 ;反應時間①為5 10分鐘；②為10分鐘；③為30 50分鐘；④為30 40分鐘；⑤為30分鐘。本發(fā)明的工藝中剛合成的產(chǎn)品為半透明溶液 透明溶液，放置數(shù)天會有少許絮狀沉淀，該沉淀蓋因為自來水中少量的鈣、鎂離子引起，取產(chǎn)品中的質(zhì)量占99%以上的上層透明溶液即為本發(fā)明產(chǎn)品。本發(fā)明復合保溫墻體夾心泡沫混凝土發(fā)泡劑的各項理化指標如表I所示。表I復合保溫墻體夾心泡沫混凝土發(fā)泡劑的各項理化指標(20°C )
項目指標
微黃色透明
活性物含量(％ )20 + 0.5
密度I. 06 + 0. 02
黏度(厘泊)240 + 8
I 100 稀釋液 pH7. 0 + 0. I
權利要求
1.一種復合保溫墻體夾心泡沫混凝土發(fā)泡劑，其特征在于其是由如下的反應物原料制成 原料①是質(zhì)量百分比濃度為30%的聚丙烯酸溶液； 原料②是質(zhì)量百分比濃度為99. 8%的丁二酸； 原料③是質(zhì)量百分比濃度為96%氫氧化鈉或KOH ； 原料④是I摩爾的偏硅酸鈉或0. 25摩爾的硼砂； 原料⑤是質(zhì)量百分比濃度為70%的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉； 原料⑥是質(zhì)量百分比濃度為85 %的三乙醇胺溶液。
2.根據(jù)權利要求I所述的復合保溫墻體夾心泡沫混凝土發(fā)泡劑，其特征在于所述原料①還可以是質(zhì)量百分比濃度為48%的水解聚馬來酸酐溶液。
3.根據(jù)權利要求I所述的復合保溫墻體夾心泡沫混凝土發(fā)泡劑，其特征在于所述偏 娃酸鈉可以是無水偏娃酸鈉、五水偏娃酸鈉或九水化偏娃酸鈉。
4.一種復合保溫墻體夾心泡沫混凝土發(fā)泡劑的制備方法，其特征在于其包括以下步驟 1)將聚丙烯酸或水解聚馬來酸酐、丁二酸按一定摩爾比加入到攪拌反應釜中，用水加熱溶解，控制外浴溫度為105 110°C ； 2)當反應液溫度達到80±5°C后,將用自來水溶解后的氫氧化鈉或氫氧化鉀緩慢加入到反應釜中，使反應液形成透明溶液； 3)加入偏硅酸鈉4摩爾或硼砂I摩爾，繼續(xù)反應30 50分鐘； 4)加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉12摩爾，繼續(xù)反應，直到反應液均一透明； 5)加入三乙醇胺4摩爾，繼續(xù)反應至結(jié)束；
5.根據(jù)權利要求4所述的復合保溫墻體夾心泡沫混凝土發(fā)泡劑的制備方法，其特征在于步驟I)中，水、聚丙烯酸或水解聚馬來酸酐、丁二酸三者的摩爾比為(41 45) (2 4) (4 2)。
6.根據(jù)權利要求4所述的復合保溫墻體夾心泡沫混凝土發(fā)泡劑的制備方法，其特征在于步驟I)中，采用不銹鋼或搪瓷攪拌反應釜，為油浴電加熱或夾套式蒸汽加熱，反應釜容積為0. 5 3m3，反應時間為5 10分鐘。
7.根據(jù)權利要求4所述的復合保溫墻體夾心泡沫混凝土發(fā)泡劑的制備方法，其特征在于步驟2)中，氫氧化鈉或氫氧化鉀的質(zhì)量百分濃度為10 20% ;反應時間為10分鐘。
8.根據(jù)權利要求4所述的復合保溫墻體夾心泡沫混凝土發(fā)泡劑的制備方法，其特征在于步驟3)中，當反應體系溫度為95±5°C時，攪拌漿為框式，轉(zhuǎn)速為50 80轉(zhuǎn)/分。
9.根據(jù)權利要求4所述的復合保溫墻體夾心泡沫混凝土發(fā)泡劑的制備方法，其特征在于步驟4)中的反應時間為30 40分鐘；步驟5)中的反應時間為30分鐘。
10.根據(jù)權利要求4所述的復合保溫墻體夾心泡沫混凝土發(fā)泡劑的制備方法，其特征在于步驟5)制備的成品采用不銹鋼或搪瓷材質(zhì)的貯罐儲存；成品包裝采用50 200kg的塑料桶。
全文摘要
一種復合保溫墻體夾心泡沫混凝土發(fā)泡劑及其制備方法1)將兩種多元酸按一定摩爾比加入到攪拌反應釜中，用水加熱溶解，控制外浴溫度為105～110℃；2)當反應液溫度達到80±5℃后，用無機堿溶液緩慢中和，得透明溶液；3)加入具有多個反應活性基團的化合物，繼續(xù)反應生成一維鏈狀化合物A；4)加入常規(guī)表面活性劑，使化合物A吸附在表面活性劑的膠束表面；5)加入交聯(lián)劑，使化合物A交聯(lián)成兩維平面結(jié)構。本發(fā)明的發(fā)泡劑泡沫在水泥漿料中，能借助水泥水化產(chǎn)生的鈣離子、及粉煤灰顆粒表面的鈣離子形成球形網(wǎng)狀結(jié)構，使泡沫變得更加穩(wěn)定，從而生產(chǎn)出適合復合保溫墻體夾心保溫材料所用的泡沫混凝土澆注料。
文檔編號C04B38/02GK102731140SQ20111008750
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月6日 優(yōu)先權日2011年4月6日
發(fā)明者李森蘭, 王建平 申請人:洛陽原生建筑工程技術有限公司