本發(fā)明涉及泡沫混凝土發(fā)泡劑技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種耐堿性發(fā)泡劑及其在泡沫混凝土中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

泡沫混凝土又稱(chēng)發(fā)泡水泥、輕質(zhì)混凝土等，是一種利廢、環(huán)保、節(jié)能、低廉且具有不燃性的新型建筑節(jié)能材料。泡沫混凝土的制作通常是用機(jī)械方法將發(fā)泡劑溶液充分發(fā)泡，再將泡沫與水泥漿均勻混合，最后澆注成型、養(yǎng)護(hù)而成。泡沫混凝土具有施工工序簡(jiǎn)單，有較好的保溫隔熱、隔音吸聲、抗壓抗震、防水、抗裂紋等特性，在輕質(zhì)墻板、補(bǔ)償?shù)鼗?、夾芯構(gòu)建、管線(xiàn)回填、屋面保溫隔熱、園林綠化、水下抗侵蝕工程及國(guó)防等多領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。

發(fā)泡劑是泡沫混凝土制作過(guò)程的關(guān)鍵之一，它的性能直接決定著泡沫混凝土的質(zhì)量?，F(xiàn)今，市場(chǎng)上發(fā)泡劑品種繁多，大多分為松香型、蛋白質(zhì)型和表面活性劑型三種。松香型發(fā)泡劑是應(yīng)用最早的發(fā)泡劑，它的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低，與水泥相容性好，但缺點(diǎn)是發(fā)泡體積和泡沫穩(wěn)定性較差；蛋白質(zhì)類(lèi)發(fā)泡劑泡沫穩(wěn)定性好，長(zhǎng)時(shí)間不消泡，但發(fā)泡倍數(shù)低、成本高；表面活性劑類(lèi)發(fā)泡劑發(fā)泡體積大、發(fā)泡快，但泡沫的穩(wěn)定性較差。復(fù)合類(lèi)發(fā)泡劑一般利用復(fù)配技術(shù)將單一成分發(fā)泡劑的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)合和協(xié)同，同時(shí)獲得良好的發(fā)泡能力、泡沫穩(wěn)定性及與水泥材料的相容性。例如發(fā)明專(zhuān)利cn104177118a的復(fù)合發(fā)泡組分是由合成表面活性劑類(lèi)發(fā)泡劑和蛋白質(zhì)發(fā)泡劑復(fù)合而成，發(fā)明專(zhuān)利cn103553420a使用造紙制漿的副產(chǎn)品堿木質(zhì)素為主要原料制備發(fā)泡劑，將堿木質(zhì)素轉(zhuǎn)化為氨基酸系表面活性劑，并在此基礎(chǔ)上引入磺酸基，將堿木質(zhì)素改性產(chǎn)物與適當(dāng)比例的表面活性劑和穩(wěn)泡劑復(fù)配。還有的研究在發(fā)泡劑中添加穩(wěn)泡劑，用于改善泡沫在空氣中的穩(wěn)定性，并對(duì)新拌漿體的流動(dòng)性、澆注體的體積穩(wěn)定性以及硬化體的密度和強(qiáng)度等性能產(chǎn)生影響。例如發(fā)明專(zhuān)利cn101224957a的發(fā)泡劑中添加了三乙醇胺、水溶性高分子化合物如羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酰胺等，發(fā)明專(zhuān)利cn103288379a公開(kāi)了一種穩(wěn)泡劑，包含穩(wěn)泡共聚物、叔丁醇、多糖膠等，所述穩(wěn)泡共聚物為全氟烷基乙基丙烯酸酯、n-乙烯基吡咯烷酮及順丁烯二酸酐形成的共聚物，可以提高泡沫在水泥漿體中的穩(wěn)定性，制備出具有良好力學(xué)性能、體積穩(wěn)定性和耐久性的泡沫混凝土。發(fā)明專(zhuān)利cn106587716a的穩(wěn)泡劑包含常規(guī)穩(wěn)泡劑(醇胺和/或醇類(lèi)化合物)、低溫穩(wěn)泡劑(聚硅氧烷)、高溫穩(wěn)泡劑(聚丙烯酰胺)三種組分，主要應(yīng)用于耐大范圍溫度波動(dòng)的發(fā)泡劑。

然而，發(fā)明人在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，水泥在拌合時(shí)往往呈現(xiàn)出堿性，并且受水泥熟料礦物組成的影響，水泥拌合物的堿性值易出現(xiàn)較大的波動(dòng)，影響發(fā)泡劑的發(fā)泡性能。現(xiàn)有的發(fā)泡劑對(duì)泡沫混凝土拌合物堿性的敏感性較強(qiáng)，當(dāng)材料的堿性值出現(xiàn)較大波動(dòng)時(shí)，其產(chǎn)泡能力和泡沫穩(wěn)定性會(huì)發(fā)生波動(dòng)，從而導(dǎo)致生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，必須對(duì)生產(chǎn)配比參數(shù)進(jìn)行調(diào)整以滿(mǎn)足要求。在拌合物堿性較強(qiáng)時(shí)，發(fā)泡劑往往發(fā)泡能力較差，泡沫穩(wěn)定性變差；在拌合物堿性較低時(shí)，發(fā)泡劑的發(fā)泡能力較強(qiáng)，穩(wěn)泡性能也能在一定程度改善。

因此，提供一種在泡沫混凝土拌合物堿性高和低的性質(zhì)下均保持穩(wěn)定的發(fā)泡劑，將給生產(chǎn)帶來(lái)更多的便利，提高生產(chǎn)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種耐堿性發(fā)泡劑及其制備方法，能夠使得泡沫混凝土拌合物在堿性大范圍波動(dòng)時(shí)保持較高的穩(wěn)定性，提高生產(chǎn)效率。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述耐堿性發(fā)泡劑在泡沫混凝土中的應(yīng)用。

本發(fā)明的上述目的是通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的。

一種耐堿性發(fā)泡劑，包括如下重量份數(shù)的原料：月桂氨基丙酸鈉5～8重量份、烷基甜菜堿5～10重量份、烷基氧化胺5～10份、醇胺0.5～2份、纖維素醚0.5～2份、水50～70份。

泡沫混凝土液相中的各種離子和呈堿性的ph值會(huì)有消泡的作用，ph值越大，消泡現(xiàn)象越明顯，泡沫的穩(wěn)定性越差，主要原因是ph值的改變影響了活性物質(zhì)之間或活性物質(zhì)與水的作用力。兩性表面活性劑是一種溫和的表面活性劑。兩性表面活性劑分子與單一的陰離子型、陽(yáng)離子型不同，在分子的一端同時(shí)存在有酸性基和堿性基?，F(xiàn)在常用的人工合成兩性表面活性劑其陰離子部分大多是羧酸基，也有少數(shù)是磺酸基；其陽(yáng)離子部分大多是胺鹽或季銨鹽。由季銨鹽構(gòu)成陽(yáng)離子部分的叫甜菜堿型；由胺鹽構(gòu)成陽(yáng)離子部分的叫氨基酸型。

本發(fā)明通過(guò)多種不同結(jié)構(gòu)的兩性表面活性劑的復(fù)合，相互之間協(xié)同作用，取得了優(yōu)化后的陰陽(yáng)離子結(jié)構(gòu)比例，使其在ph值在一個(gè)偏堿性范圍變化時(shí)，發(fā)泡劑即表面活性劑與水的作用力變化較小，泡沫穩(wěn)定性好，生成的泡沫豐富、細(xì)膩、非常穩(wěn)定。

優(yōu)選地，包括如下重量份數(shù)的原料：月桂氨基丙酸鈉5～6重量份、烷基甜菜堿5.5～6.8重量份、烷基氧化胺5～6.5份、醇胺0.8～1.1份、纖維素醚0.7～1.1份、水59～70份。

優(yōu)選地，所述月桂氨基丙酸鈉，在5％水溶液下ph值為9～12。

優(yōu)選地，所述烷基甜菜堿為十二烷基二甲基甜菜堿、十二烷基二羥乙基甜菜堿或十八烷基二羥乙基甜菜堿中一種或多種。

優(yōu)選地，所述烷基氧化胺為十二烷基二甲基氧化胺、十六烷基二甲基氧化胺或十二烷基二羥乙基氧化胺中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述醇胺為三乙醇胺、十二醇、十八醇或聚乙二醇中一種或多種。

優(yōu)選地，所述纖維素醚的粘度為20000～100000mpa.s。更優(yōu)選地，所述纖維素醚的粘度為30000～80000mpa.s。

優(yōu)選地，所述纖維素醚為羥丙基甲基纖維素醚。

上述耐堿性發(fā)泡劑的制備方法，包括如下步驟：按重量份數(shù)，將所述烷基甜菜堿和部分水在溫度50±5℃的條件下使其充分溶解；再依次加入所述烷基氧化胺、醇胺和月桂氨基丙酸鈉，保持物料溫度在50±5℃的條件下使其充分溶解；最后加入所述纖維素醚和剩余的水，混勻后溫度降至室溫，即得所述的耐堿性發(fā)泡劑。

上述耐堿性發(fā)泡劑在泡沫混凝土中的應(yīng)用。

將本發(fā)明所述發(fā)泡劑用于生產(chǎn)泡沫混凝土，當(dāng)生產(chǎn)材料發(fā)生波動(dòng)，帶來(lái)拌合物堿性在較大范圍變化時(shí)，仍能保持穩(wěn)定的泡沫混凝土質(zhì)量，而給生產(chǎn)帶來(lái)更多的便利。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果在于：提供了一種耐堿性發(fā)泡劑，將多種不同結(jié)構(gòu)的兩性表面活性劑進(jìn)行復(fù)配，優(yōu)化組分含量，取得了較好的陰陽(yáng)離子結(jié)構(gòu)比例，耐堿性能好，復(fù)合獲得的發(fā)泡劑生成的泡沫豐富、細(xì)膩、非常穩(wěn)定。當(dāng)施工配比混合料堿性發(fā)生較大波動(dòng)時(shí)，本發(fā)明發(fā)泡劑仍具有高穩(wěn)定性，保證泡沫混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，給生產(chǎn)帶來(lái)更多的便利。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。除非特別說(shuō)明，本發(fā)明采用的試劑、方法和設(shè)備為本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)試劑、方法和設(shè)備。

經(jīng)發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，提出了本發(fā)明發(fā)泡劑一種優(yōu)選的制備方法，包括如下步驟：按重量份數(shù)，將所述烷基甜菜堿和占總量40～50％的水在溫度50±5℃的條件下使其充分溶解；再依次加入所述烷基氧化胺、醇胺和月桂氨基丙酸鈉，保持物料溫度在50±5℃的條件下使其充分溶解；最后加入所述纖維素醚和剩余的水，混勻后溫度降至室溫，即得所述的耐堿性發(fā)泡劑。下述實(shí)施例和對(duì)比例采用該方法制備獲得發(fā)泡劑產(chǎn)品。

作為一種優(yōu)選地實(shí)施方式，所述月桂氨基丙酸鈉，在5％水溶液下ph值為9～12。

作為一種優(yōu)選地實(shí)施方式，所述纖維素醚的粘度為20000～100000mpa.s。

并且，發(fā)明人經(jīng)大量研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)所述烷基甜菜堿、烷基氧化胺、醇胺、纖維素醚的種類(lèi)在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行一種或多種的選擇時(shí)，對(duì)發(fā)泡劑的耐堿穩(wěn)定性影響不大。

以下以具體實(shí)施條件為例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

一種耐堿性發(fā)泡劑，包括如下重量份數(shù)的原料：月桂氨基丙酸鈉5份、烷基甜菜堿6份、烷基氧化胺5份、醇胺0.8份、纖維素醚1份、水62份。79.8

所述烷基甜菜堿為十二烷基二甲基甜菜堿，所述烷基氧化胺為十六烷基二甲基氧化胺，所述醇胺為三乙醇胺，所述纖維素醚為羥丙基甲基纖維素醚，粘度為30000mpa.s。

實(shí)施例2

一種耐堿性發(fā)泡劑，包括如下重量份數(shù)的原料：月桂氨基丙酸鈉6份、烷基甜菜堿5.5份、烷基氧化胺6.5份、醇胺1.1份、纖維素醚0.7份、水59份。78.8

所述烷基甜菜堿為十八烷基二羥乙基甜菜堿，所述烷基氧化胺為十二烷基二羥乙基氧化胺，所述醇胺為十二醇，所述纖維素醚為羥丙基甲基纖維素醚，粘度為30000mpa.s。

實(shí)施例3

一種耐堿性發(fā)泡劑，包括如下重量份數(shù)的原料：月桂氨基丙酸鈉5.5份、烷基甜菜堿6.8份、烷基氧化胺5.6份、醇胺0.9份、纖維素醚1.1份、水70份。89.9

所述烷基甜菜堿為十二烷基二甲基甜菜堿和十二烷基二羥乙基甜菜堿以任意比例組成的混合物，所述烷基氧化胺為十六烷基二甲基氧化胺，所述醇胺為十二醇和十八醇以任意比例組成的混合物，所述纖維素醚為羥丙基甲基纖維素醚，粘度為30000mpa.s。

實(shí)施例4

一種耐堿性發(fā)泡劑，包括如下重量份數(shù)的原料：月桂氨基丙酸鈉5.4份、烷基甜菜堿6份、烷基氧化胺6份、醇胺1份、纖維素醚0.8份、水64份。83.2

所述烷基甜菜堿為十二烷基二羥乙基甜菜堿，所述烷基氧化胺為十二烷基二甲基氧化胺，所述醇胺為聚乙二醇，所述纖維素醚為羥丙基甲基纖維素醚，粘度為50000mpa.s。

實(shí)施例5

一種耐堿性發(fā)泡劑，包括如下重量份數(shù)的原料：月桂氨基丙酸鈉6.4份、烷基甜菜堿7份、烷基氧化胺7份、醇胺0.8份、纖維素醚0.6份、水64份。85.8

所述烷基甜菜堿為十二烷基二羥乙基甜菜堿，所述烷基氧化胺為十六烷基二甲基氧化胺和十二烷基二羥乙基氧化胺以任意比例組成的混合物，所述醇胺為三乙醇胺，所述纖維素醚為羥丙基甲基纖維素醚，粘度為80000mpa.s。

實(shí)施例6

一種耐堿性發(fā)泡劑，包括如下重量份數(shù)的原料：月桂氨基丙酸鈉8份、烷基甜菜堿6.5份、烷基氧化胺6.5份、醇胺2份、纖維素醚2份、水55份。80

具體烷基甜菜堿、烷基氧化胺、醇胺、纖維素醚的選擇同實(shí)施例1。

實(shí)施例7

一種耐堿性發(fā)泡劑，包括如下重量份數(shù)的原料：月桂氨基丙酸鈉7份、烷基甜菜堿10份、烷基氧化胺10份、醇胺0.5份、纖維素醚0.5份、水50份。78

具體烷基甜菜堿、烷基氧化胺、醇胺、纖維素醚的選擇同實(shí)施例1。所述纖維素醚的粘度為20000mpa.s。

實(shí)施例8

一種耐堿性發(fā)泡劑，包括如下重量份數(shù)的原料：月桂氨基丙酸鈉8份、烷基甜菜堿5份、烷基氧化胺7.5份、醇胺1.5份、纖維素醚1.5份、水58份。81.5

具體烷基甜菜堿、烷基氧化胺、醇胺、纖維素醚的選擇同實(shí)施例1。所述纖維素醚的粘度為100000mpa.s。

對(duì)比例1

同實(shí)施例1，不同之處在于，將所述月桂氨基丙酸鈉替換為月桂酰胺丙基甜菜堿，重量份數(shù)不變。

對(duì)比例2

一種耐堿性發(fā)泡劑，包括如下重量份數(shù)的原料：月桂氨基丙酸鈉4份、烷基甜菜堿4份、烷基氧化胺5份、醇胺4份、纖維素醚0.8份、水62份。所述醇胺具體為十六醇，纖維素醚為羥乙基纖維素，其他與實(shí)施例1相同。

對(duì)比例3

一種耐堿性發(fā)泡劑，包括如下重量份數(shù)的原料：月桂氨基丙酸鈉10份、烷基甜菜堿6份、烷基氧化胺5份、醇胺0.8份、纖維素醚1份、水57份；其他與實(shí)施例1相同。

將按照本發(fā)明實(shí)施例1～8，對(duì)比例1～3的配方獲得的泡沫混凝土發(fā)泡劑及市售發(fā)泡劑1、2在不同的堿性溶液中比較，其中市售發(fā)泡劑1主要成分為十二烷基硫酸鈉，市售發(fā)泡劑2主要成分為十二烷基苯磺酸鈉。效果實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表：

具體表征方法：

1、測(cè)試前將各種原材料、發(fā)泡設(shè)備與測(cè)試儀器均置于相同溫度環(huán)境中實(shí)驗(yàn)。

2、發(fā)泡時(shí)各發(fā)泡劑的稀釋倍率為30倍。

3、控制所發(fā)泡沫密度在55±5g/l的范圍內(nèi)。

4、泡沫1h沉降距和1h泌水率的測(cè)定方法按照《泡沫混凝土用泡沫劑》(jc/t2199-2013)中的規(guī)定進(jìn)行。

由實(shí)施例1～8、對(duì)比例1～3及市售發(fā)泡劑1～2的試驗(yàn)結(jié)果可知，本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)泡劑在不同的堿性環(huán)境下，其泡沫1h沉降距和1h泌水率變化較小，說(shuō)明其泡沫穩(wěn)定性好；尤其，實(shí)施例1～4的耐堿穩(wěn)定性更優(yōu)，可以獲得較優(yōu)選的發(fā)泡劑組成，經(jīng)發(fā)明總結(jié)，更優(yōu)的發(fā)泡劑原料組成包括：月桂氨基丙酸鈉5～6重量份、烷基甜菜堿5.5～6.8重量份、烷基氧化胺5～6.5份、醇胺0.8～1.1份、纖維素醚0.7～1.1份、水59～70份。

而當(dāng)改變本發(fā)明原料的物質(zhì)種類(lèi)(實(shí)施例1)或多種原料的含量(實(shí)施例2、3)時(shí)，獲得的發(fā)泡劑在不同的堿性環(huán)境下，其泡沫1h沉降和1h泌水率相比本發(fā)明發(fā)泡劑變差，經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，必需在本發(fā)明原料組成份數(shù)的限定條件下才能在較寬的堿性范圍內(nèi)具有高穩(wěn)定性。而市售發(fā)泡劑1、市售發(fā)泡劑2在不同的堿性條件下，其泡沫1h沉降距和1h泌水率變化較大，泡沫的穩(wěn)定性差。

綜上所述，本發(fā)明所述的耐堿性發(fā)泡劑在不同的堿性變化環(huán)境下，泡沫的穩(wěn)定性能好，將其添加至水泥中制成的泡沫混凝土的性能優(yōu)良，提高生產(chǎn)效率，給生產(chǎn)帶來(lái)更多的便利，應(yīng)用前景廣闊。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。