利用廢皮屑制備的水泥發(fā)泡劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于混凝土外加劑領(lǐng)域，具體涉及一種利用廢皮肩制備的水泥發(fā)泡劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)泡水泥又稱為泡沫混凝土或者發(fā)泡混凝土，是在水泥漿體中引入適量氣泡，攪拌均勻后再澆筑硬化而成的一種內(nèi)部具有大量密閉氣孔的輕質(zhì)混凝土，發(fā)泡水泥所具有的保溫性、輕質(zhì)性、耐高溫、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)良特點(diǎn)，適應(yīng)了目前社會(huì)發(fā)展所倡導(dǎo)的節(jié)約資源、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的理念和要求，獲得了廣泛的重視。影響發(fā)泡水泥的因素很多，其中發(fā)泡劑的影響尤為顯著(劉陽(yáng)，唐明，宋學(xué)君.混凝土發(fā)泡劑研究進(jìn)展[J].混凝土，2012(9):57-61)。按發(fā)泡劑的開發(fā)應(yīng)用時(shí)間的先后順序主要有四代發(fā)泡劑，分別為松香皂和松香熱聚物發(fā)泡劑、合成類表面活性劑型發(fā)泡劑、動(dòng)植物蛋白發(fā)泡劑、復(fù)合類發(fā)泡劑四大類別(劉恒亮.水泥發(fā)泡劑品種篩選和發(fā)泡水泥工藝的研究.化學(xué)工程與裝備，2015，( 11): 39-42)，目前這幾種類型的水泥發(fā)泡劑均有銷售和應(yīng)用，但與國(guó)外先進(jìn)的發(fā)泡劑相比，我國(guó)發(fā)泡劑所產(chǎn)生泡沫的均勻性、穩(wěn)定性及細(xì)密性均不理想(陳景，甘戈金，趙晚群，徐芬蓮.一種復(fù)合型水泥發(fā)泡劑的研究.材料導(dǎo)報(bào)，2014,28(專輯23): 291-293)。針對(duì)我國(guó)目前發(fā)泡水泥的發(fā)展需求，研制發(fā)泡效果好、穩(wěn)泡性能佳、綜合性能優(yōu)良、價(jià)格成本合理的綠色環(huán)保型發(fā)泡劑對(duì)發(fā)泡水泥的制備及進(jìn)一步推廣具有十分重要的意義。
[0003]我國(guó)目前已經(jīng)成為了全世界皮革生產(chǎn)大國(guó)，每年要產(chǎn)生大約1.7億張標(biāo)準(zhǔn)牛皮量的皮革，其中25%左右的最終成為有用的皮革產(chǎn)品，其余的75%左右的在片、削、磨和修邊生產(chǎn)過程中變味了廢皮肩，每年有140萬(wàn)噸左右，數(shù)量巨大的廢皮肩，加之90%的廢皮肩含有鉻鞣劑，廢皮肩的處理成為了皮革行業(yè)的難題(王群，張素風(fēng)，豆莞莞，王學(xué)川，強(qiáng)濤濤.水解膠原蛋白在造紙工業(yè)中旳應(yīng)用研究.中國(guó)皮革，2015,44(5):25-29;王碧，林煒，馬春輝，張銘讓.皮革廢棄物資源回用-膠原蛋白的利用基礎(chǔ)現(xiàn)狀及前景.皮革化工.2001，18(3):10_14)，目前主要以掩埋、焚燒等方式進(jìn)行處理，不僅造成了資源的巨大浪費(fèi)，也產(chǎn)生了很大的環(huán)境污染。本發(fā)明的方法在于利用廢皮肩制備水泥發(fā)泡劑，對(duì)于廢皮肩沒有特殊的要求，不需要分離出去其中的鉻化合物，是一個(gè)處理量大、很有發(fā)展前景的廢皮肩應(yīng)用途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種利用廢皮肩制備的水泥發(fā)泡劑及制備方法，利用制革工業(yè)產(chǎn)生的廢棄皮肩制備水泥發(fā)泡劑，制備方法具有制備工藝獨(dú)特、經(jīng)濟(jì)效益好的特點(diǎn)。所制備發(fā)泡劑屬于動(dòng)物蛋白質(zhì)改性發(fā)泡劑，具有發(fā)泡效率高、在發(fā)泡水泥中產(chǎn)生的氣孔細(xì)膩、分布均勻等特點(diǎn)，
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
本發(fā)明實(shí)施例提供一種利用廢皮肩制備的水泥發(fā)泡劑，由以下材料按照質(zhì)量份制成:廢皮肩100?150份、水200?250份、氫氧化鈣2?3份，堿性蛋白酶0.5?I份、氧化鈣4?6份、丙烯基單體混合物15?20份、引發(fā)劑溶液15?20份和添加劑5~6份。
[0005]上述方案中，所述廢皮肩為皮革工業(yè)在制革過程中產(chǎn)生的廢皮肩，所含水分小于15%，所含非皮肩以外的雜質(zhì)小于5%。
[0006]上述方案中，所述氫氧化鈣為工業(yè)級(jí)，含量大于98%。
[0007]上述方案中，所述堿性蛋白酶為2709-堿性蛋白酶，酶活力為100000u/g，有效成分98%，適用溫度40 0C-60 0C 及 pH 在 9~11。
[0008]上述方案中，所述氧化鈣為工業(yè)級(jí)，含量大于98%。
[0009]上述方案中，所述丙烯酸類單體混合物為丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、烯丙基聚氧乙烯醚和烯丙基磺酸鈉按照質(zhì)量份為5:4:3:6:2比例混合得到。
[0010]上述方案中，所述引發(fā)劑溶液為I份的過硫酸銨或者過硫酸鈉溶解在20份水中獲得。
[0011]上述方案中，所述添加劑為十二烷基硫酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉按照質(zhì)量份1:1比例混合而得。
[0012]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種利用廢皮肩制備的水泥發(fā)泡劑的制備方法，該制備方法通過以下步驟實(shí)現(xiàn):
步驟一:廢皮肩降解制備蛋白質(zhì)溶液:
按照質(zhì)量份取廢皮肩100?150份，加入水200?250份，升溫到40°C-50°C，加入2?3份氫氧化鈣，檢查水的PH在9?11之間，加入0.5?I份堿性蛋白酶，攪動(dòng)下保溫2?3小時(shí)，然后升溫到80?90°C，加入氧化鈣4?6份，再攪拌下保溫反應(yīng)3~4小時(shí)，得到降解蛋白質(zhì)溶液，保溫待用；步驟二:水泥發(fā)泡劑的制備:
在上述降解蛋白質(zhì)溶液中通過滴加方式慢慢地加入15?20份烯丙基混合單體，同時(shí)滴加15?20份的引發(fā)劑溶液，二者加入的時(shí)間控制在40?60分鐘內(nèi)，加料完畢后保溫反應(yīng)2?3小時(shí)，降溫到25?30°C，加入加入添加劑5~6份，用質(zhì)量乙酸調(diào)節(jié)體系的pH為7.5-8.0，控制最終產(chǎn)物的固體含量為18%?21%，所得產(chǎn)物即為混凝土減水劑。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明采用廢皮肩作為原料，在酶降解完成后對(duì)其進(jìn)行化學(xué)降解和化學(xué)改性，通過復(fù)配制備了具有多支鏈狀分子的水泥發(fā)泡劑;通過本發(fā)明所制備的水泥發(fā)泡劑的發(fā)泡效率高，形成的氣孔細(xì)膩、分布均勻，制備工藝獨(dú)特，經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景，本發(fā)明采用廢皮肩作為原料，為廢皮肩資源化利用找到了應(yīng)用的途徑，也為蛋白質(zhì)類水泥發(fā)泡劑的制備開辟了新的原料。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0015]本發(fā)明實(shí)施例提供一種利用廢皮肩制備的水泥發(fā)泡劑，由以下材料按照質(zhì)量份組成:
廢皮肩100?150份、水200?250份、氫氧化鈣2?3份，堿性蛋白酶0.5?I份、氧化鈣4?6份、丙烯基單體混合物15?20份、引發(fā)劑溶液15?20份和添加劑5~6份。
[0016]所述廢皮肩為皮革工業(yè)在制革過程中因?yàn)樾捱叀⑾鲃?、片層等生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢皮肩，所含水分小于15%，所含非皮肩以外的雜質(zhì)小于5%。
[0017]所述氫氧化鈣為工業(yè)級(jí)，含量大于98%。
[0018]所述堿性蛋白酶為2709-堿性蛋白酶，酶活力為100000u/g，有效成分98%，適用溫度40°060°(:及?!1在9~11。
[0019]所述氧化鈣為工業(yè)級(jí)，含量大于98%。
[0020]所述丙烯酸類單體混合物為丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、烯丙基聚氧乙烯醚和烯丙基磺酸鈉按照質(zhì)量份為5:4:3:6:2比例混合得到。
[0021]所述引發(fā)劑溶液為I份的過硫酸銨或者過硫酸鈉溶解在20份水中獲得。
[0022]所述添加劑為十二烷基硫酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉按照質(zhì)量份1:1比例混合而得。
[0023]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種利用廢皮肩制備混凝土減水劑的制備方法，該方法通過以下步驟實(shí)現(xiàn):