一种用于轻质混凝土的双子表面活性稳泡剂及制备方法转让专利

申请号 : CN202310803737.6

文献号 : CN116514447B

文献日 :

基本信息:

PDF:

法律信息:

相似专利:

发明人 : 李纪晖康刚吕俊华叶丹妮张豫红

申请人 : 四川科宏达集团有限责任公司

摘要 :

本发明公开了一种用于轻质混凝土的双子表面活性稳泡剂及制备方法,属于混凝土助剂技术领域。稳泡剂包括以下组分,按质量百分比为:磺酸盐阴离子型双子表面活性剂20%‑45%、增稠剂0.1%‑1.0%、阳离子表面活性剂0.5%‑4%、两性离子表面活性剂5%‑25%,增强剂5%‑20%,余量为水。本发明的磺酸盐阴离子型双子表面活性剂在纯水、海水、盐水以及高矿的硬质水中具有良好的起泡性和稳泡性能,不会对混凝土浆液中的硅酸盐类有产生凝聚作用,提高了泡沫混凝土的强度和承压能力。

权利要求 :

1.一种用于轻质混凝土的双子表面活性稳泡剂,其特征在于:包括以下组分,按质量百分比为:磺酸盐阴离子型双子表面活性剂20%‑45%、增稠剂0.1%‑1.0%、阳离子表面活性剂

0.5%‑4%、两性离子表面活性剂5%‑25%,增强剂5%‑20%,余量为水;

所述磺酸盐阴离子型双子表面活性剂具有以下化学结构:

,式中R2为碳链长度为2‑12的烷基;R1为碳链长度为6‑16的烷基;

所述R2为碳链长度为2‑4的烷基;R1为碳链长度为12‑16的烷基;

所述阳离子表面活性剂为长链烷基三甲基季铵盐和双链型季铵盐中的一种或多种混合物;

所述两性离子表面活性剂为碳链长度为12‑16的烷基甜菜碱、酰胺丙基甜菜碱、羟磺基甜菜碱、氧化胺中的一种或多种混合物。

2.根据权利要求1所述用于轻质混凝土的双子表面活性稳泡剂,其特征在于:所述增稠剂为羧甲基纤维素、均聚型聚丙烯酰胺、黄原胶中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述用于轻质混凝土的双子表面活性稳泡剂,其特征在于:所述增强剂为乙二醇单丁醚、乙二醇叔丁醚、二乙二醇丁醚中的一种或多种的混合物。

4.一种根据权利要求1‑3任一项所述的用于轻质混凝土的双子表面活性稳泡剂的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)在搅拌反应釜中加入增强剂,搅拌速度为20‑40r/min,在搅拌条件下缓慢加入增稠剂至搅拌反应釜中,搅拌至分散均匀;

(2)向搅拌反应釜中加入80%总量的水,在60r/min转速下搅拌1‑2h后再依次加入磺酸盐阴离子型双子表面活性剂、两性离子表面活性剂搅拌至均匀;

(3)向搅拌反应釜中缓慢加入阳离子表面活性剂,继续搅拌30‑60min;加入剩余20%总量的水搅拌均匀,即得稳泡剂。

说明书 :

一种用于轻质混凝土的双子表面活性稳泡剂及制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及混凝土助剂技术领域,具体涉及一种用于轻质混凝土的双子表面活性稳泡剂及制备方法。

背景技术

[0002] 轻质混凝土又称之为泡沫混凝土。它最为显著的特点是在混凝上内形成封闭的气泡孔,使混凝土在密度减小的同时兼具有保温、隔热和耐火的特点。轻质混凝土的制备过程是首先将起泡剂水溶液和压缩空气泵入发泡设备制备出泡沫,然后再将泡沫与预先搅拌均匀的混凝土浆体在机械搅拌或者管道内湍流的混合作用下将泡沫和混凝土浆体均匀融合,混凝土颗粒均匀的包裹在泡沫表面的液膜中,形成轻质混凝土拌合物。
[0003] 轻质混凝土拌合物形成具有一定强度的、均匀多孔结构的轻质混凝土成品需要等待一定的时间,等混凝土浆体完成凝固成型,在此时间内混凝土浆体中包裹泡沫应具有很好的稳定性,否则过多破裂的泡沫会造成混凝土浆液的流动与运移,最终导致轻质混凝土内部多孔结构分布不均匀、局部存在承压强度低、易开裂的风险。因此,制约轻质混凝土的关键因素为起泡剂产生的泡沫稳定性。
[0004] 为了稳定泡沫,稳泡剂作为辅助,广泛应用于混凝土的发泡中。现有的泡沫稳定剂主要有:高分子类聚合物如聚丙烯酰胺类、高级醇和羟基酰胺类表面活性剂等。但是此类稳泡剂一般只能对阴离子起泡剂起到稳泡作用,并且还存在使用量大、在较高硬度水中的稳泡效果不明显以及其分子结构中的羟基基团会对混凝土浆液中的硅酸盐类有一定的凝聚作用,大量使用会降低轻质混凝土的强度和承压能力。

发明内容

[0005] 为了解决上述问题,本发明提出一种用于轻质混凝土的双子表面活性稳泡剂,提高起泡剂的泡沫稳定性,且适用于硬度较高的水质,用量少,不会对混凝土中的硅酸盐产生凝聚作用,提高泡沫混凝土的承压能力。
[0006] 为了实现上述目的,本发明是通过以下技术方案来实现的:
[0007] 一种用于轻质混凝土的双子表面活性稳泡剂,包括以下组分,按质量百分比为:磺酸盐阴离子型双子表面活性剂20%‑45%、增稠剂0.1%‑1.0%、阳离子表面活性剂0.5%‑4%、两性离子表面活性剂5%‑25%,增强剂5%‑20%,余量为水。
[0008] 进一步的,所述磺酸盐阴离子型双子表面活性剂具有以下化学结构:
[0009] ,式中R2为碳链长度为2‑12的烷基;R1为碳链长度为6‑16的烷基。
[0010] 进一步的,所述R2为碳链长度为2‑4的烷基;R1为碳链长度为12‑16的烷基。
[0011] 进一步的,所述阳离子表面活性剂为长链烷基三甲基季铵盐和双链型季铵盐中的一种或多种混合物。
[0012] 其中,所述长链烷基三甲基季铵盐为十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基硫酸酯盐、十四烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基硫酸酯盐、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基硫酸酯盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵中的任意一种。
[0013] 其中,所述双链型季铵盐为双癸基二甲基氯化铵、双癸基二甲基硫酸酯盐、双辛癸基二甲基氯化铵、双癸基二甲基硫酸酯盐中的任意一种。
[0014] 优选的,阳离子表面活性剂十二烷基三甲基硫酸酯盐、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵中的任意一种。
[0015] 进一步的,所述两性离子表面活性剂为碳链长度为12‑16的烷基甜菜碱、酰胺丙基甜菜碱、羟磺基甜菜碱或氧化胺中的一种或多种混合物。
[0016] 优选的,两性离子表面活性剂为椰油酰胺丙基氧化胺、十二烷基甜菜碱、椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱中的任意一种。
[0017] 进一步的,所述增稠剂为羧甲基纤维素、均聚型聚丙烯酰胺、黄原胶中的一种或几种。
[0018] 进一步的,所述增强剂为乙二醇单丁醚、乙二醇叔丁醚、二乙二醇丁醚中的一种或多种的混合物。
[0019] 本发明还公开了一种用于轻质混凝土的双子表面活性稳泡剂的制备方法,包括以下步骤:
[0020] (1)在搅拌反应釜中加入增强剂,搅拌速度为20‑40r/min,在搅拌条件下缓慢加入增稠剂至搅拌反应釜中,搅拌至分散均匀;
[0021] (2)向搅拌反应釜中加入80%总量的水,在60r/min转速下搅拌1‑2h后再依次加入磺酸盐阴离子型双子表面活性剂、两性离子表面活性剂搅拌至均匀;
[0022] (3)向搅拌反应釜中缓慢加入阳离子表面活性剂,继续搅拌30‑60min;加入剩余20%总量的水搅拌均匀,即得稳泡剂。
[0023] 本发明用于轻质混凝土的双子表面活性稳泡剂及制备方法,其有益效果在于:
[0024] (1)本发明稳泡剂采用了新型磺酸盐阴离子型双子表面活性剂作为主要稳泡剂,该双子表面活性剂中因为存在酯基和酰胺基,与带有正电荷的阳离子表面活性剂复配后形成双电子结构,加上增强剂的亲油亲水性能,能够较大幅度的改善两性离子类型泡沫剂和生物基泡沫剂中起泡剂分子的排列分布及分散性能、调整起泡剂分子在液膜中的舒展状态、聚集状态和流变性能,增加泡沫的液膜强度和保水能力,最终提高泡沫的稳定性。
[0025] (2)本发明的新型磺酸盐阴离子型双子表面活性剂与两性表面活性剂混合后,能够增加阴离子类型泡沫剂及生物基泡沫剂的泡沫稳定性。两性离子在不同的pH值溶液体系中能够表现出不同的性能,其阴、阳离子的共同存在可以增加阴离子起泡剂分子间的静电作用,从而增加泡沫液膜的强度,降低其析液速度从而提升泡沫的稳定性;两性离子表面活性剂的生物亲和性可以与生物基起泡剂中的起泡剂分子起到更好的协同效应,从而增加生物基泡沫的稳定性。
[0026] (3)本发明的新型磺酸盐阴离子型双子表面活性剂在海水、盐水以及高矿的硬质水中具有良好的起泡性和稳泡性能,不会对混凝土浆液中的硅酸盐类产生凝聚作用,提高了泡沫混凝土的强度和承压能力。
[0027] (4)本发明稳泡剂的组分为表面活性剂原料,成本远低于现有常规使用的硅树脂聚醚和改性纳米二氧化硅颗粒;同时稳泡剂中添加的新型磺酸盐阴离子型双子表面活性剂的起泡和稳泡性好,因此较小使用量就能够达到良好的稳泡效果,在现有常规的轻质混泥土的起泡中,使用量为发泡剂原液的1.0%,发泡液的0.3‰,经济适用性更强。

具体实施方式

[0028] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0029] 一种用于轻质混凝土的双子表面活性稳泡剂,包括以下组分,按质量百分比为:磺酸盐阴离子型双子表面活性剂20%‑45%、增稠剂0.1%‑1.0%、阳离子表面活性剂0.5%‑4%、两性离子表面活性剂5%‑25%,增强剂5%‑20%,余量为水。
[0030] 所述磺酸盐阴离子型双子表面活性剂具有以下化学结构:
[0031] ,式中R2为碳链长度为2‑12的烷基;R1为碳链长度为6‑16的烷基。
[0032] 优选的,R2为碳链长度为2‑4的烷基;R1为碳链长度为12‑16的烷基。
[0033] 需要进一步说明的是,本发明中磺酸盐阴离子型双子表面活性剂的制备方法,包括以下步骤:
[0034] ①将原料C2‑C4的烷基醇胺与顺酐在催化剂无水醋酸钠和溶剂的存在下、60‑100℃温度下经酰胺化酯化反应2h得到中间体;
[0035] ②向中间体中加入C12‑C16的脂肪醇和固体酸催化剂,在120‑180℃的温度下双酯化反应得到双子马来酸双酯;
[0036] ③在水存在的条件下向双子马来酸双酯中加入磺化剂硫酸氢钠和助催化剂,在100‑120℃的温度下进行磺化6h,得到磺酸盐双子表面活性剂。
[0037] 步骤①中C2‑C4的烷基醇胺为乙醇胺、丙醇胺和丁醇胺中的任意一种;所述C2‑C4的烷基醇胺与顺酐的摩尔比为1:2.0‑2.5。本实施例中C2‑C4的烷基醇胺与顺酐的摩尔比优选为1:2.1
[0038] 步骤①中催化剂无水醋酸钠的加入量为C2‑C4烷基醇胺与顺酐质量总和的0.5%‑1%。本实施例中催化剂无水醋酸钠的加入量优选为C2‑C4烷基醇胺与顺酐质量总和的0.5%。
[0039] 步骤①中的溶剂为环己烷,或正庚烷,或甲苯,或二甲苯;本实施例中优选为甲苯。
[0040] 步骤②中所述C12‑C16的脂肪醇为十二醇、十四醇和十六醇中的任意一种;优选为十二醇和十六醇中的任意一种;所述C12‑C16的脂肪醇的添加量以顺酐计,摩尔比为顺酐:脂肪醇=1:1;固体酸催化剂为HND‑26,且固体酸催化剂的加入量为顺酐重量的0.5%‑3%。本实施例中固体酸催化剂的加入量优选为顺酐重量的2%。
[0041] 步骤③中磺化剂为亚硫酸氢钠,磺化剂的添加量与顺酐的摩尔比为:顺酐:亚硫酸氢钠=1:(1‑1.2),本实施例中最优选为顺酐:亚硫酸氢钠=1:1.1。
[0042] 步骤③中助催化剂为乙醇和二甲基亚砜按照摩尔比1:1的比例组成的混合物;助催化剂的加入量为双子马来酸双酯重量的0.3%‑0.6%。本实施例中助催化剂的加入量优选为双子马来酸双酯重量的0.5%。
[0043] 步骤③中水的加入量以顺酐的质量比为:顺酐:水=1:1.2。
[0044] 需要进一步说明的是,阳离子表面活性剂为长链烷基三甲基季铵盐和双链型季铵盐中的一种或多种混合物;
[0045] 其中,长链烷基三甲基季铵盐为十二烷基三甲基氯化铵(1231)、十二烷基三甲基硫酸酯盐(1231‑S)、十四烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基硫酸酯盐、十六烷基三甲基氯化铵(1631)、十六烷基三甲基硫酸酯盐(1631‑S))、十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)中的任意一种或几种。
[0046] 其中,双链型季铵盐为双癸基二甲基氯化铵(DDAC)、双癸基二甲基硫酸酯盐、双辛癸基二甲基氯化铵、双癸基二甲基硫酸酯盐中的一种或几种。
[0047] 需要进一步说明的是,两性离子表面活性剂为碳链长度为12‑16的烷基甜菜碱(BS)、酰胺丙基甜菜碱(CAB)、羟磺基甜菜碱(CHSB)或椰油酰胺丙基氧化胺(CAO)中的一种或多种混合物。
[0048] 需要进一步说明的是,增稠剂为羧甲基纤维素(CMC)、均聚型聚丙烯酰胺(PAM)、黄原胶(9270)的一种或几种的混合物。
[0049] 需要进一步说明的是,增强剂为乙二醇单丁醚(BCS)、乙二醇叔丁醚(ETB)、二乙二醇丁醚(DGBE)中的一种或多种的混合物。
[0050] 方法实施例
[0051] 一种用于轻质混凝土的双子表面活性稳泡剂的制备方法,包括以下步骤:
[0052] (1)在搅拌反应釜中加入增强剂,搅拌速度为40r/min,在搅拌条件下缓慢加入增稠剂至搅拌反应釜中,搅拌至分散均匀;
[0053] (2)向搅拌反应釜中加入80%总量的水,在60r/min转速下搅拌1h后再依次加入磺酸盐阴离子型双子表面活性剂、两性离子表面活性剂搅拌至均匀;
[0054] (3)向搅拌反应釜中缓慢加入阳离子表面活性剂,继续搅拌30min;加入剩余20%总量的水搅拌均匀,即得稳泡剂。
[0055] 表1为用于轻质混凝土的双子表面活性稳泡剂的实施例1‑16的具体组分,按照质量百分比为:
[0056] 表1 实施例1‑16各组分分配表
[0057]
[0058] 实施例1‑16中各组分分别按照方法实施例制备得到稳泡剂。
[0059] 常规轻质混凝土用起泡剂配方,按质量百分比为:十二烷基硫酸钠(K12)7.5%,脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)6.0%,α‑烯基磺酸钠(AOS)4.5%,椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB‑35)6.0%,椰子油脂肪酸二乙醇酰胺4%,三乙醇胺2%,余量为水。
[0060] 对比例1
[0061] 将常规轻质混凝土用起泡剂配方60g和市政自来水1940g充分机械搅拌30min形成对比例发泡液1。
[0062] 对比例2
[0063] 一种稳泡剂,将增稠剂羧甲基纤维素(CMC)0.5g,阳离子表面活性剂十二烷基三甲基硫酸酯盐(1231‑S)2g,两性离子表面活性剂椰油酰胺丙基氧化胺(CAO)10g,增强剂二乙二醇丁醚(DGBE)5g,水82.5g;(实施例3的配方)按照方法实施例的制备方法配置而成。
[0064] 对比例3
[0065] 一种稳泡剂,为市购的绿森化工生产的某硅树脂聚醚类稳泡剂,将该市购的某硅聚醚类稳泡剂2g用98g市政自来水分散均匀形成硅树脂聚醚混悬液100g。
[0066] 对比例4
[0067] 一种稳泡剂,为市售改性纳米二氧化硅颗粒稳泡剂:按照产品介绍将购买的市售某纳米颗粒类稳泡剂1g用99g市政自来水在剧烈搅拌下分散成100g改性纳米二氧化硅混悬液。
[0068] 对比例5
[0069] 一种稳泡剂,将增稠剂羧甲基纤维素(CMC)0.5g,磺酸盐阴离子型双子表面活性剂(R1为C12的烷基,R2为C2的亚甲基),两性离子表面活性剂椰油酰胺丙基氧化胺(CAO)10g,增强剂二乙二醇丁醚(DGBE)5g,水42.5g;(实施例3的配方)按照方法实施例的制备方法配置而成。
[0070] 对比例6
[0071] 一种稳泡剂,将增稠剂羧甲基纤维素(CMC)0.5g,磺酸盐阴离子型双子表面活性剂(R1为C12的烷基,R2为C2的亚甲基),阳离子表面活性剂十二烷基三甲基硫酸酯盐(1231‑S)2g,增强剂二乙二醇丁醚(DGBE)5g,水42.5g;(实施例3的配方)按照方法实施例的制备方法配置而成。
[0072] 性能测试
[0073] 一、自来水中起泡性能测试
[0074] 将实施例1‑16、对比例1‑6得到的稳泡剂分别取0.6g用市政自来水稀释至100g形成稳泡剂溶液;
[0075] 再分别取常规轻质混凝土用起泡剂配方60g和市政自来水1840g加入到实施例1‑16的稳泡剂溶液中充分机械搅拌30min形成实施例发泡液1‑16;对比例2‑6的稳泡剂溶液中充分机械搅拌30min形成对比例发泡液2‑6。
[0076] 稳泡性能测试方法:用1.5L/min的恒流水泵将以上实施例发泡液1‑16、对比例发泡液1‑6分别与约30L/min的0.2Mpa压力下的压缩空气通过泡沫发生器充分混合形成泡沫1‑泡沫22,然后根据泡沫的体积和重量及泡沫的衰减速度计算出所产生泡沫的发泡倍数及
50%析液时间。测试结果如表2所示:
[0077] 表2 自来水中的泡沫性能
[0078]
[0079] 从表2可以看出,对比例4稳泡剂(改性纳米二氧化硅)的对比例发泡液4形成的泡沫发泡倍数为11.2倍,而加入了实施例1‑16稳泡剂形成的实施例发泡液1‑16、加入了对比例2、3、5、6稳泡剂形成的对比例发泡液2、对比例发泡液3、对比例发泡液5、对比例发泡液6形成泡沫的发泡倍率基本上在13倍左右,说明本发明实施例1‑16的稳泡剂的发泡和稳泡性能比现有常规使用的改性纳米二氧化硅的发泡和稳泡性能更好。
[0080] 对比例发泡液1为未加入任何稳泡剂的发泡液,其形成的泡沫17的50%析液时间为38.5min。对比例发泡液2加入了对比例2的稳泡剂,该稳泡剂中不含有磺酸盐阴离子型双子表面活性剂,其形成的泡沫50%析液时间为40.3min,对比例发泡液2的50%析液时间仅比未加稳泡剂的对比例发泡液1的50%析液时间延长了1.8min,这两组数据比较磺酸盐阴离子型双子表面活性剂对泡沫稳定性具有主要作用。
[0081] 从加入对比例2稳泡剂得到的对比例发泡液2与加入实施例3稳泡剂得到的实施例发泡液3相比,实施例发泡液3的50%析液时间为70.3min,远远大于对比例发泡液2的50%析液时间40.3min。对比例发泡液1、对比例发泡液2和实施例发泡液3三组数据说明,本发明中制备的稳泡剂主要起稳泡作用的是磺酸盐阴离子型双子表面活性剂。
[0082] 泡沫1‑16、泡沫18‑22中均加入了稳泡剂,且泡沫的50%析液时间均高于泡沫17的50%析液时间,说明稳泡剂发挥了稳泡作用。
[0083] 泡沫19和泡沫20分别采用现有常规实用的有机硅树脂聚醚和改性纳米二氧化硅作为稳泡剂,两者的泡沫50%析液时间分别为56.4min和54.7min,说明现有常规使用的稳泡剂对泡沫稳定性能提升有限,而本发明提供的稳泡剂能够将泡沫的50%析液时间提升至60min以上,尤其是采用实施例3的稳泡剂的泡沫3中泡沫的50%析液时间达70min以上,极大的提升了泡沫稳定性。
[0084] 泡沫21(加入对比例5稳泡剂)和泡沫22(加入对比例6稳泡剂)中,稳泡剂中分别缺少了阳离子表面活性剂和两性离子表面活性剂,其泡沫50%析液时间相对于泡沫3(加入实施例3稳泡剂)有所缩短,但仍然大于泡沫18(加入对比例2稳泡剂),说明阳离子表面活性剂和两性离子表面活性剂对泡沫的稳定性影响较小,而本发明中的磺酸盐阴离子型双子表面活性剂对泡沫稳定性起决定作用。
[0085] 二、在不同类型发泡剂中的稳泡性能
[0086] 发泡剂的选择:
[0087] (1)阴离子类型的发泡剂:常规轻质混凝土用起泡剂配方,按质量百分比为:十二烷基硫酸钠(K12)7.5%,脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)6.0%,α‑烯基磺酸钠(AOS)4.5%,椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB‑35)6.0%,椰子油脂肪酸二乙醇酰胺4%,三乙醇胺2%,余量为水。
[0088] (2)常规两性离子发泡剂:主要组分为椰油酰胺丙基甜菜碱CAB‑35,再辅以少量阴离子表面活性。
[0089] (3)常规生物基发泡剂:主要组分为生物蛋白发酵形成的多肽或者氨基酸混合物。
[0090] 将实施例3、对比例3‑6得到的稳泡剂分别取0.6g用市政自来水稀释至100g形成稳泡剂溶液。
[0091] 再分别取阴离子类型的发泡剂、常规两性离子发泡剂、常规生物基发泡剂60g,分别向该三种发泡剂种加入市政自来水1840g,充分机械搅拌30min形成实施例17‑19、对比例发泡液7‑18。
[0092] 稳泡性能测试方法:用1.5L/min的恒流水泵将以上实施例发泡液17‑19、对比例发泡液7‑18分别与约30L/min的0.2Mpa压力下的压缩空气通过泡沫发生器充分混合形成泡沫23‑泡沫37,然后根据泡沫的体积和重量及泡沫的衰减速度计算出所产生泡沫的发泡倍数及50%析液时间。测试结果如表3所示:
[0093] 表3 自来水中的泡沫性能
[0094]
[0095] 从表3可以看出,在阴离子类型的发泡剂、常规两性离子发泡剂、常规生物基发泡剂三种体系的发泡液中,采用对比例4稳泡剂(改性纳米二氧化硅)均会影响到体系的发泡倍率;而采用对比例3稳泡剂(某硅树脂聚醚类稳泡剂),在阴离子发泡剂中的稳泡效果较明显外,但是在常规两性离子发泡剂和常规生物基发泡剂中的稳泡效果较差,采用对比例5稳泡剂(缺少阳离子表面活性剂)在阴离子发泡剂中具有较好的稳泡效果,但是在常规两性离子发泡剂和常规生物基发泡剂中的稳泡效果稍差;采用对比例6稳泡剂(缺少两性离子表面活性剂)在常规两性离子发泡剂中具有较好的稳泡效果,但是在阴离子离子发泡剂和常规生物基发泡剂中的稳泡效果稍差。而采用实施例3稳泡剂组成的实施例发泡液17、实施例发泡液18、实施例发泡液19,在阴离子类型的发泡剂、两性离子发泡剂和生物基发泡剂中,50%析液时间均能维持在70min作用,稳泡效果更好,适用范围更广。
[0096] 三、高硬度水中起泡性能测试
[0097] 将实施例3、实施例4、实施例6、实施例7、实施例15、实施例16和对比例2‑6得到的2+ 2+ ‑
稳泡剂分别取0.6g用高硬度水(总矿化度8000mg/L,Ca 、Mg 总浓度为600mg/L,其余为Cl+
和Na)稀释至100g形成稳泡剂溶液。
[0098] 再分别取常规轻质混凝土用起泡剂配方60g和高硬度水1840g加入到稳泡剂溶液中充分机械搅拌30min形成实施例发泡液20‑25、对比例发泡液20‑24。
[0099] 将常规轻质混凝土用起泡剂配方60g和高硬度水1840g充分机械搅拌30min形成对比例发泡液19。
[0100] 稳泡性能测试方法:用1.5L/min的恒流水泵将以上实施例发泡液20‑25、对比例发泡液19‑24分别与约30L/min的0.2Mpa压力下的压缩空气通过泡沫发生器充分混合形成泡沫38‑泡沫49,然后根据泡沫的体积和重量及泡沫的衰减速度计算出所产生泡沫的发泡倍数及50%析液时间。测试结果如表4所示:
[0101] 表4 高硬度水中的泡沫性能
[0102]
[0103] 从表4可以看出,对比例发泡液19为未加入任何稳泡剂的、用高硬度水配制的发泡液,其形成的泡沫44的发泡倍数为13.1倍,50%析液时间为37.4min,与自来水配制的发泡液(对比例发泡液1)相比,在发泡倍数和析液时间方面有一定程度的降低,说明水质对发泡液本身的发泡性能影响程度不大。
[0104] 泡沫46采用现有常规使用的硅树脂聚醚作为稳泡剂,泡沫50%析液时间分别为51.2min,与无稳泡剂存在的泡沫44的50%析液时间37.4min相比,现有常规使用的硅树脂聚醚在硬水中依然具有一定的稳泡效果,但是与自来水中的稳泡效果(56.4min)相比,还存在一定的差距,说明硅树脂聚醚稳泡剂不能够适应硬水水质。
[0105] 泡沫47采用现有的改性纳米二氧化硅作为稳泡剂,其在高硬度水中的50%析液时间为52.6min,与自来水中的50%析液时间(54.7min)相差不大,说明改性纳米二氧化硅作为稳泡剂对水质盐度的变化不敏感;其稳泡效果远低于采用实施例3的泡沫39的50%析液时间(69.8min),而且改性纳米二氧化硅的加入,具有一定的消泡作用,致使泡沫体系的发泡倍数降低(自来水中11.2倍,高硬度水中10.8倍),低于发泡性本身的发泡倍率(约13倍左右)。
[0106] 在高硬度水中,稳泡剂采用实施例3、实施例4、实施例6、实施例7、实施例15、实施例16的泡沫体系无论是在发泡倍数还是在50%析液时间方面,与对应的泡沫液在自来水中的表现均没有较大差异,尤其是添加了实施例3稳泡剂得到的实施例发泡液20的50%析液时间为69.8min,说明本发明实施例的稳泡剂产品对硬水具有较强的适应能力。
[0107] 泡沫48(加入对比例5稳泡剂)和泡沫49(加入对比例6稳泡剂)中,稳泡剂中分别缺少了阳离子表面活性剂和两性离子表面活性剂,其泡沫50%析液时间相对于泡沫38(加入实施例3稳泡剂)有所缩短,但仍然大于泡沫45(加入对比例2稳泡剂),说明阳离子表面活性剂和两性离子表面活性剂对硬质水的泡沫稳定性影响较小,而本发明中的磺酸盐阴离子型双子表面活性剂对泡沫稳定性起决定作用。
[0108] 四、海水中起泡性能测试
[0109] 将实施例3、实施例4、实施例6、实施例7、实施例15、实施例16和对比例2‑6得到的稳泡剂分别取0.6g用海水稀释至100g形成稳泡剂溶液。
[0110] 再分别取常规轻质混凝土用起泡剂配方60g和海水1840g加入到稳泡剂溶液中充分机械搅拌30min形成实施例发泡液26‑31、对比例发泡液26‑30。
[0111] 将常规轻质混凝土用起泡剂配方60g和海水1840g充分机械搅拌30min形成对比例发泡液25。
[0112] 稳泡性能测试方法:用1.5L/min的恒流水泵将以上实施例发泡液26‑31、对比例发泡液25‑30分别与约30L/min的0.2Mpa压力下的压缩空气通过泡沫发生器充分混合形成泡沫50‑泡沫61,然后根据泡沫的体积和重量及泡沫的衰减速度计算出所产生泡沫的发泡倍数及50%析液时间。测试结果如表5所示:
[0113] 表5 海水中的泡沫性能
[0114]
[0115] 从表5可以看出,对比例发泡液25为未加入任何稳泡剂的、用海水配制的发泡液,其形成的泡沫56的发泡倍数为12.9倍,50%析液时间为36.9min,与自来水配制的发泡液(对比例发泡液1)相比,在发泡倍数和析液时间方面有一定程度上的降低,说明水质对发泡液在海水中的发泡性能本身的影响程度不大。
[0116] 泡沫58采用现有常规使用的硅树脂聚醚作为稳泡剂,泡沫50%析液时间分别为42.3min,与无稳泡剂存在的泡沫56的50%析液时间36.9min相比,现有常规使用的硅树脂聚醚在海水中具有非常有限的稳泡效果,说明随着海水水质中盐分的升高,硅树脂聚醚的稳泡效果越来越差。
[0117] 泡沫59采用现有的改性纳米二氧化硅作为稳泡剂,其在海水中的50%析液时间为49.1min,与自来水中的50%析液时间(54.7min)相差不大,说明改性纳米二氧化硅作为稳泡剂对水质盐度的变化不敏感;其稳泡效果远低于采用实施例3的泡沫50的50%析液时间(68.1min),而且改性纳米二氧化硅的加入,具有一定的消泡作用,致使泡沫体系的发泡倍数降低(自来水中11.2倍,海水中9.9倍),低于发泡性本身的发泡倍率(约13倍左右)。
[0118] 在海水中,稳泡剂采用实施例3、实施例4、实施例6、实施例7、实施例15、实施例16的泡沫体系无论是在发泡倍数还是在50%析液时间方面,与对应的泡沫液在自来水中的表现相比,有较小程度的降低,但是降低幅度均比较小说明水质中盐分浓度的变化对实施例稳泡剂的影响很小,尤其是添加了实施例3稳泡剂得到的实施例发泡液26的50%析液时间为68.1min,与自来水中的50%析液时间(70.3min)相比,仅仅降低了约2min,说明本发明实施例的稳泡剂产品对海水也具有较强的适应能力。
[0119] 泡沫60(加入对比例5稳泡剂)和泡沫61(加入对比例6稳泡剂)中,稳泡剂中分别缺少了阳离子表面活性剂和两性离子表面活性剂,其泡沫50%析液时间相对于50(加入实施例3稳泡剂)有所缩短,但仍然大于泡沫57(加入对比例2稳泡剂),说明阳离子表面活性剂和两性离子表面活性剂对海水泡沫的稳定性影响较小,而本发明中的磺酸盐阴离子型双子表面活性剂对泡沫稳定性起决定作用。
[0120] 在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0121] 最后应说明的是:本发明实施例公开的仅为本发明较佳实施例而已,仅用于说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解;其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或替换,并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。