一种纳米二氧化硅/十二醇改性复合型发泡剂及制备方法技术

本发明专利技术属于建筑材料技术领域，具体涉及一种纳米二氧化硅/十二醇改性复合型发泡剂及制备方法。本发明专利技术的纳米二氧化硅/十二醇改性复合型发泡剂是向水中加入表面活性剂，形成混合液A，向混合液A中加入甲基纤维素和三乙醇胺，形成复合型发泡剂，向水中加入二氧化硅、分散剂，混合搅拌形成悬浊液进行分散形成纳米二氧化硅悬浊液，加入十二醇，形成悬浊液B，将悬浊液B加入复合型发泡剂中得到的。本发明专利技术的纳米二氧化硅/十二醇改性复合型发泡剂发泡倍数高，泡沫稳定性好，可形成微小、密集且均匀的泡沫，用于制备保温隔热水泥板能够大大提高水泥板的保温隔热性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种纳米二氧化硅/十二醇改性复合型发泡剂及制备方法。
技术介绍
目前，世界各国能源的消耗量越来越高，而能源生产和供应难于大幅度增长，节能工作是一个长期而艰巨的任务。其中，建筑节能是整个节能工作的重要组成部分，而建筑节能的关键在于保温材料的使用，所以保温材料的研究很重要。保温材料是一种减缓由传导、对流、辐射产生的热流速率的材料或复合材料。保温材料可以分为有机保温材料和无机保温材料。有机的保温材料由于其耐火性差，应用越来越受到限制，而无机保温材料由于其优良的耐火性越来越受到人们的重视。发泡水泥制品是一种性能优良的无机保温材料。发泡水泥制品是以水泥、发泡剂、掺合料、增强纤维及外加剂等为原料经发泡制成的轻质多孔材料。发泡剂作为制备发泡水泥制品的关键技术之一，其质量的好坏直接影响发泡水泥的性能。目前，市场上发泡剂的种类很多，但是质量参差不齐，主要包括松香类、合成类表面活性剂、蛋白类和复合型表面活性剂。其中松香类发泡剂是第一代发泡剂，原料丰富、成本低，生产工艺简单，但该类发泡剂的泡体均匀性、发泡倍数和泡沫稳定性都一般；合成类表面活性剂发泡剂是第二代发泡剂，这类发泡剂易起泡，发泡倍数高，但是存在泡壁薄、稳定性差以及对混凝土强度影响大等缺点；蛋白类发泡剂是第三代发泡剂，其主要分为植物蛋白和动物蛋白两类，这类发泡剂泡沫稳定性好，但是发泡倍数较合成类表面活性剂稍差；复合型发泡剂是第四代发泡剂，这类发泡剂不再是单一的组分，而是由多种功能组分复合而成，越来越受到人们的青睐。现有技术中，如中国专利CN104973814A《一种水泥发泡剂制备工艺》公开了一种水泥发泡剂，此发泡剂是由改性的纳米二氧化硅和发泡剂AC复合而成，虽然得到的发泡剂可以降低局部发泡剂量，但是发泡剂AC是一种有机发泡剂，无法保证在水泥中能够产生均匀的泡沫。中国专利CN1907552A公开了《一种复合发泡剂及其制备方法》，采用无机发泡剂碳酸氢盐和分子筛制备了一种复合发泡剂，虽然发泡倍数有增加，且具备良好的分散性和流动性，但是里面含有碳酸氢盐，很难得到高质量的泡沫，形成的泡沫还是比较粗，无法得到细微和密集的泡沫。
技术实现思路
针对上述现有存在的问题和不足，本专利技术提供一种纳米二氧化硅/十二醇改性复合型发泡剂及制备方法，目的是制备一种发泡倍数高，泡沫稳定性好，可形成微小、密集且均匀的泡沫，用于制备保温隔热水泥板能够大大提高水泥板的保温隔热性能。为了实现本专利技术目的的纳米二氧化硅/十二醇改性复合型发泡剂，按照质量百分比，由0.412％～0.65％表面活性剂、0.0825％～0.325％甲基纤维素、0.329％～0.65％三乙醇胺、0.165％～0.976％二氧化硅、0.0825％～0.488％分散剂、0.0825％～0.165％的十二醇和余量水组成。本专利技术的纳米二氧化硅/十二醇改性复合型发泡剂的制备方法，按照以下步骤进行：(1)向水中加入水质量0.5％-1％的表面活性剂，以50-100转/分钟的速度缓慢搅拌均匀形成混合液A；(2)向混合液A中加入水质量0.1％-0.5％的甲基纤维素和水质量0.4％-1％的三乙醇胺，以50-100转/分钟的速度缓慢搅拌均匀形成复合型发泡剂；(3)将向水中加入二氧化硅，再加入分散剂，混合搅拌形成悬浊液，再进行分散，形成纳米二氧化硅悬浊液，加入水质量0.5％-1％的十二醇，混合搅拌均匀形成悬浊液B；(4)将占步骤(2)的复合型发泡剂质量20％-50％的悬浊液B加入复合型发泡剂中，以50-100转/分钟的速度缓慢搅拌均匀，得到纳米二氧化硅/十二醇改性复合型发泡剂。其中，所述的步骤(1)中表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基醇醚硫酸钠或上述表面活性剂的混合物。进一步优选，所述的表面活性剂选自十二烷基硫酸钠与十二烷基醇醚硫酸钠按质量1:1混合而成，表面活性剂掺量为水质量的0.6-0.8％。进一步优选，所述的步骤(2)中甲基纤维素掺量为水质量的0.2-0.4％，三乙醇胺掺量为水质量的0.5-0.8％。所述的步骤(3)中分散剂为OP-10，掺量为纳米二氧化硅质量的50％；纳米二氧化硅掺量为水质量的1％-3％。进一步优选，纳米二氧化硅掺量为水质量的1.5％-2.5％，十二醇的掺量为水质量的0.6％-0.8％。所述的步骤(3)中的分散是将悬浊液A以3500-4000转/分钟的速度快速搅拌5-10min，再置于超声波细胞破碎机中超声50-60min，形成纳米二氧化硅悬浊液。进一步优选，所述的步骤(4)中悬浊液B加入量为30％-40％。本专利技术提出的一种纳米二氧化硅/十二醇改性复合型发泡剂及制备方法，与现有技术相比，有益效果如下：(1)本专利技术制备方法是将纳米二氧化硅均匀分散，与十二醇复合形成改性复合型发泡剂，利用其纳米二氧化硅的纳米特性和十二醇的稳定作用，增强复合型发泡剂的发泡倍数和提高泡沫的稳定性，形成微小的泡沫，同时，均匀分散的纳米二氧化硅能够吸附在泡沫表面，形成三维网络结构，如图1所示，十二醇吸附到纳米二氧化硅之间形成排列致密的混合膜，由于分子间的排列间距的缩小增强了分子间的相互作用力，这样能够增加界面的粘度，从而降低排液的速率，也使泡沫破裂的速率大大降低，提高泡沫稳定性，使得泡沫更加均匀且密集，能够大幅度提高发泡水泥板的保温隔热性能。(2)本专利技术还对纳米二氧化硅/十二醇改性复合型发泡剂的组分及用量做了进一步研究，当表面活性剂(十二烷基硫酸钠与十二烷基醇醚硫酸钠按质量1:1混合)的掺量为0.5％-1％，甲基纤维素的掺量为0.1％-0.5％，三乙醇胺的掺量为0.4％-1％制备成复合发泡剂，其中各个掺量均为占水的质量百分比；纳米二氧化硅掺量为1％-3％，OP-10为纳米二氧化硅掺量的50％，十二醇掺量为0.5％-1％制备纳米二氧化硅/十二醇悬浊液，再将占前述复合发泡剂质量的20％-50％的纳米二氧化硅/十二醇悬浊液与复合发泡剂混合时，发泡剂的发泡倍数为40-60，1h沉陷距为4-7mm，1h泌水量35-85ml；特别是当表面活性剂(十二烷基硫酸钠与十二烷基醇醚硫酸钠按质量1:1混合)的掺量为0.6％-0.8％，甲基纤维素的掺量为0.2％-0.4％，三乙醇胺的掺量为0.6％-0.8％制备成复合发泡剂，其中各个掺量均为占水的质量百分比；纳米二氧化硅掺量为1.5％-2.5％，OP-10为纳米二氧化硅掺量的50％，十二醇掺量为0.6％-0.8％制备纳米二氧化硅/十二醇悬浊液，其中各个掺量均为占水的质量百分比，再将占复合发泡剂质量的30％-40％的纳米二氧化硅/十二醇悬浊液与复合发泡剂混合时，发泡剂的发泡倍数为50-60，1h沉陷距为4-6mm，1h泌水量35-60ml。附图说明图1是本专利技术的纳米二氧化硅/十二醇改性复合型发泡剂发泡原理图；图2是本专利技术实施例1～6的纳米二氧化硅/十二醇改性复合型发泡剂的发泡倍数数据图；图3是本专利技术实施例1～6的纳米二氧化硅/十二醇改性复合型发泡剂的1h沉陷距数据图；图4是本专利技术实施例1～6的纳米二氧化硅/十二醇改性复合型发泡剂的1h泌水量数据图。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例，所用的具体实施例是用于描述本专利技术，而不是限制本专利技术。实施例1本实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米二氧化硅/十二醇改性复合型发泡剂，其特征在于按照质量百分比，由0.412％～0.65％表面活性剂、0.0825％～0.325％甲基纤维素、0.329％～0.65％三乙醇胺、0.165％～0.976％二氧化硅、0.0825％～0.488％分散剂、0.0825％～0.165％的十二醇和余量水组成。

【技术特征摘要】
1.一种纳米二氧化硅/十二醇改性复合型发泡剂，其特征在于按照质量百分比，由0.412％～0.65％表面活性剂、0.0825％～0.325％甲基纤维素、0.329％～0.65％三乙醇胺、0.165％～0.976％二氧化硅、0.0825％～0.488％分散剂、0.0825％～0.165％的十二醇和余量水组成。2.如权利要求1所述的纳米二氧化硅/十二醇改性复合型发泡剂的制备方法，其特征在于按照以下步骤进行：(1)向水中加入水质量0.5％-1％的表面活性剂，以50-100转/分钟的速度缓慢搅拌均匀形成混合液A；(2)向混合液A中加入水质量0.1％-0.5％的甲基纤维素和水质量0.4％-1％的三乙醇胺，以50-100转/分钟的速度缓慢搅拌均匀形成复合型发泡剂；(3)将向水中加入二氧化硅，再加入分散剂，混合搅拌形成悬浊液，再进行分散，形成纳米二氧化硅悬浊液，加入水质量0.5％-1％的十二醇，混合搅拌均匀形成悬浊液B；(4)将占步骤(2)的复合型发泡剂质量20％-50％的悬浊液B加入复合型发泡剂中，以50-100转/分钟的速度缓慢搅拌均匀，得到纳米二氧化硅/十二醇改性复合型发泡剂。3.根据权利要求2所述的一种纳米二氧化硅/十二醇改性复合型发泡剂的制备方法，其特征在于所述的步骤(1)中表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基醇醚硫酸钠或上述表面活性剂的混...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓芳，盛思仲，鹿立云，黄雪，段周玉，贾凤，
申请(专利权)人：南京友西科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32