一种复合型高分子水泥专用发泡剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合型高分子水泥专用发泡剂及其制备方法，以重量份数计，由如下组分制成：改性纳米二氧化硅4~12份、改性聚乙烯醇纤维2~6份、聚乙烯亚胺8~15份、羟丙基甲基纤维素10~20份、三乙醇胺3~8份、阴离子表面活性剂5~20份；本发明专利技术制备所得复合发泡剂发泡倍数高、稳泡效果好、与混凝土基材相容性好，能有效降低泡沫混凝土在搅拌过程中气泡破裂、泌水等现象，有效改善了泡沫混凝土收缩下沉、塌陷、变形等问题，制备得到的泡沫混凝土抗裂性好，机械性能强。械性能强。

【技术实现步骤摘要】
一种复合型高分子水泥专用发泡剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土添加剂
，具体涉及一种复合型高分子水泥专用发泡剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]距今八十多年前，最早的混凝土发泡剂在美国被专利技术出来，此后，各国开始纷纷引进并继续研究，现如今随着科技的发展，各种新型材料不断涌现，混凝土发泡剂的种类也随之发展壮大，到现在已有许多类型的混凝土发泡剂，根据发泡原理可以将这些发泡剂分为化学类发泡剂和物理类发泡剂。
[0003]物理类发泡剂是指发泡剂溶液通过高速搅拌、压缩空气等机械方式将空气引入溶液中进行发泡产生泡沫的一种发泡剂。与化学发泡剂相比，物理发泡剂制备泡沫混凝土的过程是预先制备出泡沫，然后再与混凝土浆体、轻骨料、外加剂等物料进行混合搅拌，最后浇筑模具养护制备出泡沫混凝土试样。物理发泡剂的特点是其制备出的泡沫寿命长、泡沫直径一般在1mm以下且泡沫大小较为一致，此外泡沫在混凝土浆体中不容易破裂形成大气孔或连通孔。物理发泡剂主要是由表面活性剂类物质组成的，随着新型的表面活性物质不断涌现，一些新的表面活性剂的具有更加优异的发泡能力，使得混凝土发泡剂可以不断推陈出新，迄今为止已发展至第四代。
[0004]第四代复合类发泡剂是通过将具有不同功效的物质进行复配构成的，复配原理是利用各类物质的突出功效对发泡剂进行功能调节来改善其发泡性能。复合类发泡剂通常是由发泡组分和稳泡组分构成的。发泡组分为表面活性剂物质；稳泡组分则根据稳泡机理可分为两类，一类为增稠类组分，作用机理是提高发泡剂的液体粘度来提高泡沫的稳定性，多为高分子物质；另一类稳泡组分则是通过加强液膜内分子的排列改变其强度来实现稳泡作用。
[0005]中国专利文献CN202211049670.3公开了一种用于泡沫混凝土的复合发泡剂及其制备方法和应用，复合发泡剂的组分包括水、阴离子表面活性剂、椰子油与松香液的混合物、羟丙基甲基纤维素、黄原胶和蔗糖，以质量百分数计，阴离子表面活性剂、椰子油与松香液的混合物、羟丙基甲基纤维素、黄原胶和蔗糖的含量分别为水的0.5%~1.0%、0.5%~0.8%、0.04%~0.1%、0.3%~1.0%和0.3%~1.0%；椰子油与松香液的混合物中，椰子油与松香液质量比为3：2，其中椰子油固含量35%~45%，松香液质量浓度为55%~70%；但是该发泡剂在制备泡沫混凝土时，易产生收缩下沉、塌陷、变形，并且泡沫混凝土的流动性较差，造成混凝土的密实度不足，从而导致其强度不能满足要求。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种复合型高分子水泥专用发泡剂及其制备方法，制备所得复合发泡剂发泡倍数高、稳泡效果好、与混凝土基材相容性好，能有效降低泡沫混凝土在搅拌过程中气泡破裂、泌水等现象，有效改善了泡沫混凝土
收缩下沉、塌陷、变形等问题，制备得到的泡沫混凝土抗裂性好，机械性能强。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种复合型高分子水泥专用发泡剂，以重量份数计，由如下组分制成：改性纳米二氧化硅4~12份、改性聚乙烯醇纤维2~6份、聚乙烯亚胺8~15份、羟丙基甲基纤维素10~20份、三乙醇胺3~8份、阴离子表面活性剂5~20份；所述改性纳米二氧化硅的制备方法包括如下步骤：（1）将纳米二氧化硅分散在无水乙醇中，然后加入KH550，搅拌反应，将产物洗涤、离心、干燥，得到氨基化纳米二氧化硅，将氨基化纳米二氧化硅分散到N,N
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二甲基甲酰胺中，得纳米SiO2‑
NH2分散液，备用；（2）将十二烷基琥珀酸酐加入到N,N
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二甲基甲酰胺中，搅拌均匀得到改性溶液，然后将纳米SiO2‑
NH2分散液滴入到改性溶液中，搅拌反应，将产物洗涤、过滤、干燥，得到改性纳米二氧化硅；所述改性聚乙烯醇纤维的制备方法，包括如下步骤：a、将聚乙烯醇纤维加入到预处理液中，搅拌然后静置，然后将产物过滤、洗涤、烘干，得到预处理PVA纤维；b、将乙二胺四乙酸加入到N,N
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二甲基甲酰胺中，混合均匀后加入预处理PVA纤维，搅拌反应，将反应产物洗涤、过滤、烘干，得到改性聚乙烯醇纤维。
[0008]优选的，步骤（1）中，纳米二氧化硅、KH550、无水乙醇的重量体积比为10g：2~3mL：20~30mL。
[0009]优选的，步骤（1）中，搅拌反应条件为室温下搅拌18~24h，洗涤为用水和乙醇分别洗涤三次。
[0010]优选的，步骤（2）中，纳米SiO2‑
NH2分散液中纳米SiO2‑
NH2的质量分数为20~30wt%，改性溶液中十二烷基琥珀酸酐的浓度为10~15wt%，纳米SiO2‑
NH2分散液与改性溶液的体积比为1：1~3。
[0011]优选的，步骤（2）中，纳米SiO2‑
NH2分散液1~2h滴加完毕，搅拌反应条件为60~80℃下反应8~12h。
[0012]优选的，步骤a中，所述预处理液为0.001~0.005mol/L KMnO4溶液与0.1~0.2mol/L H2SO4的混合液；搅拌时间3~6min，静置时间15~30min；聚乙烯醇纤维与预处理液的重量体积比为1g：3~5mL。
[0013]优选的，步骤b中，预处理PVA纤维、乙二胺四乙酸、N,N
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二甲基甲酰胺的重量体积比为10g：8~12g：30~40mL；搅拌反应条件为60~70℃下反应18~24h。
[0014]本专利技术还要求保护一种所述复合型高分子水泥专用发泡剂的制备方法，包括如下步骤：按重量份将改性纳米二氧化硅、改性聚乙烯醇纤维、聚乙烯亚胺、羟丙基甲基纤维素、三乙醇胺、阴离子表面活性剂搅拌混合均匀，得复合型高分子水泥专用发泡剂。
[0015]优选的，所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、月桂基硫酸三乙醇胺、仲烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种。
[0016]优选的，所述聚乙烯醇纤维单根直径为20~40μm，长度为8~12mm，密度1.3kg/m3，断裂伸长率7%，抗拉强度1200~1600MPa，杨氏模量30~40GPa。
[0017]所述纳米二氧化硅粒径30mm左右，纯度99.5%，比表面积150
±
30m2/g，pH值7~8。
[0018]本专利技术还要求保护一种泡沫混凝土的制备方法，包括如下步骤：将所述发泡剂加水稀释200~400倍，得到发泡剂混合液，采用发泡剂设备打出泡沫，加入水泥浆料，制备得到泡沫混凝土。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1）本专利技术提供了一种复合型高分子水泥专用发泡剂，改性纳米二氧化硅能够改善泡沫孔径大小，优化孔结构及密实度，使得泡沫不易塌陷；改性聚乙烯醇纤维能够改善气泡的稳定性，提高泡沫混凝土中气孔的强度；聚乙烯亚胺能够增强泡沫与水泥浆料的相容性；羟丙基甲基纤维素使发泡剂体系具有良好的增粘、耐温、耐盐、抗剪切等特性，有效提高发泡剂的发泡性能和稳泡性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合型高分子水泥专用发泡剂，其特征在于，以重量份数计，由如下组分制成：改性纳米二氧化硅4~12份、改性聚乙烯醇纤维2~6份、聚乙烯亚胺8~15份、羟丙基甲基纤维素10~20份、三乙醇胺3~8份、阴离子表面活性剂5~20份；所述改性纳米二氧化硅的制备方法包括如下步骤：（1）将纳米二氧化硅分散在无水乙醇中，然后加入KH550，搅拌反应，将产物洗涤、离心、干燥，得到氨基化纳米二氧化硅，将氨基化纳米二氧化硅分散到N,N
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二甲基甲酰胺中，得纳米SiO2‑
NH2分散液，备用；（2）将十二烷基琥珀酸酐加入到N,N
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二甲基甲酰胺中，搅拌均匀得到改性溶液，然后将纳米SiO2‑
NH2分散液滴入到改性溶液中，搅拌反应，将产物洗涤、过滤、干燥，得到改性纳米二氧化硅；所述改性聚乙烯醇纤维的制备方法，包括如下步骤：a、将聚乙烯醇纤维加入到预处理液中，搅拌然后静置，然后将产物过滤、洗涤、烘干，得到预处理PVA纤维；b、将乙二胺四乙酸加入到N,N
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二甲基甲酰胺中，混合均匀后加入预处理PVA纤维，搅拌反应，将反应产物洗涤、过滤、烘干，得到改性聚乙烯醇纤维。2.根据权利要求1所述的一种复合型高分子水泥专用发泡剂，其特征在于，步骤（1）中，纳米二氧化硅、KH550、无水乙醇的重量体积比为10g：2~3mL：20~30mL。3.根据权利要求1所述的一种复合型高分子水泥专用发泡剂，其特征在于，步骤（1）中，搅拌反应条件为室温下搅拌18~24...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷波，杨朴，薛月，汤亚威，薛树军，
申请(专利权)人：江苏兆通新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：