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雙締合型穩(wěn)泡劑及其制備方法和應(yīng)用
來源：四川砼道科技有限公司 河北長安育才科技股份有限公司 瀏覽 533 次 發(fā)布時(shí)間:2025-08-21
摘要:本發(fā)明公開了一種雙締合型穩(wěn)泡劑及其制備方法和應(yīng)用，屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的雙締合型穩(wěn)泡劑是帶有疏水基團(tuán)和溫度響應(yīng)締合型基團(tuán)的聚丙烯酰胺聚合物，在發(fā)泡的過程中，其疏水基團(tuán)能和表面活性劑發(fā)生締合作用形成膠束。隨著漿體的水化升溫，聚合物上的溫度響應(yīng)締合型基團(tuán)，由親水變得疏水，與表面活性劑發(fā)生再次的締合。這種雙締合形成的高分子結(jié)構(gòu)能夠降低界面張力、增加液膜的粘度，阻止液膜破裂，提高泡沫的穩(wěn)定性。所得雙締合型穩(wěn)泡劑與陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑和水復(fù)配即得雙締合型發(fā)泡劑，利用所得雙締合型發(fā)泡劑制備的泡沫混凝土具有不沉降和塌陷、泌水量低的優(yōu)點(diǎn)。
泡沫混凝土是由發(fā)泡劑通過物理或者化學(xué)發(fā)泡制得泡沫，泡沫引入混凝土漿體，再攪拌均勻澆筑而成。由于向水泥漿體中引入氣泡，泡沫混凝土成型后內(nèi)部結(jié)構(gòu)含有大量封閉氣孔，因而具有輕質(zhì)、保溫、耐火、耐熱、隔音等性能，廣泛用于建筑、路橋工程等。泡沫混凝土的性能很大程度上取決于泡沫是否穩(wěn)定。泡沫體系析液時(shí)間低于臨界閾時(shí)，過快的排液速度將導(dǎo)致界面膜強(qiáng)度顯著衰減。水泥漿體固相粒子介入后，加快了泡沫氣泡的排液速度，誘發(fā)泡沫氣泡粗化、合并和消失，最終造成基體結(jié)構(gòu)沉降，此時(shí)泡沫穩(wěn)定性不足將直接導(dǎo)致28d抗壓強(qiáng)度下降，致使材料無法滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，亟需開發(fā)一種高穩(wěn)定混凝土發(fā)泡劑，解決泡沫混凝土沉陷問題。
發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種雙締合型穩(wěn)泡劑及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供的雙締合型穩(wěn)泡劑能提高泡沫的穩(wěn)定性，以其為原料制備的雙締合型發(fā)泡劑能保證發(fā)泡效果，進(jìn)一步制備出的泡沫混凝土具有強(qiáng)度可調(diào)節(jié)、不沉降和塌陷、流動(dòng)性高和泌水量低的優(yōu)點(diǎn)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：
本發(fā)明技術(shù)方案之一：提供一種雙締合型穩(wěn)泡劑的制備方法，包括以下步驟：
將0.1~3重量份的疏水單體、50~60重量份的丙烯酰胺、1~10重量份的N-異丙基丙烯酰胺、10~20重量份的4-羥丁基乙烯聚氧乙烯醚、20~30重量份的丙烯酸、1~10重量份的十二烷基硫酸鈉和1000重量份的水共同加入至反應(yīng)容器中，在惰性氣氛下預(yù)熱攪拌，然后加入0.001~1重量份的2,2'-偶氮二異丁基脒二鹽酸鹽，在預(yù)熱溫度下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后醇沉，沉淀即為雙締合型穩(wěn)泡劑。
在本發(fā)明中，通過合成帶有疏水基團(tuán)和溫度響應(yīng)締合型基團(tuán)的聚丙烯酰胺聚合物，在發(fā)泡的過程中，其疏水基團(tuán)能和表面活性劑發(fā)生締合作用形成膠束。隨著漿體的水化升溫，聚合物上的溫度響應(yīng)締合型基團(tuán)，由親水變得疏水，與表面活性劑發(fā)生再次的締合。這種雙締合形成的高分子結(jié)構(gòu)能夠降低界面張力、增加液膜的粘度，阻止液膜破裂，提高泡沫的穩(wěn)定性。
優(yōu)選地，所述疏水單體包括丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十四烷基酯或甲基丙烯酸十四烷基酯。
優(yōu)選地，所述4-羥丁基乙烯聚氧乙烯醚的重均分子量為600~4000Da。
可選地，所述惰性氣氛包括氮?dú)鈿夥铡?
優(yōu)選地，所述預(yù)熱溫度為50~60℃；所述反應(yīng)的時(shí)間為3~6h。
優(yōu)選地，所述醇沉后還包含沉淀的干燥和造粒步驟。
本發(fā)明技術(shù)方案之二：提供一種根據(jù)上述雙締合型穩(wěn)泡劑的制備方法制得的雙締合型穩(wěn)泡劑。
本發(fā)明技術(shù)方案之三：提供一種上述雙締合型穩(wěn)泡劑在制備雙締合型發(fā)泡劑中的應(yīng)用，除水外，按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述雙締合型發(fā)泡劑的組分包括：2~5%的陰離子表面活性劑、12~15%的非離子表面活性劑和0.1~3%的上述雙締合型穩(wěn)泡劑。
本發(fā)明提供的發(fā)泡劑中陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑復(fù)配，能夠降低臨界膠束濃度，保證起泡效果同時(shí)使得泡沫綿密細(xì)小，與雙締合型穩(wěn)泡劑復(fù)配，表面活性劑能夠與締合基團(tuán)形成膠束，提高泡沫的穩(wěn)定性。
優(yōu)選地，所述陰離子表面活性劑包括十二烷基硫酸鈉、α-烯基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磷酸酯鉀、月桂酰肌氨酸鈉和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉中的至少兩種。
優(yōu)選地，所述非離子表面活性劑包括烷基醇聚氧乙烯醚、十二烷基二甲基氧化胺和椰子油二乙醇酰胺中的一種或兩種。
本發(fā)明技術(shù)方案之四：提供一種上述雙締合型穩(wěn)泡劑在制備泡沫混凝土中的應(yīng)用。
本發(fā)明技術(shù)方案之五：提供一種根據(jù)上述雙締合型穩(wěn)泡劑在制備雙締合型發(fā)泡劑中的應(yīng)用所制得的雙締合型發(fā)泡劑在制備泡沫混凝土中的應(yīng)用。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果如下：
本發(fā)明提供的雙締合型穩(wěn)泡劑是帶有疏水基團(tuán)和溫度響應(yīng)締合型基團(tuán)的聚丙烯酰胺聚合物，在發(fā)泡的過程中，其疏水基團(tuán)能和表面活性劑發(fā)生締合作用形成膠束。隨著漿體的水化升溫，聚合物上的溫度響應(yīng)締合型基團(tuán)，由親水變得疏水，與表面活性劑發(fā)生再次的締合。這種雙締合形成的高分子結(jié)構(gòu)能夠降低界面張力、增加液膜的粘度，阻止液膜破裂，提高泡沫的穩(wěn)定性。
本發(fā)明提供的雙締合型發(fā)泡劑與水泥漿體混合，雙締合型穩(wěn)泡劑在漿體中起到空間位阻作用，能夠減少鈣離子對陰離子表面活性劑的消耗，同時(shí)隨著水泥的水化，其溫度響應(yīng)型基團(tuán)由親水變得疏水，與表面活性劑發(fā)生締合，維持泡沫的在水泥漿體中的穩(wěn)定性。發(fā)泡劑中陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑復(fù)配，能夠降低臨界膠束濃度，保證起泡效果同時(shí)使得泡沫綿密細(xì)小，與雙締合型穩(wěn)泡劑復(fù)配，表面活性劑能夠與締合基團(tuán)形成膠束，提高泡沫的穩(wěn)定性。使用本發(fā)明提供的雙締合型發(fā)泡劑制備的泡沫混凝土具有不沉降和塌陷、泌水量低的優(yōu)點(diǎn)。