[发明专利]一种棉粕混凝土发泡剂的制备及其复配方法

说明书

发明名称

一种棉粕混凝土发泡剂的制备及其复配方法

1技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种利用棉粕蛋白水解制备混凝土发泡剂的生产及其复配方法。

2背景技术

混凝土发泡剂又称为泡沫混凝土发泡剂或水泥发泡剂，是指能够降低液体表面张力，产生大量均匀而稳定泡沫的一种表面活性剂，是生产发泡混凝土最重要的外加剂。泡沫混凝土是一种含有大量封闭气孔的材料，是一种得到国家政策支持的新型绿色建材。具有节能、保温、轻质、隔音、环保、节材、综合造价低等特点，广泛应用于保温、隔音、填充等工程方面。

目前混凝土发泡剂种类很多，其中使用最多的是以表面活性剂为主的合成发泡剂和蛋白类发泡剂。合成类发泡剂的优点是发泡倍数大，但稳定性较差。蛋白质类发泡剂的优点是稳定性好、发泡倍数较高、泡沫细腻，是发达国家普遍使用的发泡剂。但由于成本较高，在我国的使用量仅占发泡剂总使用量的10％左右。蛋白质类发泡剂按成分划分又可分为植物蛋白发泡剂和动物蛋白发泡剂两类。

目前，国内外广泛认可的是动物蛋白发泡剂。它的突出特点是：发泡特别稳定，不易消泡塌模，制成的发泡混凝土强度高，发泡倍数较大，应用前景广阔。但动物蛋白发泡剂价格昂贵，通常价格在2.0万元／吨以上，且发倍数低于化学类发泡剂，用量比较大，综合成本高。

植物蛋白发泡剂是以天然高分子材料为原料，经一系列复杂的化学反应制备。其特点是原料来源广泛，成本较低，易溶于水，对硬水不敏感，无毒，具有优异的发泡能力，且泡沫丰富、细密。缺点是稳定性和发泡倍数低于动物蛋白发泡剂。目前，对植物蛋白发泡剂的研究成为热点。

利用植物蛋白作为混凝土发泡剂生产原料的文献和专利也有一些。目前其主要使用的品种有茶皂素和皂角苷两大类，从严格意义上来讲，这两类发泡剂的主要活性成分并不是蛋白质，但与传统的合成类发泡剂相比又有显著的差别，另外这些发泡剂的主要成分来自植物，因此，还是将其归类到植物蛋白发泡剂之中。由于原料充足，目前这两类水泥发泡剂的生产和应用已颇具规模。

有专利公开了一种豌豆蛋白混凝土发泡剂及其制备方法，其特征是：取10重量份豌豆蛋白质、加入0.01-1重量份木瓜蛋白酶和200重量份水混合，在10—100℃的温度下水解反应0.5—24小时后，经灭酶、过滤，滤液为豌豆蛋白发泡剂母液；按豌豆蛋白发泡剂母液30-200重量份、稳定剂1-10重量份、分散剂1-10重量份、防腐剂0.1-5重量份的组成和重量比例取各组分并混合均匀，即得豌豆蛋白质混凝土发泡剂；采用本发明，原料易得，生产成本低，环保性好，易实现大规模产业化生产；发泡工艺简单，能有效提高发泡能力、发泡稳定性及混凝土相容性，有效提高发泡混凝土的各项性能。常温常压下经测定，泡沫的膨胀率达15—35倍，气泡破灭半数所用时达16-30分钟。

CN201210416023.1发明公开了一种复合型动植物蛋白发泡剂，由下列重量份的原料制成：猪蹄甲1-10份、牛角粉1-6份、豆粕2—6份、酒槽1-5份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1-5份、十二烷基苯磺酸钠1-5份、茶皂素1-3份、亚硫酸氢钠2—4份、硫脲2-4份、尿素5-10份、氢氧化钙3—4份、磷脂1-3份、明胶2—3份，水150-200份。本发明利用动植物蛋白制备的复合蛋白发泡剂，其性能优于由单一动物或植物蛋白发泡剂，从而解决单一蛋白质成分发泡剂综合性能不高的问题。本发明生产出来的复合型动植物蛋白发泡剂具有优良的发泡力、发泡稳定性以及混凝土相容性，可以有效提高泡沫混凝土的各项性能。

此外，西南科技大学的王梅、成兰英等以菜籽粕为原料，采用氢氧化钠、乙醇、硫酸铵提取的菜籽粕蛋白质溶液与水以体积比2：1混合作基液，分别掺入不同类型的表面活性剂进行复配，制备蛋白质类混凝土发泡剂。通过测定复配体系的发泡高度和稳泡时间优化复配方案，并测定复配前后泡沫性能最优时试样的表面张力和黏度。结果表明，在乙醇提取液中掺入3.0g／LSDS+0.5g／LCTAB+2.0g／LSDBS进行复配时增效作用最好，发泡高度达110mm，稳泡时间47h。

中南林学院黄亮等对饴糖下脚料糖糟生产发泡粉应用于食品工业进行了研究。经正交试验法确定的优化工艺参数为碱质量分数3％、水解时间12h、水解温度100℃、原料加水比例1：3，所得植物蛋白发泡粉的发泡度为560％，得率为10.9％。