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雙締合型穩(wěn)泡劑及其制備方法和應用
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 495 次 發(fā)布時間: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用，屬于建筑材料技術領域。本發(fā)明提供的雙締合型穩(wěn)泡劑是帶有疏水基團和溫度響應締合型基團的聚丙烯酰胺聚合物，在發(fā)泡的過程中，其疏水基團能和表面活性劑發(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締合型基團，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構能夠降低界面張力、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。
泡沫混凝土是由發(fā)泡劑通過物理或者化學發(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部結構含有大量封閉氣孔，因而具有輕質、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。泡沫體系析液時間低于臨界閾時，過快的排液速度將導致界面膜強度顯著衰減。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，最終造成基體結構沉降，此時泡沫穩(wěn)定性不足將直接導致28d抗壓強度下降，致使材料無法滿足標準要求。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，進一步制備出的泡沫混凝土具有強度可調節(jié)、不沉降和塌陷、流動性高和泌水量低的優(yōu)點。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術方案：
本發(fā)明技術方案之一：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容器中，在惰性氣氛下預熱攪拌，然后加入0.001~1重量份的2,2'-偶氮二異丁基脒二鹽酸鹽，在預熱溫度下反應，反應結束后醇沉，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和溫度響應締合型基團的聚丙烯酰胺聚合物，在發(fā)泡的過程中，其疏水基團能和表面活性劑發(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締合型基團，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構能夠降低界面張力、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氣氣氛。
優(yōu)選地，所述預熱溫度為50~60℃；所述反應的時間為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)泡劑中的應用，除水外，按照質量百分數(shù)計，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配，能夠降低臨界膠束濃度，保證起泡效果同時使得泡沫綿密細小，與雙締合型穩(wěn)泡劑復配，表面活性劑能夠與締合基團形成膠束，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用。
本發(fā)明技術方案之五：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)泡劑中的應用所制得的雙締合型發(fā)泡劑在制備泡沫混凝土中的應用。
本發(fā)明的有益技術效果如下：
本發(fā)明提供的雙締合型穩(wěn)泡劑是帶有疏水基團和溫度響應締合型基團的聚丙烯酰胺聚合物，在發(fā)泡的過程中，其疏水基團能和表面活性劑發(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締合型基團，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構能夠降低界面張力、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，同時隨著水泥的水化，其溫度響應型基團由親水變得疏水，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配，能夠降低臨界膠束濃度，保證起泡效果同時使得泡沫綿密細小，與雙締合型穩(wěn)泡劑復配，表面活性劑能夠與締合基團形成膠束，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。