[发明专利]一种化学发泡泡沫混凝土发泡剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种化学发泡泡沫混凝土发泡剂及其制备方法，包括按重量份计的偶氮二甲酰胺100份，氧化锌0～15份，稳泡剂8～15份。将市售的偶氮二甲酰胺、氧化锌、稳泡剂按重量份比在室温下混合均匀，再经超细气流粉碎机粉碎、旋风收集得产品。本发明将橡塑工业中常用的化学发泡剂偶氮二甲酰胺应用到泡沫混凝土中，提供了一种新型的化学发泡泡沫混凝土发泡剂制备方法，其主要原材料易得，且价格便宜，生产工艺简单、易于实施；制备得到的发泡剂为性质稳定的超细固体粉末，可长期储存，运输成本低，方便与混凝土料浆混合使用，且发泡效果好，可用于制备不同干密度的化学发泡泡沫混凝土。

技术领域

本发明属于发泡剂领域，具体涉及一种适用于化学发泡泡沫混凝土的发泡剂及其制备方法。

背景技术

泡沫混凝土是一种多孔混凝土材料，内部含有大量封闭的细小气孔。与普通混凝土相比，泡沫混凝土具有轻质、保温隔热性能好、隔音效果好、抗震性能强等诸多优点，是一种环保节能的新型建筑材料。根据制备工艺的不同，可将泡沫混凝土分为物理发泡和化学发泡两类。物理发泡是利用发泡剂的表面活性作用，通过机械搅拌产生泡沫后再将泡沫加入到浆料中，或借助发泡机将泡沫直接通入料浆中。化学发泡是直接将发泡剂与料浆均匀混合，然后通过化学反应放出气体而原位形成气泡。与物理发泡法相比，化学发泡法不仅制备工艺简单，不需要发泡机等辅助设备，而且在制备超轻容重泡沫混凝土时具有优势。因此，化学发泡泡沫混凝土具有巨大发展潜力。

发泡剂的选择是制备化学发泡泡沫混凝土的关键，要求发泡剂能够在水泥基料浆中发生化学反应放出气体，并且发泡速率与料浆凝结硬化速率相一致，达到一种动态平衡(参见：混凝土与水泥制品，2011，12：1-4)。同时，稳泡剂的使用也是成功制备化学发泡泡沫混凝土的必要条件，合适的稳泡剂可以避免料浆中气泡彼此串通及气体从料浆表面逸出(参见：现代矿业，2015，12：176-179)。目前，适用于化学发泡泡沫混凝土的发泡剂种类较少，主要有铝粉和双氧水。铝粉主要用作蒸养加气混凝土的发泡剂，在制备水泥基泡沫混凝土时应用较少。双氧水是目前制备水泥基化学发泡泡沫混凝土最常用的发泡剂，但它是水溶液(工业品浓度一般为30～35％)，储存时间不宜过长、运输成本较高，且发泡过程受环境温度影响较大。因此，研发新型的化学发泡泡沫混凝土发泡剂很有必要。

偶氮二甲酰胺是一种常用的有机化学发泡剂，广泛应用于各种泡沫橡塑制品的生产。偶氮二甲酰胺价格便宜，发气量大；在200℃左右分解，释放出N₂、NH₃、CO等气体；通过添加氧化锌等活化剂可使其分解温度显著降低，分解速率加快(参见：中国塑料，1999，13(5)：78-83)。文献(参见：硅酸盐无机发泡保温隔热材料的制备及其改性研究[D]，北京化工大学，2012)报道，将80～100份水玻璃(M＝3.2)与0.2～1.0份偶氮二甲酰胺混合后会有气体放出，并分析认为是水玻璃的碱性环境促进了偶氮二甲酰胺的分解所致。我们通过实验发现：在水泥水化的碱性条件下，偶氮二甲酰胺能够分解放出气体，添加氧化锌可进一步促进偶氮二甲酰胺的分解；而且，通过调节料浆稠度与凝结时间，可使偶氮二甲酰胺在水泥基料浆中的发泡速率与料浆凝结硬化速率相当。鉴于上述，可利用偶氮二甲酰胺作化学发泡剂来制备水泥基泡沫混凝土，目前未见相关报道。专利CN108529940A报道，在制备发泡混凝土保温板时，选用铝粉、镁粉、锌粉、双氧水和松香皂中的至少一种作第一发泡剂，选用4,4-氧代双苯磺酰肼、偶氮二甲酰胺、N,N’-二亚硝基五次甲基四胺中的至少一种作第二发泡剂，但这里的偶氮二甲酰胺不是使水泥发泡，而是使硅酸铝纤维表面的聚合物层发泡。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种适用于化学发泡泡沫混凝土的发泡剂，该发泡剂主要原料价格便宜，产品为超细固体粉末，便于储存、运输和使用。

本发明的另一目的在于提供上述化学发泡泡沫混凝土发泡剂的制备方法，其生产工艺简单，易于实施。

为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：