CN113998917B - 一种聚醚引气剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种聚醚引气剂属于混凝土外加剂的技术领域，其具体包括：水、引气组分、稳泡组分、增稠组分以及螯合组分。此外，本聚醚引气剂的固含量约为22%。本发明一种聚醚引气剂能够在混凝土中引入足量细小且均匀的气泡，并且，引入上述气泡后其不会影响混凝土的后期强度。进一步的，本聚醚引气剂的减水率大于9%，其与聚羧酸减水剂复配还能够改善混凝土的和易性，进而减少混凝土的泌水。进一步的，本发明还公开了一种制备上述聚醚引气剂的方法，该种制备方法具有操作简单以及成本低廉的优点；通过上述制备方法所制成的聚醚引气剂具有引气量合适以及气泡稳定等优点。

Description

一种聚醚引气剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及建材行业中的混泥土外加剂技术领域，特别是涉及一种聚醚引气剂及其制备方法。

背景技术

外加剂在混凝土材料中具有十分重要的地位。如今，引气剂作为混凝土外加剂领域中一个独立的品种被广泛应用于混凝土作业工艺中。而且，引气剂在许多国家的混凝土施工技术规范中都明确要求其作为必须掺用的一种外加剂。所述引气剂是一种表面活性物质，其可以在混凝土拌和过程中被引入。所述引气剂被加入后会产生大量均匀、微小的气泡，并且，在混凝土硬化之后其所产生的气泡能够保持稳定。经实践证明，在混凝土中加入引气剂可以改善混凝土的和易性和匀质性，从而提高混凝土的抗冻性；同时，还可以大幅度提高混凝土的综合耐久性。目前国内应用较多的引气剂是松香类引气剂和皂苷类引气剂，所述松香类引气剂以松香为主要原料，其结合各种化学和物理改性，引气性能比较好；所述皂苷类引气剂是大分子类有机物质，其稳泡性能较好。

然而，上述的松香类引气剂存在起泡性能差、水溶性差以及与其它外加剂复配困难等问题；上述的皂苷类引气剂也存在成本较高等问题。因此，当前急需一种既能保证使用的经济性，也能保证其具有较好的起泡性能和稳泡性能的引气剂。

发明内容

基于此，有必要针对如何改善现有引气剂所存在的使用成本高、引气量不足以及所产生的气泡不够稳定等技术问题，提供一种聚醚引气剂。

一种聚醚引气剂，其包括水、引气组分、稳泡组分、增稠组分以及螯合组分；上述各组分按质量份的配比如下：

水70份-80份、引气组分20份-25份、稳泡组分1份-2份、增稠组分0.5份-1.0份以及螯合组分0.3份至0.7份；

所述稳泡组分为椰子油二乙醇酰胺或改性硅树脂聚醚微乳液；

所述螯合组分为酒石酸钾钠、柠檬酸或乙二胺四乙酸；

其中，所述的水作为本聚醚引气剂的主溶液；所述引气组分的主要功能为引入气泡；所述稳泡组分的主要功能为增加气泡膜的机械强度；所述增稠组分的主要功能为增加气泡膜的粘度；所述螯合组分的主要功能为调节混合液的酸碱度。

进一步的，本聚醚引气剂的固含量约为22%。

进一步的，所述引气组分为：脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯磷酸酯、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠或α-烯基磺酸钠。

进一步的，所述增稠组分为：羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺或氯化钠。

此外，一种用于制备上述的聚醚引气剂的方法为：在水中按顺序依次加入引气组分、稳泡组分、增稠组分以及螯合组分。

综上所述，本发明一种聚醚引气剂的引气性能、减水率、砂浆强度以及强化混凝土的强度等性能指标均与市售德固赛引气剂的性能指标类似，并且，上述各性能均优于市售的某松香类引气剂。此外，本发明一种聚醚引气剂的制作方法简易，其整体的物料成本以及使用成本均优于市售的德固赛引气剂。本发明一种聚醚引气剂所包含的引气组分除了可以引入气泡以为，还具有分散和湿润的作用，其可以强化气泡性和稳泡性。此外，所述稳泡成分可以强化气泡周围形成气泡膜的机械强度。由于引气剂分子链的长短以及其分子量的大小与泡膜的机械强度密切相关。总体来说，分子链愈长、分子量愈大，其分子间的范德华力则愈大，相应其气泡膜的机械强度也就愈大。本发明所引入的稳泡成分具有足够长的分子链以及足够大的分子量，因此，可以更好地增强气泡膜的机械强度。进一步的，气泡膜的粘度对气泡的稳定性也有影响。所述气泡膜粘度表示混合物的流动性，而粘度小的气泡膜的流动性较好，则其在被搅拌时就容易产生气泡，但这样的气泡的泡膜一般比较薄且易破裂。因此，本发明所引入的增稠组分能有效增加气泡膜的粘度，进而增加稳泡性能。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。

以下实施例中所使用的培育方法如无特殊说明，均为常规方法。

以下实施例中所用的所有材料或试剂等，如无特殊说明，均可从常规的商业途径得到。

本发明一种聚醚引气剂的主要成分包括：水、引气组分、稳泡组分、增稠组分以及螯合组分。并且，本聚醚引气剂的固含量约为22%。上述的水主要作为本聚醚引气剂的主溶液；所述引气组分的主要功能为引入气泡；所述稳泡组分的主要功能为增加气泡膜的机械强度；所述增稠组分的主要功能为增加气泡膜的粘度，进而增强稳泡性；所述螯合组分的主要功能为调节本聚醚引气剂混合液的酸碱度，进而增强其引入气泡和稳定气泡的性能。

进一步的，上述各组分按质量份的配比如下：

水70份-80份、引气组分20份-25份、稳泡组分1份-2份、增稠组分0.5份-1.0份以及螯合组分0.3份至0.7份。

进一步的，所述引气组分可以为：脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯磷酸酯、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠或α-烯基磺酸钠等具有引入气泡功能的原料。

进一步的，所述稳泡组分可以为：椰子油二乙醇酰胺或改性硅树脂聚醚微乳液等具有具有足够长的分子链和足够大的分子量或可以增加气泡膜的机械强度的功能的原料。

进一步的，所述增稠组分可以为：羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺或氯化钠等可以增加气泡膜的粘度进而增强稳泡性的原料。

进一步的，所述螯合组分可以为：酒石酸钾钠、柠檬酸或乙二胺四乙酸等可以调节溶液的酸碱度的原料。

进一步的，本发明一种聚醚引气剂的制备方法为：依次在水中加入引气组分、稳泡组分、增稠组分以及螯合组分，并使上述各组分均充分被溶解。上述的投料顺序也可以更改，但是，上述的投料顺序为最优的投料顺序。按上述的投料顺序可以使各组分的溶解速度最快，进而缩短生产时间以增加生产效率。

进一步的，本发明一种聚醚引气剂的三种实施例如下所示：

实施例一：

水78份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠5份、α-烯基磺酸钠15份、椰子油二乙醇酰胺1份、氯化钠0.7份以及柠檬酸0.5份。按上述顺序以及配比依次将上述各组分溶解可得到一黄色透明的溶液。

实施例二：

水78份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠5份、α-烯基磺酸钠15份、改性硅树脂聚醚微乳液1份、氯化钠0.7份以及柠檬酸0.5份。按上述顺序以及配比依次将上述各组分溶解可得到一黄色透明的溶液。

实施例三：

水78份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠5份、脂肪醇聚氧乙烯醚15份、椰子油二乙醇酰胺1份、氯化钠0.7份以及柠檬酸0.5份。按上述顺序以及配比依次将上述各组分溶解可得到一黄色透明的溶液。

为了便于通过实验来比对本发明一种聚醚引气剂的性能，以下引入两种比较例：

比较例一：

市面上销售情况较好的某松香类引气剂。

比较例二：

市面上销售的市售德固赛引气剂。

进一步的，为了比较上述五种引气剂的引气性能指标，在保证各项实验指标均一致的前提下，可在一个100mL刻度试管中分别加入50mL的水以及0.1g的上述五种引气剂。然后，先将试管盖拧紧，再反复颠倒10次。最后，再分别测量起泡的高度以及2h后泡沫的高度。上述五种引气剂的引气性能指标对比如下：

通过上述表格的对比可知，本发明一种聚醚引气剂的引气性能比市售某松香类引气剂要好，而其引气性能与市售的德固赛引气剂类似。

进一步的，在保证各项实验变量均一致的前提下，继续对比本发明一种聚醚引气剂与市售某松香类引气剂以及市售的德固赛引气剂的减水率以及砂浆强度的指标，其数据整理如下：

通过上述表格的对比可知，本发明一种聚醚引气剂的减水率性能与市售的德固赛引气剂类似，并且，其减水率要好于市售的某松香类引气剂。此外，本发明一种聚醚引气剂的抗折以及抗压性能也与市售的德固赛引气剂类似，并且，其抗折以及抗压性能要优于市售的某松香类引气剂。

进一步的，为了继续比对上述五种引气剂引入到混凝土中的性能，首先定义C25混凝土的配合比设计如下：

分别将上述五种引气剂复配到减水剂中使用。首先，按复配量的0.1%加入上述各引气剂；然后，再将复配好的减水剂按胶材的1.8%加入到五组混凝土中。整理各数据如下表：

通过上述表格的对比可知，本发明一种聚醚引气剂强化混凝土的性能与市售的德固赛引气剂类似，并且，其强化混凝土的性能要优于市售的某松香类引气剂。

综上所述，本发明一种聚醚引气剂的引气性能、减水率、砂浆强度以及强化混凝土的强度等性能指标均与市售德固赛引气剂的性能指标类似，并且，上述各性能均优于市售的某松香类引气剂。此外，本发明一种聚醚引气剂的制作方法简易，其整体的物料成本以及使用成本均优于市售的德固赛引气剂。本发明一种聚醚引气剂所包含的引气组分除了可以引入气泡以为，还具有分散和湿润的作用，其可以强化气泡性和稳泡性。此外，所述稳泡成分可以强化气泡周围形成气泡膜的机械强度。由于引气剂分子链的长短以及其分子量的大小与泡膜的机械强度密切相关。总体来说，分子链愈长、分子量愈大，其分子间的范德华力则愈大，相应其气泡膜的机械强度也就愈大。本发明所引入的稳泡成分具有足够长的分子链以及足够大的分子量，因此，可以更好地增强气泡膜的机械强度。进一步的，气泡膜的粘度对气泡的稳定性也有影响。所述气泡膜粘度表示混合物的流动性，而粘度小的气泡膜的流动性较好，则其在被搅拌时就容易产生气泡，但这样的气泡的泡膜一般比较薄且易破裂。因此，本发明所引入的增稠组分能有效增加气泡膜的粘度，进而增加稳泡性能。综上，本发明一种聚醚引气剂可以引起细小且均匀的气泡，从而其可以使混凝土的内部形成足够强的承载作用。此外，在混凝土中所形成的稳定、细小且均匀的气泡可以起到类似安全阀的作用，其能有效卸除混凝土作业过程中所产生的静水压，从而大幅提高了混凝土的抗冻耐久性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种聚醚引气剂，其特征在于，本聚醚引气剂包括：水、引气组分、稳泡组分、增稠组分以及螯合组分；上述各组分按质量份的配比如下：

水70份-80份、引气组分20份-25份、稳泡组分1份-2份、增稠组分0.5份-1.0份以及螯合组分0.3份至0.7份；

所述稳泡组分为椰子油二乙醇酰胺或改性硅树脂聚醚微乳液；

所述螯合组分为酒石酸钾钠、柠檬酸或乙二胺四乙酸；

所述引气组分为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯磷酸酯、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、α-烯基磺酸钠中的至少一种；

所述增稠组分为氯化钠。

2.根据权利要求1所述的一种聚醚引气剂，其特征在于：本聚醚引气剂的固含量为22%。

3.一种用于制备权利要求1或2所述的一种聚醚引气剂的方法，其特征在于：在水中按顺序依次加入引气组分、稳泡组分、增稠组分以及螯合组分。