摘要:本發明公開了一種雙締合型穩泡劑及其制備方法和應用，屬于建筑材料技術領域。本發明提供的雙締合型穩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，在發泡的過程中，其疏水基團能和表面活性劑發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，提高泡沫的穩定性。所得雙締合型穩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泡劑，利用所得雙締合型發泡劑制備的泡沫混凝土具有不沉降和塌陷、泌水量低的優點。

泡沫混凝土是由發泡劑通過物理或者化學發泡制得泡沫，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，亟需開發一種高穩定混凝土發泡劑，解決泡沫混凝土沉陷問題。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種雙締合型穩泡劑及其制備方法和應用。本發明提供的雙締合型穩泡劑能提高泡沫的穩定性，以其為原料制備的雙締合型發泡劑能保證發泡效果，進一步制備出的泡沫混凝土具有強度可調節、不沉降和塌陷、流動性高和泌水量低的優點。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

本發明技術方案之一：提供一種雙締合型穩泡劑的制備方法，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泡劑。

在本發明中，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，在發泡的過程中，其疏水基團能和表面活性劑發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，提高泡沫的穩定性。

優選地，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。

優選地，所述預熱溫度為50~60℃；所述反應的時間為3~6h。

優選地，所述醇沉后還包含沉淀的干燥和造粒步驟。

本發明技術方案之二：提供一種根據上述雙締合型穩泡劑的制備方法制得的雙締合型穩泡劑。

本發明技術方案之三：提供一種上述雙締合型穩泡劑在制備雙締合型發泡劑中的應用，除水外，按照質量百分數計，所述雙締合型發泡劑的組分包括：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%的上述雙締合型穩泡劑。

本發明提供的發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，提高泡沫的穩定性。

優選地，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。

本發明技術方案之四：提供一種上述雙締合型穩泡劑在制備泡沫混凝土中的應用。

本發明技術方案之五：提供一種根據上述雙締合型穩泡劑在制備雙締合型發泡劑中的應用所制得的雙締合型發泡劑在制備泡沫混凝土中的應用。

本發明的有益技術效果如下：

本發明提供的雙締合型穩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，在發泡的過程中，其疏水基團能和表面活性劑發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，提高泡沫的穩定性。

本發明提供的雙締合型發泡劑與水泥漿體混合，雙締合型穩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，與表面活性劑發生締合，維持泡沫的在水泥漿體中的穩定性。發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，提高泡沫的穩定性。使用本發明提供的雙締合型發泡劑制備的泡沫混凝土具有不沉降和塌陷、泌水量低的優點。