專利名稱：豌豆蛋白混凝土發(fā)泡劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于混凝土發(fā)泡劑及其制備方法，涉及一種豌豆蛋白混凝土發(fā)泡劑及其制備方法。適用作泡沫混凝土的發(fā)泡劑。
背景技術(shù)：
中國改革開放三十年來，對創(chuàng)建“環(huán)境友好型、資源節(jié)約型”國家的力度不斷加大， 節(jié)能材料倍受歡迎。目前，在建筑中墻體材料用量占所有建筑材料的70%以上，是消耗原料、能源的一類重要制品。隨著我國墻體材料改革與建筑節(jié)能政策的推行，節(jié)能型建筑材料的開發(fā)和應(yīng)用受到廣泛的重視，國內(nèi)大力發(fā)展節(jié)能、利廢、保溫、輕體、隔熱等新型材料。而泡沫混凝土制品作為一種多孔性新型輕質(zhì)材料，具有良好的保溫、隔音、隔熱等特殊性能， 在建筑領(lǐng)域中應(yīng)用愈加廣泛。泡沫混凝土的質(zhì)量直接決定于發(fā)泡劑泡沫質(zhì)量的好壞，可以說，發(fā)泡劑是生產(chǎn)性 能優(yōu)良泡沫混凝土的技術(shù)核心。混凝土發(fā)泡劑要求產(chǎn)生的泡沫要細小均勻，穩(wěn)定時間長，在加入到混凝土?xí)r不產(chǎn)生大規(guī)模破裂，在混凝土凝結(jié)后可形成均勻的封閉氣孔，由此才得以制作出符合國家標準的泡沫混凝土制品?，F(xiàn)有技術(shù)中，混凝土發(fā)泡劑已從早期的以表面活性劑類物質(zhì)為起泡源逐漸向蛋白質(zhì)類物質(zhì)轉(zhuǎn)變，美國、日本、意大利等國已相繼開發(fā)出多種高效蛋白質(zhì)類發(fā)泡劑，并逐漸顯示出其高穩(wěn)定性的優(yōu)勢，得到了較大的應(yīng)用。在國外發(fā)泡劑的促進下，我國青海等地開發(fā)出了多種牌號的動物蛋白發(fā)泡劑，植物蛋白發(fā)泡劑也開始出現(xiàn)并推廣應(yīng)用。我國發(fā)泡劑總體上說不夠理想，如質(zhì)量偏低、功能偏少，盡管有些發(fā)泡倍數(shù)夠大，但穩(wěn)定性差、制品強度不高，且因原料來源有限，生產(chǎn)成本高，因此開發(fā)與，應(yīng)用受到制約。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，以資源豐富而且易生產(chǎn)的豌豆為蛋白質(zhì)資源，獲得大量、穩(wěn)定的發(fā)泡性蛋白質(zhì)，提供一種能有效提高發(fā)泡能力、發(fā)泡穩(wěn)定性及混凝土相容性，有效提高泡沫混凝土的各項性能的豌豆蛋白混凝土發(fā)泡劑及其制備方法。本發(fā)明的內(nèi)容是一種豌豆蛋白混凝土發(fā)泡劑，其特征是組分和重量組成包括 豌豆蛋白發(fā)泡劑母液30 200重量份，
穩(wěn)定劑1 10重量份， 分散劑1 10重量份， 防腐劑0. 1 5重量份；
所述豌豆蛋白發(fā)泡劑母液是按10重量份(g、kg等，后同)豌豆蛋白質(zhì)、加入0. 01 1重量份木瓜蛋白酶和200重量份水，混合于反應(yīng)釜中，在10 100°C的溫度下水解反應(yīng)0. 5 24小時后，經(jīng)滅酶、過濾機過濾、濾液即為制得的豌豆蛋白發(fā)泡劑母液；
所述穩(wěn)定劑是陰離子表面活性劑或陽離子表面活性劑中的一種或兩種的混合物； 所述分散劑是多糖類化合物；所述防腐劑是苯酚、苯甲酸或?qū)?羥基苯甲酸或現(xiàn)有技術(shù)中的其它防腐劑。本發(fā)明的內(nèi)容中所述所述豌豆蛋白發(fā)泡劑母液可以替換為按10重量份(g、kg 等，后同)豌豆蛋白質(zhì)、加入0. 1 5重量份Ca (OH)2和200重量份水，混合于反應(yīng)釜中，在 10 100°C的溫度下水解反應(yīng)0. 5 24小時后，經(jīng)過濾機過濾、濾液即為制得的豌豆蛋白發(fā)泡劑母液。本發(fā)明的內(nèi)容中所述所述豌豆蛋白發(fā)泡劑母液可以替換為按10重量份(g、kg 等，后同)豌豆蛋白質(zhì)、加入0. 01 1重量份木瓜蛋白酶和200重量份水，混合于反應(yīng)釜中， 在10 100°C的溫度下水解反應(yīng)0. 5 24小時后，再加入0. 1 5重量份Ca (OH)2混合于反應(yīng)釜中，在10 100°C的溫度下水解反應(yīng)0. 5 24小時后，經(jīng)過濾機過濾，濾液即為制得的豌豆蛋白發(fā)泡劑母液。本發(fā)明的內(nèi)容中所述陰離子表面活性劑主要是十二烷基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉；所述陽離子表面活性劑主要是十六烷基三甲基溴化銨或十二烷基三甲基溴化銨。本發(fā)明的內(nèi)容中所述分散劑可以是纖維素、羥甲基纖維素鈉、黃原膠、蔗糖、阿拉伯膠、明膠中的一種或兩種以上的混合物。本發(fā)明的另一內(nèi)容是一種豌豆蛋白混凝土發(fā)泡劑的制備方法，其特征是包括下列步驟
a.制備豌豆蛋白發(fā)泡劑母液按10重量份(g、kg等，后同)豌豆蛋白質(zhì)、加入0.01 1重量份木瓜蛋白酶和200重量份水，混合于反應(yīng)釜中，在10 100°C的溫度下水解反應(yīng) 0. 5 24小時后，經(jīng)滅酶、過濾機過濾、濾液即為制得的豌豆蛋白發(fā)泡劑母液；
b.制備豌豆蛋白質(zhì)混凝土發(fā)泡劑按豌豆蛋白發(fā)泡劑母液30 200重量份、穩(wěn)定劑 1 10重量份、分散劑1 10重量份、防腐劑0. 1 5重量份的組成和重量比例取各組分并混合均勻，即制得豌豆蛋白質(zhì)混凝土發(fā)泡劑；
所述穩(wěn)定劑是陰離子表面活性劑或陽離子表面活性劑中的一種或兩種的混合物； 所述分散劑是多糖類化合物；
所述防腐劑是苯酚、苯甲酸或?qū)αu基苯甲酸或現(xiàn)有技術(shù)中的其它防腐劑。本發(fā)明的另一內(nèi)容中所述步驟a可以替換為按10重量份(g、kg等，后同)豌豆蛋白質(zhì)、加入0. 1 5重量份Ca(OH)2和200重量份水，混合于反應(yīng)釜中，在10 100°C的溫度下水解反應(yīng)0. 5 24小時后，經(jīng)過濾機過濾、濾液即為制得的豌豆蛋白發(fā)泡劑母液。本發(fā)明的另一內(nèi)容中所述步驟a可以替換為按10重量份(g、kg等，后同)豌豆蛋白質(zhì)、加入0. 01 1重量份木瓜蛋白酶和200重量份水，混合于反應(yīng)釜中，在10 100°C 的溫度下水解反應(yīng)0. 5 24小時后，再加入0. 1 5重量份Ca (OH)2混合于反應(yīng)釜中，在 10 100°C的溫度下水解反應(yīng)0. 5 24小時后，經(jīng)過濾機過濾，濾液即為制得的豌豆蛋白發(fā)泡劑母液。本發(fā)明的另一內(nèi)容中所述陰離子表面活性劑主要是十二烷基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉；所述陽離子表面活性劑主要是十六烷基三甲基溴化銨或十二烷基三甲基溴化銨。本發(fā)明的另一內(nèi)容中所述分散劑可以是纖維素、羥甲基纖維素鈉、黃原膠、蔗糖、 阿拉伯膠、明膠中的一種或兩種以上的混合物。所述豌豆蛋白質(zhì)是從農(nóng)作物收獲物——豌豆中分離制得，分離制備方法現(xiàn)有工藝技術(shù)。使用時，將本發(fā)明豌豆蛋白混凝土發(fā)泡劑用攪拌機在500-3500 r / min轉(zhuǎn)速下攪拌，形成均勻致密的閉孔泡沫。取一定體積的該泡沫加入預(yù)拌的水泥混凝土漿料中，攪拌均勻，自然養(yǎng)護，澆注成模，即制得泡沫混凝土。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列特點和有益效果
(1)采用本發(fā)明，組成中豌豆蛋白發(fā)泡劑母液的材料來源于資源豐富的豌豆，容易大量獲得，并且價格低廉、環(huán)保性好、易實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，獲得大量、穩(wěn)定的發(fā)泡性豌豆蛋白質(zhì)；
(2 )本發(fā)明豌豆蛋白混凝土發(fā)泡劑能有效提高發(fā)泡能力、發(fā)泡穩(wěn)定性及混凝土相容性， 有效提高泡沫混凝土的各項性能，為新型墻體材料的制備提供技術(shù)支持；
(3)本發(fā)明產(chǎn)品制備工藝簡單，生產(chǎn)成本低，發(fā)泡工藝簡單，發(fā)泡劑起泡率高、泡沫穩(wěn)定，制品體輕、強度高、隔熱性能良好，實用性強。
具體實施例方式
下面給出的實施例擬以對本發(fā)明作進一步說明，但不能理解為是對本發(fā)明保護范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容對本發(fā)明作出的一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護范圍。實施例1
一種豌豆蛋白混凝土發(fā)泡劑的制備方法，包括下列步驟
a.制備豌豆蛋白發(fā)泡劑母液
將10 Kg豌豆蛋白質(zhì)、2KgCa(OH)2和200 L水按比例取量，混合于反應(yīng)釜中，加溫至 80°C，水解4小時，進入過濾機過濾、濾液即制得的豌豆蛋白發(fā)泡劑母液；
b.制備豌豆蛋白質(zhì)混凝土發(fā)泡劑
取步驟(a)制得的豌豆蛋白發(fā)泡劑母液、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基硫酸鈉、卡拉膠、對羥基苯磺酸鈉，按豌豆蛋白發(fā)泡劑母液穩(wěn)定劑(十六烷基三甲基溴化銨和十二烷基硫酸鈉):分散劑(阿拉伯膠):防腐劑(對羥基苯磺酸鈉)為100 2和0. 1 4 0. 3的重量配比取量混合復(fù)配后，高速攪拌均勻、形成均勻致密泡沫，即制得豌豆蛋白質(zhì)混凝土發(fā)泡劑； 測試的泡沫性能見表1 ；
c.將制得的發(fā)泡劑添加到混凝土中，制備泡沫混凝土
泡沫混凝土試樣制備時控制新拌泡沫混凝土的設(shè)計密度為1000kg/m3，425硅酸鹽水泥用量900kg，粉煤灰250kg，水用量350kg，攪拌均勻。將制得的發(fā)泡劑攪拌成均勻的泡沫，取泡沫體積量為lm3，與漿料混合攪拌均勻，模具成型，經(jīng)28天養(yǎng)護后，測試的混凝土性能見表2。實施例2:
一種豌豆蛋白質(zhì)混凝土發(fā)泡劑的制備方法，包括下列步驟
a.制備豌豆蛋白發(fā)泡劑母液
將20 Kg豌豆蛋白質(zhì)、2KgCa(OH)2和200 L水按比例取量，混合于反應(yīng)釜中，加溫至 80°C，水解4小時，進入過濾機過濾、濾液即制得的豌豆蛋白發(fā)泡劑母液；
b.制備豌豆蛋白質(zhì)混凝土發(fā)泡劑取步驟(a)制得的豌豆蛋白發(fā)泡劑母液、十二烷基三甲基溴化銨、十二烷基硫酸鈉、 阿拉伯樹膠、對羥基苯磺酸鈉，按豌豆蛋白發(fā)泡劑母液穩(wěn)定劑(十二烷基三甲基溴化銨和十二烷基硫酸鈉):分散劑(阿拉伯樹膠):防腐劑(對羥基苯磺酸鈉)為100 :1和0. 1 2 0. 25 的重量配比取量混合復(fù)配后，高速攪拌均勻、形成均勻致密泡沫，即制得豌豆蛋白質(zhì)混凝土發(fā)泡劑；測試的泡沫性能見表1 ；
c.將制得的發(fā)泡劑添加到混凝土中，制備泡沫混凝土
泡沫混凝土試樣制備時控制新拌泡沫混凝土的設(shè)計密度為1000kg/m3，425硅酸鹽水泥用量900kg，砂子用量250kg，水用量350kg，攪拌均勻。將制得的發(fā)泡劑攪拌成均勻的泡沫， 取泡沫體積量為0. 6m3，與漿料混合攪拌均勻，模具成型，經(jīng)28天養(yǎng)護后，測試的混凝土性能見表2。實施例3
一種豌豆蛋白質(zhì)混凝土發(fā)泡劑的制備方法，包括下列步驟
a.制備豌豆蛋白發(fā)泡劑母液
將20 Kg豌豆蛋白質(zhì)、2KgCa(OH)2和200 L水按比例取量，混合于反應(yīng)釜中，加溫至 80°C，水解4小時，進入過濾機過濾、濾液即制得的豌豆蛋白發(fā)泡劑母液；
b.制備豌豆蛋白質(zhì)混凝土發(fā)泡劑
取步驟(a)制得的豌豆蛋白發(fā)泡劑母液、十二烷基硫酸鈉、明膠、對羥基苯磺酸鈉，按豌豆蛋白發(fā)泡劑母液穩(wěn)定劑(十二烷基硫酸鈉)分散劑(明膠)防腐劑(對羥基苯磺酸鈉)為 100 2和0. 1 4 0. 1的重量配比取量混合復(fù)配后，高速攪拌均勻、形成均勻致密泡沫，即制得豌豆蛋白質(zhì)混凝土發(fā)泡劑；測試的泡沫性能見表1 ；
c.將制得的發(fā)泡劑添加到混凝土中，制備泡沫混凝土
泡沫混凝土試樣制備時控制新拌泡沫混凝土的設(shè)計密度為1000kg/m3，425硅酸鹽水泥用量920kg，減水劑3. 5kg，粉煤灰230kg，水用量180kg，攪拌均勻。將制得的發(fā)泡劑攪拌成均勻的泡沫，取泡沫體積量為0. 7m3，與漿料混合攪拌均勻，模具成型，經(jīng)28天養(yǎng)護后，測試的混凝土性能見表2。表1實施例1、2和3的豌豆蛋白質(zhì)混凝土發(fā)泡劑的發(fā)泡性能^
權(quán)利要求
1.一種豌豆蛋白混凝土發(fā)泡劑，其特征是組分和重量組成包括豌豆蛋白發(fā)泡劑母液30 200重量份，穩(wěn)定劑1 10重量份，分散劑1 10重量份，防腐劑0. 1 5重量份；所述豌豆蛋白發(fā)泡劑母液是按10重量份豌豆蛋白質(zhì)、加入0. 01 1重量份木瓜蛋白酶和200重量份水，混合于反應(yīng)釜中，在10 100°C的溫度下水解反應(yīng)0. 5 24小時后，經(jīng)滅酶、過濾機過濾、濾液即為制得的豌豆蛋白發(fā)泡劑母液；所述穩(wěn)定劑是陰離子表面活性劑或陽離子表面活性劑中的一種或兩種的混合物；所述分散劑是多糖類化合物；所述防腐劑是苯酚、苯甲酸或?qū)αu基苯甲酸或現(xiàn)有技術(shù)中的其它防腐劑。
2.按權(quán)利要求1所述的豌豆蛋白混凝土發(fā)泡劑，其特征是所述所述豌豆蛋白發(fā)泡劑母液替換為按10重量份豌豆蛋白質(zhì)、加入0. 1 5重量份Ca (OH) 2和200重量份水，混合于反應(yīng)釜中，在10 100°C的溫度下水解反應(yīng)0. 5 24小時后，經(jīng)過濾機過濾、濾液即為制得的豌豆蛋白發(fā)泡劑母液。
3.按權(quán)利要求1所述的豌豆蛋白混凝土發(fā)泡劑，其特征是所述所述豌豆蛋白發(fā)泡劑母液替換為按10重量份豌豆蛋白質(zhì)、加入0. 01 1重量份木瓜蛋白酶和200重量份水， 混合于反應(yīng)釜中，在10 100°C的溫度下水解反應(yīng)0. 5 24小時后，再加入0. 1 5重量份Ca (OH) 2混合于反應(yīng)釜中，在10 100°C的溫度下水解反應(yīng)0. 5 24小時后，經(jīng)過濾機過濾，濾液即為制得的豌豆蛋白發(fā)泡劑母液。
4.按權(quán)利要求1、2或3所述的豌豆蛋白混凝土發(fā)泡劑，其特征是所述陰離子表面活性劑是十二烷基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉；所述陽離子表面活性劑是十六烷基三甲基溴化銨或十二烷基三甲基溴化銨。
5.按權(quán)利要求1、2或3所述的豌豆蛋白混凝土發(fā)泡劑，其特征是所述分散劑是纖維素、羥甲基纖維素鈉、黃原膠、蔗糖、阿拉伯膠、明膠中的一種或兩種以上的混合物。
6.一種豌豆蛋白混凝土發(fā)泡劑的制備方法，其特征是包括下列步驟a.制備豌豆蛋白發(fā)泡劑母液按10重量份豌豆蛋白質(zhì)、加入0.01 1重量份木瓜蛋白酶和200重量份水，混合于反應(yīng)釜中，在10 100°C的溫度下水解反應(yīng)0. 5 24小時后， 經(jīng)滅酶、過濾機過濾、濾液即為制得的豌豆蛋白發(fā)泡劑母液；b.制備豌豆蛋白質(zhì)混凝土發(fā)泡劑按豌豆蛋白發(fā)泡劑母液30 200重量份、穩(wěn)定劑 1 10重量份、分散劑1 10重量份、防腐劑0. 1 5重量份的組成和重量比例取各組分并混合均勻，即制得豌豆蛋白質(zhì)混凝土發(fā)泡劑；所述穩(wěn)定劑是陰離子表面活性劑或陽離子表面活性劑中的一種或兩種的混合物；所述分散劑是多糖類化合物；所述防腐劑是苯酚、苯甲酸或?qū)αu基苯甲酸或現(xiàn)有技術(shù)中的其它防腐劑。
7.按權(quán)利要求6所述豌豆蛋白混凝土發(fā)泡劑的制備方法，其特征是所述步驟a替換為按10重量份豌豆蛋白質(zhì)、加入0. 1 5重量份Ca (OH) 2和200重量份水，混合于反應(yīng)釜中，在10 100°C的溫度下水解反應(yīng)0. 5 24小時后，經(jīng)過濾機過濾、濾液即為制得的豌豆蛋白發(fā)泡劑母液。
8.按權(quán)利要求6所述豌豆蛋白混凝土發(fā)泡劑的制備方法，其特征是所述步驟a替換為按10重量份豌豆蛋白質(zhì)、加入0. 01 1重量份木瓜蛋白酶和200重量份水，混合于反應(yīng)釜中，在10 100°C的溫度下水解反應(yīng)0. 5 24小時后，再加入0. 1 5重量份Ca(OH) 2混合于反應(yīng)釜中，在10 100°C的溫度下水解反應(yīng)0. 5 24小時后，經(jīng)過濾機過濾，濾液即為制得的豌豆蛋白發(fā)泡劑母液。
9.按權(quán)利要求6、7或8所述豌豆蛋白混凝土發(fā)泡劑的制備方法，其特征是所述陰離子表面活性劑是十二烷基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉；所述陽離子表面活性劑是十六烷基三甲基溴化銨或十二烷基三甲基溴化銨。
10.按權(quán)利要求6、7或8所述豌豆蛋白混凝土發(fā)泡劑的制備方法，其特征是所述分散劑是纖維素、羥甲基纖維素鈉、黃原膠、蔗糖、阿拉伯膠、明膠中的一種或兩種以上的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種豌豆蛋白混凝土發(fā)泡劑及其制備方法，其特征是取10重量份豌豆蛋白質(zhì)、加入0.01～1重量份木瓜蛋白酶和200重量份水混合，在10～100℃的溫度下水解反應(yīng)0.5～24小時后，經(jīng)滅酶、過濾、濾液為制得的豌豆蛋白發(fā)泡劑母液；按豌豆蛋白發(fā)泡劑母液30～200重量份、穩(wěn)定劑1～10重量份、分散劑1～10重量份、防腐劑0.1～5重量份的組成和重量比例取各組分并混合均勻，即制得豌豆蛋白質(zhì)混凝土發(fā)泡劑；采用本發(fā)明，原料易得，生產(chǎn)成本低，環(huán)保性好，易實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)；發(fā)泡工藝簡單，能有效提高發(fā)泡能力、發(fā)泡穩(wěn)定性及混凝土相容性，有效提高泡沫混凝土的各項性能。
文檔編號C04B38/02GK102173644SQ201110028859
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者李嫻, 袁艷紅, 霍冀川 申請人:西南科技大學(xué)