[发明专利]纳米改性超稳定泡沫及其在超轻密度水泥基多孔材料中的应用

说明书

本发明公开了一种纳米改性超稳定泡沫及其在超轻密度水泥基多孔材料中的应用。通过将纳米颗粒稳定分散在发泡剂中，改性后的发泡剂在搅拌发泡后可实现纳米颗粒对气泡的包裹，使得泡沫由传统的气—液两相结构变为气—液—固三相结构，显著的提高了泡沫的稳定性。由改性后的发泡剂制备的泡沫稳定性好，尺寸细小均一，并且由此制备的超轻多孔水泥基材料强度高，不塌陷，解决了传统超轻水泥基材料性能差等问题，是一种提高超轻水泥基材料性能的有效方法。

技术领域

本发明涉及水泥基多孔材料领域，用于房屋建筑等领域的保温隔热。其具体是通过纳米颗粒包裹预制泡沫以此来改善泡沫的稳定性，从而制备一种超轻水泥基多孔材料。

背景技术

水泥基多孔材料是将预制的泡沫通过机械搅拌的方式均匀掺入到水泥基胶凝材料净浆或砂浆中，经过泵送系统进行现浇施工模具成型，经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的轻质保温材料，这种水泥基材料内部具有大量封闭、均匀细小孔隙，具有质量轻、施工性好、保温隔热、耐火吸能等一系列优点，被广泛应用于屋面墙体保温，回填工程，防护工程等领域，是一种节能环保的新型建筑材料。

在墙体保温领域，发展水泥基多孔材料也是取代传统易燃有机保温材料的趋势之一。资料表明，水泥基多孔材料的保温性能随着密度的降低而增加，在密度低于300kg/m³时，水泥基多孔材料的保温性能可媲美传统有机保温板。但超轻水泥基多孔材料的制备工艺复杂，质量可控性差。这是由于预制泡沫自身不稳定，在水泥基多孔材料凝结之前易融合长大，并且由于浆体用量少，气泡的渗透-迁移-融合现象更加明显，造成水泥基多孔材料内部泡径大，尺寸不均匀，使得性能变差，严重时造成水泥基多孔材料塌陷，造成工程上经济损失。而常规使用促凝剂和快硬水泥的方法又是以牺牲后期强度为代价的。稳定性好的泡沫可有效降低水泥基多孔材料的不稳定现象。然而，目前关于提高泡沫稳定性的研究较少。因此，制备一种适用于水泥基材料体系的稳定性泡沫对于制备超轻水泥基多孔材料显得尤为重要。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的内容在于通过纳米颗粒改性发泡剂方法来制备一种稳定性良好并且尺寸细小的泡沫以此来制备超轻水泥基多孔材料。

技术方案：一种纳米颗粒改性发泡剂，以质量份计，组成为：纳米颗粒0.1～10份，分散剂0.1～10份，表面活性剂1～5份，氢氧化钠0.05～1份，去离子水90～97份；所述的纳米颗粒为纳米SiO₂；所述的表面活性剂为两性表面活性剂。

所述的两性表面活性剂为甜菜碱型表面活性剂。

所述的分散剂为聚乙二醇2000。

基于所述的纳米颗粒改性发泡剂的泡沫，加热状态下，将纳米颗粒均匀分散在氢氧化钠水溶液中，再加入分散剂超声分散均匀得到悬浮液，再加入表面活性剂搅拌保温分散均匀即得泡沫。

加热温度为45～60℃。

保温的温度为30～50℃。

一种基于所述的泡沫的超轻密度水泥基多孔材料，以质量份计，组成为：普通硅酸盐水泥50～80份，粉煤灰0～30份，硅灰0～10份，减水剂0.5～1份，纳米颗粒改性发泡剂0.5～1份，水20～40份。

所述的减水剂为聚羧酸减水剂。

制备所述的基于泡沫的超轻密度水泥基多孔材料的方法，第一步，预制纳米颗粒改性发泡剂的泡沫：加热状态下，将纳米颗粒均匀分散在氢氧化钠水溶液中，再加入分散剂超声分散均匀得到悬浮液，再加入表面活性剂搅拌分散均匀即得泡沫；

第二步，制备多孔材料：将除纳米改性发泡剂以外的材料搅拌均匀，制成均匀的水泥浆体，再将预制好的泡沫加入水泥浆体中搅拌，待泡沫分散均匀后，浇筑成型，养护后得到超轻密度水泥基多孔材料。

有益效果：