摘要:本发明公开了一种双缔合型稳泡剂及其制备方法和应用，属于建筑材料技术领域。本发明提供的双缔合型稳泡剂是带有疏水基团和温度响应缔合型基团的聚丙烯酰胺聚合物，在发泡的过程中，其疏水基团能和表面活性剂发生缔合作用形成胶束。随着浆体的水化升温，聚合物上的温度响应缔合型基团，由亲水变得疏水，与表面活性剂发生再次的缔合。这种双缔合形成的高分子结构能够降低界面张力、增加液膜的粘度，阻止液膜破裂，提高泡沫的稳定性。所得双缔合型稳泡剂与阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和水复配即得双缔合型发泡剂，利用所得双缔合型发泡剂制备的泡沫混凝土具有不沉降和塌陷、泌水量低的优点。

泡沫混凝土是由发泡剂通过物理或者化学发泡制得泡沫，泡沫引入混凝土浆体，再搅拌均匀浇筑而成。由于向水泥浆体中引入气泡，泡沫混凝土成型后内部结构含有大量封闭气孔，因而具有轻质、保温、耐火、耐热、隔音等性能，广泛用于建筑、路桥工程等。泡沫混凝土的性能很大程度上取决于泡沫是否稳定。泡沫体系析液时间低于临界阈时，过快的排液速度将导致界面膜强度显著衰减。水泥浆体固相粒子介入后，加快了泡沫气泡的排液速度，诱发泡沫气泡粗化、合并和消失，最终造成基体结构沉降，此时泡沫稳定性不足将直接导致28d抗压强度下降，致使材料无法满足标准要求。因此，亟需开发一种高稳定混凝土发泡剂，解决泡沫混凝土沉陷问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种双缔合型稳泡剂及其制备方法和应用。本发明提供的双缔合型稳泡剂能提高泡沫的稳定性，以其为原料制备的双缔合型发泡剂能保证发泡效果，进一步制备出的泡沫混凝土具有强度可调节、不沉降和塌陷、流动性高和泌水量低的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明技术方案之一：提供一种双缔合型稳泡剂的制备方法，包括以下步骤：

将0.1~3重量份的疏水单体、50~60重量份的丙烯酰胺、1~10重量份的N-异丙基丙烯酰胺、10~20重量份的4-羟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钠和1000重量份的水共同加入至反应容器中，在惰性气氛下预热搅拌，然后加入0.001~1重量份的2,2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐，在预热温度下反应，反应结束后醇沉，沉淀即为双缔合型稳泡剂。

在本发明中，通过合成带有疏水基团和温度响应缔合型基团的聚丙烯酰胺聚合物，在发泡的过程中，其疏水基团能和表面活性剂发生缔合作用形成胶束。随着浆体的水化升温，聚合物上的温度响应缔合型基团，由亲水变得疏水，与表面活性剂发生再次的缔合。这种双缔合形成的高分子结构能够降低界面张力、增加液膜的粘度，阻止液膜破裂，提高泡沫的稳定性。

优选地，所述疏水单体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。

优选地，所述4-羟丁基乙烯聚氧乙烯醚的重均分子量为600~4000Da。

可选地，所述惰性气氛包括氮气气氛。

优选地，所述预热温度为50~60℃；所述反应的时间为3~6h。

优选地，所述醇沉后还包含沉淀的干燥和造粒步骤。

本发明技术方案之二：提供一种根据上述双缔合型稳泡剂的制备方法制得的双缔合型稳泡剂。

本发明技术方案之三：提供一种上述双缔合型稳泡剂在制备双缔合型发泡剂中的应用，除水外，按照质量百分数计，所述双缔合型发泡剂的组分包括：2~5%的阴离子表面活性剂、12~15%的非离子表面活性剂和0.1~3%的上述双缔合型稳泡剂。

本发明提供的发泡剂中阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂复配，能够降低临界胶束浓度，保证起泡效果同时使得泡沫绵密细小，与双缔合型稳泡剂复配，表面活性剂能够与缔合基团形成胶束，提高泡沫的稳定性。

优选地，所述阴离子表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、α-烯基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磷酸酯钾、月桂酰肌氨酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的至少两种。

优选地，所述非离子表面活性剂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种或两种。

本发明技术方案之四：提供一种上述双缔合型稳泡剂在制备泡沫混凝土中的应用。

本发明技术方案之五：提供一种根据上述双缔合型稳泡剂在制备双缔合型发泡剂中的应用所制得的双缔合型发泡剂在制备泡沫混凝土中的应用。

本发明的有益技术效果如下：

本发明提供的双缔合型稳泡剂是带有疏水基团和温度响应缔合型基团的聚丙烯酰胺聚合物，在发泡的过程中，其疏水基团能和表面活性剂发生缔合作用形成胶束。随着浆体的水化升温，聚合物上的温度响应缔合型基团，由亲水变得疏水，与表面活性剂发生再次的缔合。这种双缔合形成的高分子结构能够降低界面张力、增加液膜的粘度，阻止液膜破裂，提高泡沫的稳定性。

本发明提供的双缔合型发泡剂与水泥浆体混合，双缔合型稳泡剂在浆体中起到空间位阻作用，能够减少钙离子对阴离子表面活性剂的消耗，同时随着水泥的水化，其温度响应型基团由亲水变得疏水，与表面活性剂发生缔合，维持泡沫的在水泥浆体中的稳定性。发泡剂中阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂复配，能够降低临界胶束浓度，保证起泡效果同时使得泡沫绵密细小，与双缔合型稳泡剂复配，表面活性剂能够与缔合基团形成胶束，提高泡沫的稳定性。使用本发明提供的双缔合型发泡剂制备的泡沫混凝土具有不沉降和塌陷、泌水量低的优点。