Способ получения пенообразователя и пенообразователь, полученный данным способом

 

Изобретение относится к получению пенообразователей для пористых строительных материалов, в частности пенобетонов. Техническим результатом является создание надежного способа получения пенообразователя и создание пенообразователя с улучшенными эксплуатационными свойствами, стойкостью и кратностью пены. В способе получения пенообразователя, включающем гидролиз белкового сырья, например, крови животных в присутствии щелочи, нейтрализацию гидролизата реактивом до обеспечения слабощелочной реакции смеси, введение стабилизирующей добавки, реактива для сохранности сырья, охлаждение, разведение с водой, вспенивание, реактив для нейтрализации гидролизата проводят в количестве 50-70% от эквивалентного количества щелочи, а в качестве реактива для сохранности сырья вводят цитрат натрия в количестве 0,6% по массе продукта перед началом гидролиза. Пенообразователь содержит связующее в виде крови животных, гидролизованной в присутствии щелочи, реактив для нейтрализации гидролизата до обеспечения слабощелочной реакции смеси в количестве 50-70% от эквивалентного количества щелочи, стабилизирующую добавку в виде соли металла, реактив для сохранности сырья - цитрат натрия в количестве 0,6% по массе продукта. 2 с.п. ф-лы.

Предлагаемые изобретения относятся к способу производства пенообразователей для пористых строительных материалов, в частности пенобетонов, и пенообразователям, полученным из органических материалов.

Известен способ приготовления белкового пенообразователя путем гидролиза протеиносодержащего вещества и введение стабилизирующей добавки (патент России 2141930, МКИ-7 С 04 В 38/10 от 21.08.98 г.). Отличительной особенностью способа является то, что гидролиз проводят известью, в качестве стабилизирующей добавки используют соль металла.

Недостатками известного способа являются недостаточная кратность и стабильность пены.

Наиболее близким аналогом для заявленного способа является способ получения пенообразователя, включающий гидролиз белкового сырья - боенской крови щелочью, нейтрализацию гидролизата реактивом до получения слабощелочной реакции смеси, введение стабилизирующей добавки - железного купороса, реактива для сохранности сырья - фтористого натрия, охлаждение, разведение водой, вспенивание.

Наиболее близким аналогом для заявленного пенообразователя является пенообразователь, содержащий в качестве связующего боенскую кровь животных, гидролизованную в присутствии щелочи, реактив для нейтрализации гидролизата - хлористый аммоний до обеспечения слабощелочной реакции смеси, стабилизирующую добавку в виде соли металла - железный купорос, реактив для сохранности сырья - фтористый натрий, воду (Чехов А.П. и др. Справочник по бетонам и растворам, Киев, 1972, с.37).

Технической задачей изобретения является создание надежного способа получения пенообразователя и создание пенообразователя с улучшенными эксплуатационными свойствами, стойкостью и кратностью пены.

Решение поставленной задачи достигается за счет того, что в способе получения пенообразователя, включающем гидролиз белкового сырья, например, крови животных в присутствии щелочи, нейтрализацию гидролизата реактивом до обеспечения слабощелочной реакции смеси, введение стабилизирующей добавки, реактива для сохранности сырья, охлаждение, разведение с водой, вспенивание, реактив для нейтрализации гидролизата вводят в количестве 50-70% от эквивалентного количества щелочи, а в качестве реактива для сохранности сырья вводят цитрат натрия в количестве 0,6% по массе продукта перед началом гидролиза.

Решение поставленной задачи достигается также за счет того, что в пенообразователе, содержащем связующее в виде крови животных, гидролизованной в присутствии щелочи, реактив для нейтрализации гидролизата до обеспечения слабощелочной реакции смеси, стабилизирующую добавку в виде соли металла, реактив для сохранности сырья, воду, количество реактива для нейтрализации гидролизата составляет 50-70% от эквивалентного количества щелочи, а в качестве реактива для сохранности сырья он содержит цитрат натрия в количестве 0,6% по массе продукта.

Введение реактива для нейтрализации гидролизата, например, хлористого аммония, в количестве, составляющем 50-70% от эквивалентного количества едкой щелочи, например, NaOH, обеспечивает слабощелочную реакцию гидролизата.

Введение в качестве реактива для сохранности сырья цитрата натрия в количестве 0,6% по массе продукта перед началом гидролиза обеспечивает сохранность сырья до начала гидролиза и концентрата сырья после гидролиза.

Содержание в пенообразователе реактива для нейтрализации гидролизата в количестве 50-70% от эквивалентного количества щелочи обеспечивает слабощелочную реакцию смеси, что позволяет улучшить стойкость пены при смешивании пенообразователя с цементно-водной суспензией для изготовлении пенобетона.

Наличие в пенообразователе реактива для сохранности сырья в виде цитрата натрия в количестве 0,6% по массе продукта обеспечивает сохранность продукта как до начала гидролиза, так и в виде концентрата после гидролиза.

Заявляемые изобретения имеют отличия от прототипов и не следуют явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствуют критерию "новизна", могут найти применение при производстве пенобетона, т.е. "промышленно применимы".

Заявителем изготовлена заявляемым способом опытная партия пенообразователя, который апробирован при изготовлении пенобетона строительными фирмами г. Челябинска.

Сущность изобретений заключается в следующем.

В качестве белкового сырья берут кровь животных и подвергают гидролизу.

Перед началом гидролиза в кровь добавляют цитрат натрия (натриевую соль лимонной кислоты) в количестве 0,6% по отношению к массе продукта, что обеспечивает сохранность сырья до начала гидролиза и после него уже в концентрате.

Гидролиз проводят в течение 2 ч в присутствии едкой щелочи при температуре 80-90^oС, т.е. практически при кипении. Присутствие щелочи обеспечивает расщепление белка крови на аминокислоты, при этом щелочь не образует самостоятельных соединений.

После этого полученный гидролизованный белок нейтрализуют хлористым аммонием, количество которого составляет 50-70% от эквивалентного количества едкой щелочи, что обеспечивает слабощелочную реакцию смеси.

Полученный раствор уваривают примерно до половины объема и получают концентрат, представляющий собой густую темно-коричневую жидкость.

Концентрат охлаждают до комнатной температуры и помещают в тару. Концентрат может храниться неограниченное время, в нем не образуются нерастворимые соединения.

Непосредственно перед применением необходимое количество концентрата разводят водой в соотношении 1:60, вводят соль металла, например, сульфат железа, в количестве 2,5-3,5% по отношению к массе продукта, перемешивают и подают в пеногенератор для получения пены.

Введение стабилизирующей добавки в слабощелочную смесь концентрата непосредственно перед вспениванием препятствует образованию нерастворимых соединений белковых составляющих и сульфатов железа, улучшает вспенивание и обеспечивает стойкость пены в цементно-водной суспензии при изготовлении пенобетона.

Пенообразователь, полученный заявляемым способом, обладает улучшенной стойкостью пены.

Количество реактива, необходимого для нейтрализации гидролизата крови, подсчитывается (Сб. трудов под редакцией И.Т. Кудряшева. "Исследования по ячеистым бетонам", М., Государственное издательство литературы по строительству и архитектуре, 1953 г., с. 57-59) по формуле: где А - количество реактива для нейтрализации, кг; В - молекулярный вес реактива; С - молекулярный вес щелочи; X - количество щелочи, необходимой для гидролиза крови.

Например, для гидролиза крови использовали 10 кг щелочи. Молекулярный вес NaOH составляет 40 ед. Молекулярный вес реактива, например хлористого аммония, составляет 53 ед., тогда количество реактива, необходимого для нейтрализации, составит: .

На 1 кг щелочи 13,25 : 10 = 1,33 кг хлористого аммония. Это количество эквивалентно количеству щелочи.

Пример 1 В гидролизат вводят 50% реактива, например хлористого аммония, по отношению к эквивалентному количеству едкой щелочи, т.е. 1,33 х 0,5 = 0,665 кг на 1 кг щелочи. Получают сильнощелочную реакцию смеси, что ускоряет схватываемость цемента при изготовлении пенобетона.

Пример 2.

По примеру 1 в гидролизат вводят 60% реактива, например хлористого аммония, по отношению к эквивалентному количеству едкой щелочи, т.е. 1,33 х 0,6 = 0,798 кг на 1 кг щелочи. Получают слабощелочную реакцию смеси, что обеспечивает удовлетворительные сроки схватывания цемента и стойкость пены при смешивании пенообразователя с цементно-водной суспензией для изготовления пенобетона.

Пример 3 По примеру 1 вводят 70% реактива, например хлористого аммония, по отношению к эквивалентному количеству едкой щелочи, т.е. 1,33 х 0,7 = 0,931 кг на 1 кг щелочи. Получают совсем слабощелочную реакцию смеси, что замедляет сроки схватывания цемента при смешивании пенообразователя с цементно-водной суспензией для изготовления пенобетона.

Во всех примерах в качестве реактива для сохранности сырья перед началом гидролиза вводят цитрат натрия в количестве 0,6% по массе продукта, что обеспечивает сохранность сырья до начала гидролиза и концентрата сырья после гидролиза.

Параметры полученной пены: плотность 60-80 кг/м³, кратность пены (отношение плотности пенообразователя к плотности пены) составляет 20-25.

Таким образом, заявляемый способ получения пенообразователя надежен, и полученный заявляемым способом пенообразователь обладает повышенной стойкостью и улучшенной кратностью пены.

Формула изобретения

1. Способ получения пенообразователя, включающий гидролиз белкового сырья, например, крови животных в присутствии щелочи, нейтрализацию гидролизата реактивом до обеспечения слабощелочной реакции смеси, введение стабилизирующей добавки, реактива для сохранности сырья, охлаждение, разведение с водой, вспенивание, отличающийся тем, что реактив для нейтрализации гидролизата вводят в количестве 50-70% от эквивалентного количества щелочи, а в качестве реактива для сохранности сырья вводят цитрат натрия в количестве 0,6% по массе продукта перед началом гидролиза.

2. Пенообразователь, содержащий связующее в виде крови животных, гидролизованной в присутствии щелочи, реактив для нейтрализации гидролизата до обеспечения слабощелочной реакции смеси, стабилизирующую добавку в виде соли металла, реактив для сохранности сырья, воду, отличающийся тем, что количество реактива для нейтрализации гидролизата составляет 50-70% от эквивалентного количества щелочи, а в качестве реактива для сохранности сырья он содержит цитрат натрия в количестве 0,6% по массе продукта.