一种两性-阴离子表面活性剂复合型发泡剂及其稳泡性能的测定方法

摘要

本发明公开了一种两性-阴离子表面活性剂复合型发泡剂及其稳泡性能的测定方法，发泡剂的质量百分比组成为：两性表面活性剂4%～21%、阴离子表面活性剂58%～90%、助泡剂6%～21%，其中阴离子表面活性剂为烷基硫酸盐类表面活性剂，两性表面活性剂为烷基二甲基甜菜碱、烷基二羟乙基甜菜碱或烷基磺基甜菜碱，助泡剂为长链正烷基醇。本发明通过测定发泡剂泡沫体系的电导率随时间的变化曲线，根据拟合直线斜率的大小判断发泡剂的稳泡性能，测定结果表明，发泡剂的稳定性和起泡能力均较好，该测定方法操作简单，测定结果直观、准确，可用于其他发泡剂体系稳泡性能的测定。

说明书

技术领域

本发明属于轻质无机材料技术领域，具体涉及一种两性-阴离子表面活性剂复合 型发泡剂，以及通过电导率法测定发泡剂稳定性的方法。

背景技术

目前国内市场上的泡沫剂产品有四代，即第一代为松香树脂类泡沫剂，其起泡 能力与稳泡性均较低，虽然价格低，但不适应生产700kg/m³以下的低密度制品。 第二代为合成类泡沫剂，尽管其发泡倍数大、易起泡，但仍存在泡径大、泡壁薄、 消泡快、稳定性不好等缺点。第三代为蛋白型泡沫剂，其稳定性好，但起泡力较低， 由于合成技术要求高，至今其性能仍不能与国外产品媲美，同时成本也高，故应用 较少。第四代为复合型泡沫剂，其为了解决上述单一成分发泡剂性能不佳问题，如 今由单一成分逐渐向多成分复合型泡沫剂发展的趋势。近年来，测定泡沫剂稳泡性 能的方法有很多，如泡沫的半衰期法测定泡沫体积衰减到原来一半所需的时间来表 征稳泡能力；罗斯-米尔斯法（Ross-Miles）测定试液从一定高度同温度下冲击相同 浓度试液来评价泡沫的起泡性和稳定性；搅拌法是用Waring Blender高速搅拌器测 定泡沫性能的一种方法，此法操作方便，能较准确地反映出发泡剂的起泡能力和泡 沫稳定性，是用于评价发泡剂性能优劣的常用方法。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题在于提供一种起泡性能和稳泡性能均较好的 两性-阴离子表面活性剂复合型发泡剂。

本发明所要解决的另一个技术问题在于提供一种发泡剂稳泡性能的测定方法， 该方法操作简单，测定结果直观、准确。

解决上述技术问题所采用的技术方案是它由下述质量百分配比的原料混合制 成：

两性表面活性剂      4%～21%

阴离子表面活性剂    58%～90%

助泡剂              6%～21%

上述的两性-阴离子表面活性剂复合型发泡剂最佳由下述质量百分配比的原料 混合制成：

两性表面活性剂      10%

阴离子表面活性剂    84%

助泡剂              6%。

上述的阴离子表面活性剂为烷基硫酸盐类表面活性剂；两性表面活性剂为烷基 二甲基甜菜碱、烷基二羟乙基甜菜碱、烷基磺基甜菜碱中的任意一种；助泡剂为长 链正烷基醇。

上述的烷基硫酸盐类表面活性剂优选十二烷基硫酸钠、十四烷基硫酸钠或十六 烷基硫酸钠；长链正烷基醇优选十二醇、十四醇、十六醇或十八醇；烷基二甲基甜 菜碱优选十二烷基二甲基甜菜碱、十六烷基二甲基甜菜碱或十八烷基二甲基甜菜 碱，烷基二羟乙基甜菜碱优选十二烷基二羟乙基甜菜碱、十四烷基二羟乙基甜菜碱 或十八烷基二羟乙基甜菜碱，烷基磺基甜菜碱优选辛基磺基甜菜碱或十二烷基磺基 甜菜碱。

上述的两性-阴离子表面活性剂复合型发泡剂稳泡性能的测定方法为：根据两性 表面活性剂、阴离子表面活性剂、助泡剂各自占发泡剂的质量百分比，配制成不同 质量百分比组成的发泡剂；将发泡剂与自来水按质量比为1：100～150混合，搅拌 至形成相同体积的泡沫，将电导率仪的铂电极放入形成的泡沫中，测定不同体系在 不同时间的电导率值，绘制电导率随时间的变化曲线，拟合成直线，得出不同质量 百分比组成的发泡剂的拟合直线斜率，斜率越小，发泡剂的稳泡性能越好。

本发明发泡剂的稳定性和起泡能力均较好，发泡倍数为30～50倍，泡沫半衰 期大于2小时，测定发泡剂稳泡性能的方法操作简单，测定结果直观、准确，克服 了传统测定泡沫稳定性和起泡能力所得的结果较粗糙、重现性差、受机械操作影响 大的缺点，提高了实验数据的科学性，该测定方法可用于其他发泡剂稳泡性能的测 定。

附图说明

图1是实施例1～6制备的发泡剂形成泡沫的电导率值随时间的变化曲线图。

图2是实施例1制备的发泡剂形成泡沫的光学显微镜图。

图3是实施例1制备的发泡剂形成泡沫的泡径分布图。

图4是实施例2制备的发泡剂形成泡沫的光学显微镜图。

图5是实施例2制备的发泡剂形成泡沫的泡径分布图。

图6是实施例3制备的发泡剂形成泡沫的光学显微镜图。

图7是实施例3制备的发泡剂形成泡沫的泡径分布图。

图8是实施例4制备的发泡剂形成泡沫的光学显微镜图。

图9是实施例4制备的发泡剂形成泡沫的泡径分布图。

图10是实施例5制备的发泡剂形成泡沫的光学显微镜图。

图11是实施例5制备的发泡剂形成泡沫的泡径分布图。

图12是实施例6制备的发泡剂形成泡沫的光学显微镜图。

图13是实施例6制备的发泡剂形成泡沫的泡径分布图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施 例。

实施例1

以制备两性-阴离子表面活性剂复合型发泡剂1000g为例，其原料组成如下：

辛基磺基甜菜碱     100g

十二烷基硫酸钠     840g

十二醇             60g

其制备方法为：将十二烷基硫酸钠、辛基磺基甜菜碱、十二醇混合均匀，制备 成两性-阴离子表面活性剂复合型发泡剂。

实施例2

以制备两性-阴离子表面活性剂复合型发泡剂1000g为例，其原料组成如下：

辛基磺基甜菜碱     40g

十二烷基硫酸钠     900g

十二醇             60g

其制备方法与实施例1相同。

实施例3

以制备两性-阴离子表面活性剂复合型发泡剂1000g为例，其原料组成如下：

辛基磺基甜菜碱     210g

十二烷基硫酸钠     580g

十二醇             210g

其制备方法与实施例1相同。

实施例4

以制备两性-阴离子表面活性剂复合型发泡剂1000g为例，其原料组成如下：

辛基磺基甜菜碱     190g

十二烷基硫酸钠     750g

十二醇             60g

其制备方法与实施例1相同。

实施例5

以制备两性-阴离子表面活性剂复合型发泡剂1000g为例，其原料组成如下：

辛基磺基甜菜碱     140g

十二烷基硫酸钠     790g

十二醇             70g

其制备方法与实施例1相同。

实施例6

以制备两性-阴离子表面活性剂复合型发泡剂1000g为例，其原料组成如下：

辛基磺基甜菜碱     170g

十二烷基硫酸钠     680g

十二醇             150g

其制备方法与实施例1相同。

实施例7

在实施例1～6中，所用的辛基磺基甜菜碱用等质量的十二烷基二甲基甜菜碱 替换，十二烷基硫酸钠用等质量的十四烷基硫酸钠替换，十二醇用等质量的十六醇 替换，发泡剂的制备方法与实施例1相同。

实施例8

在实施例1～6中，所用的辛基磺基甜菜碱用等质量的十六烷基二甲基甜菜碱 替换，十二烷基硫酸钠用等质量的十六烷基硫酸钠替换，十二醇用等质量的十八醇 替换，发泡剂的制备方法与实施例1相同。

实施例9

在实施例1～6中，所用的辛基磺基甜菜碱用等质量的十四烷基二羟乙基甜菜 碱替换，十二醇用等质量的十四醇替换，发泡剂的制备方法与实施例1相同。

实施例10

在实施例1～6中，所用的辛基磺基甜菜碱用等质量的十八烷基二甲基甜菜碱 替换，也可用等质量的十二烷基二羟乙基甜菜碱替换，还可用等质量的十八烷基二 羟乙基甜菜碱或十二烷基磺基甜菜碱替换，发泡剂的制备方法与实施例1相同。

实施例11

实施例1～6制备的两性‐阴离子表面活性剂复合型发泡剂稳泡性能的测定方法 如下：

取发泡剂各0.68g，分别加入100g自来水中，搅拌至形成相同体积的泡沫， 将电导率仪的铂电极放入形成的泡沫中，测定不同体系不同时间的电导率值，绘制 电导率随时间的变化曲线，拟合成直线，见图1，拟合直线的斜率见表1。

表1实施例1～6的发泡剂形成泡沫的电导率值随时间变化曲线的拟合直线斜率及其拟合度

  拟合直线斜率(10^-4) R²实施例1 -1.392 0.977 实施例2 -1.676 0.998 实施例3 -1.983 0.942 实施例4 -1.887 0.990 实施例5 -1.528 0.976 实施例6 -1.418 0.983

由图1和表1的结果可见，上述实施例的拟合直线斜率顺序依次为： 1<6<5<2<4<3，实施例1的拟合直线斜率最小，表明该发泡剂的稳泡性能最好。

为了证明实施例11测定方法的准确性，取实施例1～6制备的发泡剂各0.68g， 分别加入100mL自来水中，搅拌至形成相同体积的泡沫，采用光学显微镜对形成 的泡沫进行观察，并拍摄泡沫放大50倍时的图片，统计图像中所有泡沫的直径， 实施例1～6的发泡剂形成泡沫的光学显微镜图分别为图2、4、6、8、10、12，泡 径分布图分别为图3、5、7、9、11、13。

由图2、4、6、8、10、12可见，与其他实施例相比，实施例1的发泡剂形成 的泡沫体系的粒径较小、分布均匀；由图3、5、7、9、11、13可见，与其他实施 例相比，实施例1的粒径分布集中在50～250μm范围内，粒径分布较窄，进一步表 明实施例1的发泡剂的稳泡性能优异。