ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЬ Российский патент 2003 года по МПК C04B38/10 

Изобретение относится к получению стойких водных пен, которые могут быть использованы, например, в промышленности строительных материалов для получения поризованных изделий на основе различных вяжущих веществ (цемента, гипса, извести т.д.), а также глин.

Согласно принятым представлениям (Тихомиров В.К. Пены. Теория и практика их получения и разрушения. М., "Химия", 1975 г.) для получения высокократных и устойчивых пен пенообразующая композиция должна, кроме собственно пенообразователя - соединения, обеспечивающего эффективное снижение поверхностного натяжения воды, содержать дополнительно стабилизатор, который сам по себе может, но не обязательно, снижать поверхностное натяжение. Его функция заключается в обеспечении сохранения структуры пены и увеличении продолжительности ее жизни. Качество водных пен определяется кратностью пенообразования, определяемой отношением объема образуемой пены к исходному объему пенообразователя, а также устойчивостью пены, определяемой отходом жидкости в мл за один час из 100 мл пены (чем меньше отход, тем выше устойчивость).

Стабилизирующими свойствами обладают вещества, имеющие в своем составе гетероатомы (например - кислород, азот, сера и т.п.), способные к образованию водородных связей с молекулами воды, что приводит к появлению псевдосшитой структуры в пленках и затруднениям к истечению жидкости из пленок.

Известен пенообразователь, содержащий вторичные алкилсульфаты натрия фракции С₁₀-C₁₆ в количестве 10-26 мас.% и сумму органических соединений с гетероатомами (высшие спирты, мочевина, бутанол, кубовые остатки органического синтеза, глицерин, пластификатор), являющихся по сути стабилизаторами пены, - в количестве до 34,5 мас.% (РФ 2150447, МПК С 04 В 38/10, 10.06.2000 г.). Известная композиция пенообразователя включает в себя 30-60 мас.% органических соединений, обеспечивая при этом устойчивую пену с кратностью 9-25.

Известен также пенообразователь (а.с. СССР 1680676, МПК С 04 В 38/10, опубл. 30.09.1991 г.), который в качестве анионоактивного ПАВ содержит канифольное мыло в количестве 0,8 - 1,0 мас.%, органический стабилизатор пены - карбамидную смолу в количестве 1,9-2,1 мас.% и неорганический стабилизатор - цемент ПЦ400 в количестве 10-15 мас.%. При общем содержании сухого остатка пенообразователя 2,7-3,1 мас. % данный состав обеспечивает получение пены кратностью 6-9.

Наиболее близким к предложенному является пенообразователь (а.с. СССР 1308601, МПК С 04 В 38/10, опубл. 07.05.1987 г.), который в качестве анионоактивного поверхностно-активного вещества (ПАВ) содержит сульфанол в количестве 3,0-8,0 мас.% и стабилизатор пены - натриевую соль продуктов гидролиза нерастворимых белков 1,5-3,0 мас.% (олигопептиды) и воду, при общем содержании сухого остатка пенообразователя 4,5-11,0 мас.%. При этом устойчивость пены составляет 30-45 мл.

Известные стабилизаторы не обеспечивают высокую кратность и устойчивость пены даже при значительном содержании сухого остатка пенообразующей системы (пенообразователь плюс стабилизатор пены).

Задача изобретения - повышение качества водных пен при низком содержании сухого остатка пенообразователя и стабилизатора. Поставленная задача достигается пенообразователем на основе анионоактивных поверхностно-активных веществ ПАВ, содержащим в качестве стабилизатора олигопептиды, полученные гидролизом белков животного происхождения, и воду, который в отличие от прототипа дополнительно содержит в качестве стабилизатора водорастворимую карбамидную смолу при следующем содержании компонентов, мас.%:
Анионоактивные ПАВ - 0,06-0,8
Карбамидная смола - 0,1-0,8
Олигопептиды - 0,05-0,15
Вода - Остальное
В предложенном изобретении достигается повышение кратности и устойчивости водной пены за счет использования в качестве стабилизатора смеси водорастворимых карбамидной смолы и олигопептидов, обеспечивающих резкое замедление скорости истечения жидкости из пленок и соответственно оседания пены.

Пример конкретного выполнения.

3,2 г 25%-ного водного раствора алкиларилсульфоната (ПАВ) растворяют в 93,2 мл воды при температуре 20-25^oС. В раствор вводят 2,4 г 33%-ного водного раствора карбомидной смолы и 1,2 г 12,5%-ного раствора олигопептидов (продуктов гидролиза белка животного происхождения). Пену готовят с использованием обычной лабораторной пеномешалки. Время перемешивания 10 мин. По известным методикам определяют качество пены: кратность и устойчивость.

Примеры составов пенообразователей приведены в таблицах 1-3 (составы 1, 5, 6, 10, 11, 15 представляют запредельные значения концентраций компонентов, составы 2, 3, 4, 7, 8, 9, 12, 13, 14 - предлагаемые концентрации). В приведенных таблицах представлены данные по кратности и устойчивости пены, определяющие ее качество.

Из представленных данных следует, что стабилизирующая добавка, состоящая из водорастворимых карбамидной смолы и олигопептидов, позволяет существенным образом увеличить кратность и устойчивость водных пен, получаемых с использованием анионоактивных ПАВ. Содержание компонентов стабилизирующей композиции ниже нижнего предела дает недостаточный эффект повышения качества пен, а повышенная концентрация не приводит к значительному улучшению против достигнутого, снижая одновременно экономическую эффективность стабилизатора. Получаемые высокократные и высокоустойчивые пены позволят упростить технологию производства изделий с их участием.

Изобретение относится к получению стойких водных пен, которые могут быть использованы, например, в промышленности строительных материалов для получения поризованных изделий на основе различных вяжущих веществ (цемента, гипса, извести и т.д.), а также глин. Технический результат - повышение качества водных пен при низком содержании сухого остатка пенообразователя и стабилизатора. Пенообразователь на основе анионоактивных поверхностно-активных веществ ПАВ, содержащий в качестве стабилизатора олигопептиды, полученные гидролизом белков животного происхождения, и воду, дополнительно содержит в качестве стабилизатора водорастворимую карбамидную смолу при следующем содержании компонентов, мас.%: анионоактивные ПАВ 0,06 - 0,8, карбамидная смола 0,1 - 0,8, олигопептиды 0,05 - 0,15, вода - остальное. 3 табл.

Пенообразователь на основе анионоактивных поверхностно-активных веществ ПАВ, содержащий в качестве стабилизатора олигопептиды, полученные гидролизом белков животного происхождения, и воду, отличающийся тем, что дополнительно содержит в качестве стабилизатора водорастворимую карбамидную смолу при следующем содержании компонентов, мас. %:
Анионоактивные ПАВ - 0,06-0,8
Карбамидная смола - 0,1-0,8
Олигопептиды - 0,05-0,15
Вода - Остальное