泡沫混凝土及其制备方法和复合材料与流程

2021-01-30 21:01:43|

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本发明涉及集成卫浴的技术领域，特别是涉及泡沫混凝土及其制备方法和复合材料。

背景技术：

现有集成卫浴的壁板以smc(玻璃纤维增强塑料)板和彩钢板体系为主。然而，smc板的空鼓感明显，彩钢板的耐划痕性能差，两者同时还存在隔音性能差、住宅用户体验感差的缺点。

目前，有研究报道瓷砖饰面的集成卫浴采用铝蜂窝壁板或硅酸钙板壁板。然而，铝蜂窝壁板仍存在空鼓划痕现象，而硅酸钙板壁板的吸水率较高，重量大，不易现场搬运。

泡沫混凝土，又名发泡混凝土或轻质混凝土，是一种新型的节能环保型建筑材料，其具有重量轻，隔音等优点。在水泥净浆、砂浆以及混凝土等水泥基材中加入发泡剂产生的泡沫后，可以在混凝土内部均匀形成众多封闭的孔洞，这种固相、气相相互交织的特殊结构，在减轻混凝土重量的同时，又保证了其良好的保温隔热性能，在工程中得到了大规模的应用。但是，泡沫混凝土的缺点也很明显，其普遍抗压强度偏低，承重差，限制了其在集成卫浴壁板中的应用。而且现有普通发泡剂泡沫稳定性不足，制备的泡沫混凝土通常孔结构较差、吸水率较大，很难满足基层材料的性能要求。

技术实现要素：

基于此，本发明提供一种泡沫混凝土，具有轻质高强、防火憎水的特点。

以重量份数计，所述泡沫混凝土的制备原料包括：

在一个优选的实施例中，以重量份数计，所述泡沫混凝土的制备原料包括：

在一个优选的实施例中，所述复合发泡剂由葵花蛋白发泡剂和皂角苷型发泡剂混合制备而成。

在一个优选的实施例中，所述葵花蛋白发泡剂的制备方法包括以下步骤：

于85℃～90℃下，混合质量分数为8％-12％的葵花粉末水溶液400ml-600ml和质量分数为1％～2％的亚硫酸氢钠的水溶液100ml-400ml，搅拌水解3h±0.5h，制备葵花蛋白母液发泡剂；

混合所述葵花蛋白母液发泡剂和β-环糊精。

在一个优选的实施例中，所述葵花粉末水溶液的质量分数为10％。

在一个优选的实施例中，所述β-环糊精的重量占所述葵花蛋白母液发泡剂的重量的0.2％±0.02％。

葵花粉末水溶液中，如果溶剂少，水解液浓度就高，会影响继续水解的进行，随着溶剂的增加，浓度逐渐降低，对进一步水解的制约越来越少，水解程度越充分，泡沫性能逐步提高，但当水解达到一定程度后，溶剂量对水解的影响消失，就会降低发泡液浓度，导致发泡性能下降。本申请发明人发现，采用质量分数为10％的葵花粉末水溶液，能在上述制备条件下得到最高发泡性能，质量分数在8％～12％范围内可具有相近效果，但会影响到发泡倍率，质量分数低于或高于8％～12％范围，不能满足发泡要求。此外，水解温度高于90℃，水解速率快，发泡倍率和发泡均匀程度不能满足要求，这一温度还可能使蛋白质失去活性；水解温度过于85℃，水解速率慢，同样不能满足发泡要求。此外，泡沫稳定性与长期吸附的膜性质有关。在重力作用下排液，在表面张力作用下排液以及产生的气泡内气体的四处扩散是导致泡沫破灭的关键原因，本申请发明人在试验过程中发现，制备蛋白质母液发泡剂后，未掺入β-环糊精时，所产生的泡沫表层呈现松散状态，致使泡沫中单个气泡体积较大因而较易破灭，当加了β-环糊精后，产生的泡沫有着致密表层，均匀细小的泡沫体积致使泡沫较难破灭。

在一个优选的实施例中，所述葵花蛋白发泡剂与皂角苷型发泡剂的重量比为(2±0.2):1。

在一个优选的实施例中，以重量份数计，所述硅烷基憎水剂的制备原料包括：

在一个优选的实施例中，所述硅烷基憎水剂的制备方法包括以下步骤：

混合所述硅烷偶联剂、小分子长链甲氧基硅烷和司盘60，1500r/min±50r/min下搅拌60s±5s，以0.1ml/s-1ml/s的速率加水，继续搅拌至形成稳定的乳液。

在一个优选的实施例中，所述小分子长链甲氧基硅烷选自十六烷基三甲基硅烷、十八烷基三甲基硅烷和十二烷基三甲基硅烷中的一种或几种。

所述硅烷基憎水剂活性高、渗透性强，容易分散在混凝土中，不影响低密度泡沫混凝土工作性能，能很好的起到防水、抗渗作用。

在一个优选的实施例中，以重量份数计，所述丙烯基醚共聚物的制备原料包括：

所述丙烯基醚共聚物具有高分散、高适应性特点，能够实现上述组分的均匀分散，可以保障本发明憎水性泡沫混凝土具备良好的工作特性和流动性，提高粘接力。

在一个优选的实施例中，所述带有功能基团的不饱和小单体为2-氨基-2-甲基-3-丁烯酸。

在一个优选的实施例中，所述泡沫混凝土的制备原料还包括十二烷基二甲基氧化胺。

在一个优选的实施例中，所述泡沫混凝土的制备原料包括：

所述十二烷基二甲基氧化胺由十二烷基二甲基叔胺氧化生成的氧化胺，≡n-o基团在分子中，可以与水形成氢键，构成了氧化胺类表面活性剂的亲水基，具有很好的发泡性、稳泡性和增稠性。

本发明还提供一种泡沫混凝土的制备方法，解决了泡沫混凝土吸水率大的问题，使泡沫混凝土具有憎水特性，具有防水的效果，而且还有利于提高泡沫混凝土的强度，达到轻质高强的效果。

所述泡沫混凝土的制备方法包括以下步骤：

混合复合发泡剂和丙烯基醚共聚物，100r/min±10r/min搅拌30s±5s，制备分散液b；

混合粉煤灰和水泥，30r/min±5r/min搅拌30s±5s，加入所述分散液b，30r/min±5r/min搅拌120s-300s，再加入硅烷基憎水剂，30r/min±5r/min搅拌120s-200s；

所述水泥的重量份数为621份-750份；所述粉煤灰的重量份数为212份-280份；所述复合发泡剂的重量份数为30份-70份；所述硅烷基憎水剂的重量份数为20份-45份；丙烯基共聚物重量份数为35份-65份。

在一个优选的实施例中，混合所述复合发泡剂和丙烯基醚共聚物后，还包括加入十二烷基二甲基氧化胺的步骤。

本发明还提供一种复合材料。所述复合材料以上述的泡沫混凝土或上述的制备方法制得的泡沫混凝土作为填充材料，以轻质格栅和瓷砖作为骨架制备而成。通过将泡沫混凝土与轻质格栅、瓷砖进行浇筑复合一体成型，通过形成一体的壁板框架不仅为瓷砖壁板提供结构支撑，而且轻质格栅和瓷砖作为泡沫混凝土的模板，具有成型便捷免脱模的性能特点，具有便捷生产加工的优势，节省工序时间成本。本发明复合材料可以与饰面瓷砖一体反打成型，成型工艺简单，与瓷砖复合的粘接力强，可以替代瓷砖胶的应用，瓷砖饰面具有耐划痕性能，并且本发明的复合材料可以明显改善结构空鼓感。

在一个优选的实施例中，所述轻质格栅选自铝格栅，采用铝型材或半固态铝设计加工而成。

与现有方案相比，本发明具有以下有益效果：

本申请发明人创造性地发现，将复合发泡剂和丙烯基醚共聚物复配使用后，能够形成一个发泡稳定、发泡量大的发泡体系，且该发泡体系的分散性比单独采用单一发泡剂的发泡体系效果更好，使制得的混凝土不仅密度低，还能形成有效化学键合，促进水泥颗粒的均匀分散，从而促进水泥的水化程度。同时，硅烷基憎水剂在丙烯基醚共聚物分散作用下也能够快速高效分散，有利于泡沫混凝土成型过程中的稳泡，硅烷基憎水剂不仅与水泥浆中大量存在羟基产生水解反应，并且在水解过程中还能协助水泥的分散，水解后产生的水解产物能够有利于泡沫混凝土强度的增加，不仅解决了泡沫混凝土吸水率差的问题，使泡沫混凝土具有憎水特性，具有防水效果，而且有利于提高泡沫混凝土的抗压强度的提高。同时，掺入粉煤灰替代一部分水泥，配合其他组分的耦合作用，能够较好地抑制泡沫混凝土的开裂问题。

本发明将上述泡沫混凝土、轻质格栅和瓷砖复合成型，制备了复合材料，轻质格栅和瓷砖同时发挥支撑和模板作用。同时，轻质格栅中的空隙较大，可起到增强边框强度的作用，且边框接触面光滑，便于与其他边框连接。所述复合材料能够将干密度甚至可以稳定在300kg/m³-500kg/m³范围内，并同时达到3mpa-5mpa的抗压强度。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一种泡沫混凝土，以重量份数计，其制备原料包括：

将复合发泡剂和丙烯基醚共聚物复配使用后，能够形成一个发泡稳定、发泡量大的发泡体系，且该发泡体系的分散性比单独采用单一发泡剂的发泡体系效果更好，使制得的混凝土不仅密度低，还能形成有效化学键合，促进水泥颗粒的均匀分散，从而促进水泥的水化程度。同时，硅烷基憎水剂在丙烯基醚共聚物分散作用下也能够快速高效分散，有利于泡沫混凝土成型过程中的稳泡，硅烷基憎水剂不仅与水泥浆中大量存在羟基产生水解反应，并且在水解过程中还能协助水泥的分散，水解后产生的水解产物能够有利于泡沫混凝土强度的增加，不仅解决了泡沫混凝土吸水率差的问题，使泡沫混凝土具有憎水特性，具有防水效果，而且有利于提高泡沫混凝土的抗压强度的提高。同时，掺入粉煤灰替代一部分水泥，配合其他组分的耦合作用，能够较好地抑制泡沫混凝土的开裂问题。

上述组分中，粉煤灰采用f·ⅱ级，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是我国燃煤电厂排出的固体废物重新利用，有助于绿色环保。粉煤灰颗粒组织呈多孔型蜂窝状，比表面积大，具有多孔结构，孔隙率高，吸水性较强。

上述组分中，所述复合发泡剂由葵花蛋白发泡剂和皂角苷型发泡剂混合制备而成。

优选地，所述葵花蛋白发泡剂与皂角苷型发泡剂的重量比为(2±0.2):1。

所述葵花蛋白发泡剂可由以下方法制备而得：

混合所述葵花蛋白母液发泡剂和β-环糊精。

优选地，于85℃～90℃下，混合质量分数为10％的葵花粉末水溶液450ml-550ml和质量分数为1％～2％的亚硫酸氢钠的水溶液150ml-250ml，搅拌水解3h±0.2h，制备葵花蛋白母液发泡剂。

优选地，所述β-环糊精的重量占所述葵花蛋白母液发泡剂的重量的0.2％±0.02％。

皂角苷型发泡剂由东平宜宜居保温建材有限公司或济南镁嘉图新型材料开发有限公司提供。主要成份是三萜皂苷，三萜皂苷由苷基、苷元基和单糖组成。单糖基中的水分子与单糖的很多羟基能形成氢键，因此具有很强的亲水性，而苷元基中的苷元具有憎水基。用机械方法搅动溶液，会产生大量气泡，三萜皂苷分子膜较厚，气泡壁的强度和弹性较高，气泡能稳定的存在。

上述组分中，硅烷基憎水剂(shp50)由山东晟晞新材料有限公司或者广州工师化工材料有限公司提供，或以硅烷偶联剂1份-3份(以重量份数计)，十六烷基三甲基硅烷5份-15份，表面活性剂司盘600.5份-1.5份，水60份-78份为主要原料，通过以下方法制备而得：

混合所述硅烷偶联剂、小分子长链甲氧基硅烷和司盘60，1500r/min±50r/min下搅拌60s±5s，以0.1ml/s-1ml/s的速率加水，继续搅拌至形成稳定的乳液。

可以理解地，以0.1ml/s-1ml/s的速率加水可以是逐滴加入水。

现有的以硅烷为主要成分的大部分憎水剂与水泥成分不兼容，使用后会对泡沫混凝土抗压强度、干密度等性能产生不利影响。而本发明所述硅烷基憎水剂通过对其乳化过程的控制，同等干密度下，有利于混凝土抗压强度提高，并发挥憎水作用。其中，硅烷偶联剂与水泥浆中大量存在羟基产生水解反应，并且在水解过程中因为长链甲氧基的存在，协助水泥的分散，水解后产生的水解产物能够有利于泡沫混凝土强度的增加。所述硅烷基憎水剂外观乳白，流动自由，硅烷活性基团占20％左右，平均颗粒尺寸小于500um100％w/w，ph中性或弱碱性，残留水分＜2％w/w。活性高、渗透性强，容易分散在混凝土中，不影响低密度泡沫混凝土工作性能，能很好的起到防水、抗渗作用。

优选地，所述硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂kh550。

优选地，所述小分子长链甲氧基硅烷选自十六烷基三甲基硅烷、十八烷基三甲基硅烷和十二烷基三甲基硅烷中的一种或几种。

其中，十六烷基三甲氧基硅烷分子式为c19h42o3si，分子量346.62，cas号16415-12-6，硅烷偶联剂kh550是指γ―氨丙基三乙氧基硅烷，分子量221，cas号919-30-2。

上述组分中，丙烯基醚共聚物由厦门科之杰集团、山东万山化工有限公司、广州工师化工材料有限公司或者济南金华峰辉生物科技有限公司提供，或以含有不饱和双键的丙烯基聚氧乙烯醚30份-35份；甲基丙烯基聚氧乙烯醚35份-40份；带有功能基团的不饱和小单体10份-25份；水80份-150份为主要原料，进行共聚反应而得，所述丙烯基醚共聚物是醚类聚羧酸系聚合物。其物理性能为：熔点-4℃，沸点248℃，折射率：1.533-1.535，闪点117℃，密度1.036g/mlat25℃。具有高分散、高适应性特点，能够实现上述组分的均匀分散，保障本发明憎水型泡沫混凝土具备良好的工作特性和流动性，提高粘接力。并能够均匀地填充在铝格栅中，从而得到一种可应用于集成卫浴壁板结构的新型憎水型泡沫混凝土铝格栅复合材料。

优选地，所述带有功能基团的不饱和小单体为2-氨基-2-甲基-3-丁烯酸。

在一个优选的实施例中，所述泡沫混凝土的制备原料还包括十二烷基二甲基氧化胺。

优选地，所述泡沫混凝土的制备原料包括：

十二烷基二甲基氧化胺由飞翔化工(张家港)有限公司或上海金山经纬化工有限公司提供，所述十二烷基二甲基氧化胺由十二烷基二甲基叔胺氧化生成的氧化胺，≡n-o基团在分子中，可以与水形成氢键，构成了氧化胺类表面活性剂的亲水基，具有很好的发泡性、稳泡性和增稠性。

一种泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：

混合复合发泡剂和丙烯基醚共聚物，100r/min±10r/min搅拌30s±5s，制备分散液b；

混合粉煤灰和水泥，30r/min±5r/min搅拌30s±5s，加入所述分散液b，30r/min±5r/min搅拌120s-300s，再加入硅烷基憎水剂，30r/min±5r/min搅拌120s-200s；

所述制备方法解决了泡沫混凝土吸水率大的问题，使泡沫混凝土具有憎水特性，具有防水的效果，而且还有利于提高泡沫混凝土的强度，达到轻质高强的效果。

优选地，混合所述复合发泡剂和丙烯基醚共聚物后，还包括加入十二烷基二甲基氧化胺的步骤。

一种复合材料，所述复合材料以上述的泡沫混凝土或上述的制备方法制得的泡沫混凝土作为填充材料，以轻质格栅和瓷砖作为骨架制备而成。

通过将泡沫混凝土与轻质格栅、瓷砖进行浇筑复合一体成型，轻质格栅和瓷砖作为泡沫混凝土的模板，具有成型便捷免脱模的性能特点，通过形成一体的壁板框架不仅为瓷砖壁板提供结构支撑，而且具有便捷生产加工的优势，节省工序时间成本。本发明复合材料可以与饰面瓷砖一体反打成型，成型工艺简单，与瓷砖复合的粘接力强，可以替代瓷砖胶的应用，瓷砖饰面具有耐划痕性能，并且本发明的复合材料可以明显改善结构空鼓感。同时，轻质格栅中的空隙较大，可起到增强边框强度的作用，且边框接触面光滑，便于与其他边框连接。所述复合材料能够将干密度甚至可以稳定在300kg/m³-500kg/m³范围内，并同时达到3mpa-5mpa的抗压强度。

优选地，所述轻质格栅选自铝格栅，采用铝型材或半固态铝设计加工而成。铝金属格栅相对酚醛树脂材料的玻璃刚格栅首先不存在高分子材料的老化问题，具有耐火性，能够满足室内装修要求规范，且铝材本身密度小，通过结构力学计算能够降低铝材用量，实现轻质的目的，满足集成卫浴应用特点。

优选地，浇筑成型时间6-18h。

以下结合具体实施例和对比例进行进一步说明，以下具体实施例中所涉及的原料，若无特殊说明，均可来源于市售，所使用的仪器，若无特殊说明，均可来源于市售。

粉煤灰采用f·ⅱ级，通过xrf分析结果得出粉煤灰化学成分sio2：52％，al2o3：24.55％，fe2o3：10.55％，cao：4.35％，k2o：2％，mgo：3.5％，so3：0.5％，na2o：1％。

十二烷基二甲基氧化胺由飞翔化工(张家港)有限公司提供。

皂角苷型发泡剂由东平宜宜居保温建材有限公司提供。

实施例1

本实施例提供一种泡沫混凝土及其制备方法和复合材料，步骤如下：

1)制备葵花蛋白发泡剂和复合发泡剂

于85℃下，混合质量分数为10％的葵花粉末水溶液400ml和质量分数为1％的亚硫酸氢钠的水溶液100ml，搅拌水解3h，制备葵花蛋白母液发泡剂；

混合所述葵花蛋白母液发泡剂和β-环糊精，所述β-环糊精的重量占所述葵花蛋白母液发泡剂的重量的0.2％，得葵花蛋白发泡剂。

将葵花蛋白发泡剂与皂角苷型发泡剂按2：1质量比混合，得复合发泡剂。

2)制备硅烷基憎水剂

以重量份计，混合2份硅烷偶联剂kh550、10份十六烷基三甲基硅烷和0.5份司盘60，1500r/min下搅拌60s，逐滴加入70份水，并保持高速搅拌一直到所有的水滴加结束，形成稳定的白色乳液a，即硅烷基憎水剂。

3)制备丙烯基醚共聚物

以重量份计，将丙烯基聚氧乙烯醚30份和甲基丙烯基聚氧乙烯醚35份加入到100份水中，然后边搅拌边加热到60℃，再慢慢加入2-氨基-2-甲基-3-丁烯酸10份，保持搅拌并保持温度为55℃～60℃，2h后慢慢冷却至常温，得到适用于该体系的丙烯基醚共聚物。

4)制备泡沫混凝土

以重量份数计，准备以下原料：

普通硅酸盐水泥(p·o42.5)650份，粉煤灰(f·ⅱ)230份，十二烷基二甲基氧化胺5份，复合发泡剂50份，硅烷基憎水剂25份，丙烯基醚共聚物45份。

混合十二烷基二甲基氧化胺、复合发泡剂和丙烯基醚共聚物，以100r/min快速搅拌30s，得到分散液b，待用；

将普通硅酸盐水泥和粉煤灰依次加入到混凝土搅拌机后，以30r/min速度搅拌混合30s，再加入分散液b继续搅拌300s，最后加入白色乳液a(即硅烷基憎水剂)，继续搅拌200s，得泡沫混凝土。

5)制备复合材料

以上述泡沫混凝土作为壁板填充材料，以设计好的铝格栅和瓷砖为骨架，进行浇筑一体成型，成型时间6-18h，得到憎水型泡沫混凝土铝格栅复合材料。

实施例2

本实施例提供一种泡沫混凝土及其制备方法和复合材料，与实施例1的方法基本相同，区别仅在于制备泡沫混凝土的原料用量不同、葵花蛋白发泡剂的原料用量不同、硅烷基憎水剂的原料用量不同，步骤如下：

1)制备葵花蛋白发泡剂和复合发泡剂

于85℃下，混合质量分数为10％的葵花粉末水溶液450ml和质量分数为1％的亚硫酸氢钠的水溶液350ml，搅拌水解3h，制备葵花蛋白母液发泡剂；

混合所述葵花蛋白母液发泡剂和β-环糊精，所述β-环糊精的重量占所述葵花蛋白母液发泡剂的重量的0.2％，得葵花蛋白发泡剂。

将葵花蛋白发泡剂与皂角苷型发泡剂按2：1质量比混合，得复合发泡剂。

2)制备硅烷基憎水剂

以重量份计，混合2份硅烷偶联剂kh550、15份十六烷基三甲基硅烷和0.5份司盘60，1500r/min下搅拌60s，逐滴加入70份水，并保持高速搅拌一直到所有的水滴加结束，形成稳定的白色乳液a，即硅烷基憎水剂。

3)制备丙烯基醚共聚物

4)制备泡沫混凝土

以重量份数计，准备以下原料：

普通硅酸盐水泥(p·o42.5)680份，粉煤灰(f·ⅱ)260份，十二烷基二甲基氧化胺4份，复合发泡剂40份，硅烷基憎水剂25份，丙烯基醚共聚物35份。

混合十二烷基二甲基氧化胺、复合发泡剂和丙烯基醚共聚物，以100r/min快速搅拌30s，得到分散液b，待用；

5)制备复合材料

以上述泡沫混凝土作为壁板填充材料，以设计好的铝格栅和瓷砖为骨架，进行浇筑一体成型，成型时间6-18h，得到憎水型泡沫混凝土铝格栅复合材料。

实施例3

本实施例提供一种泡沫混凝土及其制备方法和复合材料，与实施例2的方法基本相同，区别仅在于制备泡沫混凝土的原料用量不同、葵花蛋白发泡剂原料用量不同，步骤如下：

1)制备葵花蛋白发泡剂和复合发泡剂

于85℃下，混合质量分数为10％的葵花粉末水溶液400ml和质量分数为1％的亚硫酸氢钠的水溶液300ml，搅拌水解3h，制备葵花蛋白母液发泡剂；

混合所述葵花蛋白母液发泡剂和β-环糊精，所述β-环糊精的重量占所述葵花蛋白母液发泡剂的重量的0.2％，得葵花蛋白发泡剂。

将葵花蛋白发泡剂与皂角苷型发泡剂按2：1质量比混合，得复合发泡剂。

2)制备硅烷基憎水剂

3)制备丙烯基醚共聚物

4)制备泡沫混凝土

以重量份数计，准备以下原料：

普通硅酸盐水泥(p·o42.5)720份，粉煤灰(f·ⅱ)270份，十二烷基二甲基氧化胺1份，复合发泡剂30份，硅烷基憎水剂35份，丙烯基醚共聚物45份。

混合十二烷基二甲基氧化胺、复合发泡剂和丙烯基醚共聚物，以100r/min快速搅拌30s，得到分散液b，待用；

5)制备复合材料

以上述泡沫混凝土作为壁板填充材料，以设计好的铝格栅和瓷砖为骨架，进行浇筑一体成型，成型时间6-18h，得到憎水型泡沫混凝土铝格栅复合材料。

实施例4

本实施例提供一种泡沫混凝土及其制备方法和复合材料，与实施例3的方法基本相同，区别仅在于制备泡沫混凝土的原料用量不同、硅烷基憎水剂的原料用量不同，步骤如下：

1)制备葵花蛋白发泡剂和复合发泡剂

于85℃下，混合质量分数为10％的葵花粉末水溶液400ml和质量分数为1％的亚硫酸氢钠的水溶液300ml，搅拌水解3h，制备葵花蛋白母液发泡剂；

混合所述葵花蛋白母液发泡剂和β-环糊精，所述β-环糊精的重量占所述葵花蛋白母液发泡剂的重量的0.2％，得葵花蛋白发泡剂。

将葵花蛋白发泡剂与皂角苷型发泡剂按2：1质量比混合，得复合发泡剂。

2)制备硅烷基憎水剂

以重量份计，混合3份硅烷偶联剂kh550、15份十六烷基三甲基硅烷和0.5份司盘60，1500r/min下搅拌60s，逐滴加入70份水，并保持高速搅拌一直到所有的水滴加结束，形成稳定的白色乳液a，即硅烷基憎水剂。

3)制备丙烯基醚共聚物

4)制备泡沫混凝土

以重量份数计，准备以下原料：

普通硅酸盐水泥(p·o42.5)710份，粉煤灰(f·ⅱ)260份，十二烷基二甲基氧化胺1份，复合发泡剂42份，硅烷基憎水剂35份，丙烯基醚共聚物40份。

混合十二烷基二甲基氧化胺、复合发泡剂和丙烯基醚共聚物，以100r/min快速搅拌30s，得到分散液b，待用；

5)制备复合材料

以上述泡沫混凝土作为壁板填充材料，以设计好的铝格栅和瓷砖为骨架，进行浇筑一体成型，成型时间6-18h，得到憎水型泡沫混凝土铝格栅复合材料。

实施例5

本实施例提供一种泡沫混凝土及其制备方法和复合材料，与实施例2的方法基本相同，区别仅在于制备葵花蛋白发泡剂的水解温度不同，步骤如下：

1)制备葵花蛋白发泡剂和复合发泡剂

于90℃下，混合质量分数为10％的葵花粉末水溶液450ml和质量分数为1％的亚硫酸氢钠的水溶液350ml，搅拌水解3h，制备葵花蛋白母液发泡剂；

混合所述葵花蛋白母液发泡剂和β-环糊精，所述β-环糊精的重量占所述葵花蛋白母液发泡剂的重量的0.2％，得葵花蛋白发泡剂。

将葵花蛋白发泡剂与皂角苷型发泡剂按2：1质量比混合，得复合发泡剂。

2)制备硅烷基憎水剂

3)制备丙烯基醚共聚物

4)制备泡沫混凝土

以重量份数计，准备以下原料：

普通硅酸盐水泥(p·o42.5)680份，粉煤灰(f·ⅱ)260份，十二烷基二甲基氧化胺4份，复合发泡剂40份，硅烷基憎水剂25份，丙烯基醚共聚物35份。

混合十二烷基二甲基氧化胺、复合发泡剂和丙烯基醚共聚物，以100r/min快速搅拌30s，得到分散液b，待用；

5)制备复合材料

以上述泡沫混凝土作为壁板填充材料，以设计好的铝格栅和瓷砖为骨架，进行浇筑一体成型，成型时间6-18h，得到憎水型泡沫混凝土铝格栅复合材料。

实施例6

本实施例提供一种泡沫混凝土及其制备方法和复合材料，与实施例2的方法基本相同，区别仅在于制备葵花蛋白发泡剂的水解温度不同，步骤如下：

1)制备葵花蛋白发泡剂和复合发泡剂

于105℃下，混合质量分数为10％的葵花粉末水溶液450ml和质量分数为1％的亚硫酸氢钠的水溶液350ml，搅拌水解3h，制备葵花蛋白母液发泡剂；

混合所述葵花蛋白母液发泡剂和β-环糊精，所述β-环糊精的重量占所述葵花蛋白母液发泡剂的重量的0.2％，得葵花蛋白发泡剂。

将葵花蛋白发泡剂与皂角苷型发泡剂按2：1质量比混合，得复合发泡剂。

2)制备硅烷基憎水剂

3)制备丙烯基醚共聚物

4)制备泡沫混凝土

以重量份数计，准备以下原料：

普通硅酸盐水泥(p·o42.5)680份，粉煤灰(f·ⅱ)260份，十二烷基二甲基氧化胺4份，复合发泡剂40份，硅烷基憎水剂25份，丙烯基醚共聚物35份。

混合十二烷基二甲基氧化胺、复合发泡剂和丙烯基醚共聚物，以100r/min快速搅拌30s，得到分散液b，待用；

5)制备复合材料

以上述泡沫混凝土作为壁板填充材料，以设计好的铝格栅和瓷砖为骨架，进行浇筑一体成型，成型时间6-18h，得到憎水型泡沫混凝土铝格栅复合材料。

实施例7

本实施例提供一种泡沫混凝土及其制备方法和复合材料，与实施例2的方法基本相同，区别仅在于制备葵花蛋白发泡剂时，亚硫酸氢钠的质量分数的不同，步骤如下：

1)制备葵花蛋白发泡剂和复合发泡剂

于85℃下，混合质量分数为10％的葵花粉末水溶液450ml和质量分数为5％的亚硫酸氢钠的水溶液350ml，搅拌水解3h，制备葵花蛋白母液发泡剂；

混合所述葵花蛋白母液发泡剂和β-环糊精，所述β-环糊精的重量占所述葵花蛋白母液发泡剂的重量的0.2％，得葵花蛋白发泡剂。

将葵花蛋白发泡剂与皂角苷型发泡剂按2：1质量比混合，得复合发泡剂。

2)制备硅烷基憎水剂

3)制备丙烯基醚共聚物

4)制备泡沫混凝土

以重量份数计，准备以下原料：

普通硅酸盐水泥(p·o42.5)680份，粉煤灰(f·ⅱ)260份，十二烷基二甲基氧化胺4份，复合发泡剂40份，硅烷基憎水剂25份，丙烯基醚共聚物35份。

混合十二烷基二甲基氧化胺、复合发泡剂和丙烯基醚共聚物，以100r/min快速搅拌30s，得到分散液b，待用；

5)制备复合材料

以上述泡沫混凝土作为壁板填充材料，以设计好的铝格栅和瓷砖为骨架，进行浇筑一体成型，成型时间6-18h，得到憎水型泡沫混凝土铝格栅复合材料。

实施例8

本实施例提供一种泡沫混凝土及其制备方法和复合材料，与实施例2的方法基本相同，区别仅在于制备葵花蛋白发泡剂时，未加入β-环糊精，步骤如下：

1)制备葵花蛋白发泡剂和复合发泡剂

于85℃下，混合质量分数为10％的葵花粉末水溶液450ml和质量分数为1％的亚硫酸氢钠的水溶液350ml，搅拌水解3h，制备葵花蛋白发泡剂；

2)制备硅烷基憎水剂

3)制备丙烯基醚共聚物

4)制备泡沫混凝土

以重量份数计，准备以下原料：

普通硅酸盐水泥(p·o42.5)680份，粉煤灰(f·ⅱ)260份，十二烷基二甲基氧化胺4份，复合发泡剂40份，硅烷基憎水剂25份，丙烯基醚共聚物35份。

混合十二烷基二甲基氧化胺、复合发泡剂和丙烯基醚共聚物，以100r/min快速搅拌30s，得到分散液b，待用；

5)制备复合材料

以上述泡沫混凝土作为壁板填充材料，以设计好的铝格栅和瓷砖为骨架，进行浇筑一体成型，成型时间6-18h，得到憎水型泡沫混凝土铝格栅复合材料。

实施例9

本实施例提供一种泡沫混凝土及其制备方法和复合材料，与实施例2的方法基本相同，区别仅在于制备硅烷憎水剂时，未添加司盘60作为表面活性剂，步骤如下：

1)制备葵花蛋白发泡剂和复合发泡剂

于85℃下，混合质量分数为10％的葵花粉末水溶液450ml和质量分数为1％的亚硫酸氢钠的水溶液350ml，搅拌水解3h，制备葵花蛋白母液发泡剂；

混合所述葵花蛋白母液发泡剂和β-环糊精，所述β-环糊精的重量占所述葵花蛋白母液发泡剂的重量的0.2％，得葵花蛋白发泡剂。

将葵花蛋白发泡剂与皂角苷型发泡剂按2：1质量比混合，得复合发泡剂。

2)制备硅烷基憎水剂

以重量份计，混合2份硅烷偶联剂kh550、15份十六烷基三甲基硅烷，1500r/min下搅拌60s，逐滴加入70份水，并保持高速搅拌一直到所有的水滴加结束，形成混合溶液a，即硅烷基憎水剂。

3)制备丙烯基醚共聚物

4)制备泡沫混凝土

以重量份数计，准备以下原料：

普通硅酸盐水泥(p·o42.5)680份，粉煤灰(f·ⅱ)260份，十二烷基二甲基氧化胺4份，复合发泡剂40份，硅烷基憎水剂25份，丙烯基醚共聚物35份。

混合十二烷基二甲基氧化胺、复合发泡剂和丙烯基醚共聚物，以100r/min快速搅拌30s，得到分散液b，待用；

将普通硅酸盐水泥和粉煤灰依次加入到混凝土搅拌机后，以30r/min速度搅拌混合30s，再加入分散液b继续搅拌300s，最后加入混合溶液a(即硅烷基憎水剂)，继续搅拌200s，得泡沫混凝土。

5)制备复合材料

以上述泡沫混凝土作为壁板填充材料，以设计好的铝格栅和瓷砖为骨架，进行浇筑一体成型，成型时间6-18h，得到憎水型泡沫混凝土铝格栅复合材料。

实施例10

本实施例提供一种泡沫混凝土及其制备方法和复合材料，与实施例2的方法基本相同，区别仅在于制备硅烷憎水剂时，未采用高速分散，而是普通低速分散，步骤如下：

1)制备葵花蛋白发泡剂和复合发泡剂

于85℃下，混合质量分数为10％的葵花粉末水溶液450ml和质量分数为1％的亚硫酸氢钠的水溶液350ml，搅拌水解3h，制备葵花蛋白母液发泡剂；

混合所述葵花蛋白母液发泡剂和β-环糊精，所述β-环糊精的重量占所述葵花蛋白母液发泡剂的重量的0.2％，得葵花蛋白发泡剂。

将葵花蛋白发泡剂与皂角苷型发泡剂按2：1质量比混合，得复合发泡剂。

2)制备硅烷基憎水剂

以重量份计，混合2份硅烷偶联剂kh550、15份十六烷基三甲基硅烷，0.5份司盘60，30r/min下搅拌60s，逐滴加入70份水，并保持搅拌一直到所有的水滴加结束，形成混合溶液a，即硅烷基憎水剂。

3)制备丙烯基醚共聚物

4)制备泡沫混凝土

以重量份数计，准备以下原料：

普通硅酸盐水泥(p·o42.5)680份，粉煤灰(f·ⅱ)260份，十二烷基二甲基氧化胺4份，复合发泡剂40份，硅烷基憎水剂25份，丙烯基醚共聚物35份。

混合十二烷基二甲基氧化胺、复合发泡剂和丙烯基醚共聚物，以100r/min快速搅拌30s，得到分散液b，待用；

5)制备复合材料

以上述泡沫混凝土作为壁板填充材料，以设计好的铝格栅和瓷砖为骨架，进行浇筑一体成型，成型时间6-18h，得到憎水型泡沫混凝土铝格栅复合材料。

实施例11

本实施例提供一种泡沫混凝土及其制备方法和复合材料，与实施例2的方法基本相同，区别仅在于制备硅烷憎水剂时，一次性加入水，步骤如下：

1)制备葵花蛋白发泡剂和复合发泡剂

于85℃下，混合质量分数为10％的葵花粉末水溶液450ml和质量分数为1％的亚硫酸氢钠的水溶液350ml，搅拌水解3h，制备葵花蛋白母液发泡剂；

混合所述葵花蛋白母液发泡剂和β-环糊精，所述β-环糊精的重量占所述葵花蛋白母液发泡剂的重量的0.2％，得葵花蛋白发泡剂。

将葵花蛋白发泡剂与皂角苷型发泡剂按2：1质量比混合，得复合发泡剂。

2)制备硅烷基憎水剂

以重量份计，混合2份硅烷偶联剂kh550、15份十六烷基三甲基硅烷和0.5份司盘60，1500r/min下搅拌60s，一次性加入70份水，并保持高速搅拌，形成混合溶液a，即硅烷基憎水剂。

3)制备丙烯基醚共聚物

4)制备泡沫混凝土

以重量份数计，准备以下原料：

普通硅酸盐水泥(p·o42.5)680份，粉煤灰(f·ⅱ)260份，十二烷基二甲基氧化胺4份，复合发泡剂40份，硅烷基憎水剂25份，丙烯基醚共聚物35份。

混合十二烷基二甲基氧化胺、复合发泡剂和丙烯基醚共聚物，以100r/min快速搅拌30s，得到分散液b，待用；

5)制备复合材料

以上述泡沫混凝土作为壁板填充材料，以设计好的铝格栅和瓷砖为骨架，进行浇筑一体成型，成型时间6-18h，得到憎水型泡沫混凝土铝格栅复合材料。

对比例1

本对比例提供一种泡沫混凝土及其制备方法和复合材料，与实施例2的方法基本相同，区别仅在于未加入皂角苷型发泡剂，步骤如下

1)制备葵花蛋白发泡剂和复合发泡剂

于85℃下，混合质量分数为10％的葵花粉末水溶液450ml和质量分数为1％的亚硫酸氢钠的水溶液350ml，搅拌水解3h，制备葵花蛋白母液发泡剂；

混合所述葵花蛋白母液发泡剂和β-环糊精，所述β-环糊精的重量占所述葵花蛋白母液发泡剂的重量的0.2％，得葵花蛋白发泡剂。

2)制备硅烷基憎水剂

3)制备丙烯基醚共聚物

4)制备泡沫混凝土

以重量份数计，准备以下原料：

普通硅酸盐水泥(p·o42.5)650份，粉煤灰(f·ⅱ)230份，十二烷基二甲基氧化胺5份，葵花蛋白发泡剂50份，硅烷基憎水剂25份，丙烯基醚共聚物45份。

混合十二烷基二甲基氧化胺、复合发泡剂和丙烯基醚共聚物，以100r/min快速搅拌30s，得到分散液b，待用；

5)制备复合材料

以上述泡沫混凝土作为壁板填充材料，以设计好的铝格栅和瓷砖为骨架，进行浇筑一体成型，成型时间6-18h，得到憎水型泡沫混凝土铝格栅复合材料。

对比例2

本对比例提供一种泡沫混凝土及其制备方法和复合材料，与实施例2的方法基本相同，区别仅在于将丙烯基醚共聚物替换为高效分散剂ht-5020(南通市晗泰化工有限公司或青岛恩泽化工有限公司)，步骤如下

1)制备葵花蛋白发泡剂和复合发泡剂

于85℃下，混合质量分数为10％的葵花粉末水溶液450ml和质量分数为1％的亚硫酸氢钠的水溶液350ml，搅拌水解3h，制备葵花蛋白母液发泡剂；

混合所述葵花蛋白母液发泡剂和β-环糊精，所述β-环糊精的重量占所述葵花蛋白母液发泡剂的重量的0.2％，得葵花蛋白发泡剂。

将葵花蛋白发泡剂与皂角苷型发泡剂按2：1质量比混合，得复合发泡剂。

2)制备硅烷基憎水剂

3)制备泡沫混凝土

以重量份数计，准备以下原料：

普通硅酸盐水泥(p·o42.5)650份，粉煤灰(f·ⅱ)230份，十二烷基二甲基氧化胺5份，复合发泡剂50份，硅烷基憎水剂25份，高效分散剂ht-502045份。

混合十二烷基二甲基氧化胺、复合发泡剂和高效分散剂ht-5020，以100r/min快速搅拌30s，得到分散液b，待用；

4)制备复合材料

以上述泡沫混凝土作为壁板填充材料，以设计好的铝格栅和瓷砖为骨架，进行浇筑一体成型，成型时间6-18h，得到憎水型泡沫混凝土铝格栅复合材料。

对实施例1-11、对比例1-2制备的复合发泡剂和复合材料进行性能测试，其中，复合发泡剂的发泡性能如表1所示，复合材料的性能如表2所示。

表1

(1)发泡高度。取17ml发泡液(母液)加入33ml水后倒入500ml烧杯中使用电动搅拌器控制转速为2000r/min情况下搅拌5分钟，在烧杯口覆盖保鲜膜，静置后用带有刻度的直尺测量此次泡沫的高度，记录为发泡高度h。

(2)稳泡时间。以第一次测量的时间(搅拌结束覆盖保鲜膜动作完成后开始计时)为起点，之后每隔30分钟测量一次烧杯中泡沫高度，直到当泡沫高度在1.5cm以下视为完全消泡。将整个过程所记录的时间段作为稳泡时间t。

表2

其中干密度、抗压强度和吸水率的测定根据《泡沫混凝土》(jg/t266-2011)进行，导热系数的试验方法符合《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》(gb/t10294-2008)。

由表1和表2可知，本发明所述的复合发泡剂与丙烯基醚共聚物复配使用后，发泡稳定、发泡量大。配合加入硅烷基憎水剂，所制备的复合材料抗压强度大，还具有轻质、憎水的特定。尤其是实施例1-5制备的复合发泡剂性能优势明显，实施例1-5制备的复合材料的干密度稳定在300kg/m³-500kg/m³范围内，并同时达到3mpa-5mpa的抗压强度。

实施例6-8的结果显示，葵花蛋白发泡剂的制备方法对复合发泡剂的发泡性能有影响，进而影响复合材料的各方面性能。实施例9-11的结果显示，硅烷基憎水剂的乳化过程(乳化时搅拌的速度，加水的速度)对复合材料的防水防渗性能有影响，仅将硅烷偶联剂kh550和十六烷基三甲基硅烷混合乳化，两者并不能形成稳定的乳液，对复合材料的防水防渗作用有限。

对比例1，采用其他单一发泡剂，所制备的复合材料抗压强度不高、发泡性能不好。对比例2的结果显示，采用其他单一分散剂，所制备的复合材料抗压强度不高。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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