Способ получения белкового пенообразовательного для пенобетона

(51) 04 38/10 (2006.01) 08 89/04 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для получения пенобетонов, а также в производстве устойчивых пен для пожаротушения. Достигаемый технический результат упрощение процесса, повышение устойчивости и кратности пены. Способ включает гидролиз щелочью гидроокисью натрия в течение 5-6 часов при температуре 120-130 С белоксодержащего сырья бросовой овечьей шерсти, нейтрализацию до 8,5-9, стабилизацию до 6-6,5, при следующем соотношении компонентов, масс. овечья шерсть 100, щелочь 20-45, кислота серная - 16-30,сернокислое железо 15-25, вода - остальное.(72) Мусабеков Куанышбек Битуович Оспанова Жанар Бесембаевна Айдарова Сауле Байляровна Токтарбай Жексенбек беу Нргелд Мусабеков Нурлан Куанышбекович(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Центр физикохимических методов исследования и анализа Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Казахский национальный университет им. аль-Фараби Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВОГО ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ ПЕНОБЕТОНА Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для получения пенобетонов, а также в производстве устойчивых пен для пожаротушения. Известен состав пенообразователя для производства пенобетонов(Предварительный патент 5921 РК, МПК 6 С 04 В 38/10, опубл. 16.03.98, бюл. 2), содержащий продукты гидролиза нерастворимых белков, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, нитрит кальция и воду,при следующем соотношении компонентов, масс. продукты гидролиза нерастворимых белков 2,0-3,0 натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы 0,02-0,04 нитрит кальция или магния,или триполифосфат натрия 0,04-0,06 вода остальное,который получают автоклавированием суспензии из дробленых рогов или копыт в течение 4 часов при давлении 0,3 МПа, с последующим фильтрованием на вакуумном фильтре. Недостатком данного изобретения является то,что гидролиз нерастворимых белков осуществляют в 25-ном растворе 4, который является опасным реагентом для здоровья человека. Кроме того, автоклавное оборудование сложно в аппаратурном оформлении и требует больших энергозатрат. Наиболее близким к предлагаемому способу получения белкового пенообразователя является способ,включающий гидролиз любых белоксодержащих материалов (крови, рогов, копыт,перьев, соевых бобов и т.п.) до 11-13,нейтрализацию гидролизата до 8-8,5 с одновременным его упариванием, предпочтительно до 45-55 объема раствора и стабилизацию до 6,5-7,5. Гидролиз проводят при температуре 80-90 С. Полученный продукт имеет стойкость пены в пределах 8 час., кратность пены 100(Предварительный патент 4653 РК, МПК 6 С 04 В 38/10, опубл. 16.06.1997, бюл. 2). Недостатком способа является получение пенообразователя с низкой пенообразующей способностью. Получение устойчивой и высокократной пены возможно только из высококонцентрированного раствора пенообразователя после упаривания. Задача изобретения - разработка способа получения качественного белкового пенообразователя,обладающего высокой устойчивостью и кратностью пены, и также высокой стойкостью пены в цементном тесте. Технический результат - упрощение процесса,повышение устойчивости и кратности пены. Технический результат достигается предлагаемым способом получения белкового пенообразователя для пенобетона, включающим щелочной гидролиз белоксодержащих материалов до 11-13 при повышенной температуре,нейтрализацию, стабилизацию, но в отличие от известного в качестве белоксодержащего материала используют овечью шерсть, гидролиз проводят при 2 температуре 120-130 С в течение 5-6 часов,нейтрализацию осуществляют до 8,5-9, а стабилизацию - до 6-6,5 при следующем соотношении компонентов в масс овечья шерсть - 100 щелочь - 20-45 кислота серная - 16-30 железо закисное сернокислое - 15-25 вода - остальное. Состав компонентов белкового пенообразователя подобран экспериментально. В качестве исходного сырья используют овечью шерсть,которая в отличие от другого кератинсодержащего сырья является возобновляемым и доступным природным сырьем и экологически безопасным продуктом. Кроме того,можно использовать в качестве исходного сырья бросовую грубую немытую шерсть. Применение шерсти в качестве сырья для получения пенообразователей определяет новизну настоящего технического решения. Гидролиз проводят при температуре 120-130 С,т.к. при этой температуре происходит почти полное растворение сырья и достигается требуемое качество гидролизата. При более низкой температуре в смеси много непрореагировавших остатков, а проведение гидролиза при более высокой температуре ведет к дополнительному расходу энергии и на качество полученного продукта существенного влияния не оказывает. Оптимальным временем гидролиза является продолжительность 5-6 часов. При сокращении времени проведения гидролиза в продукте присутствуют остатки нерастворившейся шерсти,что указывает на то, что продолжительность гидролиза была недостаточной и реакция прошла не до конца. При увеличении времени гидролиза полученный продукт становится вязким и в нем появляются сгустки, что является нежелательным. Проведение гидролиза дониже 11 не позволяет провести реакцию до конца, а повешениесвыше 13 ведет к нецелесообразному перерасходу щелочи. Нейтрализация до значения рН 8,5-9 раствором серной кислоты дает необходимую кратность пены, а стабилизация до значений 6-6,5 дает необходимую устойчивость пены. Кроме того использование растворов с нейтральнымпозволяет получить экологически безопасный пенообразователь и возможность его хранения в любой таре. Способ осуществляют следующим образом. Кератинсодержащее сырье - предварительно очищенную от мусора и других примесей овечью шерсть разваривают в водном растворе едкого натра при температуре 120-130 С в течение 5-6 часов(кератинсодержащее сырье не требует измельчения,в процессе гидролиза наблюдается гомогенизация раствора уже через 2 часа). После окончания гидролиза раствор охлаждают до комнатной температуры. Полученный гидролизат нейтрализуют технической серной кислотой до 8,5-9 и стабилизируют железом закисным сернокислым (472) до 6-6,5 и в таком виде используют. Для определения пенообразующей способности и устойчивости пены через раствор пенообазователя пропускают воздух в течение 1 минуты и фиксируют объем полученной пены. Пенообразующую способность растворов оценивают по кратности пены (К), вычисленной как отношение пены (п, см 3) к объему раствора(, см 3), пошедшего на ее образование Для определения коэффициента стойкости пены в цементном тесте равные объемы цементного теста(водоцементное соотношение В/Ц 0,45) и пены смешивают в течение 1 минуты, после чего измеряют объем полученной пенобетонной массы. Коэффициент стойкости пены (С) в цементном тесте рассчитывают по формуле пб/(цп), где пб - объем пенобетонной массы, см 3 ц объем цементного теста, см 3 п - объем пены, см 3. Испытания описаны в примерах 1-3. Пример 1. К шерсти добавляют раствор едкого натрия и при температуре 120 С осуществляют гидролиз до 13 в течение 5 часов. Затем гидролизат охлаждают и осуществляют нейтрализацию серной кислотой до 8,5. Затем раствор смешивают с сернокислым железом и стабилизируют до 6,5. Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но гидролиз осуществляют при температуре 130 С до 12, нейтрализацию до 8. Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но гидролиз осуществляют при температуре 130 С до 11 в течение 6 часов,нейтрализацию до 8-8,5, а стабилизацию до 6. Результаты испытаний полученных пенообразователей приведены в таблице. Кратность пены Устойчивость пены,час. Коэффициент стойкости пены в цементном тесте, С Из таблицы видно, что предложенный способ обеспечивает получение белкового пенообразователя,позволяющего получать устойчивые и высокократные пены, пригодные по своим свойствам для производства пенобетонов и для пожаротушения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения белкового пенообразователя для пенобетона, включающий щелочной гидролиз белоксодержащих материалов до рН 11-13 при повышенной температуре,нейтрализацию, стабилизацию, отличающийся тем, что в качестве белоксодержащих материалов используют овечью шерсть, гидролиз проводят при температуре 120130 С в течение 5-6 часов, нейтрализацию осуществляют до рН 8,5-9, а стабилизацию - до рН 6-6,5 при следующем соотношении компонентов в масс. овечья шерсть - 100 щелочь - 20-45 кислота серная - 16-30 железо закисное сернокислое - 15-25 вода - остальное.