CN106675735A - 一种混凝土专用脱模剂及其制备方法 - Google Patents

一种混凝土专用脱模剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种混凝土专用脱模剂及其制备方法。本发明所述脱模剂由下述原料按照重量配比而成：油酸酯：20‑40%，硅烷：2‑10%，液体石蜡：1‑12%，乳化剂：5‑16%，引发剂：0.01%‑0.5%，PH调节剂：0.04‑0.1%，消泡剂：0.05‑0.1%，余量为水。将以上油性组分（油酸酯、硅烷、液体石蜡）和乳化剂在3000rpm情况下形成预乳液乳液，利用硅烷部分水解缩聚形成交联键以及在60‑80℃加热条件下利用C=C双键加成反应束缚住活性油酸等疏水性分子，形成稳定存放24个月以上的环保型脱模剂乳液，本发明能够有效地改善混凝土外观，使其表面光滑无气泡、无表皮起灰等。

Description

一种混凝土专用脱模剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种脱模剂，尤其涉及一种混凝土专用脱模剂及其制备方法。
背景技术
随着建筑业的飞速发展,现场浇铸和混凝土预制件的应用所占比重愈来愈大,在混凝土浇铸成形过程中,若制品与模板相粘,不仅易使制品损坏,而且还会给拆模和清模带来困难。采用混凝土脱模剂,可以减少或防止混凝土与模板表面粘着,脱模、清模容易,提高劳动生产率,保证预制件的质量。
早期的混凝土脱模剂主要分为两类物质,一类为薄膜固体物质,如纸张和塑料布等,由于严重影响构件质量,现已基本淘汰。另一类为油类物质(主要为废机油、柴油等),虽脱模效果好且保证构件精度,但难免沾污钢筋,影响构件质量，在后续施工时,沙浆与构件难以紧密结合,极易脱落造成质量事故。近十几年来,由于对建筑构件的质量要求越来越高,促进了新型脱模剂的研制开发,脱模剂的发展进入了新阶段,陆续出现一些新品种,如悬浮液型、乳油液型等,部分产品投入工业化生产,并在混凝土预制厂得以应用。因为都是多相体系，体系存在脱模性能和乳液稳定性难以兼得的问题。另外现有的脱模剂乳液主要的脱膜成分单一，如CN201410026861.7所述一种环保型混凝土构件脱模剂及其制备方法，如CN201310026353所述一种混凝土专用脱模剂及其制备方法，其混凝土脱模剂主要脱模成分是由油脂类构成，主要是靠单独的油脂在混凝土表面与混凝土中的碱(游离石灰)发生化学反应生成非水溶性皂这种皂化作用降低拆模时混凝土和脱模剂之间的粘结力，脱模性能有限。
发明内容
为了解决现有混凝土脱模剂脱模性能和稳定性相矛盾的问题，本发明提供了一种混凝土专用脱模剂及其制备方法。
混凝土脱模剂，是由多组分疏水物质乳化而成，乳化后疏水悬浮微纳米油滴本身在分散相中不断在做布朗运动，因此微纳米油滴的碰撞不可避免，只有乳化剂对多组分疏水物质进行包裹形成双电层，很难克服疏水物质彼此之间的凝聚力。本发明所述混凝土专用脱模剂，利用带C＝C双键的有机硅单体和同样带C＝C双键的乳化剂发生加成反应，同时利用有机硅水解和交联，在疏水悬浮微纳米油滴表面形成化学交联键，从而阻挡疏水悬浮微纳米油滴之间相互融并，同时减少在水中游离而失去乳化效果的乳化剂，得到微纳米乳液型脱模剂，该脱模剂不仅脱模效果好，使用方便，且对混凝土的表面性能及耐久性能有益。
本发明提供了一种混凝土专用脱模剂，由下述组分按以下质量比组成：
其中油酸酯、硅烷和液体石蜡是脱模剂的主要有效成分；
所述油酸酯为三油酸甘油酯、油酸丁酯、油酸戊酯、油酸异辛酯中的一种以上任意比例的混合物。
所述硅烷为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种以上任意比例的混合物。
所述液体石蜡为工业型号为5#、15#、26#、50#液体石蜡中的一种或者以上任意比例的混合物。
所述乳化剂由反应型乳化剂和常规乳化剂以任意比例组成；所述反应型乳化剂为SE-10N、SR-10、COPS-2、SVS的一种以上任意比例的混合物；所述常规乳化剂为平平加15、平平加20、平平加25、吐温60、吐温80、吐温70、吐温85、蓖麻油聚氧乙烯醚EL-40、蓖麻油聚氧乙烯醚EL-60、脂肪醇与环氧乙烷缩合物MOA-3、脂肪醇与环氧乙烷缩合物MOA-7中的一种以上任意比例的混合物。
所述引发剂为NaPS、KPS中的一种以上任意比例的混合物。
所述PH调节剂为NaOH。
所述消泡剂为矿物油消泡剂。
本发明所述的混凝土专用脱模剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将第一批次水、PH调节剂、第一批次乳化剂加入到反应釜1中，在室温下搅拌30min，转速为3000rpm；
(2)将油酸酯、硅烷、液体石蜡和第二批次水、第二批次乳化剂加入到反应釜2中，在3000rpm条件下常温搅拌30min得到预乳液；
(3)将在反应釜2中制得的预乳液滴加到步骤(1)所述反应釜1内，滴加时间为30-60min，继续反应2h；
(4)将步骤(3)所述反应后的反应釜1中溶液继续升温至60-80℃，升温后继续反应2-6h，之后继续加入消泡剂，加入消泡剂后停止加热，待自然冷却后即得所述混凝土专用脱模剂；
步骤中所述水与乳化剂分两批次加入到反应釜中，第一批次水与第二批次水的质量比为2:1，第一批次乳化剂与第二批次乳化剂的质量比为1:2。
相对于现有的混凝土专用脱模剂材料，本发明的优点和有益效果在于：分子设计和组分的合理分配,引入适当具有C＝C双键硅烷和反应型乳化剂分子自由基聚合反应以及硅烷水解缩聚，使得脱模剂微纳米油滴表面具有微量的束缚化学键，使得脱模剂微纳米油滴不容易融并从而得到可以稳定存放的脱模剂乳液；同时，油酸酯、硅烷以及液体石蜡的协同作用，使得脱模剂乳液具有优异的脱模性能，改善了清水混凝土水泥制品的外观效果。
附图说明
图1为本发明所述实施例6制得的脱模剂使用后混凝土脱模效果。
图2为本发明所述对比例1制得的脱模剂使用后混凝土脱模效果。
图3为本发明所述实施例6制得的脱模剂的乳液50℃存放10天后状态图。
图4为本发明所述对比例2制得的脱模剂的乳液50℃存放10天后状态图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明的内容作进一步的说明，但本发明的内容并不局限于实施例表述的范围。
实施例中所用物质如表1所示：
实施例1
取水480g、氢氧化钠0.4g、SE-10N和吐温60混合物16.7g加入到反应釜1中，在室温在室温下搅拌30min，转速为3000rpm。
将三油酸甘油酯200g、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷20g、5#号液体石蜡10g、引发剂NaPS 0.1g、SE-10N和吐温60混合物33.4g和水240g加入到反应釜2中在3000rpm条件下常温搅拌30min得到预乳液。
将制备好的预乳液滴加到反应釜1内，滴加时间为30min，反应2h。乳液继续升温至60℃，反应2h后，继续加入矿物油消泡剂0.5g，停止加热，待自然冷却后即得所述混凝土专用脱模剂。
稀释到固含量10％左右使用。经JC/T945-2005标准测试后脱模效果佳，脱模后混凝土粘附量1.8g/m2。在-5℃-50℃稳定储存24个月后乳液稳定无分层且性能无变化。
实施例2
取水385g、氢氧化钠0.6g、SR-10和脂肪醇与环氧乙烷缩合物MOA-3混合物23g加入到反应釜1中，在室温在室温下搅拌30min，转速为3000rpm。将油酸丁酯250g、甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷50g、15#号液体石蜡50g、引发剂NaPS0.2g、SR-10和脂肪醇与环氧乙烷缩合物MOA-3混合物46g和水192.5g加入到反应釜2中在3000rpm条件下常温搅拌30min得到预乳液。
将制备好的预乳液滴加到反应釜1内，滴加时间为45min，反应2h。乳液继续升温至60℃，反应3h后，继续加入矿物油消泡剂0.6g，停止加热，待自然冷却后即得所述混凝土专用脱模剂。
稀释到固含量10％左右使用。经JC/T945-2005标准测试后脱模效果佳，脱模后混凝土粘附量1.7g/m2。在-5℃-50℃稳定储存24个月后乳液稳定无分层且性能无变化。
实施例3
取水299g、氢氧化钠0.8g、COPS-2和蓖麻油聚氧乙烯醚EL-60混合物33.3g加入到反应釜1中，在室温在室温下搅拌30min，转速为3000rpm。
将油酸戊酯300g、甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷80g、26#号液体石蜡70g、引发剂NaPS 0.3g、COPS-2和蓖麻油聚氧乙烯醚EL-60混合物66.6g和水149.5g加入到反应釜2中在3000rpm条件下常温搅拌30min得到预乳液。
将制备好的预乳液滴加到反应釜1内，滴加时间为1h，反应2h。乳液继续升温至70℃，反应4h后，继续加入矿物油消泡剂0.8g，停止加热，待自然冷却后即得所述混凝土专用脱模剂。
稀释到固含量10％左右使用。经JC/T945-2005标准测试后脱模效果佳，脱模后混凝土粘附量1.4g/m2。在-5℃-50℃稳定储存24个月后乳液稳定无分层且性能无变化。
实施例4
取水145g、氢氧化钠1.0g和SR-10和平平加25混合物53g加入到反应釜1中，在室温在室温下搅拌30min，转速为3000rpm。
将油酸辛酯400g、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷100g、50#号液体石蜡120g、引发剂NaPS0.5g、SR-10和平平加25混合物106g和水72.5g加入到反应釜2中在3000rpm条件下常温搅拌30min得到预乳液。
将制备好的预乳液滴加到反应釜1内，滴加时间为1h，反应2h。乳液继续升温至70℃，反应5h后，继续加入矿物油消泡剂1.0g，停止加热，待自然冷却后即得所述混凝土专用脱模剂。
稀释到固含量10％左右使用。经JC/T945-2005标准测试后脱模效果佳，脱模后混凝土粘附量1.5g/m2。在-5℃-50℃稳定储存24个月后乳液稳定无分层且性能无变化。
实施例5
取水352g、氢氧化钠1.0g和SVS和吐温80混合物33.3g加入到反应釜1中，在室温在室温下搅拌30min，转速为3000rpm。
将油酸丁酯200g、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷100g、26#号液体石蜡70g、引发剂NaPS0.5g、SVS和吐温80混合物66.6g和水176g加入到反应釜2中在3000rpm条件下常温搅拌30min得到预乳液。
将制备好的预乳液滴加到反应釜1内，滴加时间为1h，反应2h。乳液继续升温至80℃，反应5h后，继续加入矿物油消泡剂0.8g，停止加热，待自然冷却后即得所述混凝土专用脱模剂。
稀释到固含量10％左右使用。经JC/T945-2005标准测试后脱模效果佳，脱模后混凝土粘附量1.2g/m2。在-5℃-50℃稳定储存24个月后乳液稳定无分层且性能无变化。
实施例6
取水305g、氢氧化钠0.6g、SVS和平平加20混合物23.3g加入到反应釜1中，在室温在室温下搅拌30min，转速为3000rpm。
将三油酸甘油酯300g、甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷50g、15#号液体石蜡120g、引发剂KPS0.2g、SVS和平平加20混合物46.6g和水152.5g加入到反应釜2中在3000rpm条件下常温搅拌30min得到预乳液。
将制备好的预乳液滴加到反应釜1内，滴加时间为45min，反应2h。乳液继续升温至80℃，反应6h后，继续加入矿物油消泡剂1.0g，停止加热，待自然冷却后即得所述混凝土专用脱模剂。
稀释到固含量10％左右使用。经JC/T945-2005标准测试后脱模效果佳，脱模后混凝土粘附量1.7g/m2。在-5℃-50℃稳定储存24个月后乳液稳定无分层且性能无变化。实施例6所述脱模剂使用后的混凝土脱膜效果见图1。
对比例1
取水305g、氢氧化钠0.6g、SVS和平平加20混合物23.3g加入到反应釜1中，在室温在室温下搅拌30min，转速为3000rpm。
将三油酸甘油酯470g、引发剂KPS0.2g、SVS和平平加20混合物46.6g和水152.5g加入到反应釜2中在3000rpm条件下常温搅拌30min得到预乳液。
将制备好的预乳液滴加到反应釜1内，滴加时间为45min，反应2h。乳液继续升温至80℃，反应6h后，继续加入矿物油消泡剂1.0g，停止加热，待自然冷却后即得所述混凝土专用脱模剂。经JC/T945-2005标准测试所述脱模剂的脱模效果，所述脱模剂使用后混凝土脱膜效果见图2。
对比例2
取水305g、SVS和平平加20混合物23.3g加入到反应釜1中，在室温在室温下搅拌30min，转速为3000rpm。
将三油酸甘油酯300g、甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷50g、15#号液体石蜡120g、SVS和平平加20混合物46.6g和水152.5g加入到反应釜2中在3000rpm条件下常温搅拌30min得到预乳液。
将制备好的预乳液滴加到反应釜1内，滴加时间为45min，反应6h后，即得所述混凝土专用脱模剂。
图2中可以明显观察到去除石蜡和硅烷油性组分后脱模剂脱膜时有部分粘模具导致混凝土表面脱落的现象，比没去除石蜡和硅烷油性组分的脱模剂脱膜效果差很多(见图1)。
图3为实施例6制得的脱模剂的乳液50℃存放10天的乳液状态图，乳液无分层，均一，流动性好。图4为对比例2制得的脱模剂50℃存放10天，可以明显观察到分层现象，这是因为引入适当具有C＝C双键硅烷和反应型乳化剂分子自由基聚合反应以及硅烷水解缩聚，使得脱模剂微纳米油滴表面具有微量的束缚化学键，使得脱模剂微纳米油滴不容易融并从而得到可以稳定存放的脱模剂乳液。

Claims (9)

1.一种混凝土专用脱模剂，其特征在于，由下述组分按以下质量比组成：
油酸酯： 20-40%，
硅烷： 2-10%，
液体石蜡： 1-12%，
乳化剂： 5-16%，
引发剂： 0.01%-0.5%，
PH调节剂： 0.04-0.1%，
消泡剂： 0.05-0.1%，
余量为水。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土专用脱模剂，其特征在于，所述油酸酯为三油酸甘油酯、油酸丁酯、油酸戊酯、油酸异辛酯中的一种以上任意比例的混合物。
3.根据权利要求2所述的一种混凝土专用脱模剂，其特征在于，所述硅烷为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种以上任意比例的混合物。
4.根据权利要求3所述的一种混凝土专用脱模剂，其特征在于，所述液体石蜡为工业型号为5#、15#、26#、50#液体石蜡中的一种或者以上任意比例的混合物。
5.根据权利要求4所述的一种混凝土专用脱模剂，其特征在于，所述乳化剂由反应型乳化剂和常规乳化剂以任意比例组成；所述反应型乳化剂为SE-10N、SR-10、COPS-2、SVS的一种以上任意比例的混合物；所述常规乳化剂为平平加15、平平加20、平平加25、吐温60、吐温80、吐温70、吐温85、蓖麻油聚氧乙烯醚EL-40、蓖麻油聚氧乙烯醚EL-60、脂肪醇与环氧乙烷缩合物MOA-3、脂肪醇与环氧乙烷缩合物MOA-7中的一种以上任意比例的混合物。
6.根据权利要求5所述的一种混凝土专用脱模剂，其特征在于，所述引发剂为NaPS、KPS中的一种以上任意比例的混合物。
7.根据权利要求6所述的一种混凝土专用脱模剂，其特征在于，所述PH调节剂为NaOH。
8.根据权利要求7所述的一种混凝土专用脱模剂，其特征在于，所述消泡剂为矿物油消泡剂。
9.权利要求1至8任一项所述的一种混凝土专用脱模剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将第一批次水、PH调节剂、第一批次乳化剂加入到反应釜1中，在室温下搅拌30min，转速为3000rpm；
（2）将油酸酯、硅烷、液体石蜡和第二批次水、第二批次乳化剂加入到反应釜2中，在3000rpm条件下常温搅拌30min得到预乳液；
（3）将在反应釜2中制得的预乳液滴加到步骤（1）所述反应釜1内，滴加时间为30-60min，继续反应2h；
（4）将步骤（3）所述反应后的反应釜1中溶液继续升温至60-80℃，升温后继续反应2-6h，之后继续加入消泡剂，加入消泡剂后停止加热，待自然冷却后即得所述混凝土专用脱模剂；
步骤中所述水与乳化剂分两批次加入到反应釜中，第一批次水与第二批次水的质量比为2:1，第一批次乳化剂与第二批次乳化剂的质量比为1:2。
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