CN108913318B - 一种混凝土脱模剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种混凝土脱模剂及其制备方法，本发明之混凝土脱模剂，主要包括以下重量份的原料：改性木质素5~10份、废机油22~35份、三乙醇胺0.02~0.05份、烷基酚聚氧乙烯醚0.7~1份、十八烷基磺酸钠0.5~1.2份、羧甲基纤维素钠2~4份、去离子水55~78份。本发明还包括混凝土脱模剂的制备方法。本发明之混凝土脱模剂，成本较低，合成设备、操作简单，混凝土脱模剂满足《混凝土制品用脱模剂标准》JC/T 949‑2005的各项指标；且喷涂、滚刷皆可使用，能有效减少混凝土制品气孔、裂纹现象。改性木质素应用于混凝土脱模剂，资源能充分利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土脱模剂及其制作方法。
背景技术
随着国家城镇化和基础设施建设持续开展，建筑工程规模也屡创新高，混凝土是使用最广泛的建筑材料，优异的施工性能和力学性能保障了混凝土构件的浇筑和使用安全。然而，随着建筑设计理念和混凝土技术的发展，对混凝土表面的装饰效果要求也越来越高。脱模剂的合理使用，可以有效改善混凝土外观，提高混凝土耐久性。
随着私家车数量的不断增多，废机油的数量也大幅度增加。废机油的主要成分是矿物油，矿物油对人体并没有不良的危害，很多人就把废机油加水稀释之后再使用，但油水混合在一起时容易分层。木质素是在自然界中大量存在的天然高分子，仅次于碳水化合物；而其利用也还仅仅限于纸浆废液中木质素的利用，世界每年木质素制品的量也仅占排出废液中木质素量的2%，木质素的利用率亟待提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种成本较低的混凝土脱模剂及其制备方法，其制备方法简单，所得混凝土脱模剂质量稳定，脱膜效果好。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，
本发明之混凝土脱模剂，主要包括以下重量份的原料：改性木质素5~10份、废机油22~35份（采用废机油可降低成本，废料循环利用）、三乙醇胺0.02~0.05份、烷基酚聚氧乙烯醚0.7~1份、十八烷基磺酸钠0.5~1.2份、羧甲基纤维素钠2~4份、去离子水55~78份。
优选采用以下重量份的原料：改性木质素7-8份、废机油25-30份、三乙醇胺0.03-0.04份、烷基酚聚氧乙烯醚0.8-1份、十八烷基磺酸钠0.7-0.8份、羧甲基纤维素钠3-3.5份、去离子水64-70份。
改性木质素的制备方法：将木质素磺酸盐与去离子水按质量比1-3：1混合均匀，加入相当于木质素磺酸盐质量0.1-0.5%的偶氮二异丁腈和相当于木质素磺酸盐质量8-15%的丙烯酸，搅拌均匀，然后升温至60-100℃，反应1.5-3小时，即得改性木质素。
所述木质素磺酸盐优选为木质素磺酸钙、木质素磺酸钠中的至少一种。
本发明之混凝土脱模剂的制备方法，包括以下步骤：将改性木质素加入废机油中，再加入去离子水，搅拌均匀，得混合物，升温至60~70℃；然后向混合物中加入三乙醇胺、烷基酚聚氧乙烯醚、十八烷基磺酸钠、羧甲基纤维素钠，然后升温至80-85℃，搅拌1.5-3小时，自然冷却，即得。
本发明之混凝土脱模剂中，加入改性木质素：木质素磺酸盐本身具有优异的分散能力，可作为混凝土减水剂使用；但未经改性的木质素磺酸盐由于结构中羟基、磺酸基这些基团能结合水泥中的钙离子，使参与水化反应的钙离子减少，阻碍各种水化产物的生成，并且还可通过与水化硅酸钙表面的负电荷形成紧密结合的双层电荷，进一步减少水化硅酸钙和氢氧化钙的形成，体现为使水泥水化诱导期延长和缓凝。本发明之改性木质素，对水泥水化诱导期延长及缓凝程度变小。改性后，其空间位阻远大于木质素磺酸盐，原因在于，水化中后期，改性木质素对水泥颗粒分散有静电斥力及空间位阻效应，这两种力协同发生作用，且空间位阻效应对水泥颗粒分散占主导，从而增大改性木质素对水泥颗粒的分散，提高水泥颗粒与水的接触程度，能使脱模后的混凝土表面结构更致密，从而使脱模后的混凝土表面气孔更少。
加入三乙醇胺：三乙醇胺的加入能够在体系中引入-OH基团，-OH的氧化性能强，能够与机油中的有机物质发生强烈的链式反应，从而增大体系的黏度。三乙醇胺，可降低废油脂的酸度，减少腐蚀性，同时三乙醇胺还有助乳化作用。而对于脱模剂而言，加入增稠剂能够使涂料增强，以防止在实际施工的过程中出现流挂现象。
烷基酚聚氧乙烯醚：烷基酚聚氧乙烯醚是良好的亲油乳化剂，不受阴阳离子的影响，在制备的后期加入，除了能够有一定的乳化作用之外，还有一定的消泡作用，这在脱模剂的使用过程中极其重要。脱模剂使用中产生的泡沫量越少，对混凝土性能的影响越弱，脱模效果越好。
十八烷基磺酸钠：阴离子表面活性剂，分子结构中有一个强亲水性的磺酸基与烃基相联结，表面活性强，低温水溶解性好；在碱性、中性、弱酸性溶液中稳定，对硬水不敏感。
羧甲基纤维素钠：属阴离子型纤维素醚，易于分散在水中成透明胶状溶液，易溶于水；能使涂料的固体份均匀地分布于溶剂中，使涂料长期不分层，提高混凝土初期强度,避免浇筑后出现裂纹，保持商品混凝土拌合物不泌水、不离析,提高混凝土的匀质性。
本发明之混凝土脱模剂，成本较低，合成设备、操作简单，混凝土脱模剂满足《混凝土制品用脱模剂标准》 JC/T 949-2005的各项指标；且喷涂、滚刷皆可使用，能有效减少混凝土制品气孔、裂纹现象。改性木质素应用于混凝土脱模剂，资源能充分利用。
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说明。
实施例1
本实施例之混凝土脱模剂，包括以下重量份的原料：改性木质素7份、废机油25份、三乙醇胺0.03份、烷基酚聚氧乙烯醚1份、十八烷基磺酸钠0.8份、羧甲基纤维素钠3份、去离子水70份。
改性木质素的制备方法：将木质素磺酸钙与去离子水按质量比1：1混合均匀，加入相当于木质素磺酸盐质量0.1%的偶氮二异丁腈和相当于木质素磺酸盐质量15%的丙烯酸，搅拌均匀，然后升温至80℃，反应1.5小时，即得改性木质素。
本实施例之混凝土脱模剂的制备方法，包括以下步骤：将改性木质素加入废机油中，再加入去离子水，搅拌均匀，得混合物，升温至70℃；然后向混合物中加入三乙醇胺、烷基酚聚氧乙烯醚、十八烷基磺酸钠、羧甲基纤维素钠，然后升温至85℃，搅拌1.5小时，自然冷却，即得。
实施例2
本实施例之混凝土脱模剂，包括以下重量份的原料：改性木质素5份、废机油35份、三乙醇胺0.05份、烷基酚聚氧乙烯醚0.7份、十八烷基磺酸钠0.5份、羧甲基纤维素钠4份、去离子水78份。
改性木质素的制备方法：将木质素磺酸钠与去离子水按质量比2：1混合均匀，加入相当于木质素磺酸盐质量0.2%的偶氮二异丁腈和相当于木质素磺酸盐质量12%的丙烯酸，搅拌均匀，然后升温至100℃，反应1.5小时，即得改性木质素。
本实施例之混凝土脱模剂的制备方法，包括以下步骤：将改性木质素加入废机油中，再加入去离子水，搅拌均匀，得混合物，升温至65℃；然后向混合物中加入三乙醇胺、烷基酚聚氧乙烯醚、十八烷基磺酸钠、羧甲基纤维素钠，然后升温至80℃，搅拌1.5小时，自然冷却，即得。
实施例3
本实施例之混凝土脱模剂，包括以下重量份的原料：改性木质素10份、废机油22份、三乙醇胺0.02份、烷基酚聚氧乙烯醚0.9份、十八烷基磺酸钠1.2份、羧甲基纤维素钠2份、去离子水55份。
改性木质素的制备方法：将木质素磺酸盐（木质素磺酸钙、木质素磺酸钠以质量比1︰1的混合物）与去离子水按质量比3：1混合均匀，加入相当于木质素磺酸盐质量0.2%的偶氮二异丁腈和相当于木质素磺酸盐质量8%的丙烯酸，搅拌均匀，然后升温至60℃，反应3小时，即得改性木质素。
本实施例之混凝土脱模剂的制备方法，包括以下步骤：将改性木质素加入废机油中，再加入去离子水，搅拌均匀，得混合物，升温至70℃；然后向混合物中加入三乙醇胺、烷基酚聚氧乙烯醚、十八烷基磺酸钠、羧甲基纤维素钠，然后升温至80℃，搅拌3小时，自然冷却，即得。
对比例1
对比例1与实施例1的差别仅在于，对比例1中没有添加改性木质素，添加木质素7份，其余的同实施例1。
对比例2
对比例2与实施例1的差别仅在于，对比例2中没有添加改性木质素，添加木质素磺酸钙7份，其余的同实施例1。
对比例3
对比例3与实施例1的差别仅在于，对比例3中没有添加改性木质素，添加木质素磺酸钠7份，其余的同实施例1。
对比例4
对比例4与实施例1的差别仅在于，对比例4中没有添加改性木质素，其余的同实施例1。
对实施例1-3及对比例1-4所得混凝土脱模剂进行性能检测，检测结果如表1-3所示。
①将实施例1所得混凝土脱模剂用水分别稀释 2、3、4倍后，按《混凝土制品用脱模剂标准》JC/T 949-2005 附录 A 脱模剂脱模性能试验方法进行检测，脱模性能以模具单位面积的黏附量计。检测结果如表1所示：
表1
| 稀释倍数 | 1倍 | 2 | 3 | 4 |
| 脱模性能g/m<sup>2</sup> | 0.8 | 1.5 | 3.1 | 4.7 |
随着稀释倍数的增加，模具单位面积的黏附量也增加，当稀释倍数为 4时，模具的黏附量为 4.7 g/m2，根据建材行业标准规定，脱模剂脱模性能达标时，模具的黏附量≤5g/m2，所以，稀释倍数为 4时，既满足脱模性能，又最经济。
②表2为未稀释的脱模剂的性能检测结果。
混凝土脱模剂脱模性能检测方法为:将脱模剂按《混凝土制品用脱模剂标准》JC/T949-2005 附录 A 脱模剂脱模性能试验方法进行检测，脱模性能以模具单位面积的黏附量计。
混凝土脱模剂稳定性检测方法：将制备的混凝土脱模剂，取25m L，注入比色管中，在5～40 ℃静置 24 h，观察其在自然光照下是否为均匀乳液，无明显分层现象。
混凝土脱模剂对金属锈蚀的影响检测方法：将制备的混凝土脱模剂，涂刷在试验用钢筋，待干燥成膜后，按 GB 8076-1997 附录B的规定进行测定，看测试结果是否无腐蚀，能否满足混凝土脱模剂抗锈蚀性能。
干燥成膜时间检测方法： 在洁净、干燥的300 mm x 150 mm钢板上涂刷脱模剂，测试方法按GB/T 1728的规定方法进行。
面积孔隙率检测方法：试验采用光学数码显微镜对混凝土切片进行测量。切片取自 100×100×400mm 混凝土试件的左右两个端面，厚度为 10mm。试件的待观测面先用黑色墨水均匀涂刷一遍，待晾干后向孔洞撒白色的二氧化钛粉，使观测时待观测的孔洞更加突出。将处理过的试件用仪器进行观测，采用孔的面积之和除以端面面积，得出数据。
表2未稀释的脱模剂性能检测结果
③表3为稀释4倍后的混凝土脱模剂的性能检测结果：将脱模剂稀释4倍后，再进行性能检测。
混凝土脱模剂脱模性能检测方法为:将脱模剂稀释4倍后，按《混凝土制品用脱模剂标准》JC/T 949-2005 附录 A 脱模剂脱模性能试验方法进行检测，脱模性能以模具单位面积的黏附量计。
混凝土脱模剂稳定性检测方法：将制备的混凝土脱模剂稀释4倍后，取25m L，注入比色管中，在5～40 ℃静置 24 h，观察其在自然光照下是否为均匀乳液，无明显分层现象。
混凝土脱模剂对金属锈蚀的影响：将制备的混凝土脱模剂稀释4倍后，涂刷在试验用钢筋，待干燥成膜后，按 GB 8076-1997 附录B的规定进行测定，测试结果无腐蚀，满足混凝土脱模剂抗锈蚀性能。
表3稀释4倍的脱模剂性能检测结果
Claims (4)
1.一种混凝土脱模剂，其特征在于，主要包括以下重量份的原料：改性木质素5~10份、废机油22~35份、三乙醇胺0.02~0.05份、烷基酚聚氧乙烯醚0.7~1份、十八烷基磺酸钠0.5~1.2份、羧甲基纤维素钠2~4份、去离子水55~78份；
改性木质素的制备方法：将木质素磺酸盐与去离子水按质量比1-3：1混合均匀，加入相当于木质素磺酸盐质量0.1-0.5%的偶氮二异丁腈和相当于木质素磺酸盐质量8-15%的丙烯酸，搅拌均匀，然后升温至60-100℃，反应1.5-3小时，即得改性木质素。
2.根据权利要求1所述的混凝土脱模剂，其特征在于，主要包括以下重量份的原料：改性木质素7-8份、废机油25-30份、三乙醇胺0.03-0.04份、烷基酚聚氧乙烯醚0.8-1份、十八烷基磺酸钠0.7-0.8份、羧甲基纤维素钠3-3.5份、去离子水64-70份。
3.根据权利要求1或2所述的混凝土脱模剂，其特征在于，所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钙、木质素磺酸钠中的至少一种。
4.制备如权利要求1-3之一所述的混凝土脱模剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：将改性木质素加入废机油中，再加入去离子水，搅拌均匀，得混合物，升温至60~70℃；然后向混合物中加入三乙醇胺、烷基酚聚氧乙烯醚、十八烷基磺酸钠、羧甲基纤维素钠，然后升温至80-85℃，搅拌1.5-3小时，自然冷却，即得。
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