CN109719836B - 一种用于铝合金模板的脱模剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于铝合金模板的脱模剂及其制备方法，涉及铝合金模板脱模剂技术领域，所述脱模剂为水包油型微乳液，所述脱模剂的原料包括以下重量份原料：180‑200份高分子树脂、30‑40份复合填料、50‑60份甲基硅油、15‑25份固化剂、2‑3份缓蚀剂、10‑15份滑石粉、25‑27份聚丙烯酰胺，所述复合填料由无机填料和金属颗粒复合而成，所述金属颗粒是由铝掺杂的氧化锌包覆镍形成的。制备的脱模剂在有效保证混凝土浇注体的质量条件下，提高成膜稳定性，稳定脱模，降低使用成本，提高安全可靠性，填补瑕疵；对铝合金模板有一定耐腐蚀防护作用，提高铝合金模板表面质量保护性能，延长铝合金模板的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金模板脱模剂技术领域，尤其涉及一种用于铝合金模板的脱模剂及其制备方法。
背景技术
建筑模板由面板和支撑系统组成，面板是使混凝土成形的部分；支撑系统是稳固面板位置和承受上部荷载的结构部分。模板的质量关系到混凝土工程的质量，关键在于尺寸准确、组装牢固、拼缝严密、装拆方便等。应根据建筑结构的形式和特点选用恰当形式的模板，才能取得良好的技术经济效果。随着国民经济的发展和人民生活水平的逐步提高，人们对居住和工作场地的要求也不断提高。许多国家的经验证明，它是经济发展和社会进步的必然趋势。建筑业的进步不仅要求建筑物的质量、功能要完善，而且要求其美观、环保且无害人体健康等。这就要求发展多功能和高效的新型建材及制品，只有这样才能适应社会进步的要求。使用新型建筑材料及制品，可以显著改善建筑物的功能，增加建筑物的使用面积，提高抗震能力，便于机械化施工和提高施工效率，而且同等情况下可以降低建筑造价。人们对新型建筑材料的呼声越来越高。
传统三大原材模板已经满足不了当前的建筑行业日益增长的质量要求。一、最传统的木模板，比较常见的是杨木模板和松木模板，这种模板相对而言比较轻，成本略低，但其强度低，不防水，易霉变腐烂，重复使用率低，需要消耗木材资源，不利于生态环境和森林资源的保护；竹模板的缺点也是重复使用率低，且不可回收。二、钢模板，顾名思义是钢质的，强度非常大，需要消耗大量脱模剂，且施工进度受天气影响，拆模后混凝土表现非常好但重量过重，施工需机械设备协助，易生锈，且在混凝土浇注过程中易与混凝土粘合在一起，脱模困难，费工费料。三、塑料模板，不怕水，耐用，但刚性差，易变型，且成本高。在上述三大原材模板的发展基础上，铝合金模板支撑体系应运而生。其自重轻、刚度大，并能很好地控制混凝土结构面的外观及工程进度。然而，现有的铝合金模板也存在钢模板存在的问题，一个是与混凝土相结合的部分易被混凝土腐蚀、生锈，另一个问题是在混凝土浇注过程中易与混凝土粘合在一起，脱模困难，影响铝合金模板的循环使用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于铝合金模板的脱模剂及其制备方法,制备的脱模剂在有效保证混凝土浇注体的质量条件下，提高成膜稳定性，稳定脱模，降低使用成本，提高安全可靠性，填补瑕疵；对铝合金模板有一定耐腐蚀防护作用，提高铝合金模板表面的质量保护性能，延长铝合金模板的使用寿命。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
一种用于铝合金模板的脱模剂，所述脱模剂为水包油型微乳液，所述脱模剂的原料包括以下重量份原料：180-200份高分子树脂、30-40份复合填料、50-60份甲基硅油、15-25份固化剂、2-3份缓蚀剂、10-15份滑石粉、25-27份聚丙烯酰胺，所述复合填料由无机填料和金属颗粒复合而成，所述金属颗粒是由铝掺杂的氧化锌包覆镍形成的，所述金属颗粒的制备：将乙酸锌、硝酸铝加入无水乙醇、氢氧化钠溶液，制备成混合溶液，于120℃的反应釜内反应30h后，冷却至室温，取出洗涤干净，于70℃下烘干，得到铝掺杂的氧化锌；将铝掺杂的氧化锌与聚乙二醇制备成分散液，加入六水合氯化镍、加入水合肼、次亚磷酸钠，置于氮气氛围中加热至100℃，保温3h后，取出冷却至室温，洗涤干净得到金属颗粒。
进一步，所述高分子树脂选自聚四氟乙烯树脂或古马隆树脂中的一种；所述无机填料选自蒙脱石、凹凸棒土、碳酸钙中的一种。
进一步，所述金属颗粒中，铝：氧化锌：镍的质量比为0.1：3：1。
进一步，所述脱模剂的界面张力为10-4-10-5N/m。
本发明还公开了一种用于铝合金模板的脱模剂的制备方法，所述制备方法如下：
将高分子树脂与甲基硅油、聚丙烯酰胺混合均匀，以转速为3000-3500r/min搅拌10min后，加入固化剂、缓蚀剂、滑石粉混合均匀，滴加高纯水，加热至35-40℃，以转速为4500-4800r/min搅拌10-15min后，加入复合填料，滴加高纯水，于30-35℃进行搅拌，以转速为900-1200r/min搅拌5min后得到脱模剂。
进一步，所述脱模剂制备步骤中，复合填料的制备步骤如下：
金属颗粒制备：将乙酸锌、硝酸铝加入无水乙醇、氢氧化钠溶液，制备成混合溶液，于120℃的反应釜内反应30h后，冷却至室温，取出洗涤干净，于70℃下烘干，得到铝掺杂的氧化锌；将铝掺杂的氧化锌与聚乙二醇制备成分散液，加入六水合氯化镍、加入水合肼、次亚磷酸钠，置于氮气氛围中加热至100℃，保温3h后，取出冷却至室温，洗涤干净得到金属颗粒；
造粒：将无机填料干燥后，与金属颗粒混合，加入呋喃树脂、65-75wt％的乙醇溶液，于50-60℃下以25-30kHz的频率下超声波搅拌20-30min后得到混合溶液，调节混合溶液pH＝5-6.5，进行喷雾造粒，造粒完成后于颗粒表面喷洒固化剂，并于30-40℃保温12-15h，再于100-120℃下保温10-12h，得到经过热处理后的颗粒；
复合填料制备：将经过热处理后的颗粒放置于预热至100-150℃的炉内煅烧15-25min后取出，于颗粒表面喷洒pH＝6-6.5的固化剂，再放入190-200℃的炉内煅烧10-15min，取出，冷却至室温后，于120-130℃下回火煅烧3-5min，得到复合填料。
进一步，所述造粒步骤中，制备的颗粒粒径为0.5-1.5mm。
进一步，所述固化剂选用环氧固化剂，所述环氧固化剂的用量质量比为呋喃树脂：环氧固化剂＝1:0.5。
本发明的有益效果如下：
一、脱模剂用于混凝土和铝合金模板之间，使用时刷涂于铝合金模板表面，使铝合金模板从混凝土表面容易脱除。脱模剂制备成为水包油的亲水型微乳液，界面张力很低，所以流动性较好，脱模剂的分散性更好，且更容易均匀的涂抹于铝合金板表面，提高成膜稳定性。添加的聚四氟乙烯树脂或者古马隆树脂等防粘高分子材料，可以防止铝合金板和混凝土粘粘，可以快速脱模去掉铝合金板。并且在脱模剂内添加有小粒径的复合填料，填补铝合金模板表面的微孔瑕疵，使成型出来的混凝土表面光滑平整，防止混凝土表面出现小气泡、凹坑等质量瑕疵，以提高铝合金模板成型的混凝土的质量。
二、聚四氟乙烯树脂具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，还具有耐高温的特点，且摩擦系数极低，润滑效果较佳，古马隆树脂也具有耐酸碱性、耐热性，所以两种高分子制备的脱模剂对铝合金模板也起到防腐蚀、耐酸碱的保护作用，进而提高铝合金模板表面的质量保护性能，延长铝合金模板的使用寿命。
三、复合填料先经过喷雾造粒，再高温烧结制备而成，作为原料添加进脱模剂的制备中。复合填料采用的无机填料具有流变性和可膨胀特性，又添加了具有耐热性、耐水性、耐化学腐蚀性，并且对酸、碱、盐和有机溶液都有优良的抵抗力的呋喃树脂作为黏合剂，再与金属颗粒混合在一起，使喷雾造粒得到的颗粒具有可塑性，并且经过烧制后复合填料的强度增加。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明进行详细说明：
实施例1：复合填料的制备一：
称取以下重量的复合填料的原料：蒙脱石100g、乙酸锌30g、硝酸铝10g、六水合氯化镍10g、呋喃树脂80g、乙醇溶液300ml、环氧固化剂40g；
称取复合填料的原料后，按以下步骤制备：
金属颗粒制备：将乙酸锌、硝酸铝加入100ml无水乙醇中，再加入80ml 5wt％氢氧化钠溶液，制备成混合溶液，将混合溶液加入水热反应釜内，将水热反应釜加热至120℃，反应30h，反应结束后冷却至室温，取出采用去离子水洗涤干净，于70℃的温度下烘干，得到铝掺杂的氧化锌；将铝掺杂的氧化锌与聚乙二醇制备成分散液，加入六水合氯化镍，搅拌均匀后加入6ml水合肼、1ml次亚磷酸钠，置于氮气氛围中加热至100℃，并同时采用300rpm的速率进行机械搅拌，于100℃保温3h后，取出冷却至室温，采用无水乙醇或去离子水洗涤干净得到金属颗粒。
还原剂采用水合肼为了将六水合氯化镍还原成单质镍，又因为锌或铝单质的还原性强于水合肼所以不会对铝掺杂的氧化锌造成影响。单质镍容易被氧化，所以需要在氮气的氛围下进行反应，同时加入次亚磷酸钠可以加快反应速率，并稳定单质镍，防止团聚。聚乙二醇是作为有机添加物加入反应体系，与掺杂的氧化锌形成胶体体系，使掺杂的氧化锌高度分散且更利于包裹单质镍。
造粒：将蒙脱石于30℃干燥30min后，再与金属颗粒混合，加入呋喃树脂和65wt％的乙醇溶液，于60℃下以25kHz的频率超声波搅拌20min后得到混合溶液，混合溶液的固含量为50％，调节混合溶液pH＝5后，采用离心盘式雾化器于常温下进行喷雾造粒，喷雾造粒的粒径为0.5-0.7mm，造粒完成将颗粒于阴凉处晾晒20min后，再颗粒表面喷洒环氧固化剂，并于30℃保温15h后，再于100℃下保温12h，得到经过热处理后的颗粒。
造粒完成后，颗粒需要进行热处理，使溶剂挥发，防止在煅烧过程中产生大量气体，使复合填料变形或产生气泡。又因为无机填料具有干粘合性，呋喃树脂也具有粘合性，所以需要固化剂将颗粒快速固化，防止黏合。
复合填料制备：将经过热处理后的颗粒放置于预热至100℃的炉内煅烧25min后取出，于颗粒表面喷洒pH＝6的环氧固化剂后，放入200℃的炉内煅烧15min，取出，冷却至室温后，于120℃下回火煅烧3min，再次冷却后得到复合填料。喷雾造粒的粒径为0.5-0.7mm，经煅烧后，粒径缩小30％左右。
煅烧前喷洒酸性固化剂，防止呋喃树脂在高温过程中反稀，煅烧完成后的复合填料具有高结合强度和抗弯曲能力。
实施例2：复合填料的制备二：
称取以下重量的复合填料的原料：凹凸棒土120g、乙酸锌30g、硝酸铝10g、六水合氯化镍10g、呋喃树脂80g、乙醇溶液350ml、环氧固化剂60g；
称取复合填料的原料后，按以下步骤制备：
金属颗粒制备：将乙酸锌、硝酸铝加入100ml无水乙醇中，再加入80ml 5wt％氢氧化钠溶液，制备成混合溶液，将混合溶液加入水热反应釜内，将水热反应釜加热至120℃，反应30h，反应结束后冷却至室温，取出采用去离子水洗涤干净，于70℃的温度下烘干，得到铝掺杂的氧化锌；将铝掺杂的氧化锌与聚乙二醇制备成分散液，加入六水合氯化镍，搅拌均匀后加入6ml水合肼、1ml次亚磷酸钠，置于氮气氛围中加热至100℃，并同时采用300rpm的速率进行机械搅拌，于100℃保温3h后，取出冷却至室温，采用无水乙醇或去离子水洗涤干净得到金属颗粒；
造粒：将凹凸棒土于40℃干燥20min后，再与金属颗粒，加入呋喃树脂和75wt％的乙醇溶液，于50℃下以30kHz的频率超声波搅拌30min后得到混合溶液，混合溶液的固含量为45％，调节混合溶液pH＝6.5后，采用离心盘式雾化器于常温下进行喷雾造粒，喷雾造粒的粒径为1-1.2mm，造粒完成将颗粒于阴凉处晾晒20min后，再颗粒表面喷洒环氧固化剂，并于40℃保温12h后，再于120℃下保温10h，得到经过热处理后的颗粒；
复合填料制备：将经过热处理后的颗粒放置于预热至150℃的炉内煅烧15min后取出，于颗粒表面喷洒pH＝6.5的环氧固化剂后，放入195℃的炉内煅烧10min，取出，冷却至室温后，于130℃下回火煅烧5min，再次冷却后得到复合填料。
实施例3：复合填料的制备三：
称取以下重量的复合填料的原料：碳酸钙80g、乙酸锌30g、硝酸铝10g、六水合氯化镍10g、呋喃树脂80g、乙醇溶液350ml、环氧固化剂40g；
称取复合填料的原料后，按以下步骤制备：
金属颗粒制备：将乙酸锌、硝酸铝加入100ml无水乙醇中，再加入80ml 5wt％氢氧化钠溶液，制备成混合溶液，将混合溶液加入水热反应釜内，将水热反应釜加热至120℃，反应30h，反应结束后冷却至室温，取出采用去离子水洗涤干净，于70℃的温度下烘干，得到铝掺杂的氧化锌；将铝掺杂的氧化锌与聚乙二醇制备成分散液，加入六水合氯化镍，搅拌均匀后加入6ml水合肼、1ml次亚磷酸钠，置于氮气氛围中加热至100℃，并同时采用300rpm的速率进行机械搅拌，于100℃保温3h后，取出冷却至室温，采用无水乙醇或去离子水洗涤干净得到金属颗粒；
造粒：将凹凸棒土于35℃干燥25min后，再与金属颗粒混合，加入呋喃树脂和70wt％的乙醇溶液，于55℃下以28kHz的频率超声波搅拌25min后得到混合溶液，混合溶液的固含量为55％，调节混合溶液pH＝6后，采用离心盘式雾化器于常温下进行喷雾造粒，喷雾造粒的粒径为1.3-1.5mm，造粒完成将颗粒于阴凉处晾晒20min后，再颗粒表面喷洒环氧固化剂，并于35℃保温13h后，再于110℃下保温11h，得到经过热处理后的颗粒；
复合填料制备：将经过热处理后的颗粒放置于预热至130℃的炉内煅烧20min后取出，于颗粒表面喷洒pH＝6.5的环氧固化剂后，放入190℃的炉内煅烧12min，取出，冷却至室温后，于125℃下回火煅烧4min，再次冷却后得到复合填料。
实施例4：脱模剂的制备一：
称取以下重量的脱模剂的原料：聚四氟乙烯树脂200g、实施例1的方法制备的复合填料40g、甲基硅油60g、固化剂20g、缓蚀剂2g、滑石粉15g、聚丙烯酰胺25g；使用前，将复合填料过400目筛；
称取脱模剂的原料后，按以下步骤制备：
将高分子树脂与甲基硅油、聚丙烯酰胺混合均匀，以转速为3000r/min搅拌速率搅拌10min后，加入固化剂、缓蚀剂、滑石粉混合均匀，滴加高纯水直至形成混合溶液，加热至35℃，以转速为4500r/min的搅拌速率搅拌10min后，加入复合填料，滴加高纯水形成乳液状，于30℃进行搅拌，以转速为1200r/min搅拌5min后得到脱模剂。
采用旋滴法测量脱模剂的界面张力为1.5×10-5N/m。
实施例5：脱模剂的制备二：
称取以下重量的脱模剂的原料：古马隆树脂200g、实施例2的方法制备的复合填料40g、甲基硅油60g、固化剂25g、缓蚀剂3g、滑石粉15g、聚丙烯酰胺27g；使用前，将复合填料过500目筛；
称取脱模剂的原料后，按以下步骤制备：
将高分子树脂与甲基硅油、聚丙烯酰胺混合均匀，以转速为3200r/min搅拌速率搅拌10min后，加入固化剂、缓蚀剂、滑石粉混合均匀，滴加高纯水直至形成混合溶液，加热至38℃，以转速为4600r/min的搅拌速率搅拌12min后，加入复合填料，滴加高纯水形成乳液状，于33℃进行搅拌，以转速为1000r/min搅拌5min后得到脱模剂。
采用旋滴法测量脱模剂的界面张力为1.2×10-5N/m。
实施例6：脱模剂的制备三：
称取以下重量的脱模剂的原料：聚四氟乙烯树脂180g、实施例3的方法制备的复合填料30g、甲基硅油50g、固化剂15g、缓蚀剂2g、滑石粉10g、聚丙烯酰胺25g；使用前，将复合填料过600目筛；
称取脱模剂的原料后，按以下步骤制备：
将高分子树脂与甲基硅油、聚丙烯酰胺混合均匀，以转速为3500r/min搅拌速率搅拌10min后，加入固化剂、缓蚀剂、滑石粉混合均匀，滴加高纯水直至形成混合溶液，加热至40℃，以转速为4800r/min的搅拌速率搅拌10min后，加入复合填料，滴加高纯水形成乳液状，于35℃进行搅拌，以转速为900r/min搅拌5min后得到脱模剂。
采用旋滴法测量脱模剂的界面张力为1.1×10-5N/m。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (9)
1.一种用于铝合金模板的脱模剂，其特征在于，所述脱模剂为水包油型微乳液，所述脱模剂的原料包括以下重量份原料：180-200份高分子树脂、30-40份复合填料、50-60份甲基硅油、15-25份固化剂、2-3份缓蚀剂、10-15份滑石粉、25-27份聚丙烯酰胺，所述复合填料由无机填料和金属颗粒复合而成，所述金属颗粒是由铝掺杂的氧化锌包覆镍形成的，所述金属颗粒的制备：将乙酸锌、硝酸铝加入无水乙醇、氢氧化钠溶液，制备成混合溶液，于120℃的反应釜内反应30h后，冷却至室温，取出洗涤干净，于70℃下烘干，得到铝掺杂的氧化锌；将铝掺杂的氧化锌与聚乙二醇制备成分散液，加入六水合氯化镍、加入水合肼、次亚磷酸钠，置于氮气氛围中加热至100℃，保温3h后，取出冷却至室温，洗涤干净得到金属颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种用于铝合金模板的脱模剂，其特征在于，所述高分子树脂选自聚四氟乙烯树脂或古马隆树脂中的一种。
3.根据权利要求2所述的一种用于铝合金模板的脱模剂，其特征在于，所述无机填料选自蒙脱石、凹凸棒土、碳酸钙中的一种。
4.根据权利要求3所述的一种用于铝合金模板的脱模剂，其特征在于，所述金属颗粒中，铝：氧化锌：镍的质量比为0.1：3：1。
5.根据权利要求4所述的一种用于铝合金模板的脱模剂，其特征在于，所述脱模剂的界面张力为10-4-10-5N/m。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种用于铝合金模板的脱模剂的制备方法,其特征在于，所述制备方法如下：
将高分子树脂与甲基硅油、聚丙烯酰胺混合均匀，以转速3000-3500r/min搅拌10min后，加入固化剂、缓蚀剂、滑石粉混合均匀，滴加高纯水，加热至35-40℃，以转速为4500-4800r/min搅拌10-15min后，加入复合填料，滴加高纯水，于30-35℃进行搅拌，以转速为900-1200r/min搅拌5min后得到脱模剂。
7.根据权利要求6所述的一种用于铝合金模板的脱模剂的制备方法，其特征在于，所述脱模剂制备步骤中，复合填料的制备步骤如下：
金属颗粒制备：将乙酸锌、硝酸铝加入无水乙醇、氢氧化钠溶液，制备成混合溶液，于120℃的反应釜内反应30h后，冷却至室温，取出洗涤干净，于70℃下烘干，得到铝掺杂的氧化锌；将铝掺杂的氧化锌与聚乙二醇制备成分散液，加入六水合氯化镍、加入水合肼、次亚磷酸钠，置于氮气氛围中加热至100℃，保温3h后，取出冷却至室温，洗涤干净得到金属颗粒；
造粒：将无机填料干燥后，与金属颗粒混合，加入呋喃树脂、65-75wt％的乙醇溶液，于50-60℃下以25-30kHz的频率下超声波搅拌20-30min后得到混合溶液，调节混合溶液pH＝5-6.5，进行喷雾造粒，造粒完成后于颗粒表面喷洒固化剂，并于30-40℃保温12-15h，再于100-120℃下保温10-12h，得到经过热处理后的颗粒；
复合填料制备：将经过热处理后的颗粒放置于预热至100-150℃的炉内煅烧15-25min后取出，于颗粒表面喷洒pH＝6-6.5的固化剂，再放入190-200℃的炉内煅烧10-15min，取出，冷却至室温后，于120-130℃下回火煅烧3-5min，得到复合填料。
8.根据权利要求7所述的一种用于铝合金模板的脱模剂的制备方法，其特征在于，所述造粒步骤中，制备的颗粒粒径为0.5-1.5mm。
9.根据权利要求8所述的一种用于铝合金模板的脱模剂的制备方法，其特征在于，所述固化剂选用环氧固化剂，所述呋喃树脂和环氧固化剂的质量比为1:0.5。
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