CN112481000A - 一种用于耐火材料的环保脱模剂及其制备和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于耐火材料的环保脱模剂，所述脱模剂各组分及质量配比为：含氢有机硅单体80～150份、聚醚单体50～70份、硅苯炔单体2～5份、催化剂0.02～0.04份、增塑剂20～50份、偶联剂1～2份；所述硅苯炔单体为正十二烷基三苯乙炔基硅烷、正十八烷基三苯乙炔基硅烷、正十四烷基三苯乙炔基硅烷、正己基三苯乙炔基硅烷中的任意一种或两种以上的混合物。所述脱模剂耐温性好，可适用于冬天较低温度和夏天较高温度时的施工环境，而且能够适用于高温蒸汽等特殊环境中。在使用时将环保脱模剂与废机油混合使用，不仅能节约资源、保护环境、降低成本，而且脱模性能极佳，模具表面光滑，试样表面平整。

Description

一种用于耐火材料的环保脱模剂及其制备和使用方法
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，涉及一种脱模剂，尤其涉及一种用于耐火材料的环保脱模剂。
背景技术
将脱模剂涂覆在浆料和模具的接触面上，能够使成型制品与模具之间无粘连，易于分离，从而得到光滑平整的制品，并保证模具不被污染、能够重复使用。而且脱模剂化学性能稳定，不与成型制品和模具发生化学反应，不会影响其性能。脱模剂可分为纯油类、乳化油类、石蜡类、油漆类和树脂类等。纯油类包括各种植物油、动物油和矿物油，其中工业废油使用最广，但废油中杂质较多，容易污染混凝土表面。乳化油类大多数用石油润滑油、乳化剂、稳定剂配置而成，用乳化油类作为脱模剂可以提高脱模效果，降低成本。
目前在本领域中有使用乳化油类脱模剂相关报道，例如中国专利CN106190512A所公开的混凝土水性脱模剂，其组分包括复合乳化剂，机油，水，其中复合乳化剂是由非离子表面活性剂、分散剂、成膜剂、阻锈剂、聚醚改性硅氧烷、防腐剂和乳液稳定剂复配而成。该混凝土水性脱模剂的稳定性好，对于各类钢模、木模附着性能好，耐冲刷性好；用于建筑预制构件的脱模剂时构件表面无油污残留，表面光滑，模板混凝土残留少，操作工艺简单，容易控制，能耗低，生产成本低等。
目前在本领域中还有其他一些脱模剂的相关报道，例如中国专利CN110846107A所公开的混凝土用消泡脱模剂，其组成包括石蜡、硬脂酸、聚硅氧烷、助乳化剂、稳定剂、增稠剂、丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、植物油、疏水性气相白炭黑、乳化剂和去离子水。该发明选用聚硅氧烷作为主要原料，其具有消泡效力强、表面张力低、挥发性低、无毒、无污染的特点，与丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚复合使用时，适应性好，适用于各种水泥浆体系。该混凝土用消泡脱模剂稳定性好，成膜效果好，脱膜效果好，脱模后混凝土表面光洁、无污染；且消泡能力强，对混凝土表面起泡有良好的抑制作用；兼具混凝土消泡剂和混凝土脱模剂的功效，适应性强，施工工艺简单，成本低，经济环保，易于推广应用。
但是现有脱模剂在一些特殊和苛刻环境使用时会出现失效的现象，比如在高温蒸汽环境中，试样需要110℃烘烤，这个过程会有大量的水分蒸发并外溢，一般脱模剂的防护界面容易被破坏，且脱模剂耐温性能无法满足要求。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供一种用于耐火材料的环保脱模剂，所述脱模剂耐温性好，可适用于冬天较低温度和夏天较高温度时的施工环境，而且能够适用于高温蒸汽等特殊环境中。在使用时将环保脱模剂与废机油混合使用，不仅能节约资源、保护环境、降低成本，而且脱模性能极佳，模具表面光滑，试样表面平整。
实现本发明上述目的所采用的技术方案为：
一种用于耐火材料的环保脱模剂，所述脱模剂各组分及质量配比为：含氢有机硅单体80～150份、聚醚单体50～70份、硅苯炔单体2～5份、催化剂0.02～0.04份、增塑剂20～50份、偶联剂1～2份；
所述硅苯炔单体为正十二烷基三苯乙炔基硅烷、正十八烷基三苯乙炔基硅烷、正十四烷基三苯乙炔基硅烷、正己基三苯乙炔基硅烷中的任意一种或两种以上的混合物，所述硅苯炔单体具有极高的热稳定性，高温烘烤时部分固化形成网状结构，有效提高脱模剂的耐热性。
所述含氢有机硅单体为含氢量在0.5％～1.5％之间且粘度在0.2～0.5Pa·s之间的含氢硅油。
所述聚醚单体为分子量在2000～10000之间的端羟基聚醚。
所述催化剂为氯铂酸、卡斯特催化剂、1,1'-双(苄硒基)二茂铁铂配合物、硒杂冠醚铂配合物中的任意一种。
所述增塑剂为柠檬酸三正丁酯与分子量在200～1000之间的环氧大豆油任意比例的混合物。
所述偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷质量比在2:1～4:1之间的混合物。
本发明还提供了一种用于耐火材料的环保脱模剂的制备方法，包括以下步骤：将含氢有机硅单体、聚醚单体、增塑剂加入反应釜，升温至100℃，开启搅拌，搅拌速率设定为25～35r/min，搅拌15～35min后，加入催化剂并搅拌45min后，升温至150℃，再加入硅苯炔单体保温5h后，降温到50℃，加入偶联剂并保持10～20min出料，即得环保脱模剂。
所述环保脱模剂与废机油按质量比0.2:1～0.5:1进行混合后使用。
与现有技术相比，本发明提供的用于耐火材料的环保脱模剂具有以下优点：1、脱模剂加入了硅苯炔单体，硅苯炔单体上含苯环、炔基这些刚性基团，而且在加热升温的环境下，会部分固化形成网状结构，有效提高脱模剂的耐热性能；2、同时硅苯炔单体的极性弱，聚醚单体极性强，与水润湿性好，硅苯炔单体与聚醚单体配合使用会形成非常大的极性差，从而具有极好的乳化性和脱模性；3、该环保脱模剂与废机油混合使用，循环利用废机油，避免了资源的浪费以及环境污染，同时还降低了生产成本。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本实施例中所提供的用于耐火材料的环保脱模剂，采用以下方法制备：
将含氢有机硅单体(含氢量1％、粘度在0.3Pa·s含氢硅油)150份、聚醚单体(分子量在2000～10000之间的端羟基聚醚)50份、增塑剂(柠檬酸三正丁酯与分子量在200～1000之间的环氧大豆油1:10)20份加入反应釜，升温至100℃，开启搅拌，搅拌速率设定为35r/min，搅拌15min后，加入催化剂(氯铂酸)0.02份并搅拌45min，升温至150℃，再加入硅苯炔单体(正十二烷基三苯乙炔基硅烷)2份保温5h，降温到50℃，加入偶联剂1份并保持10min出料，即得环保脱模剂。
对本实施例所得用于耐火材料的环保脱模剂进行性能测试，结果如下表所示。
项目 性能 测试方法
外观 透明无色液体 目测
1％水溶液pH 6.15 ——
灼烧残渣 0.5％ GB/T528-2009
分散速率 160 GB/T531-2008
对本实施例所得用于耐火材料的环保脱模剂与废机油按质量比0.2:1进行混合后用于矾土水泥浇注料中，与聚醚脱模剂进行对比，结果如下表所示。
Figure BDA0002803325430000031
Figure BDA0002803325430000041
从上表中可以看出，在试验温度为120℃时，本实施例所得用于耐火材料的环保脱模剂与废机油按质量比0.2:1进行混合后用于矾土水泥浇注料成型中，矾土水泥浇注料具有极佳的脱模性能，模具表面光滑，试样表面平整，适用于高温烘烤时。
实施例2
本实施例中所提供的用于耐火材料的环保脱模剂，采用以下方法制备：
将含氢有机硅单体(含氢量1.2％、粘度在0.4Pa·s含氢硅油)150份、聚醚单体(分子量在2000～10000之间的端羟基聚醚)50份、增塑剂(柠檬酸三正丁酯与分子量在200～1000之间的环氧大豆油10:1)50份加入反应釜，升温至100℃，开启搅拌，搅拌速率设定为30r/min，搅拌20min后，加入催化剂(卡斯特催化剂)0.02份并搅拌45min，升温至150℃，再加入硅苯炔单体(正十八烷基三苯乙炔基硅烷)5份保温5h，降温到50℃，加入偶联剂2份并保持15min出料，即得环保脱模剂。
对本实施例所得用于耐火材料的环保脱模剂进行性能测试，结果如下表所示。
Figure BDA0002803325430000042
Figure BDA0002803325430000051
对本实施例所得用于耐火材料的环保脱模剂与废机油按质量比0.3:1进行混合后用于刚玉浇注料中，与聚醚脱模剂作为脱模剂进行对比，结果如下表所示。
Figure BDA0002803325430000052
从上表中可以看出，在试验温度为10℃时，本实施例所得用于耐火材料的环保脱模剂与废机油按质量比0.3:1进行混合后用于刚玉浇注料成型中，刚玉浇注料具有极佳的脱模性能，模具表面光滑，试样表面平整，适用于冬季温度较低时。而且在试验温度为100℃时，刚玉浇注料具有极佳的脱模性能，模具表面光滑，试样表面平整，适用于高温烘烤时。
实施例3
本实施例中所提供的用于耐火材料的环保脱模剂，采用以下方法制备：
将含氢有机硅单体(含氢量0.8％、粘度0.35Pa·s含氢硅油)100份、聚醚单体(分子量在2000～10000之间的端羟基聚醚)55份、增塑剂(柠檬酸三正丁酯与分子量在200～1000之间的环氧大豆油1:1)25份加入反应釜，升温至100℃，开启搅拌，搅拌速率设定为30r/min，搅拌25min后，加入催化剂(硒杂冠醚铂配合物)0.03份并搅拌45min，升温至150℃，再加入硅苯炔单体(正己基三苯乙炔基硅烷)3份保温5h，降温到50℃，加入偶联剂1.5份并保持15min出料，即得环保脱模剂。
对本实施例所得用于耐火材料的环保脱模剂进行性能测试，结果如下表所示。
项目 性能 测试方法
外观 透明无色液体 目测
1％水溶液pH 6.78 ——
灼烧残渣 0.5％ GB/T528-2009
分散速率 170 GB/T531-2008
对本实施例所得用于耐火材料的环保脱模剂与废机油按质量比0.5:1进行混合后用于矾土-MgO浇注料成型中，与聚醚脱模剂作为脱模剂进行对比，结果如下表所示。
Figure BDA0002803325430000061
从上表中可以看出，在试验温度为25℃时，本实施例所得用于耐火材料的环保脱模剂与废机油按质量比0.5:1进行混合后用于矾土-MgO浇注料成型中，在室温时，矾土-MgO浇注料具有极佳的脱模性能，模具表面光滑，试样表面平整，适用于温度适宜时。

Claims (8)

1.一种用于耐火材料的环保脱模剂，其特征在于：所述脱模剂各组分及质量配比为：含氢有机硅单体80～150份、聚醚单体50～70份、硅苯炔单体2～5份、催化剂0.02～0.04份、增塑剂20～50份、偶联剂1～2份；
所述硅苯炔单体为正十二烷基三苯乙炔基硅烷、正十八烷基三苯乙炔基硅烷、正十四烷基三苯乙炔基硅烷、正己基三苯乙炔基硅烷中的任意一种或两种以上的混合物，所述硅苯炔单体具有极高的热稳定性，高温烘烤时部分固化形成网状结构，有效提高脱模剂的耐热性。
2.根据权利要求1所述的用于耐火材料的环保脱模剂，其特征在于：所述含氢有机硅单体为含氢量在0.5％～1.5％之间且粘度在0.2～0.5Pa·s之间的含氢硅油。
3.根据权利要求1所述的用于耐火材料的环保脱模剂，其特征在于：所述聚醚单体为分子量在2000～10000之间的端羟基聚醚。
4.根据权利要求1所述的用于耐火材料的环保脱模剂，其特征在于：所述催化剂为氯铂酸、卡斯特催化剂、1,1'-双(苄硒基)二茂铁铂配合物、硒杂冠醚铂配合物中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的用于耐火材料的环保脱模剂，其特征在于：所述增塑剂为柠檬酸三正丁酯与分子量在200～1000之间的环氧大豆油任意比例的混合物。
6.根据权利要求1所述的用于耐火材料的环保脱模剂，其特征在于：所述偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷质量比在2:1～4:1之间的混合物。
7.根据权利要求1所述的用于耐火材料的环保脱模剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将含氢有机硅单体、聚醚单体、增塑剂加入反应釜，升温至100℃，开启搅拌，搅拌速率设定为25～35r/min，搅拌15～35min后，加入催化剂并搅拌45min后，升温至150℃，再加入硅苯炔单体保温5h后，降温到50℃，加入偶联剂并保持10～20min出料，即得环保脱模剂。
8.根据权利要求1所述的用于耐火材料的环保脱模剂的使用方法，其特征在于：所述环保脱模剂与废机油按质量比0.2:1～0.5:1进行混合后使用。
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