CN112877123A - 一种混凝土用消泡脱模剂及其制备方法 - Google Patents

一种混凝土用消泡脱模剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种混凝土用消泡脱模剂及其制备方法，所述消泡脱模剂的原料组分为：甲基硅油21.0wt%~38.0wt%、液体石蜡4.2wt%~8.9wt%、硅灰4.3wt%~9.6wt%、天然松香树脂3.8wt%~8.6wt%、非离子型乳化剂7.9wt%~14.8wt%、稳定剂1.0wt%~3.0wt%、消泡剂1.2wt%~2.2wt%，余量为水；本发明还包括所述消泡脱模剂的制备方法。本发明脱模剂具有良好的成膜性、粘着性和防水性，同时有较好的消泡效果；本发明的混凝土脱模剂采用的制备方法，工艺简单，条件易控制，易于工业生产。

Description

一种混凝土用消泡脱模剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种脱模剂及其制备方法，具体涉及一种混凝土用脱模剂及其制备方法。
背景技术
随着我国建筑行业以及混凝土新技术的发展，特别是预制装配式建筑施工的大力推进，建筑工程行业对混凝土表面的装饰效果要求越来越高。在建筑施工过程中，存在原材料、配合比、外加剂、施工工艺等一系列不确定因素，容易导致混凝土表面出现蜂窝麻面等问题，严重影响建筑工程的外观，而且气泡过多混凝土的紧实度受限，严重破坏建筑物的强度和稳定性。
混凝土消泡剂和脱模剂的研究与开发恰是针对混凝土外观质量进行提升，主要作用是改善混凝土构件的外观质量，同时具有提升混凝土强度、防渗、削减表面碳化和收缩等作用。在混凝土拌和过程中加入适量消泡剂能有效减少混凝土内部气泡的产生，变大气泡为小气泡，并消灭小气泡，同时还能阻止气泡串通形成连通孔隙，增强抗渗性。在混凝土拌和过程中加入适量脱模剂能有效防止混凝土与模具粘连，便于脱模，减少气泡与模板黏附，便于气泡排除，部分脱模剂还可以在混凝土表面形成保护层。这两种外加剂的使用可以消除混凝土表面及内部气泡，减少孔隙，提升混凝土外观。
消泡剂主要分为非硅型、聚醚型、有机硅型、聚醚改性有机硅型四种类型。目前市场上的脱模剂种类繁多，常见的有皂类脱模剂、废机油类、植物油类和石蜡类脱模剂。使用中每种消泡剂和脱模剂都有各自的优缺点和适应性，受地区环境、原材料和施工工艺差异的影响，消泡剂和脱模剂在工程使用中差别较大，效果不一，两者复合使用时往往难以达到理想的效果。
CN110029010A公开了一种水性脱模剂及其制备方法，其原料按照重量份如下：油30～50份，成膜物质5～15份，乳化剂5～12份，助剂1～20份，稳定剂0.1～0.5份，防锈剂0.5～1份，防腐剂0.1～0.5份，水60～200份。该方案只有脱模作用，而没有消泡作用。
CN103103011A公开了一种混凝土专用脱模剂及其制备方法，由下列物质按照重量份数组成：矿物质油80-90份；乳化剂1-5份；消泡剂1-5份；阻锈剂0.01-0.4份；脂肪酸1-10份；消泡剂选自脂肪醇、磷酸三丁酯，单烷基醚磷酸酯中的一种或两种以上任意比例混合。该配方的脱模剂稳定性差，容易分层。
CN110846107A公开了一种混凝土用消泡脱模剂及其制备方法，该消泡脱模剂包括按重量份计的以下成分，石蜡20～25份、硬脂酸10～15份、聚硅氧烷15～20份、助乳化剂3～6份；稳定剂1～2份、增稠剂1～2份、丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚14～18份、植物油4～8份、疏水性气相白炭黑1～3份、乳化剂2～3份和去离子水160～200份；使用的消泡剂为有机硅消泡剂。该方工艺复杂，须在180～200℃高温下合成，此温度下配方中的很多组分会失去活性，会严重影响脱模剂的脱模性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种混凝土用消泡脱模剂及其制备方法；该消泡脱模剂适应性强，同时具有良好的消泡抑泡和脱模效果，该制备方法工艺简单，易于工业生产。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种混凝土用消泡脱模剂，原料组分为：甲基硅油21.0wt％～38.0wt％、液体石蜡4.2wt％～8.9wt％、硅灰4.3wt％～9.6wt％、天然松香树脂3.8wt％～8.6wt％、非离子型乳化剂7.9wt％～14.8wt％、稳定剂1.0wt％～3.0wt％、消泡剂1.2wt％～2.2wt％，余量为水。
混凝土用消泡脱模剂的原料组分优选为：甲基硅油23.7wt％～34.9wt％、液体石蜡4.8wt％～8.1wt％、硅灰4.9wt％～8.8wt％、天然松香树脂4.3wt％～7.9wt％、非离子型乳化剂8.9wt％～13.5wt％、稳定剂1.2wt％～2.8wt％、消泡剂1.4wt％～2.0wt％，余量为水。
混凝土用消泡脱模剂的原料组分更优选为：甲基硅油26.30wt％～31.70wt％、液体石蜡5.30wt％～7.40wt％、硅灰5.40wt％～8.00wt％、天然松香树脂4.80wt％～7.20wt％、非离子型乳化剂9.90wt％～12.30wt％、稳定剂1.30wt％～2.50wt％、消泡剂1.50wt％～1.80wt％，余量为水。
优选地，所述甲基硅油的运动粘度为500-2000m2/s。
优选地，所述液体石蜡的密度为0.87～0.98g/cm3。
优选地，所述天然松香树脂的密度为1.060～1.085g/cm3。
优选地，所述硅灰的粒度为400～1000目。
优选地，所述非离子型乳化剂为三萜皂苷、烷基糖苷、Tween-60(吐温60)、Span-80(司盘80)中的一种或两种以上。
优选地，所述稳定剂为羟丙基甲基纤维素或乙二胺四乙酸四钠中的一种。
优选地，所述消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂，
更优选地，所述聚醚改性有机硅消泡剂选自OFX-0193、KSG-210或SF-8427中的一种或两种以上。
本发明混凝土用消泡脱模剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)70-80℃条件下，将水、甲基硅油、液体石蜡和非离子型乳化剂分散均匀，加入天然松香树脂，恒温加速搅拌30-60min，得基底液；
(2)搅拌并降温至30-40℃，在基底液中加入稳定剂和硅灰，继续搅拌30-60min，再加入消泡剂，加速搅拌10-30min，即成。
优选地，加速搅拌时搅拌的速度为5000-8000转/分，其他情况下搅拌的速度为1000-2000转/分。乳化效果与搅拌速度密切相关，发明人经过研究发现该搅拌方法的乳化效果好。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明采用甲基硅油作为主要基础油，甲基硅油本身就具有一定的消泡作用，将甲基硅油与三萜皂苷、烷基糖苷、Span-80和Tween-60等表面活性剂经过高温乳化形成乳化甲基硅油，成为分布均匀的水包油型稳定乳液，将这种乳液涂抹于模板表面，油滴会分散于模板表面，可以有效的起到隔离作用，混凝土粘附量明显降低；
(2)本发明引入了硅灰这一组分，硅灰作为一种疏水性的固体颗粒，在混凝土表面首先会吸引表面活性剂的疏水端，使得疏水性的硅灰变成亲水性的，从而降低了混凝土表面体系中表面活性剂的浓度，促使泡沫破裂；由乳化甲基硅油和硅灰组成的复合活性成分铺展于泡沫弹性膜表面，进一步扩散、渗透在膜表面，使其膜壁迅速变薄，破坏了泡沫的平衡稳定体系，泡沫同时又受到周围表面张力大的液体强力牵引，从而导致破泡，起到较好的消泡效果；
(3)本发明中的消泡脱模剂以甲基硅油和石蜡为主要原料的油相和水相分别加热至一定温度，在乳化剂存在下，高速乳化形成水包油型均匀、细腻、稳定的乳液，覆盖性良好，成膜均匀；天然松香树脂的加入，增强了脱模剂的脱模性能，使脱模剂具有良好的成膜性、粘着性和防水性，使混凝土表面更加光滑；
(4)本发明的混凝土脱模剂采用的制备方法，工艺简单，条件易控制，易于工业生产。
附图说明
图1为不采用脱模剂脱模后混凝土表面的光学照片；
图2为采用市售脱模剂脱模后混凝土表面的光学照片；
图3为采用实施例1所得脱模剂脱模后混凝土表面的光学照片。
具体实施方式
为了加强对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步的详细描述，以下各实施例并不对本发明的保护范围构成限定。
各实施例所用化学原料均为普通市售产品，均通过常规商业途径获得。
实施例1
本实施例混凝土用消泡脱模剂的原料组分为：甲基硅油28.9wt％、液体石蜡6.2wt％、硅灰6.4wt％、天然松香树脂5.7wt％、非离子型乳化剂10.0wt％、稳定剂1.9wt％、消泡剂1.8wt％，余量为水。其中非离子型乳化剂为烷基糖苷、稳定剂为羟丙基甲基纤维素、消泡剂为OFX-0193。所用甲基硅油的运动粘度为500m2/s，液体石蜡的密度为0.87g/cm3，天然松香树脂的密度为1.060g/cm3，硅灰的粒度为400目。
本实施例混凝土用消泡脱模剂的制备方法：
(1)反应釜升温至80℃，将78.8份水、58.4份甲基硅油、12.6份液体石蜡和20.2份烷基糖苷分散均匀，然后加入11.6份天然松香树脂，再恒温加速搅拌60min，得基底液；
(2)搅拌并降温至40℃，在基底液中加入3.8份羟丙基甲基纤维素和13.0份硅灰，继续搅拌30min，再加入3.6份消泡剂OFX-0193，继续加速搅拌30min，即成。
整个制备过程中，所述加速搅拌时搅拌的速度为7000转/分，其他情况下搅拌的速度为1500转/分。
实施例2
本实施例混凝土用消泡脱模剂的原料组分为：甲基硅油26.3wt％、液体石蜡5.3wt％、硅灰5.4wt％、天然松香树脂4.8wt％、非离子型乳化剂9.9wt％、稳定剂1.4wt％、消泡剂1.6wt％，余量为水。其中非离子型乳化剂为三萜皂苷、稳定剂为乙二胺四乙酸四钠、消泡剂为KSG-210。所用甲基硅油的运动粘度为800m2/s，液体石蜡的密度为0.89g/cm3，天然松香树脂的密度为1.065g/cm3，硅灰的粒度为500目。
本实施例混凝土用消泡脱模剂的制备方法：
(1)反应釜升温至75℃，将92.4份水、53.6份甲基硅油、10.8份液体石蜡和20.2份三萜皂苷分散均匀，然后加入9.8份天然松香树脂，再恒温加速搅拌55min，得基底液；
(2)搅拌并降温至35℃，在基底液中加入2.8份乙二胺四乙酸四钠和11.0份硅灰，继续搅拌35min，再加入3.2份消泡剂KSG-210，继续加速搅拌30min，即成。
整个制备过程中，所述加速搅拌时搅拌的速度为8000转/分，其他情况下搅拌的速度为1000转/分。
实施例3
本实施例混凝土用消泡脱模剂的原料组分为：甲基硅油31.6wt％、液体石蜡7.3wt％、硅灰7.9wt％、天然松香树脂7.1wt％、非离子型乳化剂12.2wt％、稳定剂2.4wt％、消泡剂1.6wt％，余量为水。其中非离子型乳化剂为Span-80、稳定剂为羟丙基甲基纤维素、消泡剂为SF-8427。所用甲基硅油的运动粘度为1000m2/s，液体石蜡的密度为0.91g/cm3，天然松香树脂的密度为1.070g/cm3，硅灰的粒度为600目。
本实施例混凝土用消泡脱模剂的制备方法：
(1)反应釜升温至75℃，将59.2份水、63.0份甲基硅油、14.6份液体石蜡和24.4份Span-80分散均匀，然后加入14.2份天然松香树脂，再恒温加速搅拌45min，得基底液；
(2)搅拌并降温至40℃，在基底液中加入4.8份羟丙基甲基纤维素和15.8份硅灰，继续搅拌60min，再加入3.2份消泡剂SF-8427，继续加速搅拌20min，即成。
整个制备过程中，所述加速搅拌时搅拌的速度为5000转/分，其他情况下搅拌的速度为1000转/分。
实施例4
本实施例混凝土用消泡脱模剂的原料组分为：甲基硅油27.6wt％、液体石蜡6.3wt％、硅灰7.4wt％、天然松香树脂5.1wt％、非离子型乳化剂11.3wt％、稳定剂1.5wt％、消泡剂2.1wt％，余量为水。其中非离子型乳化剂为Tween-60、稳定剂为乙二胺四乙酸四钠、消泡剂为OFX-0193。所用甲基硅油的运动粘度为2000m2/s，液体石蜡的密度为0.98g/cm3，天然松香树脂的密度1.085g/cm3，硅灰的粒度为1000目。
本实施例混凝土用消泡脱模剂的制备方法：
(1)反应釜升温至70℃，将77.4份水、55.2份甲基硅油、12.6份液体石蜡和22.6份Tween-60分散均匀，然后加入10.2份天然松香树脂，再恒温加速搅拌60min，得基底液；
(2)搅拌并降温至35℃，在基底液中加入3.0份乙二胺四乙酸四钠和14.8份硅灰，继续搅拌45min，再加入4.2份消泡剂OFX-0193，继续加速搅拌25min，即成。
整个制备过程中，所述加速搅拌时搅拌的速度为6000转/分，其他情况下搅拌的速度为1800转/分。
检测与分析
采用上述实施例制备得到的混凝土用消泡脱模剂进行混凝土制备试验，同时做空白样对比和市售样对比。空白样为未刷任何脱模剂的混凝土，市售样的脱模剂类型为植物油脱模剂(购于湖北某厂)。
将空白样、市售样、实施例1～4得到的混凝土脱模剂，按JC/T949-2005《混凝土制品用脱模剂》标准进行测量，并观察脱模剂乳液状态的干燥时间、稳定性和脱模性能。结果见表1。图1～图3分别为空白样、市售样、实施例1的混凝土脱模后表面的光学照片。
表1不同脱模剂的性能测试结果
Figure BDA0002903621720000061
Figure BDA0002903621720000071
从图1～3和表1可以看出，相较于未涂抹脱模剂的空白样或者涂抹市售脱模剂的市售样而言，以本发明实施例产品为脱模剂的试样明显表面更为光滑，棱角完整无损，且气泡较少，应用效果更佳。本发明实施例1～4的脱模剂在干燥时间，稳定性和脱模性能等方面都满足或优于标准JC/T949-2005《混凝土制品用脱模剂》的要求，同时均优于空白样和市售样。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，不能以此限定本发明实施的范围，依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种混凝土用消泡脱模剂，其特征在于，原料组分为：甲基硅油21.0wt%~38.0wt%、液体石蜡4.2wt%~8.9wt%、硅灰4.3wt%~9.6wt%、天然松香树脂3.8wt%~8.6wt%、非离子型乳化剂7.9wt%~14.8wt%、稳定剂1.0wt%~3.0wt%、消泡剂1.2wt%~2.2wt%，余量为水。
2.根据权利要求1所述的混凝土用消泡脱模剂，其特征在于，所述甲基硅油的运动粘度为500-2000m2/s。
3.根据权利要求1或2所述的混凝土用消泡脱模剂，其特征在于，所述液体石蜡的密度为0.87 ~ 0.98 g/cm³；所述天然松香树脂的密度为1.060 ~ 1.085 g/cm³。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的混凝土用消泡脱模剂，其特征在于，所述硅灰的粒度为400~1000目。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的混凝土用消泡脱模剂，其特征在于，所述非离子型乳化剂为三萜皂苷、烷基糖苷、吐温60、司盘80中的一种或两种以上。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的混凝土用消泡脱模剂，其特征在于，所述稳定剂为羟丙基甲基纤维素或乙二胺四乙酸四钠中的一种。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的混凝土用消泡脱模剂，其特征在于，所述消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂。
8.根据权利要求7所述的混凝土用消泡脱模剂，其特征在于，所述聚醚改性有机硅消泡剂选自OFX-0193、KSG-210或SF-8427中的一种或两种以上。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的混凝土用消泡脱模剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）70-80℃条件下，将水、甲基硅油、液体石蜡和非离子型乳化剂分散均匀，加入天然松香树脂，恒温加速搅拌30-60min，得基底液；
（2）搅拌并降温至30-40℃，在基底液中加入稳定剂和硅灰，继续搅拌30-60min，再加入消泡剂，加速搅拌10-30min，即成。
10.根据权利要求9所述的混凝土用消泡脱模剂的制备方法，其特征在于，加速搅拌时搅拌的速度为5000-8000转/分，其他情况下搅拌的速度为1000-2000转/分。
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