CN114703008B - 一种大流动高粘度多效脱模剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大流动高粘度多效脱模剂及其制备方法和应用方案，其中脱模剂的原料配方为：成膜剂20～30份，乳化剂7～10份，膨润土8～12份，渗透养护剂0.1～0.3份，有机型早强剂0.5‑1.0份，流变调节剂0.5～1.5份，其余组分为水，占45.2～63.9份。制备方法是先将成膜剂与乳化剂在高剪切速率下搅拌均匀，同时将早强养护剂和流变调节剂搅拌均匀后加入膨润土继续搅拌，最后加入已搅拌均匀的成膜剂和乳化剂，得到所述脱模剂。该脱模剂能常温制备，工艺简单；具有大流动和高粘度的矛盾结合，能与模板结合紧密，并成膜均匀；在具有常规助脱模功能的同时，不仅具有早强、消泡等功能，能提升混凝土表面美观度，还具有渗透养护的效果。

Description

一种大流动高粘度多效脱模剂及其制备方法

技术领域

本发明属于混凝土用试剂技术领域，尤其涉及一种大流动高粘度，具有早强、养护、混凝土表面美观等多效合一的混凝土脱模剂及其制备方法。

背景技术

随着科技进步和大众审美的提升，混凝土建筑物对于表面质量的要求也逐渐提高。脱模剂隔离混凝土与模板，避免二者直接接触而降低脱模难度，有助于获得较高表面质量。但普通的脱模助剂已经较难满足表面美观的需求。

现有脱模剂种类繁多，包括纯油类脱模剂、乳化油类脱模剂、石蜡类脱模剂、化学活性类脱模剂、合成树脂类脱模剂等，但往往仅追求助脱模效果，忽略了模板耐久性、混凝土表面美学和其他功能性。如纯油类脱模剂容易污染混凝土表面，皂基脱模剂成膜时间长且会在模板表面残留固化沉积物，乳化型脱模剂有分层变质的风险等。优异的脱模剂应具备对模板和混凝土表面的保护作用，在保护模板的同时尽量缩短模板施工周期，保证混凝土表面光滑无污染，减少表面气孔、降低色差，同时具有较高经济性和环境友好性。

消泡剂与普通脱模剂复合，能够有效减少表面可视气孔的尺寸和数量，提升混凝土的表观质量。目前，多数脱模剂均有消泡组分，常为有机硅消泡剂，需搭配分散剂提升其在水体系中的溶解度。

养护是拆模后的另一项耗时费力的工作，需要通过覆盖薄膜、喷洒水雾等方式保证混凝土水化进程持续进行，从而达到减少表面裂纹、保护表面质量的目的。专利授权号CN103409218 B和CN 102658591 B中脱模剂同时具备了养护作用，从成分上看，应是含废料的有机溶剂或油脂粘附混凝土表面形成保水薄膜，对表面质量影响较大。专利申请号CN113234520 A使用了聚乙烯醇等流变调节剂得到较好的表面质量，但聚乙烯醇具有缓凝效果，延长了脱模周期。

综上所述，脱模剂复合多种效用以增强混凝土表面的美观度，而目前尚未见兼具助脱模、提高表面外观质量、提高表面致密性、缩短脱模周期等多效合一的脱模剂。

发明内容

发明目的：为了脱模剂便于脱模、提升表面质量、便于施工的要求，本发明的目的在于提供一种大流动高粘度多效脱模剂及其制备方法。本发明制备工艺简单，兼具助脱模、养护、早强、使混凝土表面美观等多种功效，以及较高经济性和环保性。

技术方案：本发明的大流动高粘度多效脱模剂，其原料按质量份包括成膜剂20～30份，乳化剂7～10份，膨润土8～12份，渗透养护剂0.1～0.3份，有机型早强剂0.5-1.0份，流变调节剂0.5～1.5份，其余组分为水，占45.2～63.9份。

进一步地，所述成膜剂为300～2000CS的硅油，包括甲基硅油、甲基含氢硅油、乙基硅油、乙烯基硅油、乙基加氢硅油。

进一步地，所述乳化剂包括Span-80、Tween-80、异构十三醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇脂肪酸酯中的两种及以上乳化复配而成，复配比例与成膜剂相适应。

进一步地，所述膨润土为改性钠基膨润土，0.075mm筛余为0～5％。

进一步地，所述渗透养护剂为水剂或粉剂的硅酸钠，模数为1.0～2.5。

进一步地，所述有机型早强剂包括多元醇类物质、醇胺类物质或糖类物质；所述多元醇类物质包括乙二醇、丙二醇、丙三醇，所述醇胺类物质包括三乙醇胺、三异丙醇胺、二异丙醇胺、二乙醇单异丙醇胺、单乙醇二异丙醇胺；所述糖类物质包括蔗糖、葡萄糖。

进一步地，所述流变调节剂为特定减水剂，成膜脱水后易在常温下再溶于水，减水率不低于20％，包括聚羧酸减水剂、氨基羧酸减水剂、萘系高效减水剂。

本发明提供一种大流动高粘度多效脱模剂的制备方法，将成膜剂与乳化剂在1000-8000rpm的剪切速率下进行乳化5～15min，加入膨润土继续搅拌8-15min，再与其他组分混合搅拌5-10min，得到所述脱模剂。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：

1.本发明生产工艺简单，可在常温制备，无需高温高压，短时间即可完成；本发明同时效果明显、质量稳定，对模板和混凝土都有保护作用，环保安全，能够长期储存；

2.本发明涂覆工艺简单、清洗方便，同时具有大流动性和高粘度两种矛盾特性，利于得到薄而均匀的隔离膜，并能与模具紧密贴合；

3.硅油类基体具有消泡作用，降低表面气泡尺寸，流变调节剂则能在混凝土浇筑时提高表层混凝土的流动性，便于气泡的排出。消泡和流化的协同作用，可更大幅度降低表面的气孔数量，从而提高表面美观性；

4.流变调节剂和早强、养护组分具有常温易溶解的特点，在混凝土浇筑后利用膨润土的吸水特性溶解释放，顺浓度梯度与浆体结合；同时三者具有协同强化的作用，三者能协同进一步提高表面的致密性、改善混凝土的表面质量和强化自养护效果，提高混凝土的耐久性；并进一步提高早期强度，从而加快脱模周期。

5.膨润土具有乳化作用，可以增加硅油的分散性从而减少有机乳化剂的加入。此外，膨润土还具有触变作用，固化后遇水再搅拌或振动时易于产生流动性，协同促进提前吸附的流变组分、早强和养护组分的释放，从而强化有益之处4的实现。

附图说明

图1是实施例1中空白组与试验组的表面千倍光学显微图；

图2是实施例1中150mm立方体块表面质量软件评价结果；

图3是实施例1中150mm立方体块表面质量实拍图；

图4是实施例2中150mm立方体块表面质量软件评价结果；

图5是实施例2中150mm立方体块表面质量实拍图；

图6是实施例3中150mm立方体块表面质量软件评价结果；

图7是实施例3中150mm立方体块表面质量实拍图。

图8是对比例1～3的150mm立方体块表面质量实拍图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

试验混凝土设计强度等级为C55，所用的原材料及其质量比为水:水泥:粉煤灰:矿粉:砂:石:减水剂＝1:1.81:0.78:0.46:4.91:7.36:0.04。其中石子粒径分为5mm～10mm和10mm～20mm两种，比例为2：3。

表面气孔和色差评价采用Image pro plus 6.0对相机采集150mm立方体块数据进行分析，养护性能参照《JC901-2002水泥混凝土养护剂》来测定抗压强度比和有效保水率，表层混凝土致密性和强度利用显微硬度表征。

实施例1：

本实施例按质量份的各组分为：甲基硅油30.0份，乳化剂10.0份，膨润土10.0份，聚羧酸减水剂1.5份，三乙醇胺1.0份，液体水玻璃0.2份，水47.3份。其中乳化剂为Span-80和Tween-80以3:2的比例复合而成。

所得脱模剂表面干燥时间约为30min，符合国标限值10～50min；粘附量为2.4g/m²，低于国标限值5g/m²。所得表面致密性明显提升，如图1所示，表面孔径降至50μm以下，能够阻碍水分及有害离子的侵入。

脱模效果较好，如图2所示，相对于空白组，实验组的表面气孔率0.24％，下降了55％；最大气孔直径为1.40mm下降了53％；灰度分布更窄、更加明亮。从图3直接观察也可发现色差明显下降，气孔情况明显改善。

同时具有养护效果，保水率为80％，标准要求等级为合格品；抗压强度比7d为96％，28d为94％，标准要求等级为一级品。同时，表面致密性和显微硬度明显提高，1d和28d的表面显微硬度相较空白组分别提高了47％和35％。

实施例2：

本实施例按质量份的各组分为：乙基加氢硅油21.0份，乳化剂7.0份，膨润土10.0份，萘系高效减水剂1.0份，丙三醇1.0份，粉剂水玻璃0.1份，水59.9份。其中，乳化剂为Span-80和异构十三醇聚氧乙烯醚以1:1的比例复配而成。

所得脱模剂表面干燥时间约为17min，粘附量为2.0g/m²，均符合标准。图4中显示，相对于空白组，实施例2的表面气孔率为0.19％，下降了65％；最大气孔直径为1.39mm，下降了53％；灰度分布更窄、更加明亮。直接观察图5可看到色差和气孔情况均得到明显改善。

同时具有养护效果，保水率为79％标准要求等级为合格品；抗压强度比7d为96％，28d为95％，标准要求等级为一级品。同时，表面致密性和显微硬度明显提高，1d和28d的表面显微硬度相较空白组分别提高了49％和42％。

实施例3：

本实施例按质量份的各组分为：乙烯基硅油25.0份，乳化剂8.0份，膨润土12.0份，聚羧酸减水剂0.5份，二异丙醇胺0.5份，液体水玻璃0.2份，水53.8份。其中，乳化剂为Span-80、异构十三醇聚氧乙烯醚和聚乙二醇脂肪酸酯按3:1:1的比例复配而来。

所得脱模剂表面干燥时间约为21min，粘附量为2.1g/m²，均符合标准。该实施例与废机油进行对比，粘附量从3.2g/m²下降了34.37％。图6中易发现实施例3的气孔率由废机油组的1.76％下降至0.22％，最大气孔直径也由2.75mm下降至1.57mm；灰度分布变窄，色差降低，结合图7可知该实施例对表面无污染，能提高表面质量。两组的表面致密性和显微硬度都有所提高，相较于废机油，实施例3的1d和28d的表面显微硬度分别提高了24％和10％。

对比例1：

本对比例采用普通乳化硅油，具体成分按质量份计：甲基硅油30份，乳化剂10份，水60份。其中乳化剂为Span-80与Tween-80以3:2比例复配而来。

对比例2：

本对比例未添加有机型早强剂，流变调节剂过量，具体各组分按质量份计：乙基硅油25.0份，乳化剂8.0份，膨润土10.0份，聚羧酸减水剂2.0份，液体水玻璃0.5份，水54.5份。其中，乳化剂为Span-80、异构十三醇聚氧乙烯醚和聚乙二醇脂肪酸酯按3:1:1的比例复配而来。

对比例3：

本对比例未添加渗透养护剂，有机型早强剂过量，具体各组分按质量份计：乙基加氢硅油25.0份，乳化剂8.0份，膨润土10.0份，萘系高效减水剂1.0份，丙三醇2.0份，水54份。其中，乳化剂为Span-80和异构十三醇聚氧乙烯醚以1:1的比例复配而成。

对比例1～3所得混凝土表面质量明显较差，如图8所示，其余性能如表1所示。由图8可知，对比例1仅乳化硅油，粘度较大，虽有消泡效果但仍有部分气孔残留；对比例2含有过量有机型早强剂，反而具有缓凝效果，出现大面积色差，并且出现明显脱模划痕；对比例3中过量的流变调节剂，气泡和色差有所改善，但无早强性能，表面偏黑，未达到实施例的致密性。说明流变调节剂和有机型早强剂具有协同增效作用，且证明有机型早强剂0.5-1.0份，流变调节剂0.5～1.5份是效果最好的添加量。

表1实施例1～3及对比组的性能参数汇总

表1中汇总了对比例和实施例的脱模性能，其中干燥时间和粘附量参照《JC/T949-2021混凝土制品用脱模剂》中的性能指标和试验方法，各实施例均符合标准。表面质量采用了软件测量的气孔率、最大孔径表征，而1d和28d的显微硬度表征表面致密性和混凝土表面的早期强度。结果显示，与空白组和惯用的废机油相比，各实施例均能较大幅度提升表面质量，改善气孔缺陷并提高表面致密性。其中，对比例组分中早强性能与流变性能不匹配，导致粘附量增加而1d硬度增幅较小，甚至有所减退。

表2实施例1～3的养护性能汇总

表2汇总了实施例1～3的养护性能，性能指标及其试验方法参照《JC901-2002水泥混凝土养护剂》。可以发现各实施例的保水率均高于合格线，而7d和28d的抗压强度比甚至超过一级品，具有良好的养护效果。对比例1和3未添加养护剂，养护性能远低于养护性能合格限值，对比例3中过量流变调节剂能在一定程度上提高致密度而起到养护效果；而对比例2中养护剂过量，仍不能完全达到实施例的养护效果。

Claims (4)

1.一种大流动高粘度多效脱模剂，其特征在于，其原料按质量份包括成膜剂20~30份，乳化剂7~10份，膨润土8~12份，渗透养护剂0.1~0.3份，有机型早强剂0.5-1.0份，流变调节剂0.5~1.5份，其余组分为水，占45.2~63.9份，所述成膜剂为300~2000CS的硅油，包括甲基硅油、甲基含氢硅油、乙基硅油、乙烯基硅油、乙基加氢硅油，所述乳化剂包括Span-80、Tween-80、异构十三醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇脂肪酸酯中的两种及以上乳化复配而成，复配比例与成膜剂相适应，所述渗透养护剂为水剂或粉剂的硅酸钠，模数为1.0~2.5，所述流变调节剂为特定减水剂，成膜脱水后易在常温下再溶于水，减水率不低于20%，包括聚羧酸减水剂、氨基羧酸减水剂、萘系高效减水剂。

2.根据权利要求1所述的大流动高粘度多效脱模剂，其特征在于，所述膨润土为改性钠基膨润土，0.075mm筛余为0~5%。

3.根据权利要求1所述的大流动高粘度多效脱模剂，其特征在于，所述有机型早强剂包括多元醇类物质、醇胺类物质或糖类物质；所述多元醇类物质为乙二醇、丙二醇或丙三醇，所述醇胺类物质为三乙醇胺、三异丙醇胺、二异丙醇胺、二乙醇单异丙醇胺或单乙醇二异丙醇胺；所述糖类物质为蔗糖或葡萄糖。

4.一种根据权利要求1所述大流动高粘度多效脱模剂的制备方法，其特征在于，将成膜剂与乳化剂在1000-8000rpm的剪切速率下进行乳化5~15min，加入膨润土继续搅拌8-15min，再与其他组分混合搅拌5-10min，得到所述脱模剂。

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