一种混凝土脱模剂及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 一种混凝土脱模剂及其制备方法和应用 (Concrete release agent and preparation method and application thereof ) 是由 胡光伟 张称 徐四龙 高瑞霞 李静 于 2021-09-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种混凝土脱模剂的制备方法,属于混凝土外加剂技术领域。首先,将植物油与司盘等油相表面活性剂混合制备,得到油相溶液；再将水和葡萄糖酸、苯甲酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠等混合制备,得到水相溶液；在特定温度下将水相溶液与油相溶液充分搅拌,得到目标混凝土脱模剂。该方法制备的混凝土脱模剂安全无毒,脱模效果好,成本低,对环境友好,具有广阔的应用前景。(The invention discloses a preparation method of a concrete release agent, and belongs to the technical field of concrete admixtures. Firstly, mixing vegetable oil with oil phase surfactants such as span and the like to prepare an oil phase solution; mixing water with gluconic acid, sodium benzoate, sodium dodecyl sulfate, sodium dodecyl benzene sulfonate and the like to prepare a water phase solution; and fully stirring the water phase solution and the oil phase solution at a specific temperature to obtain the target concrete release agent. The concrete release agent prepared by the method is safe and nontoxic, has a good release effect, is low in cost, is environment-friendly, and has a wide application prospect.)
技术领域
本发明属于混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种混凝土脱模剂及其制备方法和应用。
背景技术
混凝土脱模剂，是一种涂覆或喷洒于模板内壁，能产生一层隔离膜，起润滑和隔离作用，同时还能有效减少混凝土与模板之间黏附力，使混凝土在拆模时能顺利脱离模板，保持混凝土形状完整无损的物质。目前混凝土工业使用的脱模剂绝大多数是矿物油基的、反应型脱模剂，在这类脱模剂中含有可能与新拌水泥浆中的钙发生化学反应的活性组分。但是，这类脱模剂是由不可再生资源制备的、是不可生物降解的，并向空气中放出挥发性有机物，且所使用的表面活性剂大多不可降解。同时，这些脱模剂中原料油占比较大，有的甚至超过95％，使得脱模剂的制作成本较高。而植物油基脱模剂是由可再生的植物生产的，不会挥发，不会造成环境的污染。且在制备植物油基脱模剂的过程中加入一些可生物降解的表面活性剂，能够有效降低原料油的使用比例，降低脱模剂的制作成本。因此，研发出一种价格低廉，环境友好，稳定性高，效果良好的混凝土脱模剂尤为重要。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种混凝土脱模剂及其制备方法和应用，以解决现有混凝土脱模剂稳定性差、使用的制作原料环境不友好、制作成本高、脱模效果差的技术问题。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明公开了一种混凝土脱模剂，以质量份数计，包括：40～80份植物油、0.1～3份司盘85、0.5～4份司盘80、1～5份司盘20、30～60份水、0.1～2份葡萄糖酸、0.1～2份苯甲酸钠、0.2～1份十二烷基硫酸钠、0.6～2份十二烷基苯磺酸钠和4～10份黄原胶。
优选地，该混凝土脱模剂乳液的平均粒径为1-5微米。
本发明还公开了上述混凝土脱模剂的制备方法，包括以下步骤：
1)制备油相溶液
将植物油加热后，向其中加入油相表面活性剂，搅拌至混合均匀，得到油相溶液；
2)制备水相溶液
将水加热后，向其中加入水相表面活性剂，搅拌至混合均匀，得到水相溶液；
3)制备混凝土脱模剂
搅拌油相溶液，并向其中加入水相溶液并混合均匀，继续搅拌测定其溶液分子粒径，随后降低搅拌速率直至停止搅拌，将形成的入液冷却至室温，得到一种混凝土脱模剂。
优选地，步骤1)中，油相表面活性剂为司盘85、司盘80或司盘20。
优选地，步骤1)中，植物油加热至70～85℃；搅拌是在700～1000rpm转速下机械搅拌10～30min。
优选地，步骤2)中，水相表面活性剂为葡萄糖酸、苯甲酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或黄原胶。
优选地，步骤2)中，水加热至65～80℃。
优选地，步骤2)中，搅拌是在700～1000rpm的转速下机械搅拌10～30min。
优选地，步骤3)中，水相溶液加入油相溶液时搅拌速度为10000～15000rpm，混合均匀后再搅拌5～20min后，测量其溶液分子粒径，当溶液分子粒径为小于5微米时，降低搅拌转速再搅拌15～30min后停止搅拌。
本发明还公开了上述混凝土脱模剂用于脱模的具体使用方法，将混凝土脱模剂和水以1:5的体积份数混合，搅拌均匀形成混凝土脱模剂乳液，将混凝土脱模剂乳液喷洒在模板上，进行脱模处理。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所公开的一种混凝土脱模剂，其成分中有水相表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)，能有效降低表面张力，延长产品的使用寿命，油相表面活性剂司盘85、司盘80和司盘20的HLB(亲水亲油平衡值)较低，亲油性较好，与水相表面活性剂复配后可以得到稳定的乳液；采用植物油作为油相介质，与其他市场上脱模剂制备时所用的机油相比，含有较少的挥发性有机物，环境友好；该新型混凝土脱模剂加入了黄原胶，有增稠的功能，也可以使得稳定性大大提升，放置数天也不会出现乳化、分层、沉淀、絮凝的现象；本产品加入了防腐剂苯甲酸钠，因此耐化学性能好，不易分解，符合实际使用需求，扩大了实际应用范围；本发明加入了葡萄糖酸，它在脱模剂中可以起到改善保湿、去角质性能和使得模具光亮的作用；与现有技术相比，以质量份数计，本发明制备的混凝土脱模剂中各种试剂的份数配比关系能最大程度的发挥各种表面活性剂的作用，使得得到的样品既具有良好的稳定性，又有优良的脱模效果。
进一步的，本发明制备的混凝土脱模剂乳液的分子平均粒径为1-5微米，此粒径相对较小，可以提高脱模剂乳液的稳定性，使其不发生破乳、分层等现象。
本发明还提出了上述一种混凝土脱模剂的制备方法，制备方法简单，采用的原料成本低，制备每公斤新型脱模剂的原料成本仅为4.5～10元，相比于市场上已有的每公斤脱模剂20～25元的价格相比，成本大幅度降低。
将上述一种混凝土脱模剂应用于混凝土脱模中，安全脱模效果好，经实验测试，表面干燥成膜时间为20分钟，混凝土粘附量低于3.0g/m2，对混凝土表面进行抹面等二次作业无不利影响，钢制模具修饰面积比低于0.2，满足性能要求。具有优异的隔离性能、易拆模，耐化学性好，不易分解，成本低，对环境友好，具有广阔的应用前景，在实际混凝土脱模中具有极大的应用潜力。
附图说明
图1为本发明实施例1合成的混凝土脱模剂放置14天后实物图；
图2为本发明实施例1合成的混凝土脱模剂与其他脱模剂放置12小时后对比图；
图3为本发明实施例1合成的混凝土脱模剂与其他脱模剂脱模试样对比；
其中A-其他脱模剂；B-本发明所制备的混凝土脱模剂。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
实施例1
一种混凝土脱模剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：制备油相溶液。以质量份数计，将50份植物油加入烧杯中并加热升温到80℃，向其中加入1.0份司盘85、1.5份司盘80、1.0份司盘20的油相表面活性剂，以800rpm的转速机械搅拌15min；
步骤二：制备水相溶液。将40份水加入新的烧杯中并加热升温到75℃，随后加入0.5份葡萄糖酸、1.0份苯甲酸钠、1.2份十二烷基硫酸钠、1.5份十二烷基苯磺酸钠、5.0份黄原胶等水相表面活性剂，以700rpm的转速进行机械搅拌15min；
步骤三：在12000rpm转速机械搅拌下将水相溶液缓慢加入油相溶液中，混合均匀后继续搅拌20min，使用激光粒度分析仪测定其粒径，当所得粒径小于5微米时，继续搅拌15min，逐渐降低转速，将所形成的乳液冷却至室温，得到一种混凝土脱模剂，其成分如表1所示。
表1：新型混凝土脱模剂的组成成分
将所得新型脱模剂保持粘度后，用水稀释5倍，将样品放入瓶中，室温保存14天监测，可观察到样品稳定，无分离现象，如图1所示。将该脱模剂与其他脱模剂进行对比，室温下放置12小时后效果如图2所示。根据图2可以看出，放置12小时后的本样品依然保持稳定，不发生破乳分层现象，其他脱模剂则早已油水分离。如图3所示，将本发明所制备的混凝土脱模剂(B)与其他脱模剂(A)脱模试样进行对比，可看到A有较多气泡的产生，并且已经出现了质量缺陷，而本发明所制备的混凝土脱模剂脱模效果良好，几乎看不到明显的气泡和缺陷。
实施例2
一种混凝土脱模剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：以质量份数计，将60份植物油加入烧杯中并加热升温到75℃，向其中加入2.0份司盘85、3.0份司盘80、2.0份司盘20的油相表面活性剂，以900rpm的转速机械搅拌10min，待表面活性剂完全溶解，得到油相溶液；
步骤二：将50份水加入新的烧杯中并加热升温到70℃，随后加入1.0份葡萄糖酸、1.5份苯甲酸钠、2.0份十二烷基硫酸钠、1.0份十二烷基苯磺酸钠、8.0份黄原胶的水相表面活性剂，以800rpm的转速进行机械搅拌10min，待表面活性剂完全溶解，得到水相溶液；
步骤三：在13000rpm转速机械搅拌下将水相溶液缓慢加入油相溶液中，完全加入后继续搅拌30min，使用激光粒度分析仪测定其粒径，当所得粒径小于5微米时，继续搅拌15min，逐渐降低转速，将所形成的乳液冷却至室温，得到一种混凝土脱模剂，其成分如表2所示。
表2：新型混凝土脱模剂的组成成分
实施例3
一种混凝土脱模剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：以质量份数计，将65份植物油加入烧杯中并加热升温到70℃，向其中加入1.5份司盘85、2.0份司盘80、1.5份司盘20的油相表面活性剂，以700rpm的转速机械搅拌20min，待表面活性剂完全溶解，得到油相溶液；
步骤二：30份水加入新的烧杯中并加热升温到65℃，随后加入1.5份葡萄糖酸、2.0份苯甲酸钠、1.5份十二烷基硫酸钠、2.0份十二烷基苯磺酸钠、9.0份黄原胶的水相表面活性剂，以1000rpm的转速进行机械搅拌20min，待表面活性剂完全溶解，得到水相溶液；
步骤三：在14000rpm转速机械搅拌下将水相溶液缓慢加入油相溶液中，完全加入后继续搅拌30min，使用激光粒度分析仪测定其粒径，当所得粒径小于5微米时，继续搅拌15min，逐渐降低转速，将所形成的乳液冷却至室温，得到一种混凝土脱模剂，其成分如表3所示。
表3：新型混凝土脱模剂的组成成分
实施例4
一种混凝土脱模剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：以质量份数计，将55份植物油加入烧杯中并加热升温到85℃，向其中加入2.5份司盘85、4.0份司盘80、5.0份司盘20的油相表面活性剂，以1000rpm的转速机械搅拌25min，待表面活性剂完全溶解，得到油相溶液；
步骤二：将60份水加入新的烧杯中并加热升温到75℃，随后加入0.5份葡萄糖酸、2.0份苯甲酸钠、0.5份十二烷基硫酸钠、1.0份十二烷基苯磺酸钠、10份黄原胶的水相表面活性剂，以800rpm的转速进行机械搅拌25min，待表面活性剂完全溶解，得到水相溶液；
步骤三：在15000rpm转速机械搅拌下将水相溶液缓慢加入油相溶液中，完全加入后继续搅拌15min，使用激光粒度分析仪测定其粒径，当所得粒径小于5微米时，继续搅拌15min，逐渐降低转速，将所形成的乳液冷却至室温，得到一种混凝土脱模剂，其成分如表4所示。
表4：新型混凝土脱模剂的组成成分
实施例5
一种新型混凝土脱模剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：以质量份数计，将80份植物油油加入烧杯中并加热升温到75℃，向其中加入2.5份司盘85、3.0份司盘80、5.0份司盘20的油相表面活性剂，以800rpm的转速机械搅拌15min，待表面活性剂完全溶解，得到油相溶液；
步骤二：将30份水加入新的烧杯中并加热升温到60℃，随后加入1.0份葡萄糖酸、1.5份苯甲酸钠、2.0份十二烷基硫酸钠、1.5份十二烷基苯磺酸钠、9.0份黄原胶的水相表面活性剂，以900rpm的转速进行机械搅拌15min，待表面活性剂完全溶解，得到水相溶液；
步骤三：在14000rpm转速机械搅拌下将水相溶液缓慢加入油相溶液中，完全加入后继续搅拌15min，使用激光粒度分析仪测定其粒径，当所得粒径小于5微米时，继续搅拌15min，逐渐降低转速，将所形成的乳液冷却至室温，得到一种新型混凝土脱模剂，其成分如表5所示。
表5：新型混凝土脱模剂的组成成分
实施例6
一种新型混凝土脱模剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：以质量份数计，将70份植物油加入烧杯中并加热升温到80℃，向其中加入4.0份司盘85、3.0份司盘80、2.5份司盘20的油相表面活性剂，以700rpm的转速机械搅拌10min，待表面活性剂完全溶解，得到油相溶液；
步骤二：将45份水加入新的烧杯中并加热升温到70℃，随后加入0.5份葡萄糖酸、2.0份苯甲酸钠、1.5份十二烷基硫酸钠、1.0份十二烷基苯磺酸钠、10份黄原胶的水相表面活性剂，以900rpm的转速进行机械搅拌10min，待表面活性剂完全溶解，得到水相溶液；
步骤三：在15000rpm转速机械搅拌下将水相溶液缓慢加入油相溶液中，完全加入后继续搅拌15min，使用激光粒度分析仪测定其粒径，当所得粒径小于5微米时，继续搅拌15min，逐渐降低转速，将所形成的乳液冷却至室温，得到一种新型混凝土脱模剂，其成分如表6所示。
表6：新型混凝土脱模剂的组成成分
将以上所得脱模剂保持粘度后，用水稀释5倍，将样品放入瓶中，室温保存14天监测，均可观察到样品稳定，无分离现象。经实验测试，表面干燥成膜时间为20分钟，能顺利脱模，混凝土粘附量低于3.0g/m2，对混凝土表面进行抹面等二次作业无不利影响，钢制模具修饰面积比低于0.2，满足性能要求。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
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