棕櫚油基脫模劑制備工藝的研究

王海軍 田 野 陳 剛 劉玉亭 陳傳明

安徽省高迪循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園股份有限公司

1 引言

混凝土技術(shù)的發(fā)展一直伴隨著人類城市化的發(fā)展，混凝土制品已經(jīng)變成世界上運用領(lǐng)域最為廣泛、應(yīng)用最多的建筑材料。近年來，我國城市化進程的加快，混凝土制品的需求量也越來越大。

在混凝土制品制備過程中，各種構(gòu)件拆模后表面經(jīng)常會出現(xiàn)露筋、蜂窩麻面、孔洞、缺角等質(zhì)量缺陷，不僅影響產(chǎn)品表面的裝飾效果，還會進一步影響其內(nèi)在質(zhì)量和耐久性[1-3]。而脫模劑的使用，能夠有效地減少混凝土和模板之間的內(nèi)聚力，大幅度降低混凝土表面的氣孔數(shù)量，從而達到易于脫模、保持混凝土表觀完整及鋼模防銹的目的，從而明顯地減少甚至避免混凝土制品表面的質(zhì)量問題，保證產(chǎn)品外觀的同時提高產(chǎn)品質(zhì)量[4-6]。

當前國內(nèi)外裝配式預(yù)制混凝土構(gòu)件行業(yè)使用的脫模劑種類眾多，其中絕大多數(shù)產(chǎn)品的原料均選擇礦物質(zhì)油作為基礎(chǔ)油，不可再生，不易降解且對環(huán)境具有危害。隨著混凝土制品的需求增大，脫模劑的市場也隨之增大，因此迫切需要研制一種克服上述缺點的脫模劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的礦物油基脫模劑[7-8]。

本文以棕櫚油作為基礎(chǔ)油，選用s-80/TO-3復(fù)配作為乳化劑制備棕櫚油基脫模劑，探討了加料順序、乳化轉(zhuǎn)速及乳化時間對脫模劑離心穩(wěn)定性的影響，同時通過干燥時間、混凝土黏附量表征其施工性能。

2 實驗

2.1 主要原料及設(shè)備

2.1.1 原料

棕櫚油，廣州萬辰化工有限公司；司班-80（s-80）、異構(gòu)C13醇聚氧乙烯醚（TO-3），廣州市君鑫化工公司產(chǎn)；防腐劑，濟南德藍化工有限公司；阻銹劑，濟南拓達建材有限公司。

2.1.2 儀器

實驗室均質(zhì)乳化機，安徽博進化工機械有限公司；電子天平，上海舜宇恒平公司；高速離心機，山東博科。

2.2 棕櫚油基脫模劑的制備工藝研究

以棕櫚油為基礎(chǔ)油，選用s-80/TO-3復(fù)配作為乳化劑，并加入防腐劑和阻銹劑，在高剪切作用下制備脫模劑，探究乳化劑與棕櫚油的加入順序、乳化轉(zhuǎn)速、乳化時間對脫模劑穩(wěn)定性及施工性能的影響。

2.3 性能測試

2.3.1 離心穩(wěn)定性

取8mL 乳液注入10mL 的螺口離心管，放置于高速離心機內(nèi)，轉(zhuǎn)速設(shè)定為9000r/min，離心分心5min 后，對其穩(wěn)定性進行評價。

2.3.2 脫模劑施工性能

按《混凝土制品用脫模劑》（JC/T 949—2005）的施工性能試驗方法進行測試。

3 結(jié)果與討論

3.1 乳化劑與棕櫚油加入順序?qū)γ撃┓€(wěn)定性的影響

乳化劑與棕櫚油加入方式分別采用棕櫚油與乳化劑水溶液一次性混合、棕櫚油加入乳化劑水溶液中、乳化劑水溶液加入棕櫚油中、棕櫚油與TO-3加入S-80 水溶液中、棕櫚油與S-80加入TO-3 水溶液中五種方式，棕櫚油含量48%，水為48%，乳化劑4%，乳化轉(zhuǎn)速5000r/min，乳化時間25min，制得脫模劑，測定其離心穩(wěn)定性。

表1 加料順序?qū)γ撃┓€(wěn)定性的影響

由上表可知，采用棕櫚油與TO-3 加入S-80 水溶液的加料順序制得的脫模劑離心穩(wěn)定性要優(yōu)于其他四種加料順序，這主要是因為將棕櫚油與水溶性乳化劑TO-3 及S-80 與水先混合，TO-3分子能夠均勻地分散在棕櫚油油滴的周圍，S-80分子則分散在水分子周圍，當將混合TO-3的棕櫚油加入S-80水溶液中，周圍分散有TO-3分子的棕櫚油更容易與S-80水溶液發(fā)生乳化反應(yīng)，形成的乳液顆粒也更加穩(wěn)定，因此選擇棕櫚油與TO-3 加入S-80 水溶液的加料順序制得的棕櫚油基脫模劑離心穩(wěn)定性最好。

3.2 乳化轉(zhuǎn)速對脫模劑穩(wěn)定性的影響

乳化轉(zhuǎn)速是制備棕櫚油脫模劑的主要工藝條件之一。分別選擇乳化轉(zhuǎn)速為2000r/min、3000r/min、4000r/min、5000r/min、6000r/min、7000r/min、8000r/min，其余工藝條件一致，制備得到脫模劑，觀察并測定其離心穩(wěn)定性。

表2 乳化轉(zhuǎn)速對脫模劑穩(wěn)定性的影響

由上表可知：乳化速度不宜過慢也不宜過快，過慢無法將棕櫚油與乳化劑、水充分混合，乳化反應(yīng)不充分，造成制得的脫模劑穩(wěn)定性較差，易分層；過快一方面容易產(chǎn)生大量泡沫，另一方面過為激烈的攪拌容易造成破乳，從而影響脫模劑的性能。因此選定處于中間的5000r/min作為乳化轉(zhuǎn)速。

3.3 乳化時間對脫模劑穩(wěn)定性的影響

分別選擇乳化時間為5min、15min、25min、35min、45min、60min，其余工藝條件一致，制備脫模劑，測定其離心穩(wěn)定性。

表3 乳化時間對脫模劑穩(wěn)定性的影響

由上表可知，隨著時間的增加，脫模劑的離心穩(wěn)定性逐漸提高，當乳化時間超過25min后，離心穩(wěn)定性基本一致，這是因為乳化時間較短時，棕櫚油與乳化劑、水尚未反應(yīng)充分，體系中仍有部分棕櫚油分子未被乳化，從而導(dǎo)致制得的脫模劑出現(xiàn)分層；當乳化時間增加到25min后，體系中的棕櫚油分子已乳化完全，繼續(xù)增加乳化時間并不能提高離心穩(wěn)定性，反而會過度乳化從而導(dǎo)致乳液出現(xiàn)破乳，影響其穩(wěn)定性。25min、35min、45min制備得到的脫模劑離心穩(wěn)定性基本一致，但乳化時間越長會消耗更多能源，故選定乳化時間為25min。

3.4 施工性能

選擇棕櫚油與TO-3 加入S-80 水溶液的加料順序，乳化轉(zhuǎn)速5000r/min，乳化時間25min，制備得到棕櫚油基脫模劑，使用干燥時間、混凝土黏附量以及外觀等試驗方法來表征脫模劑的施工性能。本文選取了當前混凝土預(yù)制構(gòu)件行業(yè)中使用率較高的乳化機油類脫模劑與棕櫚油基脫模劑相對比，結(jié)果如表4所示。

表4 不同種類脫模劑施工性能比較

從表3 可知，乳化機油和環(huán)保型脫模劑的干燥時間相差不大，但乳化機油型脫模劑的混凝土黏附量要明顯高于棕櫚油基脫模劑，且乳化機油型脫模劑脫模之后試塊表面有少量氣孔，而棕櫚油基脫模劑脫模后試塊表面光滑平整。綜合各方面性能，棕櫚油基脫模劑的各項施工性能優(yōu)異。

4 結(jié)束語

（1）通過試驗證明，選用棕櫚油與TO-3加入S-80 水溶液的加料順序，乳化轉(zhuǎn)速5000r/min，乳化時間25min為棕櫚油基脫模劑的最佳工藝。

（2）利用上述方法制備的棕櫚油基脫模劑能夠滿足《混凝土制品用脫模劑》（JC/T 949—2005）的各項指標，具有良好的施工性能，混凝土試件表面光滑無氣孔，且混凝土黏附量較小。