本發明涉及一種含有聚硅氧烷的油劑型無機基體建筑材料脫模劑組合物,用于無機基體建筑材料的單次脫模。
背景技術:
傳統的無機基體建筑材料包括混凝土、砂漿、人造石、磚塊。隨著中國公共設施、辦公住宅的飛速建設,無機基體建筑材料受到廣泛的關注。其制造一般可采用模塑成型法,即將無機膠凝材料(例如硅酸鹽水泥、白色水泥、凝灰巖水泥、火山灰水泥、水玻璃等)、細骨料(例如砂、碎石等)、可選的粗骨料和其他添加劑,以及水注入模具,固化成型后,再從模具中取出制品。除了對無機基體建筑材料的產量、性能有著不斷提高的要求之外,人們對無機基體建筑材料在模具上的粘附量、邊緣完整度、氣孔占比、表面平整度和表面沾污情況也越來越重視。無機基體建筑材料的表面形貌不僅影響到制品的美觀程度,而且影響制品的強度和耐久性。
為了提高無機基體建筑材料脫模性和制品表面形貌,在澆注前會在模具表面預先涂覆脫模劑,使澆注后的無機建筑材料不易粘附在模具上,并且制品表面光滑平整。
傳統的無機基體建筑材料脫模劑組合物一般分為犧牲型和半永久脫模劑。相比于半永久脫模劑,采用犧牲型脫模劑的工廠,其生產效率往往更高,脫模效果更好。
植物油或礦物油及其改性物質的組合物作為犧牲型脫模劑被應用的非常廣泛。其實例有:cn101348384a將廢機油、食用植物油混合脫色,加入礦物油與防銹劑,得到混凝土脫模劑混合物;us6811810以植物油、精制烷烴油(白油)為原料,加入可選的乙醇、脂肪酸獲得水泥和混凝土脫模劑混合物;cn1021972c公開了由石油輕油餾分、再生機油或廢機油、食用植物油腳皂和水配置成的乳液型混凝土脫模劑。cn1129633a利用混合高碳醇工業廢料、植物油腳和適量堿液混合加熱,再加水和廢機油攪拌均勻所得膠狀乳液型脫模劑;cn104479836a公開了由礦物質油、月桂酸鈉等制成的混凝土脫模劑,通過加入偶聯劑、乳化劑、穩定劑得到了乳液型的脫模劑;cn103305329b公開了通過酯交換反應制備的peg改性植物油聚合物,添加乳化劑和水后得到乳液型脫模劑。
這類脫模劑可以在一定程度上提高無機基體建筑材料的脫模性,使用方便,成本較低,但不易改善建筑材料表面形貌,在脫模時仍然存在一些問題。例如,脫模效果不佳,造成無機建筑材料黏附于模具上,制品表面平整度差。現有技術中植物油或礦物油及其改性物質組成的油劑型脫模劑積液嚴重,造成原料水化不完全,制品邊緣強度低,降低制品邊緣完整性;建材原料粘度較大,表面氣體不易排除,在制品表面出現氣孔;乳液型脫模劑由于含水量高,涂覆于金屬模具表面易造成模具銹蝕。在施工過程中,由于建筑材料的組成成分、固化時間、外界環境不同,或受到污染,表面會出現不同深淺、面積的色差,使制品的表面沾污比增大。
目前,通過使用聚硅氧烷作為金屬材料脫模劑的主要成分,可以改善金屬制品形貌等方面的性能。wo02081121a2公開了一種改性硅油、低分子量硅油和生物可降解性合成油脂的組合物,適用于非鐵輕金屬脫模、軋制、擠出、熱拉成型等工序,可有效防止金屬和模具的粘結。
cn103103011b公開了一種乳液型混凝土脫模劑濃縮液,通過加入白油、石蠟或硅油,一定量的乳化劑和消泡劑等組成濃縮液,使用時添加水配制成水乳液,目的在于提高乳液型脫模劑濃縮液的耐久性和儲存性,降低成本。ep1134060b1公開了一種由脂肪酸、脂肪酸衍生物和10-150個結構單元的含側基的聚硅氧烷組成的乳液型混凝土脫模劑。其中,聚硅氧烷的側基可為氫或4-50個碳的長鏈烷基,其含量為脫模劑中油性組分的0.1-10wt%。
技術實現要素:
本發明的目的是提供一種含有聚硅氧烷的油劑型無機基體建筑材料脫模劑組合物。使用本發明的無機基體建筑材料脫模劑組合物制得的建材制品易脫模,脫模后模具表面粘附量小,邊緣完整度、表面平整度高,氣孔占比和表面沾污比小,顯示出優異的脫模性。油劑型產品可以有效減小對金屬模具的腐蝕,有利于模具的保護。
一種油劑型無機基體建筑材料脫模劑組合物,其中含有一種聚硅氧烷或多種聚硅氧烷的組合,按照din53019測試,該聚硅氧烷或多種聚硅氧烷的組合在25℃時的動力粘度范圍為50-60,000mpa.s之間。
如上所述的脫模劑組合物,其中該脫模劑組合物含水量低于5wt%。
如上所述的脫模劑組合物,其中脫模劑組合物含有少于等于0.01wt%的表面活性劑。
如上所述的脫模劑組合物,其中聚硅氧烷是線性聚硅氧烷,選自聚二甲基硅氧烷、羥基封端聚二甲基硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷中的一種或多種的組合;優選自聚二甲基硅氧烷、羥基封端聚二甲基硅氧烷;更優選聚二甲基硅氧烷。
如上所述的脫模劑組合物,其中聚硅氧烷的含量占脫模劑組合物總質量的10-100wt%;優選20-100wt%。
如上所述的脫模劑組合物,其中含有一種或多種石油裂解、分餾后提煉得到的礦物油作為稀釋劑,其動力粘度按照din53019測試在1-2000mpa.s之間,優選精煉后的廢機油、白油、溶劑油,其動力粘度按照din53019測試在1-1000mpa.s之間;更優選白油和溶劑油,其動力粘度按照din53019測試在1-500mpa.s之間。
根據《國家危險廢物名錄(2014修訂稿)》(編寫單位:中華人民共和國環境保護部、中華人民共和國國家發展和改革委員會),廢機油包括車輛、機械維修過程中產生的發動機油、制動器油、自動變速器油、齒輪油等廢潤滑油;冷凍壓縮設備維護、更換過程中產生的廢冷凍機油;使用防銹油進行鑄件表面防銹處理產生的廢防銹油;液壓設備維護、更換過程中產生的廢液壓油;變壓器維護、更換過程中產生的廢變壓器油。
如上所述的脫模劑組合物,該脫模劑組合物25℃下粘度范圍按照din53019測試,在5-5,000mpa.s之間;優選在5-1,000mpa.s之間。
如上所述的脫模劑組合物,其中無機基體建筑材料是砂漿、混凝土(具體包括現場澆筑混凝土、預制混凝土、纖維增強混凝土)、輕質水泥基制品(具體包括加氣混凝土、發泡水泥砌塊),優選無機基體建筑材料是砂漿或混凝土。
含聚硅氧烷的脫模劑組合物用于無機基體建筑材料脫模的應用,其中該脫模劑組合物的含水量低于5wt%,該脫模劑組合物中含有少于等于0.01wt%的表面活性劑;按照din53019測試所含聚硅氧烷在25℃下的動力粘度為50-60,000mpa.s。
如上所述的應用,其中該脫模劑組合物25℃下粘度范圍按照din53019測試,在5-5,000mpa.s之間;優選在5-1,000mpa.s之間。
如上所述的應用,其中無機基體建筑材料是砂漿、混凝土(具體包括現場澆筑混凝土、預制混凝土、纖維增強混凝土)、輕質水泥基制品(具體包括加氣混凝土、發泡水泥砌塊),優選無機基體建筑材料是砂漿或混凝土。
如上所述的應用,其中該脫模劑組合物可應用于各種類型的模具,如木制模具、金屬模具、塑料模具;優選應用于金屬模具;特別優選鋼模、鋁模。其成分中含水量極低,可減少金屬模具的腐蝕,延長模具壽命。
如上所述的應用,其中該脫模劑組合物在模具上的涂覆量在30-100g/m2之間,優選40-90g/m2之間。
如上所述的應用,其中從脫模劑組合物覆蓋于模具表面起,至向模具中澆筑無機基體建筑材料,其之間的干燥時間小于等于30分鐘;優選10-20分鐘。
本發明所述脫模劑組合物通過下面數個實施方案來進行說明。
具體實施方式
本發明所用聚硅氧烷為線性聚硅氧烷,可以是甲基聚硅氧烷、羥基封端聚二甲基硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷的一種或多種的組合。按照din53019測試,該類聚硅氧烷25℃下動力粘度范圍在50-60,000mpa.s之間,是一類透明無色無味或淺黃色液體。
本發明使用的原料如下:
聚二甲基硅氧烷1,線性,由瓦克化學公司提供,按照din53019測試,25℃下動力粘度為100mpa.s。
聚二甲基硅氧烷2,線性,由瓦克化學公司提供,按照din53019測試,25℃下動力粘度為1,000mpa.s。
聚二甲基硅氧烷3,線性,由瓦克化學公司提供,按照din53019測試,25℃下動力粘度為2,000mpa.s。
聚二甲基硅氧烷4,線性,由瓦克化學公司提供,按照din53019測試,25℃下動力粘度為5,000mpa.s。
聚二甲基硅氧烷5,線性,由瓦克化學公司提供,按照din53019測試,25℃下動力粘度為12,500mpa.s。
聚二甲基硅氧烷6,線性,由瓦克化學公司提供,按照din53019測試,25℃下動力粘度為60,000mpa.s。
羥基封端聚二甲基硅氧烷,線性,由瓦克化學公司提供,分子鏈兩端各有一個羥基官能團封端,按照din53019測試,25℃下動力粘度為68mpa.s。
甲基苯基聚硅氧烷,線性,商品名wacker?ap1000,由瓦克化學公司提供,結構中至少含含有較高比例的苯基側基,按照din53019測試,25℃下動力粘度為1100mpa.s。
d40,脫芳香烴溶劑油,按照din53019測試,25℃下動力粘度為1mpa.s,購自殼牌的shellsold40。
精煉后的廢機油,按照din53019測試,25℃下動力粘度為469mpa.s,購自上海應諾施建材有限公司。
白油,按照din53019測試,25℃下動力粘度為8mpa.s,購自江蘇高科石化有限公司。
表1
將本發明脫模劑組合物用于模具的具體實施方法如下:
將實施例1-6及對比例1的無機基體建筑材料脫模劑組合物攪拌均勻,并刷涂于組裝好的清潔鋼模具表面,鋼模內部尺寸為10*10*10cm3,無機基體建筑材料脫模劑組合物涂覆量為60-90g/m2,干燥時間10-20分鐘。待脫模劑組合物流延完全,在模具中澆筑砂漿(砂漿配比選用42.5水泥:標準砂:水=1:2.5:0.5),經振搗均勻后,在室溫條件固化24小時,脫模得到10*10*10cm3的立方塊試樣。為了評價實施例和對比例組合物脫模性的差異,分別對模具內側砂漿粘附量、邊緣完整度、氣孔占比、表面平整度、表面沾污比進行評分,方法如下:
粘附量:脫模24小時后,用鏟刀鏟下粘附于模具內側五個面的砂漿(頂面除外),并計算粘附量。粘附量大于5.0g/m2記為1分;粘附量在1.0-5.0g/m2之間記為3分;粘附量小于1.0g/m2記為5分。
邊緣完整度:脫模24小時后,評價試樣側面及底面共8條棱的破損程度及其完整性,記錄完整無破損棱柱的數量。邊緣完整條數小于4記為1分;邊緣完整條數4-6之間記為3分;邊緣完整條數大于6記為5分。
氣孔占比:脫模3天后,將試樣的4個側面劃分為10*10共100個1*1cm2區域,記錄有氣泡的區域數量占劃分的總區域數量的比例。氣孔占比大于50%記為1分;氣孔占比在40%-50%之間記為3分;氣孔占比小于40%記為5分。
表面平整度:脫模3天后,將試樣的4個側面劃分為20*20共400個0.5*0.5cm2區域,記錄平整光滑的區域數量占劃分的總區域數量的比例。表面平整度小于40%記為1分;表面平整度在40%-70%之間記為3分;表面平整度大于70%記為5分。
表面沾污比:脫模3天后,記錄4個側面中脫模劑組合物在試樣表面的沾污面積占試樣表面總面積的比例。表面沾污比大于50%記為1分;表面沾污比在20%-50%之間記為3分;表面沾污比小于20%記為5分。
根據以上評分標準,對使用實施例1-6和對比例1脫模劑組合物得到的試樣評分如下:
表2
本發明組合物為油劑型脫模劑,在模具內形成疏水的隔離層,減少模具內親水基體與模具表面的粘結力。脫模劑組合物中含有聚硅氧烷,聚硅氧烷的消泡作用可以明顯減少試樣表面的氣孔占比,并且對試樣表面平整度起到積極影響。脫模劑組合物的粘度在合適的范圍內時,可以減少積液現象,極大降低對試樣邊緣強度的影響。但實驗發現,脫模劑組合物中如果含有高于60,000mpa.s粘度的聚硅氧烷,則容易對試樣產生沾污。
從使用實施例1-6和對比例1的脫模劑組合物的試樣氣孔占比評分來看,脫模劑組合物中含有的聚硅氧烷可以明顯減少試樣表面的氣孔數量。
從表面沾污比評分來看,實施例1、3、5、6表明脫模劑組合物的評分明顯優于脫模劑組合物中含有精煉后的廢機油的實施例2,說明該脫模劑組合物在不含稀釋劑,或稀釋劑為白油和d40溶劑油時,效果最佳。
實施例3和6表明,脫模劑組合物中含有較小(68mpa.s)或較大(60,000mpa.s)粘度聚硅氧烷時,這些脫模劑組合物都能表現出優良的脫模性。
實施例1、3-6表明,含有聚二甲基硅氧烷、羥基封端聚二甲基硅氧烷的脫模劑組合物綜合評分較高,脫模效果較好;其中實施例5中含聚二甲基硅氧烷的脫模劑組合物綜合評分最高,脫模效果最好。
實施例1和5表明脫模劑組合物粘度在兩個端點值時(分別為1000mpa.s、7mpa.s),綜合評分較高,表明這兩種脫模劑組合物仍然能實現良好的脫模效果。