专利名称：一种poss改性植物油乳液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，具体地说是一种POSS改性植物油乳液脱模剂及其制备方法，属于建筑材料技术领域。
背景技术：
混凝土脱模剂又称混凝土隔离剂或脱模润滑剂，是一种涂于模板内壁起润滑和隔离作用，使混疑土在硬化后拆模顺利脱离模板，保持混凝土形状完整无损的天然或化学材料。长期以来，国内主要采用机油、柴油、矿物油，以及皂液、皂化动植物油下脚料等作为脱模剂。传统机油柴油等脱模剂对钢筋及混凝土表面产生污染，脱模效果一般。矿物油类脱模剂的使用造成矿物油散失于环境，污染环境，并且机油、柴油、矿物油均属于不可再生资源。植物油基脱模剂作为环保型脱模剂，具有可再生、可生物降解且对人体无伤害的优点，最重要的是使用植物油基脱模剂可以提高混凝土表面质量，但用于高质量工程仍有缺陷，即模具沾灰，脱模性能不好。
发明内容
本发明旨在提供一种绿色环保、脱模性能良好的POSS改性植物油乳液脱模剂及制备方法。所要解决的技术问题是改进提高植物油基脱模剂的脱模性能。为了提高脱模时的剥离性能，减小沾灰，发明人选择用有机硅改性植物油制备脱模剂。有机硅因其化学惰性，润滑性，低表面能以及成膜能力强，从而具有优异的脱模性能， 被认为是最适宜应用的脱模剂。在众多的有机硅中，多面体低聚倍半硅氧烷(P0SQ在性能上具有更低的表面能，因此脱模剥离效果更佳。目前用POSS改性植物油制备脱模剂在国内外文献中尚未发现报道。此类脱模剂以植物油为原料，绿色环保，对人体无害，脱模效果优已升。本发明解决技术问题采用如下技术方案本发明POSS改性植物油乳液脱模剂的特点在于所述脱模剂是以植物油为基体， 以POSS-植物油聚合物为改性剂，并添加乳化剂、消泡剂和稳定剂；其原料按质量百分比构成如下植物油10-20 %，POSS-植物油聚合物0. 1-1 %，乳化剂1-3 %，消泡剂0.2%，稳定剂0. 1%，余量为去离子水。本发明POSS改性植物油乳液脱模剂的制备方法，包括环氧植物油的合成、植物油醇的合成、POSS-植物油聚合物的合成和POSS改性植物油乳液的制备，具体按以下方法操作所述环氧植物油的合成是将菜籽油20g、乙酸15g和催化剂732#强酸性阳离子树脂1. 2g混合后滴加过氧化氢，控制滴加池，滴加完毕后于60°C保温反应4小时，将产物洗涤至中性，干燥后得到环氧植物油；
过氧化氢和乙酸摩尔比为1.2 1 ；所述植物油醇的合成是向IOg环氧植物油中滴加15g乙酸，控制滴加Ih左右，滴加完毕后于55°C保温反应2小时，将产物洗涤至中性，干燥后得到植物油醇；所述POSS-植物油聚合物的合成是将丁二酰氯溶解于精制的二氯甲烷中，冰水浴，在氮气气氛中滴加溶解于精制二氯甲烷中的T7钠盐(七聚(苯基)倍半硅氧烷三硅醇钠)，控制Ih内滴完，丁二酰氯与T7钠盐摩尔比比为3 1，滴加完毕后在冰水浴中反应3 小时，再于室温下反应3小时，反应完后向反应液中加入三乙胺，三乙胺和丁二酰氯的摩尔比1 1，再于冰水浴、氮气气氛中滴加溶解于精制二氯甲烷中的植物油醇，植物油醇与T7 钠盐摩尔比为9 1，滴加完后在冰水浴中反应池，再于室温下反应池，反应完成后过滤，依次经水和饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤并通过旋转蒸发和油泵抽除除去溶剂，得到POSS-植物油聚合物；所述POSS改性植物油乳液的制备是常规的混合过程，具体是将配比量的POSS-植物油聚合物分散到植物油中，搅拌下加入乳化水至乳液转相，所述乳化水是配比量的乳化剂、消泡剂和稳定剂以及部分去离子水混合得到的；继续搅拌20min后将乳化水加完，乳化水的添加总时间控制在30min，搅拌20min后加入余量的去离子水，使植物油的含量为 10-20%，继续搅拌20min后得到POSS改性植物油乳液脱模剂。所述植物油为非转基因植物油；所述乳化剂为非离子型表面活性剂；所述稳定剂为汉生胶；所述消泡剂为有机硅系消泡剂。与已有技术相比，本发明的有益效果体现在本发明用有机硅改性植物油制备脱模剂，使脱模剂具有优异的脱模剥离性能；本发明脱模剂采用植物油为生产原料，绿色环保，可再生可降解，对人体、环境均无害，脱模效果优异。
四
图la、b分别为本发明植物油即菜籽油和环氧植物油的红外谱图。通过对比可发现环氧植物油的红外谱图中165 !^1处C = C双键特征伸缩振动峰消失，在3013CHT1处双键的C-H伸缩振动峰也消失，并且在82km 1处出现了 C-O-C环氧基团的特征振动峰，说明植物油中碳碳双键被氧化生成了环氧基团。图h、b分别为环氧植物油和植物油醇的红外谱图。通过对比可发现环氧植物油红外谱图中82km 1处的环氧基团吸收峰在开环反应池后消失，同时在植物油醇的红外谱图中3442CHT1处出现强的羟基缔合宽峰，从而证明了植物油醇合成。图3a、b分别为植物油醇和POSS-植物油聚合物的红外谱图。通过对比可发现 POSS-植物油聚合物的红外谱图中在1132CHT1处出现Si-O-Si伸缩振动吸收峰，305km S 1432CHT1分别对应T7钠盐中苯环的C-H伸缩振动峰和C-C的特征吸收峰，IOMcm 1出现 Si-O-C特征吸收峰，说明丁二酰氯的一端已接枝上T7钠盐；1741CHT1对应植物油酯基吸收峰，丁二酰氯的C = 0伸缩振动吸收峰在lSOOcm—1，而在1786CHT1出现新的酯基吸收峰，说明丁二酰氯的另一端已接枝上植物油醇，即证明POSS-植物油聚合物的合成。由于反应中植物油醇较T7钠盐过量，故在3461CHT1处的羟基特征吸收峰并未消失。五具体实施例方式实施例1 本实施例中POSS改性植物油乳液脱模剂按质量百分比构成如下植物油10%，POSS-植物油聚合物0. 1%，乳化剂2 %，消泡剂0.2%，稳定剂 0. 1%，余量为去离子水。本发明POSS改性植物油乳液脱模剂的制备方法，包括环氧植物油的合成、植物油醇的合成、POSS-植物油聚合物的合成和POSS改性植物油乳液的制备，具体按以下方法操作环氧植物油的合成是将菜籽油20g、乙酸15g和催化剂732#强酸性阳离子树脂 1.2g混合后滴加过氧化氢，控制滴加池，滴加完毕后于60°C保温反应4小时，将产物洗涤至中性，干燥后得到环氧植物油；过氧化氢和乙酸摩尔比为1.2 1 ；植物油醇的合成是向IOg环氧植物油中滴加15g乙酸，控制滴加Ih左右，滴加完毕后于55°C保温反应2小时，将产物洗涤至中性，干燥后得到植物油醇；POSS-植物油聚合物的合成是将丁二酰氯溶解于精制的二氯甲烷中，冰水浴，在氮气气氛中滴加溶解于精制二氯甲烷中的T7钠盐，控制Ih内滴完，丁二酰氯与T7钠盐摩尔比比为3 1，滴加完毕后在冰水浴中反应3小时，再于室温下反应3小时，反应完后向反应液中加入三乙胺，三乙胺和丁二酰氯的摩尔比1 1，再于冰水浴、氮气气氛中滴加溶解于精制二氯甲烷中的植物油醇，植物油醇与T7钠盐摩尔比为9 1，滴加完后在冰水浴中反应 3h,再于室温下反应3h，反应完成后过滤，依次经水和饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤并通过旋转蒸发和油泵抽除除去溶剂，得到POSS-植物油聚合物；POSS改性植物油乳液的制备是将制备的POSS-植物油聚合物分散到菜籽油中，搅拌下加入50°C的乳化水至乳液转相，其中乳化水是乳化剂、消泡剂和稳定剂以及部分去离子水混合后得到，乳化水中去离子水的质量占去离子水总质量的78-80% ；继续搅拌20min 后将乳化水加完，乳化水的添加总时间控制在30min，搅拌20min后加入余量去离子水，继续搅拌20min后得到POSS改性植物油乳液脱模剂。随后进行混凝土脱模实验。本实施例中使用的植物油为非转基因菜籽油；所述乳化剂为非离子型表面活性剂 GR160，格闰宁化工科技有限公司生产；所述稳定剂为汉生胶，广州恒成生物科技有限公司生产；所述消泡剂为有机硅系消泡剂，国药集团化学试剂有限公司生产；732#强酸性阳离子树脂，国药集团化学试剂有限公司生产。检测项国标值检测结果
干燥成膜时间10-50min20min
稳定性产品稀释液无分层离析，能保持均匀状态均匀，无分层离析
脱模性能能顺利脱模，保持棱角完整无损，表面光脱模容易，表面光滑，棱角完
滑；整，混凝土粘量4.56g/m2
混凝土粘附全不大于5g/m2 对钢模具锈蚀作无锈蚀无锈蚀
用由上表可知，本实施例制备的脱模剂主指标均符合国家标准。实施例2 本实施例中POSS改性植物油乳液脱模剂按质量百分比构成如下植物油13%, POSS-植物油聚合物0.3%，乳化剂2 %，消泡剂0.2%，稳定剂 0. 1%，余量为去离子水。本发明POSS改性植物油乳液脱模剂的制备方法，包括环氧植物油的合成、植物油醇的合成、POSS-植物油聚合物的合成和POSS改性植物油乳液的制备，具体按以下方法操作环氧植物油的合成是将菜籽油20g、乙酸15g和催化剂732#强酸性阳离子树脂 1.2g混合后滴加过氧化氢，控制滴加池，滴加完毕后于60°C保温反应4小时，将产物洗涤至中性，干燥后得到环氧植物油；过氧化氢和乙酸摩尔比为1.2 1 ；植物油醇的合成是向IOg环氧植物油中滴加15g乙酸，控制滴加Ih左右，滴加完毕后于55°C保温反应2小时，将产物洗涤至中性，干燥后得到植物油醇；POSS-植物油聚合物的合成是将丁二酰氯溶解于精制的二氯甲烷中，冰水浴，在氮气气氛中滴加溶解于精制二氯甲烷中的T7钠盐，控制Ih内滴完，丁二酰氯与T7钠盐摩尔比比为3 1，滴加完毕后在冰水浴中反应3小时，再于室温下反应3小时，反应完后向反应液中加入三乙胺，三乙胺和丁二酰氯的摩尔比1 1，再于冰水浴、氮气气氛中滴加溶解于精制二氯甲烷中的植物油醇，植物油醇与T7钠盐摩尔比为9 1，滴加完后在冰水浴中反应 3h,再于室温下反应3h，反应完成后过滤，依次经水和饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤并通过旋转蒸发和油泵抽除除去溶剂，得到POSS-植物油聚合物；POSS改性植物油乳液的制备是将制备的POSS-植物油聚合物分散到菜籽油中，搅拌下加入50°C的乳化水至乳液转相，其中乳化水是乳化剂、消泡剂和稳定剂以及部分去离子水混合后得到，乳化水中去离子水的质量占去离子水总质量的78-80% ；继续搅拌20min 后将乳化水加完，乳化水的添加总时间控制在30min，搅拌20min后加入余量的去离子水， 继续搅拌20min后得到POSS改性植物油乳液脱模剂。随后进行混凝土脱模实验。本实施例中使用的植物油为非转基因菜籽油；所述乳化剂为非离子型表面活性剂 GR160，格闰宁化工科技有限公司生产；所述稳定剂为汉生胶，广州恒成生物科技有限公司生产；所述消泡剂为有机硅系消泡剂，国药集团化学试剂有限公司生产；732#强酸性阳离子树脂，国药集团化学试剂有限公司生产。
检测项 T燥成膜时间稳定性脱模性能
对钢模具诱蚀作用由上表可知，本实施例制备的脱模剂主指标均符合国家标准。实施例3 本实施例中POSS改性植物油乳液脱模剂按质量百分比构成如下植物油16%，POSS-植物油聚合物0.5%，乳化剂2 %，消泡剂0.2%，稳定剂 0. 1%，余量为去离子水。本发明POSS改性植物油乳液脱模剂的制备方法，包括环氧植物油的合成、植物油醇的合成、POSS-植物油聚合物的合成和POSS改性植物油乳液的制备，具体按以下方法操作环氧植物油的合成是将菜籽油20g、乙酸15g和催化剂732#强酸性阳离子树脂 1.2g混合后滴加过氧化氢，控制滴加池，滴加完毕后于60°C保温反应4小时，将产物洗涤至中性，干燥后得到环氧植物油；过氧化氢和乙酸摩尔比为1.2 1 ；植物油醇的合成是向IOg环氧植物油中滴加15g乙酸，控制滴加Ih左右，滴加完毕后于55°C保温反应2小时，将产物洗涤至中性，干燥后得到植物油醇；POSS-植物油聚合物的合成是将丁二酰氯溶解于精制的二氯甲烷中，冰水浴，在氮气气氛中滴加溶解于精制二氯甲烷中的T7钠盐，控制Ih内滴完，丁二酰氯与T7钠盐摩尔比比为3 1，滴加完毕后在冰水浴中反应3小时，再于室温下反应3小时，反应完后向反应液中加入三乙胺，三乙胺和丁二酰氯的摩尔比1 1，再于冰水浴、氮气气氛中滴加溶解于精制二氯甲烷中的植物油醇，植物油醇与T7钠盐摩尔比为9 1，滴加完后在冰水浴中反应 3h,再于室温下反应3h，反应完成后过滤，依次经水和饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤并通过旋转蒸发和油泵抽除除去溶剂，得到POSS-植物油聚合物；POSS改性植物油乳液的制备是将制备的POSS-植物油聚合物分散到菜籽油中，搅拌下加入50°C的乳化水至乳液转相，其中乳化水是乳化剂、消泡剂和稳定剂以及部分去离子水混合后得到，乳化水中去离子水的质量占去离子水总质量的78-80% ；继续搅拌20min 后将乳化水加完，乳化水的添加总时间控制在30min，搅拌20min后加入余量的去离子水， 继续搅拌20min后得到POSS改性植物油乳液脱模剂。随后进行混凝土脱模实验。本实施例中使用的植物油为非转基因菜籽油；所述乳化剂为非离子型表面活性剂
国标值 10-50min
产品稀释液无分层离析，能保持均匀状态能顺利脱模，保持棱角完整无损，表面光滑；
混凝土粘附全不大于5g/m2
检测结果 22min
均匀，无分层离析脱模容易，表面光滑，棱角完整，混凝土粘量4.18g/m2
无锈蚀
无锈蚀GR160，格闰宁化工科技有限公司生产；所述稳定剂为汉生胶，广州恒成生物科技有限公司生产；所述消泡剂为有机硅系消泡剂，国药集团化学试剂有限公司生产；732#强酸性阳离子树脂，国药集团化学试剂有限公司生产。
检测项干燥成膜时间稳定性脱模性能
对钢模具锈蚀作用由上表可知，本实施例制备的脱模剂主指标均符合国家标准。实施例4 本实施例中POSS改性植物油乳液脱模剂按质量百分比构成如下植物油20 %，POSS-植物油聚合物1 %，乳化剂2 %，消泡剂0.2%，稳定剂0.1%， 余量为去离子水。本发明POSS改性植物油乳液脱模剂的制备方法，包括环氧植物油的合成、植物油醇的合成、POSS-植物油聚合物的合成和POSS改性植物油乳液的制备，具体按以下方法操作环氧植物油的合成是将菜籽油20g、乙酸15g和催化剂732#强酸性阳离子树脂 1.2g混合后滴加过氧化氢，控制滴加池，滴加完毕后于60°C保温反应4小时，将产物洗涤至中性，干燥后得到环氧植物油；过氧化氢和乙酸摩尔比为1.2 1 ；植物油醇的合成是向IOg环氧植物油中滴加15g乙酸，控制滴加Ih左右，滴加完毕后于55°C保温反应2小时，将产物洗涤至中性，干燥后得到植物油醇；POSS-植物油聚合物的合成是将丁二酰氯溶解于精制的二氯甲烷中，冰水浴，在氮气气氛中滴加溶解于精制二氯甲烷中的T7钠盐，控制Ih内滴完，丁二酰氯与T7钠盐摩尔比比为3 1，滴加完毕后在冰水浴中反应3小时，再于室温下反应3小时，反应完后向反应液中加入三乙胺，三乙胺和丁二酰氯的摩尔比1 1，再于冰水浴、氮气气氛中滴加溶解于精制二氯甲烷中的植物油醇，植物油醇与T7钠盐摩尔比为9 1，滴加完后在冰水浴中反应 3h,再于室温下反应3h，反应完成后过滤，依次经水和饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤并通过旋转蒸发和油泵抽除除去溶剂，得到POSS-植物油聚合物；POSS改性植物油乳液的制备是将制备的POSS-植物油聚合物分散到菜籽油中，搅拌下加入50°C的乳化水至乳液转相，其中乳化水是乳化剂、消泡剂和稳定剂以及部分去离子水混合后得到，乳化水中去离子水的质量占去离子水总质量的78-80% ；继续搅拌20min 后将乳化水加完，乳化水的添加总时间控制在30min，搅拌20min后加入余量的去离子水，
国标值 10-50min
产品稀释液无分层离析，能保持均匀状态能顺利脱模，保持棱角完整无损，表面光滑；
混凝土粘附全不大于5g/m2
检测结果 2 Imin
均匀，无分层离析脱模容易，表面光滑，棱角完整，混凝土粘量3.75g/m2
无锈蚀
无锈蚀继续搅拌20min后得到POSS改性植物油乳液脱模剂。随后进行混凝土脱模实验。本实施例中使用的植物油为非转基因菜籽油；所述乳化剂为非离子型表面活性剂 GR160，格闰宁化工科技有限公司生产；所述稳定剂为汉生胶，广州恒成生物科技有限公司生产；所述消泡剂为有机硅系消泡剂，国药集团化学试剂有限公司生产；732#强酸性阳离子树脂，国药集团化学试剂有限公司生产。
检测项干燥成膜时间稳定性脱模性能
对钢模具锈蚀作用由上表可知，本实施例制备的脱模剂主指标均符合国家标准。本发明通过乳液法制备了 POSS改性植物油乳液混凝土脱模剂，POSS改性植物油乳液脱模剂是一类高效脱模剂，原料来源丰富，对环境完全没有污染，对人体无伤害，脱模剥离性能优异，脱模得到的混凝土表面光滑完整，无缺陷，模板混凝土粘量小，对模板无锈蚀。
国标值 10-50min
产品稀释液无分层离析，能保持均匀状态能顺利脱模，保持棱角完整无损，表面光滑；
混凝土粘附全不大于5g/m2
检测结果 23min
均匀，无分层离析脱模容易，表面光滑，棱角完整，混凝土粘量1.98g/m2
无锈蚀
无锈蚀
权利要求
1.一种POSS改性植物油乳液脱模剂，其特征在于所述脱模剂是以植物油为基体，以 POSS-植物油聚合物为改性剂，并添加乳化剂、消泡剂和稳定剂得到；其原料按质量百分比构成如下植物油10-20%, POSS-植物油聚合物0. 1-1%，乳化剂1_3%，消泡剂0.2%，稳定剂 0. 1%，余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的POSS改性植物油乳液脱模剂，其特征在于所述植物油为非转基因植物油；所述乳化剂为非离子型表面活性剂；所述稳定剂为汉生胶；所述消泡剂为有机硅系消泡剂。
3.—种权利要求1或2所述的POSS改性植物油乳液脱模剂的制备方法，包括环氧植物油的合成、植物油醇的合成、POSS-植物油聚合物的合成和POSS改性植物油乳液的制备，其特征在于所述POSS-植物油聚合物的合成是将丁二酰氯溶解于二氯甲烷中，冰水浴，在氮气气氛中滴加T7钠盐，丁二酰氯与T7钠盐摩尔比比为3 1，滴加完毕后在冰水浴中反应3小时，再于室温下反应3小时，反应完后向反应液中加入三乙胺，三乙胺和丁二酰氯的摩尔比 1 1，再于冰水浴、氮气气氛中滴加植物油醇，植物油醇与T7钠盐摩尔比为9 1，滴加完后在冰水浴中反应3h，再于室温下反应3h，反应完成后过滤，依次经水和饱和食盐水洗涤， 无水硫酸钠干燥，过滤并除去溶剂后得到POSS-植物油聚合物。
全文摘要
本发明公开了一种POSS改性植物油乳液脱模剂及其制备方法，其中脱模剂是以植物油为基体，以POSS-植物油聚合物为改性剂，并添加乳化剂、消泡剂和稳定剂得到；其原料按质量百分比构成为植物油10-20％，POSS-植物油聚合物0.1-1％，乳化剂1-3％，消泡剂0.2％，稳定剂0.1％，余量为去离子水。本发明脱模剂具有良好的脱模效果，剥离性好，脱模后混凝土表面光滑平整无缺陷，模具混凝土粘量少，对模板无锈蚀，绿色、环保且对人体无伤害。
文档编号C10N40/36GK102504924SQ20111035183
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月9日 优先权日2011年11月9日
发明者王文平, 赵鹤翔 申请人:合肥工业大学