本发明涉及建材领域，且特别涉及一种脱模剂及其制备方法与应用。
背景技术：
脱模剂是一种介于模具和成品之间的功能性物质，其用在两个彼此易于粘着的物体表面的一个界面涂层，它可使物体表面易于脱离、光滑及洁净。在使用中脱模剂容易存在分散不均匀而容易沉积问题，更主要是，脱模剂与模具间存在结合不牢固问题，容易被擦去而影响正常工序操作及成品效果，无法满足生产需要。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种脱模剂，该脱模剂成本较，脱模效果较佳。
本发明的第二目的在于提供一种上述脱模剂的制备方法，此方法简单，能够有效提高脱模剂的脱模性能。
本发明的第三目的在于提供一种上述脱模剂的应用，例如将其用作灰渣混凝土空心墙板的脱模剂。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：
本发明提出一种脱模剂，其原料包括4-5重量份的磺化植物油、2-3重量份的醋酸纤维素、1-1.5重量份的微晶蜡、5-8重量份的聚硅氧烷、5-8重量份的二甲基硅氧烷、4-5重量份的改性魔芋葡甘聚糖、1-2重量份的二硫化钼、0.4-0.6重量份的卵磷脂、0.8-1.2重量份的偶联剂以及3-5重量份的壳聚糖。
本发明还提出上述脱模剂的制备方法，包括以下步骤：
研磨磺化植物油、醋酸纤维素、微晶蜡、聚硅氧烷、二甲基硅氧烷、改性魔芋葡甘聚糖、二硫化钼、卵磷脂、偶联剂以及壳聚糖中的固体颗粒，然后按配比混合，加水并于60-70℃搅拌3-5h，冷却。
本发明还提出上述脱模剂的应用，例如将其用作灰渣混凝土空心墙板的脱模剂。
本发明较佳实施例提供的脱模剂及其制备方法与应用的有益效果包括：
本发明较佳实施例提供的脱模剂通过将上述各种物质作为脱模剂的原料，一方面能够使脱模剂分散均匀，避免沉积；另一方面既能够提高脱模剂与模具之间结合的牢固性，又可使物体表面易于脱离、光滑及洁净。其制备方法简单，有利于制备出脱模性能较佳的脱模剂。将上述脱模剂用作灰渣混凝土空心墙板的脱模剂，有利于空心墙板的脱模效果，提高空心墙板的质量。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的脱模剂及其制备方法与应用进行具体说明。
本发明实施例所提供的脱模剂的原料主要包括4-5重量份的磺化植物油、2-3重量份的醋酸纤维素、1-1.5重量份的微晶蜡、5-8重量份的聚硅氧烷、5-8重量份的二甲基硅氧烷、4-5重量份的改性魔芋葡甘聚糖、1-2重量份的二硫化钼、0.4-0.6重量份的卵磷脂、0.8-1.2重量份的偶联剂以及3-5重量份的壳聚糖。
进一步地，脱模剂的原料可包括4.2-4.8重量份的磺化植物油、2.2-2.8重量份的醋酸纤维素、1.2-1.4重量份的微晶蜡、6-7重量份的聚硅氧烷、6-7重量份的二甲基硅氧烷、4.2-4.8重量份的改性魔芋葡甘聚糖、1.2-1.8重量份的二硫化钼、0.44-0.48重量份的卵磷脂、0.9-1.1重量份的偶联剂以及3.5-4.5重量份的壳聚糖。
更进一步地，脱模剂的原料可包括4.5重量份的磺化植物油、2.5量份的醋酸纤维素、1.2重量份的微晶蜡、6.5重量份的聚硅氧烷、6.5重量份的二甲基硅氧烷、4.5重量份的改性魔芋葡甘聚糖、1.5重量份的二硫化钼、0.5重量份的卵磷脂、1重量份的偶联剂以及4重量份的壳聚糖。
其中，磺化植物油可以是植物油经磺化而得的产品。可参考地，植物油例如可以为玉米油、蓖麻油或菜籽油等。磺化反应可以是将植物油加入磺化反应器中，于不超过45℃的条件下边搅拌边加入浓硫酸，反应10-12h。在本发明实施例中，磺化植物油经在脂肪酸链上引入可亲水性强的磺酸基团，所以可使不溶于水的植物油可溶于水，有利于与其它原料成分形成稳定体系，增加脱模剂的抗张强度和延伸率。
此外，采用植物油作为脱模剂成分之一，能较现有技术中的矿油物基原料具有更加优越的性质，例如：可再生性，不会挥发，不会造成环境污染，不会对皮肤造成刺激。
醋酸纤维素是纤维素分子中羟基用醋酸酯化后得到的一种化学改性的天然高聚物。较佳的，本发明实施例中的醋酸纤维素的乙酰基含量优选为40-42wt％，此类醋酸纤维素能够较大程度改善脱模剂成品的粘合度，从而避免脱模剂与模具间存在结合不牢固问题。
微晶蜡黏性较大且具有延展性，将其作为本发明实施例中原料之一，可在其与磺化植物油混合时具有防止油份分离析出。
聚硅氧烷对热和化学试剂稳定，具有突出的耐老化性能、优异的疏水性与电绝缘性。在本发明实施例中其有利于改善脱模剂的粘度以及脱模力，并使脱模剂外观更加细腻。较佳地，上述聚硅氧烷的粘度例如可以为160-200mpa·s。
作为可选的，本发明实施例中的二甲基硅氧烷的粘度可以为300-340pa·s，该粘度下的二甲基硅氧烷能够有效提高脱模剂的耐久性，实现脱模剂的重复使用。
改性魔芋葡甘聚糖是将魔芋葡甘聚糖进行改性后的产物。因魔芋葡甘聚糖的分子量极大，在水中溶胀度高，粘度大，稳定性差。因此，本发明实施例中通过对魔芋葡甘聚糖进行改性，即发生脱乙酰基反应，在其分子链上引入部分基团，形成羧甲基，从而提高魔芋葡甘聚糖的溶解性。通过将改性魔芋葡甘聚糖作为原料之一，与磺化植物油、醋酸纤维素及聚硅氧烷等配合，以利于使待脱模物脱模后完整无损。
二硫化钼作为本发明实施例中的固体润滑剂，在其它原料之间均具有较好的分散性，不粘结，一方面能够增加脱模剂的润滑性，另一方面能够平衡待脱模物与模具之间的摩擦力。
卵磷脂为透明物质，流动性好，其在本发明实施例中主要用于起到促使各原料成分形成均一稳定的脱模剂的作用，此外，其还有利于减少表面张力，防止模板生锈等。值得说明的是，通过将卵磷脂作为原料之一，能够较未含卵磷脂的方式将灰渣混凝土空心墙板的抗压强度提高5-8％。
偶联剂主要用于调节聚硅氧烷和二甲基硅氧烷中所含的甲基的含量，使脱模力达到较佳水平。优选地，本发明实施例中聚硅氧烷和二甲基硅氧烷二者中所含的甲基量共计占二者重量的30-32％。
作为可选的，本发明实施例中壳聚糖的脱乙酰度可以为90-95％，粘度可以为90-100mpa·s，灰分可以为1.5-1.6wt％，含水率可以为8-10wt％。上述性质下的壳聚糖能够与其余原料良好的相容，并具有可生物降解的特点，绿色环保。值得说明的是，本发明实施例中的壳聚糖不能使用成膜形式的壳聚糖，以避免在制备过程中损坏壳聚糖膜。
承上，本发明实施例通过将上述各种物质作为脱模剂的原料，一方面能够使脱模剂分散均匀，避免沉积；另一方面既能够提高脱模剂与模具之间结合的牢固性，又可使物体表面易于脱离、光滑及洁净。
此外，本发明实施例还提供了一种上述脱模剂的制备方法，可参考地，可包括以下步骤：
研磨原料中的固体颗粒，然后按配比混合各原料，加水并于60-70℃搅拌3-5h，冷却。
较佳地，上述混合可先于90-95℃的条件下第一次混合磺化植物油、微晶蜡、醋酸纤维素、聚硅氧烷、二甲基硅氧烷、二硫化钼与偶联剂，冷却至80-85℃后依次加入壳聚糖、改性魔芋葡甘聚糖以及卵磷脂第二次混合。
进一步地，第一混合过程中，先将黄化植物油与微晶蜡混合，然后再与聚硅氧烷、二甲基硅氧烷及偶联剂混合，最后再与二硫化钼及醋酸纤维素混合。
上述采用分批混合的方式，先调节聚硅氧烷与二甲基硅氧烷中甲基的含量，然后使磺化植物油与微晶蜡充分混合，防止油份分离析，然后再加入二硫化钼与醋酸纤维素，以改善混合体系的分散性和粘合度。在此基础上，再与壳聚糖、改性魔芋葡甘聚糖以及卵磷脂混合，能够有效调节反应体系的表面张力，进一步调节反应体系的分散性能以及脱模性能。
可参考地，本发明实施例所用的改性魔芋葡甘聚糖可经以下步骤得到：将改性魔芋葡甘聚糖粉末在碱性条件下与氯乙酸混合，于ph值为7-7.5且温度为65-70℃的条件下反应4-5h，干燥。此方法主要是实现魔芋葡甘聚糖的双亲核取代，有利于提高脱模剂的韧性。
较佳的，魔芋葡甘聚糖与氯乙酸的质量比可以为1:0.5-0.6，该质量比范围下所得的改性魔芋葡甘聚糖的黏度更利于与本发明实施例中其余原料的黏度配合，以得到较佳黏度范围的脱模剂。
较佳地，碱性条件可由乙醇提供，改性魔芋葡甘聚糖粉末与乙醇以及氯乙酸的反应过程全程于100-120khz的超声氛围下进行，以使魔芋葡甘聚糖充分得以改性。
此外，本发明实施例还提供了一种上述脱模剂的应用，例如可将其用作灰渣混凝土空心墙板的脱模剂，有利于空心墙板的脱模效果，提高空心墙板的质量。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
以4重量份的磺化植物油、2重量份的醋酸纤维素、1重量份的微晶蜡、5重量份的聚硅氧烷、5重量份的二甲基硅氧烷、4重量份的改性魔芋葡甘聚糖、1重量份的二硫化钼、0.4重量份的卵磷脂、0.8重量份的偶联剂以及3重量份的壳聚糖共同作为原料。
其中，醋酸纤维素的乙酰基含量为40wt％。聚硅氧烷的粘度为160mpa·s。二甲基硅氧烷的粘度为300pa·s。聚硅氧烷和二甲基硅氧烷二者中所含的甲基量共计占二者重量的30％。壳聚糖的脱乙酰度为90％，粘度为90mpa·s，灰分为1.5wt％，含水率为8wt％。
磺化植物油是将蓖麻油加入磺化反应器中，于45℃的条件下边搅拌边加入浓硫酸，反应10h得到。
改性魔芋葡甘聚糖经以下步骤得到：将改性魔芋葡甘聚糖粉末在碱性条件下与氯乙酸以质量比为1:0.5混合，于ph值为7、温度为65℃且超声频率为100khz的条件下反应5h，干燥。
研磨磺化植物油、醋酸纤维素、微晶蜡、聚硅氧烷、二甲基硅氧烷、改性魔芋葡甘聚糖、二硫化钼、卵磷脂、偶联剂及壳聚糖中的固体颗粒，然后按配比混合，加水并于60℃搅拌5h，冷却，得脱模剂。
实施例2
以5重量份的磺化植物油、3重量份的醋酸纤维素、1.5重量份的微晶蜡、8重量份的聚硅氧烷、8重量份的二甲基硅氧烷、5重量份的改性魔芋葡甘聚糖、2重量份的二硫化钼、0.6重量份的卵磷脂、1.2重量份的偶联剂以及5重量份的壳聚糖共同作为原料。
其中，醋酸纤维素的乙酰基含量为42wt％。聚硅氧烷的粘度为200mpa·s。二甲基硅氧烷的粘度为340pa·s。聚硅氧烷和二甲基硅氧烷二者中所含的甲基量共计占二者重量的32％。壳聚糖的脱乙酰度为95％，粘度为100mpa·s，灰分为1.6wt％，含水率为10wt％。
磺化植物油是将蓖麻油加入磺化反应器中，于40℃的条件下边搅拌边加入浓硫酸，反应12h得到。
改性魔芋葡甘聚糖经以下步骤得到：将改性魔芋葡甘聚糖粉末在碱性条件下与氯乙酸以质量比为1:0.6混合，于ph值为7.5、温度为70℃且超声频率为120khz的条件下反应4h，干燥。
研磨磺化植物油、醋酸纤维素、微晶蜡、聚硅氧烷、二甲基硅氧烷、改性魔芋葡甘聚糖、二硫化钼、卵磷脂、偶联剂及壳聚糖中的固体颗粒。按配比于90℃的条件下先将黄化植物油与微晶蜡混合，然后再与聚硅氧烷、二甲基硅氧烷及偶联剂混合，最后再与二硫化钼及醋酸纤维素混合，冷却至80℃后依次加入壳聚糖、改性魔芋葡甘聚糖以及卵磷脂混合，加水并于70℃搅拌3h，冷却，得脱模剂。
实施例3
以4.2重量份的磺化植物油、2.8重量份的醋酸纤维素、1.2重量份的微晶蜡、7重量份的聚硅氧烷、6重量份的二甲基硅氧烷、4.8重量份的改性魔芋葡甘聚糖、1.2重量份的二硫化钼、0.48重量份的卵磷脂、0.9重量份的偶联剂以及4.5重量份的壳聚糖共同作为原料。
其中，醋酸纤维素的乙酰基含量为40wt％。聚硅氧烷的粘度为170mpa·s。二甲基硅氧烷的粘度为310pa·s。聚硅氧烷和二甲基硅氧烷二者中所含的甲基量共计占二者重量的30％。壳聚糖的脱乙酰度为92％，粘度为92mpa·s，灰分为1.5wt％，含水率为8wt％。
磺化植物油是将玉米油加入磺化反应器中，于38℃的条件下边搅拌边加入浓硫酸，反应10.5h得到。
改性魔芋葡甘聚糖经以下步骤得到：将改性魔芋葡甘聚糖粉末在碱性条件下与氯乙酸以质量比为1:0.5混合，于ph值为7.2、温度为67℃且超声频率为105khz的条件下反应4h，干燥。
研磨磺化植物油、醋酸纤维素、微晶蜡、聚硅氧烷、二甲基硅氧烷、改性魔芋葡甘聚糖、二硫化钼、卵磷脂、偶联剂及壳聚糖中的固体颗粒。按配比于95℃的条件下先将黄化植物油与微晶蜡混合，然后再与聚硅氧烷、二甲基硅氧烷及偶联剂混合，最后再与二硫化钼及醋酸纤维素混合，冷却至84℃后依次加入壳聚糖、改性魔芋葡甘聚糖以及卵磷脂混合，加水并于68℃搅拌4.5h，冷却，得脱模剂。
实施例4
以4.8重量份的磺化植物油、2.2重量份的醋酸纤维素、1.4重量份的微晶蜡、6重量份的聚硅氧烷、7重量份的二甲基硅氧烷、4.2重量份的改性魔芋葡甘聚糖、1.8重量份的二硫化钼、0.44重量份的卵磷脂、1.1重量份的偶联剂以及3.5重量份的壳聚糖共同作为原料。
其中，醋酸纤维素的乙酰基含量为42wt％。聚硅氧烷的粘度为190mpa·s。二甲基硅氧烷的粘度为330pa·s。聚硅氧烷和二甲基硅氧烷二者中所含的甲基量共计占二者重量的32％。壳聚糖的脱乙酰度为94％，粘度为94mpa·s，灰分为1.6wt％，含水率为10wt％。
磺化植物油是将菜籽油加入磺化反应器中，于40℃的条件下边搅拌边加入浓硫酸，反应11.5h得到。
改性魔芋葡甘聚糖经以下步骤得到：将改性魔芋葡甘聚糖粉末在碱性条件下与氯乙酸以质量比为1:0.6混合，于ph值为7.4、温度为68℃且超声频率为115khz的条件下反应5h，干燥。
研磨磺化植物油、醋酸纤维素、微晶蜡、聚硅氧烷、二甲基硅氧烷、改性魔芋葡甘聚糖、二硫化钼、卵磷脂、偶联剂及壳聚糖中的固体颗粒。按配比于92℃的条件下先将黄化植物油与微晶蜡混合，然后再与聚硅氧烷、二甲基硅氧烷及偶联剂混合，最后再与二硫化钼及醋酸纤维素混合，冷却至82℃后依次加入壳聚糖、改性魔芋葡甘聚糖以及卵磷脂混合，加水并于62℃搅拌3.5h，冷却，得脱模剂。
实施例5
以4.5重量份的磺化植物油、2.5量份的醋酸纤维素、1.2重量份的微晶蜡、6.5重量份的聚硅氧烷、6.5重量份的二甲基硅氧烷、4.5重量份的改性魔芋葡甘聚糖、1.5重量份的二硫化钼、0.5重量份的卵磷脂、1重量份的偶联剂以及4重量份的壳聚糖共同作为原料。
其中，醋酸纤维素的乙酰基含量为41wt％。聚硅氧烷的粘度为180mpa·s。二甲基硅氧烷的粘度为320pa·s。聚硅氧烷和二甲基硅氧烷二者中所含的甲基量共计占二者重量的32％。壳聚糖的脱乙酰度为92.5％，粘度为95mpa·s，灰分为1.55wt％，含水率为9wt％。
磺化植物油是将蓖麻油加入磺化反应器中，于45℃的条件下边搅拌边加入浓硫酸，反应11h得到。
改性魔芋葡甘聚糖经以下步骤得到：将改性魔芋葡甘聚糖粉末在碱性条件下与氯乙酸以质量比为1:0.55混合，于ph值为7.2、温度为68℃且超声频率为110khz的条件下反应4.5h，干燥。
研磨磺化植物油、醋酸纤维素、微晶蜡、聚硅氧烷、二甲基硅氧烷、改性魔芋葡甘聚糖、二硫化钼、卵磷脂、偶联剂及壳聚糖中的固体颗粒。按配比于92.5℃的条件下先将黄化植物油与微晶蜡混合，然后再与聚硅氧烷、二甲基硅氧烷及偶联剂混合，最后再与二硫化钼及醋酸纤维素混合，冷却至82.5℃后依次加入壳聚糖、改性魔芋葡甘聚糖以及卵磷脂混合，加水并于65℃搅拌4h，冷却，得脱模剂。
实施例6
本实施例提供一种如实施例1-5任一实施例制备而得的脱模剂的应用，即将其用作灰渣混凝土空心墙板的脱模剂。
试验例
重复实施实施例1-5，得到足够多的脱模剂，以市售的倍立达新材料有限公司的混凝土脱模剂bld-bt40为对照组，分别对实施例1-5所得的脱模剂以及对照组的脱模剂进行以下测定。
(一)、外观评定
在20℃的条件下，取脱模剂100ml，静置24h后检测其外观。其结果显示，实施例1-5制备而得的脱模剂均无分层和沉淀，相态均匀；对照组的脱模剂有分层显现并具有部分沉淀。
(二)、性能测定
按照《jc/t949-2005》标准测试脱模剂的性能，其结果显示，实施例1-5制备所得的脱模剂较对照组的脱模性能整体更佳：
a、脱模后混凝土粘附量按照实施例1-5以及对照组依次分别为1.12g/m2、0.74g/m2、0.68g/m2、0.65g/m2、0.61g/m2和2.43g/m2。
b、干燥成膜时间按照实施例1-5以及对照组依次分别为30min、31min、30min、30min、29min和33min。
c、耐水性能均合格。
d、对钢模具锈蚀作用均合格。
综上所述，本发明实施例提供的脱模剂成本较，脱模效果较佳。其制备方法简单，能够有效提高脱模剂的脱模性能。将上述脱模剂用作灰渣混凝土空心墙板的脱模剂，有利于空心墙板的脱模效果，提高空心墙板的质量。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。