本发明属于混凝土技术领域，具体为一种清水混凝土脱模剂及其制备方法。
背景技术：
近年来,随着绿色建筑的兴起及环保意识的提高,越来越多的建筑采用清水混凝土技术。清水混凝土对混凝土表观质量要求高，要求混凝土表面平整,颜色均匀一致,无明显气泡。
脱模剂的种类、质量及施工工艺对混凝土表观质量影响至关重要。目前市面上脱模剂在使用过程存在诸多问题，效果不能满足清水混凝土的要求。油性脱模剂易污染混凝土表面，形成二次污染；乳液类脱模剂存在成膜后耐久性不足，且低温易冻结，抗雨水冲刷能力不足等缺点；油漆类脱模剂对涂刷要求高，施工气味重，模板清理难度大。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有脱模剂存在的不足，提出一种新的清水混凝土脱模剂及其制备方法。
本发明目的通过以下技术方案来实现：
一种清水混凝土脱模剂，按重量份数计，包括：纳米氧化锌3～5份，硅烷偶联剂0.5～2份，丙烯酸酯类单体70～90份，烯丙基聚氧乙烯醚50～60份，有机硅单体10～20份，乳化剂1～5份，引发剂1～2份，碳酸氢钠0.5～1份，消泡剂0.5～1份，分散剂0.5～1.5份，流平剂0.5～1.5份，成膜助剂0.5～1.5份，增稠剂1～3份，去离子水150～250份。烯丙基聚氧乙烯醚可以有效降低混凝土与模板之间的粘结力，使混凝土脱模时，不会粘附在模板上；有机硅单体可以提高混凝土脱模剂的稳定性，以适用混凝土不同的施工环境；丙烯酸酯类单体可以提高混凝土脱模剂的柔韧度，不易破损，提高其使用寿命；纳米氧化锌的缓凝和阻锈作用，可以有效降低混凝土的表观缺陷。
进一步，所述丙烯酸酯类单体选自丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸丁酯中的一种或多种。其作用在于增加涂膜的柔韧性，使混凝土脱模剂不易破损。
进一步，所述有机硅单体为乙烯基三甲基硅烷，烯丙基三甲氧基硅烷，烯丙氧基三甲基硅烷，烯丙基三甲基硅烷中的一种或多种。有机硅单体可以赋予混凝土脱模剂良好的耐高低温性能、透气性、耐候性和耐磨性。
进一步，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠，十二烷基苯磺酸钠，span-60，tween-60，span-80，tween-60中的两种或两种以上。乳化剂的作用在于将反应物质分散进行乳液聚合，乳液聚合的成品作为脱模剂的主要成膜物质。
进一步，所述引发剂为过硫酸铵(aps)，过硫酸钾(kps)，过硫酸钠(sps)中的一种。
进一步，所述硅烷偶联剂为3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯，(3-氨丙基)三乙氧基硅烷中的一种。
进一步，所述消泡剂为磷酸三丁酯，有机硅消泡剂，聚醚消泡剂的一种或多种复配而成；所述分散剂为聚羧酸盐、聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠的一种或多种复合而成；所述流平剂为丙烯酸树脂，脲醛树脂及三聚氰胺甲醛树脂的一种或多种；所述成膜助剂为乙二醇乙醚，乙二醇丁醚，丙二醇丁醚，丙二醇甲醚醋酸酯的一种或多种；所述增稠剂为甲基纤维素、羟甲基纤维素钠，羟乙基纤维素的一种或多种。消泡剂主要消除混凝土的表观大气泡；分散剂主要用于成膜物质和纳米氧化锌的解聚和分散；流平剂主要使混凝土脱模剂能在模板上平整光滑涂膜；成膜助剂主要降低混凝土脱模剂的成膜温度；增稠剂主要改善混凝土脱模剂的流挂性能。
一种清水混凝土脱模剂的制备方法，包括以下步骤：
1)纳米氧化锌的改性
将异丙醇与去离子水混合后加入硅烷偶联剂，充分搅拌后加入纳米氧化锌，经超声分散，烘干，球磨得到改性纳米氧化锌；
通过对纳米氧化锌的改性，可以在使纳米氧化锌在混凝土脱模剂乳液中呈现出良好的分散性，不会聚集和沉积。
2)有机硅改性聚醚酯乳液的制备
a、在反应容器中加入去离子水，乳化剂及nahco3，搅拌溶解后，加入烯丙基聚氧乙烯醚，丙烯酸酯类单体，有机硅单体，高速搅拌预乳化，制得预乳液；
b、取一部分预乳液，升温后滴加一部分引发剂，反应至出现蓝光且无回流，得到种子乳液；
c、向种子乳液中滴加剩余的引发剂和预乳液，保温一段时间后加入改性纳米氧化锌，经超声分散后冷却至室温，经调节ph后，过筛，出料，得到有机硅改性聚醚酯乳液；
通过种子乳液聚合比直接原位聚合，乳液粒子分布更加均匀，纳米氧化锌的分散程度更高，所需的乳化剂更少，混凝土脱模剂性能更稳定。
3)清水混凝土脱模剂的制备
向去离子水中加入分散剂，流平剂，成膜剂，高速分散搅拌后加入消泡剂、增稠剂以及有机硅改性聚醚酯乳液，搅拌混匀后得到清水混凝土脱模剂。
通过本方法制备的混凝土脱模剂，乳胶粒粒径呈单峰分布，纳米氧化锌粒子在乳液中分散均匀且稳定，脱模剂具有对模板附着力强，同时脱模效果好，耐冲刷，耐温等特点。
进一步，步骤1)中，所述超声分散时间为15～20min；所述烘干采用先在70～90℃温度下烘至半干，接着在110～130℃℃温度下烘至全干，所述球磨为球磨至细度小于20μm。
进一步，步骤2)b中，所述升温的温度为70～90℃。
进一步，步骤2)c中，所述引发剂和预乳液的总滴加时间为2.5～3.0h，保温时间为1～1.5h；所述超声分散时间为25～35min，所述调节ph采用氨水调节ph值为8～9。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过在脱模剂引入改性后的纳米氧化锌，延迟了混凝土表面浆体的凝结时间，浆体由于重力作用，使生成的气泡破灭或向内部移动，从而改善混凝土的表观质量；同时改性后的纳米氧化锌还能阻止混凝土的生锈，防止混凝土模板因生锈污染混凝土表面。
2、本发明将烯丙基聚氧乙烯醚，丙烯酸酯类单体，有机硅单体通过乳液聚合，合成有机硅改性聚醚酯，以有机硅改性聚醚酯为脱模剂主要成膜物质，使脱模剂具有附着力强，脱模效果好，耐冲刷，耐温，可以多次使用等特点。
3、本发明清水混凝土脱模剂的稳定性好，对于各类钢模、木模附着性能好，耐冲刷性好；脱模效果好，脱模后的混凝土表面平整、光滑细腻、气泡少，有光泽,呈现清水混凝土的镜面效果,可以大幅度提高混凝土外观质量；一次涂覆多次使用，使用成本低，同时且具有优异的防锈、防水性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例清水混凝土脱模剂的具体制备过程如下：
1、纳米氧化锌的改性
将12份异丙醇与2份去离子水均匀混合后，加入1.5份硅烷偶联剂3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯，充分搅拌1h，接着加入5份纳米氧化锌，用超声波分散20min，然后在80℃烘箱中烘至半干，接着在120℃烘至全干，最后在球磨机中磨细至细度小于20μm。。
2、有机硅改性聚醚酯乳液的制备
在装有搅拌装置、蠕动泵、回流冷凝管和温度计的四口烧瓶中加入150份去离子水、2份十二烷基硫酸钠、1份span-60及0.5份nahco3，室温搅拌溶解，将50份烯丙基聚氧乙烯醚，30份甲基丙烯酸甲酯，20份丙烯酸乙酯，20份甲基丙烯酸丁酯，15份乙烯基三甲基硅烷混合，2500～3000r/min高速搅拌预乳化，制得预乳液；
取1/3预乳液，升温至80℃，滴加1/3引发剂溶液，反应至出现蓝光且无回流，即得种子乳液；
向种子乳液中滴加剩余2/3引发剂和2/3预乳液，总滴加时间2.5h，保温1.5h，加入步骤1制得的改性纳米氧化锌，超声波分散30min，冷却室温后，用氨水调节ph值为8，用200目的筛子过滤，出料，即得到有机硅改性聚醚酯乳液。
3、清水混凝土脱模剂的制备
称取50份去离子水，加入0.5份聚丙烯酸钠、1份丙烯酸树脂、1份乙二醇乙醚，2500r/min高速分散搅拌10min后，加入1份磷酸三丁酯、3份甲基纤维素和步骤2得到的有机硅改性聚醚酯的乳液，500r/min低速搅拌均匀后，即得到清水混凝土脱模剂ht-1。
实施例2
本实施例清水混凝土脱模剂的具体制备过程如下：
1、纳米氧化锌的改性
同实施1。
2、有机硅改性聚醚酯乳液的制备
在装有搅拌装置、蠕动泵、回流冷凝管和温度计的四口烧瓶中加入180份去离子水、1.5份十二烷基苯磺酸钠、1份span-60及0.8份nahco3，室温搅拌溶解，将60份烯丙基聚氧乙烯醚，30份甲基丙烯酸甲酯，20份丙烯酸甲酯，40份丙烯酸丁酯，10份烯丙基三甲基硅烷，10份烯丙基三甲氧基硅烷混合，3000r/min搅拌预乳化，制得预乳液；
取1/3预乳液，升温至85℃，滴加1/3引发剂溶液，反应至出现蓝光且无回流，即得种子乳液；
然后滴加剩余2/3引发剂和2/3预乳液，总滴加时间3.0h，保温1h，加入步骤1制得的改性纳米氧化锌，超声波分散25min，冷却室温后，用氨水调节ph值为9，过200目筛，出料，即得到有机硅改性聚醚酯乳液。
3、清水混凝土脱模剂的制备
称取50份去离子水，加入1份六偏磷酸钠、1.5份脲醛树脂、1份乙二醇丁醚，2500r/min高速分散搅拌10min后，加入0.5份有机硅消泡剂、2份羟甲基纤维素钠和步骤2得到的有机硅改性聚醚酯的乳液，300r/min低速搅拌均匀后，即得到清水混凝土脱模剂ht-2。
脱模剂性能测试
对比例1：市售水性混凝土脱模剂；
对比例2：以实施例1为基础，不掺入改性纳米氧化锌，其他组分和制备工艺不变。
对比例3：以实施例1为基础，不对纳米氧化锌进行改性而直接加入纳米氧化锌，其它组分和制备工艺不变。
将实施例1，实施例2，对比例1，对比例2和对比例3的脱模剂，按照《混凝土制品用脱模剂》(jc/t949-2005)对c30普通混凝土进行脱模试验，实验结果见下表1：
表1脱模剂性能测试结果
通过表1的对比可知，实施例1和2制备得到的清水混凝土脱模剂，较市场上水性脱模产品，具有脱模性能好，稳定性好，耐冲刷外，还能有效改善混凝土的表观质量，可以防止混凝土模板因锈蚀而污染混凝土表面，使混凝土呈现清水混凝土镜面效果；较对比例2，可以降低混凝土表层气泡含量，更耐冲刷，无锈渍；较对比例3，纳米粒子分散更均匀和稳定，久置不分层，对模板的防锈蚀作用更强。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。