棕榈油基脱模剂制备工艺的研究

王海军 田 野 陈 刚 刘玉亭 陈传明

安徽省高迪循环经济产业园股份有限公司

1 引言

混凝土技术的发展一直伴随着人类城市化的发展，混凝土制品已经变成世界上运用领域最为广泛、应用最多的建筑材料。近年来，我国城市化进程的加快，混凝土制品的需求量也越来越大。

在混凝土制品制备过程中，各种构件拆模后表面经常会出现露筋、蜂窝麻面、孔洞、缺角等质量缺陷，不仅影响产品表面的装饰效果，还会进一步影响其内在质量和耐久性[1-3]。而脱模剂的使用，能够有效地减少混凝土和模板之间的内聚力，大幅度降低混凝土表面的气孔数量，从而达到易于脱模、保持混凝土表观完整及钢模防锈的目的，从而明显地减少甚至避免混凝土制品表面的质量问题，保证产品外观的同时提高产品质量[4-6]。

当前国内外装配式预制混凝土构件行业使用的脱模剂种类众多，其中绝大多数产品的原料均选择矿物质油作为基础油，不可再生，不易降解且对环境具有危害。随着混凝土制品的需求增大，脱模剂的市场也随之增大，因此迫切需要研制一种克服上述缺点的脱模剂代替传统的矿物油基脱模剂[7-8]。

本文以棕榈油作为基础油，选用s-80/TO-3复配作为乳化剂制备棕榈油基脱模剂，探讨了加料顺序、乳化转速及乳化时间对脱模剂离心稳定性的影响，同时通过干燥时间、混凝土黏附量表征其施工性能。

2 实验

2.1 主要原料及设备

2.1.1 原料

棕榈油，广州万辰化工有限公司；司班-80（s-80）、异构C13醇聚氧乙烯醚（TO-3），广州市君鑫化工公司产；防腐剂，济南德蓝化工有限公司；阻锈剂，济南拓达建材有限公司。

2.1.2 仪器

实验室均质乳化机，安徽博进化工机械有限公司；电子天平，上海舜宇恒平公司；高速离心机，山东博科。

2.2 棕榈油基脱模剂的制备工艺研究

以棕榈油为基础油，选用s-80/TO-3复配作为乳化剂，并加入防腐剂和阻锈剂，在高剪切作用下制备脱模剂，探究乳化剂与棕榈油的加入顺序、乳化转速、乳化时间对脱模剂稳定性及施工性能的影响。

2.3 性能测试

2.3.1 离心稳定性

取8mL 乳液注入10mL 的螺口离心管，放置于高速离心机内，转速设定为9000r/min，离心分心5min 后，对其稳定性进行评价。

2.3.2 脱模剂施工性能

按《混凝土制品用脱模剂》（JC/T 949—2005）的施工性能试验方法进行测试。

3 结果与讨论

3.1 乳化剂与棕榈油加入顺序对脱模剂稳定性的影响

乳化剂与棕榈油加入方式分别采用棕榈油与乳化剂水溶液一次性混合、棕榈油加入乳化剂水溶液中、乳化剂水溶液加入棕榈油中、棕榈油与TO-3加入S-80 水溶液中、棕榈油与S-80加入TO-3 水溶液中五种方式，棕榈油含量48%，水为48%，乳化剂4%，乳化转速5000r/min，乳化时间25min，制得脱模剂，测定其离心稳定性。

表1 加料顺序对脱模剂稳定性的影响

由上表可知，采用棕榈油与TO-3 加入S-80 水溶液的加料顺序制得的脱模剂离心稳定性要优于其他四种加料顺序，这主要是因为将棕榈油与水溶性乳化剂TO-3 及S-80 与水先混合，TO-3分子能够均匀地分散在棕榈油油滴的周围，S-80分子则分散在水分子周围，当将混合TO-3的棕榈油加入S-80水溶液中，周围分散有TO-3分子的棕榈油更容易与S-80水溶液发生乳化反应，形成的乳液颗粒也更加稳定，因此选择棕榈油与TO-3 加入S-80 水溶液的加料顺序制得的棕榈油基脱模剂离心稳定性最好。

3.2 乳化转速对脱模剂稳定性的影响

乳化转速是制备棕榈油脱模剂的主要工艺条件之一。分别选择乳化转速为2000r/min、3000r/min、4000r/min、5000r/min、6000r/min、7000r/min、8000r/min，其余工艺条件一致，制备得到脱模剂，观察并测定其离心稳定性。

表2 乳化转速对脱模剂稳定性的影响

由上表可知：乳化速度不宜过慢也不宜过快，过慢无法将棕榈油与乳化剂、水充分混合，乳化反应不充分，造成制得的脱模剂稳定性较差，易分层；过快一方面容易产生大量泡沫，另一方面过为激烈的搅拌容易造成破乳，从而影响脱模剂的性能。因此选定处于中间的5000r/min作为乳化转速。

3.3 乳化时间对脱模剂稳定性的影响

分别选择乳化时间为5min、15min、25min、35min、45min、60min，其余工艺条件一致，制备脱模剂，测定其离心稳定性。

表3 乳化时间对脱模剂稳定性的影响

由上表可知，随着时间的增加，脱模剂的离心稳定性逐渐提高，当乳化时间超过25min后，离心稳定性基本一致，这是因为乳化时间较短时，棕榈油与乳化剂、水尚未反应充分，体系中仍有部分棕榈油分子未被乳化，从而导致制得的脱模剂出现分层；当乳化时间增加到25min后，体系中的棕榈油分子已乳化完全，继续增加乳化时间并不能提高离心稳定性，反而会过度乳化从而导致乳液出现破乳，影响其稳定性。25min、35min、45min制备得到的脱模剂离心稳定性基本一致，但乳化时间越长会消耗更多能源，故选定乳化时间为25min。

3.4 施工性能

选择棕榈油与TO-3 加入S-80 水溶液的加料顺序，乳化转速5000r/min，乳化时间25min，制备得到棕榈油基脱模剂，使用干燥时间、混凝土黏附量以及外观等试验方法来表征脱模剂的施工性能。本文选取了当前混凝土预制构件行业中使用率较高的乳化机油类脱模剂与棕榈油基脱模剂相对比，结果如表4所示。

表4 不同种类脱模剂施工性能比较

从表3 可知，乳化机油和环保型脱模剂的干燥时间相差不大，但乳化机油型脱模剂的混凝土黏附量要明显高于棕榈油基脱模剂，且乳化机油型脱模剂脱模之后试块表面有少量气孔，而棕榈油基脱模剂脱模后试块表面光滑平整。综合各方面性能，棕榈油基脱模剂的各项施工性能优异。

4 结束语

（1）通过试验证明，选用棕榈油与TO-3加入S-80 水溶液的加料顺序，乳化转速5000r/min，乳化时间25min为棕榈油基脱模剂的最佳工艺。

（2）利用上述方法制备的棕榈油基脱模剂能够满足《混凝土制品用脱模剂》（JC/T 949—2005）的各项指标，具有良好的施工性能，混凝土试件表面光滑无气孔，且混凝土黏附量较小。