一种植物油基混凝土脱模剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开本一种植物油基混凝土脱模剂及其制备方法，制备脱模剂的原料（重量份数）为：植物油（100~150份）、水（150~300份）、油酸（2~3份）、防腐剂（2~5份）、PEG（5~15份）、漆酶（3~5份）、疏水纳米SiO2颗粒（1~3份）、异丙醇铝（50~65份），漆酶通过米曲霉菌接入甘蔗渣培养基中，按设定工艺制得，油酸用于脱模剂的pH值调节，植物油是蓖麻油或桐油或乌桕梓油中的一种，制备工艺包括漆酶制作、将植物油使用漆酶选择性氧化、改性、精制、再使用异丙醇铝进行还原、加入疏水SiO2粒子及乳化共六个步骤。所得到的植物油基混凝土脱模剂是一种同时形成疏水物理结构和疏水涂层的脱模剂，可以取得与传统脱模剂意想不到的脱模效果。

A vegetable oil-based demoulding agent for concrete and its preparation method

The invention discloses a vegetable oil-based concrete demoulding agent and its preparation method. The raw materials for preparing demoulding agent (weight fraction) are vegetable oil (100-150 phr), water (150-300 phr), oleic acid (2-3 phr), preservatives (2-5 phr), PEG (5-15 phr), laccase (3-5 phr), hydrophobic nano-SiO 2 particles (1-3 phr), isopropanol aluminum (50-65 phr), laccase passing through Aspergillus orus oryzae. Oil is one of castor oil or tung oil or tallow catalpa oil. The preparation process includes six steps: laccase production, selective oxidation of vegetable oil with laccase, modification, refining, reduction with aluminium isopropoxide, addition of hydrophobic SiO 2 particles and emulsification. The obtained vegetable oil-based concrete demoulding agent is a demoulding agent which forms both hydrophobic physical structure and hydrophobic coating. It can achieve unexpected demoulding effect with traditional demoulding agent.

【技术实现步骤摘要】
一种植物油基混凝土脱模剂及其制备方法
本专利技术涉及一种植物油基混凝土脱模剂及其制备方法，具体是针对植物蓖麻油进行改性，使其具备自乳化的能力，从而减少乳化剂用量，提高脱模效果，并添加助剂使其可以提升混凝土的早期强度，属于混凝土脱模剂

技术介绍
脱模剂是建筑业浇注混凝土过程中必须使用的材料，使用矿物油或植物油制作脱模剂，基本要求是制备脱模剂的原料需要容易获取，不污染环境，可以再生，对施工人员没有危害，不会影响混凝土制品的性能，更不能与人争地。现有的如中国专利“一种混凝土脱模剂”(CN108219910A)公开的，是矿物油基乳化油型脱模剂及其制备方法，将矿物油、乳化剂、稳定剂、消泡剂和成膜助剂等助剂通过简单的混合均质制得，基础油是矿物油，其不足之处是：难以生物降解，不够环保；中国专利“一种POSS改性植物油乳液脱模剂及其制备方法”(CN102504924A)所述的脱模剂以菜籽油基为基体，并添加乳化剂、消泡剂和稳定剂得到，其不足之处是：所采用原料丁二酰氯等成本高，影响经济性，同时使用的是可以食用的菜籽油，浪费了粮食资源；中国专利“混凝土脱模剂及制作方法”(CN107118836A)公开的脱模剂以动物油为基体，进行皂化反应，制得皂类脱模剂，并添加乳化剂、防腐剂和消泡剂等，其不足之处是：所采用的动物油脂价格较高，经济性较差；中国专利“一种混凝土构件脱模剂”(CN106003236A)所述生产工艺不仅使用了大量矿物油基成分，而且都是一些易燃烧易挥发的油类，这都不利于实际生产，同时在混凝土脱模的过程中，混凝土制品表面不可避免的会沾上脱模剂，这些矿物油粘附在混凝土制品表面极难去除，影响后续的修面工序；中国专利“一种混凝土脱模剂”(CN105820862A)采用聚乙烯醇、油酸、乳化油作为脱模的有效成分，并添加了增稠剂、乳化剂和防冻剂等，其不足之处是：采用乙烯醇，壬基酚聚氧乙烯基醚同样会不容易降解而导致环境污染的问题；中国专利“一种自乳化油脂生产装机及生产自乳化酯的方法”(CN106811307)所述生产工艺采用常温氧气作为氧化剂，不能进行选择性氧化，不利于生产性能稳定的自乳化产品；中国专利“一种植物油改性的自乳化酯及其制备方法”(CN105199856A)利用不饱和植物油与烯基二元酸进行Diels-Alder加成反应，使植物油上带有亲水的羧基，再和脂肪醇聚醚进行酯化，改善了植物油的亲水性，但此专利公布的工艺需要含有共轭二烯结构的植物油；中国专利“自乳化脂肪组合物”(CN108882721A)采用的是使用甘油三酯和丙三醇进行酯交换反应，此反应体系副反应多，产物包含有甘油单酯，甘油二酯和甘油三酯，不利于形成稳定的乳液；中国专利“一种自乳化型植物油/脂肪酸铝/三乙醇胺复合体系高效脱模剂”(CN108060003A)使用三氯化铝或四氯化钛对植物油进行改性，生成带氯离子的甘油酯和脂肪酸铝，利用亲水性的甘油酯实现自乳化，脂肪酸铝实现乳化稳定性，该方法对原料的含水量有着严苛的要求，由于使用的催化剂都是氯盐，残留的氯离子会严重影响钢制模板的寿命和混凝土里面的钢筋材料的强度；中国专利“一种用漆酶催化合成环氧植物油的方法”(CN105985866A)采用玉米秸秆制备介体后，再用杏鲍菇、白腐菌发酵制备漆酶，利用漆酶对植物油氧化制得环氧植物油，缺点是发酵效率不高。植物油因为自身的优点成为脱模剂原料的理想替代物，它属于绿色产品，是可再生资源，在地球上的任何角落都可以轻松的获取；其次，植物油是完全可以降解的，不会对环境造成污染，对人员也很友好，没有伤害；最重要的是植物油类于矿物油，具有良好的润滑性，制备的脱模剂脱模效果好，理论上完全可以取代矿物油类脱模剂。从经济上讲，植物油基脱模剂较传统型脱模剂也有优势，因而具有潜在的巨大的市场。传统脱模剂是在模板表面形成一层连续的油膜，利用油膜的低表面张力和疏水等特性在模具表面形成疏水涂层。仿生制备试验证明，通过增加固体表面的微结构粗糙度以及构造合适的表面微观形貌，是提高材料表面疏水性能的关键。此时从微观的角度来看，液滴就像“悬浮”在表面的粗糙结构上，仿佛被一系列的针尖所顶起来了，此时液体进行滚动所需克服的势垒大大降低。仔细观察荷叶的微观结构就可得知，具有纳米尺度的疏水结构，才能大大提升表面的疏水性能。
技术实现思路
本专利技术是针对
技术介绍
所述的不足，提供一种植物油基混凝土脱模剂及其制备方法，是一种自乳化型植物油高效脱模体系，采用绿色环保的方法来改善植物油的亲水性，从而可以降低乳化剂的用量甚至不需要加乳化剂。本专利技术的技术方案是：一种植物油基混凝土脱模剂，所述脱模剂包括如下原料：植物油、水、油酸、防腐剂、聚乙二醇、漆酶、疏水纳米SiO2、异丙醇铝；所述漆酶通过米曲霉菌接入甘蔗渣培养基中，按设定工艺环境中制得，所述油酸用于脱模剂的pH值调节；各种原料按重量组份设定如下：所述植物油是：桐油、蓖麻油、乌桕梓油中的一种，优选蓖麻油；所述防腐剂是：苯甲酸钠、山梨酸钾、苯甲酸、丙酸钙中的一种或多种，优选苯甲酸钠；所述疏水纳米SiO2是：粒径在40～60纳米的改性疏水纳米SiO2粒子；所述聚乙二醇是：数均分子量在8000～12000之间的高聚物，优选数均分子量为10000的高聚物。如上所述一种植物油基混凝土脱模剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：制备漆酶将低成本的米曲霉菌接入富糖的甘蔗渣培养基中，于20±3℃环境的发酵槽中培养20～30天，再提取其中的培养液，浓缩到25～30％,得到漆酶浓缩液；富糖的甘蔗渣可以提高发酵效率。步骤二：植物油氧化将按步骤一制得的漆酶浓缩液加入植物油中，并装入反应釜，对植物油催化氧化，使用鼓风机往植物油中通入无尘空气，维持温度40±5℃，维持1.5～2.5h，并进行搅拌，再升温至120±10℃，保温30min，即制得氧化植物油；步骤三：制备改性植物油将异丙醇铝缓慢加入至步骤二制得的氧化植物油里面，加热至80±5℃，反应2～3h，同时开启搅拌，得到改性植物油；步骤四：制备精制改性植物油对步骤三制得的改性植物油进行减压蒸馏，除去里面的小分子副产物，得到精制改性植物油；步骤五：制备脱模剂的油相组分将精制改性植物油升温至80±5℃，加入聚乙二醇，pH调节剂，保温搅拌1h待其溶解，得到脱模剂的油相组分；步骤六：乳化将蒸馏后的脱模剂的油相组分冷却到室温加入防腐剂、水和疏水纳米SiO2并使用胶体磨进行均质，得到植物油基混凝土脱模剂。如上所述一种植物油基混凝土脱模剂的制备方法，其特征在于：所述步骤六进行乳化的具体工艺参数是：胶体磨一级均质阀压力55～60Mpa，二级均质阀压力为10～12MPa，均质次数为3～5次。如上所述一种植物油基混凝土脱模剂的制备方法，其特征在于：所述步骤六中，前一半体积的水控制在15min内连续加完，后一半体积的水一次性加入到胶体磨里面。本专利技术一种植物油基混凝土脱模剂及其制备方法的理论依据是：在脱模剂的使用过程中，乳化剂会使得脱模剂的油膜耐水性变差，因此涂刷脱模剂不能够在雨天进行，脱模剂所形成的油膜的耐久性也会变差，基于高效生物酶催化氧化植物油，使植物油上的不饱和双键氧化成羰基，再使用异丙醇铝进行还原，使植物油的脂肪链上生成羟基，从而改善植物油的亲水性，就可以在不外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植物油基混凝土脱模剂，其特征在于：所述脱模剂包括如下原料：植物油、水、油酸、防腐剂、聚乙二醇、漆酶、疏水纳米SiO2、异丙醇铝；所述漆酶通过米曲霉菌接入甘蔗渣培养基中，按设定工艺环境在发酵槽中制得，所述油酸用于脱模剂的pH值调节；各种原料按重量组份设定如下：植物油 100~150份漆酶 3~5份异丙醇铝 50~65份防腐剂 2~5份油酸 2~3份疏水纳米SiO2 1~3份聚乙二醇 5~15份水 150~300份所述植物油是：桐油、蓖麻油、乌桕梓油中的一种；所述防腐剂是：苯甲酸钠、山梨酸钾、苯甲酸、丙酸钙中的一种或多种；所述疏水纳米SiO2是：粒径在40~60纳米的疏水纳米SiO2粒子；所述聚乙二醇是：数均分子量在8000~12000之间的高聚物。

【技术特征摘要】
1.一种植物油基混凝土脱模剂，其特征在于：所述脱模剂包括如下原料：植物油、水、油酸、防腐剂、聚乙二醇、漆酶、疏水纳米SiO2、异丙醇铝；所述漆酶通过米曲霉菌接入甘蔗渣培养基中，按设定工艺环境在发酵槽中制得，所述油酸用于脱模剂的pH值调节；各种原料按重量组份设定如下：植物油100~150份漆酶3~5份异丙醇铝50~65份防腐剂2~5份油酸2~3份疏水纳米SiO21~3份聚乙二醇5~15份水150~300份所述植物油是：桐油、蓖麻油、乌桕梓油中的一种；所述防腐剂是：苯甲酸钠、山梨酸钾、苯甲酸、丙酸钙中的一种或多种；所述疏水纳米SiO2是：粒径在40~60纳米的疏水纳米SiO2粒子；所述聚乙二醇是：数均分子量在8000~12000之间的高聚物。2.一种植物油基混凝土脱模剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：制备漆酶将米曲霉菌接入富糖的甘蔗渣培养基中，于20±3℃环境的发酵槽中培养20~30天，再提取其中的培养液，浓缩到25~30%,得到漆酶浓缩液；步骤二：植物油氧化将按步骤一制得的漆酶浓缩液加入植物油中，并装入反应釜，对植物油催化氧化，使用鼓风机往植物油中...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙义明，梅捷，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42