本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種光催化混凝土脫模劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
光催化劑在光的刺激下發(fā)揮其光催化的作用，利用電子躍遷所得到的自由基，可將大量存在的有害物質(zhì)如小分子氮氧化物以及有機(jī)污染物如汽車尾氣中燃燒不完全的物質(zhì)反應(yīng)或降解，轉(zhuǎn)換為環(huán)境安全物質(zhì)。因為光催化劑所需紫外線強(qiáng)度不大，所以只要在室外光催化反應(yīng)就會發(fā)生?，F(xiàn)階段空氣污染問題日益嚴(yán)峻，考慮到大量混凝土結(jié)構(gòu)建筑的墻體表面與空氣接觸，且接觸面積較大，可將墻體表面附著一層光催化劑，起到空氣凈化的作用。
本發(fā)明將光催化劑與混凝土脫模劑相結(jié)合，制備出一種光催化型混凝土脫模劑涂抹在混凝土模板上，既達(dá)到脫模目的，又可使光催化劑大量粘附在混凝土結(jié)構(gòu)表面，達(dá)到凈化空氣的作用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種對混凝土構(gòu)件脫模效果好、同時可以在混凝土構(gòu)件表面附著一層光催化劑的光催化混凝土脫模劑及其制備方法，該光催化混凝土脫模劑能夠起到脫模和光催化降解空氣污染物(如甲醛、氮氧化物、硫化物等)的雙重功效，并且所得混凝土表面光潔。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：
提供一種光催化混凝土脫模劑，制備該脫模劑的原材料包括以下重量百分含量的材料組分：動物油脂2～5％、硬脂酸3～6％、機(jī)油1～3％、氫氧化鈉0.1～2％、磷酸三丁酯0.1～0.3％、聚羧酸減水劑0.1～1％、聚合硫酸鐵0.1～0.5％、蒙脫石負(fù)載納米TiO2光催化劑10～20％，余量為水。
按上述方案，所述動物油脂包括豬油、羊油、牛油、鯨油、魚油中的一種或多種。
按上述方案，所述聚羧酸減水劑分子結(jié)構(gòu)式如下：
其中m：n＝1：1.5，n＝1-50，k＝48-52。
按上述方案，所述蒙脫石負(fù)載納米TiO2光催化劑的制備方法為：將鈉蒙脫石、柱撐劑、去離子水按照質(zhì)量比1:1:10混合，攪拌均勻后微波加熱處理3～5min，隨后過濾，將濾渣洗滌至洗滌液中無Br－，然后烘干、研磨、過200目篩得到柱撐蒙脫石，將所得柱撐蒙脫石用乙醇配制成懸浮液，向該懸浮液中逐滴加入鈦酸乙酯的乙醇溶液，其中柱撐蒙脫石與酞酸丁酯的質(zhì)量比為1:3，攪拌反應(yīng)6～8h，再陳化3～6h，之后過濾，向所得濾渣中逐滴加入蒸餾水，使得濾渣完全懸浮在水中即可，攪拌均勻，水解陳化24h，然后經(jīng)過濾、干燥、研磨，得到水合氧化鈦/蒙脫石復(fù)合物，將水合氧化鈦/蒙脫石復(fù)合物在400～450℃下加熱3～5h，再研磨、過200目篩得到蒙脫石負(fù)載納米TiO2光催化劑。
本發(fā)明所述機(jī)油為提煉石油過程中產(chǎn)生的礦物油或者合成機(jī)油。
本發(fā)明還提供上述光催化混凝土脫模劑的制備方法，其步驟如下：
a.將動物油脂、硬脂酸加入反應(yīng)釜，開動攪拌器攪拌，并加熱至80-105℃使之全部溶解后，加入機(jī)油和磷酸三丁酯攪拌均勻；
b.向反應(yīng)釜中加入氫氧化鈉，攪拌20min進(jìn)行皂化反應(yīng)，再加入水?dāng)嚢?0min；
c.進(jìn)一步向反應(yīng)釜中加入蒙脫石負(fù)載納米TiO2光催化劑，攪拌5min；
d.向反應(yīng)釜中加入聚羧酸減水劑、聚合硫酸鐵并攪拌20min，冷卻得到光催化混凝土脫模劑。
本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明制備的光催化混凝土脫模劑脫模效果好，并且具有良好的光催化性能，可有效降解空氣污染物，并且制備成本低。本發(fā)明將脫模劑與光催化劑結(jié)合應(yīng)用，涂抹在混凝土結(jié)構(gòu)表面，達(dá)到脫模和光催化降解空氣污染物的雙重功效，符合材料綠色發(fā)展的理念。另外，本發(fā)明提供的光催化混凝土脫模劑的制備方法工藝簡單，反應(yīng)條件溫和，適于工業(yè)推廣。
具體實施方式
為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
本發(fā)明實施例所用蒙脫石負(fù)載納米TiO2光催化劑的制備方法為：將50g蒙脫石、50g柱撐劑、500g去離子水混合，攪拌均勻后微波加熱處理3～5min，隨后過濾，將濾渣洗滌至洗滌液中無Br－，然后烘干、研磨、過200目篩得到柱撐蒙脫石，將所得柱撐蒙脫石用乙醇配制成懸浮液，向該懸浮液中逐滴加入鈦酸乙酯的乙醇溶液(其中，鈦酸丁酯的加入量為150g)，攪拌反應(yīng)6～8h，再陳化3～6h，之后過濾，向所得濾渣中逐滴加入蒸餾水，使得濾渣完全懸浮在水中即可，攪拌均勻，水解陳化24h，然后經(jīng)過濾、干燥、研磨，得到水合氧化鈦/蒙脫石復(fù)合物，將水合氧化鈦/蒙脫石復(fù)合物在400～450℃下加熱3-5h，再研磨、過200目篩得到蒙脫石負(fù)載納米TiO2光催化劑。
實施例1
制備光催化混凝土脫模劑，所用原料及其質(zhì)量百分含量為：魚油2％、硬脂酸3％、機(jī)油1％、氫氧化鈉0.1％、磷酸三丁酯0.1％、聚羧酸減水劑0.1％、聚合硫酸鐵0.1％、蒙脫石負(fù)載納米TiO2光催化劑10％、水83.6％。
本實施例所用聚羧酸減水劑分子結(jié)構(gòu)式如下：
其中，m＝30，n＝45，k＝50。
具體制備方法如下：
a.將魚油、硬脂酸加入反應(yīng)釜，開動攪拌器攪拌，并加熱至80-105℃使之全部溶解后，加入市售合成機(jī)油和磷酸三丁酯攪拌均勻；
b.向反應(yīng)釜中加入氫氧化鈉，攪拌20min進(jìn)行皂化反應(yīng)，再加入水?dāng)嚢?0min；
c.進(jìn)一步向反應(yīng)釜中加入蒙脫石負(fù)載納米TiO2光催化劑，攪拌5min；
d.向反應(yīng)釜中加入聚羧酸減水劑、聚合硫酸鐵并攪拌20min，冷卻得到光催化混凝土脫模劑。
實施例2
制備光催化混凝土脫模劑，所用原料及其質(zhì)量百分含量為：豬油2.5％、硬脂酸3.5％、機(jī)油1.58％、氫氧化鈉0.5％、磷酸三丁酯0.5％、聚羧酸減水劑0.5％、聚合硫酸鐵0.3％、蒙脫石負(fù)載納米TiO2光催化劑12％、水78.62％。
制備方法與實施例1相同。
實施例3
制備光催化混凝土脫模劑，所用原料及其質(zhì)量百分含量為：羊油5％、硬脂酸3％、機(jī)油1％、氫氧化鈉0.5％、磷酸三丁酯0.3％、聚羧酸減水劑0.5％、聚合硫酸鐵0.15％、蒙脫石負(fù)載納米TiO2光催化劑10％、水79.55％。
制備方法與實施例1相同。
實施例4
制備光催化混凝土脫模劑，所用原料及其質(zhì)量百分含量為：豬油3.55％、硬脂酸6％、機(jī)油1.32％、氫氧化鈉2％、磷酸三丁酯0.3％、聚羧酸減水劑0.5％、聚合硫酸鐵0.5％、蒙脫石負(fù)載納米TiO2光催化劑15％、水70.83％。
制備方法與實施例1相同。
實施例5
制備光催化混凝土脫模劑，所用原料及其質(zhì)量百分含量為：豬油2.5％、硬脂酸1.5％、機(jī)油1％、氫氧化鈉1％、磷酸三丁酯0.2％、聚羧酸減水劑1％、聚合硫酸鐵0.5％、蒙脫石負(fù)載納米TiO2光催化劑20％、水72.3％。
制備方法與實施例1相同。
實施例6
測試實施例1-5所制備的光催化混凝土脫模劑的光催化效果：通過光催化反應(yīng)器來檢驗，以NO2的降解率來表征光催化混凝土脫模劑的光催化效果。試驗采用自制的流通管式光催化反應(yīng)器，反應(yīng)器材料為對紫外光透過性較好的耐熱玻璃。圓柱形反應(yīng)器的長度為500mm，內(nèi)徑為60mm，總體積為1413mL。試驗選擇黑光燈為光催化反應(yīng)的紫外光源。試驗所用的氣源為采用N2與O2按比例稀釋NO2標(biāo)準(zhǔn)氣體配制而成。氮氧化物的檢測方法按照GB17096-1997鹽酸萘乙二胺分光光度法(以NO2濃度計)，采用752型紫外光柵分光光度計，于540nm波長處比色測定。
本試驗中，用于負(fù)載納米TiO2的水泥混凝土的強(qiáng)度等級為C30，光催化混凝土脫模劑負(fù)載量約為144.34g/m2，負(fù)載深度為幾個毫米。NO2的氣體流量控制為0.5L/min，濃度為0.4mg/m3。通過測試進(jìn)出口NO2氣體濃度來衡量NO2的降解率并以此來表征光催化混凝土脫模劑的光催化效率，即其中C0為進(jìn)口NO2濃度(mg/m3)，C1為出口NO2濃度(mg/m3)，η為光催化效率(％)。
根據(jù)上述實驗測試方法，對實例1-5進(jìn)行光催化效率檢驗，分別得到這五組光催化混凝脫模劑的催化效率如表1所示：
表1
可見，根據(jù)本發(fā)明專利的要求所制備的五組光催化混凝土脫模劑，對NO2氣體顯示出了良好的光催化效果，其光降解率均可達(dá)到40％以上，可為市政工程混凝土表面的光催化功能設(shè)計提供關(guān)鍵技術(shù)支撐，合成的脫模劑粉刷在混凝土模板上，拆模之后混凝土表面較為光滑，潔凈。以上實踐證明該混凝土脫模劑具有良好的光催化效果和脫膜效果。