聚氨酯乳化石蠟脫模劑配方的選擇原理及描述

1　概述
脫模劑是介于模具與制品之間的功能性物質(zhì),在橡膠、塑料制造工業(yè)中, 制造模型產(chǎn)品時(shí), 為了脫模、提高生產(chǎn)效率、延長(zhǎng)模具使用壽命, 同時(shí)使產(chǎn)品光潔、尺寸合格、減少廢品, 而需使用的必不可少的一種助劑。G產(chǎn)脫模劑多為油類, 其成本高, 污染環(huán)境, 對(duì)操作人員身體健康產(chǎn)生危害。而水溶性脫模劑原料易得價(jià)廉、使用方便、環(huán)保, 目前有取代油基型脫膜劑的發(fā)展趨勢(shì)。本研究的乳化石蠟脫模劑主要用于聚氨酯彈性體材料成型中, 由于聚氨酯的異氰酯有粘結(jié)性, 脫膜時(shí)在膜具上明顯粘連。外聚氨酯脫模劑是噴涂在模具表面,用來防止產(chǎn)品與模具的粘結(jié), 從而起到了與模具隔離的作用, 使產(chǎn)品很好成形。
2　實(shí)驗(yàn)原理
采用相轉(zhuǎn)移乳化法, 將以石蠟為主要原料的油相和水相分別加熱**一定溫度, 在乳化劑存在下, 高速乳化形成水包油型均勻、細(xì)膩、穩(wěn)定的乳液。然后將被稀釋一定倍數(shù)的乳液均勻的噴涂在模具上, 加熱后外相水分蒸發(fā), 在模具表面形成一層油膜, 防止發(fā)泡物料與模具粘結(jié), 使產(chǎn)品成形整齊、表面光潔。石蠟輕于水且不溶于水, 只能通過乳化法將石蠟均勻分散在水中, 但是石蠟與水的界面張力較大,為了保證混合體系穩(wěn)定, 制備過程需加入適量表面活性劑。
3　實(shí)驗(yàn)材料與儀器
材料: 脫膜劑制備原料、聚氨酯彈性體脫模劑制備原料均為市售分析純。
儀器: 乳化器、DZKW - 4 型電子恒溫水浴鍋、
分析天平、噴槍、不銹鋼模具、干燥箱、NDJ - 9S 數(shù)
顯粘度計(jì)、DC - 2006 低溫恒溫槽、PHS- 25 數(shù)顯
PH 計(jì)等。
4　乳液制備
4. 1　基礎(chǔ)配方
石蠟　　　　　5～ 20 份
硬脂酸5～ 8 份
植物油5～ 10 份
助乳化劑5～ 8 份
氫氧化鉀計(jì)算量
其他輔料適量
尼泊金乙酯適量
去離子水**100 份
4. 2　制備工藝
將石蠟、硬脂酸、助乳化劑、輔助油性原料加一容器中加熱**60～ 80℃熔化, 將水、堿劑、輔助水性
原料等放在另一容器中, 混合均勻加熱**80～90℃; 使油相與水相溫度基本保持一致, 然后在劇烈攪拌下將水相慢慢加入到油相中, 慢慢乳化、轉(zhuǎn)相, 攪拌速度隨乳化溫度降低而逐漸減慢, 攪拌**室溫后出產(chǎn)品, 得白色水包油型乳劑。
4. 3　乳劑類型鑒別
(1) 稀釋法: 取少量產(chǎn)品加5 倍以上去離子水,攪拌得均勻稀釋液, 鑒定產(chǎn)品為水包油型乳劑。
(2) 染色法: 將少量油性染料蘇丹紅加入乳液中混合, 脫模劑被星點(diǎn)染紅, 鑒定產(chǎn)品為水包油型乳劑。
5　脫模效果試驗(yàn)
5. 1　泡料配方
名稱　　　　　　質(zhì)量份數(shù)
聚醚3035        40～ 50
聚醚C- 28       30～ 40
T - 9           0. 3～ 0. 5
A – 33         0. 1～ 0. 3
L – 580        2. 0
TDI             42～ 46
5. 2　脫膜工藝
清理模具, 用噴槍將稀釋后脫模劑均勻噴涂于模具表面, 將模具放入120～ 170℃烘箱中, 10 分鐘后, 待水分蒸發(fā)形成油膜, 再次涂脫模劑、烘干、降溫, 使模具溫度降**30～ 60℃時(shí), 將發(fā)泡物料倒入模具中, 泡料在120～ 170℃的烘箱內(nèi)熟化15～ 20分鐘, 取出、脫模, 觀察效果。
6　實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
6. 1　制備工藝選擇
脫膜劑制備實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明: 乳化溫度、攪拌速度對(duì)脫模劑性能影響明顯。
表1 制備工藝考察
水平乳化溫度攪拌速度
1 90℃ 1500 röm in
2 80℃ 2000 röm in
3 70℃ 3000 röm in
　　經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定當(dāng)乳化溫度為80℃, 攪拌速度為3000röm in 時(shí)所制備的脫模劑外觀均勻、細(xì)膩、穩(wěn)定
性較好。
6. 2　配方的選擇
配方優(yōu)劣測(cè)評(píng)指標(biāo):
1、脫摸劑外觀性能, 包括:
①均勻、細(xì)膩、亮澤;
②穩(wěn)定性;
2、脫模效果, 包括
①模具殘留發(fā)泡物料的多少;
②清理模具難易程度;
③產(chǎn)品表面是否光滑、形狀是否規(guī)整。
我們采用單因素考察方法對(duì)配方進(jìn)行篩選, 確定**佳配方。
6. 2. 1　石蠟用量對(duì)脫模劑性能的影響
　　表2 石蠟用量考察
石蠟用量5% 10% 15% 20%
外觀性能C A B C
脫模效果B A B D
A 優(yōu)　　B 良　　C 中　　D 差
上表數(shù)據(jù)表明, 當(dāng)石蠟用量在10% 時(shí)脫模效果較好, 產(chǎn)品形狀規(guī)整, 脫模劑外觀均勻、細(xì)膩、穩(wěn)定,當(dāng)石蠟的含量增大脫模效果會(huì)變差, 脫模劑一些性能也會(huì)變差。
6. 2. 2　硬脂酸用量對(duì)產(chǎn)品性能的影響
表3 硬脂酸用量考察
硬脂酸用量5% 6% 7% 8%
外觀性能D B A B
脫模效果C B A C#p#分頁標(biāo)題#e#
A 優(yōu)　　B 良　　C 中　　D 差
實(shí)驗(yàn)表明, 當(dāng)硬脂酸的含量較小時(shí), 脫模劑流動(dòng)性較好, 穩(wěn)定性欠佳, 脫模時(shí)模腔內(nèi)有殘留發(fā)泡物料, 隨著硬脂酸含量增加脫模劑外觀變好、穩(wěn)定性提高、脫模效果也會(huì)隨之變好, 當(dāng)硬脂酸含量繼續(xù)增加
脫模劑變稠厚。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定硬脂酸的含量為7%。6. 2. 3　助乳化劑用量對(duì)產(chǎn)品性能的影響
表4 助乳化劑用量考察
助乳化劑用量5%   6%   7%   8%
外觀性能    A    A    B    C
A 優(yōu)　　B 良　　C 中
實(shí)驗(yàn)表明, 當(dāng)助乳化劑用量較低時(shí), 所制得脫膜劑不穩(wěn)定, 用量太高在乳化過程中起泡現(xiàn)象嚴(yán)重且成本高, 所以在保證脫模劑性能的前提下確定助乳化劑用量為5%。
7　脫膜劑的性能測(cè)試
7. 1　儲(chǔ)存安定性試驗(yàn)
于帶塞的比色池中, 加入50m l 脫膜劑, 放置于70 ±3℃恒溫干燥箱中3h, 取出冷**室溫(15℃～35℃) , 放置3h, 然后再置于- 12±3℃的低溫冰箱中24h, 取出靜置**室溫, 1h 后進(jìn)行評(píng)定。所給配方?jīng)]有分層、相變、膠狀現(xiàn)象。
7. 2　PH 值的測(cè)定
將脫模劑稀釋5 倍后置于測(cè)量杯中, 用PHS-25 數(shù)顯PH 計(jì)精密測(cè)定值為7. 0～ 8. 0。
7. 3　消泡性試驗(yàn)
將20% 脫模劑稀釋液倒入100mL 帶塞量筒中, 使液面在70m l 處, 蓋好蓋, 上下?lián)u動(dòng)1 分鐘, 搖
動(dòng)頻率為120 次öm in, 然后在室溫下靜置10 分鐘,觀察液面殘留體積為5mL。
7. 4　粘度測(cè)試
將所制備脫模劑稀釋到噴涂倍數(shù), 轉(zhuǎn)移**測(cè)量杯中, 用粘度測(cè)定儀測(cè)定其粘度為0. 163～ 0.212pa. s。
8　脫模劑使用注意事項(xiàng)
8. 1　在涂刷脫模劑前, 應(yīng)將模具清理干凈, 不得有油污、原發(fā)泡物料等雜質(zhì)存在, 否則會(huì)影響脫模效果。
8. 2　脫模劑制備以及稀釋過程中的用水應(yīng)為去離子水(蒸溜水) , 不得用自來水, 否則會(huì)使乳液破乳。
8. 3　脫模劑濃度不能太高, 涂層不要太厚, 噴涂應(yīng)均勻。