聚氨酯乳化石蜡脱模剂配方的选择原理及描述

1　概述
脱模剂是介于模具与制品之间的功能性物质,在橡胶、塑料制造工业中, 制造模型产品时, 为了脱模、提高生产效率、延长模具使用寿命, 同时使产品光洁、尺寸合格、减少废品, 而需使用的必不可少的一种助剂。G产脱模剂多为油类, 其成本高, 污染环境, 对操作人员身体健康产生危害。而水溶性脱模剂原料易得价廉、使用方便、环保, 目前有取代油基型脱膜剂的发展趋势。本研究的乳化石蜡脱模剂主要用于聚氨酯弹性体材料成型中, 由于聚氨酯的异氰酯有粘结性, 脱膜时在膜具上明显粘连。外聚氨酯脱模剂是喷涂在模具表面,用来防止产品与模具的粘结, 从而起到了与模具隔离的作用, 使产品很好成形。
2　实验原理
采用相转移乳化法, 将以石蜡为主要原料的油相和水相分别加热**一定温度, 在乳化剂存在下, 高速乳化形成水包油型均匀、细腻、稳定的乳液。然后将被稀释一定倍数的乳液均匀的喷涂在模具上, 加热后外相水分蒸发, 在模具表面形成一层油膜, 防止发泡物料与模具粘结, 使产品成形整齐、表面光洁。石蜡轻于水且不溶于水, 只能通过乳化法将石蜡均匀分散在水中, 但是石蜡与水的界面张力较大,为了保证混合体系稳定, 制备过程需加入适量表面活性剂。
3　实验材料与仪器
材料: 脱膜剂制备原料、聚氨酯弹性体脱模剂制备原料均为市售分析纯。
仪器: 乳化器、DZKW - 4 型电子恒温水浴锅、
分析天平、喷枪、不锈钢模具、干燥箱、NDJ - 9S 数
显粘度计、DC - 2006 低温恒温槽、PHS- 25 数显
PH 计等。
4　乳液制备
4. 1　基础配方
石蜡　　　　　5～ 20 份
硬脂酸5～ 8 份
植物油5～ 10 份
助乳化剂5～ 8 份
氢氧化钾计算量
其他辅料适量
尼泊金乙酯适量
去离子水**100 份
4. 2　制备工艺
将石蜡、硬脂酸、助乳化剂、辅助油性原料加一容器中加热**60～ 80℃熔化, 将水、碱剂、辅助水性
原料等放在另一容器中, 混合均匀加热**80～90℃; 使油相与水相温度基本保持一致, 然后在剧烈搅拌下将水相慢慢加入到油相中, 慢慢乳化、转相, 搅拌速度随乳化温度降低而逐渐减慢, 搅拌**室温后出产品, 得白色水包油型乳剂。
4. 3　乳剂类型鉴别
(1) 稀释法: 取少量产品加5 倍以上去离子水,搅拌得均匀稀释液, 鉴定产品为水包油型乳剂。
(2) 染色法: 将少量油性染料苏丹红加入乳液中混合, 脱模剂被星点染红, 鉴定产品为水包油型乳剂。
5　脱模效果试验
5. 1　泡料配方
名称　　　　　　质量份数
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　脱膜工艺
清理模具, 用喷枪将稀释后脱模剂均匀喷涂于模具表面, 将模具放入120～ 170℃烘箱中, 10 分钟后, 待水分蒸发形成油膜, 再次涂脱模剂、烘干、降温, 使模具温度降**30～ 60℃时, 将发泡物料倒入模具中, 泡料在120～ 170℃的烘箱内熟化15～ 20分钟, 取出、脱模, 观察效果。
6　实验结果与讨论
6. 1　制备工艺选择
脱膜剂制备实验结果表明: 乳化温度、搅拌速度对脱模剂性能影响明显。
表1 制备工艺考察
水平乳化温度搅拌速度
1 90℃ 1500 röm in
2 80℃ 2000 röm in
3 70℃ 3000 röm in
　　经实验测定当乳化温度为80℃, 搅拌速度为3000röm in 时所制备的脱模剂外观均匀、细腻、稳定
性较好。
6. 2　配方的选择
配方优劣测评指标:
1、脱摸剂外观性能, 包括:
①均匀、细腻、亮泽;
②稳定性;
2、脱模效果, 包括
①模具残留发泡物料的多少;
②清理模具难易程度;
③产品表面是否光滑、形状是否规整。
我们采用单因素考察方法对配方进行筛选, 确定**佳配方。
6. 2. 1　石蜡用量对脱模剂性能的影响
　　表2 石蜡用量考察
石蜡用量5% 10% 15% 20%
外观性能C A B C
脱模效果B A B D
A 优　　B 良　　C 中　　D 差
上表数据表明, 当石蜡用量在10% 时脱模效果较好, 产品形状规整, 脱模剂外观均匀、细腻、稳定,当石蜡的含量增大脱模效果会变差, 脱模剂一些性能也会变差。
6. 2. 2　硬脂酸用量对产品性能的影响
表3 硬脂酸用量考察
硬脂酸用量5% 6% 7% 8%
外观性能D B A B
脱模效果C B A C#p#分页标题#e#
A 优　　B 良　　C 中　　D 差
实验表明, 当硬脂酸的含量较小时, 脱模剂流动性较好, 稳定性欠佳, 脱模时模腔内有残留发泡物料, 随着硬脂酸含量增加脱模剂外观变好、稳定性提高、脱模效果也会随之变好, 当硬脂酸含量继续增加
脱模剂变稠厚。经实验测定硬脂酸的含量为7%。6. 2. 3　助乳化剂用量对产品性能的影响
表4 助乳化剂用量考察
助乳化剂用量5%   6%   7%   8%
外观性能    A    A    B    C
A 优　　B 良　　C 中
实验表明, 当助乳化剂用量较低时, 所制得脱膜剂不稳定, 用量太高在乳化过程中起泡现象严重且成本高, 所以在保证脱模剂性能的前提下确定助乳化剂用量为5%。
7　脱膜剂的性能测试
7. 1　储存安定性试验
于带塞的比色池中, 加入50m l 脱膜剂, 放置于70 ±3℃恒温干燥箱中3h, 取出冷**室温(15℃～35℃) , 放置3h, 然后再置于- 12±3℃的低温冰箱中24h, 取出静置**室温, 1h 后进行评定。所给配方没有分层、相变、胶状现象。
7. 2　PH 值的测定
将脱模剂稀释5 倍后置于测量杯中, 用PHS-25 数显PH 计精密测定值为7. 0～ 8. 0。
7. 3　消泡性试验
将20% 脱模剂稀释液倒入100mL 带塞量筒中, 使液面在70m l 处, 盖好盖, 上下摇动1 分钟, 摇
动频率为120 次öm in, 然后在室温下静置10 分钟,观察液面残留体积为5mL。
7. 4　粘度测试
将所制备脱模剂稀释到喷涂倍数, 转移**测量杯中, 用粘度测定仪测定其粘度为0. 163～ 0.212pa. s。
8　脱模剂使用注意事项
8. 1　在涂刷脱模剂前, 应将模具清理干净, 不得有油污、原发泡物料等杂质存在, 否则会影响脱模效果。
8. 2　脱模剂制备以及稀释过程中的用水应为去离子水(蒸溜水) , 不得用自来水, 否则会使乳液破乳。
8. 3　脱模剂浓度不能太高, 涂层不要太厚, 喷涂应均匀。