乳化石蜡脱模剂制配方法

乳化石蜡脱模剂配方选择

袁淑艳, 林明丽, 高宁, 石爱玲

(内蒙古工业大学化工学院, 内蒙古呼和浩特010062)

摘要: 采用了石蜡、水、乳化剂为主要原料制备了一种水基型脱模剂,介绍了脱模剂的配方、制备工艺、脱模效果及性能测试。

关键词: 乳化石蜡; 脱模剂; 制备; 效果

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。国产脱模剂多为油类,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至一定温度, 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

去离子水至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至60～80℃熔化,将水、碱剂、辅助水性

原料等放在另一容器中, 混合均匀加热至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, 搅拌至室温后出产品,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, 使模具温度降至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 r?m in

2 80℃ 2000 r?m in

3 70℃ 3000 r?m in

经实验测定当乳化温度为80℃, 搅拌速度为3000r?m 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, 确定最佳配方。

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

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,取出冷至室温(15℃～35℃) , 放置3h, 然后再置于- 12±3℃的低温冰箱中24h, 取出静置至室温, 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?m in, 然后在室温下静置10 分钟,观察液面残留体积为5mL。