脱模剂从广义上讲属于润滑剂范畴,是减少和防止两表面粘着固体或液体薄膜的制剂,它在塑料成型加工中常被利用,它是制品顺利脱离模具的加工助剂。在塑料工业上制品和模具相粘连是个大问题,不但容易损坏制品,而且由于增加了模具清理工序造成生产率下降,目前很多企业仍使用进口脱模剂,使得产品成本增高,因此研制一种成本低廉,脱模效果好的脱模剂是很值得研究的课题。
仪器:B40-1型电动搅拌机MH500型电动加热套TDGC-3/0.5接触调压器烧杯:量筒、天平、滴定管本实验合成的是一种金属脂肪酸的外脱模剂、金属皂类的润滑作用随着金属的种类不同和脂肪酸根的种类不同而异,就同一金属而言,脂肪酸根碳链越长(即金属含量越低),其润滑效果越好,硬脂酸铝的滑润效果较好。其实硬酷酸铅的润滑效果最好,但铅金属毒性大不易实际生产。硬脂酸铝的制备并不需要特别复杂的技术。首先将脂肪酸制成钠皂:此过程是油脂的皂化反应,本实验是在有机溶剂中直接皂化,然后加入含Af+的水溶液,使得硬脂酸钠转变为硬酯酸铝。
铝皂在水中的溶解度非常小,但在有机溶剂中有较大的溶解度,铝皂的溶液往往是稳定的凝胶,这一特性常玻璃用制成润滑脂。
称取一定量硬脂酸于大烧杯中,量取一定体积的有机溶剂(液体石腊或机油)倒入烧杯中微热,使硬脂酸完全溶解(再加人用同种有机溶剂溶解的少量松香),把烧杯放在加热套内,温度控制在92―95T之间,然后在电动搅拌器均速搅拌下,缓慢加25%的NaOH水溶液,缓慢混合是为了避免反应过于激烈,过激的反应将引起物料剧烈膨胀,造成危险。
混合完成后,皂化反应实际上就基本完成了,这时让反应继续进行一段时间(大约1小时),使反应充分,即形成稳定的皂粒。
在不断的搅拌下,用滴定管滴加(25滴/分)5%的Al2)3180水溶液,使钠皂转变为铝皂,这一转变过程在室温下很容易进行。待反应完成后,开篼加热套温度至110-120,不断搅拌当溶液沸腾程度减弱,即出来的蒸汽为淡黄色时,可认为水分已完全蒸出,得到的粘稠物即为产品,本产品配方如下:(A)液体石拥t作溶剂原编料硬脂酸液体石腊产品重B)机油作溶布原编料硬脂酸机油处(处)3松香滑石货产品重氏-2氏-4通过以上产品在产量和浓度的比较,选取A22、A32、氏+进行下厂试用。
将四种样品在打泡之前分别用毛刷涂于模具表面,涂层厚度为0.1-0.2CH1,力求均匀,就可进行打泡生产,随着打泡的进行,对脱模效果进行观察,在打泡第九次时,成型物表面一直特别光滑洁净,脱模剂层变化很小,九次以后继续打泡成型物表面虽仍很光洁,但脱模剂层稍微变硬,说明小部分已被成型物带下,最后各产品均可打泡14次,无论成型物的表面光洁度,还是模具清模容易程度,均非常满意,若再继续打泡则发生了粘连现象。
经下厂试用,四种样品基本达到了理想的脱模要求,但从总体来看B组产品比A组产品好,而加入松香和滑石粉的氏2效果最佳,该样品不仅能使成型顺利脱模,并可重复利用多次,成品表面光洁,而且清理模具容易、方便、在40―501拢任榷ㄐ院茫挥塍聚物起任何反应,不腐蚀模具,气味小、无毒。
由硬酯酸转化成钠皂的过程中,温度控制在92― 95:,此为最佳皂化温度,另外加人的碱液浓度要适当,浓度过高时易形成皂包碱的情况,使反应不完全,浓度过低则水分过高增加分离时间,NaOH浓度一般在25―30%为宜。
在钠皂转为铝皂的过程中,加人的Al3+的浓度要适当,浓度过篼,反应不完全而且反应产物在有机物中分布不均匀,过低则水份不容易蒸出,Al3+的浓度控制在5%左右。
在反应完成后,必须把产品内的水分蒸净,这是由软质聚氨酯泡沫塑料生产条件决定的,软质聚氨酯泡沫塑料主要成份是篼聚物,它是由二异氰酸脂与聚合多元醇相作用生成的在制备过程中将少量的水混人二元醇中,则少量的二异氰酸酯与水作用生成二胺和COi,即01-NC0+2H2O-H2N-R-NH2+2Cb产品固化时,此CQ;以小汽泡的形式留在产品中,使产品成海绵状。
若脱模剂中含有氏0或呈酸性,则改变了软质聚氨酯泡沫塑料生产中多元醇和异氡酸酯的配比,引起泡沫部分塌瘪等现象,从而影响产品的外观和生产效率,所以,待反应完毕后、水份必须完全排出。
产品pH值应在7―7.5间,若产品呈酸性则不适聚氨酯泡沫的生产条件,若呈碱性则产品中有碱性金属皂。
所谓碱性金属皂就是在金属皂的高分子中,脂肪酸的含量较金属离子的化合价要求的少,铝皂就可能有下列三种生成物,这样,产品的单一程度过低。
从成本核算表中可以看出,A类产品成本比B类产品成本篼,而从脱模效果(通过下厂试用)看也是B类产品好,可见用机油作溶剂的脱模剂更有发展前途。目前有些厂家用黄油作脱模剂,不仅涂层厚,脱模次数少(仅8次)而且价格较贵(51800.00元/吨)。或者用进口脱模剂,成本更高,若用本实验所得产品作脱模剂,不仅价格便宜,而成本核算表原料名称市场售价样品编号(元/吨)硬脂酸液体石腊机油松香滑石粉产品重成本(元/吨)且脱模效果和次数都很理想,真的投人生产,必将受到厂家的欢迎。
结束语目前,外脱模剂仍是我国主要的脱模剂,因此,研制-种新型的脱模剂是非常必要的。本实验在取大量后,经过反复研究,改变了制备过程,使反应直接在有机溶剂中进行,得到的产品经实际应用得到了满意的效果。而且生产操作简便,一般的小型化工厂均有能力生产,但由于水平的有限,不可能尽善尽美,但目前来看,生产出更高质量能代替进口的脱模剂是完全可能的,这将节省大量外汇,方便国内PU加工生产,促进国民经济的迅速发展。
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