CN101092052A

CN101092052A - 用于成形橡胶制品的脱模剂和润滑剂

Info

Publication number: CN101092052A
Application number: CN 200610090108
Authority: CN
Inventors: F·多贝克尔; H·拉默廷
Original assignee: GOLDSCHMIAT GmbH
Current assignee: GOLDSCHMIAT GmbH
Priority date: 2006-06-23
Filing date: 2006-06-23
Publication date: 2007-12-26

Abstract

用于成形橡胶制品特别是弯管的脱模剂和润滑剂，这些脱模剂和润滑剂含有聚氧化烯/聚硅氧烷嵌段共聚物和/或聚氧化烯二醇和/或聚氧化烯多元醇，并且，如果合适，还含有常规的添加剂，例如润湿剂或腐蚀抑制剂，其特征在于，这些脱模剂和润滑剂包含至少50重量％的任选硬化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯，该聚氧化乙烯酯具有1200至4000的平均分子量。

Description

用于成形橡胶制品的脱模剂和润滑剂

本发明涉及用于成形橡胶制品的脱模剂和润滑剂，这些脱模剂和润滑剂含有聚氧化烯/聚硅氧烷嵌段共聚物和/或聚氧化烯二醇(polyoxyalkylenediol)和/或聚氧化烯多元醇(polyoxyalkylene-polyol)，并且，如果合适，还含有常规的添加剂，例如润湿剂或腐蚀抑制剂。

本发明具体地涉及用于生产橡胶弯管(elbow hose)的脱模剂和润滑剂，橡胶弯管在硫化之前被套于型芯上，并在硫化后再次从型芯上除去，脱模剂在待硫化的成形制品被套于型芯上之前涂布于成形制品内侧。

在一个具体的优选实施方案中，本发明涉及的脱模剂和润滑剂为一种凝胶形式，可在温度高于40℃时液化。

在成形橡胶制品的生产中，需要采用脱模剂以使成形橡胶制品可从模具上去除，并避免成形制品粘附于模具壁上。然而，也经常要求这样的脱模剂可以降低成形橡胶制品在一个成形元件壁上的摩擦力。

特别困难的润滑和脱模问题产生于所谓的弯管的生产中，例如汽车构造、洗衣机和清洗机所需的弯管。在生产中，将可硫化坯料套在一个型芯上，该型芯有时具有很复杂的形状。硫化后，必须将热的成形橡胶制品从型芯上去除，为此需要施加相当大的力。所需的力一方面由型芯的形状决定，另一方面由成形制品在轴上的附着力决定。

为避免粘附和改善润滑，用硅油、甘油和蜡的分散相处理即将硫化并套于弯曲型芯上的坯料。虽然以此降低了附着力和摩擦力，但是并没有达到技术上令人满意的程度。

DE-C 2928810中描述了一种改进的脱模剂和润滑剂，特别是用于生产弯管的脱模剂和润滑剂。它包括含有以下组分的混合物：a)氧化乙烯/氧化丙烯共聚物的单烷基醚，其中氧化乙烯基团与氧化丙烯基团的重量比为25∶75至75∶25，以及b)可溶于或分散于组分a)中的聚氧化烯/聚硅氧烷共聚物。

US-A 4689082公开了一种易于洗去的用于待硫化成形制品的脱模剂配方，该脱模剂含有40至99％的氧化乙烯/氧化丙烯共聚物，以及1至60％的乙氧基化烷基酚。

本发明涉及改进上述脱模剂和润滑剂的脱模和润滑性能的技术问题。

出人意料的是，现已发现，当这些现有技术已知的脱模剂根据本发明含有至少50重量％的、平均分子量为1200至4000的任选硬化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯的时候，这些脱模剂的脱模和润滑性能得到显著改进。

这些任选氢化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯的平均分子量为1200至4000时，具有约20至85个氧化乙烯单元，并且是油状或蜡状的可分散于或溶于水中的物质。这些蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯优选具有2000至3000的平均分子量。任选硬化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯的生物可降解性具有特别的重要性。

本发明的含有至少50重量％的、平均分子量为1200至4000的任选硬化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯的润滑剂和脱模剂特别优于现有技术中相应的润滑剂和脱模剂，除其它因素外，这还因为本发明的润滑剂和脱模剂是生理学可接受的，易于用冷水洗去，并且能通用于各种橡胶混合物。

和现有技术的相应产品一样，通常将本发明的脱模剂通过浸渍工艺引入管的内侧。然而，在该工艺中，不能始终避免部分脱模剂和润滑剂接触于或滴于待硫化的成形橡胶制品的表面上。这会在除去硫化成形制品时妨碍操作人员。外表面上的润滑剂会使待硫化的坯料光滑并易于滑脱。此外，在浸渍工艺中，所使用的脱模剂的一部分会由于滴落而损失。

为此，已尝试在挤出时通过挤出机机头中的合适喷嘴将脱模剂直接喷涂到坯料内侧。为此目的，脱模剂和润滑剂应当在加热时为液体，而在贮存温度下尽可能不滴出，以此避免挤出的成形制品在硫化前的中间贮存期间发生脱模剂的流失。

在本发明的脱模剂和润滑剂的一个具体实施方案中，本发明涉及在挤出过程中将脱模剂和润滑剂引入坯料内侧的技术问题。脱模剂和润滑剂应当满足以下要求：

脱模剂和润滑剂应当：

1.在使用之前的贮存期间形成稳定的制剂，不应分层或分离为纯组分，

2.在室温下为凝胶状或固态，在挤出温度下为液态并可喷涂，

3.硫化后易于用水，特别是用冷水洗去，

4.尽可能少污染废水，并具有生物可降解性。

本发明的下述脱模剂和润滑剂满足了这些要求，这些脱模剂和润滑剂的特征在于进一步含有最高达12重量％的脂肪醇的聚氧化乙烯醚，该脂肪醇具有30至50个碳原子，该醚具有500至3000的平均分子量。优选地，该聚氧化乙烯醚是环氧乙烷与脂肪醇的加成产物，该脂肪醇具有40至50个碳原子，该聚氧化乙烯醚具有800至1500的平均分子量。

与该制剂的其它组分相结合，上述组分保证了脱模剂制剂具有所需的粘度性能，并且保证该制剂在低于40℃时为凝胶状-糊状，在高于40℃时为液态。因此，在模制品的挤出过程中，可将该制剂通过挤出机的机头喷涂到模制品内，并喷涂到模制品内壁上。冷却后，该制剂处于凝胶状态，防止了在中间贮存直至硫化期间内从成形制品中流失或滴出。

本发明优选的脱模剂和润滑剂的特征在于含有：

50至93重量％的任选硬化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯，该聚氧化乙烯酯具有2000至4000的平均分子量，

5至38重量％的聚氧化烯/聚硅氧烷嵌段共聚物和/或聚氧化烯二醇或聚氧化烯三醇，

2至12重量％的脂肪醇的聚氧化乙烯醚，该脂肪醇具有30至50个碳原子，该聚氧化乙烯醚具有500至3000的平均分子量，

以及如果合适，常规的添加剂，例如润湿剂或腐蚀抑制剂，全部组分的重量百分比之和为100％。

特别优选的润滑剂和脱模剂的特征在于含有：

60至83重量％的任选硬化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯，该聚氧化乙烯酯具有2000至3000的平均分子量，

12至23重量％的聚氧化烯/聚硅氧烷嵌段共聚物和/或聚氧化烯二醇或聚氧化烯三醇，

3至5重量％的阴离子润湿剂，

全部组分的重量百分比之和为100％。

一种已经证实特别优选的脱模剂和润滑剂的特征在于含有重量百分比之和为100％的以下组分：

60至80重量％的任选硬化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯，该聚氧化乙烯酯具有2000至3000的平均分子量，

12至18重量％的聚氧化烯/聚硅氧烷嵌段共聚物和/或聚氧化烯二醇或聚氧化烯三醇，

3至5重量％的阴离子润湿剂，

3至5重量％的腐蚀抑制剂，

全部组分的重量百分比之和为100％。

可采用的聚氧化烯/聚硅氧烷嵌段共聚物是聚氧化烯嵌段通过Si-C或Si-O-C键连接于聚硅氧烷嵌段的现有技术已知的共聚物。该共聚物应当是可溶于或分散于水中的。合适的共聚物的实例为以下通式的共聚物：

其中R¹和R²基团是烷基，优选甲基，并且至少一个R²基团、优选2至10个R²基团是式-R³(C_nH₂O-)R⁴的聚氧化烯基团。这里的R³是氧或-(CH₂)₃O-基团。R⁴是氢或具有1至4个碳原子的低级烷基。n具有2.0至2.5的平均值。a的值为1至100，b的值为0至10。

聚氧化烯二醇或三醇优选由氧化乙烯和任选的另外的氧化丙烯单元得到。该醇必须可溶于或分散于水中，并优选具有2000至4000的平均分子量。

脂肪醇的聚氧化乙烯醚特别重要，该脂肪醇具有30至50个碳原子，该聚氧化乙烯醚具有500至3000的平均分子量。优选地，该聚氧化乙烯醚是环氧乙烷与具有40至50个碳原子的脂肪醇的加成产物，并具有800至1500的平均分子量。

可用于提高被洗去能力的润湿剂是已知的阴离子表面活性剂。月桂基乙醚硫酸钠(Sodium lauryl ether-sulphate)特别合适。其它合适的润湿剂是，例如，十二烷基苯磺酸盐。

可以采用的腐蚀抑制剂同样是现有技术中已知的产品。例如，烷基芳基酰氨基羧酸(alkylarylamidocarboxylic acid)的三乙醇铵盐是合适的。

本发明的制剂满足上述所有要求。在此特别值得关注的是它们的生物可降解性，硬化蓖麻油酸的聚氧化烯酯尤其具有特别好的可降解性。

下列实例示出了本发明的多种制剂，并详细说明了这些制剂的施用性能。表1示出了六种脱模剂组合物，其中脱模剂1至4含有本发明的组合物，脱模剂5和6是现有技术的对比产品。制剂1至6的粘度示于表2中。

1.通过浸渍来施用该脱模剂和润滑剂

通过用低剪切力在搅拌容器中混合来制备本发明的实例1和2的制剂，这些制剂中的物质彼此可溶。根据实例1，在弯管生产中试验了处于液态的制剂的施用性能。为此，将一段未硫化的、长700mm、内径32mm的EPDM橡胶管浸渍于实例1的脱模剂制剂中，脱模剂进入管内并润湿内壁。一段管需要4g脱模剂。此后立即将该段管手工套于弯曲型芯上。在该操作过程中观察到低的推力。然后在硫化罐中进行硫化，该硫化罐用蒸汽加热至180℃。硫化时间为20分钟。此后，将硫化后的管段从型芯上去除。不需要施加较大的力即可将完全硫化的成形制品从型芯上去除。该工艺循环进行大约60次。此后，该型芯仍然具有正常外观。

以相似的方式使用本发明实例2中的制剂。在该例中，也观察到很低的推力，并且在每次硫化后均可将成形制品从型芯上容易地去除。

2.在挤出过程中施用该脱模剂和润滑剂

根据实例3，将所有组分混合并加热至约90℃。在该温度下，所有组分都呈液态并可彼此混溶，并可通过用低剪切力搅拌而分布均匀。冷却后，形成了40℃以下不能自由流动并因而具有糊状均匀度(pastyconsistency)的均匀混合物。在施用时，将该脱模剂在加压的容器中加热至约70℃。通过压缩空气经由喷嘴施用脱模剂，该喷嘴直接位于挤出机机头内。通过一个控制系统同时考虑挤出速度和管厚度来控制施用量。对于根据实例3的该试验，将施用量设定为每米挤出管1克。在连续生产的管冷却后，将其切为需要的长度，并叠放储存。在管的内壁上观察到闭合的脱模剂薄膜，该薄膜具有凝胶状结构，并且不会从切割的管段中滴出。长700mm、内径32mm的管段需要0.7g脱模剂。将以该方式制得的管推到弯曲型芯上。无需特别用力即可实现该操作。将推到型芯上的管段在硫化罐中用180℃的蒸汽硫化20分钟。硫化后，将已成形的管从型芯上去除。无需特别用力即可实现该去除操作。一共将60段含有本发明实例3的脱模剂的管进行了硫化。在所有个例中都观察到，可以容易地将管从模上去除。以相似的方式对本发明实例4的制剂进行试验。在此也发现坯料易于推入，并且完全硫化的成形制品易于去除。

3.与现有技术产品的对比

以类似于实例1和2的方式，对实例5和6的现有技术产品进行试验，这些产品的混合物实际上为液态。两例中都发现，在工艺过程相似、型芯的几何形状相同的情况下，坯料的推入和完全硫化的管的去除都需要施加较大的力。在仅60次工艺循环结束后，在型芯上发现黑色沉积物。在使用实例5和6的制剂时都有这样的发现。由于这些物质在低于40℃时和室温下为液态，因此不能在挤出过程中使用，这是因为它们会从管中滴出。

4.从硫化的管中洗除脱模剂和润滑剂

将已从模上脱下的实例1至6的EPDM管段在工业清洗机中在40℃下处理15分钟，以去除残留的脱模剂。在所有情况下，发现所使用的脱模剂具有良好的溶解性，故而具有良好的洗脱性能。

上述发现表明，采用本发明的脱模剂和润滑剂可保证顺利的生产过程，并且，特别是在挤出过程中可通过喷涂施用脱模剂和润滑剂，使降低其消耗成为可能，并因而减小环境污染。

表1

重量百分比
重量百分比									脱模剂和润滑剂	聚氧化烯/聚硅氧烷共聚物1	聚氧化烯二醇2	聚氧化烯壬基酚3	蓖麻油酸的聚氧化烯酯4	C₄₀醇的聚氧化烯醚5	C₅₀醇的聚氧化烯醚6	阴离子润湿剂7	腐蚀抑制剂8
1本发明2本发明3本发明4本发明5非本发明6非本发明	4234-50	14181288050	----20-	72707075--	--5---	---3--	5555--	5555--	脱模剂和润滑剂	聚氧化烯/聚硅氧烷共聚物1	聚氧化烯二醇2	聚氧化烯壬基酚3	蓖麻油酸的聚氧化烯酯4	C₄₀醇的聚氧化烯醚5	C₅₀醇的聚氧化烯醚6	阴离子润湿剂7	腐蚀抑制剂8

1 市售，商品名为TEGOPREN^5851

2 环氧乙烷∶环氧丙烷的摩尔比为1∶1，平均分子量为2800

3 10摩尔环氧乙烷

4 45摩尔环氧乙烷，平均分子量为2300

5 平均分子量为1050

6 平均分子量为850

7 月桂基乙醚硫酸钠

8 烷基芳基酰氨基羧酸的三乙醇铵盐，市售商品名为HOSTACOR KS 1

表2

粘度(mPas)
粘度(mPas)					脱模剂和润滑剂	测定粘度的温度(℃)
25	35	45	60			测定粘度的温度(℃)
25	35	45	60	1本发明		1000	800	500	300
2本发明	1500	950	600	1本发明	400	1000	800	500	300
2本发明	1500	950	600	3本发明	400	凝胶状	凝胶状	2500	1500
4本发明	凝胶状	凝胶状	2000	3本发明	1250	凝胶状	凝胶状	2500	1500
4本发明	凝胶状	凝胶状	2000	5非本发明	1250	液体	液体	液体	液体
6非本发明	液体	液体	液体	5非本发明	液体	液体	液体	液体	液体

Claims

1.用于成形橡胶制品特别是弯管的脱模剂和润滑剂，该脱模剂和润滑剂含有聚氧化烯/聚硅氧烷嵌段共聚物和/或聚氧化烯二醇和/或聚氧化烯多元醇，并且，如果合适，还含有常规的添加剂，例如润湿剂或腐蚀抑制剂，其特征在于，该脱模剂和润滑剂包含至少50重量％的一种任选硬化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯，该聚氧化乙烯酯具有1200至4000的平均分子量。

2.权利要求1脱模剂和润滑剂的进一步的实施方案，其特征在于还含有最高达12重量％的一种脂肪醇的聚氧化乙烯醚，该脂肪醇具有30至50个碳原子，该醚具有500至3000的平均分子量。

3.权利要求2的脱模剂和润滑剂，其特征在于含有：

50至93重量％的一种任选硬化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯，该聚氧化乙烯酯具有2000至4000的平均分子量，

5至38重量％的一种聚氧化烯/聚硅氧烷嵌段共聚物和/或一种聚氧化烯二醇或聚氧化烯三醇，

2至12重量％的一种脂肪醇的聚氧化乙烯醚，该脂肪醇具有30至50个碳原子，该聚氧化乙烯醚具有500至3000的平均分子量，

4.权利要求3的脱模剂和润滑剂，其特征在于含有：

60至83重量％的一种任选硬化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯，该聚氧化乙烯酯具有2000至3000的平均分子量，

12至23重量％的一种聚氧化烯/聚硅氧烷嵌段共聚物和/或一种聚氧化烯二醇或聚氧化烯三醇，

3至5重量％的一种阴离子润湿剂，

全部组分的重量百分比之和为100％。

5.权利要求3的脱模剂和润滑剂，其特征在于含有：

60至80重量％的一种任选硬化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯，该聚氧化乙烯酯具有2000至3000的平均分子量，

12至18重量％的一种聚氧化烯/聚硅氧烷嵌段共聚物和/或一种聚氧化烯二醇或聚氧化烯三醇，

3至5重量％的一种阴离子润湿剂，

3至5重量％的一种腐蚀抑制剂，

全部组分的重量百分比之和为100％。

6.前述权利要求之一或多个的脱模剂和润滑剂，其特征在于该任选硬化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯具有2400至3000的平均分子量。

7.前述权利要求之一或多个的脱模剂和润滑剂，其特征在于该聚氧化乙烯醚是环氧乙烷与脂肪醇的加成产物，该脂肪醇具有40至50个碳原子，该聚氧化乙烯醚具有800至1500的平均分子量。

8.前述权利要求之一或多个的脱模剂和润滑剂，其特征在于该润湿剂是月桂基乙醚硫酸钠。