CN102189627A - 脱模剂和制备方法及其在制备聚氨酯模制品中的用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种脱模剂和制备方法及其在制备聚氨酯模制品中的用途，其配方包括：a)带羟基官能团的聚硅氧烷，b)带有氢硅烷官能团的聚硅氧烷，c)有机溶剂，d)催化剂。其制备方法为将所述a)物质、b)物质和d)物质加入c)物质中，加热或常温下反应一段时间后获得脱模剂成品。催化剂d)可以是一种或者多种，可以同时加入反应中，也可以分步加入反应中，该成品用于制备聚氨酯模制品。本发明的脱模剂每次喷涂后，在不必清洗模具的情况下，有效脱模次数在20次以上，甚至可以达到100次，实现了脱模剂的多次使用，而且脱模性能不随脱模次数增加而减弱，还可控制聚氨酯模制品的表皮结构，使制品表面质量好。

Description

脱模剂和制备方法及其在制备聚氨酯模制品中的用途

技术领域

本发明涉及脱模剂，脱模剂的制备方法及其脱模剂在制备聚氨酯模制品中的用途。

背景技术

一般在制备模制产品时多数都会用到脱模剂，来防止产品粘在模具上，这是因为这些产品的生产通常在高温下进行，由于模具受热，特别容易和被加工件粘连，不易脱离。这不仅破坏了产品，缩短了模具使用寿命，还增大了劳动强度，降低了生产效率。脱模剂的使用就能够有效防止制品和模具的粘合，使制品很容易从模具中取出。

聚氨酯是一种特殊的高分子合成材料，其性能独特，应用广泛，在近20-30年中得到了迅速的发展，其模制产品广泛应用于家具、汽车及建筑中。但制备聚氨酯的模具材料一般是高导热材料，如铝，钢等，由于聚氨酯是非常好的粘合剂，与金属能产生紧紧的健合，所以在上述材料制成的模具中制造聚氨酯产品时，需要施加脱模剂在与聚氨酯和/或聚氨酯反应混合物接触的模具壁上，这样被加工件才能迅速容易而不受损伤或变形的从模具中取出。

现有的聚氨酯脱模剂有两大系列：以硅系为基的硅系脱模剂和以腊系为基的腊系脱模剂。其化学成分一般是腊，皂，油和/或聚硅氧烷在烃类溶剂中形成的分散体或乳液.这类脱模剂施加到模具上后，溶剂挥发，具有脱模作用的非挥发物质形成薄的脱离模，使制备后的聚氨酯制品容易从模具中移出。施加脱模剂的方法通常采用喷淋脱模剂溶液到模具表面的方法，从而使模具表面完全覆盖脱模剂。模具的理想温度为45-85℃，优选50-75℃，喷淋脱模剂之后，保持约1-10分钟，待溶剂挥发完全，在模具上就形成一层有脱模效应的薄膜，然后在模具中添加制备聚氨酯制品的原料，关闭模具，固化结束后打开模具，即可从模具中取出模制品。

但是现有市场上的脱模剂几乎都是一次性使用的，并且以腊系为主。每次脱模后，都需要重新喷涂新的脱模剂，并且需要用溶剂或者清洁剂来洗涤清理残留物质。对于聚氨酯制品制造者来说，这种费时的清理过程，大大增加了生产成本，降低了生产效率.市场对于可多次使用的，永久或者半永久型脱模剂有着巨大的需求.

发明内容

为了解决以上现有技术中脱模剂不能多次使用的问题，本发明提供一种新型脱模剂，可以多次使用的，能广泛应用于塑料，泡沫，橡胶，复合材料等模制产品的生产。同时还提供这种脱模剂在制备聚氨酯模制品中的用途和它的制备方法。

本发明的脱模剂，其配方包括如下物质：

a)带羟基官能团的聚硅氧烷，

b)带有氢硅烷官能团的聚硅氧烷，

c)有机溶剂，

d)催化剂，

在有机溶剂中，在催化剂的作用下，a)物质的聚硅氧烷的羟基官能团和b)物质的聚硅氧烷的氢基官能团反应，产生如下化学反应：-Si-OH+-Si-H→-Si-O-Si-+H₂，从而得到易于成膜的物质。

所述脱模剂的配方包括如下重量份的物质：

a)带羟基官能团的聚硅氧烷0.1-20份，

b)带有氢硅烷官能团的聚硅氧烷0.1-20份，

c)有机溶剂40-99份，

d)催化剂0.001-10份.

所述脱模剂的配方优选为以下重量份的物质：

a)带羟基官能团的聚硅氧烷0.2-10份，

b)带有氢硅烷官能团的聚硅氧烷0.2-10份，

c)有机溶剂70-99份，

d)催化剂0.01-3份.

所述a)物质的带羟基官能团的聚硅氧烷为硅树脂。

所述b)物质的带有氢硅烷官能团的聚硅氧烷为硅油。

所述的有机溶剂为不含水的，挥发温度比较低的有机溶剂。

所述催化剂为Si-H和Si-OH脱氢缩合反应的催化剂，包括胺类催化剂，和/或有机金属类催化剂，和/或含硅烷的有机催化剂。

所述硅树脂优选颗粒硅树脂，片状或者球状的颗粒硅树脂，更易成膜。

所述硅油为直链状、环状，支链状或三维网状结构。所述硅油可以使用1个分子中的硅原子数(或聚合度)为4-1000，特别是4-300左右的聚有机氢硅氧烷。所述硅油优选自1，3，5，7-四甲基环四硅氧烷、甲级氢硅氧烷共聚物、两末端以两甲基氢甲硅烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷、二苯基硅氧烷共聚物、两末端以三甲基甲硅烷氧基封端的甲基氢硅氧烷等。

所述有机溶剂应该能够溶解本发明的物质，优选自醇类、醇醚类、酮类、酯类、脂肪烃类、脂环烃类、芳香烃类和醚类的一种或多种，例子包括甲苯、二甲苯、正己烷、乙酸乙酯、丙酮、丁酮中的任意一种或任意几种的混合物。

所述胺类催化剂，优选自三亚己基二胺，1-甲基-4-二甲基氨基己基哌嗪，双(二甲基胺基乙基)醚，二乙基乙醇胺，1，1，3，3-四甲基胍、2、4、6三(二甲氨基甲基、N，N-二甲基乙醇胺、N，N-二甲基氨乙基乙二醇、N-甲基吗啉，N-乙基吗啉，二(N，N-二甲基氨基乙基)醚，二甲基环己胺、N-甲基二环己胺、五甲基二亚乙基三胺、五甲基二亚丙基三胺、四甲基乙二胺、四甲基丙二胺、四甲基己二胺、2，2-双吗啉基二乙基醚、可可吗啉、N-甲基咪唑、1，2-二甲基咪唑、1，4-二甲基哌嗪、三甲基羟乙基丙二胺、N-甲基-N-(N，N-二甲胺基乙基)乙醇胺、N，N-二甲基苄胺、三(二甲氨丙基)胺、三乙胺、N，N-二甲基(十六烷基)胺和四甲基亚胺基二丙基胺和N-椰油基吗啉中的一种或多种。

所述有机金属类催化剂，优选地选自下列中的一种或多种：二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二醋酸二丁基锡、醋酸苯汞、钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、异辛酸钾、异辛酸铅、异辛酸锌、铂类催化剂、铑类催化剂和其它贵金属类催化剂。

所述含硅烷的有机催化剂，优选自乙酰基三甲基硅烷，3-丙烯酰基氧基丙基三氯硅烷，3-(丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷，丙烯酰氧基三甲基硅烷，双-3-甲基丙烯基氧丙基化四甲基二硅氧烷，乙烯基三丁酮肟基硅烷，甲基(氯甲基)二氯硅烷，苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷中的一种。

本发明还有一目的是提供所述脱模剂的制备方法，将所述a)物质，b)物质和d)物质加入c)物质中，在常温或加热下反应获得脱模剂成品。

所述催化剂d)可以是胺类催化剂、有机金属类催化剂和含硅烷的有机催化剂中的一种或者多种。

所述催化剂d)为多种时，可以同时加入到反应中，也可以分步加入反应中。例如，一种催化剂或催化剂混合物使硅油嫁接到硅树脂上，另一种催化剂或催化剂混合物使嫁接硅油后的硅树脂进一步交联，而得到脱模剂成品。

本发明的另一目的是提供所述脱模剂在制备聚氨酯模制品中的用途。

所述脱模剂在制备聚氨酯模制品中的使用方法，步骤为：

第一步，模具被加热到模塑温度45-85℃；

第二步，将所述脱模剂均匀喷淋在模具上，保持1-2分钟，溶剂挥发，脱模剂在模具内表面形成一层膜；

第三步，向模具中添加制备聚氨酯模制品的原料，关闭模具；

第四步，固化结束后，打开模具，取出模制品；

第五步，重复第三步和第四步，直到达到预定的有效脱模次数。

所述脱模剂在制备聚氨酯模制品中的有效脱模次数为20次以上。

所述脱模剂在制备聚氨酯模制品中的优选有效脱模次数为20-100次.

所述的模塑温度优选50-70℃。

本发明的有益效果：

1、脱模剂能形成具有超低表面能(low surface energy)的薄膜，与液状树脂能形成很大的接触角(high contact angel)，从而达到脱模的效果；

2、每次喷涂所述脱模剂，在不必清洗模具的情况下，其有效脱模次数在20次以上，优选50，更优选100；

3、在有效脱模次数内，脱模性能不随脱模次数的增加而减弱；

4、在有效脱模次数内、聚氨酯制品的表面结构也不随脱模次数的增加而改变；

5、无残留物质形成，不必清理或需要简单清理；

6、脱模剂可以长时间保存，储存性能稳定，耐气候性好，保质期半年以上，优选一年，更优选二年，而且脱模性能不随储存时间增长而减弱；

7、脱模剂分散性好，粘度与比重易于喷涂，无沉淀，无需使用前搅拌；

8、脱模剂只需低温固化，在聚氨酯模制品的生产温度下，一般45-85℃就可形成具有脱模功能的薄膜.

9、脱模剂能在短时间内成模，1-2分钟即可成模；

10、形成的具有脱模性能的薄膜热稳定性好，不会因为温度过高而分解或者破坏；

11、在生产温度下，其化学稳定性佳，不会与聚氨酯原料产生任何化学反应；

12、脱模剂配方可以控制聚氨酯模制品的表皮结构，制品表面质量好；

13、脱模剂毒性小，对人体无毒害，在聚氨酯模制品表面不会有残留；

14、脱模剂配方环境友好，对模具无腐蚀性；

15、对模具表面没有特殊处理要求。

具体实施方式

实施例1

一种脱模剂，将20份带羟基的片状颗粒硅树脂、20份带氢硅的硅油，如1，3，5，7-四甲基环四硅氧烷，6份三亚己基二胺，99份甲苯混合在一起，搅拌，加热到60℃，反应4个小时后，在常温下，加入4份乙酰基三甲基硅烷，继续搅拌1个小时后，得到产品。此产品可以用作聚氨酯软泡产品的脱模剂。

其使用步骤为：

第一步，将模具加热到模塑温度50℃；

第二步，将所述脱模剂均匀喷淋在模具上，保持2分钟，溶剂挥发，脱模剂在模具内表面形成一层膜；

第三步，向模具中添加制备聚氨酯模制品的原料，关闭模具；

第四步，固化结束后，打开模具，取出模制品；

第五步，重复第三步和第四步，直到达到预定的有效脱模次数。有效脱模次数为50次，50次后将脱模剂形成的膜清理干净后，从第一步开始重复。

实施例2

一种脱模剂，由0.1份带羟基的球状颗粒硅树脂、0.1份带氢硅的硅油，如两末端以两甲基氢甲硅烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷，0.001份1-甲基-4-二甲基氨基己基哌嗪，40份正己烷混合在一起，搅拌，加热到60℃，反应4个小时后，得到产品。此产品可以用作聚氨酯软泡产品的脱模剂，

其使用步骤为：

第一步，将模具加热到模塑温度70℃；

第二步，将所述脱模剂均匀喷淋在模具上，保持1分钟，溶剂挥发，脱模剂在模具内表面形成一层膜；

第三步，向模具中添加制备聚氨酯模制品的原料，关闭模具；

第四步，固化结束后，打开模具，取出模制品；

第五步，重复第三步和第四步，直到达到预定的有效脱模次数。有效脱模次数为30次，30次后将脱模剂形成的膜清理干净后，从第一步开始重复。

实施例3

一种脱模剂，由0.2份带羟基的硅树脂、0.3份带氢硅的硅油，如甲级氢硅氧烷共聚物，0.005份二乙基乙醇胺，45份二甲苯混合在一起，搅拌，加热到60℃，反应4个小时后，在常温下，加入0.005份苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷，继续搅拌1个小时后，得到产品。此产品可以用作聚氨酯软泡产品的脱模剂，

其使用步骤为：

第一步，将模具加热到模塑温度45℃；

第二步，将所述脱模剂均匀喷淋在模具上，保持1分钟，溶剂挥发，脱模剂在模具内表面形成一层膜；

第三步，向模具中添加制备聚氨酯模制品的原料，关闭模具；

第四步，固化结束后，打开模具，取出模制品；

第五步，重复第三步和第四步，直到达到预定的有效脱模次数。有效脱模次数为20次，20次后将脱模剂形成的膜清理干净后，从第一步开始重复。

实施例4

一种脱模剂，由10份带羟基的颗粒硅树脂、10份带氢硅的硅油，如二苯基硅氧烷共聚物，1.5份N-甲基吗啉，70份乙酸乙酯混合在一起，搅拌，加热到60℃，反应4个小时后，在常温下，加入1.5份丙烯酰氧基三甲基硅烷，继续搅拌1个小时后，得到产品。此产品可以用作聚氨酯软泡产品的脱模剂，

其使用步骤为：

第一步，将模具加热到模塑温度80℃；

第二步，将所述脱模剂均匀喷淋在模具上，保持2分钟，溶剂挥发，脱模剂在模具内表面形成一层膜；

第三步，向模具中添加制备聚氨酯模制品的原料，关闭模具；

第四步，固化结束后，打开模具，取出模制品；

第五步，重复第三步和第四步，直到达到预定的有效脱模次数。有效脱模次数为100次，100次后将脱模剂形成的膜清理干净后，从第一步开始重复。

实施例5

一种脱模剂，由20份带羟基的颗粒硅树脂、19份带氢硅的硅油，如两末端以三甲基甲硅烷氧基封端的甲基氢硅氧烷，5份双(二甲基胺基乙基)醚，90份丙酮混合在一起，搅拌，加热到60℃，反应4个小时后，在常温下，加入3份四甲基丙二胺，继续搅拌1个小时后，得到产品。此产品可以用作聚氨酯软泡产品的脱模剂，

其使用步骤为：

第一步，将模具加热到模塑温度85℃；

第二步，将所述脱模剂均匀喷淋在模具上，保持2分钟，溶剂挥发，脱模剂在模具内表面形成一层膜；

第三步，向模具中添加制备聚氨酯模制品的原料，关闭模具；

第四步，固化结束后，打开模具，取出模制品；

第五步，重复第三步和第四步，不需要重新喷淋脱模剂，只需简单清理即可继续重复使用。

实施例6

一种脱模剂，由12份带羟基的颗粒硅树脂、13份带氢硅的硅油，如甲级氢硅氧烷共聚物，2.5份N-椰油基吗啉，75份丁酮混合在一起，搅拌，加热到60℃，反应4个小时后，在常温下，加入2.5份二月桂酸二丁基锡，继续搅拌1个小时后，得到产品。此产品可以用作聚氨酯软泡产品的脱模剂，

其使用步骤为：

第一步，将模具加热到模塑温度85℃；

第二步，将所述脱模剂均匀喷淋在模具上，保持2分钟，溶剂挥发，脱模剂在模具内表面形成一层膜；

第三步，向模具中添加制备聚氨酯模制品的原料，关闭模具；

第四步，固化结束后，打开模具，取出模制品；

第五步，重复第三步和第四步，直到达到预定的有效脱模次数。有效脱模次数为100次，100次后将脱模剂形成的膜清理干净后，从第一步开始重复。

实施例7

一种脱模剂，由0.1份带羟基的颗粒硅树脂、0.2份带氢硅的硅油，如二苯基硅氧烷共聚物，.0.002份N-乙基吗啉，0.003份3-甲基丙烯基氧丙基化四甲基二硅氧烷，42份丙酮混合在一起，搅拌，加热到60℃，反应4个小时后，得到产品。此产品可以用作聚氨酯软泡产品的脱模剂，

其使用步骤为：

第一步，将模具加热到模塑温度70℃；

第二步，将所述脱模剂均匀喷淋在模具上，保持2分钟，溶剂挥发，脱模剂在模具内表面形成一层膜；

第三步，向模具中添加制备聚氨酯模制品的原料，关闭模具；

第四步，固化结束后，打开模具，取出模制品；

第五步，重复第三步和第四步，直到达到预定的有效脱模次数。有效脱模次数为100次，100次后将脱模剂形成的膜清理干净后，从第一步开始重复。

实施例8

一种脱模剂，由5份带羟基的颗粒硅树脂、5份带氢硅的硅油，如二苯基硅氧烷共聚物，1.5份二甲基环己胺，1.5份二醋酸二丁基锡，87份丙酮混合在一起，搅拌，加热到60℃，反应4个小时后，在常温下，加入2.5份三乙胺，继续搅拌1个小时后，得到产品。此产品可以用作聚氨酯软泡产品的脱模剂，

其使用步骤为：

第一步，将模具加热到模塑温度70℃；

第二步，将所述脱模剂均匀喷淋在模具上，保持2分钟，溶剂挥发，脱模剂在模具内表面形成一层膜；

第三步，向模具中添加制备聚氨酯模制品的原料，关闭模具；

第四步，固化结束后，打开模具，取出模制品；

第五步，重复第三步和第四步，直到达到预定的有效脱模次数。有效脱模次数为100次，100次后将脱模剂形成的膜清理干净后，从第一步开始重复。

实施例9

一种脱模剂，由10份带羟基的颗粒硅树脂、8份带氢硅的硅油，如二苯基硅氧烷共聚物，2份三甲基羟乙基丙二胺，1份辛酸亚锡，79份丙酮混合在一起，搅拌，加热到70℃，反应4个小时后得到产品。此产品可以用作聚氨酯软泡产品的脱模剂，

其使用步骤为：

第一步，将模具加热到模塑温度70℃；

第二步，将所述脱模剂均匀喷淋在模具上，保持2分钟，溶剂挥发，脱模剂在模具内表面形成一层膜；

第三步，向模具中添加制备聚氨酯模制品的原料，关闭模具；

第四步，固化结束后，打开模具，取出模制品；

第五步，重复第三步和第四步，直到达到预定的有效脱模次数。有效脱模次数为100次，100次后将脱模剂形成的膜清理干净后，从第一步开始重复。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，该领域任何技术人员在本发明公开的技术范围内，进行的任何变化或替换，都应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种脱模剂，其特征是：其配方包括如下物质：

a)带羟基官能团的聚硅氧烷，

b)带有氢硅烷官能团的聚硅氧烷，

c)有机溶剂，

d)催化剂。

2.根据权利要求1所述的脱模剂，其特征是：所述脱模剂的配方包括如下重量份的物质：

a)带羟基官能团的聚硅氧烷0.1-20份，

b)带有氢硅烷官能团的聚硅氧烷0.1-20份，

c)有机溶剂40-99份，

d)催化剂0.001-10份。

3.根据权利要求2所述的脱模剂，其特征是：所述脱模剂的配方优选为以下重量份的物质：

a)带羟基官能团的聚硅氧烷0.2-10份，

b)带有氢硅烷官能团的聚硅氧烷0.2-10份，

c)有机溶剂70-99份，

d)催化剂0.01-3份。

4.根据权利要求3所述的脱模剂，其特征是：所述a)物质的带羟基官能团的聚硅氧烷为硅树脂；所述b)物质的带有氢硅烷官能团的聚硅氧烷为硅油。

5.根据权利要求3所述的脱模剂，其特征是：所述催化剂为Si-H和Si-OH脱氢缩合反应的催化剂，包括胺类催化剂和/或有机金属类催化剂和/或含硅烷的有机催化剂。

6.根据权利要求3所述的脱模剂，其特征是：所述的有机溶剂为不含水的，挥发温度比较低的有机溶剂。

7.一种制备权利要求1-6任一项所述脱模剂的方法，其特征是：将所述a)物质、b)物质和d)物质加入c)物质中，在常温或加热下反应获得脱模剂成品；所述d)物质的催化剂是胺类催化剂、有机金属类催化剂和含硅烷的有机催化剂中的一种或者多种；所述催化剂d)为多种时，可以同时加入到反应中，也可以分步加入反应中。

8.根据权利要求1-6任一项所述脱模剂用于制备聚氨酯模制品中的用途。

9.根据权利要求1-6任一项所述脱模剂用于制备聚氨酯模制品的使用方法，其特征是包括如下步骤：

第一步，模具被加热到模塑温度45-85℃；

第二步，将所述脱模剂均匀喷淋在模具上，保持1-2分钟，溶剂挥发，脱模剂在模具内表面形成一层膜；

第三步，向模具中添加制备聚氨酯模制品的原料，关闭模具；

第四步，固化结束后，打开模具，取出模制品；

第五步，重复第三步和第四步，直到达到预定的有效脱模次数。

10.根据权利要求9所述的脱模剂用于制备聚氨酯模制品的使用方法，其特征是：所述有效脱模次数为20次以上。