CN103857509A - 适于增加脱模次数的半永久性工具涂层的增强 - Google Patents

Abstract

提供了具有寿命延长的脱模剂以及用于制备和使用所述脱模剂的方法。寿命延长的脱模剂可包括第一材料（40），所述第一材料（40）配置成以与模腔（18）的表面（24）成直接物理接触的方式放置以便密封所述表面。寿命延长的脱模剂还可包括第二材料（24），所述第二材料（24）配置成涂覆第一材料以便在模腔内执行泡沫制备过程中保护所述第一材料。所述第二材料包括硅氧烷油。

Description

适于增加脱模次数的半永久性工具涂层的增强

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年8月15日提交的系列号61/523,783的美国临时专利申请的优先权和益处，其题为“适于增加脱模次数的半永久性工具涂层的增强（SEMI PERMANENT TOOL COATING ENHANCEMENTFOR EXTENDED NUMBER OF RELEASES）”，该申请的其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

本发明总体上涉及能够增加脱模次数的半永久性脱模剂，从而涉及在生产泡沫物件的过程中使用所述半永久性脱模剂的方法。

聚氨酯是一种通用类别的聚合物，其中有机重复单元由氨基甲酸酯键和脲键连接。聚氨酯通常由下述反应来生成，在所述反应中具有两个或更多个羟基的多元醇与具有两个或更多个异氰酸酯基团的多异氰酸酯进行反应。羟基和异氰酸酯基可以1：1的关系进行相互反应以便形成氨基甲酸酯键和脲键，并且在某些配置中，关系可如从低至约0.6比1、至约1比1.3的范围那样宽。为了促进这些聚合反应，反应材料可被加热，并且备选地或另外地，可提供催化剂。

聚氨酯具有各种各样的模制用途，其包括模制泡沫座椅、泡沫填料、密封剂、密封垫等等。给定聚氨酯的最终用途取决于反应来生成聚氨酯（例如，多元醇和/或聚异氰酸酯的分子结构）的特定起始物料以及起始物料进行反应的条件。例如，聚氨酯泡沫制品（尤其是泡沫座椅、泡沫镶板、和其它形状的聚氨酯泡沫）往往在具有的形状对应于泡沫所需形状的模腔内制备。

为了在所述模腔内部制备聚氨酯泡沫，将包括多元醇与多异氰酸酯的未反应混合物的泡沫配制物材料放置于模具中。然后例如在将混合物加热之后使得混合物发生反应。在反应期间，混合物发泡并膨胀以填充所述模腔的内部，从而呈现模腔形状。可以提供附加的材料以便增强混合物的发泡。例如，水可用作多种不同起泡剂中的一种类型以便使得氨基甲酸酯混合物来填充模具。为最环保起泡剂的水与聚合物和聚合组分反应以便生成脲。允许泡沫在模腔内硬化。一旦在一定的固化时间之后泡沫变硬，可将泡沫物件（例如座垫）从模具中取出并使用（例如，在座椅内使用）。固化时间越短，可制备性和收益性越高。

模腔可涂有脱模剂，以便泡沫物件从模腔取出。典型的脱模剂包括蜡基脱模剂，在执行泡沫制备过程之前所述蜡基脱模剂被施加到模腔表面上。作为一个实例，蜡基脱模剂可包括用于初步密封表面的高熔点蜡和附加的液体蜡，所述液体蜡具有在每次泡沫制备过程之前（即在形成每个独立的泡沫物件之前）被施加到密封表面上的各种熔点的蜡的混合物。在制备泡沫物件的过程中，在模制过程中（即，在聚合过程中）所述蜡熔化，并且在某些情况下，可能会汽化。然后当氨基甲酸酯被最终模制时蜡可返回到固体形式。如可以意识到的那样，在泡沫物品的制备过程中这些相变消耗能量。此外，一些蜡被转移到氨基甲酸酯物品上，以及一些蜡保留在模具中。遗憾的是，甚至在单次使用、或在有限脱模次数（例如，小于1000）之后，这些蜡脱模剂可能无法提供合适的泡沫脱模性能。换言之，在模具涂覆、泡沫制备、以及泡沫脱模的有限数目的周期中，某些蜡基脱模剂可能无法在随后的泡沫制备周期中促进泡沫从模腔中脱模。遗憾的是，这可能会导致泡沫材料粘附到模腔表面上，当泡沫从模具中取出时这导致泡沫破裂或撕破。

由于在单次使用（或少于期望次数的使用）之后，这些蜡基脱模剂的脱模性能会显著降低，所以在每次制备泡沫物件时都往往补充这些蜡基脱模剂。此外，以这种方式补充蜡基脱模剂会增加模腔被清洁的频率，从而除去泡沫或蜡的碎片、或者会对泡沫制备产生不利影响的任何其它表面污染物。因此，在给定的模腔内提供蜡基脱模剂可代表在制备一系列泡沫物件（例如，一组座垫）的过程中的显著资本投资。因此，典型的脱模材料往往是不足够的或有待进一步改善。

发明内容

本公开包括致力于克服蜡基脱模剂的这些缺陷和其它缺陷的实施例。例如，本发明的第一实施方式涉及一种系统，其包括配置成涂覆模腔表面的寿命延长的脱模剂。寿命延长的脱模剂包括第一材料和第二材料，所述第一材料配置成以与所述模腔表面成直接物理接触的方式放置以便密封所述表面，而所述第二材料配置成包覆第一材料以便在模腔内执行泡沫制备的过程中来保护所述第一材料。所述第二材料包括硅氧烷油。

本发明的另一个实施方式涉及泡沫模制系统。该系统包括具有基体材料的模具和在该基体材料中形成的模腔。所述模腔具有的几何形状对应于泡沫物件的所需形状。涂层设置于所述模腔的表面上，并且包括适于提高该表面润滑性的硅氧烷油。

本发明的另一实施方式涉及一种方法，所述方法包括制备具有寿命延长的脱模剂的模腔表面，所述脱模剂具有硅油。该方法还包括执行泡沫制备周期，其包括将泡沫配制物设置于模腔内，在模腔中聚合泡沫配制物以形成具有对应于所述几何形状的形状的泡沫物件，以及从模具中取出所述泡沫物件。

附图说明

图1是泡沫物件制备系统实施例的示意图，其中将泡沫配制物提供给模腔以便制备泡沫物件。

图2是沿着图1的线2-2所取的示出下述实施方式的放大横截面视图，在所述实施方式中半永久性的脱模剂层设置在所述模腔的表面上，以及附加层设置在半永久性脱模剂层上以便延长半永久性脱模剂层的寿命。

图3是图1的所涂覆模具的基体材料和设置于所涂覆模具的模腔内的泡沫配制物之间的温度梯度的示意性图示。

图4是示出用于使用图1所涂覆的模具来制备泡沫物件的方法实施方式的工艺流程图。

具体实施方式

图1是用于在模具14内制备泡沫物件12（例如，聚氨酯座垫）的系统10的示意性概述视图。模具14包括基体材料16和在基体材料16中形成的模腔18。模腔18配置成在制备泡沫时成形泡沫物件12。基体材料16可包括金属（例如，铝，钢，镍，或其它合金金属）、环氧树脂、复合材料、或能够给在模腔18内制备的泡沫提供机械稳定性的类似材料。在一些实施方式中，基体材料16可选择成使得热量能够从外源施加到在模腔18内进行的聚合过程。也就是说，基体材料16可具有所需的传热系数。模腔18由第一部件20和第二部件22限定，第一部件20和第二部件22的每一个具有内表面24，所述模腔18具有一定的形状以形成发泡物件12。然而，应该指出的是，在其它实施方式中，模腔18可由单个部件或者两个以上的部件形成，每个部件具有用于接触泡沫物件12的内表面24。形成模腔18的部件数目可取决于要制备的泡沫物件的特定形状和/或大小以及用于制备泡沫物件的方法。如应该意识到的那样，当第一部件20和第二部件22在它们围绕模腔18的区域处被放置成彼此接触时，所述模腔18采取泡沫物件12所需形状的形式。

如在下面相对于图2和图4更详细论述的那样，寿命延长的脱模剂26涂敷在内表面24上以便增加内表面24的润滑性。增加内表面24的润滑性促进泡沫物件12从模具14脱模，并防止不希望的撕裂和对所制备泡沫物件的污染。寿命延长的脱模剂26在通常意义上包括设置于基体材料16上的永久性或半永久性涂层，以及设置于永久性或半永久性涂层上的增补剂（extender）涂层。在根据本公开的某些方面，寿命延长的脱模剂26可包括配置成对于约1000到150000个以上的泡沫物件制备周期而言、诸如对于约物料5000个以上或约6000个以上的周期（例如，约6000，7000，8000，9000，10000个以上）而言给内表面24提供有益的润滑性。事实上，在某些实施方式中，寿命延长的脱模剂26可对于约16000个周期而言赋予内表面24理想量的润滑性。因此，如本文所用，用语“寿命延长”是指对于多于传统脱模剂周期的周期而言寿命延长的脱模剂26赋予限定模腔18的内表面24期望润滑质量的能力。例如，蜡基脱模剂通常只能够对于不超过1000个的周期赋予内表面24这种润滑性。

在系统10的操作过程中，将不同的材料进行混合以便最终制得泡沫配制物28，所述泡沫配制物28是当经受合适的聚合条件时能够在模具14内形成泡沫物件12的反应性混合物。在当前情况下，泡沫物件12是聚氨酯泡沫物件。因此，泡沫配制物28由下述材料制得，所述材料能够由水和异氰酸酯形成重复的氨基甲酸酯键（即聚氨酯）和脲键接。在图示的实施例中，泡沫配制物28通过在混合头30内混合多元醇配制物32和异氰酸酯混合物34来制得。然而，应当意识到的是，在某些实施例中，可在模腔18中直接混合多元醇配制物32和异氰酸酯混合物34来制得泡沫配制物28。

多元醇配制物32除了包括其它反应物之外可包括多羟基化合物（例如，包括多元醇和共聚物多元醇的具有一个以上羟基单元的小分子或聚合物），诸如聚醚多元醇、可购自拜尔材料科学有限责任公司（BayerMaterials Science LLC）的合成树脂。多元醇配制物32也可包括起泡剂（例如，水，挥发性有机溶剂）、交联剂、表面活性剂和其它添加剂（例如，开孔剂，稳定剂）。多元醇配制物32还可包括其它聚合物材料，诸如配置成赋予泡沫物件12某些物理性质的共聚物材料。这种共聚物的一个实例是苯乙烯-丙烯腈（SAN）共聚物。此外，在某些实施方式中，可以使用配置成促进聚氨酯生成（即，多元醇配制物32的羟基与异氰酸酯混合物34的异氰酸酯基之间的反应）的催化剂，并且所述催化剂可以是多元醇配制物32的一部分。

应当指出的是，根据当前实施方式，寿命延长的脱模剂26使得能够使用在传统上被视为是不适于在模腔18内采用蜡基脱模剂的聚氨酯泡沫制备工艺中使用的催化剂。例如，某些胺（例如叔胺），胺盐，有机金属化合物（例如，有机铋和/或有机锌化合物），或可与蜡基脱模剂不相容的其它类似催化剂。实际上，蜡基脱模剂可导致催化剂有效性降低（例如，通过与催化剂反应或配位），并且在某些情况下，允许催化剂进行反应。例如，催化剂可与蜡进行反应，从而导致产生热量。热量产生可迫使催化剂经过相变，这会导致泡沫制备过程的能量损失。实际上，输入到泡沫制备过程中的多达20％的能量可能会损失到诸如这些的相变上。

相反，诸如这些的催化剂可在本公开的寿命延长的脱模剂26设置于内表面24上时容易地掺入到多元醇配制物32内。根据本发明实施例的可被掺入到多元醇配制物32内的催化剂的商业实例包括可购自密苏里州圣路易斯的Sigma Aldrich Co.,LLC的

331v胺催化剂（1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷）和可购自俄亥俄州诺伍德的Shepherd ChemicalCompany的

铋催化剂。实际上，在多元醇配制物32中包括更多种类催化剂的能力可降低开始形成聚氨酯时的温度，并且还可实现仅仅通过使用特定催化剂才能得到的制备特性。也就是说，延长寿命的脱模剂26可以使得能够形成具有改进物理性质的聚氨酯泡沫，诸如改进的湿固化性、降低的滞后损失以及提高的耐久性、弹性和抗撕裂性。此外，使用改进的催化剂体系的能力会增加反应效率，这可通过使得适于制备给定量泡沫的反应性物质的减少而降低材料成本。例如，可实现泡沫配制物28反应性材料的10％至20％的减少。下面的表1提供了多元醇配制物28的示例组分及其相应的量。

在模具14内与多元醇配制物32反应的所述异氰酸酯混合物34可包括一种或多种不同的异氰酸酯化合物。这类化合物的实例包括二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、或具有两个或更多个异氰酸酯基的其它这类化合物。多异氰酸酯化合物还可包括每分子具有平均具有两个或更多个异氰酸酯基的预聚物或聚合物。所用的特定多异氰酸酯化合物可取决于泡沫物件12的所需最终用途（即，所需的物理性质）。

如上所述，延长寿命的脱模剂26可配置成对于可比使用蜡基脱模剂得到的周期数目更大的周期数目而言提供合适的润滑性。例如，永久性或半永久性涂层可对于一定数目的周期而言提供合适的润滑性，以及增补剂涂层可延长永久性或半永久性涂层的寿命，这样永久性或半永久性涂层对于甚至更大周期数目而言提供合适水平的润滑性。参照图2可进一步理解寿命延长的脱模剂26的构造，其是图1所示的模具14的一部分沿着线2-2所取的放大横截面视图。

图2的寿命延长的脱模剂26包括直接设置到内表面24上的基层40，以及直接设置到基层40上的增补剂材料42。根据当前的实施方式，基层40可被认为是永久性或半永久性的涂层，因为其对于相对大的泡沫制备周期数目（例如，5000个周期或更多）而言可给模腔体18提供适当的润滑性。实际上，泡沫制备周期数目大于使用蜡基脱模剂所获得的泡沫制备周期数目。基层40可包括金属、陶瓷、塑料、或它们的任意组合，或者可完全由金属、陶瓷、塑料、或它们的任意组合形成。作为一个实例，基层40可包括陶瓷，诸如金属氧化物（例如，二氧化硅（SiO₂），二氧化钛（TiO₂）），碳化物（例如，碳化硅），硼化物，氮化物（例如，氮化硼），或硅化物；塑料，诸如聚四氟乙烯（PTFE）或其它含氟聚合物或润滑涂层，或材料组合（例如，金属和塑料的组合），诸如镍-聚四氟乙烯。

基层40可使用适于所选定的特定材料的技术而设置于内表面24上。例如，可将陶瓷和/或金属压印、烧结或镀敷到内表面24上，而塑料可被涂覆或喷涂到内表面24上。在一个实施方式中，基层40可由模具14的基体材料16形成，诸如通过阳极氧化或类似的表面改性技术。此外，当基层40与增补剂材料42不同时，在某些实施方式中，基层40的一部分可包括与用作增补剂材料42的材料相同或类似的材料。实际上，因为基层40的材料可能经受降解同时损失润滑性，因此增补剂材料42可充当用于延长基层40所适合的脱模次数的更新试剂。

具体而言，增补剂材料42可被选择成在泡沫制备条件下提供适量的润滑，并且还可以选择成提供基层40和模具14内表面24的增强保护。在根据本发明的某些实施方式中，增补剂材料可包括可施加于基层40上的基于硅氧烷的材料，诸如基于硅氧烷的油类。增补剂材料的基于硅氧烷的材料可以是聚合的硅氧烷，硅氧烷低聚物，环状硅氧烷，或它们的组合。例如，根据本公开的聚合硅氧烷可具有以下通式：

其中R表示脂肪族或芳族的末端单元，以及（Sil）表示一系列的硅氧烷重复单元。硅氧烷重复单元可以相同，也可以不同。例如，在一些实施方式中，所述硅氧烷重复单元可具有以下通式：

其中R₁和R₂独立地具有在1和8之间的碳原子数的脂肪族或芳族取代基。可用作取代基的脂肪族基团例如包括烷基，环烷基，烯基，环烯基，炔基，二烯基，环状基等。因此，脂肪族基团例如可包括诸如链烷烃的烃基和烯基。例如，所述脂肪族基团可包括此类基团，如甲基，乙基，丙基，正丁基，叔丁基，仲丁基，异丁基，戊基，异戊基，己基，环己基，庚基，辛基等等。

可用作取代基的芳族基团例如包括苯基，萘基，蒽基等。这些化合物的取代衍生物也包括在内，其中各基团可具有6至8个碳原子。这种取代的衍生物例如可包括苯基，甲苯基，二甲苯基等，包括其任何杂原子取代的衍生物。

作为基于硅氧烷的材料的实例，增补剂涂层42可包括聚二甲基硅氧烷（PDMS），其中R₁和R₂均为甲基。在其它实施方式中，硅氧烷的重复单元可交替，如由下述通式表示的那样：

其中R₁,R₂，R₃和R₄各自独立是具有在1和8之间的碳原子数的脂肪族或芳族取代基。脂肪族或芳族取代基可独立地包括任何如上所述的示例性取代基。作为另一个实例，增补剂材料42可包括环状二甲基硅氧烷，其具有以下结构：

其中，n可为1或2。例如，环状硅氧烷可以是六甲基环三硅氧烷（HMCTS，n=1），八甲基环四硅氧烷（OMCTS，n=2），或具有本文所述的所需润滑性和其它液体性质的任何其它的环状硅氧烷。

应当指出的是，连接到硅氧烷油的硅原子上的取代基（即，针对R₁-R₄所选定的特定的脂肪族或芳族取代基）可以基于增补剂材料42的某些所需属性以及其它考虑因素来进行选择，其它考虑因素诸如基层40的材料，在泡沫配制物28中的催化剂和其它材料，要制备的聚氨酯泡沫的类型，以及用于将泡沫物件12从模具14脱模所需的表面处理。在由BharatBhushan发表的“Springer Handbook of Nanotechnology,”（SpringerPublishing2011）的章节29和30中对各种表面处理、摩擦学性质、其测量结果以及与薄液膜相关联的其它考虑因素（诸如各种摩擦力，粘度和液膜压缩）有所描述，该参考文献其全部内容通过引用并入本文。

在当前上下文中，在取代基是脂肪族取代基的实施方式中，当前可预期的是脂肪族取代基的长度（即，碳原子的数目）以及脂肪族取代基的体积（例如，直链或支化的）可确定表面的润滑性和硅氧烷油的保护基层40和基体材料16防止其与泡沫配制物28的某些反应物诸如催化剂反应的能力。此外，在一些实施方式中，当硅氧烷聚合物或低聚物的分子量增加（即，用n表示的数越大），则润滑性越高以及基层40和模具14的寿命可延长地越长。

如上所述增补剂材料42配置成增加周期数，这样基层40能够提供用于将泡沫物件12从模具14取出的适量润滑。因此，增补剂材料42可充当基层40和内表面24的保护性涂层。除了其关于基层40和模具14的基体材料的有益性能之外，增补剂材料42可改变在模腔18内所制备的泡沫和脱模剂之间的界面（即，脱模剂的表面）。在一个实施方式中，以这种方式改变界面可使得能够使用各种各样的聚氨酯聚合用催化剂，如上所述。此外，当前可预期的是寿命延长的脱模剂26（即增补剂材料42结合基层40）可减少用于使得在模腔18内达到所需反应温度而提供给模具14的能量的量。也就是说，基层40和增补剂材料42可各自具有一定的传热系数，这使得与蜡基脱模剂相比在所述模具基体材料16和泡沫配制物28之间能够具有更高效率的热传递。实际上，基层40的厚度44和增补剂材料42的厚度46可基于表面涂层的所需水平以及当配制物28在模腔18内时从模具14传递到泡沫配制物28的传热效率来进行选择。

施加到基层40的增补剂材料42的厚度46也可以随基层40能够提供无撕裂脱模的脱模次数变化而变化。也就是说，厚度46可以随增补剂材料42被施加到基层40的次数以及基层40处于操作的周期次数变化而变化。通常而言，增补剂材料42的厚度46可以是基层40的厚度44的1到100％之间，诸如约1至60％之间，1至50％之间，1至40％之间，1至30％之间，1至20％之间，或1至10％之间。作为一个实例，在一个实施方式中，基层40的厚度44可在约60至70微米之间，以及增补剂材料46的厚度46可在1至7微米之间。在其它实施方式中，增补剂材料42的厚度46可在约1和200微米之间的范围内，诸如在约5至150微米的范围内，以及基层40的厚度44可在约1至100微米之间的范围内，诸如在约1至90微米的范围内，在1至75微米的范围内，在10至70微米的范围内，或20至50微米的范围内。

如上所述，可存在由基层40的厚度44和增补剂材料42的厚度46所导致的从模具14的基体材料16到泡沫配制物28的温度梯度。如图3中所示，系统50可包括外部热源52，其将热能提供到模具14的基体材料16。如上所指出的那样，由其中模腔18的内表面24上涂覆有延长寿命的脱模剂26的泡沫制备系统所使用的热能可低于使用蜡基脱模剂的那些系统的热能。基体材料16以第一速率传导热能，由箭头54所示，并且其取决于基体材料16的传热系数。热能然后从基体材料16传递到延长寿命的脱模剂26的基层40。基层40以第二速率传导热能，由箭头56所示，并且其取决于基层40的传热系数。热能然后传递到增补剂材料42，其以第三速率传导热能，由箭头58所示，并且其取决于增补剂材料42的传热系数。最后，热能传递至泡沫配制物28，所述泡沫配制物设置于模腔18内，以便促进或引发聚合反应。因此，应当意识到的是，当延长寿命的脱模剂26的传热系数增加（例如，通过增加基层40和/或增补剂材料42的传热系数）时，模具14和泡沫配制物28之间的温度梯度越小。根据当前实施方式，寿命延长的脱模剂26与蜡基脱模剂具相比有更高的传热系数。这可使得能够更有效地加热泡沫配制物28，随后由适于获得配制物28所需温度的外部热源提供的热量减少。因此，模具14被加热到的温度与使用蜡基脱模剂的系统相比可以是独特的（unique）。例如，用于制备泡沫物件12的输入到模具14内的总能量与涂敷蜡的模具系统相比可存在约10和30％之间的减少。

应牢记的是根据当前实施方式的工艺可使用更广泛范围的聚合催化剂，并且与蜡基系统相比也可具有外部热量需求的减少，该实施方式还提供用于在图1所示的所涂覆模具14内制备泡沫物件的一种方法60，其以图4的工艺流程图示出。在当前的上下文中，该方法60包括与下述相关的步骤：涂覆所述模具，制备泡沫，并在泡沫形成之后从模具脱模以及清洁模具。然而，应当指出的是，在某些实施方式中，该方法60可包括比当前所示步骤更少或更多的步骤。

该方法60包括作为初步步骤的提供模具，例如提供模具14，其具有用于以特定的所需形状形成泡沫物件12的模腔18（方框62）。同样，模腔18将具有对应于泡沫物件12外表面的预定几何形状。该方法60还可以包括使用寿命延长的脱模剂26来制备模腔18（方框64）。例如，延长寿命的脱模剂26可以逐步的方式施加到基体材料16上，其中通过层合、刷涂、喷涂、镀覆、烧结、溅射法或任何合适的层沉积技术将基层40首先施加到基体材料16上。然后通过包括喷雾沉积、喷涂、浇注的合适油沉积技术或任何类似的技术将增补剂材料42（例如，硅氧烷油）作为保护性涂层施加到基层40上。

一旦制备出模腔18，则可将泡沫配制物28设置于模具14内（即，设置于模腔18内）（方框66）。例如，在模腔18开放时提供泡沫配制物28的实施方式中，可将泡沫配制物28倾倒到模腔18内。然而，在模腔18闭合的实施方式中，泡沫配制物28可被注入到模腔18内。应当指出的是，泡沫配制物28在提供给模腔18之前可以预成型（即，预混合），或泡沫配制物28可以在其组分流（即，多元醇配制物32和异氰酸酯的混合物34）被提供给所述模腔18之后在模腔18内形成。

然后可对泡沫配制物28进行适当处理以便制备泡沫物件12（方框68）。例如，热量可被提供给泡沫配制物28以便导致配制物进行聚合。例如，在泡沫配制物28可达到在约160至190°F之间（例如170°F）的内部温度。如上所述，对于延长寿命的脱模剂26而言与蜡基脱模剂相比由热源52提供的热量可以减少（例如，减少到150°F的初始温度）。此外，在一些实施例中，寿命延长的脱模剂26的增加的热传递性质也使得配制物28能够在不使用催化剂的情况下或使用在模制泡沫和抑制流内通常不起作用的可被激活催化剂的情况下进行聚合。

然后可将所得到的发泡材料在模腔18内保留一段时间，在该段时间内中泡沫被固化并使其硬化。例如，固化过程可包括将泡沫加热至约160至180°F之间维持约1至60分钟之间的时间。在某些实施方式中，在固化之后，泡沫物件12可经历一个或多个破碎过程（例如，从模具14中取出之前的压力随时间释放（TPR）过程），其中所述模具14的密封压力减小以允许气体从模具14逸出。

一旦制成泡沫物件12，则可将其从模腔中取出（方框70）或“脱模”。该脱模物件还可经历一个或多个精加工步骤，诸如附加的破碎或打磨。但应当指出的是，在将泡沫物件12从模腔18中取出的过程中，延长寿命的脱模剂26的一部分（例如，增补剂材料42的一部分，以及在一定周期数后的基层40的一部分）可附着到物件12上。延长寿命脱模剂26的一部分损失降低有效性，因此缩短延长寿命脱模剂26的预期寿命。因此，随着时间的推移（即，在特定数目诸如6000，10000，或16000个泡沫制备周期之后），会希望清洁模腔18以便去除碎屑、污染物以及以便补充延长寿命的脱模剂26。因此，操作人员、技术人员或系统控制模块（例如，机器人喷涂系统）可确定模具是否应被清洗（询问72）。例如，操作人员或技术人员可检查模腔18以便目视检查碎屑和污染物，自动的系统控制器可以执行模腔18的定期监测，或可检查泡沫物件12的不平整性（例如，泡沫材料已被拉离泡沫物件12的区域）。另外地或备选地，操作人员、技术人员或自动系统控制器可确定自上次清洁已经执行的泡沫制备周期数。例如，每16000个周期可对模腔18进行清洁。在自上次清洁执行的周期数低于16000次的情况下，可不对所述模具腔18进行清洗，并在周期数是16000个周期或以上的情况下，可对模腔18进行清洁。

在不执行清洁的实施方式中，按所需可将增补剂材料42重新施加到基层40（方框74）。例如，可基于预定的程序诸如每个周期、每隔一个周期、高达每n个周期可重新施加增补剂材料42，其中n可基于现有的泡沫制备过程和有关维修和过程控制的经验观察以及统计计算来确定。可替代地或另外地，可基于模腔18和/或所述泡沫物件12的观察（例如，针对脱模剂损失的缺陷或脱模剂损失的指示）可重新施加增补剂材料42。因此，增补剂材料42的应用可以是预防性的，例如以便在模具脱模和/或改善的过程中防止泡沫物件12受到破坏，上述改善以便纠正当取出泡沫物件12时导致其受到破坏的状态或已经移除显著量增补剂材料42的任何其它指示。当根据方框74按所需重新施加增补剂材料42时，则方法60可返回到由方框66表示的动作，它包括用适当的技术（例如，注入或倾倒到闭合或开放的模腔内）将泡沫配制物28设置于模具14内。

在观察模具14和/或所述泡沫物件12的实施方式中，或泡沫制备周期数指示模具14应被清洁的实施方式中，可对模腔18进行清洁（方框76）。作为一个实例，模具14可被加热到预定温度持续预定的时间量，以便使得基层40和/或增补剂材料42可被容易地从内表面24移除。备选地或另外地，可使用溶剂来将延长寿命的脱模剂26的至少一部分从模腔18移除。大多数情况下，增补剂将作为潜在的反应物或不反应的惰性材料随着泡沫系统缓慢地释放。实际上，由方框76表示的动作可包括制备新表面，其中模具14的基体材料16在内表面24处暴露，或者可包括暴露延长寿命脱模剂26的下部基层40（即，移除增补剂材料42）。在对模腔18进行清洁后，根据如上所述的方框64来制备用于制备泡沫的模腔18。

虽然已经示出和描述了本发明的仅仅某些特征和实施方式，但是对于本领域的那些技术人员而言在实质上不偏离在权利要求中所述主题的新颖性教导和优点的情况下可进行许多修改和变化（例如，在下述上的改变：各种元件的大小，维度，结构，形状和比例，参数值（例如温度，压力等），安装布置，材料的使用，颜色，取向等）。根据备选实施方式任何过程或方法步骤的次序或顺序可被改变或进行重新排序。因此应当理解所附的权利要求书意图覆盖落入本发明真实精神内的所有这些修改和变化。此外，在试图提供对示例性实施方式的简要说明时，可以不对实际实施方式的所有特征进行描述（即与实施本发明的当前预期的最佳模式无关的那些，或那些与所要求保护的本发明使能不相关的那些）。但是应当理解的是在任何这种实际实施方式的改进中，如在任何工程或设计项目中，可以做出许多具体的实施决策。这种改进工作会是复杂和耗时的，但对于受益于本公开的那些普通技术人员而言是无需过多的实验就可设计、制造和制备的常规事务。

Claims (31)

1.一种系统，其包括：

配置成涂覆模腔表面的寿命延长的脱模剂，其中所述寿命延长的脱模剂包括：

第一材料，所述第一材料配置成以与所述模腔表面成直接物理接触的方式放置以便密封所述表面；以及

第二材料，所述第二材料配置成包覆第一材料以便在模腔内执行泡沫制备的过程中来保护所述第一材料；

其中所述第二材料包括硅氧烷油。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述硅氧烷油包括具有下式重复单元的聚合物：

其中R₁和R₂独立地包括具有在1和8之间的碳原子数的脂肪族或芳族取代基。

3.根据权利要求2所述的系统，其中R₁和R₂是相同的。

4.根据权利要求2所述的系统，其中R₁和R₂是不同的。

5.根据权利要求2所述的系统，其中R₁和R₂独立地包括甲基、乙基、丙基、正丁基、叔丁基、仲丁基、异丁基、戊基、异戊基、己基、环己基、庚基或辛基取代基。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述硅氧烷油包括聚二甲基硅氧烷（PDMS）。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述硅氧烷油包括具有下式重复单元的聚合物：

其中R₁、R₂、R₃和R₄独立地包括具有在1和8之间的碳原子数的脂肪族或芳族取代基。

8.根据权利要求7所述的系统，其中R₁,R₂，R₃和R₄独立地包括甲基、乙基、丙基、正丁基、叔丁基、仲丁基、异丁基、戊基、异戊基、己基、环己基、庚基或辛基取代基。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一材料选自陶瓷、塑料和金属。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一材料包括聚四氟乙烯（PTFE）。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一材料包括镍聚四氟乙烯。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一材料包括二氧化硅（SiO₂）、二氧化钛（TiO₂）、或它们的组合。

13.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一材料包括阳极化的层。

14.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二材料基本由硅氧烷油构成。

15.根据权利要求1所述的系统，其包括具有模腔的模具，其中所述延长寿命的脱模剂设置于所述模腔的表面上。

16.根据权利要求15所述的系统，其中形成所述模具的基体材料包括金属、环氧树脂、复合材料、或它们的任意组合。

17.根据权利要求15所述的系统，其中所述基体材料包括铝、钢、镍、或它们的任意组合。

18.泡沫模制系统，其包括：

具有基体材料的模具和在该基体材料中形成的模腔，其中所述模腔包括对应于泡沫物件的所需形状的几何形状；以及

涂层，其设置于所述模腔的表面上并且包括适于提高该表面润滑性的硅氧烷油。

19.根据权利要求18所述的系统，其中所述涂层配置成使得所述泡沫物件能够从所述模腔中取出而不会使得泡沫物件破裂。

20.根据权利要求19所述的系统，其中所述涂层配置成给表面提供足够的润滑性，这样在所述模具经历至少约1000个周期之后使得所述泡沫物件能够从模具中取出而不会使得泡沫物件破裂，在所述周期中多个附加的泡沫物件已在模腔内制成并从模具中取出。

21.根据权利要求19所述的系统，其中所述涂层配置成给表面提供足够的润滑性，这样在所述模具经历至少约5000个周期之后使得所述泡沫物件能够从模具中取出而不会使得泡沫物件破裂，在所述周期中多个附加的泡沫物件已在模腔内制成并从模具中取出。

22.根据权利要求19所述的系统，其中所述涂层配置成给表面提供足够的润滑性，这样在所述模具经历至少约15000个周期之后使得所述泡沫物件能够从模具中取出而不会使得泡沫物件破裂，在所述周期中多个附加的泡沫物件已在模腔内制成并从模具中取出。

23.根据权利要求19所述的系统，其中所述涂层配置成给表面提供足够的润滑性，这样在所述模具经历至少约16000个周期之后使得所述泡沫物件能够从模具中取出而不会使得泡沫物件破裂，在所述周期中多个附加的泡沫物件已在模腔内制成并从模具中取出。

24.根据权利要求18所述的系统，其中所述涂层包括配置成以与所述模腔的表面直接接触的方式放置的基层，所述基层包括陶瓷、塑料、金属、或它们的任意组合。

25.根据权利要求24所述的系统，其中所述基层包括聚四氟乙烯聚合物。

26.一种方法，所述方法包括：

制备具有寿命延长的脱模剂的模腔表面，所述脱模剂包括硅油；以及

执行泡沫制备周期，所述泡沫制备周期包括：

将泡沫配制物设置于模腔内；

在模腔中将泡沫配制物聚合以形成具有的形状对应于几何形状的泡沫物件；以及

从模具中取出所述泡沫物件。

27.根据权利要求26所述的方法，其包括执行至少约5000次的泡沫制备周期，同时保持模腔表面的足够润滑性，这样泡沫物件在从模具中取出时不会破裂，并且其中在执行约5000次的泡沫制备周期的过程中仅更换所述涂层的硅油。

28.根据权利要求26所述的方法，其中用寿命延长的脱模剂制备模腔表面包括将硅油喷涂在模腔表面上。

29.根据权利要求28所述的方法，其中将硅油喷涂到直接设置于模腔表面上的基层上，其中所述基层包括陶瓷、塑料、金属、或它们的任意组合。

30.根据权利要求26所述的方法，其中所述泡沫组合物包括多羟基源、多异氰酸酯源和催化剂，所述催化剂配置成催化多羟基源的羟基基团和多异氰酸酯源的异氰酸酯基团之间的反应。

31.根据权利要求31所述的方法，其中所述催化剂包括胺催化剂、铋催化剂、锡催化剂、或它们的任意组合。

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