CN104760171A - 一种可生物降解聚氨酯脱模剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可生物降解聚氨酯脱模剂，以重量份计，包括以下组分：天然蜡液10-20份，氨基硅油乳液20-30份，聚二甲基硅氧烷乳液5-10份，氧化硅气凝胶1-8份，其他助剂2-5份，去离子水20-30份。本发明还公开了该脱模剂的制备方法。本发明提供的聚氨酯脱模剂生物降解性好，安全、无毒，脱模效果好，脱模后对制品质量和模具无影响，且制备方法简单，成本低。
Description
技术领域：
本发明涉及高分字助剂领域，具体的涉及一种可生物降解聚氨酯脱模剂。
背景技术：
脱模剂是一种介于模具和成品之间的功能性物质。脱模剂有耐化学性，在与不同树脂的化学成份(特别是苯乙烯和胺类)接触时不被溶解。脱模剂还具有耐热及应力性能，不易分解或磨损；脱模剂粘合到模具上而不转移到被加工的制件上，不妨碍喷漆或其他二次加工操作。由于注塑、挤出、压延、模压、层压等工艺的迅速发展，脱模剂的用量也大幅度地提高。
脱模剂按用法分类：内脱模剂、外脱模剂；按寿命分类：常规脱模剂、半永久脱模剂；按形态分类：溶剂型脱模剂、水性脱模剂、无溶剂型脱模剂、粉末脱模剂、膏状脱模剂；按活性物质分类：①硅系列——主要为硅氧烷化合物、硅油、硅树脂甲基支链硅油、甲基硅油、乳化甲基硅油、含氢甲基硅油、硅脂、硅树脂、硅橡胶、硅橡胶甲苯溶液、②蜡系列——植物、动物、合成石蜡；微晶石蜡；聚乙烯蜡等。③氟系列——隔离性能最好，对模具污染小，但成本高聚四氟乙烯；氟树脂粉末；氟树脂涂料等。④表面活性剂系列——金属皂(阴离子性)、EO、PO衍生物(非离子性)。⑤无机粉末系列——滑石、云母、陶土、白粘土等。⑥聚醚系列——聚醚和脂油混合物，耐热乃化学性好，多用于对硅油有限制的某些橡胶行业。成本较硅油系列高。
中国专利(201410370841.1)公开了一种聚氨酯水性脱模剂，以水为溶剂，加入乳化蜡液、甲基硅油乳液、改性硅油乳液和一些其他助剂等，该脱模剂虽然具有一定的生物降解性，但是脱模效果不明显，且成本较高。
发明内容：
本发明的目的是提供一种可生物降解聚氨酯脱模剂，其生物降解性好，安全、无毒，脱模效果好，脱模后对制品质量和模具无影响，且制备方法简单，成本低。
本发明的另一个目的是提供该聚氨酯脱模剂的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种可生物降解聚氨酯脱模剂，以重量份计，包括以下组分：
天然蜡液10-20份，氨基硅油乳液20-30份，
聚二甲基硅氧烷乳液5-10份，
氧化硅气凝胶1-8份，其他助剂2-5份，
去离子水20-30份。
作为上述技术方案的优选，一种可生物降解聚氨酯脱模剂，以重量份计，包括以下组分：
天然蜡液15份，氨基硅油乳液28份，
聚二甲基硅氧烷乳液8份，
氧化硅气凝胶5份，其他助剂3份，
去离子水30份。
作为上述技术方案的优选，所述天然蜡液是植物蜡乳液。
作为上述技术方案的优选，所述植物蜡乳液为巴西棕榈蜡乳液。
作为上述技术方案的优选，所述氨基硅油的氨值为0.3。
作为上述技术方案的优选，所述氧化硅气凝胶的密度为3.55g/cm3，孔隙率为75％。
作为上述技术方案的优选，所述其他助剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的混合物，两者体积比为1:1.3。
一种可生物降解聚氨酯脱模剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将天然蜡液、聚二甲基硅氧烷乳液、氨基硅油乳液和去离子水水混合搅拌均匀，在500-800W的功率下超声2-5h，得到混合乳液；
(2)向步骤(1)中得到的混合乳液中加入氧化硅气凝胶、其他助剂，升温至40-60℃，超声40-80min，得到可生物降解聚氨酯脱模剂。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，将混合乳液、氧化硅气凝胶、其他助剂在高压釜中混合，800-1000W下水浴超声。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明采用安全无毒的原料，氧化硅气凝胶具有高孔隙率、低密度、良好隔热效果等优点，氧化硅中分子间具有极强键能，当脱模剂在模具表面铺展成单取向排列时，氧化硅中的分子采取特有的伸展链构型，从而具有良好的成膜效果；且氧化硅表面具有很多的活性基团，如-OH等，可以与模具表面形成良好的吸附力；
本发明提供的聚氨酯脱模剂，其生物降解性好，安全、无毒，脱模效果好，脱模后对制品质量和模具无影响，且制备方法简单，成本低。
具体实施方式：
为更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种可生物降解聚氨酯脱模剂，以重量份计，包括以下组分：
天然蜡液10份，氨基硅油乳液20份，
聚二甲基硅氧烷乳液5份，
氧化硅气凝胶1份，其他助剂2份，
去离子水20份。
其制备方法包括以下步骤：
一种可生物降解聚氨酯脱模剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将10份天然蜡液、5份聚二甲基硅氧烷乳液、20份氨基硅油乳液和去离子水混合搅拌均匀，在500W的功率下超声2h，得到混合乳液；
(2)将步骤(1)中得到的混合乳液转移至高压釜中，加入1份氧化硅气凝胶、2份其他助剂，密封，升温至40℃，水浴超声40min，得到可生物降解聚氨酯脱模剂。
实施例2
一种可生物降解聚氨酯脱模剂，以重量份计，包括以下组分：
天然蜡液20份，氨基硅油乳液30份，
聚二甲基硅氧烷乳液10份，
氧化硅气凝胶8份，其他助剂5份，
去离子水30份。
其制备方法包括以下步骤：
一种可生物降解聚氨酯脱模剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将20份天然蜡液、10份聚二甲基硅氧烷乳液、30份氨基硅油乳液和去离子水混合搅拌均匀，在800W的功率下超声5h，得到混合乳液；
(2)将步骤(1)中得到的混合乳液转移至高压釜中，加入8份氧化硅气凝胶、5份其他助剂，密封，升温至60℃，水浴超声80min，得到可生物降解聚氨酯脱模剂。
实施例3
一种可生物降解聚氨酯脱模剂，以重量份计，包括以下组分：
天然蜡液12份，氨基硅油乳液22份，
聚二甲基硅氧烷乳液6份，
氧化硅气凝胶2份，其他助剂3份，
去离子水22份。
其制备方法包括以下步骤：
一种可生物降解聚氨酯脱模剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将12份天然蜡液、6份聚二甲基硅氧烷乳液、22份氨基硅油乳液和去离子水混合搅拌均匀，在550W的功率下超声2.5h，得到混合乳液；
(2)将步骤(1)中得到的混合乳液转移至高压釜中，加入2份氧化硅气凝胶、3份其他助剂，密封，升温至45℃，水浴超声45min，得到可生物降解聚氨酯脱模剂。
实施例4
一种可生物降解聚氨酯脱模剂，以重量份计，包括以下组分：
天然蜡液14份，氨基硅油乳液24份，
聚二甲基硅氧烷乳液7份，
氧化硅气凝胶3份，其他助剂4份，
去离子水24份。
其制备方法包括以下步骤：
一种可生物降解聚氨酯脱模剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将14份天然蜡液、7份聚二甲基硅氧烷乳液、24份氨基硅油乳液和去离子水混合搅拌均匀，在600W的功率下超声3h，得到混合乳液；
(2)将步骤(1)中得到的混合乳液转移至高压釜中，加入3份氧化硅气凝胶、4份其他助剂，密封，升温至48℃，水浴超声50min，得到可生物降解聚氨酯脱模剂。
实施例5
一种可生物降解聚氨酯脱模剂，以重量份计，包括以下组分：
天然蜡液16份，氨基硅油乳液26份，
聚二甲基硅氧烷乳液8份，
氧化硅气凝胶5份，其他助剂3份，
去离子水26份。
其制备方法包括以下步骤：
一种可生物降解聚氨酯脱模剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将16份天然蜡液、8份聚二甲基硅氧烷乳液、26份氨基硅油乳液和去离子水混合搅拌均匀，在650W的功率下超声3.5h，得到混合乳液；
(2)将步骤(1)中得到的混合乳液转移至高压釜中，加入5份氧化硅气凝胶、3份其他助剂，密封，升温至55℃，水浴超声55min，得到可生物降解聚氨酯脱模剂。
实施例6
一种可生物降解聚氨酯脱模剂，以重量份计，包括以下组分：
天然蜡液18份，氨基硅油乳液28份，
聚二甲基硅氧烷乳液9份，
氧化硅气凝胶7份，其他助剂2份，
去离子水28份。
其制备方法包括以下步骤：
一种可生物降解聚氨酯脱模剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将18份天然蜡液、9份聚二甲基硅氧烷乳液、28份氨基硅油乳液和去离子水混合搅拌均匀，在700W的功率下超声4h，得到混合乳液；
(2)将步骤(1)中得到的混合乳液转移至高压釜中，加入7份氧化硅气凝胶、2份其他助剂，密封，升温至58℃，水浴超声65min，得到可生物降解聚氨酯脱模剂。
将上述制备的脱模剂进行性能测试，测试如下：
生物降解性
以BOD和COD的比值来衡量，其中BOD为生化需氧量，测定值以BOD5表示，BOD反应了水中可被微生物降解的有机物总量，COD为化学需氧量，我国规定COD检测标准采用重铬酸钾为氧化剂，以CODcr值来表示。BOD5/CODCr值反映了总污染物中可被微生物降解的量，其值越大，表明生物降解性越好，一般认为BOD5/CODCr大于0.45时生物降解性较好，大于0.3时表示可以生物降解，小于0.3时表示生物降解性差，而小于0.25时表示难以生物降解。
其中BOD5的测试采用德国的OxiTop Control仪器。测试结果如下：
表1
从表1来看，本发明提供的染色助剂的BOD5/CODCr值都大于0.9，其生物降解性好。
Claims (9)
1.一种可生物降解聚氨酯脱模剂，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
天然蜡液10-20份，氨基硅油乳液20-30份，
聚二甲基硅氧烷乳液5-10份，
氧化硅气凝胶1-8份，其他助剂2-5份，
去离子水20-30份。
2.如权利要求1所述的一种可生物降解聚氨酯脱模剂，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
天然蜡液15份，氨基硅油乳液28份，
聚二甲基硅氧烷乳液8份，
氧化硅气凝胶5份，其他助剂3份，
去离子水30份。
3.如权利要求1所述的一种可生物降解聚氨酯脱模剂，其特征在于，所述天然蜡液是植物蜡乳液。
4.如权利要求3所述的一种可生物降解聚氨酯脱模剂，其特征在于，所述植物蜡乳液为巴西棕榈蜡乳液。
5.如权利要求1所述的一种可生物降解聚氨酯脱模剂，其特征在于，所述氨基硅油的氨值为0.3。
6.如权利要求1所述的一种可生物降解聚氨酯脱模剂，其特征在于，所述氧化硅气凝胶的密度为3.55g/cm3，孔隙率为75％。
7.如权利要求1所述的一种可生物降解聚氨酯脱模剂，其特征在于，所述其他助剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的混合物，两者体积比为1:1.3。
8.如权利要求1至7任一所述的一种可生物降解聚氨酯脱模剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将天然蜡液、聚二甲基硅氧烷乳液、氨基硅油乳液和去离子水水混合搅拌均匀，在500-800W的功率下超声2-5h，得到混合乳液；
(2)向步骤(1)中得到的混合乳液中加入氧化硅气凝胶、其他助剂，升温至40-60℃，超声40-80min，得到可生物降解聚氨酯脱模剂。
9.如权利要求8所述的一种可生物降解聚氨酯脱模剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，将混合乳液、氧化硅气凝胶、其他助剂在高压釜中混合，800-1000W下水浴超声。
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