CN104972580A - 脱模剂 - Google Patents

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CN104972580A CN201410138593.8A CN201410138593A CN104972580A CN 104972580 A CN104972580 A CN 104972580A CN 201410138593 A CN201410138593 A CN 201410138593A CN 104972580 A CN104972580 A CN 104972580A
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张容玮
邱人仁
何日兴
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Abstract

一种脱模剂，至少由含氟单体、丙烯酸酯单体以及酸基单体所共聚而成；由此可达到具有与长链氟烷共聚物相近的脱模性能及寿命。

Description

脱模剂
技术领域
本发明与脱模剂有关，特别是指一种属于含氟共聚物的脱模剂。
背景技术
为了得到树脂或橡胶的成型品，必须先将树脂或橡胶料填充到模具中进行成型，且通常要在模具上事先涂布脱模剂以利成型品的取出。脱模剂通常是每次涂膜，模具使用的次数增加时，易造成脱模剂的累积，除了污染成型品及模具，也容易对环境造成污染。
传统使用的氟化物主要是8个以上碳原子的全氟烷基链的化合物，近年来担心长链全氟烷基化合物可能在某些条件下降解形成全氟辛酸(PFOA)，而累积在生物体内。因此改以对环境持久性较低的短链氟烷基的氟化物。
发明内容
本发明的目的在于提供一种脱模剂，具有与长链氟烷共聚物相近的离型性能及寿命。
为实现上述目的，本发明所提供的脱模剂，是至少由(A)含氟单体；(B)丙烯酸酯单体；以及(C)酸基单体所共聚而成。
于一实施例中，其中该含氟单体的一般式为：
CH2=C(-X)C(=O)-Y-Z-Rf
其中，X为氢原子、单价有机基团或卤素原子、氰基，或是具有1～21个碳原子的线性或分支氟烷基；Y为氧原子、硫原子或2°胺；Z为直链烷类、二价有机基团、碳数为1～10的脂肪族基、碳数为6～18的芳香族或脂环族基；Rf为具有1～21个碳原子的线性或分支氟烷基。
于一实施例中，其中该丙烯酸酯单体的一般式为：CH2=CA1COOA2
其中，A1为氢原子、甲基或氟原子以外的卤素原子；A2为CnH2n+1烷基，其中，n为1～30。
于一实施例中，其中该丙烯酸酯单体为：
于一实施例中，还包含有硅油。
于一实施例中，其中该硅油为二甲基硅油、甲基氯化硅油、甲基苯基硅油或有机变性硅油。
于一实施例中，其中该硅油为：
其中，R表示碳原子数为1以上的亚烷基，PA代表聚氧化亚烷基，x和y各代表1以上的整数。
于一实施例中，其中该酸基单体是选自由羧酸基、磷酸基、膦酸基、次膦酸基、硫酸基、磺酸基及亚磺酸基所组成的群组中的至少一种。
于一实施例中，还包含有偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈。
于一实施例中，脱模剂为溶剂共聚物。
于一实施例中，脱模剂的固成份为1%。
本发明的脱模剂由共聚含氟单体、丙烯酸酯单体与酸基单体，取代公知长链全氟烷基化合物，除了可避免公知长链全氟烷基化合物在某些条件下降解形成全氟辛酸(PFOA)的问题，还能够达到具有与长链氟烷共聚物相近的离型性能及寿命。
具体实施方式
本发明较佳实施例用于形成含氟共聚物的脱模剂，包含以下组成物：(A)含氟单体、(B)丙烯酸酯单体以及(C)酸基单体。依反应结果可以将含氟共聚物分为水性共聚物与溶剂共聚物。其中：
(A)含氟单体，其一般式为：CH2=C(一x)C(=O)一Y-z—Rf
其中，X为氢原子、单价有机基团、卤素原子、氰基，或是具有1至21个碳原子的线性或分支氟烷基；Y为氧原子、硫原子或2°胺；z为直链烷类、碳数为1～10的脂肪族基、碳数为6～18的芳香族或脂环族基；Rf为具有1～21个碳原子的线性或分支氟烷基。举例如下，但不限于此：
H2C＝CH-C(＝O)-O(CH2)2-(CF2)5CF3
H2C＝CH-C(＝O)-O(CH2)2-(CF2)7CF3
H2C＝CH-C(＝O)-O(CH2)2-(CF2)9CF3
H2C＝CH-C(＝O)-O(CH2)2-(CF2)2-CF-(CF3)2
H2C＝CH-C(＝O)-O(CH2)2-(CF2)4-CF-(CF3)2
H2C＝C(CH3)-C(＝O)-O(CH2)2-(CF2)5CF3
H2C＝C(CH3)-C(＝O)-O(CH2)2-(CF2)7CF3
H2C＝C(CH3)-C(＝O)-O(CH2)2-(CF2)9CF3
H2C＝C(CH3)-C(＝O)-O(CH2)2-(CF2)2-CF-(CF3)2
H2C＝C(CH3)-C(＝O)-O((CH2)2-(CF2)4-CF-(CF3)2
H2C＝(H-C(＝O)-S(CH2)2-(CF2)5CF3
H2C＝CH-C(＝O)-S(CH2)2-(CF2)7CF3
H2C＝CH-C(＝O)-S(CH2)2-(CF2)2-CF-(CF3)2
H2C＝CH-C(＝O)-S(CH2)2-(CF2)4-CF-(CF3)2
H2C＝C(CH3)-C(＝O)-S(CH2)2-(CF2)5CF3
H2C＝C(CH3)-C(＝O)-S(CH2)2-(CF2)7CF3
H2C＝C(CH3)-C(＝O)-S(CH2)2-(CF2)2-CF-(CF3)2
H2C＝C(CH3)-C(＝O)-S(CH2)2-(CF2)4-CF-(CF3)2
H2C＝CH-C(＝O)-NH(CH2)2-(CF2)5CF3
H2C＝CH-C(＝O)-NH(CH2)2-(CF2)7CF3
H2C＝CH-C(＝O)-NH(CH2)2-(CF2)2-CF-(CF3)2
H2C＝(H-C(＝O)-NH(CH2)2-(CF2)4-CF-(CF3)2
H2C＝C(CH3)-C(＝O)-NH(CH2)2-(CF2)5CF3
H2C＝C(CH3)-C(＝O)-NH(CH2)2-(CF2)7CF3
H2C＝C(CH3)-C(＝O)-NH(CH2)2-(CF2)2-CF-(CF3)2
H2C＝C(CH3)-C(O)-NH(CH2)2-(CF2)4-CF-(CF3)2
（B）丙烯酸酯单体，其一般式为：CH2=CA1COOA2
其中，A1为氢原子、甲基或氟原子以外的卤素原子；A2为CnH2n+1烷基，其中，n为1～30。举例如下，但不限于此：
（C）酸基单体，是选自由羧酸基、磷酸基、膦酸基、次膦酸基、硫酸基、磺酸基及亚磺酸基所组成之群组中的至少一种。举例如下，但不限于此：
甲基丙烯酸、丙烯酸、2-甲基丙烯酰氧乙基琥珀酸、2-丙烯酰氧乙基琥珀酸、2-甲基丙烯酰氧乙基苯二甲酸、2-丙烯酰氧乙基苯二甲酸、2-甲基丙烯酰氧乙基六氢苯二甲酸、2-丙烯酰氧乙基六氢苯二甲酸、2-丙烯酰氧丙基苯二甲酸、2-丙烯酰氧丙基六氢苯二甲酸、2-丙烯酰氧丙基四氢苯二甲酸、衣康酸、羧乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酰氧乙基偏苯三酸、巴豆酸、2-甲基丙烯酰氧乙基酸式磷酸酯、2-丙烯酰氧乙基酸式磷酸酯、酸式磷酸甲基丙烯酸丙酯、3-氯-酸式磷酸丙基甲基丙烯酸酯、乙烯基膦酸、丙烯酰胺叔丁基磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、2-磺乙基丙烯酸酯、2-磺乙基甲基丙烯酸酯、2-磺丙基丙烯酸酯、4-磺苯基丙烯酸酯、2-羟基-3-磺丙基丙烯酸酯、2-丙烯酰胺丙烷磺酸、4-甲基丙烯酰胺苯磺酸、p-乙烯基苯亚磺酸等。
溶剂共聚物稀释后可选择性地添加硅油，添加硅油可以帮助溶剂型离型剂提升其润滑效果以进一步增加脱模性，所述的硅油在25℃其粘度没有特殊的限制，更具体的说明，有二甲基硅油、甲基氯化硅油、甲基苯基硅油，有机变性硅油等，但不限于此，举例如下：
R表示碳原子数1以上的亚烷基，PA代表聚氧化亚烷基，x和y各代表1以上的整数。
实施例1,在250ml的玻璃反应瓶中装入13.0gCF3CF2(CF2CF2)2CH2CH2OCOCH=CH2、2.0g丙烯酸十八酯、5g丙烯酸与30.0g异丙醇，升温至60℃后，添加0.2g偶氮二异庚腈，于60℃下反应8小时进行聚合反应。经由气相层析仪分析结果显示聚合物的转化率为95%以上。将得到的含氟共聚物(20g)与硅油(20g)及丙酮(60g)混合，之后利用下述测试方法，测试脱模性能及寿命，结果请参阅表1。
<测试方法>
将实施例1中的溶液稀释至固成分为1%的溶液，利用毛刷涂布在直径为40mm、厚度2mm的不锈钢模具上，并于室温下(25℃)风干1小时。之后将环氧树脂A、B剂搅拌均匀，随后将立即倒入上述的不锈钢模具中，混合的环氧树脂溶液于室温(25℃)固化30分钟，为了在固化后易于取出成型品在中央部位放至一个拉环。固化后，曳拉拉环，从模具中取出成型物，用此时的手感，按下述标准判定脱模特性及寿命。
脱模性能的评订标准：
5：几乎不加任何力就可以把成型物从模具中取出来。
4：加以轻微力可以取出。
3：稍加用力可以取出。
2：即使用力也很难取出。
1：成型物粘在模具上，即使出力也无法取出。
脱模寿命是指涂抹一次脱模剂后，而不再涂，直至进行到脱模性完全失去之前。用上述评定标准，在3以上时可不必再涂脱模剂条件下进行反复成型，将达到2已下之前的成型次数作为脱模寿命。脱模性能在接近脱模寿命时急遽地下降，达到该点之前时，几乎显示出大体相同的脱模性能，表中的脱模性的值，就是按这种方式测订时，用最大次数表示的脱模性能评定值。
实施例2，使用与实施例1相同的装置，添加16.0gCF3CF2(CF2CF2)2CH2CH2OCOCH=CH2、3.0g丙烯酸十二酯、7.0g丙烯酸以及30.0g异丙醇，升温至60℃后，添加0.2g偶氮二异庚腈，于60℃下反应8小时进行聚合反应。经由气相层析仪分析结果显示聚合物的转化率为95%以上。将得到的含氟共聚物(20g)与硅油(20g)及丙酮(60g)混合，之后利用上述测试方法，测试脱模性能及寿命，结果请见表1。
实施例3，使用与实施例1相同的装置，添加13gCF3CF2(CF2CF2)3CH2CH2OCOCH=CH2、2.5g丙烯酸十八酯、5.0g丙烯酸和30.0g异丙醇，升温至60℃后，添加0.2g偶氮二异庚腈，于60℃下反应8小时进行聚合反应。经由气相层析仪分析结果显示聚合物的转化率为95%以上。将得到的含氟共聚物(20g)与硅油(20g)及丙酮(60g)混合，之后利用上述测试方法，测试脱模性能及寿命，结果见表1。
实施例4，使用与实施例1相同的装置，添加12.0gCF3CF2(CF2CF2)nCH2CH2OCOCH=CH2(1.5%n=2、65%n=3、18%n=4、3.5%n=5、1.4%n=6)、1.0g丙烯酸十二酯、5.0g丙烯酸和6.0g异丙醇，升温至60℃后，添加0.2g偶氮二异丁腈，于60℃下反应8小时进行聚合反应。经由气相层析仪分析结果显示聚合物的转化率为95%以上。将得到的含氟共聚物(20g)与硅油(20g)及丙酮(60g)混合，之后利用上述测试方法，测试脱模性能及寿命，结果请见表1。
实施例5，使用与实施例1相同的装置，添加6.0gCF3CF2(CF2CF2)2CH2CH2OCOCH=CH2、7.0gCF3CF2(CF2CF2)3CH2CH2OCOCH=CH2、5.0g丙烯酸十八酯、5.0g丙烯酸和60.0g异丙醇，升温至60℃后，添加0.2g偶氮二异丁腈，于60℃下反应8小时进行聚合反应。经由气相层析仪分析结果显示聚合物的转化率为95%以上。将得到的含氟共聚物(20g)与硅油(20g)及丙酮(60g)混合，之后利用上述测试方法，测试脱模性能及寿命，结果见表1。
实施例6，使用与实施例1相同的装置，添加11.0gCF3CF2(CF2CF2)2CH2CH2OCOCH=CH2、1.0g丙烯酸十二酯、2.0g丙烯酸和60.0g异丙醇，升温至60℃后，添加0.2g偶氮二异丁腈，于60℃下反应8小时进行聚合反应。经由气相层析仪分析结果显示聚合物的转化率为95%以上。将得到的含氟共聚物(20g)与硅油(20g)及丙酮(60g)混合，之后利用上述测试方法，测试脱模性能及寿命，结果请参阅表1。
实施例7，使用与实施例1相同的装置，添加9.0gCF3CF2(CF2CF2)nCH2CH2OCOCH=CH2(1.5%n=2、65%n=3)、3.0g丙烯酸十八酯、6.0g丙烯酸和60.0g异丙醇，升温至60℃后，添加0.2g偶氮二异丁腈，于60℃下反应8小时进行聚合反应。经由气相层析仪分析结果显示聚合物的转化率为95%以上。将得到的含氟共聚物(20g)与硅油(20g)及丙酮(60g)混合，之后利用上述测试方法，测试脱模性能及寿命，结果请参表1。
比较例1，使用与实施例1相同的装置，添加12.0gCF3CF2(CF2CF2)2CH2CH2OCOCH=CH2、5.0g丙烯酸和30.0g异丙醇，升温至60℃后，添加0.2g偶氮二异丁腈，于60℃下反应8小时进行聚合反应。经由气相层析仪结果分析显示聚合物的转化率为95%以上。将得到的含氟共聚物(20g)与硅油(20g)及丙酮(60g)混合，之后利用上述测试方法，测试脱模性能及寿命，结果见表1。
比较例2，使用与实施例1相同的装置，添加11.0gCF3CF2(CF2CF2)2CH2CH2OCOCH=CH2、2.0g丙烯酸十二酯、4.0g磷酸氢二(甲基丙烯酰氧乙基)酯和30.0g异丙醇，升温至60℃后，添加0.2g偶氮二异庚腈，于60℃下反应8小时进行聚合反应。经由气相层析仪分析结果显示聚合物的转化率为95%以上。将得到的含氟共聚物(20g)与硅油(20g)及丙酮(60g)混合，之后利用上述测试方法，测试脱模性能及寿命，结果见表1。
比较例3，使用与实施例1相同的装置，添加14.0gCF3CF2(CF2CF3CF2(CF2CF2)nCH2CH2OCOCH=CH2(1.5%n=2、65%n=3、18%n=4、3.5%n=5、1.4%n=6)、1.5g丙烯酸十八酯、5.0g磷酸氢二(甲基丙烯酰氧乙基)酯和6.0g异丙醇，升温至60℃后，添加0.2g偶氮二异丁腈，于60℃下反应8小时进行聚合反应。经由气相层析仪分析结果显示聚合物的转化率为95%以上。将得到的含氟共聚物(20g)与硅油(20g)及丙酮(60g)混合，之后利用上述测试方法，测试脱模性能及寿命，结果见表1。
比较例4，使用与实施例1相同的装置，添加10.0gCF3CF2(CF2CF2)3CH2CH2OCOCH=CH2、2.0gCF3CF2(CF2CF2)4CH2CH2OCOCH=CH2、1.0g丙烯酸十八酯、3.5g丙烯酸和60.0g异丙醇，升温至60℃后，添加0.2g偶氮二异丁腈，于60℃下反应8小时进行聚合反应。经由气相层析仪分析结果显示聚合物的转化率为95%以上。将得到的含氟共聚物与硅油及丙酮混合(混合比例如表1所示)，之后利用上述测试方法，测试脱模性能及寿命，结果见表1。
实施例8～14，将上述实施例1～7所得的聚合物溶液添加2g氨水，利用减压蒸馏除去异丙醇，之后用水稀释，调配成固成分为3%的水溶液。使用上述方法测试脱模性能及寿命，测试结果见表2。
比较例5～8，将比较例1～4所得的聚合物溶液添加2g氨水，利用减压蒸馏除去异丙醇，之后用水稀释，调配成固成分为3%的水溶液。使用上述方法测试脱模性能及寿命，测试结果见表2。
由上述实施例及比较例可知，本发明的脱模剂由共聚含氟单体、丙烯酸酯单体与酸基单体，取代习用长链全氟烷基化合物，除了可避免公知长链全氟烷基化合物在某些条件下降解形成全氟辛酸(PFOA)的问题，还能够达到具有与长链氟烷共聚物相近的离型性能及寿命。
以上所述仅为本发明较佳可行实施例而已，举凡应用本发明说明书及申请专利范围所为的等效变化，理应包含在本发明的专利范围内。
表1.实施例1～7及比较例1～4的脱模性能及寿命测试结果
第一次的脱模性能 寿命(次数)
实施例1 5 20
实施例2 3 14
实施例3 5 22
实施例4 5 11
实施例5 4 18
实施例6 4 10
实施例7 4 13
比较例1 3 9
比较例2 5 11
比较例3 4 7
比较例4 4 12
表2.实施例8～14及比较例5～8的脱模性能及寿命测试结果
第一次的脱模性能 寿命(次数)
实施例8 5 19
实施例9 3 14
实施例10 5 20
实施例11 4 13
实施例12 3 11
实施例13 4 7
实施例14 3 5
比较例5 2 2
比较例6 4 3
比较例7 3 13
比较例8 3 8

Claims (11)

1.一种脱模剂，至少由下列单体所共聚而成，包含有：
(A)含氟单体；
(B)丙烯酸酯单体；以及
(C)酸基单体。
2.根据权利要求1所述的脱模剂，其中，该含氟单体的一般式为：
CH2=C(-X)C(=O)-Y-Z-Rf
其中，X为氢原子、单价有机基团、卤素原子、氰基，或是具有1～21个碳原子的线性或分支氟烷基；Y为氧原子、硫原子或2°胺；Z为直链烷类、二价有机基团、碳数为1～10的脂肪族基、碳数为6～18的芳香族或脂环族基；Rf为具有1～21个碳原子的线性或分支氟烷基。
3.根据权利要求1所述的脱模剂，其中，该丙烯酸酯单体的一般式为：CH2=CA1COOA2
其中，A1为氢原子、甲基或氟原子以外的卤素原子；A2为CnH2n+1烷基，其中，n为1～30。
4.根据权利要求3所述的脱模剂，其中，该丙烯酸酯单体为
5.根据权利要求1所述的脱模剂，其中，包含有硅油。
6.根据权利要求5所述的脱模剂，其中，该硅油为二甲基硅油、甲基氯化硅油、甲基苯基硅油或有机变性硅油。
7.根据权利要求5所述的脱模剂，其中该硅油为
其中，R表示碳原子数为1以上的亚烷基，PA代表聚氧化亚烷基，x和y各代表1以上的整数。
8.根据权利要求1所述的脱模剂，其中，该酸基单体是选自由羧酸基、磷酸基、膦酸基、次膦酸基、硫酸基、磺酸基及亚磺酸基所组成的群组中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的脱模剂，其中，包含有偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈。
10.根据权利要求1所述的脱模剂，其中，为溶剂共聚物。
11.根据权利要求10所述的脱模剂，其中，固成分为1%。
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