CN109986725B - 一种脱模剂及其制造方法及使用其的滚塑工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及塑料成型领域，公开了一种脱模剂及其制造方法及使用其的滚塑工艺，提供一种脱模剂，其包括以下原料按照如下的质量份数配比混合配制而成：乙基硅油50份，气相白炭黑20‑25份，十二烷基苯磺酸钠7‑10份，无水乙醇20‑40份，蜡组分20‑28份，所述蜡组份由石蜡、微晶蜡按质量比1：1混合制成，具有减少模垢产生的效果，使用气相白炭黑和蜡组分作为填充降低成本。

Description

一种脱模剂及其制造方法及使用其的滚塑工艺

技术领域

本发明涉及塑料成型领域，特别涉及一种脱模剂及其制造方法及使用其的滚塑工艺。

背景技术

滚塑又称滚塑成型，是一种热塑性塑料中空成型方法，该方法是先将塑料原料加入模具中，然后模具沿两垂直轴不断旋转并使之加热，模内的塑料原料在重力和热能的作用下，逐渐均匀地涂布、熔融粘附于模腔的整个表面上，成型为所需要的形状，再经冷却定型而成制品，其适合于加工形状复杂的大型中空制品。同时滚塑加工形状复杂的大型中空制品过程中脱模剂的选择尤为重要，脱模剂在橡塑材料和模具两个易黏连的物体表面形成一个界面膜层，使两者隔离，弱化橡塑材料和模具之间的粘连，从而使橡塑材料易于分离。常用的脱模剂有无机物、有机物和高聚物三类。无机物脱模剂有石墨粉、二硫化钼、滑石粉等粉末，但其在塑料工业中不常用；有机脱模剂有脂肪酸、脂肪酸皂、石蜡、乙二醇等；高聚物脱模剂主要有有机硅(硅油、硅橡胶、硅树脂等)、聚乙烯醇、醋酸纤维素及氟塑料粉末等。

现有塑料加工过程中对于使用模具的工艺中均存在模垢产生的问题，其中包括由塑胶树脂分解产物、添加剂或稳定剂析出以及脱模剂分解、高温下反应的残留物，粘附在模具的内侧面上形成难以除去的低聚物结块。现有无机物脱模剂使用过程中易留下模垢和在产品表面留下痕迹；有机脱模剂其与无机物脱模剂相似，使用过程易分解，留下的模垢较多；高聚物脱模剂虽然产生模垢少且可多次利用，但其价格昂贵且其中部分种类使用过程中会产生氟代烃，污染破坏环境，故有待改进。

发明内容

本发明的第一个目的是针对现有技术的不足，提供一种脱模剂，其具有减少模垢产生的效果且其成本较低，对环境友好。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种脱模剂，其包括以下原料按照如下的质量份数配比混合配制而成，

乙基硅油50份，

气相白炭黑20-25份，

十二烷基苯磺酸钠7-10份，

无水乙醇20-80份，

蜡组分20-28份，

蜡组份由石蜡、微晶蜡按质量比1∶1混合制成。

通过采用上述技术方案，蜡组分的添加在提高脱模效果的同时提高了低温状态下脱模剂膜层的定形效果，添加无水乙醇可调节脱模剂的黏度和破坏氢键防止脱模剂固化。气相白炭黑由于其颗粒为纳米级，其表面严重的配位不足，存在大量活性的羟基，其带来的作用如下：乙基硅油内醚键的氧原子与部分气相白炭黑表面上的羟基气发生键合作用产生氢键，提高了分子间的键力，使得脱模剂固化后其覆盖在模具内侧表面上的膜层具有一定的延展性；乙基硅油中的乙基硅氧基会与部分气相白炭黑气的羟基发生接枝，得到接枝共聚物，提高脱模剂膜层的韧性。

由此在无水乙醇快速挥发后，乙基硅油与气相白炭黑发生键合和接枝，带其稠化后其韧性和延展性得到增加，防止脱模剂快速稠化而使脱模剂膜层开裂，减少脱模剂脱落，增加脱模剂一次喷涂后使用次数，节约成本；同减少脱模剂膜层多次使用后出现空缺面积，减少模具内侧与滚塑半成品直接接触高温分解或其中的添加剂析出后固化在模具上形成模垢。

作为优选地，所述脱模剂还包括以下质量份数的原料：纳米级铁粉5份。

通过采用上述技术方案，纳米级铁粉作为对脱模剂的着色剂，便于观察脱模剂喷涂在模具上的覆盖情况，避免模具内侧出现未涂有脱模剂的空白。

作为优选地，所述脱模剂还包括以下质量份数的原料：乙醇铝5-10份。

通过采用上述技术方案，乙醇铝可使脱模剂增稠，并且在脱模剂喷涂至模具上后其会吸水分解，在模具表面生产致密的氢氧化铝，氢氧化铝与气相白炭相互填充缝隙，形成一个致密的混合层，提高脱模剂隔离的效果和脱模剂层与模具内侧的贴合稳定性。

本发明的第二个目的是针对现有技术的不足，提供一种脱模剂的制备方法，可避免因混合不均而出现大粒度的结块不利于脱模剂喷涂使用。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种脱模剂的制造方法，其步骤如下：

S1：在常温常压下，先将计量好的无水乙醇加入到反应釜中；

S2：将计量好的乙基硅油、蜡组分加入反应釜内加热搅拌，加热温度为60-70℃，充分溶解后冷却至常温；

S3：将计量好的气相白炭黑和其他原料加入反应釜中搅拌均匀后停止搅拌。

通过采用上述技术方案，先将无水乙醇、乙基硅油和蜡组分加热搅拌混合获得匀相的液体混合物，再加入固态的气相白炭黑，可使得气相白炭黑可均匀的分散在最终获得的脱模剂中，避免因混合不均而出现大粒度的结块不利于脱模剂喷涂使用。

作为优选地，所述乙醇铝5-10份在S3中加入反应釜内。

通过采用上述技术方案，乙醇铝在制造过程中受热分解生产氧化铝而失效。

作为优选地，所述乙醇铝与气相白炭黑混合再加入反应釜内。

通过采用上述技术方案，乙醇铝为液体，其与气相白炭黑混合后包裹在其外侧，在混合过程中其随气相白炭黑一同与反应釜内液态物料混合，使得少量的乙醇铝能够在得到的脱模剂中分散均匀，从而使喷涂形成的脱模剂膜层吸收空气中的水后其内的氢氧化铝分布均匀。

本发明的第三个目的是针对现有技术的不足，提供一种滚塑工艺，其可提高滚塑的生产效率。

一种滚塑工艺，其特征在于，其使用根据权利要求1至3中任意一项所述的一种脱模剂。

通过采用上述技术方案，减少滚塑过程中模具上的模垢生产，减少清理模具而停机的次数，缩短生产周期的时长，提高生产效率。

作为优选地，脱模剂的喷涂方式为将脱模剂装入的气雾罐，再装入推进剂抛射剂后进行封装，所述抛射剂为丙烷或丁烷。

通过采用上述技术方案，利用抛射剂夹带脱模剂喷涂于模具内侧，使得脱模剂喷涂针对复杂形状的模具内侧喷涂更便利。

作为优选地，脱模剂的喷涂方式为静电喷涂。

通过采用上述技术方案，脱模剂通过静电喷涂可提高成型固化后的脱模剂膜层致密性和获得均匀的厚度，使得脱模剂膜层与模具内侧粘连更紧密不易脱落，增加一次喷涂脱模剂的使用次数。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.气相白炭黑作为填充剂加入脱模剂中降低脱模剂成本；

2.气相白炭黑和乙基硅油的协同作用使成型固化的脱模剂膜层具有延展性和较好的韧性，减少其在使用过程中开裂或损失，起到良好的分隔作用，减少模垢产生；

3.乙醇铝可使脱模剂增稠，并且在脱模剂喷涂至模具上后其会吸水分解，在模具表面生产致密的氢氧化铝，氢氧化铝与气相白炭相互填充缝隙，形成一个致密的混合层，提高脱模剂隔离的效果和脱模剂层与模具内侧的贴合稳定性；

4.脱模剂可通过静电喷涂可提高成型固化后的脱模剂膜层致密性和获得均匀的厚度，使得脱模剂膜层与模具内侧粘连更紧密不易脱落，增加一次喷涂脱模剂的使用次数。

具体实施方式

一种脱模剂，其包括以下原料按照如下的质量份数配比混合配制而成：乙基硅油50份，蜡组分20-25份，气相白炭黑20-25份，无水乙醇20-80份，其中蜡组份由石蜡、微晶蜡按质量比1∶1混制成。其还可包括铝粉10-15份，纳米铁粉3份。

添加无水乙醇的质量分数是根据实际需求所获得脱模剂的黏度而定，同时利用无水乙醇的挥发性使得喷涂后的脱模剂可快速变干固化。

乙基硅油，又名聚二乙基硅氧烷，来源于河南天孚化工有限公司的市售产品。

微晶蜡来源于郑州蓝宇化工有限公司、河南天孚化工有限公司，上海谊久化工有限公司的市售产品。

气相白炭黑选用市售的德固萨气相二氧化硅。

无水乙醇和石蜡均由市售获得。

乙醇铝是以金属铝粉和乙醇为原料，在醋酸酯类溶剂中，加入金属铝、醇和引发剂，加热回流，反应得到醇铝的醋酸酯溶液，经分离、蒸发得到醇铝。醋酸酯类可以是乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯或乙酸仲丁醋。

实施例A1，

一种脱模剂，脱模剂制备步骤如下：

S1：在常温常压下，按质量份数将无水乙醇20份加入到反应釜中；

S2：按质量份数将乙基硅油50份、蜡组分20份加入反应釜内加热搅拌，加热温度为66℃，充分溶解后冷却至常温；

S3：按质量份数将气相白炭黑20份和十二烷基苯磺酸钠7份加入反应釜中搅拌均匀后停止搅拌。

对比例A2，

一种脱模剂，脱模剂制备步骤如下：

S1：在常温常压下，按质量份数将无水乙醇20份加入到反应釜中；

S2：按质量份数将乙基硅油50份、蜡组分20份加入反应釜内加热搅拌，加热温度为66℃，充分溶解后冷却至常温；

S3：按质量份数将十二烷基苯磺酸钠7份加入反应釜中搅拌均匀后停止搅拌。

对比例A3，

一种脱模剂，脱模剂制备步骤如下：

S1：在常温常压下，按质量份数将无水乙醇20份加入到反应釜中；

S2：按质量份数将乙基硅油50份、蜡组分20份加入反应釜内加热搅拌，加热温度为66℃，充分溶解后冷却至常温；

S3：将十二烷基苯磺酸钠7份加入反应釜中搅拌均匀后停止搅拌。

将实施例A1、对比例A2、对比例A3所得的脱模剂进行模垢产生实验。

模垢产生实验：使用不同的试样脱模剂进行对同一产品且同一模具的滚塑生产，每三次滚塑生产为一周期，每次周期结束补充喷涂脱模剂并检查模具内侧模垢产生情况。滚塑生产的滚塑工艺包括下述步骤：

S1配料：料粉、废料和色粉全部倒入搅拌机中搅拌，搅拌均匀即可得到滚塑用料；

S3喷涂脱模剂：在产品的模具上喷涂脱模剂；

S4称料：把需要的滚塑用料用电子秤称出，然后倒入产品的模具中；

S5烧制加工：将模具安装在滚塑机上，启动滚塑机在烤炉内转动；

S6脱模：带模具冷确后取下产品。

滚塑工艺中原料、废料和色粉的用量以及脱模剂的喷涂量，根据实际模具形状、大小而定，确保脱模剂的喷涂量可使模具内侧完整喷涂。

模垢产生实验结果如下表：

通过上表可知对比例A3中在乙基硅油内仅加入蜡组成对抑制模垢产生起到反效果；实施例A1中在乙基硅油内加入气相白炭黑和蜡组分时，其结果与对比例A2相比起到了明显的抑制模垢产生的作用。

实施例B1，

一种脱模剂，脱模剂制备步骤如下：

S1：在常温常压下，按质量份数将无水乙醇20份加入到反应釜中；

S2：按质量份数将计量好的乙基硅油50份、蜡组分20份加入反应釜内加热搅拌，加热温度为66℃，充分溶解后冷却至常温；

S3：按质量份数将气相白炭黑20份、十二烷基苯磺酸钠7份和乙醇铝5份加入反应釜中搅拌均匀后停止搅拌。

对实施例A1和实施例B1所得的脱模剂进行防脱落耐久实验。

防脱落耐久实验：使用不同的试样脱模剂进行对同一产品且同一模具的滚塑生产，每次生产周期完成后检查模具上脱模剂覆盖情况，其覆盖情况使用脱落面积比表示，其中脱模剂仅在开始前喷涂一次。脱落面积比为脱模剂固化后形成的膜层在模具内侧未覆盖的面积与模具内侧总面积的比。当脱落面积比大于5％后，取出的产品表面上带有明显的少量毛刺以及可能带有划痕；当脱落面积比大于10％后，取出的产品表面上带有较多的毛刺以及可能带有划痕；当脱落面积比大于15％后，其对产品从模具中取出造成明显的阻碍。

将实施例A1、实施例B1所获得的脱模剂进行防脱实验，检测一次喷涂脱模剂其可使用的次数。脱模剂的喷涂方式为将脱模剂装入的气雾罐，再装入推进剂抛射剂后进行封装，抛射剂为丙烷或丁烷。并且另各取一份实施例A1、实施例B1所获得的脱模剂为实施例B2和实施例B3，实施例B2和实施例B3，使用静电喷涂的方式喷涂。

防脱实验结果如下表所示，

通过上表可知，乙醇铝与模具表面分解后产生氢氧化铝，氢氧化铝与气相白炭黑形成混合层与无乙醇铝协同使用相比，脱落面积比较小，对应提高了脱模剂一次使用喷涂的寿命。同时使用静电喷涂的方式可增加脱模剂与模具内侧的固定稳定性，提高脱模机一次喷涂后的使用次数。

实施例C1，

其步骤与实施例A1相同，其各原料的质量份数配比为：乙基硅油50份，气相白炭黑22份，十二烷基苯磺酸钠7份，无水乙醇20份，蜡组分20份。

实施例C2，

其步骤与实施例A1相同，其各原料的质量份数配比为：乙基硅油50份，气相白炭黑25份，十二烷基苯磺酸钠7份，无水乙醇20份，蜡组分20份。

实施例C3，

其步骤与实施例A1相同，其各原料的质量份数配比为：乙基硅油50份，气相白炭黑20份，十二烷基苯磺酸钠9份，无水乙醇20份，蜡组分20份。

实施例C4，

其步骤与实施例A1相同，其各原料的质量份数配比为：乙基硅油50份，气相白炭黑20份，十二烷基苯磺酸钠10份，无水乙醇20份，蜡组分20份。

实施例C5，

其步骤与实施例A1相同，其各原料的质量份数配比为：乙基硅油50份，气相白炭黑20份，十二烷基苯磺酸钠8份，无水乙醇34份，蜡组分20份。

实施例C6，

其步骤与实施例A1相同，其各原料的质量份数配比为：乙基硅油50份，气相白炭黑20份，十二烷基苯磺酸钠8份，无水乙醇40份，蜡组分20份。

实施例C7，

其步骤与实施例A1相同，其各原料的质量份数配比为：乙基硅油50份，气相白炭黑20份，十二烷基苯磺酸钠8份，无水乙醇34份，蜡组分26份。

实施例C8，

其步骤与实施例A1相同，其各原料的质量份数配比为：乙基硅油50份，气相白炭黑20份，十二烷基苯磺酸钠8份，无水乙醇34份，蜡组分28份。

实施例C9，

其步骤与实施例A1相同，其各原料的质量份数配比为：乙基硅油50份，气相白炭黑25份，十二烷基苯磺酸钠10份，无水乙醇40份，蜡组分28份。

实施例C10，

其步骤与实施例A1相同，其各原料的质量份数配比为：乙基硅油50份，气相白炭黑22份，十二烷基苯磺酸钠8份，无水乙醇32份，蜡组分27份。

实施例C11，

其步骤与实施例A1相同，其各原料的质量份数配比为：乙基硅油50份，气相白炭黑23份，十二烷基苯磺酸钠9份，无水乙醇36份，蜡组分25份。

对实施例C1-C8进行模垢生产试验，实验结果数据以观察到“模具内侧出现肉眼可见的白痕”的周期数表示。

实施例	C1	C2	C3	C4	C5	C6	C7	C8	C9	C10	C11
												周期数	13	12	11	10	13	11	12	10	10	15	14

由上表可知，各原料的质量份数配比在乙基硅油50份时，其选取范围为气相白炭黑20-25份，十二烷基苯磺酸钠7-10份，无水乙醇20-40份，蜡组分20-28份。

实施例D1，

其步骤与实施例B1相同，其各原料的质量份数配比为：乙基硅油50份，气相白炭黑23份，十二烷基苯磺酸钠9份，无水乙醇36份，蜡组分25份，乙醇铝7份。

实施例D2，

其步骤与实施例B1相同，其各原料的质量份数配比为：乙基硅油50份，气相白炭黑23份，十二烷基苯磺酸钠9份，无水乙醇36份，蜡组分25份，乙醇铝8份。

实施例D3，

其步骤与实施例B1相同，其各原料的质量份数配比为：乙基硅油50份，气相白炭黑23份，十二烷基苯磺酸钠9份，无水乙醇36份，蜡组分25份，乙醇铝10份。

对实施例D1-D2所得的脱模剂进行防脱落耐久实验。

防脱实验结果如下表所示，

由上表可知，在质量份数配比：乙基硅油50份，气相白炭黑20-25份，十二烷基苯磺酸钠7-10份，无水乙醇20-40份，蜡组分20-28份的基础上乙醇铝质量份数为-10份。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种脱模剂，其包括以下原料按照如下的质量份数配比混合配制而成：

乙基硅油50份，

气相白炭黑20-25份，

十二烷基苯磺酸钠7-10份，

无水乙醇20-40份，

蜡组分20-28份，

所述蜡组份由石蜡、微晶蜡按质量比1：1混合制成。

2.根据权利要求1所述的一种脱模剂，其特征在于，所述脱模剂还包括以下质量份数的原料：纳米级铁粉5份。

3.根据权利要求1所述的一种脱模剂，其特征在于，所述脱模剂还包括以下质量份数的原料：乙醇铝5-10份。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种脱模剂的制造方法，其步骤如下：

S1：在常温常压下，先将计量好的无水乙醇加入到反应釜中；

S2：将计量好的乙基硅油、蜡组分加入反应釜内加热搅拌，加热温度为60-70℃，充分溶解后冷却至常温；

S3：将计量好的气相白炭黑和其他原料加入反应釜中搅拌均匀后停止搅拌。

5.根据权利要求4所述的一种脱模剂的制造方法，其特征在于，所述S3中其他原料包括乙醇铝5-10份，所述乙醇铝5-10份在S3中加入反应釜内。

6.根据权利要求5所述的一种脱模剂的制造方法，其特征在于，所述乙醇铝与气相白炭黑混合后再加入反应釜内。

7.一种滚塑工艺，其特征在于，其使用根据权利要求1至3中任意一项所述的一种脱模剂。

8.根据权利要求7所述的一种滚塑工艺，其特征在于，脱模剂的喷涂方式为将脱模剂装入的气雾罐，再装入推进剂抛射剂后进行封装，所述抛射剂为丙烷或丁烷。

9.根据权利要求7所述的一种滚塑工艺，其特征在于，脱模剂的喷涂方式为静电喷涂。