CN111688080A - 一种汽车地毯、前围、隔音发泡类聚氨酯制品用的全水性脱模剂 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种汽车地毯、前围、隔音发泡类聚氨酯制品用的全水性脱模剂，包括离型活性物质、模具保护高聚物、表面活性物质、功能助剂和溶剂；本发明采用水性体系，解决储存、运输、使用过程的安全问题，改善工厂的溶解排放和气味，并有利于工人的身体健康。本发明采用模具保护高聚物，解决模具结垢问题，清洁周期与行业平均一周相比，可延长至三周甚至数月以上，从而大大降低了干冰清洁成本，不仅提供了更清洁、更安全的工作环境，而且显著降低了地毯的泛黄效果，节省了额外的包装成本。本发明有利于控制生产制品消除易挥发溶剂所引起的VOC问题，十分有利于整车汽车地毯、前围、隔音发泡类的VOC控制。

Description

一种汽车地毯、前围、隔音发泡类聚氨酯制品用的全水性脱 模剂

技术领域

本发明涉及脱模剂技术领域，尤其涉及一种汽车地毯、前围、隔音发泡类聚氨酯制品用的全水性脱模剂。

背景技术

市场上用于汽车地毯、前围、隔音发泡类聚氨酯制品，主要应用在地毯背面或EVA和橡胶等基材上，使车辆隔绝外部热量和噪音。目前普遍采用聚氨酯模塑发泡工艺，发泡工艺中采用模具优选高导热性材料如金属模具，模具对聚氨酯模塑制品呈现强的粘合，对于汽车地毯、前围、隔音发泡类聚氨酯模塑制品，需要使用脱模剂。市场上的溶剂型脱模剂主要存在以下几方面的问题：其一、VOC排放问题以及产生的安全隐患，其二、工厂工人的工作环境中刺鼻的气味和糟糕的空气质量抱怨，尤其对可能存在对工人的健康隐患。其三，模具污染，积垢。

市场上的水性脱模剂具有如下缺点：在大部分水挥发性之后，在模具中总是仍然留下薄的水膜，水膜与聚氨酯体系的异氰酸酯化合物进行反应，那些反应导致非常坚硬和坚固的聚脲化合物，结果是模具的表面受到不利影响，该表面获得一种所谓的积聚，而这必须通过费力的清洗能除去。

主要存在以下几方面的问题：其一、市场上的水性脱模剂，聚氨酯模塑制品产品模具非常大眀不易脱模和清洁；其二、油质水性脱模剂的引入解决VOC排放问题，并提供了相对良好的脱模性能。但是，配方中使用的大量的油被转移到零件表面，造成油腻的触感。当地毯在运输过程中堆叠，油进一步转移到地毯表面，由于氧化反应而泛黄，造成很多终端客户的投诉。此外。车间地板浸满了油，模具经常被油酯覆盖，非常难以清洁。

发明内容

本发明的目的在于提出一种有效解决模具结垢问题，有利于生产制品消除易挥发溶剂引起的VOC问题的汽车地毯、前围、隔音发泡类聚氨酯制品用的全水性脱模剂

为达到上述目的，本发明提出一种汽车地毯、前围、隔音发泡类聚氨酯制品用的全水性脱模剂，包括离型活性物质、模具保护高聚物、表面活性物质、功能助剂和溶剂。

优选的，所述离型活性物质包括聚烯烃蜡类和未饱和的低聚物油、酯类。

优选的，所述聚烯烃蜡类包括聚乙烯蜡、超支化聚烯烃蜡、微晶蜡和石蜡中一种或者多种的混合；所述聚烯烃蜡类的熔点在48-78℃；

所述未饱和的低聚物油包括季戊四醇四油酸酯、季戊四醇四硬脂酸酯、三羟甲基丙烷三油酸酯、三羟甲基丙烷三硬脂酸酯、甘油三油酸酯和甘油三硬脂酸酯中一种或多种的混合。

优选的，所述模具保护高聚物为乙烯-丙烯共聚物、超支化聚乙烯、聚异丁烯高聚物或聚异戊二烯。

优选的，所述表面活性物质包括非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂；

其中，所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚、山梨糖醇酐脂肪酸酯、蓖麻油聚氧乙烯醚中的一种或两种的混合物；

所述阳离表面活性剂为酸化的烷基二甲基胺或者季氮化合物；

所述阴离子表面活性剂为硬脂酸盐、油酸盐、烷基羧酸盐和烷基硫酸盐中一种或两种的混合物。

优选的，所述助剂包括流平剂、消泡剂、增稠剂、杀菌剂、抗氧化剂和泡沫稳定剂。

优选的，所述全水性脱模剂的制备方法如下：

油相体系混合：向多功能反应釜中加入所述离型活性物质和表面活性物质加热85℃熔融，待搅拌同时搅拌形成均匀的油相体系；

转相：以1000r/min转速搅拌，并向油相体系中加入1/3-1/2转相水，制成膏状液体，制成水包油W/O预乳液，将水稀释至O/W预乳液，然后边分散搅拌，将预乳液用水稀释至20％固含，即为成品预乳液，制成乳液粒径为0.1-10μm乳液；

配制成品聚氨酯脱模剂：将成品预乳液、模具保护高聚物、功能助剂和溶剂加入搅拌缸中，制成乳液粒径为0.1-10μm乳液

与现有技术相比，本发明的优势之处在于：

(1)本发明采用水性体系，解决储存、运输、使用过程的安全问题，改善工厂的溶解排放和气味，并有利于工人的身体健康。

(2)本发明采用模具保护高聚物，解决模具结垢问题，清洁周期与行业平均一周相比，可延长至三周甚至数月以上，从而大大降低了干冰清洁成本，不仅提供了更清洁、更安全的工作环境，而且显著降低了地毯的泛黄效果，节省了额外的包装成本。

(3)本发明有利于控制生产制品消除易挥发溶剂所引起的VOC问题，十分有利于整车汽车地毯、前围、隔音发泡类的VOC控制。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案作进一步地说明。

本发明旨在研发一款高性能水性聚氨酯脱模剂，能满足制品外观开孔、均匀细腻、表面干燥的基本要求，同时满足现有生产工艺需求，消除易挥发溶剂所引起的VOC问题以及安全、环境。以下实施例用于对本发明进行更详细的描述，但是本发明并不限于这些实施例。

本发明高性能水性聚氨酯脱模剂的制备方法，包括如下步骤：

油相体系混合：向多功能反应釜中加入离型活性物质、表面活性物质，加热85℃熔融，待搅拌同时搅拌形成均匀的油相体系。

转相：以1000r/min转速搅拌，并向油相体系中加入1/3-1/2转相水，制成膏状液体，制成水包油W/O预乳液，将水稀释至O/W预乳液，然后边分散搅拌，将预乳液用水稀释至20％固含，即为成品预乳液，制成乳液粒径为0.1-10μm乳液。

配制成品聚氨酯脱模剂：按照指定将成品预乳液、模具保护高聚物、流平剂、催干剂、增稠剂、杀菌剂、抗氧化剂和泡沫稳定剂和剩余溶剂加入搅拌缸中，制成乳液粒径为0.1-10μm乳液。

具体制备过程如下：

表1实施实例配方表1

将实施例1-6及比较例1所制备得到聚氨酯脱模剂分别经上述性能测试，所得性能测试结果如以下表2所示。具体测试方式依次介绍如下：

(1)旋转粘度测试

测试:DV-Ⅱ+Pro粘度计、TC-502恒温水浴,在读数之前，粘度计必须先进行自动校零。每当电源开关关掉以后，重新使用仪器时都要进行这一步骤。打开粘度计开关，至显示“REMOVE SPINDLE，PRESS ANY KEY”时，取下转子，按任意键自动清零，至显示“REPLACESPINDLE，PRESS ANY KEY”时，按任意键，后装入合适的转子。DV-II+需要键入转子编号来进行粘度计算。DV-II+粘度计存储器存储了标准转子和自定义转子的编号，每个转子的编号都为两个数字，按“SET SPINDLE”后按上下键选择转子型号。按“SET SPEED”后按上下键选择转速。将样品装入样品容器并放置后，按“MOTER ON”即开始测试，待粘度数值稳定时，可记录结果。测试完毕后，按“MOTER OFF”停止测试，清洗样品容器及转子。实验完毕后，关闭主机电源。检查水浴槽内水位符合要求后，开启电源开关并开启水浴回流，并设置恒温水浴温度。待恒温水浴温度达到设定温度并稳定后即可进行粘度测试。测试完毕后关闭水浴回流并关闭电源开关。样品测试条件：温度25℃，测试转子S63，转速速度20rpm。

(2)粒径分布测试

乳液粒径与多分散性，采用美国Brookhaven90Plus激光粒度仪,检测结果为仪器扫描5次结果的平均值。

(3)脱模力试验

在不锈钢模具上喷涂上述实施以及比较例的脱模剂组合物后，将其干燥40秒。接着，使用市售的聚氨酯泡沫用原材料，以规定的配合比例混合并注入到模具内，并在55℃的温度下使其熟化3分钟。为了测试脱模作用的程度，用弹力计量从模具上取出来进行测试聚氨酯泡沫模塑脱模力。

(4)制品污染

在不锈钢模具上喷涂上述实施以及比较例的脱模剂组合物后，将其干燥40秒。接着，使用市售的聚氨酯泡沫用原材料，以规定的配合比例混合并注入到模具内，并在55℃的温度下使其熟化3分钟。然后，用手撑心直接触摸泡沫表面，评价表示：手感干爽“○”，手感较干爽“⊙”，手感油“⊕”，手感油腻“●”。

(5)气味试验

气味性：非金属零部件(或材料)在规定期限内经过一定的温度条件下的处理之后，挥发性组分释放，产生可察觉气味的倾向。

检测设备：电热鼓风恒温试验箱，控制温度精度在±2℃以内。试验器皿采有无气味耐热性好，容积为1L或3L的带密封广口玻璃容器。

注：一般选用1L容量的容器皿，但如果需进行多次测试的可选用3L的试验器皿；确保试验器皿在每次之前清洗、烘干，达到无气味为止。

实验样件：样品预处理，仅当在生产过程中零部件需要经过特殊的加热工艺时，应对样件预先进行同等条件下的预处理。一般情况下应直接对供货状态零部件进行取样试验。

测试方法：80℃气味试验，准备好试验容器并检查容器是否干净，是否无气味，密封性是否良好。将涂有脱模剂试样放入容器中放入一张无气味的铝箔，然后将试样放在铝箔上，这样就可以避免试样粘在容器上。用盖子盖好试验容器，对试样和容器做出标记。将已标记的试验容器放入保温箱中，在：80℃下保存。记录存放的顺序及每个瓶中的样品。用试样的玻璃容器放入电热鼓风恒温试验箱内，按一定温度保存2h,期间需保持玻璃容器处于盖密密闭状态。将检验容器从试验箱中取出后，再由不少于3名检验员进行评级测定。第一个检验人员稍许打开一点盖子，闻一下，重新关上盖子，将容器传给第二个检验人员。三个检验人员进行检验后，将容器放入80℃保温箱中加热30min，取出容器冷却到试验温度(60±5)℃，由剩下的三个检验。最后每个检验人员给出一个个人分数记录者将分数记录下来。在闻试样期间，应走出去呼吸一下新鲜空气。还没有检验的试样容器必须再一次80℃存放30min，然后冷却到60℃。试验完成后，取出容器中的试样。将所有用过的玻璃瓶、盖子和螺纹圈放在实验室洗瓶机进行清洗。

等级评定：所有方案的气味评价标准分为1-6级，同时也会出现两种评价等级之间的情况。评分1：无气味；评分2：有气味，但无刺激性气味；评分3：有明显气味，但无刺激性气味；评分4：有刺激性气味；评分5：有刺激性气味；评分6：有不能忍受的气味。

进行评价时，检验人员首先应判断出气味是否有刺激性。如无刺激性，则给出1到3之间的分数；如有刺激性，则给出4到6之间的分数；如检验人员先记录分数，等一个检验循环结束再说出分数，记录者记录。记录中包括检验人员姓名和他们检验的分数。

试验：气味的评价与检验人员的敏感性有关。每个评出的分数不一致，这是正常的如检验出之间相差2分以上，则再进行一次至少六个检验人员参加的重复试验。气味的评价与检验人员的健康状况。检验人员在给出分数后，还应当描述出气味的特性。被测材料的气味分数是六个检测人员所给出分数(排除一个最高分和一个最低分)的算数平均值。平均值也可约到半分的分数等级；近似值采用进位制。

表2实施实例性能测试

实施例1-6与对比例1进行对比，水性的气味比溶剂性明显改善。从添加模具保护聚合物，随着添加量的增加对脱模力会有影响，因此添加量适量即可，即可以在模具形成一层保护层，又对脱模力影响可控。对比聚异丁烯高聚物与超支化聚乙烯，使用聚异丁烯高聚物会使泡沫表面有轻微污染。模具保护聚合物添加量增加，会增加乳化难度，乳液的粒径会升高，同时乳液的粘度会上升，因为高聚物乳化后对体系有增稠效果。相同配方体系下，乳液粒径尺寸小，粘度会略有上升。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种汽车地毯、前围、隔音发泡类聚氨酯制品用的全水性脱模剂，其特征在于，包括离型活性物质、模具保护高聚物、表面活性物质、功能助剂和溶剂，所述离型活性物质包括聚烯烃蜡类和未饱和的低聚物油、酯类。

2.根据权利要求1所述的汽车地毯、前围、隔音发泡类聚氨酯制品用的全水性脱模剂，其特征在于，所述聚烯烃蜡类包括中低结晶性聚乙烯蜡、超支化聚烯烃蜡、微晶蜡和石蜡中一种或者多种的混合；所中低结晶性聚乙烯蜡类的熔点在48-78℃；

所述未饱和的低聚物油包括季戊四醇四油酸酯、季戊四醇四硬脂酸酯、三羟甲基丙烷三油酸酯、三羟甲基丙烷三硬脂酸酯、甘油三油酸酯和甘油三硬脂酸酯中一种或多种的混合。

3.根据权利要求1所述的汽车地毯、前围、隔音发泡类聚氨酯制品用的全水性脱模剂，其特征在于，所述模具保护高聚物为乙烯-丙烯共聚物、超支化聚乙烯、聚异丁烯高聚物或聚异戊二烯。

4.根据权利要求1所述的汽车地毯、前围、隔音发泡类聚氨酯制品用的全水性脱模剂，其特征在于，所述表面活性物质包括非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂；

其中，所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚、山梨糖醇酐脂肪酸酯、蓖麻油聚氧乙烯醚中的一种或两种的混合物；

所述阳离表面活性剂为酸化的烷基二甲基胺或者季氮化合物；

所述阴离子表面活性剂为硬脂酸盐、油酸盐、烷基羧酸盐和烷基硫酸盐中一种或两种的混合物。

5.根据权利要求1所述的汽车地毯、前围、隔音发泡类聚氨酯制品用的全水性脱模剂，其特征在于，所述助剂包括流平剂、消泡剂、增稠剂、杀菌剂、抗氧化剂和泡沫稳定剂。

6.根据权利要求1所述的汽车地毯、前围、隔音发泡类聚氨酯制品用的全水性脱模剂，其特征在于，所述全水性脱模剂的制备方法如下：

油相体系混合：向多功能反应釜中加入所述离型活性物质和表面活性物质加热熔融，待搅拌同时搅拌形成均匀的油相体系；

转相：以1000r/min转速搅拌，并向油相体系中加入1/3-1/2转相水，制成膏状液体，制成水包油W/O预乳液，将水稀释至O/W预乳液，然后边分散搅拌，将预乳液用水稀释至～20％固含，即为成品预乳液，制成乳液粒径为0.1-10μm乳液；

配制成品聚氨酯脱模剂：将成品预乳液、模具保护高聚物、功能助剂和溶剂加入搅拌缸中，制成乳液粒径为0.1-10μm乳液。