维普资讯 http://www.cqvip.com 第２卷第２期 鸡西大学学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＪⅨＩ ＵＮＩＶＥＲＳｒＩＹ Ｖ０１．２ Ｎｏ．２ ２０Ｏ２年６月 Ｊｕｎ．２０Ｏ２ 软质聚氨酯泡沫塑料脱模剂的研制 匡宏兴 艾摘巍 要：对一种用于软质聚氨酯泡沫塑料成型加工的脱模剂进行了配方研究，脱模性能优良，可以重复多 次利用，成本低廉，而且配料较为充足。 关键词：软质聚氨酯泡沫塑料；脱模剂 中图分类号：ＴＱ３２８．３ 前言 文献标识码：Ａ 一、脱模剂从广义上讲属于润滑剂范畴，是减少和防止两 表面粘着固体或液体薄膜的制剂，它在塑料成型加工中常 被利用，它是制品顺利脱离模具的加工助剂。在塑料工业 上制品和模具相粘连是个大问题，不但容易损坏制品，而 且由于增加了模具清理工序造成生产率下降，目前很多企 业仍使用进口脱模剂，使得产品成本增高，因此研制一种 成本低廉，脱模效果好的脱模剂是很值得研究的课题。 二、实验部分 １．仪器和药品 仪器：ＪＢ４０—１型电动搅拌机 ＭＨ５００型电动加热套 ＴＤＣ，Ｃ一３／０．５接触调压器 烧杯：量筒、天平、滴定管 药品：硬酯酸、液体石腊、３Ｏ号机油、（Ａｔ）：（ＳＯ４） ・ １８Ｈ，Ｏ、ＮａＯＨ、松香、滑石粉 ２．实验原理 让反应继续进行一段时间（大约１小时），使反应充分，即 形成稳定的皂粒。 ③在不断的搅拌下，用滴定管滴加（２５滴／分）５％的 ＡＩ：（ＳＯ，） ・１８ Ｏ水溶液，使钠皂转变为铝皂，这一转变过 程在室温下很容易进行。待反应完成后，开高加热套温度 至１１ｏ＿－１２０℃，不断搅拌当溶液沸腾程度减弱，即出来的 蒸汽为淡黄色时，可认为水分已完全蒸出，得到的粘稠物 即为产品，本产品配方如下： （Ａ）液体石腊作溶剂 料 硬脂酸 液体 ＮａＯＨ Ａ１２（ＳＯ，）３・１８ Ｏ 产品重 石腊 （ｇ） Ａｌ—ｌ ５．２ｇ ６．５ｇ ６．５ｇ ６．５ｇ ２０ｏｍｌ Ｏ．４７ｇ ２０ｏｍｌ ０．９２ｇ ２５０ｍｌ ０．９２ｇ ２８０ｍｌ Ｏ．９２ｇ １．９ｇ ２．１ｇ ２．１ｇ ２．１ｇ ２１４．５ｇ ２２４．５ｇ ２０５．５ｇ ２９１．８ｇ １ ２ 一３ 本实验合成的是一种金属脂肪酸的外脱模剂、金属皂 类的润滑作用随着金属的种类不同和脂肪酸根的种类不 同而异，就同一金属而言，脂肪酸根碳链越长（即金属含量 越低），其润滑效果越好，硬脂酸铝的滑润效果较好。其实 硬酯酸铅的润滑效果最好，但铅金属毒性大不易实际生 产。硬脂酸铝的制备并不需要特别复杂的技术。首先将 脂肪酸制成钠皂： Ｃ１７Ｈ 一ＣＯＯＨ＋Ｎａ０ｌ。ｌ— Ｃ１７ Ｈ］５ＣＯＯＮａ＋ ０ Ａ］一ｌ Ａ］一２ Ａ］一３ ８．０ｇ ８．ｏｇ ５０ｍｌ １．１３ｇ ５５ｍｌ １．１３ｇ ３．０ｇ ３．ｏｇ ３．０ｇ ６１．５ｇ １０４．５ｇ １４２．７ｇ ８．ｏｇ １００ｍｌ １．１３ｇ （Ｂ）机油作溶剂 料 硬脂酸 机油 ＮａＯＨ （Ｓ０４） 松香 滑石粉 产品重 此过程是油脂的皂化反应，本实验是在有机溶剂中直 接皂化，然后加入含Ａｒ 的水溶液，使得硬脂酸钠转变为 硬酯酸铝。 ６Ｃ１７Ｈ ＣＯＯＮａ＋Ａｌ２（ＳＯ４）３。１８ ｏ一２ＡＪ（Ｃ１７ Ｈ］５ｃｏｏ）３ ＋３Ｎａ２ＳＯ４＋１８Ｈ２Ｏ 等＼ Ｂ１—１ Ｂ１—２ Ｂ１—３ Ｂ２—１ Ｂ２—２ Ｂ２—３ Ｂ２—４ ・１８｝Ｉ＇０ １０ｇ ６０ｍｌ １．４３ｇ ３．７ｇ １０ｇ ８０ｍｌ １．４３ｇ ３．７ｇ ｌＯｇ １０Ｏｒａｌ １．４３ｇ ３．７ｇ ／ ／ ／ ／ １３９．９ｇ ／ １５７．８８ ／ １７５．７８ ５ １８１．９ｇ １０ｇ １１０ｍｌ １．４３ｇ ３．７ｇ Ｏ．２ １０ｇ １１０ｍｌ １．４３ｇ ３．７ｇ ｌＯｇ １１０ｍｌ １．４３ｇ ３．７ｇ １０ｇ １１０ｍｌ １．４３ｇ ３．７ｇ １ ３ ３ 铝皂在水中的溶解度非常小，但在有机溶剂中有较大 的溶解度，铝皂的溶液往往是稳定的凝胶，这一特性常玻 璃用制成润滑脂。 ３．实验步聚 ①称取一定量硬脂酸于大烧杯中，量取一定体积的有 机溶剂（液体石腊或机油）倒人烧杯中微热，使硬脂酸完全 溶解（再加入用同种有机溶剂溶解的少量松香），把烧杯放 在加热套内，温度控制在９２—９５℃之间，然后在电动搅拌 器均速搅拌下，缓慢加２５％的ＮａＯＨ水溶液，缓慢混合是 为了避免反应过于激烈，过激的反应将引起物料剧烈膨 胀，造成危险。 ②混合完成后，皂化反应实际上就基本完成了，这时 １Ｏ １８９．０８ １Ｏ １９０．０８ １５ １９８．７８ 通过以上产品在产量和浓度的比较，选取 一：、Ａ］一：、 Ｂ１一：、Ｂ２一：进行下厂试用。 ４．下厂实际操作 将四种样品在打泡之前分别用毛刷涂于模具表面，涂 层厚度为０．１—Ｏ．２ｅｒａ，力求均匀，就可进行打泡生产，随着 打泡的进行，对脱模效果进行观察，在打泡第九次时，成型 物表面一直特别光滑洁净，脱模剂层变化很小，九次以后 作者简介：匡宏兴，工程师，鸡西市环境监测中心站。鸡西。邮编：１５８１００ ・５ｌ ・ 维普资讯 http://www.cqvip.com 第２期 鸡西大学学报 成本核算表 ２０ｏ２年 继续打泡成型物表面虽仍很光洁，但脱模剂层稍微变硬， 说明小部分已被成型物带下，最后各产品均可打泡１４次， 无论成型物的表面光洁度，还是模具清模容易程度，均非 常满意，若再继续打泡则发生了粘连现象。 经下厂试用，四种样品基本达到了理想的脱模要求， 但从总体来看Ｂ组产品比Ａ组产品好，而加入松香和滑 石粉的Ｂ２一 效果最佳，该样品不仅能使成型顺利脱模，并 可重复利用多次，成品表面光洁，而且清理模具容易、方 便、在４ｏ一５０℃下，热稳定性好，不与高聚物起任何反应， 不腐蚀模具，气味小、无毒。 三问题与讨论 １．由硬酯酸转化成钠皂的过程中，温度控制在９２— ９５ ，此为最佳皂化温度，另外加入的碱液浓度要适当，浓 度过高时易形成皂包碱的情况，使反应不完全，浓度过低 则水分过高增加分离时间，ＮａＯＨ浓度一般在２＾５—３０％为 宜。 市场售价 原料名称 （元，吨） 一样品编号 ２ Ａ３—２ Ｂ１—２ Ｂ２—２ 硬脂酸 ６８０ｏ．００ ６．５ｇ ８．０ｇ １０ｇ １０ｇ 液体石腊 ２３７００．００ ２５０ｍｌ ５５ｍｌ 机油 ３１５０．００ ３ｏＯ０．００ ｆ ， ， ０．９２ｇ ， １．１３ｇ ８０ｍｌ ｌ１０ｍｌ １．４３ｇ １．４３ｇ ＮａＯＨ １８Ｈ，０ ・（Ｓ０４） １３ｏＯ０．００ ２．１ｇ ３ｇ ３．７ｇ ３．７ｇ 松香 ４（ＩＯｏ０．００ ６ｏ０．００ ， ， ， ， ， ， ７ ７ １ｇ １０ｇ 滑石粉 产品重 ２．在钠皂转为铝皂的过程中，加入的 的浓度要 适当，浓度过高，反应不完全而且反应产物在有机物中分 布不均匀，过低则水份不容易蒸出， 的浓度控制在５％ 左右。 ２６６．５ｇ １０４．５ｇ １５７．８ｇ １８９．０ｇ １９Ｏｏ０．０ｏ ｌｌ４５２．５ ２３５９．３ ２５３９．７ 成本 （元／吨） ３．在反应完成后，必须把产品内的水分蒸净，这是由 软质聚氨酯泡沫塑料生产条件决定的，软质聚氨酯泡沫塑 料主要成份是高聚物，它是由二异氰酸脂与聚合多元醇相 作用生成的在制备过程中将少量的水混入二元醇中，则少 量的二异氰酸酯与水作用生成二胺和ｃ ，即ＯＣＮ—Ｒ— ＮＣＯ＋２ Ｎ—Ｒ—ＮＨ２＋２Ｃ０ 且脱模效果和次数都很理想，真的投入生产，必将受到厂 家的欢迎。 五结束语 产品固化时，此ｃ０２以小汽泡的形式留在产品中，使 产品成海绵状。 若脱模剂中含有 。或呈酸性，则改变了软质聚氨 酯泡沫塑料生产中多元醇和异氰酸酯的配比，引起泡沫部 分塌瘪等现象，从而影响产品的外观和生产效率，所以，待 反应完毕后、水份必须完全排出。 ４．产品ｐＨ值应在７—７．５间，若产品呈酸性则不适聚 氨酯泡沫的生产条件，若呈碱性则产品中有碱性金属皂。 所谓碱性金属皂就是在金属皂的高分子中，脂肪酸的含量 目前，外脱模剂仍是我国主要的脱模剂，因此，研制一 种新型的脱模剂是非常必要的。本实验在查取大量文献 后，经过反复研究，改变了制备过程，使反应直接在有机溶 剂中进行，得到的产品经实际应用得到了满意的效果。而 且生产操作简便，一般的小型化工厂均有能力生产，但由 于水平的有限，不可能尽善尽美，但目前来看，生产出更高 质量能代替进口的脱模剂是完全可能的，这将节省大量外 汇，方便国内ＰＵ加工生产，促进国民经济的迅速发展。 参考文献 １．王义信．《聚氨酯工业》１９９８ ２．顾良荧编．合成酯肪酸化学及工艺学．轻工业出 版社 较金属离子的化合价要求的少，铝皂就可能有下列三种生 成物，这样，产品的单一程度过低。 ３ＲＣＯＯＮａ＋Ａｒ ￣ＡＩ（ＯＯＣＲ）３＋３№ ２ＲＣＯＯＮａ＋Ａｒ ＋ＮａＯＨ— Ａｌ（０Ｈ）（ＯＯＣＲ）２＋３Ｎａ ＲＣＯＯＮａ＋Ａｒ ＋２Ｎａ０Ｈ—＋ （ＯＨ），ＯＯＣＲ＋３Ｎａ 四成本核算 从成本核算表中可以看出，Ａ类产品成本比Ｂ类产品 成本高，而从脱模效果（通过下厂试用）看也是Ｂ类产品 好，可见用机油作溶剂的脱模剂更有发展前途。目前有些 厂家用黄油作脱模剂，不仅涂层厚，脱模次数少（仅８次） 而且价格较贵（５１８００．００元／吨）。或者用进Ｅｌ脱模剂，成 ３．北原文雄，早野茂夫编．毛培坤译．《表面活性剂 和试验》．轻工业出版社 ４．黄少良编．《有机物剖检技术基础》．轻工业出版社 ５．塑料通迅第三期．１９８６（３）．Ｐ２１） ６．化工新型材料．１９８６（３） ７．方禹声，朱吕民等编．《聚氨酯泡沫塑料》．化学工 业出版社 ８．钱知勉，朱昌晖编．《塑料助剂手册》．科学技术出 版社 本更高，若用本实验所得产品作脱模剂，不仅价格便宜，而 Ｔｈｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇ Ｏｆ ＳＯｆｔ Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ Ｆｏａｍ Ｄｅｈｙｄｒａｔｉｏｎ Ｋｕａｎｇ Ｈｏｎｇｘｉｎｇ Ａｉ Ｗｅｉ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｉｓ一１０ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｔｈｅ ｄｅｈｙｄｒａｔｉｏｎ ｗｈｉｃｈ ｕｓｅ ｔｈｅ ｓｏｆｔ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ ｔｏ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅ ｅｍ． ｐｈａｓｉｓ ｈｅｓ ｉｎ ｅｘｐｌｏｒｉｎｇ ａ ｐｒｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ．Ｔｏ ａｓｋ ｈａｒｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｄｅｈｙｄｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｇｏｏｄ ａｎｄ ｉｔ ｍａｙ ｂｅ ｒｅｕｓｅｄ ｍａｎｙ ｉｔｍｅｓ，ｔｈｅ ｃｏｓｔ ｉｓ ｌｏｗ，ａｎｄ ｔｈｅ ｂｕｒｄｅｎ ｉｓ ｆａｉｄｙ ｅｎｏｕｇ￣１． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｕｒｙｅｔｈａｎｅ ｆｏａｍ；ｄｅｈｙｄｒａｔｉｏｎ Ｃｌａｓｓ Ｎｕｍｂｅｒ：ＴＱ３２８．３ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｍａｒｋ：Ａ ・５２・