论文部分内容阅读
聚氨酯是一种重要的高分子合成材料，由于其原料和配比的多样性，从而导致其性能的独特性及应用的广泛性。聚氨酯泡沫塑料（简称PU泡）是聚氨酯制品中最主要的品种，其产量约占整个聚氨酯制品的一半以上。通常，聚氨酯泡沫塑料制品在成型加工过程中，采用的模具材料一般是高导热材料，如铝、钢等，由于聚氨酯发泡原料中的异氰酸酯成分具有粘结性，会与金属产生较强的键合作用，所以需要使用合适的脱模剂来防止聚氨酯泡沫制品与模具的粘结。目前，聚氨酯泡沫塑料脱模剂主要分为内脱模剂和外脱模剂。由于内脱模剂的使用通常会对原配方有影响，且必须配合外脱模剂一起使用，因此，外脱模剂是目前应用最广的脱模剂。PU泡常用的外脱模剂包括脂肪酸类脱模剂、蜡系脱模剂、硅系脱模剂等。脂肪酸类脱模剂的原料易得、无毒、价格低廉、稳定性和润滑作用良好，是常用的有机脱模剂，但模易破裂，制品表面有裂纹，强度不够；蜡系脱模剂脱模效果良好，但其相容性和配伍性极差，无法稳定储存，且产品闭孔率增加，影响产品质量；硅系脱模剂表面张力小，脱模性能优异，并且因耐热、无毒等优点而广泛应用在高分子行业中，但制品表面通常会有气泡产生，凹凸不平，影响美观。本论文以主脱模剂（蜡系脱模剂WRA/硅系脱模剂SRA/高分子类脱模剂PRA）、辅脱模剂、有机添加剂、表面活性剂等为主要原料，首先研制了有机溶剂型液体脱模剂并将其应用于聚氨酯泡沫制品的脱模实验，研究了脱模剂固含量、粘度及表面张力等对PU泡脱模及泡孔开孔效果的影响。结果表明：蜡类脱模剂WRA单独使用时脱模效果不理想，需与其他类型的脱模物质复配；硅系脱模剂SRA可以改善隔离性能、脱模性能以及PU泡的表面质量；高分子类脱模剂PRA-2可以改善溶解性能，提高脱模性能，但会严重堵塞泡孔。辅脱模剂可明显提高固含量及粘度，但用量过多会导致样品粘度过大而凝固，堵塞泡孔，不宜超过1.0%。有机添加剂A可以改善PU泡表面质量，但影响有机溶剂型脱模剂的稳定性，不宜超过0.5%。此外，论文以水为溶剂，以主脱模剂（蜡系脱模剂WRA/硅系脱模剂SRA）、辅脱模剂、乳化剂、有机添加剂等为主要原料，研制了水溶型液体脱模剂产品并进行脱模实验。通过正交设计法对材料配方0和制备工艺进行了优化，重点讨论了各组分及用量、乳化时间、表面张力等对PU泡脱模及泡孔开孔效果的影响。结果表明，脱模效果最佳的配方为：主脱模剂物料比WRA-1：SRA=5:1、辅脱模剂用量为1.0%，乳化剂的用量为0.2%，有机添加剂A的用量为0.25%，乳化时间为1.25hr，此时的表面张力为13.9mN/m。PU泡开孔效果的最佳配方为：主脱模剂物料比WRA-1：SRA=3:1、辅脱模剂用量为0.67%，乳化剂的用量为0.1%，有机添加剂A的用量为0.08%，乳化时间为1.5hr，此时的表面张力为15.3mN/m。光学显微镜和扫描电镜等分析结果表明，上述两种最佳配方均能在实现良好脱模效果的同时，保证PU泡表面质量。