阅读说明：本技术 一种汽车座椅类聚氨酯制品的水性脱模剂 (Water-based release agent for automobile seat polyurethane product ) 是由 罗健军 曾祥云 万庆 于 2020-06-16 设计创作，主要内容包括：本发明提出一种汽车座椅类聚氨酯制品的水性脱模剂,包括离型物质、表面活性物质、功能助剂和溶剂组成；本发明采用水性体系,解决储存、运输、使用过程的安全问题,并有利于控制这些过程环节节省成本。本发明通过以水为载体溶剂,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,十分有利于整车座椅的VOC控制。(The invention provides a water-based release agent for an automobile seat polyurethane product, which comprises a release substance, a surface active substance, a functional auxiliary agent and a solvent; the invention adopts a water-based system, solves the safety problems in the processes of storage, transportation and use, and is beneficial to controlling the process links and saving the cost. The invention improves the dissolution discharge and the smell of a factory by taking water as a carrier solvent, and is beneficial to the physical health of workers. The invention is beneficial to controlling the product to eliminate the VOC problem caused by volatile solvent, and is very beneficial to the VOC control of the whole vehicle seat.)

一种汽车座椅类聚氨酯制品的水性脱模剂

技术领域

本发明涉及脱模剂技术领域，尤其涉及一种汽车座椅类聚氨酯制品的水性脱模剂。

背景技术

众所周知的用于制备的汽车座椅、扶手、头枕等聚氨酯模塑制品对所用的模具材料，一般选用高导热金属材料如不锈钢、铝或铁等。因此，用所述材料制成的模具中制备聚氨酯塑模制品，聚氨酯组合料注射成型之前，需要在制造模具上预涂脱模剂涂层，便于帮助从模具中取出模制品。

典型脱模剂由在溶剂如烃类中的蜡、皂、油或聚硅氧烷的分散体。用于汽车座椅用的高回弹聚氨酯泡沫的脱模剂，从配方体系的离型成型划分，一般主要以含蜡作为主要脱模性物质的脱模剂，简称蜡类脱模剂。蜡在常温是固体，从而很难在成型模具上均匀分布成膜，所以一般的蜡类脱模剂，是在溶剂中已分散了蜡的分散液，在成型模具上喷涂了该脱模剂后，通过使溶剂挥发，而在成型模具的表面形成蜡的覆膜。上述脱模剂施加至模具后，溶剂挥发，具有脱模活性的非挥发物质形成薄的剥离膜，其使得在制备后聚氨酯模塑制品易于从所述模具移出。

脱模剂除了实际需要的脱模效果之外，还具有其它的功能，例如，出于其它目的中的保证形状完整的部件能容易地被织物或皮革覆盖的目的，它还能极大地影响将成为细孔的或光滑且均匀的聚氨酯模制品的表面。

为了减少挥发性有机材料对环境的负担，减轻公司储运安全，改善车间生产环境，环境友好性的水性脱模剂是聚氨酯模塑制品脱模剂的发展趋势。

汽车座椅类聚氨酯制品的脱模剂水性化难点有以下三方面：

第一，，水基性蜡性脱模剂的脱模问题，水基性蜡性脱模剂成膜机理发生变化，蜡需要熔融后才能形成理想的脱模蜡层，一般模具温度在48-65℃，高于模具的温度的蜡比较难实现快速成膜。

第二，，水基性蜡性脱模剂聚氨酯制品的良好的泡沫表面，水基性蜡性脱模剂提供了更好的表面，因为由于注射成型泡沫的反应放热，水性蜡性脱模剂蜡颗粒熔融，开孔可能伴随着粗糙的细胞结构，实现聚氨酯制品的良好的泡沫表面，蜡颗粒在泡沫表面大约1厘米的区域内保持固体，这是因为与内部泡沫放热温度相比，模具表面的温度相对较低，并且在该区域中不发生泡沫开孔。因此，蜡粒子的熔化温度高于模具温度对泡沫开孔有利的。

第三，，水基性蜡性脱模剂的积垢问题，积垢来源于两个方面：一方面来源于蜡垢，蜡垢积累到一定程度会掉蜡，影响制品表面；另一方面来源于脱模剂涂层未完全干燥的水膜与多异氰酸酯反应产生的聚脲层，聚脲层积累到一定程度会影响脱模。

拟解决办法：通过向体系中添加少量的有机溶剂，来降低高熔点蜡的成膜温度，有利于水基性的脱模剂，同时有利于脱模剂的快速铺展和干燥，解决蜡的积垢；水基性蜡性脱模剂通过高低结晶性蜡复配，实验在模具温度条件下能形成较坚硬的蜡涂层，会聚氨酯泡沫在表面破泡提供基础，通过开孔助剂调节，实现泡沫的开孔。

发明内容

本发明的目的在于提出一种有效改善生产环境，有利于解决VOC问题的汽车座椅类聚氨酯制品的水性脱模剂。

为达到上述目的，本发明提出一种汽车座椅类聚氨酯制品的水性脱模剂，其特征在于，包括离型物质、表面活性物质、功能助剂和溶剂组成。

优选的，所述离型物质包括聚烯烃蜡类和/或油溶性低聚物，所述聚烯烃蜡类包括合成聚乙烯蜡、超支化聚烯烃蜡、费托蜡、石蜡、微晶蜡和α-烯烃蜡中一种或多种的混合物；所述聚烯烃蜡的熔点在48-98℃；

所述聚烯烃蜡包括高结晶性的聚烯蜡如乙烯蜡、超支化聚烯烃蜡、费托蜡，蜡的熔点在70-98℃，蜡的针入度需要在10以内，蜡的含油量需要控制在0.5％以内；低结晶性聚烯烃蜡的石蜡、微晶蜡和α-烯烃蜡，蜡的蜡的熔点在48-70℃，蜡的针入度需要在25以内，，蜡的含油量需要控制在2.0％以内。所述聚烯烃蜡包括一种高结晶性的聚烯蜡和一种低结晶性聚烯烃蜡。

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的组合物；

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；

所述阳离子表面活性剂为酸化的烷基二甲基胺、季氮化合物；所述阴离子乳化剂硬脂酸盐、油酸盐、烷基羧酸盐或烷基硫酸盐；

所述阴离子乳化剂硬脂酸盐、油酸盐、烷基羧酸盐或烷基硫酸盐。、

优选的，所述功能助剂包括一种开孔调节剂；

所述开孔调节剂制备原料包括C18-C35的单元醇，熔点在60-95℃之间、脂肪族异氰酸酯HDI和全氟聚醚流体；

优选的，所述开孔调节剂制备工艺如下，在三口烧瓶中将所述C18-C35的单元醇加热到120度熔融，在0.1MPa真空度下脱水一小时，加入相当于单元醇1.02-1.05摩尔当量的所述脂肪族异氰酸酯HDI，在80-85度温度下反应1.5-2个小时，然后加入相当于单元醇1.05-1.1摩尔当量全氟聚醚流体混合反应而成。

优选的，所述功能助剂包括流平剂、泡沫稳定剂、催干剂、增稠剂、杀菌剂和抗氧化剂。

优选的，所述流平剂包含乙氧基化炔二醇、聚醚改性有机硅、氟硅流平剂和氟碳流平剂中一种或两种以上的任意组合；

所述消泡为有机硅或者有机氟类；

所述杀菌剂为异噻唑啉酮、苯并异噻唑酮、4-氯-3-甲基-苯酚、均三嗪中的一种或两种以上的任意组合；

所述增稠剂为鲸蜡基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱或甘油月桂酸酯一种或两种以上的任意组合；

所述抗氧化剂为抗氧化剂245、抗氧化剂1135或抗氧化剂1520。

优选的，所述水性脱模剂的制备方法为：

油相体系混合：向多功能反应釜中加入所述的离型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50％的浓缩液，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、功能助剂和溶剂加入搅拌缸中，制成乳液粒径为0.1-5μm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，并有利于控制这些过程环节节省成本。

(2)本发明通过以水为载体溶剂，改善工厂的溶解排放和气味，并有利于工人的身体健康。

(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，十分有利于整车座椅的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。

开孔调节剂制备方法

称取一种C29的单元醇、熔点在91℃之间50g；在250mL三口烧瓶中将C18-C35的单元醇加热到120度熔融，在0.1MPa真空度脱水1.5小时，5.3g HDI，在80-85度温度下反应1.5-2个小时，然后加入84.6全氟聚醚流体，添加0.1异辛酸铋催化剂，在80-85度温度下反应1.5个小时，包装待用。

本发明一种汽车座椅类聚氨酯制品的水性脱模剂的制备方法，包括如下步骤：

油相体系混合：向多功能反应釜中加入所述的结晶性聚烯烃蜡类物质和或非结晶性的低聚物油或脂、表面活性剂，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50％的浓缩液，然后边分散搅拌，将预乳液用水稀释至0～20％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：按照指定将成品乳液、0流平剂、催干剂、增稠剂、杀细菌剂、抗氧化剂和泡沫稳定剂和剩余所述溶剂加入搅拌缸中，制成乳液粒径为0.1-5μm乳液。

具体制备过程如下：

表1一种汽车座椅类聚氨酯制品的水性脱模剂实施实例配方

表2一种汽车座椅类聚氨酯制品的水性脱模剂实施实例配方

将实施例1-12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3、表4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)稳定性测试

1)储存稳定性。将制备好的脱模剂在室温条件下静置7d，观察是否有分层现象。

2)剪切稳定性。将制备好的脱模剂稀释150倍后用高速搅拌器，以3000rpm/min，搅拌10min，不破乳、不分层、不沉淀即为稳定。

3)离心稳定性。将制备好的脱模剂稀释150倍后用3000rpm/min下离心15min不破乳、不分层、不沉淀即为稳定。

4)热稳定性。将制备好的脱模剂在试管中加热煮沸10min，不破乳、不分层、不沉淀即为稳定。

(3)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。

(4)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。

(5)破泡

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，目测观察已脱模的聚氨酯泡沫成型的表面状态(有无泡裂)并进行评价。评价表示：“◎”表示无泡破状态，表示“¤”泡破小于25％，表示“×”泡破小于50％，表示“※”泡破大于50％。

(6)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“●”。

(7)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3一种汽车座椅类聚氨酯制品的水性脱模剂性能测试

表4一种汽车座椅类聚氨酯制品的水性脱模剂性能测试

将实施例1-6与对比例1进行对比：按照实施例子已经解决了乳化稳定性问题，相同体系粒径越小粘度越大；在相同体系里，粒径相近，粘度会比大包含溶剂比不含溶剂的大。将实施例1-6采用不同的开孔剂，单独使用聚烯烃开孔剂，体系不开孔；有机硅改性聚醚开孔剂或者自制开孔剂体系轻微开孔，聚烯烃开孔剂和自制开孔剂体系组合体系只微开孔，有机硅改性聚醚开孔剂和自制开孔剂体系结合体系结合体系开孔，是比较理想的组合，闭孔体系相对会比开孔体系脱模力会大。将实施例7-12与对比例2进行对比：有机硅改性聚醚开孔剂，聚烯烃开孔剂和自制开孔剂体系组合体系更容易开孔，模型制品表面更细腻，采用溶剂体系会干燥。将实施例6,11,12进行对比：适当添加溶剂有利于高结晶蜡成膜，但溶剂过高会导致体系粒径变大，体系过稠；实施例9体系没有低熔点的蜡导致脱模力不够，实施例10体系没有高熔点蜡，导致体系闭孔。

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。