談談溶劑在聚氨酯脫模劑中應用的演變史
聚氨酯制品在生產中需要使用脫模劑幫助成型的制品從模具中脫離。在生產線上可以直接使用的脫模劑中起到脫模性能的物質稱之為有效脫模成分,通常可以是蠟、有機硅和有機氟等,一般只占10%以下的比例。而90%以上的比例是屬于溶劑成分,用于幫助有效脫模成分均勻的成膜分布在模具表面。本文將分享溶劑在聚氨酯脫模劑中應用的演變歷程。
I 階段,只追求溶解度高、易揮發早期工業生產對原料的環保和安全是不做考慮的,人們對使用溶劑的要求,**局限于當做稀釋劑來考慮,同時噴涂在模具后可快速揮發,避免泡沫表面消泡現象即可。所以一些有機溶劑以其高溶解能力和易揮發的特點成為了***使用的對象,如:
(1)二氯甲烷:溶解能力強,常溫下易揮發,化學性穩定,同時由于無閃點,還不會導致燃燒,價格低廉。本該屬于非常理想的溶劑選擇,確實在早期也大量使用??墒嵌燃淄榈母邼舛日羝麜鹬卸?,大量排放還會引起溫室效應。曾經的鞋材之都——晉江,在水性脫模劑在鞋材生產中大量普及之前,上空彌漫著成千上萬的二氯甲烷。
(2)石油醚:是石油低沸點餾分,為低級烷烴混合物,通常采用沸程在30-60℃作為溶劑,揮發性高。早期普遍用在脫模劑上。由于低沸點分餾,容易夾帶苯類、醛酮類混入產品中,導致整體VOC和氣味都不友好。
(3)石腦油:又稱粗汽油,主要為烷烴的C5-C11成分,閃點-2℃,極易揮發和燃燒。揮發的蒸汽對人體眼部及上呼吸道有刺激作用,對環境也可造成污染。
(4)二甲苯:C8H10,異構體,餾程140 ℃左右,高閃點易燃,刺激性氣味,3類致*物。
(5)快干水:環己酮,無色或淺黃色透明液體,有強烈的刺激性臭味,3類致*物。
我們可以看到以上產品只注重了使用特性,卻忽略了長期對人體、環境的影響,所以在目前環保主題的當今社會,所占市場份額越來越小,往低端產品上下沉使用,部分列入致*物清單的已經嚴禁使用。
NO.2II 階段,開始考慮毒性問題人們開始尋找新的溶劑替代,方向是毒性較低。
庚烷,一種無色易揮發液體,因其具有高脂溶性和高揮發性,而且去污能力強,逐漸廣泛應用為脫模劑的溶劑。俗名白電油,學名正庚烷,閃點-4℃,屬于極易燃的有機溶劑。
**庚烷價格比較高,市面上有一款工業級庚烷(俗名:溶劑油120#), 收集餾程在80℃左右,閃點-50~0℃,主要成分包含了正庚烷、異庚烷、環庚烷。工業級產品含較多芳烴、硫、氮等化合物的雜質,產品氣味和VOC都表現較差。
同時毒性方面,雖然庚烷毒性比I階段溶劑低,但隨著長期使用,也有慢性中毒的隱患,主要表現為人體的周圍神經的損害。
以上缺點也使得庚烷逐漸下沉為低端產品的使用溶劑。
III 階段,開始考慮環保安全性近幾年空前環保力度,迫使廠家開始重視環保安全問題,脫模劑廠商需要尋找一種相對安全的溶劑產品來應對目前的供應需求。
脫芳烴溶劑油(D系列溶劑油)隨即進入應用視野。脫芳烴溶劑油目前主要通過航煤(餾程140-300℃)經過兩端高壓加氫,深度脫硫脫芳,然后再進行精餾而制得。脫硫起到消除異味、消除腐蝕性的目的,脫芳是降低苯類的有害物質、改善VOC性能。
目前市面上根據溶劑閃點高低,分為多個型號:D20、D30、D40、D60、D65等,比較高可達到D130,各個型號的產品餾程范圍都較窄(20-40℃)。由于五苯三醛的沸點偏低,餾程越高出來的產品,溶劑產品本身的有害物資含量就越低。
脫芳烴溶劑油(D系列溶劑油)的低毒性,對人身安全和生產環境基本沒什么影響,同時較高的閃點還為生產帶來更高的安全性。但由于高餾程產品揮發偏慢,容易造成聚氨酯制品表面消泡,對脫模劑的應用是一個不便因素,早期使用范圍更多是鎖定在相對容易揮發的溶劑。
IV 階段,開始考慮從?;忿D化為非?;方鼉赡耆珖缘沫h保風暴,對制造業的生產、倉儲、化工物流運輸都提出***別的要求,危化品的生存空間在日漸壓縮,運營成本在日漸上升,如何把脫模劑從?;忿D化為非?;烦蔀榱诵碌恼n題。
以水做主要溶劑的水性脫模劑早就在廠商的考慮范圍內。目前在鞋材、金屬壓鑄、地毯、前圍隔音墊、方向盤等領域已經普通使用。水揮發速度是相對**慢的,然而水性脫模劑可以一勞永逸的解決有機溶劑帶來的所有環保安全上的問題。
但在座椅海綿生產線上,由于座椅模具的復雜結構、生產高轉速、高回彈泡沫表面對水的敏感度,導致水性脫模劑的應用工藝極其嚴苛和不便,所以廠家傾向于選擇閃點>60℃的有機溶劑為載體的高閃點脫模劑。根據國家對易燃液體的分類標準,閃點>60℃液體屬于丙類液體,可按照普通化學品進行運輸和儲存。
雖然高閃點脫模劑揮發也慢,但還是比水快,通過噴涂工藝上調整,仍能很好的滿足生產。所以該階段高閃點D系列溶劑進入了使用范圍。