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内脱模剂PA的应用
内脱模剂PA的应用董诚春(化工部北京橡胶工业研究设计院　100039)摘　要　综合介绍内脱模剂PA的化学成分、性能、作用机理及各厂在不同橡胶制品中的应用情况。脱模效果良好,可提高产品外观合格率,经调整配方,可降低成本,提高质量。该助剂还可用作胶粉的活化剂,凡应用该助剂的厂均可获得不同程度的经济效益。关键词　内脱模剂　分散剂　活化剂内脱模剂PA的化学名称是N-脂-1,3丙二胺二油酸酯,是参考国内外资料研制而成的新型脱模剂,由北京大兴县大黑垡化工厂独家生产。依据所用橡胶的品种及配方的不同,一般用量为1~3份。内脱模剂优于外脱模剂,只需将一定量的内脱模剂混入胶料中即可起脱模作用。因此可提高生产效率和产品质量。氯丁橡胶、氯醚橡胶等在混炼时严重粘辊,其制品硫化后又严重粘模,是工艺上的一大难题,有数家工厂曾试用过国内外多种脱模剂,其效果均不理想,但试用内脱模剂PA后,其效果非常满意。本文将介绍内脱模PA各方面的应用情况。1　内脱模剂PA的性能及作用机理　　内脱模剂PA的外观是黄色至褐色膏状体(代号为PA-7),由于配料时称量极不方便,混炼初期局部产生脱辊,用户要求改进。将膏状体熔融后添加超细白炭黑吸收而制成黄色粉剂(代号为PA-8),其纯度为59%,因此称量和混炼工艺都方便。其理化性能指标(企业标准Q大/DHH148-93)见表1。化学名称: N-脂-1, 3丙二胺二油酸酯[RNH2(CH2)3NH3]++?2 [C17H33COO]-N-脂-1, 3丙二胺二油酸酯是一种阳离子表面活性剂,添加到胶料中,主要用作内脱模剂,另外,它还具有分散剂、硫化促进剂及活化剂等多种功能。它可赋予胶料如下特性:①制品硫化后具有优良的脱模性能;②可解决胶料混炼时严重粘辊的难题;③可改善胶料挤出和注射成型时的流动性,挤出成品边缘光滑,无锯齿状破边;④可使白炭黑等填料与橡胶之间润湿,改善分散性;⑤硫化过程中分解出胺类化合物,起后效性硫化剂的作用。另外可作为胶粉、碳酸钙、陶土等填料的活化剂,制作活化胶粉、活性碳酸钙、活性陶土等。作用机理为了说明单一化学品具有多种功能的原因,提出了下述机理。在50~90℃的正常橡胶加工温度,表面活化剂仍保持完整,在这一状态,它起脱辊剂和填料润湿剂、分散剂的作用。当加热到>135℃的通常硫化温度时,它分解为胺类化合物和脂肪酸。胺可以起传统的促进剂的作用(类似于受热分解的噻唑或亚磺酰胺类),而新生成的脂肪酸则是极好的脱模剂。图1概括了这个概念。2　内脱模剂PA的应用情况2. 1用于氯醚橡胶制品某厂生产汽车化油器橡胶密封制品采用氯醚橡胶(ECO)和丁腈橡胶-26 (NBR-26)与氯醚橡胶并用的两个配方,硫化后制品严重粘模,外观合格率低,生产效率也低,曾试用过多种国内外内脱模剂均不理想, 1996年开始试用北京大兴县大黑垡化工厂生产的内脱模剂PA-8,制品硫化后脱模效果很好,而且对硫化胶的物理性能无影响,提高了产品合格率和生产效率,因此,经济效益也增加了。在ECO和ECO/NBR-26生产配方中添加2. 5份PA-8内脱模剂,其对比物理性能见表2。添加与未加PA-8内脱模剂的胶料硫化时在模型中的流动性,硫化后制品的脱模状况及产品外观合格率见表3。从表3可以看出,模压硫化时胶料的流动性和脱模状况获得较大改善,产品外观合格率提高了1. 8%~10%,脱模操作用时缩短,生产效率也得到提高,因此,增加了经济效益。2. 2　用于氯丁橡胶制品某厂生产彩色氯丁橡胶印刷胶辊,混炼时严重粘辊,无法操作,曾试用过多种脱模剂均不理想,但试用内脱模剂PA-8 (添加4份)后,解决了粘辊问题,并且对胶料的物理性能无影响。2. 3　用于拖拉机轮胎胎面胶为在胎面胶中添加活化胶粉的试验,在配方中添加1份PA-7作活化剂用,与胶粉同时加入。原生产配方、试验配方及物理性能见表4。表4所列配方中添加PA-7活性剂有利于进一步提高胶粉的活性,同时减少氧化锌、硬脂酸和促进剂用量,降低材料成本约5%,提高了耐磨耗性能,使用寿命提高约10%。胎面胶挤出速度有所提高,而且半成品表面光滑,硫化后的轮胎易于脱模。2. 4　用于内胎和垫带为了改善挤出工艺和脱模工艺并降低成本,笔者在内胎配方中添加活性碳酸钙和PA-7脱模剂并用;在垫带配方中添加活化胶粉和PA-7并用,胶料物理性能不受影响,硫化后启模,内胎可自动跳起,外观合格率达到99. 8%,提高2. 5%。垫带极易取出,成本约降低6%~8%。配方及胶料的物理性能见表5。2. 5　用于砻谷胶辊砻谷胶辊是高硬度产品,胶料中填充90份沉淀法白炭黑补强和增硬,在生产配方中添加1. 5份PA-7助剂,提高了白炭黑在胶中的分散性,因此胶料的物理性能有较大提高,物理性能见表62. 6　用于胶鞋外底某厂为改善工艺和降低成本,在胶鞋黑色外底生产配方中添加1. 5份PA-7助剂,配方进行适当调整后,胶料成本约可降低3%。配方和物理性能见表7。从表7胶料半成品和成品物理机械性能对比中可见:加入1. 5份PA-7助剂的胶料,其拉伸强度分别提高21%和34%,扯断伸长率提高3%和22%。同时每kg胶料可降低成本0. 8元,如年产300万双鞋底,可降低成本约10万元。2. 7　用于输送带输送带一般在大型平板硫化机上硫化。传统方法是用乳化硅油刷在未硫化的胶带上下表面作脱模剂,某厂试用PA-7内脱模剂3份添加到覆盖胶中,硫化前勿须在胶带表面上涂刷硅油,硫化后胶带脱模很顺利,脱模效果很好,已用于生产,因此节约了大量昂贵的硅油,也节省了在胶带表面上涂刷硅油的劳力,由于提高了胶料的流动性,硫化后胶带表面光滑、无明疤,提高了外观质量。经适当调整配方,对胶料物理性能无影响,而且胶料成本有所下降。2. 8　用作胶粉活化剂某厂生产40目活化胶粉,试用2份PA-7助剂作活化剂与生产配方作了对比,按行标规定的基本配方对两种胶粉进行物理性能检测,其结果如表8所示。从表8可见拉伸强度提高了13%。据该厂称PA-7活化剂比原用活化的价格低20%。因此已用于生产,同时提高了经济效益。3　经济效益上面已介绍了内脱模剂PA在各种橡胶制品中的应用情况,各橡胶厂均获得了不同程度的直接经济效益,例如汽车化油器橡胶密封件提高合格率10%,等于增加了经济效益10%。一个年产300万双胶鞋底的橡胶厂,一年所节约原材料费用约10万元。胶带厂以内脱模剂PA代替传统的外用脱模剂硅油,其经济效益也相当可观。轮胎厂应用胶粉与PA助剂并用,可明显提高经济效益。同时国产内脱模剂PA的价格只有进口同类产品的1/2~1/3,因此也增加了用户的经济效益。由于提高了橡胶产品的使用寿命,例如轮胎提高了行驶里程,活化胶粉提高了物理性能等,都带来了不小的社会经济效益。4　结语(1)内脱模剂PA可适用于各种橡胶,对严重粘辊,粘模的氯丁橡胶、氯醚橡胶等脱模特别有效,可使混炼工艺顺利完成,并可提高模型制品外观合格率。(2) N-酯-1, 3丙二胺二油酸酯同时还具有分散剂、硫化促进剂及活性剂的作用,适当调整配方可降低成本,并可提高物理机械性能。(3) PA助剂还可用作胶粉的活化剂,其效果也较好,一方面可降低成本,另一方面可提高活化胶粉的物理机械性能。
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橡胶大底内脱模剂及分散助剂的应用与效益
青岛化工研究所 胡一冰国外近十几年，在橡胶大底加工生产，尤其运动鞋多色块橡胶大底中，冬使用内脱模剂和分散助剂，很大程度改善了模具污染积垢，鞋底不合格率居高不下的状况，提高了产品质量，色彩艳丽，节约能耗，提高产量，简化工艺，降低成本取得了较好的效益。青岛昂记橡塑科技有限公司生产橡胶内脱模剂(模得丽)、白炭黑分散剂(胶富丽)、炭黑分散剂(胶易素)应用在橡胶大底生产上取得了很好的效果，青岛双星鞋业集团公司，江苏健身鞋厂等单位使用，取得了理想的效益，提高了产品质量，简化了生产工艺。(一)橡胶加工助剂的应用橡胶加工助剂是一种橡胶化学品或添加齐lJ，在不影响橡胶胶料物理性质及硫化性质下改善其分散均匀性和流动性，内外润滑性育毯。目前，我国橡胶大底一般使用甲基硅油或肥皂水等外脱模剂做为硫化隔离剂，使用过程中，模具污染积垢严重，几乎每半月需清洗模具，缩短了模具使用寿命，延长硫化操作时间，再者由于甲基硅油在使用中经常使鞋底造成“重皮”，其中的溶剂汽化后冲人胶底中使色块边缘混淆不清，大批量产品不合格。(1)在橡胶塑炼时加人l.5份的“模得丽”，0.6份“胶富丽”可以使胶料的塑炼，混炼变得容易。因“胶富丽”本身具有“嚼解”作用，可缩短塑炼时间1/3-1/4，混炼时对各种无机填充剂及辅料均非常容易“吃进”，使混炼迅速而且均匀，胶料致密性好，无气孔。“胶富丽”还具有优良的防止焦烧性能，对于部分焦化胶料回生亦极为有效。(2)硫化不必使用外脱模剂，而直接干净利落地脱模，使模具保持光亮清洁，提高20%硫化效率，延长模具使用寿命一倍以上，清洁车间空气环境，使操作人员免受外脱模剂溶剂的侵害。(3)可使产品合格率由83%左右提高至95%以上，防止因“重皮”，胶料流动性不好引起“缺胶”等原因而造成的废品或不合格品，同时可提高鞋底质量，质地致密均匀，不同色块之间不复侵扰污染，界限鲜明。(4)具有明显增艳作用，使产品外观鲜亮艳丽。(5)为防止外脱模剂对鞋底粘接的影响，很多厂家设置鞋底清洗，烘干工序。使用本工艺后，可撤消鞋底清洗烘干工序，使工艺布局合理，韦约生产场地和人力，减少流动资金积压。(6)利用内脱模剂后，硫化完的鞋底直接原双装人塑料袋保洁，解决了清洗后左右鞋底混杂的问题。(二)橡胶加工助剂的特点加工助剂对于橡胶胶料只有物理性的作用，而不引起化学反应。加工助剂一般不影响橡胶产品硫化后的硬度，最多只能影响1-2度(邵尔A)，“胶富丽”和“模得丽”在使用过程可达到这种要求。添加“模得丽”、“胶富丽”的橡胶制品由于混炼均匀，物理性能如拉力、延伸、耐撕裂、磨耗等均有所提高;改进产品的耐酸碱、抗油、抗水、抗氧化等化学性能，并能改善外观，消除污点。福建奇特立橡塑有限公司在使用“模得丽”、“胶富丽”过程中“对试验结果十分满意”他们曾使用两个试验方案。第一方案橡胶3.75公斤丁苯胶3.75公斤模得丽112.5克胶富丽45克103#SJll.25克包括粗料总重量15公斤1.先在破胶时加人SJll.25克至生胶包辊，再加人细料及“模得丽”、“胶富丽”，待全部喂尧后至均匀，加人粗料(填充剂和补强剂)最后加人促进剂至均匀后，薄通三次出片，冷却后投人硫化。2.全部炼胶时间21.0'。3.硫化条件:温度150℃，压力15兆帕，时间3.2'。4.试验结果:a.缩短炼胶总时间，省去塑炼过程的时间为12.0'。b.经硫化后，光泽度提高，鞋底颜色鲜艳净白，效果甚佳。第二方案:l#标胶950克15o2T苯胶950克模得丽28.2克胶富丽11.25克包括粗料总重量4公斤1.先将标胶丁苯胶以2mm辊距破胶后，加人“模得丽”、“胶富丽”至混合均匀后，加人细料(促进剂M.DM、氧化锌、硬脂酸、白石腊、防老剂等)，再加粗料(填充剂、补强剂、油类等)。待全喂完至均匀，最后加人硫磺(含促进剂，TMTD)混合，以lmm辊距薄通3次后出片冷却。2.时间:因料小无记录。3.投入硫化条件:温度130℃，压力15兆帕，时间3.0’。4.试验结果:同一方案a、b.(三)橡胶加工助剂的经济效益鞋大底使用“模得丽”和“胶富丽”除了提高质量，改善工艺条件外，在经济上也有明显的效益，可以降低生产成本。双星集团公司在每双运动鞋大底使用“模得丽”3.75克，“胶富丽”1.5克，鞋底费用增加。.25元/双，但他们节约了下列开支:(1)节约涂刷外脱模剂甲基硅油，材料等费用。.17元/双。(2)精简了鞋底清洗和烘干两个工序，节约表面活性剂和人工费用。.07元/双，还腾出厂房，使工艺合理。(3)使鞋底不合格率由1.53%降至0.5%以下，按500。双/日产计，每双鞋成本可降低O。064元/双。(4)硫化效率提高10%，混炼塑炼缩短1/3。每日可增产500双以上，每双鞋降低成本0.02元/双以上。(5)加工助剂加入后，胶料增重增容，每双替代出5.25克胶料价值0.05元/双。以上节约费用总计:O.374元/双，这每双鞋底可降成本0.124元/双，除此还以具有下列收获:(a)撤消鞋底清洗、烘千工序，减少流资金积压，工艺布局合理。(b)提高鞋底质量，质地均匀，颜色鲜，不同色块之间不侵扰污染，界限鲜明。(c)利用脱模剂后，硫化完的鞋底直接双装人塑料袋保洁，解决了清洗后原模左右鞋底混杂的问题。(d)使用“模得丽”935P与“胶富丽”B-52能改善车间环境，防止有毒气体对操作人员的毒害，能改善生产厂家的生产环境，提高产品质量，简化设置工序，节省生产场地和人力，提高文明生产的程度，提高经济效益，改善企业形象扩现已被国内外许多厂家所采用。
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