輪胎用有機(jī)硅脫模劑的制備與性能研究

輪胎用有機(jī)硅脫模劑的制備與性能研究

脫模劑是介于模型和成品之間的功能性材料。它是防止橡膠、塑料和其他材料在模裝刀表面接觸到橡膠、塑料和其他材料，從而實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的脫模效果。有機(jī)硅脫模劑常見(jiàn)的制備方式有兩種,一種是將高分子量的硅油機(jī)械乳化成乳液,此法由于高分子量的硅油黏度大,乳化難,制備的脫模劑乳液易漂油,不夠均勻光滑穩(wěn)定。另一種是將D4與水進(jìn)行乳液聚合,利用此法可獲得相當(dāng)于百萬(wàn)級(jí)別高分子量的硅油乳化而成的乳液。此法操作簡(jiǎn)便,工藝簡(jiǎn)單,已成為主流的脫模劑制備方法。本文針對(duì)輪胎脫模劑要求乳液細(xì)膩、成膜性好、用在胎體上光滑均勻等特點(diǎn),用乳液聚合法制備了一種有機(jī)硅脫模劑,考察了催化劑用量、聚合時(shí)間、聚合溫度、交聯(lián)助劑對(duì)脫模劑的成膜性、穩(wěn)定性、均勻光滑性的影響。1試驗(yàn)部分1.1控制原理D4(≥99.95%)、去離子水、十二烷基苯磺酸(SDBS,市售)、表面活性劑AEO-9(市售)、OP-10(市售)、偶聯(lián)劑KH-560(市售)、TMES(市售)、TMS-300、TMS-600、氨水(市售)。JJ-1型變頻調(diào)速攪拌器,HH-S型數(shù)顯恒溫油浴鍋,NDJ-79型旋轉(zhuǎn)黏度計(jì),101-2型電熱鼓風(fēng)干燥箱,80-2型低速離心機(jī)。輪胎外胎試片(唐山三元塑膠有限責(zé)任公司),載玻片。1.2表面活性劑的制備在250mL四口燒瓶中加入5.5g十二烷基苯磺酸(SDBS),125g去離子水,4g的AEO-9,1g的OP-10,攪拌下緩慢升溫至十二烷基苯磺酸及表面活性劑AEO-9、OP-10體系混合均勻后,加入50gD4、0.25gTMES或KH-560,攪拌升溫至65℃預(yù)乳化一定時(shí)間。加入TMS-300、TMS-600,升溫至85℃,聚合一定時(shí)間,加入氨水中和30min,即可得到固含量為25%的有機(jī)硅脫模劑。1.3均勻光滑度的測(cè)定穩(wěn)定性測(cè)定:用2支10mL刻度離心試管分別量取8mL試樣,對(duì)稱地放入離心機(jī)中,以3000r·min均勻光滑性測(cè)定:取1g脫模劑樣品均勻光滑涂抹在0.8cm×2.0cm的載玻片上,在(100±2)℃的電熱鼓風(fēng)干燥箱中恒溫30min,觀察成膜的均勻光滑度。以1~10表示均勻光滑度,1為顆粒較多,成膜無(wú)光,10為表面均勻光滑平整。成膜性測(cè)定:取1g脫模劑樣品稀釋到50g水中,取1g稀釋液均勻光滑涂抹在0.8cm×2.0cm的載玻片上,在(100±2)℃的電熱鼓風(fēng)干燥箱中恒溫30min,觀察成膜的均勻光滑度。以1~10表示成膜性,1為最軟,黏手,10為最硬,結(jié)殼。2結(jié)果與討論2.1催化劑用量的影響催化劑用量對(duì)脫模劑性能的影響見(jiàn)圖1。由圖1可知,在聚合時(shí)間、聚合溫度、助劑等條件不變的情況下,乳液分層隨催化劑用量增大而減少,即穩(wěn)定性隨催化劑用量提高,乳液均勻光滑度隨催化劑用量的增加而增加,乳液的成膜性隨催化劑用量的增加而增強(qiáng)。在催化劑用量為2%時(shí),乳液在離心機(jī)內(nèi)3000r·min2.2時(shí)間對(duì)乳液的影響乳液聚合時(shí)間對(duì)脫模劑性能的影響見(jiàn)圖2。由圖2可知,在其它條件均不變的情況下,脫模劑乳液分層刻度隨聚合時(shí)間的增大而變小,聚合時(shí)間達(dá)到8h,乳液穩(wěn)定不分層,不再隨時(shí)間變化。乳液成膜性隨時(shí)間的增加而增加,聚合時(shí)間達(dá)到8h,成膜等級(jí)為8,效果較好。均勻光滑性隨時(shí)間的增加而增加,8h時(shí),乳液均勻光滑,均勻光滑性好,但8h后,乳液有小顆粒,說(shuō)明聚合時(shí)間過(guò)長(zhǎng),乳液發(fā)生了凝膠現(xiàn)象。綜合考慮聚合時(shí)間對(duì)穩(wěn)定性、成膜性、均勻光滑性的影響,聚合時(shí)間宜選擇8h。2.3脫模劑的均勻光滑性聚合溫度對(duì)脫模劑性能的影響見(jiàn)圖3。由圖3可知,在其它條件不變的情況下,脫模劑穩(wěn)定性隨溫度升高更趨于穩(wěn)定,75℃后,乳液穩(wěn)定無(wú)分層。脫模劑的均勻光滑性隨溫度升高而提高,溫度達(dá)到80℃以后,乳液均勻光滑無(wú)顆?；蚰z。脫模劑的成膜性隨溫度升高而增強(qiáng),溫度達(dá)到80℃后,乳液成膜性不再變化。綜合考慮對(duì)穩(wěn)定性、均勻光滑性、成膜性的影響,聚合溫度選擇80℃為宜。2.4助劑對(duì)脫模劑均勻光滑性的影響輪胎脫模劑除了要求普通的易脫模性、穩(wěn)定性之外,涂刷后的脫模劑殘留在外胎上,還需要保證表面光滑均勻,不影響輪胎外觀銷售。本實(shí)驗(yàn)選擇了4種特殊的助劑對(duì)均勻光滑性進(jìn)行改進(jìn),此4種助劑均有活性基團(tuán)和極低的表面能,一方面可以使脫模劑表面能更低,起到光滑均勻的效果,另一方面可以提高脫模劑的成膜均勻性。由表1可知,在其他條件固定不變的情況下,加入TMES、TMS-300可以使脫模劑具有較好的均勻光滑性,具體可根據(jù)這兩種助劑的成本進(jìn)行選擇。3助劑、催化劑、聚合劑的影響采用乳液聚合方法,用十二烷基苯磺酸催化D4、水和非離子表面活性劑,制備了穩(wěn)定的O/W乳液型輪胎用有機(jī)硅脫模劑?？疾炝舜呋瘎┯昧?、乳液聚合時(shí)間、聚合溫度、助劑對(duì)脫模劑的成膜性、穩(wěn)定性和乳液粒徑的影響。結(jié)果表明,當(dāng)催化