專利名稱：用于成形橡膠制品的脫模劑和潤(rùn)滑劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于成形橡膠制品的脫模劑和潤(rùn)滑劑，這些脫模劑和潤(rùn)滑劑含有聚氧化烯/聚硅氧烷嵌段共聚物和/或聚氧化烯二醇(polyoxyalkylenediol)和/或聚氧化烯多元醇(polyoxyalkylene-polyol)，并且，如果合適，還含有常規(guī)的添加劑，例如潤(rùn)濕劑或腐蝕抑制劑。
本發(fā)明具體地涉及用于生產(chǎn)橡膠彎管(elbow hose)的脫模劑和潤(rùn)滑劑，橡膠彎管在硫化之前被套于型芯上，并在硫化后再次從型芯上除去，脫模劑在待硫化的成形制品被套于型芯上之前涂布于成形制品內(nèi)側(cè)。
在一個(gè)具體的優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及的脫模劑和潤(rùn)滑劑為一種凝膠形式，可在溫度高于40℃時(shí)液化。
在成形橡膠制品的生產(chǎn)中，需要采用脫模劑以使成形橡膠制品可從模具上去除，并避免成形制品粘附于模具壁上。然而，也經(jīng)常要求這樣的脫模劑可以降低成形橡膠制品在一個(gè)成形元件壁上的摩擦力。
特別困難的潤(rùn)滑和脫模問(wèn)題產(chǎn)生于所謂的彎管的生產(chǎn)中，例如汽車構(gòu)造、洗衣機(jī)和清洗機(jī)所需的彎管。在生產(chǎn)中，將可硫化坯料套在一個(gè)型芯上，該型芯有時(shí)具有很復(fù)雜的形狀。硫化后，必須將熱的成形橡膠制品從型芯上去除，為此需要施加相當(dāng)大的力。所需的力一方面由型芯的形狀決定，另一方面由成形制品在軸上的附著力決定。
為避免粘附和改善潤(rùn)滑，用硅油、甘油和蠟的分散相處理即將硫化并套于彎曲型芯上的坯料。雖然以此降低了附著力和摩擦力，但是并沒有達(dá)到技術(shù)上令人滿意的程度。
DE-C 2928810中描述了一種改進(jìn)的脫模劑和潤(rùn)滑劑，特別是用于生產(chǎn)彎管的脫模劑和潤(rùn)滑劑。它包括含有以下組分的混合物a)氧化乙烯/氧化丙烯共聚物的單烷基醚，其中氧化乙烯基團(tuán)與氧化丙烯基團(tuán)的重量比為25∶75至75∶25，以及b)可溶于或分散于組分a)中的聚氧化烯/聚硅氧烷共聚物。
US-A 4689082公開了一種易于洗去的用于待硫化成形制品的脫模劑配方，該脫模劑含有40至99％的氧化乙烯/氧化丙烯共聚物，以及1至60％的乙氧基化烷基酚。
本發(fā)明涉及改進(jìn)上述脫模劑和潤(rùn)滑劑的脫模和潤(rùn)滑性能的技術(shù)問(wèn)題。
出人意料的是，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)這些現(xiàn)有技術(shù)已知的脫模劑根據(jù)本發(fā)明含有至少50重量％的、平均分子量為1200至4000的任選硬化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯的時(shí)候，這些脫模劑的脫模和潤(rùn)滑性能得到顯著改進(jìn)。
這些任選氫化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯的平均分子量為1200至4000時(shí)，具有約20至85個(gè)氧化乙烯單元，并且是油狀或蠟狀的可分散于或溶于水中的物質(zhì)。這些蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯優(yōu)選具有2000至3000的平均分子量。任選硬化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯的生物可降解性具有特別的重要性。
本發(fā)明的含有至少50重量％的、平均分子量為1200至4000的任選硬化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯的潤(rùn)滑劑和脫模劑特別優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中相應(yīng)的潤(rùn)滑劑和脫模劑，除其它因素外，這還因?yàn)楸景l(fā)明的潤(rùn)滑劑和脫模劑是生理學(xué)可接受的，易于用冷水洗去，并且能通用于各種橡膠混合物。
和現(xiàn)有技術(shù)的相應(yīng)產(chǎn)品一樣，通常將本發(fā)明的脫模劑通過(guò)浸漬工藝引入管的內(nèi)側(cè)。然而，在該工藝中，不能始終避免部分脫模劑和潤(rùn)滑劑接觸于或滴于待硫化的成形橡膠制品的表面上。這會(huì)在除去硫化成形制品時(shí)妨礙操作人員。外表面上的潤(rùn)滑劑會(huì)使待硫化的坯料光滑并易于滑脫。此外，在浸漬工藝中，所使用的脫模劑的一部分會(huì)由于滴落而損失。
為此，已嘗試在擠出時(shí)通過(guò)擠出機(jī)機(jī)頭中的合適噴嘴將脫模劑直接噴涂到坯料內(nèi)側(cè)。為此目的，脫模劑和潤(rùn)滑劑應(yīng)當(dāng)在加熱時(shí)為液體，而在貯存溫度下盡可能不滴出，以此避免擠出的成形制品在硫化前的中間貯存期間發(fā)生脫模劑的流失。
在本發(fā)明的脫模劑和潤(rùn)滑劑的一個(gè)具體實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及在擠出過(guò)程中將脫模劑和潤(rùn)滑劑引入坯料內(nèi)側(cè)的技術(shù)問(wèn)題。脫模劑和潤(rùn)滑劑應(yīng)當(dāng)滿足以下要求
脫模劑和潤(rùn)滑劑應(yīng)當(dāng)1.在使用之前的貯存期間形成穩(wěn)定的制劑，不應(yīng)分層或分離為純組分，2.在室溫下為凝膠狀或固態(tài)，在擠出溫度下為液態(tài)并可噴涂，3.硫化后易于用水，特別是用冷水洗去，4.盡可能少污染廢水，并具有生物可降解性。
本發(fā)明的下述脫模劑和潤(rùn)滑劑滿足了這些要求，這些脫模劑和潤(rùn)滑劑的特征在于進(jìn)一步含有最高達(dá)12重量％的脂肪醇的聚氧化乙烯醚，該脂肪醇具有30至50個(gè)碳原子，該醚具有500至3000的平均分子量。優(yōu)選地，該聚氧化乙烯醚是環(huán)氧乙烷與脂肪醇的加成產(chǎn)物，該脂肪醇具有40至50個(gè)碳原子，該聚氧化乙烯醚具有800至1500的平均分子量。
與該制劑的其它組分相結(jié)合，上述組分保證了脫模劑制劑具有所需的粘度性能，并且保證該制劑在低于40℃時(shí)為凝膠狀-糊狀，在高于40℃時(shí)為液態(tài)。因此，在模制品的擠出過(guò)程中，可將該制劑通過(guò)擠出機(jī)的機(jī)頭噴涂到模制品內(nèi)，并噴涂到模制品內(nèi)壁上。冷卻后，該制劑處于凝膠狀態(tài)，防止了在中間貯存直至硫化期間內(nèi)從成形制品中流失或滴出。
本發(fā)明優(yōu)選的脫模劑和潤(rùn)滑劑的特征在于含有50至93重量％的任選硬化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯，該聚氧化乙烯酯具有2000至4000的平均分子量，5至38重量％的聚氧化烯/聚硅氧烷嵌段共聚物和/或聚氧化烯二醇或聚氧化烯三醇，2至12重量％的脂肪醇的聚氧化乙烯醚，該脂肪醇具有30至50個(gè)碳原子，該聚氧化乙烯醚具有500至3000的平均分子量，以及如果合適，常規(guī)的添加劑，例如潤(rùn)濕劑或腐蝕抑制劑，全部組分的重量百分比之和為100％。
特別優(yōu)選的潤(rùn)滑劑和脫模劑的特征在于含有60至83重量％的任選硬化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯，該聚氧化乙烯酯具有2000至3000的平均分子量，12至23重量％的聚氧化烯/聚硅氧烷嵌段共聚物和/或聚氧化烯二醇或聚氧化烯三醇，2至12重量％的脂肪醇的聚氧化乙烯醚，該脂肪醇具有30至50個(gè)碳原子，該聚氧化乙烯醚具有500至3000的平均分子量，3至5重量％的陰離子潤(rùn)濕劑，全部組分的重量百分比之和為100％。
一種已經(jīng)證實(shí)特別優(yōu)選的脫模劑和潤(rùn)滑劑的特征在于含有重量百分比之和為100％的以下組分60至80重量％的任選硬化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯，該聚氧化乙烯酯具有2000至3000的平均分子量，12至18重量％的聚氧化烯/聚硅氧烷嵌段共聚物和/或聚氧化烯二醇或聚氧化烯三醇，2至12重量％的脂肪醇的聚氧化乙烯醚，該脂肪醇具有30至50個(gè)碳原子，該聚氧化乙烯醚具有500至3000的平均分子量，3至5重量％的陰離子潤(rùn)濕劑，3至5重量％的腐蝕抑制劑，全部組分的重量百分比之和為100％。
可采用的聚氧化烯/聚硅氧烷嵌段共聚物是聚氧化烯嵌段通過(guò)Si-C或Si-O-C鍵連接于聚硅氧烷嵌段的現(xiàn)有技術(shù)已知的共聚物。該共聚物應(yīng)當(dāng)是可溶于或分散于水中的。合適的共聚物的實(shí)例為以下通式的共聚物 其中R1和R2基團(tuán)是烷基，優(yōu)選甲基，并且至少一個(gè)R2基團(tuán)、優(yōu)選2至10個(gè)R2基團(tuán)是式-R3(CnH2O-)R4的聚氧化烯基團(tuán)。這里的R3是氧或-(CH2)3O-基團(tuán)。R4是氫或具有1至4個(gè)碳原子的低級(jí)烷基。n具有2.0至2.5的平均值。a的值為1至100，b的值為0至10。
聚氧化烯二醇或三醇優(yōu)選由氧化乙烯和任選的另外的氧化丙烯單元得到。該醇必須可溶于或分散于水中，并優(yōu)選具有2000至4000的平均分子量。
脂肪醇的聚氧化乙烯醚特別重要，該脂肪醇具有30至50個(gè)碳原子，該聚氧化乙烯醚具有500至3000的平均分子量。優(yōu)選地，該聚氧化乙烯醚是環(huán)氧乙烷與具有40至50個(gè)碳原子的脂肪醇的加成產(chǎn)物，并具有800至1500的平均分子量。
可用于提高被洗去能力的潤(rùn)濕劑是已知的陰離子表面活性劑。月桂基乙醚硫酸鈉(Sodium lauryl ether-sulphate)特別合適。其它合適的潤(rùn)濕劑是，例如，十二烷基苯磺酸鹽。
可以采用的腐蝕抑制劑同樣是現(xiàn)有技術(shù)中已知的產(chǎn)品。例如，烷基芳基酰氨基羧酸(alkylarylamidocarboxylic acid)的三乙醇銨鹽是合適的。
本發(fā)明的制劑滿足上述所有要求。在此特別值得關(guān)注的是它們的生物可降解性，硬化蓖麻油酸的聚氧化烯酯尤其具有特別好的可降解性。
下列實(shí)例示出了本發(fā)明的多種制劑，并詳細(xì)說(shuō)明了這些制劑的施用性能。表1示出了六種脫模劑組合物，其中脫模劑1至4含有本發(fā)明的組合物，脫模劑5和6是現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)比產(chǎn)品。制劑1至6的粘度示于表2中。
1.通過(guò)浸漬來(lái)施用該脫模劑和潤(rùn)滑劑通過(guò)用低剪切力在攪拌容器中混合來(lái)制備本發(fā)明的實(shí)例1和2的制劑，這些制劑中的物質(zhì)彼此可溶。根據(jù)實(shí)例1，在彎管生產(chǎn)中試驗(yàn)了處于液態(tài)的制劑的施用性能。為此，將一段未硫化的、長(zhǎng)700mm、內(nèi)徑32mm的EPDM橡膠管浸漬于實(shí)例1的脫模劑制劑中，脫模劑進(jìn)入管內(nèi)并潤(rùn)濕內(nèi)壁。一段管需要4g脫模劑。此后立即將該段管手工套于彎曲型芯上。在該操作過(guò)程中觀察到低的推力。然后在硫化罐中進(jìn)行硫化，該硫化罐用蒸汽加熱至180℃。硫化時(shí)間為20分鐘。此后，將硫化后的管段從型芯上去除。不需要施加較大的力即可將完全硫化的成形制品從型芯上去除。該工藝循環(huán)進(jìn)行大約60次。此后，該型芯仍然具有正常外觀。
以相似的方式使用本發(fā)明實(shí)例2中的制劑。在該例中，也觀察到很低的推力，并且在每次硫化后均可將成形制品從型芯上容易地去除。
2.在擠出過(guò)程中施用該脫模劑和潤(rùn)滑劑根據(jù)實(shí)例3，將所有組分混合并加熱至約90℃。在該溫度下，所有組分都呈液態(tài)并可彼此混溶，并可通過(guò)用低剪切力攪拌而分布均勻。冷卻后，形成了40℃以下不能自由流動(dòng)并因而具有糊狀均勻度(pastyconsistency)的均勻混合物。在施用時(shí)，將該脫模劑在加壓的容器中加熱至約70℃。通過(guò)壓縮空氣經(jīng)由噴嘴施用脫模劑，該噴嘴直接位于擠出機(jī)機(jī)頭內(nèi)。通過(guò)一個(gè)控制系統(tǒng)同時(shí)考慮擠出速度和管厚度來(lái)控制施用量。對(duì)于根據(jù)實(shí)例3的該試驗(yàn)，將施用量設(shè)定為每米擠出管1克。在連續(xù)生產(chǎn)的管冷卻后，將其切為需要的長(zhǎng)度，并疊放儲(chǔ)存。在管的內(nèi)壁上觀察到閉合的脫模劑薄膜，該薄膜具有凝膠狀結(jié)構(gòu)，并且不會(huì)從切割的管段中滴出。長(zhǎng)700mm、內(nèi)徑32mm的管段需要0.7g脫模劑。將以該方式制得的管推到彎曲型芯上。無(wú)需特別用力即可實(shí)現(xiàn)該操作。將推到型芯上的管段在硫化罐中用180℃的蒸汽硫化20分鐘。硫化后，將已成形的管從型芯上去除。無(wú)需特別用力即可實(shí)現(xiàn)該去除操作。一共將60段含有本發(fā)明實(shí)例3的脫模劑的管進(jìn)行了硫化。在所有個(gè)例中都觀察到，可以容易地將管從模上去除。以相似的方式對(duì)本發(fā)明實(shí)例4的制劑進(jìn)行試驗(yàn)。在此也發(fā)現(xiàn)坯料易于推入，并且完全硫化的成形制品易于去除。
3.與現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品的對(duì)比以類似于實(shí)例1和2的方式，對(duì)實(shí)例5和6的現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)，這些產(chǎn)品的混合物實(shí)際上為液態(tài)。兩例中都發(fā)現(xiàn)，在工藝過(guò)程相似、型芯的幾何形狀相同的情況下，坯料的推入和完全硫化的管的去除都需要施加較大的力。在僅60次工藝循環(huán)結(jié)束后，在型芯上發(fā)現(xiàn)黑色沉積物。在使用實(shí)例5和6的制劑時(shí)都有這樣的發(fā)現(xiàn)。由于這些物質(zhì)在低于40℃時(shí)和室溫下為液態(tài)，因此不能在擠出過(guò)程中使用，這是因?yàn)樗鼈儠?huì)從管中滴出。
4.從硫化的管中洗除脫模劑和潤(rùn)滑劑將已從模上脫下的實(shí)例1至6的EPDM管段在工業(yè)清洗機(jī)中在40℃下處理15分鐘，以去除殘留的脫模劑。在所有情況下，發(fā)現(xiàn)所使用的脫模劑具有良好的溶解性，故而具有良好的洗脫性能。
上述發(fā)現(xiàn)表明，采用本發(fā)明的脫模劑和潤(rùn)滑劑可保證順利的生產(chǎn)過(guò)程，并且，特別是在擠出過(guò)程中可通過(guò)噴涂施用脫模劑和潤(rùn)滑劑，使降低其消耗成為可能，并因而減小環(huán)境污染。
表1
1 市售，商品名為TEGOPREN58512 環(huán)氧乙烷∶環(huán)氧丙烷的摩爾比為1∶1，平均分子量為28003 10摩爾環(huán)氧乙烷4 45摩爾環(huán)氧乙烷，平均分子量為23005 平均分子量為10506 平均分子量為8507 月桂基乙醚硫酸鈉8 烷基芳基酰氨基羧酸的三乙醇銨鹽，市售商品名為HOSTACOR KS 1
表權(quán)利要求
1.用于成形橡膠制品特別是彎管的脫模劑和潤(rùn)滑劑，該脫模劑和潤(rùn)滑劑含有聚氧化烯/聚硅氧烷嵌段共聚物和/或聚氧化烯二醇和/或聚氧化烯多元醇，并且，如果合適，還含有常規(guī)的添加劑，例如潤(rùn)濕劑或腐蝕抑制劑，其特征在于，該脫模劑和潤(rùn)滑劑包含至少50重量％的一種任選硬化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯，該聚氧化乙烯酯具有1200至4000的平均分子量。
2.權(quán)利要求1脫模劑和潤(rùn)滑劑的進(jìn)一步的實(shí)施方案，其特征在于還含有最高達(dá)12重量％的一種脂肪醇的聚氧化乙烯醚，該脂肪醇具有30至50個(gè)碳原子，該醚具有500至3000的平均分子量。
3.權(quán)利要求2的脫模劑和潤(rùn)滑劑，其特征在于含有50至93重量％的一種任選硬化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯，該聚氧化乙烯酯具有2000至4000的平均分子量，5至38重量％的一種聚氧化烯/聚硅氧烷嵌段共聚物和/或一種聚氧化烯二醇或聚氧化烯三醇，2至12重量％的一種脂肪醇的聚氧化乙烯醚，該脂肪醇具有30至50個(gè)碳原子，該聚氧化乙烯醚具有500至3000的平均分子量，以及如果合適，常規(guī)的添加劑，例如潤(rùn)濕劑或腐蝕抑制劑，全部組分的重量百分比之和為100％。
4.權(quán)利要求3的脫模劑和潤(rùn)滑劑，其特征在于含有60至83重量％的一種任選硬化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯，該聚氧化乙烯酯具有2000至3000的平均分子量，12至23重量％的一種聚氧化烯/聚硅氧烷嵌段共聚物和/或一種聚氧化烯二醇或聚氧化烯三醇，2至12重量％的一種脂肪醇的聚氧化乙烯醚，該脂肪醇具有30至50個(gè)碳原子，該聚氧化乙烯醚具有500至3000的平均分子量，3至5重量％的一種陰離子潤(rùn)濕劑，全部組分的重量百分比之和為100％。
5.權(quán)利要求3的脫模劑和潤(rùn)滑劑，其特征在于含有60至80重量％的一種任選硬化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯，該聚氧化乙烯酯具有2000至3000的平均分子量，12至18重量％的一種聚氧化烯/聚硅氧烷嵌段共聚物和/或一種聚氧化烯二醇或聚氧化烯三醇，2至12重量％的一種脂肪醇的聚氧化乙烯醚，該脂肪醇具有30至50個(gè)碳原子，該聚氧化乙烯醚具有500至3000的平均分子量，3至5重量％的一種陰離子潤(rùn)濕劑，3至5重量％的一種腐蝕抑制劑，全部組分的重量百分比之和為100％。
6.前述權(quán)利要求之一或多個(gè)的脫模劑和潤(rùn)滑劑，其特征在于該任選硬化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯具有2400至3000的平均分子量。
7.前述權(quán)利要求之一或多個(gè)的脫模劑和潤(rùn)滑劑，其特征在于該聚氧化乙烯醚是環(huán)氧乙烷與脂肪醇的加成產(chǎn)物，該脂肪醇具有40至50個(gè)碳原子，該聚氧化乙烯醚具有800至1500的平均分子量。
8.前述權(quán)利要求之一或多個(gè)的脫模劑和潤(rùn)滑劑，其特征在于該潤(rùn)濕劑是月桂基乙醚硫酸鈉。
全文摘要
用于成形橡膠制品特別是彎管的脫模劑和潤(rùn)滑劑，這些脫模劑和潤(rùn)滑劑含有聚氧化烯/聚硅氧烷嵌段共聚物和/或聚氧化烯二醇和/或聚氧化烯多元醇，并且，如果合適，還含有常規(guī)的添加劑，例如潤(rùn)濕劑或腐蝕抑制劑，其特征在于，這些脫模劑和潤(rùn)滑劑包含至少50重量％的任選硬化的蓖麻油酸的聚氧化乙烯酯，該聚氧化乙烯酯具有1200至4000的平均分子量。
文檔編號(hào)B29C33/62GK101092052SQ200610090108
公開日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2006年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月23日
發(fā)明者F·多貝克爾, H·拉默廷 申請(qǐng)人:戈?duì)柕率┟滋毓煞莨?