水溶性胶管脱模剂的制备及其性能研究

张仲桓 尹通 王玉龙 李晓明 梁博

【摘 要】以两种自制改性硅油作为基础油，以吐温80和丙三醇为复合表面活性剂，构建了新型硅油微乳液体系，通过绘制三元相图并计算单相区面积确定了微乳液体系最稳定状态下吐温80和丙三醇的比例。使改性硅油微乳液体系稳定性提高，优化了脱模剂的性能。

【关键词】脱模剂、硅油、微乳液

前言

脱模剂是一种帮助成型制品轻易从模具上脱离的助剂，它能在制品上形成一种隔离保护膜，这种隔离膜只有纳米级厚度，耐热性高，将制品和模具两个界面分离开来，从而保证模具的表面质量。脱模剂的核心作用在于降低模具和制品的剥离力[1，2]。

我国是塑料和橡胶行业的生产和消费均为世界第一，随着橡胶塑料行业的兴起，脱模剂的需求量也在逐年增大。特别是在汽车胶管行业，脱模剂是必不可少的助剂。汽车胶管的成型需要经历塑炼、混炼、压出、压延和硫化几个过程。硫化是使橡胶与骨架层之间产生极高的粘合强度，使其成为一个整体的重要环节。在硫化的过程中，胶管和芯棒容易发生粘连，所以硫化之前需要在芯棒表面涂一层脱模剂。但是现在的胶管脱模剂普遍存在着稳定性差及脱模次数少等问题[3，4]。

为了解决这些问题，我们使用两种不同结构的自制改性硅油（下文用U1、U2表示）作为基础油，使用吐温80和丙三醇制备成复合乳化剂来构建硅油微乳液体系。通过绘制三元相图得出最稳定体系中的投料比，以实现提高脱模剂稳定性和脱模效果的目标。

1实验部分

1.1实验试剂

二甲基硅油、自制改性硅油U1、自制改性硅油U2、Tween-80、丙三醇

1.2實验设备

XRR电子天平 梅特勒-托利多公司

DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器 邦西仪器科技（上海）有限公司

1.3实验方法

称取一定量的丙三醇和tween80置于烧杯中，按3：1～1：3比例搅拌均匀，之后将其与油相按一定比例混合（1：9，2：8，3：7，4：6，5：5，6：4，7：3，8：2，9：1），置于恒温加热磁力搅拌器（25℃）持续震荡1h，之后向烧杯（容量150mL）中逐滴加水，当观察到溶液浑浊变澄清时，停止滴加，并记录滴加水的量，计算水的质量分数，然后在相应的油相与乳化剂比例特性线上作点，共得9个点。将这9点与标轴的纯油相点和纯水点连线即得单相区和双相区分界线，分界线上侧为单相区（如图），用origin软件即可测得单相区面积大小，单相区面积最大的即为最佳配比。

2结果与分析

图1为丙三醇和tween80的配比在3：1～1：3条件下绘制成的三元相图单相区面积比例，在丙三醇和tween80的配比大于为3：1～1：2时，单相区面积的占比随tween80比例的增大而增大。当丙三醇：tween80为1：2时，单相区面积占比达到峰值61.04%。tween80比例继续增大，单相区面积占比呈显著下降趋势。可能是由于tween80是优质的表面活性剂，随着其比例增大体系的稳定性逐步提高;而丙三醇作为助乳化剂，其比例减小也会导致体系的稳定性下降。可知丙三醇：tween80的最佳值为1：2。

3结论

通过绘制三元相图并计算和比较单相区面积，得出有利于改性硅油微乳液体系稳定性的最佳条件，即丙三醇：tween80为1：2。本实验为硅油微乳液型脱模剂的研发提供了理论支持。

参考文献：

[1]陈凡. POSS接枝改性甲基含氢硅油的制备及性能研究[D]. 北京化工大学，2015.

[2]陈凡，王瑞，李言，et al. 含POSS侧基甲基含氢硅油的制备及应用性能[J]. 粘接，2015，36（10）：37-41+36.

[3]蒋崇文，雷志刚，吴周安，et al. 脱模剂的制备与应用研究进展[J]. 精细与专用化学品，2007，（06）：16-18+22.

[4]雷志刚. 含氟脱模剂制备与应用技术研究[D]. 浙江工业大学，2009.

基金项目：

大学生创新创业训练计划项目（202010214048），黑龙江省自然科学基金资助项目（LH2020E089）

作者简介：

张仲桓（2000?），男，黑龙江省双鸭山市人，在读本科生，专业为材料成型及控制工程。

（作者单位：哈尔滨理工大学）