¿Cuáles son las aplicaciones de los aceites solventes en los agentes desmoldantes de poliuretano?

En la producción de productos de poliuretano, es necesario utilizar agentes desmoldantes para ayudar a que los productos moldeados se desprendan de los moldes. Entre los agentes de liberación que se pueden utilizar directamente en la línea de producción, la sustancia responsable del rendimiento de liberación se denomina componente de liberación eficaz. Este componente suele ser cera, organosilicio, flúor orgánico, etc., y generalmente supone menos del 10% del total. La mayoría, más del 90%, se compone de componentes disolventes, que ayudan a que los componentes desmoldantes eficaces formen una película uniforme sobre la superficie del molde. En este artículo, exploremos las aplicaciones de solventes en agentes desmoldantes de poliuretano.

Durante el proceso de moldeo de materiales rellenos en moldes, los materiales entran en contacto con la superficie del molde, que puede tener defectos menores debido a que la superficie de trabajo del molde es desigual, lo que genera cierta resistencia a la fricción cuando los productos moldeados se desprenden del molde. Durante el proceso de inyección o extrusión de materiales rellenos, se puede formar una presión negativa entre el material de relleno y el molde, o pueden unirse debido a la adsorción física o la unión química, lo que dificulta la extracción del material moldeado del molde después del formado. Para debilitar la adhesión o unión entre el producto y el molde, a menudo se utilizan aditivos (agentes de liberación) que pueden formar una película aislante eficaz. Un agente desmoldante es una capa de película de interfaz que se utiliza en las superficies de dos objetos que son propensos a unirse, formando un aislamiento entre las sustancias unidas y el material desmoldante, lo que hace que sea más fácil y conveniente que el producto se desprenda del molde.

En términos generales, los agentes desmoldantes incluyen muchos tipos, aplicados en diversos campos como la ingeniería química, la metalurgia, los materiales de construcción, etc. Esta discusión se centrará únicamente en el uso de agentes desmoldantes en el campo de la ingeniería química, analizando específicamente los cambios de aplicación de disolventes en los agentes desmoldantes utilizados para materiales como el poliuretano.

Fase uno:

En las etapas iniciales de la producción industrial, las consideraciones medioambientales y de seguridad de las materias primas no eran una preocupación, y la atención se centraba únicamente en la alta solubilidad y la fácil volatilidad. Los requisitos para el uso de disolventes se limitaban a considerarlos como diluyentes, exigiendo que se evaporaran rápidamente después de pulverizarlos sobre el molde para evitar la desespuma de la superficie de la espuma. Por lo tanto, algunos solventes orgánicos se volvieron ampliamente utilizados debido a su alta solubilidad y fácil volatilidad, como:

1. Diclorometano: Fuerte solvencia, fácil volatilidad a temperatura ambiente, químicamente estable y, debido a su falta de punto de inflamación, no provoca combustión y además es económico. Fue ampliamente utilizado en los primeros días. Sin embargo, la alta concentración de vapor de diclorometano puede provocar intoxicación y las grandes emisiones también pueden provocar el efecto invernadero. Antes del uso generalizado de agentes desmoldantes respetuosos con el medio ambiente en la producción de materiales para calzado en Jinjiang, que utilizaban diclorometano, miles de moléculas de diclorometano estaban presentes en el aire.

2. Éter de petróleo: Es una fracción del petróleo de bajo punto de ebullición, una mezcla de alcanos de bajo nivel, generalmente utilizada como disolvente con un rango de ebullición de 30-60 ° C, muy volátil. Se usaba comúnmente en agentes de liberación en las primeras etapas. Debido a su bajo punto de ebullición, es fácil mezclar compuestos de benceno y cetonas en el producto, lo que da como resultado un rendimiento general deficiente de COV (compuestos orgánicos volátiles) y de olores.

3. Nafta: También conocida como gasolina cruda, compuesta principalmente de componentes de alcanos C5-C11, punto de inflamación -2 ° C, extremadamente volátil e inflamable. El vapor irrita los ojos y el tracto respiratorio superior y también puede provocar contaminación ambiental.

4. Xileno: C8H10, isómeros, rango de ebullición alrededor 140 ° C, alto punto de inflamación, inflamable, de olor acre, clasificado como carcinógeno del grupo 3.

5. Agua de secado rápido: Ciclohexanona, un líquido transparente incoloro o amarillo claro con un fuerte olor irritante, carcinógeno del grupo 3. Como podemos ver, los productos anteriores sólo se centraron en sus características de uso pero ignoraron sus efectos a largo plazo sobre la salud humana y el medio ambiente. Por lo tanto, en la sociedad actual centrada en el medio ambiente, su cuota de mercado es cada vez menor y se están hundiendo en el uso de productos de gama baja. Se ha prohibido estrictamente el uso de algunos de ellos, ya que están catalogados como carcinógenos.

Fase dos:

Las personas concienciadas con la salud comenzaron a buscar nuevas alternativas de disolventes con menor toxicidad. El heptano, un líquido incoloro y fácilmente volátil, gradualmente se volvió ampliamente utilizado como solvente para agentes de liberación debido a su alta solubilidad en grasas, alta volatilidad y fuerte capacidad desengrasante. Comúnmente conocida como gasolina blanca, su nombre químico es n-heptano, con un punto de inflamación de -4 ° C, lo que lo convierte en un disolvente orgánico altamente inflamable. El n-heptano puro es relativamente caro, por lo que surgió el heptano de grado industrial, que contiene más impurezas como hidrocarburos aromáticos, azufre, nitrógeno, etc., lo que da como resultado un mal olor y un rendimiento de COV del producto. Además, en términos de toxicidad, aunque el heptano tiene una toxicidad menor que los disolventes iniciales, con el uso prolongado todavía existe el riesgo de intoxicación crónica, que se manifiesta principalmente como daño a los nervios que rodean el cuerpo. En este punto, el heptano se hundió gradualmente en el uso de productos de gama baja.

Fase tres:

El abrumador impulso de las inspecciones medioambientales y de seguridad obligó a los fabricantes a prestar atención a las cuestiones medioambientales y de seguridad. Los productos solventes relativamente seguros y respetuosos con el medio ambiente se convirtieron en la dirección buscada por los fabricantes de agentes desmoldantes. Aquí es donde entró en juego el aceite disolvente desaromatizado para agentes desmoldantes. El aceite solvente desaromatizado se produce principalmente mediante el uso de queroseno de aviación mediante hidrogenación a alta presión en ambos extremos, desulfuración profunda y luego destilación. La desulfuración tiene como objetivo eliminar los olores y la corrosividad, mientras que la desaromatización reduce las sustancias nocivas similares al benceno y mejora el rendimiento de los COV. Actualmente, en el mercado existen varios tipos de aceites solventes desaromatizados basados ​​en puntos de inflamación del solvente (como D40, 60, etc., denominados aceites solventes de la serie D). Dado que el pentanal tiene un punto de ebullición bajo, cuanto mayor sea el rango de destilación, menores serán las sustancias nocivas en el producto disolvente.

El aceite solvente desaromatizado tiene una baja toxicidad, lo que casi no tiene impacto en la seguridad personal y el entorno de producción. Además, su mayor punto de inflamación aporta mayor seguridad a la producción. Sin embargo, los productos de alto punto de ebullición se evaporan relativamente lentamente, lo que puede provocar la formación de espuma en la superficie de los productos de poliuretano. Por lo tanto, el ámbito de uso inicial se limita principalmente a disolventes que son relativamente fáciles de volatilizar.

Fase cuatro:

Las normativas medioambientales exigen una mayor seguridad para los productos, el almacenamiento y la logística en las empresas. Los productos químicos peligrosos encuentran cada vez menos espacio para existir y los costos operativos están aumentando. Transformar agentes liberadores de sustancias químicas peligrosas en sustancias químicas no peligrosas se ha convertido en un nuevo desafío. Los fabricantes llevan mucho tiempo considerando los agentes desmoldantes a base de agua con agua como disolvente principal. Actualmente se utilizan comúnmente en campos como materiales para calzado, fundición a presión de metales, alfombras, almohadillas de aislamiento acústico frontal, volantes, etc. Sin embargo, el agua se evapora relativamente lentamente y, aunque los agentes desmoldantes a base de agua pueden resolver todos los problemas ambientales y de seguridad que plantean los disolventes orgánicos de una vez por todas, se enfrentan a procesos de aplicación extremadamente estrictos e inconvenientes debido a las complejas estructuras de los moldes de las líneas de producción de espuma para asientos. , producción de alta velocidad y la sensibilidad al agua de la espuma de alto rebote. Por lo tanto, los fabricantes tienden a elegir agentes desmoldantes de alto punto de inflamación con disolventes orgánicos como vehículos por su conveniencia. Según las normas nacionales de clasificación de líquidos inflamables, los líquidos con puntos de inflamación superiores 60 ° C no son productos químicos peligrosos y pueden transportarse y almacenarse como productos químicos ordinarios. Aunque los agentes desmoldantes de alto punto de inflamación también se evaporan lentamente, mediante ajustes en el proceso de pulverización, aún pueden satisfacer las necesidades de producción. Por lo tanto, en esta fase, los aceites solventes de alto punto de inflamación entraron en el ámbito de uso.

Fase Cinco:

La reducción de olores y COV se convierte en el objetivo principal. Los automóviles de alta gama tienen requisitos extremadamente estrictos para el ambiente interior, pero los cambios se impulsan hacia abajo a través de una cadena de proveedores. Por lo tanto, se imponen requisitos más altos a los agentes desmoldantes, siendo el objetivo ideal que no tengan olores ni COV. Si bien el aceite solvente desaromatizado ya pertenece a la categoría de trazas de VOC, todavía tiene un olor distintivo a solvente. Por lo tanto, hasta que la aplicación de agentes desmoldantes a base de agua esté completamente madura, los fabricantes de agentes desmoldantes sólo pueden continuar buscando alternativas en disolventes orgánicos. Con el tiempo, los isoalcanos adecuados para el cuidado personal y la cosmética entraron en el campo de aplicación de los agentes desmoldantes. Son incoloros, inodoros, de alta pureza, monocomponentes, libres de hidrocarburos aromáticos y azufre, verdaderamente poco tóxicos y con buena solvencia. Estas características hacen de los isoalcanos el producto de más alta gama en aceites solventes respetuosos con el medio ambiente.

Actualmente, existen tres procesos principales de producción de isoalcanos: aromaticización de alcanos de cadena lineal, síntesis de isobuteno y síntesis Fischer-Tropsch de isoalcanos de carbón a líquido (CTL). La mayoría de los productos importados del extranjero se producen mediante síntesis de isobuteno, donde el isobuteno se craquea a partir de nafta, luego se somete a isomerización, destilación e hidrogenación para obtener isoalcanos sintéticos de alta pureza que son completamente inodoros a temperatura ambiente y no producen ningún olor cuando se calientan a una temperatura ambiente. cierta temperatura. Sin embargo, debido al alto costo integral de este proceso, los precios de los solventes son altos, más del doble que los del aceite solvente desaromatizado. Actualmente, sólo puede limitarse al uso de productos de alta gama. Dado que China tiene abundantes recursos de carbón, la síntesis de isoalcanos de Fischer-Tropsch de carbón a líquido (CTL) se ha convertido en la principal ruta de investigación. Con la maduración gradual del proceso de la etapa posterior, se cree que el precio de los isoalcanos producidos en el país disminuirá significativamente y su uso experimentará un crecimiento explosivo.

En conclusión, en la industria de los agentes desmoldantes, obtienes lo que pagas. Los precios determinan en cierta medida la calidad de los productos. Los precios bajos no pueden satisfacer las demandas de alto nivel, y los precios altos también se utilizan para compensar los costos iniciales de investigación y desarrollo.