Środek antyadhezyjny do form tworzy bardzo cienki film między formą a poliuretanem (PU), dzięki czemu utwardzony element czysto oddziela się od formy. Nanosi się go na formę albo wprowadza do systemu PU. W przypadku pianki poliuretanowej i elementów formowanych główne możliwości to środki wodne lub rozpuszczalnikowe, powłoki półtrwałe i wewnętrzne dodatki antyadhezyjne. Właściwy wybór zależy od elementu, formy, procesu oraz od tego, czy element będzie potem malowany lub klejony.
Spis treści
- 1. Czym jest środek antyadhezyjny i jak działa?
- 2. Rodzaje środków antyadhezyjnych do poliuretanu
- 3. Wosk, silikon czy środek bezsilikonowy: malowanie i klejenie elementu
- 4. Jak dobrać środek antyadhezyjny do procesu
- 5. Jak nanosić środek antyadhezyjny
- 6. Jak często nanosić środek i jak czyścić osad
- 7. Typowe problemy i ich najczęstsze przyczyny
- 8. Bezpieczeństwo, VOC i środowisko
- 9. Środki antyadhezyjne JiTPOL
- Najczęściej zadawane pytania
1. Czym jest środek antyadhezyjny i jak działa?
Poliuretan stosuje się także jako klej, a ciekły poliuretan utwardzający się na gołej formie ma skłonność do przywierania do niej. Bez bariery element przykleja się i podczas wyjmowania jest zdrapywany lub rozrywany. Środek antyadhezyjny jest właśnie taką barierą: cienkim filmem między powierzchnią formy a poliuretanem, dzięki czemu element oddziela się na tym filmie, zamiast rozrywać się lub uszkadzać formę. Chemię samego materiału wyjaśnia nasz artykuł Czym jest poliuretan?
Środek antyadhezyjny nie tylko umożliwia wyjęcie elementu. Wybór środka i sposób jego nanoszenia wpływają na jakość i powtarzalność gotowego elementu oraz na to, jak często trzeba czyścić formę. Decydują też o tym, czy element będzie można potem kleić lub powlekać.
Ten poradnik dotyczy formowania poliuretanu: formowanej pianki elastycznej, pianki integralnej, RIM (reakcyjnego formowania wtryskowego), elementów sztywnych i dekoracyjnych oraz płyt z pras nieciągłych. Oleje szalunkowe do betonu i środki antyadhezyjne do innych materiałów wykraczają poza jego zakres.
2. Rodzaje środków antyadhezyjnych do poliuretanu
Środki antyadhezyjne dzieli się według nośnika (rozpuszczalnik lub woda) oraz trwałości filmu: zużywanego w każdym cyklu, półtrwałego lub wbudowanego w poliuretan.
| Rodzaj | Jak działa | Mocne strony | Na co zwrócić uwagę |
|---|---|---|---|
| Środek rozpuszczalnikowy (zewnętrzny) | Wosk, silikon lub inny składnik aktywny rozpuszczony w rozpuszczalniku. Po natrysku rozpuszczalnik odparowuje, a film pozostaje. | Schnie niemal natychmiast. | Większość stosowanych rozpuszczalników jest łatwopalna i uwalnia VOC (lotne związki organiczne), dlatego potrzebna jest wentylacja. Niektóre rozpuszczalniki powodują pęcznienie form z kauczuku silikonowego. |
| Środek wodny (zewnętrzny) | Te same rodzaje składników aktywnych w postaci emulsji lub dyspersji w wodzie. | Mniej problemów związanych ze zdrowiem i bezpieczeństwem: nośnikiem jest woda, która nie jest łatwopalna, a emisja VOC jest na ogół niższa. | Schnie wolniej. Przed wlaniem poliuretanu musi być całkowicie suchy, ponieważ woda reaguje z izocyjanianem i może powodować pęcherze i pustki. |
| Powłoka półtrwała (zewnętrzna) | Wiąże się z powierzchnią formy i działa przez kilka cykli. | Mniej aplikacji, ponieważ nie trzeba nanosić jej ponownie w każdym cyklu. | Do związania wymaga czystej, suchej powierzchni formy. Liczba cykli, przez które działa, zależy od procesu, materiału i metody nanoszenia. |
| Wewnętrzny dodatek antyadhezyjny | Dodawany do samego systemu poliuretanowego. Podczas utwardzania migruje na powierzchnię i działa jak film antyadhezyjny. Stosowany w niektórych procesach, na przykład w RIM. | Zmniejsza częstotliwość natryskiwania środka zewnętrznego. | Nie zawsze w pełni zastępuje środek zewnętrzny. Może nadal migrować na powierzchnię po formowaniu i wpływać na gruntowanie, malowanie i klejenie. |
3. Wosk, silikon czy środek bezsilikonowy: malowanie i klejenie elementu
Niezależnie od nośnika działanie antyadhezyjne zapewnia składnik aktywny: zwykle są to woski, estry kwasów tłuszczowych, silikony i mydła metaliczne. Różnią się tym, co zostawiają na elemencie.
- Silikon: szeroko stosowany składnik antyadhezyjny, ale dobrze znana przyczyna wad powłok malarskich. Łatwo przenosi się przez powietrze lub przez dotyk, a bardzo małe ilości mogą powodować kratery w farbie (rybie oczka). Malowanie lub klejenie elementu, na którym znajduje się silikon, może więc być trudne.
- Wosk, mydło i inne filmy zużywane w każdym cyklu: część filmu przenosi się na element, co może wpływać na malowanie i przyczepność. Przed pokryciem element może wymagać oczyszczenia; należy stosować się do zaleceń producenta farby.
- Środki bezsilikonowe sprzedawane jako nadające się do malowania: mają nie pozostawiać na elemencie niczego, co zakłócałoby działanie powłok i klejów. Powinna o tym informować karta techniczna; zawsze należy to potwierdzić na własnej farbie i własnych elementach.
Dobór z myślą o malowaniu. To, czy środek pasuje do używanej farby lub kleju, potwierdza się na własnych elementach. Jeśli element maluje się w formie, farba trafia na środek antyadhezyjny, dlatego środek antyadhezyjny, ewentualny dodatek wewnętrzny i farbę należy dobierać razem.
4. Jak dobrać środek antyadhezyjny do procesu
Punktem wyjścia są cztery fakty: element i jego powierzchnia, materiał formy, system poliuretanowy (sztywny lub elastyczny) oraz to, co dzieje się z elementem później. Tabela pokazuje w ogólnym ujęciu, co ma największe znaczenie w poszczególnych procesach.
| Proces | Co ma największe znaczenie |
|---|---|
| Elementy z pianki integralnej (kierownice, podłokietniki) | Skórka tworząca się na powierzchni formy jest powierzchnią widoczną, dlatego środek antyadhezyjny i sposób jego nanoszenia są bezpośrednio widoczne na elemencie oraz wpływają na to, jak dobrze można go malować. |
| Formowana pianka elastyczna (siedzenia, zagłówki, pianka z pamięcią kształtu) | Serie produkcyjne bywają długie, a pianka jest zwykle zakryta, dlatego stabilne rozformowanie i krótkie cykle zazwyczaj liczą się bardziej niż połysk. |
| Sztywne elementy formowane i dekoracyjne (gzymsy, elementy imitujące drewno) | Drobne detale i usłojenie muszą wyjść z formy nienaruszone. Takie elementy są często później malowane. |
| Płyty w prasach nieciągłych (płyty komór chłodniczych i płyty warstwowe, spienianie urządzeń i zabudów chłodniczych) | Sztywna pianka musi czysto oddzielać się od oprzyrządowania, z którym się styka, a jednocześnie pozostać związana z okładzinami, dlatego ważne jest, gdzie nanosi się środek antyadhezyjny. |
Ten sam proces może wymagać różnych środków na różnych liniach, dlatego ostateczny wybór najlepiej podjąć razem z dostawcą.
5. Jak nanosić środek antyadhezyjny
Zewnętrzne środki antyadhezyjne nanosi się na powierzchnię formy przed wlaniem lub wtryskiem poliuretanu, na przykład natryskiem. Ogólnie znaczenie mają trzy rzeczy: czysta, sucha forma o temperaturze roboczej, cienki i równomierny film (przy zbyt małej ilości środka element przywiera, przy zbyt dużej gromadzi się osad) oraz film wyschnięty przed wlaniem (pozostała w nim woda reaguje z izocyjanianem i może powodować pęcherze i pustki).
Jak to zrobić szczegółowo, zależy od rodzaju środka, formy i procesu, dlatego należy stosować się do karty technicznej używanego środka. Nasz zespół techniczny pomaga dobrać właściwy środek antyadhezyjny i nanosić go na Państwa linii; więcej na naszej stronie poświęconej środkom antyadhezyjnym.
6. Jak często nanosić środek i jak czyścić osad
Jak często? Zależy to głównie od rodzaju środka. Film zużywany w każdym cyklu (wosk, mydło lub podobny) odnawia się w każdym cyklu lub co kilka cykli, w zależności od produktu, elementu i formy. Powłoka półtrwała działa dłużej.
Czym jest osad. Środek antyadhezyjny przenosi się na element i na formę. Badacze z IKV Aachen i Fraunhofer IFAM opisują osad na formie jako mieszaninę poliuretanu i pozostałości środka antyadhezyjnego, która gromadzi się na formie w ciągu kilku cykli i sprawia, że konieczne jest regularne, kosztowne czyszczenie formy, zwłaszcza w przypadku powierzchni widocznych.
Czyszczenie. Właściwy środek czyszczący i właściwy odstęp między czyszczeniami zależą od środka antyadhezyjnego, materiału formy i procesu, dlatego należy stosować się do zaleceń dostawcy.
7. Typowe problemy i ich najczęstsze przyczyny
Typowe problemy to elementy, które przywierają lub się rozrywają, wady powierzchni, takie jak pęcherze, pustki lub plamistość, osad na formie, słaba przyczepność farby lub kleju oraz połysk lub struktura zmieniające się między elementami. Przyczyn należy zwykle szukać w kilku miejscach: w środku antyadhezyjnym i jego filmie, w sposobie nanoszenia, w stanie formy lub gdzie indziej w procesie, na przykład w temperaturze formy, odpowietrzaniu czy mieszaniu.
Wiele wad ma przyczyny niezwiązane ze środkiem antyadhezyjnym, a ten sam objaw może wynikać z różnych przyczyn, dlatego przyczynę najlepiej ustalać bezpośrednio na linii. Nasz zespół techniczny może wspólnie z Państwem przyjrzeć się środkowi, sposobowi jego nanoszenia, formie i systemowi.
8. Bezpieczeństwo, VOC i środowisko
Większość rozpuszczalników stosowanych w środkach rozpuszczalnikowych jest łatwopalna, a środki te uwalniają więcej VOC niż środki wodne. VOC to łatwo odparowujące związki organiczne, a unijna dyrektywa w sprawie emisji przemysłowych definiuje je na podstawie lotności. Miejsca natryskiwania wymagają dobrej wentylacji, braku źródeł zapłonu i urządzeń dostosowanych do strefy. Środki wodne mają niepalny nośnik i na ogół niższą emisję VOC, ale nadal obowiązuje karta charakterystyki (SDS) każdego produktu.
Ochrona pracowników. Dyrektywa UE 98/24/WE na pierwszym miejscu stawia zastępowanie (substytucję), następnie kontrole techniczne i środki ochrony zbiorowej, takie jak odpowiednia wentylacja, a środki ochrony indywidualnej tam, gdzie narażeniu nie można zapobiec innymi środkami. W Turcji obowiązuje rozporządzenie z 2013 roku w sprawie pracy z substancjami chemicznymi, które zachowuje tę samą kolejność i przewiduje, że ocena ryzyka uwzględnia turecką kartę charakterystyki (SDS) dostawcy. Tam, gdzie łatwopalne pary mogą tworzyć atmosferę wybuchową, dyrektywa 1999/92/WE (dyrektywa ATEX dotycząca miejsc pracy) wymaga klasyfikacji stref i dokumentu zabezpieczenia przed wybuchem, a w Turcji obowiązuje w tej sprawie również rozporządzenie z 2013 roku.
Przepisy o emisjach i trend w stronę środków wodnych. Dyrektywa 2010/75/UE (załącznik VII) ustala limity emisji rozpuszczalników dla wymienionych rodzajów działalności, takich jak powlekanie i czyszczenie powierzchni, powyżej określonych progów zużycia rozpuszczalników; to, czy dany zakład podlega tym przepisom, zależy od prowadzonej działalności i prawa krajowego. Obawy związane z emisją rozpuszczalników są jednym z powodów, dla których opracowano wodne środki antyadhezyjne do formowanej pianki; to, który rodzaj odpowiada danej linii, zależy od procesu.
Sam poliuretan. Systemy poliuretanowe zawierają izocyjaniany. W UE rozporządzenie (UE) 2020/1149 wymaga, aby użytkownicy przemysłowi i profesjonalni produktów zawierających 0,1% wagowo lub więcej diizocyjanianów ukończyli przed użyciem szkolenie; wymóg ten obowiązuje od 24 sierpnia 2023 roku, a szkolenie należy powtarzać co najmniej co pięć lat. Aspekty zdrowotne omawia artykuł Czym jest poliuretan?
9. Środki antyadhezyjne JiTPOL
JiTPOL to firma typu system house z Bursy w Turcji, a własne środki antyadhezyjne produkujemy w wersjach wodnych i rozpuszczalnikowych. Są przeznaczone dla producentów płyt komór chłodniczych i płyt warstwowych na nieciągłych liniach prasowych, lodówek i zasobników ciepłej wody, zabudów chłodniczych samochodów ciężarowych, formowanych siedzeń i pianki z pamięcią kształtu, elementów z pianki integralnej i RIM oraz elementów dekoracyjnych i imitujących drewno.
To, która wersja będzie odpowiednia, zależy od elementu, formy i sposobu nanoszenia środka, dlatego od tego zaczynamy i pomagamy dobrać właściwy środek antyadhezyjny oraz nanosić go na Państwa linii. Jeśli malują Państwo w formie lub po rozformowaniu, prosimy nam o tym powiedzieć: nasza oferta chemii pomocniczej obejmuje także farby poliuretanowe do malowania w formie i malowania bezpośredniego. Ofertę na środki antyadhezyjne możemy przygotować osobno lub razem z dwuskładnikowym systemem JiTPOL, a w odpowiednich projektach nasz zespół techniczny może odwiedzić Państwa linię i wspólnie z Państwem przeprowadzić próby produkcyjne. Szczegóły i formularz zapytania ofertowego znajdują się na naszej stronie poświęconej środkom antyadhezyjnym; na życzenie przesyłamy kartę techniczną środka zaproponowanego dla Państwa linii.
Najczęściej zadawane pytania
Który środek antyadhezyjny wybrać: wodny czy rozpuszczalnikowy?
Zależy to od elementu, formy, procesu i zasad obowiązujących w zakładzie. Środki rozpuszczalnikowe schną niemal natychmiast, ale większość stosowanych rozpuszczalników jest łatwopalna i uwalnia VOC. Środki wodne wiążą się z mniejszą liczbą problemów dla zdrowia i bezpieczeństwa, ale schną wolniej i przed wlaniem poliuretanu muszą być całkowicie suche, ponieważ woda reaguje z izocyjanianem.
Czym jest półtrwały środek antyadhezyjny?
Powłoka, która wiąże się z powierzchnią formy i przez kilka cykli zapewnia oddzielanie elementu od formy, więc nie trzeba jej nanosić za każdym razem. Liczba cykli zależy od procesu, materiału i metody nanoszenia. Wymaga czystej, suchej powierzchni formy, a sposób nanoszenia i odnawiania opisuje karta techniczna dostawcy.
Czym jest wewnętrzny środek antyadhezyjny?
Dodatek wprowadzany do systemu poliuretanowego. Podczas utwardzania migruje na powierzchnię i działa jak film antyadhezyjny. Stosuje się go w niektórych procesach, na przykład w RIM. Zmniejsza częstotliwość natryskiwania środka zewnętrznego, ale nie zawsze go zastępuje, a ponieważ może nadal migrować na powierzchnię, może wpływać na gruntowanie, malowanie i klejenie. Należy go przetestować we własnym systemie.
Czy można malować element wykonany z użyciem środka antyadhezyjnego?
Często tak, ale to środek antyadhezyjny decyduje o tym, jak łatwo jest to zrobić. Pozostałości środka często trzeba zmyć przed malowaniem lub klejeniem, a silikon jest znaną przyczyną kraterów w farbie, nawet w bardzo małych ilościach. Środki bezsilikonowe sprzedawane jako nadające się do malowania mają zapobiegać temu problemowi. Zestawienie środka i farby należy potwierdzić na własnych elementach.
Jak często nanosić środek antyadhezyjny?
Zależy to głównie od rodzaju środka. Film zużywany w każdym cyklu odnawia się w każdym cyklu lub co kilka cykli, a powłoka półtrwała działa dłużej; jak długo, zależy od produktu, elementu i formy. Więcej środka nie znaczy lepiej, ponieważ nadmiar gromadzi się na formie. Właściwy odstęp najlepiej ustalić razem z dostawcą.
Dlaczego element poliuretanowy przywiera do formy?
Zwykle film antyadhezyjny nie spełnia swojej roli: może być zbyt cienki, nierówny lub zużyty, środek może nie pasować do systemu poliuretanowego, a stan formy lub proces mogą utrudniać działanie filmu. Przyczyna bywa inna na każdej linii, dlatego najpierw należy sprawdzić kartę techniczną środka, a jeśli problem nie ustępuje, porozmawiać z naszym zespołem technicznym.
Czy rozpuszczalnikowy środek antyadhezyjny jest łatwopalny?
Zwykle tak: większość rozpuszczalników stosowanych w środkach antyadhezyjnych jest łatwopalna, więc środki rozpuszczalnikowe wydzielają łatwopalne pary. Natryskiwać należy w dobrze wentylowanych miejscach bez źródeł zapłonu, stosować urządzenia dostosowane do strefy i nosić środki ochrony indywidualnej wskazane w karcie charakterystyki (SDS). Środki wodne mają niepalny nośnik, ale ich karta charakterystyki (SDS) również obowiązuje.
Źródła
- Wikipedia: Release agent (po angielsku)
- Wikipedia: Poliuretany
- Hopmann i in., PU Magazine 6/2020 (IKV Aachen, Fraunhofer IFAM) (po angielsku)
- Schöldgen i in., European Polyurethane Journal, wrzesień 2014 (IKV Aachen, Fraunhofer IFAM) (po angielsku)
- Hutchinson (1987): wewnętrzny środek antyadhezyjny w PU-RIM, zwilżanie podkładu i migracja na powierzchnię pod wpływem ciepła (po angielsku)
- Thompson i Suddaby, SAE 1991: wewnętrzny środek antyadhezyjny w poliuretanie RIM (po angielsku)
- Patent USA 5,028,366 (Air Products, 1991): wodny środek antyadhezyjny do pianki formowanej (po angielsku)
- Abdul-Rani i in. (2005): temperatura formy i struktura powierzchni pianki (po angielsku)
- Lee, Park i Whitesides (2003): rozpuszczalniki powodują pęcznienie kauczuku silikonowego (PDMS) (po angielsku)
- National Collision Repairer (2021): zanieczyszczenie silikonem w lakierni (po angielsku)
- HMG Paints: kratery i rybie oczka (po angielsku)
- Dyrektywa 2010/75/UE: definicja VOC, załącznik VII
- Dyrektywa 98/24/WE, art. 6: środki chemiczne w miejscu pracy
- EU-OSHA: dyrektywa 1999/92/WE, atmosfery wybuchowe (po angielsku)
- Dziennik Urzędowy Turcji nr 28733 (2013): rozporządzenie w sprawie pracy z substancjami chemicznymi (po turecku)
- Dziennik Urzędowy Turcji nr 28633 (2013): rozporządzenie w sprawie ochrony pracowników przed atmosferami wybuchowymi (po turecku)
- Rozporządzenie Komisji (UE) 2020/1149 (diizocyjaniany, załącznik XVII do REACH)