Разделительная смазка образует очень тонкую плёнку между формой и полиуретаном (ПУ), благодаря чему отверждённое изделие чисто отделяется от формы. Её либо наносят на форму, либо вводят в полиуретановую систему. Для пенополиуретана (ППУ) и формованных изделий основные варианты: смазки на водной основе или на основе растворителей, полупостоянные покрытия и внутренние разделительные добавки. Какой вариант подходит, зависит от изделия, формы, процесса и от того, будут ли изделие позже красить или склеивать.
Содержание
- 1. Что такое разделительная смазка и как она работает?
- 2. Виды разделительных смазок для полиуретана
- 3. Воск, силикон или без силикона: окраска и склеивание изделия
- 4. Как выбрать разделительную смазку в зависимости от процесса
- 5. Как наносить разделительную смазку
- 6. Как часто наносить смазку и как очищать форму от отложений
- 7. Типичные проблемы и их обычные причины
- 8. Безопасность, VOC и охрана окружающей среды
- 9. Разделительные смазки JiTPOL
- Часто задаваемые вопросы
1. Что такое разделительная смазка и как она работает?
Полиуретан применяют и как клей, а жидкий полиуретан, отверждающийся на форме без разделительного слоя, склонен прилипать к ней. Без барьера изделие прилипает, и при извлечении на нём появляются задиры или разрывы. Таким барьером служит разделительная смазка: тонкая плёнка между поверхностью формы и полиуретаном, благодаря которой изделие отделяется по плёнке, не разрываясь само и не повреждая форму. Химия самого материала описана в нашем руководстве Что такое полиуретан? Виды, свойства, применение.
Разделительная смазка не только позволяет извлечь изделие. От выбора смазки и способа её нанесения зависят качество и стабильность готового изделия и то, как часто форму приходится очищать. Они же определяют, можно ли потом склеивать изделие или наносить на него покрытие.
В руководстве рассматривается формование полиуретана: формованный эластичный ППУ, интегральный ППУ, RIM (реакционное литьё под давлением), жёсткие и декоративные изделия, а также панели, получаемые на прессах периодического действия. Масла для опалубки при бетонировании и разделительные средства для других материалов в него не входят.
2. Виды разделительных смазок для полиуретана
Разделительные смазки классифицируют по основе (растворитель или вода) и по тому, как долго сохраняется плёнка: она расходуется в каждом цикле, является полупостоянной или встроена в сам полиуретан.
| Тип | Принцип действия | Сильные стороны | На что обратить внимание |
|---|---|---|---|
| Плёнка на основе растворителей (внешняя) | Воск, силикон или другое активное вещество растворены в растворителе. После распыления растворитель испаряется, и плёнка остаётся. | Сохнет почти мгновенно. | Большинство применяемых растворителей горючи и выделяют VOC (летучие органические соединения, ЛОС), поэтому нужна вентиляция. Некоторые растворители вызывают набухание форм из силиконового каучука. |
| Плёнка на водной основе (внешняя) | Те же виды активных веществ в виде эмульсии или дисперсии в воде. | Меньше опасений с точки зрения охраны здоровья и безопасности: основой служит вода, которая негорюча, а содержание VOC, как правило, ниже. | Сохнет медленнее. Перед заливкой плёнка должна полностью высохнуть, так как вода реагирует с изоцианатом и может вызывать пузыри и пустоты. |
| Полупостоянное покрытие (внешнее) | Связывается с поверхностью формы и сохраняется в течение нескольких циклов. | Наносить нужно реже, поскольку смазку не требуется обновлять в каждом цикле. | Для сцепления нужна чистая сухая поверхность формы. Сколько циклов сохраняется покрытие, зависит от процесса, материала и способа нанесения. |
| Внутренняя разделительная добавка | Вводится в саму полиуретановую систему. При отверждении мигрирует на поверхность и выполняет роль разделительной плёнки. Применяется в некоторых процессах, например в RIM. | Позволяет реже распылять внешнюю смазку. | Может не заменить внешнюю смазку полностью. После формования добавка может продолжать выходить на поверхность и влиять на грунтование, окраску и склеивание. |
3. Воск, силикон или без силикона: окраска и склеивание изделия
Независимо от основы, разделительное действие обеспечивает активное вещество: обычно это воски, эфиры жирных кислот, силиконы и металлические мыла. Они различаются тем, что оставляют на изделии.
- Силикон: широко применяемый разделительный компонент, но хорошо известная причина дефектов окраски. Он легко распространяется по воздуху или при прикосновении, и даже очень малые количества могут вызывать кратеры в лакокрасочном покрытии («рыбьи глаза»). Поэтому окрашивать или склеивать изделие, на котором есть силикон, может быть трудно.
- Воск, мыло и другие плёнки, расходуемые в каждом цикле: часть плёнки переходит на изделие, что может влиять на окраску и адгезию. Перед нанесением покрытия изделие, возможно, потребуется очистить; следуйте инструкциям производителя краски.
- Составы без силикона, предлагаемые как пригодные для окраски: они призваны не оставлять на изделии ничего, что мешало бы покрытиям и клеям. Это должно быть указано в техническом описании; всегда проверяйте на Ваших красках и изделиях.
Выбор с учётом окраски. Подходит ли смазка к Вашей краске или клею, подтверждается на Ваших собственных изделиях. Если Вы красите в форме, краска ложится поверх разделительной смазки, поэтому смазку, любую внутреннюю добавку и краску следует выбирать вместе.
4. Как выбрать разделительную смазку в зависимости от процесса
Начните с четырёх исходных данных: изделие и его поверхность, материал формы, полиуретановая система (жёсткая или эластичная) и то, что происходит с изделием дальше. В таблице в общих чертах показано, что важнее всего в каждом процессе.
| Процесс | Что важнее всего |
|---|---|
| Изделия из интегрального ППУ (рули, подлокотники) | Корка, образующаяся у стенки формы, является видимой поверхностью, поэтому смазка и способ её нанесения напрямую сказываются на изделии и на том, насколько хорошо его можно красить. |
| Формованный эластичный ППУ (сиденья, подголовники, пена с эффектом памяти) | Серии часто бывают длинными, а пена, как правило, закрыта чехлом или обивкой, поэтому стабильное извлечение и короткие циклы обычно важнее блеска. |
| Жёсткие формованные и декоративные изделия (карнизы, изделия под дерево) | Мелкие детали и фактура должны выйти из формы без повреждений. Такие изделия часто красят после извлечения. |
| Панели на прессах периодического действия (панели для холодильных камер и сэндвич-панели, заливка пены в корпуса холодильной техники и в кузова) | Жёсткая пена должна чисто отделяться от оснастки, с которой соприкасается, но оставаться сцепленной с облицовками, поэтому важно, куда именно попадает разделительная смазка. |
Один и тот же процесс на разных линиях может требовать разных смазок, поэтому окончательный выбор лучше делать вместе с поставщиком.
5. Как наносить разделительную смазку
Внешние разделительные смазки наносят на поверхность формы до заливки или впрыска полиуретана, например распылением. В целом важны три условия: чистая сухая форма, нагретая до рабочей температуры; тонкая и равномерная плёнка (при недостатке смазки изделие прилипает, при избытке смазка накапливается); плёнка, высохшая к моменту заливки (оставшаяся в ней вода реагирует с изоцианатом и может вызывать пузыри и пустоты).
Подробности зависят от типа смазки, формы и процесса, поэтому следуйте техническому описанию применяемой Вами смазки. Наши технические специалисты помогут Вам выбрать подходящую разделительную смазку и применять её на Вашей линии; см. нашу страницу о разделительных смазках.
6. Как часто наносить смазку и как очищать форму от отложений
Как часто? Это зависит главным образом от типа смазки. Плёнку, которая расходуется в каждом цикле (воск, мыло или аналогичные вещества), обновляют в каждом цикле или раз в несколько циклов, в зависимости от продукта, изделия и формы. Полупостоянное покрытие служит дольше.
Что такое отложения. Разделительная смазка переходит на изделие и на форму. Исследователи IKV Aachen и Fraunhofer IFAM описывают отложения на форме как смесь полиуретана и остатков разделительной смазки, которая накапливается на форме за несколько циклов и делает необходимой регулярную, дорогостоящую очистку формы, особенно в случае видимых поверхностей.
Очистка. Подходящее чистящее средство и интервал очистки зависят от смазки, материала формы и процесса, поэтому следуйте рекомендациям поставщика.
7. Типичные проблемы и их обычные причины
К типичным проблемам относятся изделия, которые прилипают или рвутся, дефекты поверхности (пузыри, пустоты, пятнистость), отложения на форме, краска или клей, которые не держатся, а также блеск или фактура, различающиеся от изделия к изделию. Обычные причины кроются в нескольких местах: в разделительной смазке и её плёнке, в способе нанесения, в состоянии формы или в других частях процесса, например в температуре формы, воздухоотводе или смешении.
У многих дефектов причины не связаны с разделительной смазкой, а один и тот же признак может иметь разные причины, поэтому причину лучше выявлять непосредственно на линии. Наши технические специалисты могут вместе с Вами рассмотреть смазку, её нанесение, форму и систему.
8. Безопасность, VOC и охрана окружающей среды
Большинство растворителей, применяемых в смазках на основе растворителей, горючи, и такие смазки выделяют больше VOC, чем смазки на водной основе. Под VOC (ЛОС) понимают органические соединения, которые легко испаряются; Директива ЕС о промышленных выбросах определяет их по летучести. В зонах распыления необходимы хорошая вентиляция, отсутствие источников воспламенения и оборудование, пригодное для данной зоны. У смазок на водной основе негорючая основа и, как правило, меньше VOC, но паспорт безопасности (SDS) каждого продукта по-прежнему необходимо учитывать.
Защита людей. Директива ЕС 98/24/EC устанавливает следующий порядок: сначала замена опасного вещества менее опасным, затем технические и коллективные меры, например достаточная вентиляция, и средства индивидуальной защиты там, где воздействие нельзя предотвратить иными способами. Турецкий регламент 2013 года о работе с химическими веществами следует тому же порядку и требует учитывать при оценке рисков турецкий паспорт безопасности (SDS) поставщика. Там, где горючие пары могут образовывать взрывоопасную атмосферу, Директива 1999/92/EC (директива ATEX для рабочих мест) требует классификации зон и документа по взрывозащите, и в Турции на этот счёт тоже есть регламент 2013 года.
Нормы выбросов и переход на водные составы. Директива 2010/75/EU (приложение VII) устанавливает предельные значения выбросов растворителей для перечисленных видов деятельности, таких как нанесение покрытий и очистка поверхностей, при превышении установленных порогов расхода растворителей; распространяется ли она на конкретное предприятие, зависит от его деятельности и национального законодательства. Обеспокоенность выбросами растворителей стала одной из причин разработки разделительных смазок на водной основе для формованного пенополиуретана; какой тип подходит для данной линии, зависит от процесса.
Сам полиуретан. Полиуретановые системы содержат изоцианаты. В Европейском союзе Регламент (ЕС) 2020/1149 обязывает промышленных и профессиональных пользователей продуктов, содержащих диизоцианаты в количестве 0,1% по массе и более, пройти обучение до начала использования; он действует с 24 августа 2023 года, а обучение необходимо обновлять не реже одного раза в пять лет. Что касается влияния на здоровье, см. Что такое полиуретан? Виды, свойства, применение.
9. Разделительные смазки JiTPOL
JiTPOL относится к числу полиуретановых системных домов и находится в Бурсе (Турция), а собственные разделительные смазки на водной основе и на основе растворителей мы производим сами. Они предназначены для производителей панелей холодильных камер и сэндвич-панелей на прессовых линиях периодического действия, холодильников и баков горячей воды, изотермических кузовов (рефрижераторов), формованных сидений и пены с эффектом памяти, изделий из интегрального ППУ и RIM, а также декоративных изделий и изделий под дерево.
Какой вариант подойдёт Вам, зависит от изделия, формы и способа нанесения смазки, поэтому мы начинаем именно с этого и помогаем Вам выбрать подходящую разделительную смазку и применять её на Вашей линии. Если Вы красите в форме или после извлечения из формы, сообщите нам: в нашем ассортименте вспомогательной химии есть также полиуретановые краски для окраски в форме и прямого нанесения. Коммерческое предложение на разделительные смазки можно получить отдельно или вместе с двухкомпонентной системой JiTPOL, а для подходящих проектов наши технологи могут выехать на Вашу линию и провести вместе с Вами производственные испытания. Подробности и запрос коммерческого предложения находятся на нашей странице о разделительных смазках; техническое описание смазки, предложенной для Вашей линии, мы высылаем по запросу.
Часто задаваемые вопросы
Какую разделительную смазку выбрать: на водной основе или на основе растворителей?
Это зависит от изделия, формы, процесса и правил Вашего предприятия. Плёнки на основе растворителей сохнут почти мгновенно, но большинство применяемых растворителей горючи и выделяют VOC. Плёнки на водной основе вызывают меньше опасений с точки зрения охраны здоровья и безопасности, но сохнут медленнее и перед заливкой должны полностью высохнуть, потому что вода реагирует с изоцианатом.
Что такое полупостоянная разделительная смазка?
Покрытие, которое связывается с поверхностью формы и сохраняет разделительное действие в течение нескольких циклов, поэтому его не нужно наносить каждый раз. Сколько циклов оно сохраняется, зависит от процесса, материала и способа нанесения. Для него нужна чистая сухая поверхность формы, а как его наносить и обновлять, описано в техническом описании поставщика.
Что такое внутренняя разделительная смазка?
Добавка, вводимая в полиуретановую систему. При отверждении она мигрирует на поверхность и выполняет роль разделительной плёнки. Её применяют в некоторых процессах, например в RIM. Она позволяет реже распылять внешнюю смазку, но может не заменить её полностью, а поскольку добавка может продолжать выходить на поверхность, она может влиять на грунтование, окраску и склеивание. Проверяйте её на Вашей системе.
Можно ли красить изделие, изготовленное с разделительной смазкой?
Часто да, но насколько это просто, определяет сама смазка. Остатки разделительной смазки зачастую необходимо удалять перед окраской или склеиванием, а силикон является известной причиной кратеров в краске даже в очень малых количествах. Составы без силикона, предлагаемые как пригодные для окраски, призваны избегать этой проблемы. Проверьте сочетание смазки и краски на Ваших собственных изделиях.
Как часто нужно наносить разделительную смазку?
Это зависит главным образом от типа смазки. Плёнку, расходуемую в каждом цикле, обновляют в каждом цикле или раз в несколько циклов, а полупостоянное покрытие служит дольше; насколько долго, зависит от продукта, изделия и формы. Больше смазки не значит лучше, потому что избыток накапливается на форме. Подходящий интервал лучше устанавливать вместе с поставщиком.
Почему полиуретановое изделие прилипает к форме?
Обычно разделительная плёнка не выполняет свою задачу: она может быть слишком тонкой, неравномерной или израсходованной, смазка может не подходить к полиуретановой системе, либо состояние формы или процесс могут затруднять работу плёнки. Причина различается от линии к линии, поэтому сначала проверьте техническое описание смазки, а если проблема сохраняется, обратитесь к нашим техническим специалистам.
Горюча ли разделительная смазка на основе растворителей?
Как правило, да: большинство растворителей, применяемых в разделительных смазках, горючи, поэтому смазки на основе растворителей выделяют горючие пары. Распыляйте в хорошо проветриваемых помещениях без источников воспламенения, используйте оборудование, пригодное для данной зоны, и надевайте средства защиты, указанные в паспорте безопасности (SDS). У смазок на водной основе негорючая основа, но и их паспорт безопасности необходимо учитывать.
Источники
- Википедия: Release agent (на английском)
- Википедия: Полиуретаны
- Hopmann и др., PU Magazine 6/2020 (IKV Aachen, Fraunhofer IFAM) (на английском)
- Schöldgen и др., European Polyurethane Journal, сентябрь 2014 (IKV Aachen, Fraunhofer IFAM) (на английском)
- Hutchinson (1987): внутренняя разделительная смазка в PU-RIM, смачивание грунтом и тепловая миграция (на английском)
- Thompson и Suddaby, SAE 1991: внутренняя разделительная смазка в RIM-полиуретане (на английском)
- Патент США 5,028,366 (Air Products, 1991): разделительная смазка на водной основе для формованной пены (на английском)
- Abdul-Rani и др. (2005): температура формы и текстура поверхности пены (на английском)
- Lee, Park и Whitesides (2003): растворители вызывают набухание силиконового каучука (PDMS) (на английском)
- National Collision Repairer (2021): загрязнение силиконом в малярном цехе (на английском)
- HMG Paints: кратеры и «рыбьи глаза» (на английском)
- Директива 2010/75/EU: определение VOC, приложение VII (на английском)
- Директива 98/24/EC, статья 6: химические агенты на рабочем месте (на английском)
- EU-OSHA: Директива 1999/92/EC, взрывоопасные атмосферы (на английском)
- Официальная газета Турции № 28733 (2013): регламент о работе с химическими веществами (на турецком)
- Официальная газета Турции № 28633 (2013): регламент о защите работников от взрывоопасных сред (на турецком)
- Регламент Комиссии (ЕС) 2020/1149: диизоцианаты, приложение XVII к REACH (на английском)