Розділювальне мастило утворює дуже тонку плівку між формою та поліуретаном (PU), завдяки чому затверділа деталь чисто відокремлюється від форми. Його або наносять на форму, або вводять у поліуретанову систему. Для пінополіуретану та формованих деталей основні варіанти: мастила на водній основі чи на основі розчинників, напівпостійні покриття та внутрішні розділювальні добавки. Який саме тип підходить, залежить від деталі, форми, процесу та від того, чи деталь потім фарбують або склеюють.
Зміст
- 1. Що таке розділювальне мастило й як воно діє?
- 2. Типи розділювальних мастил для поліуретану
- 3. Віск, силікон чи без силікону: фарбування й склеювання деталі
- 4. Як вибрати розділювальне мастило за процесом
- 5. Як наносити розділювальне мастило
- 6. Як часто наносити мастило та як очищати нашарування на формі
- 7. Поширені проблеми та їхні типові причини
- 8. Безпека, VOC і довкілля
- 9. Розділювальні мастила JiTPOL
- Поширені запитання
1. Що таке розділювальне мастило й як воно діє?
Поліуретан використовують і як клей, тож рідкий поліуретан, що твердне на формі без розділювального мастила, схильний зчіплюватися з нею. Без бар'єра деталь прилипає й під час виймання здирається або рветься. Розділювальне мастило є таким бар'єром: тонкою плівкою між поверхнею форми та поліуретаном, завдяки якій деталь відокремлюється по плівці, а не рветься сама й не пошкоджує форму. Хімію самого матеріалу пояснено в нашому посібнику Що таке поліуретан?
Розділювальне мастило не лише дає змогу вийняти деталь. Вибір мастила та спосіб його нанесення впливають на якість і сталість готової деталі та на те, як часто потрібно чистити форму. Вони також визначають, чи можна потім склеювати деталь або наносити на неї покриття.
Цей посібник стосується формування поліуретану: формованого еластичного пінополіуретану, інтегрального ППУ, RIM (реакційного лиття під тиском), жорстких і декоративних деталей та панелей, які виготовляють на пресах періодичної дії. Опалубні мастила для бетону та розділювальні мастила для інших матеріалів виходять за його межі.
2. Типи розділювальних мастил для поліуретану
Розділювальні мастила поділяють за носієм (розчинник або вода) і за тривалістю дії плівки: вона витрачається в кожному циклі, є напівпостійною або вводиться в сам поліуретан.
| Тип | Як діє | Переваги | На що звернути увагу |
|---|---|---|---|
| Плівка на основі розчинників (зовнішня) | Віск, силікон або інший активний компонент, розчинений у розчиннику. Після розпилення розчинник випаровується, а плівка залишається. | Висихає майже миттєво. | Більшість використовуваних розчинників легкозаймисті й виділяють VOC (леткі органічні сполуки, ЛОС), тому потрібна вентиляція. Деякі розчинники спричиняють набухання форм із силіконового каучуку. |
| Плівка на водній основі (зовнішня) | Ті самі типи активних компонентів у вигляді емульсії або дисперсії у воді. | Менше проблем щодо здоров'я та безпеки: носієм є вода, яка не є легкозаймистою, а вміст VOC загалом нижчий. | Висихає повільніше. Перед заливанням плівка має повністю висохнути, адже вода реагує з ізоціанатом і може спричинити бульбашки та пустоти. |
| Напівпостійне покриття (зовнішнє) | Зв'язується з поверхнею форми й діє протягом кількох циклів. | Менше нанесень, оскільки його не потрібно наносити повторно в кожному циклі. | Для зв'язування потрібна чиста й суха поверхня форми. Кількість циклів, протягом яких воно діє, залежить від процесу, матеріалу та способу нанесення. |
| Внутрішня розділювальна добавка | Додається безпосередньо в поліуретанову систему. Під час твердіння мігрує до поверхні й діє як розділювальна плівка. Застосовується в окремих процесах, наприклад у RIM. | Зменшує частоту розпилення зовнішнього розділювального мастила. | Може не замінити зовнішнє мастило повністю. Може й далі мігрувати до поверхні після формування та впливати на ґрунтування, фарбування й склеювання. |
3. Віск, силікон чи без силікону: фарбування й склеювання деталі
Незалежно від носія, розділення забезпечує активний компонент. Типові групи: воски, естери жирних кислот, силікони та металеві мила. Вони відрізняються тим, що залишають на деталі.
- Силікон: поширений розділювальний компонент, але відома причина дефектів фарби. Він легко поширюється повітрям або через дотик, і навіть дуже малі кількості можуть спричиняти кратери у фарбі («риб'ячі очі»). Тому фарбувати чи склеювати деталь із силіконом може бути складно.
- Віск, мило та інші плівки, що витрачаються в кожному циклі: частина плівки переходить на деталь, що може впливати на фарбування й адгезію. Перед нанесенням покриття деталь, можливо, потрібно очистити; дотримуйтеся інструкцій виробника фарби.
- Несиліконові типи, які пропонують як придатні до фарбування: призначені не залишати на деталі нічого, що заважає покриттям і клеям. Це має бути зазначено в технічному паспорті; завжди перевіряйте на власній фарбі та деталях.
Вибір із розрахунком на фарбування. Чи підходить мастило до вашої фарби або клею, підтверджують на ваших власних деталях. Якщо ви фарбуєте у формі, фарба наноситься поверх розділювального мастила, тому мастило, будь-яку внутрішню добавку та фарбу слід добирати разом.
4. Як вибрати розділювальне мастило за процесом
Почніть із чотирьох чинників: деталь і її поверхня, матеріал форми, поліуретанова система (жорстка чи еластична) і те, що відбуватиметься з деталлю потім. У таблиці в загальних рисах показано, що найважливіше в кожному процесі.
| Процес | Що найважливіше |
|---|---|
| Деталі з інтегрального ППУ (керма, підлокітники) | Шкірка, що формується на контакті з формою, є видимою поверхнею, тому мастило та спосіб його нанесення безпосередньо позначаються на деталі та на тому, наскільки добре її можна фарбувати. |
| Формована еластична піна (сидіння, підголівники, піна з ефектом пам'яті) | Виробничі серії часто довгі, а піну зазвичай закривають обшивкою, тому стабільне виймання з форми й короткий цикл, як правило, важать більше, ніж глянець. |
| Формовані жорсткі та декоративні деталі (карнизи, деталі з імітацією дерева) | Дрібні деталі рельєфу та текстура деревини мають вийти з форми неушкодженими. Такі деталі часто фарбують згодом. |
| Панелі на пресових лініях періодичної дії (панелі холодильних камер і сендвіч-панелі, спінювання побутової техніки та ізотермічних кузовів) | Жорстка піна має чисто відокремлюватися від оснащення, з яким контактує, але залишатися зчепленою з облицюваннями, тому важливо, куди саме наноситься розділювальне мастило. |
Один і той самий процес на різних лініях може вимагати різних мастил, тому остаточний вибір найкраще робити разом із постачальником.
5. Як наносити розділювальне мастило
Зовнішні розділювальні мастила наносять на поверхню форми до заливання або впорскування поліуретану, наприклад розпиленням. Загалом важливі три речі: чиста й суха форма за робочої температури, тонка й рівномірна плівка (за надто малої кількості мастила деталь прилипає, за надмірної мастило накопичується) і плівка, яка висохла до заливання (вода, що залишилася в ній, реагує з ізоціанатом і може спричинити бульбашки та пустоти).
Як саме це робити, залежить від типу мастила, форми та процесу, тому дотримуйтеся технічного паспорта мастила, яким ви користуєтеся. Наша технічна команда допоможе вам вибрати відповідне розділювальне мастило й застосувати його на вашій лінії; див. також нашу сторінку про розділювальні мастила.
6. Як часто наносити мастило та як очищати нашарування на формі
Як часто? Це залежить насамперед від типу мастила. Плівку, що витрачається в кожному циклі (віск, мило тощо), оновлюють у кожному циклі або через кілька циклів залежно від продукту, деталі та форми. Напівпостійне покриття діє довше.
Що таке нашарування. Розділювальне мастило переходить і на деталь, і на форму. Дослідники з IKV Aachen та Fraunhofer IFAM описують нашарування на формі як суміш поліуретану та залишків розділювального мастила, що накопичується на формі протягом кількох циклів і робить необхідним регулярне й дороге очищення форми, особливо для видимих поверхонь.
Очищення. Відповідний очисний засіб і правильний інтервал очищення залежать від мастила, матеріалу форми та процесу, тому дотримуйтеся рекомендацій постачальника.
7. Поширені проблеми та їхні типові причини
Типові проблеми: деталі, що прилипають або рвуться; поверхневі дефекти, як-от бульбашки, пустоти чи плямистість; нашарування на формі; фарба або клей, що не тримаються; глянець чи текстура, які різняться від деталі до деталі. Зазвичай причини криються в кількох місцях: у розділювальному мастилі та його плівці, у способі нанесення, у стані форми або деінде в процесі, наприклад у температурі форми, відведенні повітря чи змішуванні.
Багато дефектів мають причини, не пов'язані з розділювальним мастилом, а той самий симптом може мати різні причини, тому причину найкраще шукати безпосередньо на лінії. Наша технічна команда може разом із вами розглянути мастило, спосіб його нанесення, форму та систему.
8. Безпека, VOC і довкілля
Більшість розчинників, які використовують у мастилах на основі розчинників, легкозаймисті, і такі мастила виділяють більше VOC, ніж мастила на водній основі. VOC є органічними сполуками, що легко випаровуються, а Директива ЄС про промислові викиди визначає їх за леткістю. Зони розпилення потребують доброї вентиляції, відсутності джерел займання та обладнання, придатного для відповідної зони. Мастила на водній основі мають негорючий носій і загалом нижчий вміст VOC, але вимоги паспорта безпеки (SDS) кожного продукту все одно залишаються чинними.
Захист працівників. Директива 98/24/ЄС на перше місце ставить заміщення, далі інженерні заходи контролю та колективні заходи, як-от достатня вентиляція, а засоби індивідуального захисту застосовують там, де запобігти впливу іншими способами неможливо. Турецький регламент 2013 року про роботу з хімічними речовинами дотримується того самого порядку й вимагає, щоб оцінка ризику враховувала турецький паспорт безпеки (SDS) постачальника. Там, де легкозаймисті пари можуть утворювати вибухонебезпечне середовище, Директива 1999/92/ЄС (директива ATEX щодо робочих місць) вимагає класифікації зон і документа із захисту від вибуху, і в Туреччині також є регламент 2013 року з цього питання.
Правила щодо викидів і тенденція до водної основи. Директива 2010/75/ЄС (додаток VII) встановлює граничні значення викидів розчинників для перелічених видів діяльності, як-от нанесення покриттів і очищення поверхонь, за перевищення визначених порогових обсягів використання розчинників; чи підпадає підприємство під її дію, залежить від його видів діяльності та національного законодавства. Занепокоєння через викиди розчинників є однією з причин, чому було розроблено розділювальні мастила на водній основі для формованої піни; який тип підходить для конкретної лінії, залежить від процесу.
Сам поліуретан. Поліуретанові системи містять ізоціанати. У ЄС Регламент (ЄС) 2020/1149 вимагає від промислових і професійних користувачів продуктів, що містять діізоціанати в кількості 0,1 % за масою або більше, пройти навчання перед використанням; він діє з 24 серпня 2023 року, а навчання потрібно поновлювати щонайменше кожні п'ять років. Щодо впливу на здоров'я див. Що таке поліуретан?
9. Розділювальні мастила JiTPOL
JiTPOL у Бурсі (Туреччина) є постачальником поліуретанових систем (system house), а власні розділювальні мастила ми виробляємо у версіях на водній основі та на основі розчинників. Вони призначені для виробників панелей холодильних камер і сендвіч-панелей на пресових лініях періодичної дії, холодильників і баків для гарячої води, ізотермічних кузовів, формованих сидінь і піни з ефектом пам'яті, деталей з інтегрального ППУ та RIM, а також декоративних деталей і деталей з імітацією дерева.
Яка версія вам підійде, залежить від деталі, форми та способу нанесення мастила, тому ми починаємо саме з цього й допомагаємо вибрати відповідне розділювальне мастило та застосувати його на вашій лінії. Якщо ви фарбуєте у формі або після вилучення з форми, повідомте нам: до нашого допоміжного асортименту входять також поліуретанові фарби для нанесення у формі й прямого нанесення. Комерційну пропозицію на розділювальні мастила можна отримати окремо або разом з двокомпонентною системою JiTPOL, а для відповідних проєктів наша технічна команда може відвідати вашу лінію й разом з вами провести виробничі випробування. Подробиці та запит комерційної пропозиції розміщено на нашій сторінці про розділювальні мастила; технічний паспорт мастила, запропонованого для вашої лінії, ми надсилаємо на запит.
Поширені запитання
Яке розділювальне мастило вибрати: на водній основі чи на основі розчинників?
Це залежить від деталі, форми, процесу та правил вашого підприємства. Плівки на основі розчинників висихають майже миттєво, але більшість використовуваних розчинників легкозаймисті й виділяють VOC. Плівки на водній основі викликають менше проблем щодо здоров'я та безпеки, але висихають повільніше й мають повністю висохнути до заливання, адже вода реагує з ізоціанатом.
Що таке напівпостійне розділювальне мастило?
Це покриття, яке зв'язується з поверхнею форми й забезпечує розділення протягом кількох циклів, тому його не потрібно наносити щоразу. Скільки циклів воно діє, залежить від процесу, матеріалу та способу нанесення. Воно потребує чистої та сухої поверхні форми, а як його наносять і оновлюють, описано в технічному паспорті постачальника.
Що таке внутрішнє розділювальне мастило?
Це добавка, яку вводять у поліуретанову систему. Під час твердіння вона мігрує до поверхні й діє як розділювальна плівка. Її застосовують в окремих процесах, наприклад у RIM. Вона зменшує частоту розпилення зовнішнього мастила, але може не замінити його, а оскільки добавка може й далі мігрувати до поверхні, вона може впливати на ґрунтування, фарбування та склеювання. Перевіряйте її на власній системі.
Чи можна фарбувати деталь після формування з розділювальним мастилом?
Часто так, але те, наскільки це буде просто, залежить від розділювального мастила. Залишки мастила часто потрібно очищати перед фарбуванням чи склеюванням, а силікон відомий як причина кратерів у фарбі навіть у дуже малих кількостях. Несиліконові типи, які пропонують як придатні до фарбування, створені, щоб уникнути цієї проблеми. Перевіряйте поєднання мастила й фарби на власних деталях.
Як часто наносити розділювальне мастило?
Це залежить насамперед від типу мастила. Плівку, що витрачається в кожному циклі, оновлюють у кожному циклі або через кілька циклів, а напівпостійне покриття діє довше; наскільки довше, залежить від продукту, деталі та форми. Більше мастила не означає краще, бо надлишок накопичується на формі. Правильний інтервал найкраще визначати разом із постачальником.
Чому поліуретанова деталь прилипає до форми?
Зазвичай розділювальна плівка не виконує свого завдання: вона може бути надто тонкою, нерівномірною або вичерпаною, мастило може не підходити до поліуретанової системи, або стан форми чи умови процесу можуть ускладнювати роботу плівки. Причина різниться від лінії до лінії, тому спершу перегляньте технічний паспорт мастила, а якщо проблема не зникає, зверніться до нашої технічної команди.
Чи легкозаймисте розділювальне мастило на основі розчинників?
Зазвичай так: більшість розчинників, які використовують у розділювальних мастилах, легкозаймисті, тому мастила на основі розчинників виділяють легкозаймисті пари. Розпилюйте в добре провітрюваних зонах без джерел займання, використовуйте обладнання, придатне для відповідної зони, і застосовуйте засоби захисту, указані в паспорті безпеки (SDS). Мастила на водній основі мають негорючий носій, але й для них залишаються чинними вимоги паспорта безпеки.
Джерела
- Вікіпедія: Release agent (англійською)
- Вікіпедія: Поліуретани
- Hopmann та ін., PU Magazine 6/2020 (IKV Aachen, Fraunhofer IFAM) (англійською)
- Schöldgen та ін., European Polyurethane Journal, вересень 2014 (IKV Aachen, Fraunhofer IFAM) (англійською)
- Hutchinson (1987): внутрішнє розділювальне мастило в PU-RIM, змочування ґрунтовки та міграція під дією тепла (англійською)
- Thompson і Suddaby, SAE 1991: внутрішнє розділювальне мастило в поліуретані RIM (англійською)
- Патент США 5,028,366 (Air Products, 1991): розділювальне мастило на водній основі для формованої піни (англійською)
- Abdul-Rani та ін. (2005): температура форми та текстура поверхні піни (англійською)
- Lee, Park і Whitesides (2003): розчинники спричиняють набухання силіконового каучуку (PDMS) (англійською)
- National Collision Repairer (2021): забруднення силіконом у малярному цеху (англійською)
- HMG Paints: кратери та «риб'ячі очі» (англійською)
- Директива 2010/75/ЄС: визначення VOC, додаток VII (англійською)
- Директива 98/24/ЄС, стаття 6: хімічні агенти на робочому місці (англійською)
- EU-OSHA: Директива 1999/92/ЄС, вибухонебезпечні середовища (англійською)
- Офіційна газета Туреччини (Resmî Gazete) № 28733 (2013): регламент про роботу з хімічними речовинами (турецькою)
- Офіційна газета Туреччини (Resmî Gazete) № 28633 (2013): регламент про захист працівників від вибухонебезпечних середовищ (турецькою)
- Регламент Комісії (ЄС) 2020/1149 (діізоціанати, додаток XVII до REACH) (англійською)