本发明涉及注塑脱模、橡胶成型脱模和金属铸件脱模技术，特别涉及一种多用途中性脱模剂及其制备方法。
背景技术：
金属、橡胶、塑料等制品在模具中成型加工，固化后的制品与模具表面接触，可能因模具工作表面凹凸等微缺陷，使制品自模具剥离时会有一定的摩擦阻力。或二者之间因物理吸附或化学键合而致黏结，导致在制品成型后从模具中剥离困难。为了弱化制品与模具间的吸附或黏结，需要使用脱模剂。外涂型脱模剂的工作原理是，脱模剂在模具表面形成一层光滑、致密的薄膜，将模具与所加工的物料隔离开来。这层脱模剂薄膜能很好地与模具表面粘结，不易脱离与被破坏，但与制品不易粘连，从而能把模制品很好地脱落出来。因此脱模剂广泛应用于注塑脱模、橡胶成型脱模和金属铸件脱模等各种模压操作中。
目前市场上使用的脱模剂有以下几种：
1、硅油型脱模剂：主要有硅油、硅树脂甲基支链硅油、甲基硅油、乳化甲基硅油、含氢甲基硅油等，通常采用石油醚作为溶剂。脱模温度较低，且多为油性。
2、大豆卵磷脂类脱模剂，通常采用石油醚作为溶剂，脱模温度较低，且多为干性，并且大豆卵磷脂价格昂贵。
3、用聚乙二醇作为脱模主要成分，虽脱模温度高，但单独用聚乙二醇作为主要脱模成分，其润滑性差，脱模次数少。
现有技术的不足之处在于，采用石油醚作为溶剂，石油醚沸点低，通常在30-80℃，因此石油醚很容易挥发，石油醚挥发容易污染环境，并且石油醚具有易燃易爆的缺点，存在一定的安全隐患。尽管聚乙二醇不需要采用石油醚作为溶剂，但其喷一次脱模剂后脱模次数少，为1-2次，且被脱模的注塑件或铸件表面粗糙。
技术实现要素：
本发明的第一目的是提供一种多用途中性脱模剂，其解决了现有脱模剂中主要存在的环境污染和脱模效果差的问题，采用水作为溶剂，减少了环境污染的问题，同时具有良好的脱模效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种多用途中性脱模剂，由以下重量百分比的物质组成：
聚乙二醇：2.0～4.0％；非离子乳化剂：1.0～2.1％；乙醇：15～30％；二甲基硅油：10.0～15.0％；大豆乳化蜜：2.0～4.0％；非离子表面活性剂：3.5～8.0％；阴离子表面活性剂：2.5～4.5％；络合剂：0.1～0.5％；水：63.9～31.9％。
大豆乳化蜜是主要的脱模剂成分，其主要成分为粘性较强的二糖和多糖成分，二糖和多糖中的多羟基与金属表面具有良好的亲和性，因此能够吸附在模具表面形成一层隔绝层，减少注塑件与模具表面的粘结力。聚乙二醇是乙二醇的多聚物，分子式为HOCH2(CH2O·CH2)nCH2OH，能够用作大豆乳化蜜的辅助成膜物质。其作用原理是：一方面其分子长链上具有很多羟基，与大豆乳化蜜具有良好的亲和力，另一方面聚乙二醇分子长链上的羟基与金属具有良好的亲和性，且聚乙二醇为多聚物，其分子长链之间互相缠结，容易形成膜状物质。因此聚乙二醇能够将大豆乳化蜜小分子均匀分散在模具表面，从而使其大豆乳化蜜在模具表面形成均匀的膜，帮助注塑件更好地与模具分离。络合剂中有两个或两个以上配位原子，可以同时与一个中心原子(或离子)形成螯合环，由于络合剂的成环作用使络合物比组成和结构相近的非螯合配位化合物的稳定性高，因此在脱模剂中加入络合剂，络合剂上的配位原子能够与水中的少量Ca2+、Mg2+络合，阻止Ca2+、Mg2+与乳化剂结合而破坏乳化剂，有利于提高脱模剂的乳液稳定性。在实际使用中，用水稀释本脱模剂时对水质的要求不是很高，用一般软水即可，不一定用去离子水。
进一步优选为：聚乙二醇的分子量为800-1000。
由试验结果可知，聚乙二醇分子量太大，其分子链段较长，在乙醇中完全伸展所需要的时间更长，因此难以溶解。若分子量太小，则成膜性能差。
进一步优选为：非离子乳化剂包括吐温类乳化剂、司盘类乳化剂和月桂酰单乙醇胺聚氧乙烯醚中的至少一种。
由试验结果可知，月桂酰单乙醇胺聚氧乙烯醚相比于吐温类乳化剂和司盘类乳化剂具有更好的助溶效果。
进一步优选为：二甲基硅油的黏度为201-600cs。
由试验结果可知，若二甲基硅油黏度太高，会在注塑件表面留有油迹，影响注塑件的使用性能。若二甲基硅油黏度太低，则脱模性能差，注塑件容易与模具粘结。
进一步优选为：大豆乳化蜜是大豆炼制油脂中的一种水溶性多糖类提取副产物。
大豆乳化蜜是大豆炼油后的一种副产品，主要成分为粘性较强的二糖和多糖成分，这里作脱模的主要成分之一。它的成本是大豆卵磷脂的十分之一，但是脱模效果相当，具有很好的经济效益。
进一步优选为：非离子表面活性剂为吐温类表面活性剂、司盘类表面活性剂和月桂酰单乙醇胺聚氧乙烯醚中的至少一种。
由于这几类非离子表面活性剂分子中有较多的亲水性基团一聚氧乙烯基，故亲水性强，其主要作用是使聚乙二醇、二甲基硅油、大豆乳化蜜在水中的溶解和分散。
进一步优选为：阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种或两种。
其主要作用是使聚乙二醇、二甲基硅油、大豆乳化蜜在水中的溶解和乳化。
进一步优选为：络合剂为氨基羧酸盐。
氨基羧酸盐上的多个N原子、和多个羧基上的羟基氧原子，均能提供孤对电子，可以进入中心原子的空轨道，从而形成配合物(络合)，其络合能力强。其与金属络合后能与之形成稳定的五元环螯合物，稳定常数高。
进一步优选为：包括如下重量份的原料：
聚乙二醇：3.0％；月桂酰单乙醇胺聚氧乙烯醚(非离子乳化剂)：1.5％；乙醇：20.0％；二甲基硅油：12.5％；大豆乳化蜜：3.0％；月桂酰单乙醇胺聚氧乙烯醚(非离子表面活性剂)：6.0％；十二烷基苯磺酸钠：3.5％；乙二胺四乙酸二钠盐：0.4％；水：50.1％。
由试验结果可知，该配方制备的脱模剂具有良好的乳液稳定性，其外观为乳白色均匀液体，且离心无分层，加水稀释也无沉淀，并且在模具表面成膜均匀。按照该配方制备的脱模剂在模具表面喷涂一次，能够脱模7次，具有优异的脱模效果。
本发明的第二目的是提供一种多用途中性脱模剂的制备方法。
本发明的上述技术目的是通过如下方案实现的：
一种多用途中性脱模剂的制备方法，包括如下步骤：S1：称取配方量的聚乙二醇，加入配方量的乙醇，搅拌均匀，再加入配方量的非离子乳化剂搅拌均匀作为组分A；S2：称取配方量的二甲基硅油，加入配方量的大豆乳化蜜搅拌，再加入配方量的非离子表面活性剂搅拌均匀作为组分B；S3：称取配方量的水，加入配方量的阴离子表面活性剂和络合剂搅拌溶解均匀作为组分C；S4：在2500-4000rpm转速搅拌下将组分A、组分B加入组分C中，在78-84℃温度下搅拌45-90min，得到乳白色物质即为一种多用途中性脱模剂。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本申请采用大豆乳化蜜作为主要脱模剂成分，其溶剂为水，与传统的硅油型脱模剂和大豆卵磷脂类脱模剂采用石油醚作为溶剂相比，减少了环境污染污染，也不存在石油醚的安全隐患，具有环保的优点；
2、采用大豆乳化蜜作为主要脱模剂成分，大豆乳化蜜为大豆炼制油脂中的一种水溶性多糖类提取副产物，与大豆卵磷脂相比，其脱模效果相当但价格较低，具有成本优势，因而具有良好的经济效益；
3、本申请的脱模剂用水作为溶剂，并在其中添加了络合剂，络合剂上的配位原子能够与水中的少量Ca2+、Mg2+络合，阻止Ca2+、Mg2+与乳化剂结合而破坏乳化剂，有利于提高脱模剂的乳液稳定性；在实际使用中，用水稀释本脱模剂时对水质的要求不是很高，用一般软水即可，不一定用去离子水；
4、本申请的脱模剂具有良好的乳液稳定性，其外观为乳白色均匀液体，且离心无分层，加水稀释也无沉淀，并且在模具表面成膜均匀；按照本申请的配方制备的脱模剂在模具表面喷涂一次，能够脱模的次数在4-7次之间，具有优异的脱模效果。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。
实施例1-3：一种多用途中性脱模剂，成分和配方如表一所示，采用如下工艺制备得到：
S1：称取配方量的聚乙二醇，加入配方量的乙醇，搅拌均匀，再加入配方量的非离子乳化剂搅拌至溶解作为组分A；
S2：称取配方量的二甲基硅油，加入配方量的大豆乳化蜜搅拌，再加入配方量的非离子表面活性剂搅拌均匀作为组分B；
S3：称取配方量的水，加入配方量的阴离子表面活性剂和络合剂搅拌溶解均匀作为组分C；
S4：在2800rpm的高速搅拌下将组分A、组分B缓慢加入组分C中，在78-84℃温度下搅拌60min，得到乳白色物质即为一种多用途中性脱模剂；
其中，聚乙二醇的分子量为1000，非离子乳化剂为月桂酰单乙醇胺聚氧乙烯醚，乙醇为95％乙醇，二甲基硅油的黏度为500cs，大豆乳化蜜为大豆炼制油脂中的一种水溶性多糖类提取副产物，非离子表面活性剂为月桂酰单乙醇胺聚氧乙烯醚，阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，络合剂为乙二胺四乙酸二钠盐，水为去离子水。
表一：实施例1-3的组分及含量表
实施例4：与实施例2的不同之处在于，聚乙二醇的分子量为800。
对比例1：与实施例2的不同之处在于，聚乙二醇的分子量为600。
对比例2：与实施例2的不同之处在于，聚乙二醇的分子量为1200。
对比例3：与实施例2的不同之处在于，聚乙二醇的分子量为3000。
实施例5：与实施例2的不同之处在于，非离子乳化剂为聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯(吐温-20)。
实施例6：与实施例2的不同之处在于，非离子乳化剂为失水山梨醇月桂酸酯(司盘-20)。
实施例7：与实施例2的不同之处在于，非离子乳化剂为聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯(吐温-60)和失水山梨醇月桂酸酯(司盘-20)的复配物，两者的质量比为1:1。
实施例8：与实施例2的不同之处在于，二甲基硅油的黏度为210cs。
实施例9：与实施例2的不同之处在于，二甲基硅油的黏度为600cs。
对比例4：与实施例2的不同之处在于，二甲基硅油的黏度为100cs。
对比例5：与实施例2的不同之处在于，二甲基硅油的黏度为1000cs。
实施例10：与实施例2的不同之处在于，非离子乳化剂为聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯(吐温-20)。
实施例11：与实施例2的不同之处在于，非离子乳化剂为失水山梨醇月桂酸酯(司盘-20)。
实施例12：与实施例2的不同之处在于，非离子乳化剂为聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯(吐温-60)和失水山梨醇月桂酸酯(司盘-20)的复配物，两者的质量比为1:1。
实施例13：与实施例2的不同之处在于，阴离子表面活性剂为十二烷基磺酸钠。
实施例14：与实施例2的不同之处在于，络合剂为氨三乙酸钠。
实施例15：与实施例2的不同之处在于，络合剂为乙二胺四乙酸四钠盐。
实施例16：采用如下工艺制备得到：
S1：称取配方量的聚乙二醇，加入配方量的乙醇，搅拌均匀，再加入配方量的非离子乳化剂搅拌均匀作为组分A；
S2：称取配方量的二甲基硅油，加入配方量的大豆乳化蜜搅拌，再加入配方量的非离子表面活性剂搅拌均匀作为组分B；
S3：称取配方量的水，加入配方量的阴离子表面活性剂和络合剂搅拌溶解均匀作为组分C；
S4：在4000rpm的高速搅拌下将组分A、组分B缓慢加入组分C中，在78-84℃温度下搅拌45min，得到乳白色物质即为一种多用途中性脱模剂；
其中，聚乙二醇的分子量为1000，非离子乳化剂为月桂酰单乙醇胺聚氧乙烯醚，乙醇为95％乙醇，二甲基硅油的黏度为500cs，大豆乳化蜜为大豆炼制油脂中的一种水溶性多糖类提取副产物，非离子表面活性剂为月桂酰单乙醇胺聚氧乙烯醚，阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，络合剂为乙二胺四乙酸二钠盐，水为去离子水。
实施例17：与实施例2的不同之处在于，所用的水为普通软水，普通软水中的钙盐和镁盐含量为40-50毫克/升。
对比例6：与实施例2的不同之处在于，用普通软水代替去离子水和络合剂，普通软水中的钙盐和镁盐含量为40-50毫克/升。
对比例7：随机挑选市售的某品牌大豆卵磷脂类脱模剂。
对比例8：随即挑选市售的某品牌聚乙二醇脱模剂。
如实施例1-17的乳白色物质就是一种多用途中性脱模剂成品，使用时加水稀释至3～5％，如气温较高，可加入少量杀菌剂，称为散装脱模剂，可用喷枪(用空压机)喷在模具表面；也可进行罐装，100g脱模剂原液装入气雾罐中，装上阀门，用压口机压实，从阀门口压入二甲醚气体150g作抛射剂，便可得到可随身携带、自动喷射的多用途中性脱模剂成品。
脱模剂的理化性质测试方法如下所述。
溶解性：是指聚乙二醇在非离子乳化剂中的溶解效果，在生产过程中观察步骤S1中聚乙二醇在乙醇中完全溶解所需的时间。
外观：以目视测定，取约50ml实施例1-17及对比例1-6的样品倒入清洁、干燥、无色透明的100ml烧杯中，置于室内自然光下观察。
离心稳定性测定：取约50ml实施例1-17及对比例1-6的样品倒入清洁、干燥的50ml离心管中，置于离心机中3000r/min离心20分钟后观察。
沉淀情况：取约5ml实施例1-17及对比例1-6的样品倒入清洁、干燥、无色透明的100ml烧杯，加普通软水稀释至100ml，置于室内自然光下观察。
成膜性测试：取实施例1-17及对比例1-6的样品加去离子水稀释至5％，用喷枪喷在模具表面观察其成膜性。
脱模剂的理化性质测试结果参见表二。
表二：脱模剂的理化性质测试结果
对比实施例2、实施例4以及对比例1-3的结果可知，随着聚乙二醇的分子量的增大，聚乙二醇在乙醇中的溶解性能不断减弱。当聚乙二醇的分子量增大到1200以后，即便在组分A中能够通过延长搅拌时间来混合均匀，在后续制备中得到的乳液也不均匀，并且在离心试验中出现分层，说明聚乙二醇的溶解效果不好。当聚乙二醇的分子量增大到3000以后，聚乙二醇搅拌30min后仍难以完全溶解。若聚乙二醇的分子量太小，则将脱模剂稀释后喷涂到模具表面，其成膜性能差，不能形成稳定均匀的膜。
对比实施例2和实施例5-7的结果可知，与吐温-20、司盘-20或者吐温-60与司盘-20的结合相比，采用月桂酰单乙醇胺聚氧乙烯醚作为乳化剂，能够更好地帮聚乙二醇溶解，有利于缩短聚乙二醇在乙醇中的溶解时间。
对比实施例2、实施例8-9以及对比例4-5的结果可知，二甲基硅油的黏度在201-600之间，得到的脱模剂均具有良好的理化特性，外观均匀且离心无分层，加水无沉淀。当二甲基硅油粘度较大(1000cs)时，尽管制备得到的脱模剂是乳白色的均匀液体，但是其离心后出现分层、漂油的情况，说明制备得到的脱模剂乳液不稳定。
对比实施例2和实施例10-12的结果可知，吐温-20、司盘-20或者吐温-60与司盘-20的结合以及月桂酰单乙醇胺聚氧乙烯醚均具有良好的乳化和助溶效果。
对比实施例2和实施例13的结果可知，制备得到的脱模剂是乳白色的均匀液体，但是其离心后出现少量分层的现象，表明十二烷基苯磺酸钠比十二烷基磺酸钠对聚乙二醇、二甲基硅油和大豆乳化蜜具有更好的溶解和乳化效果。
对比实施例2、实施例14-15、实施例17、对比例6的结果可知，制备得到的脱模剂均为乳白色均匀液体，且离心无分层、加水稀释无沉淀，表明氨基羧酸盐类络合剂对普通软水中的离子具有良好的络合效果，从而提高脱模剂乳液的稳定性，减少其破乳的可能。
脱模试验
取实施例1-17及对比例4、对比例5的样品加去离子水稀释至5％以及对比例7和对比例8为试验样，对注塑件进行脱模试验，记录首次喷涂的注塑件表面状态以及喷涂一次能够进行的最大脱模次数，最大脱模次数以注塑件表面首先出现粗糙或者注塑件难以从模具表面脱离的前一次为计。试验结果如表三所示。
表三：脱模试验结果
将实施例2、实施例8、实施例9和对比例4、对比例5的试验结果对比可知，二甲基硅油黏度的增加有利于提高注塑件与模具的脱模次数，若是二甲基硅油黏度太低，脱模性能差；若黏度太高，则会在注塑件表面留有油迹，影响注塑件的性能。
本申请的实施例1-17均具有与市售的大豆卵磷脂型脱模剂相当的良好的脱模性能，并且与市售的纯聚乙二醇脱模剂相比，明显具有更好的脱模效果。