脫模劑的基本知識·選擇·應用·解決方案
脫模劑是一種介於模具和成品之間的功能性物質,是防止橡膠、塑料、彈性體或其他材料的模製品、層壓製品等粘結到模具或其他板面,起易於脫離作用的一類加工助劑。由於注塑、擠出、壓延、模壓、層壓等工藝的迅速發展,脫模劑的用量也大幅度地提高。
特別是近年來,RIM(反應注射成型)工藝的應用,更加促進了脫模劑的發展。可用作脫模劑的物質很多,如金屬皂、硬脂酸、油酸、有機亞磷酸、硅油、硅酮油、椰子油、植物油、白蠟、超細氟塑料粉末、含氟其它物質等。
1.1脫模劑的作用塑料在注塑成型中會產生二種摩擦力,一種是聚合物加熱熔融時聚合物分子之間的內摩擦力,另一種是聚合物熔體與加工模具表面的外摩擦力。
由於摩擦作用易使熔體的流動性降低,產生不利的結果,表現為:加工性能差,加工速率慢,製品不易充滿形狀複雜的模具,製品表面粗糙,缺乏光澤,嚴重者形成皺紋等毛病。克服上述二種摩擦力的有效方法之一是添加潤滑劑。 我們所說的脫模劑,實際上是一種外潤滑劑。在使用時可以加入混合物料中,也可以塗刷在模具表面。外塗脫模劑時,脫模劑在模具表面形成一層光滑的,緻密的薄膜,將模具與所加工的物料隔離開來。這層脫模劑薄膜必須能很好地與模具表面粘結,不易脫離與被破壞,但又不與製品發生任何反應與粘連,能把模製品很好脫落出來。幾乎所有的脫模劑都可以用作外脫模劑,但近年來使用較多的外脫模劑多為能形成緊密牢固脫模薄膜的樹脂類、聚硅氧烷類、石油產品類以及含氟聚合物等化合物。
內添加時,在脫模過程中,脫模劑可從內部析出,均勻地分布到塑料製品的表面,在模具和塑料製品之間形成一層潤滑劑薄膜或蒸汽(協助脫模)。可作為內添加型脫模劑的典型物質有:金屬皂和硬脂酸鹽、油酸、有機亞磷酸酯、硅酮油和蠟。將外脫模劑和內添加型脫模劑作一比較,就會發現,內添加型脫模劑效果較好(模具不會結皮,還會減少模具清洗時間),可省去外用脫模劑塗敷所需之步驟(因此,使得加工過程更適於自動化),同時,還可以消除由於不適當的使用,而使得模具造成損壞的任何可能性。 建議使用外部脫模劑的人認為,使用內添加型脫模劑會留下過多的造成失誤的漏洞(混入塑料中的脫模劑過多或過少,都會對其性能造成不利影響),當把這種脫模劑分散到塑料表面時,就會妨礙第二步的精加工。
當然,還有這種可能性,為了獲得價格和性能的最佳平衡,可將內添加型脫模劑和外用脫模劑混用。這種方法,目前在生產中,尤其是RIMI工藝中,已有應用,效果良好。
1.2脫模劑種類
1.按用法分類:內脫模劑、外脫模劑;
2.按壽命分類:常規脫模劑、半永久脫模劑;
3.按形態分類:溶劑型脫模劑、水性脫模劑、無溶劑型脫模劑、粉末脫模劑、膏狀脫模劑
4.按活性物質分類:
①硅系列——主要為硅氧烷化合物、硅油、硅樹脂甲基支鏈硅油、甲基硅油、乳化甲基硅油、含氫甲基硅油、硅脂、硅樹脂、硅橡膠、硅橡膠甲苯溶液、 ②蠟系列——植物、動物、合成石蠟;微晶石蠟;聚乙烯蠟等。
③氟系列——隔離性能最好,對模具污染小,但成本高聚四氟乙烯;氟樹脂粉末;氟樹脂塗料等 ④表面活性劑系列——金屬皂(陰離子性)、EO、PO衍生物(非離子性) ⑤無機粉末系列——滑石、雲母、陶土、白粘土等 ⑥其 它含掩蔽劑的含水脫模劑:用掩蔽劑固定水分子耐久型脫模劑:硅油+硅樹脂體系,800次以上多層複合型脫模劑:鹵代烴
膜+聚乙烯脫模劑+聚乙烯醇脫模劑芳香族聚碸類脫模劑模具處理之脫模劑含鹵聚醚類脫模劑:降低蒸氣壓,提高分解溫度,不會引起帶電接觸羰烷基硅烷脫模劑:內脫模,提高對水性油墨表面粘合性反應型脫模劑:塗覆後自身進行化學反應成膜,同時與模具表面粘著以上是一些有代表性的脫模劑,它們具有各自的特徵,並可根據用途分別使用。 理想的脫模劑大體應具備下述這些特徵(脫模劑的特性): ①脫模性(潤滑性)。形成均勻薄膜且形狀複雜的成形物時,尺寸精確無誤。
②脫模持續性好。
③成形物外觀表面光滑美觀,不因塗刷發粘的脫模劑而招致灰塵的粘著。
④二次加工性優越。當脫模劑轉移到成形物時,對電鍍、熱壓模、印刷、塗飾、粘合等加工物均無不良影響。
⑤易塗布性。 ⑥耐熱性。 ⑦耐污染性。
⑧成形好,生產效率高。
⑨穩定性好。與配合劑及材料並用時,其物理、化學性能穩定。
⑩不燃性,低氣味,低毒性。脫模劑是一種前途無量的新興領域,預計今後的發展方向,不會局限於脫模範疇,非脫模型領域市場規模也有很大的開發潛力。例如,用來作為纖維粘著帶等的背面處理劑、剝離紙、防粘劑(電線杆、電話箱、招牌、標誌),防污染用(內、外壁塗飾、車輛、路障、路欄等)防止粘合劑周圍的余粘。
第2節 脫模劑作用機理
2.1脫模歷程: 在模具表面噴塗脫模劑之後,硫化成型時的實際界面如圖所示。界面剝離:脫模時在A或C面剝離;凝聚層破壞:在B面剝離
2.2脫模劑的轉移率 A面剝離:0轉移,稱界面剝離 A-B剝離:22%轉移 B層剝離:44-70%轉移 B-C剝離:93%轉移脫模劑與成型物接觸,發生混合、粘連,勉強脫模時,會造成成型物表面或界面破壞脫模; B層引起的脫模,最為合理,效果最好;理論上A面剝離有利於提高脫模次數。
2.3脫模劑的臨界表面張力在脫模劑品種選擇確定之後,還必須考慮其表面張力要合適。表面張力選得太大容易污染模具和影響產品質量;太小則脫模效率低。脫模劑所起到得隔離效果,與其表面張力大小有關。美國W?A Zlsman 在研究脫模劑時提出了臨界表面張力概念。試驗證明表面張力與脫模性得分布曲線呈正態分布圖。有機硅油、聚四氟乙烯和國內外幾種優良脫模劑得表面張力都在17~23N/m之間。它們對模具表面有較好的分散性,產生良好的潤濕作用。表面張力在上述範圍之外得材料,就不能起到良好的潤濕作用。而表面張力低於17或高於23脫模性均較差。
在使用脫模劑時,要求B層與A層接觸時滲透性小,既有較多的脫模劑粘附在模具上,而不是製品上。因此除選擇合適得表面張力得脫模劑外,還要掌握噴塗技巧。與其塗布一次大劑量的脫模劑,不如多噴塗幾次小劑量的脫模劑為佳。臨界表面張力是物質的固有特性;
2.4 脫模劑的化學原理
1.極性化學鍵與模具表面通過相互作用形成具有再生力的吸附型薄膜;
2.聚硅氧烷中的硅氧鍵可視為弱偶極子(Si+-O-),當脫模劑在模具表面鋪展成單子取向排列時,分子採取特有的伸展鏈構型;
3.自由表面被烷基以密集堆積方式覆蓋,脫模能力隨烷基密度而遞增;但當烷佔有較大空間位阻時,伸展構型受到限制,脫模能力又會降低;
4.脫模劑分子量大小和粘度也與脫模能力相關,分子量小時,鋪展性好,但耐熱能力差。 第3節 脫模劑的選擇與評價 3.1脫模劑的選擇常用的脫模劑有無機物、有機物以及高聚物三類。無機脫模劑,如滑石粉、雲母粉以及陶土、白粘土等為主要組分配置的複合物,主要用作橡膠加工中膠片、半成品防粘用隔離劑。有機脫模劑包括脂肪酸皂(鉀皂、鈉皂、銨皂、鋅皂等)、脂肪酸、石蠟、甘油、凡士林等。第三類脫模劑是高聚物,包括硅油、聚乙二醇、低分子量聚乙烯等,它們的脫模劑效率和熱穩定性比有機物脫模劑好得多。脫模劑通常有粉狀、半固體和液體之分,粉狀和半固體可像蠟脂一樣用毛刷或手塗於模具表面。液體可用噴霧或毛刷等工具塗於模具表面,從而形成隔離膜。液體脫模劑以噴塗為佳。國際工業發達國家多採用金屬噴霧罐灌裝的脫模劑。由於金屬噴霧罐密封性能較好,可避免脫模劑氧化或混入雜質,能保證脫模劑出廠時的純潔性。大型的注塑設備安裝在室內,環境溫度變化小,對噴霧脫模劑的使用無影響。但對模壓成形的模具溫度要予以考慮,要選熱穩定性能好的脫模劑,一般要求脫模劑的熱分解溫度要高於成型的模具溫度。不然會發生炭化結詬現象。高檔製品和需要二次加工(如噴漆和印刷)要選用適合於二次加工的脫模劑。為防止環境污染,要選用不易燃燒,氣味和毒性小的脫模劑。在脫模劑選用中,經濟性是不可忽視的重要因素。質量差的脫模劑會使產品表面產生龜裂皺紋,影響產品外觀和模具使用壽命,並帶來環境污染。選擇高質量的噴霧脫模劑,價格較高,但綜合經濟效益高。
綜上所述,脫模劑的選擇要點是:
①脫模性優良,對於噴霧脫模劑表面張力應在17~23 N/m之間。 ②具有耐熱性,受熱不發生炭化分解。
③化學性能穩定,不與成型產品發生化學反應。
④不影響塑料的二次加工性能。
⑤不腐蝕模具,不污染製品,氣味和毒性小。
⑥外觀光滑美觀;
⑦易塗布,生產效率高;
3.2 脫模劑性能的評價上面提到,脫模劑種類較多,正確合理使用脫模劑十分重要,在實際使用中,人們要求脫模劑具有優良的離模性、脫模性,操作時間要短,洗凈容易,對成品表面不留痕迹,經濟上要價廉物美,使用時要衛生、防火和安全,粘度不隨季節變化而變化,對模具和設備應無腐蝕和污染,在成型時不著色,無臭氣、不發粘等。下面就主要性能加以評述。
3.2.1 離模性工業脫模劑的研究雖然是必要的,但是由於難以得到科學的定量測定結果,所以幾乎沒有脫模劑的研究報告。若盡考慮脫模性和降低表面能,那是容易解決的,這是物質化學結構及其相關的問題。首先,重要的是要形成均勻的脫模劑保護膜,由於蠟的溶液分散性好,所以沒有立即結晶,待溶劑蒸發後,瞬間形成均勻的保護膜。脫模劑要商品化,還會產生各種各樣的其它問題。
脫模劑技術難題的解決,僅在研究室試驗良好是不行的,要有半年時間的現場試驗才能得出結論。開始作為商品的脫模劑要達到較好的質量是較困難的。因為在研究室試驗效果良好,而在現場試驗時,儘管開始數次脫模良好,但一段時間以後,就會產生肉眼看不見的小粘接點,以此為核心逐漸擴大,多數情況最終造成不能脫模。究竟多長時間產生不能脫模的現象,在研究室階段是難以判定的。就以聚氨酯材料的多次固化,經一段時間後,會污染整個模具,影響了模具的精確度。
方川潤滑科技研製的脫模劑有多款型號,適用於不同金屬。以下為大家推薦的是WGN-A1304壓鑄脫模劑,為無硅型,是由多種油脂,經過分散乳化和自製型的添加劑等配製而成,具有良好的潤滑,脫模效果。
產品特性
1、高溫潤濕性,潤滑性皆好,分型脫模能力強,對深腔細長芯,多向軸芯投影面大等壓鑄模更具優越性。
2、噴塗後不產生堆積,成模均勻,產品表面結白光亮、精度高。
3、對模具與壓鑄件不起化學反應作用。
4、用量的波動不影響產品質量和脫模效果。
5、使用方便,可根據工程條件刷塗,噴塗均可;可用於自動化噴塗。
6、經國家環保局華南環科所測定使用過程不產生有害物質和氣體,不污染環境,不損害人體健康。
使用說明
稀釋時先將脫模劑按量置入容器,然後將自來水按稀釋倍數慢慢注入並變攪拌到成為均勻的乳液狀即可噴塗(用塗料噴槍塗於模腔上)或刷塗(用毛刷刷塗於壓模上)模具溫度在180-300度為最佳。
稀釋比參考值為1::8-100,可根據鑄件的大小和難易確定合適稀釋比一般是壓鑄大的、薄的和複雜鑄件時,離型(脫模)劑加水稀釋倍數要低,壓鑄小的簡單鑄件則加水稀釋倍數要高。如何確定恰當的稀釋倍數,必須先認真地進行試壓,以取得最佳數據。
本產品勿加入其它廠生產的離型(脫模)劑和酸鹼性物質,以防變質而影響使用效果。
歡迎諮詢全國諮詢電話:020-32050123/15817171571!
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