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塑胶模具中脱模剂的工作原理与应用

时间:2017-05-10 17:46 来源:未知 作者:Aimuju 阅读:
在橡胶、塑料制造工业中,成型制造塑胶产品时,为便于脱模、提高效率、延长模具寿命,同时为使产品表面光滑、尺寸合格、减少废品,需要使用脱模剂。
脱模剂分为外涂型和内加型2大类:
(1)外涂型脱模剂,是喷涂在模具表面,用来防止产品与模具的粘接;
(2)内加型脱模剂,是配入成型物料中的一类物质,在硫化成型过程中,它迁移到产品表面,从而起到了与模具隔离的作用。
一.脱模历程
在模具表面喷涂脱模剂之后,硫化成型时的实际界面如图1。在图1中,胶料与脱模剂的接触面为A面,脱模剂面为B面,脱模剂与模具的接触面为C面;脱模剂层为凝聚层。脱模时,当在A面和C面剥离时,称为界面剥离;而在B面剥离时,叫做凝聚层破坏。

1.脱模剂的转移率
脱模剂的转移率,是指脱模剂在脱模过程中转移到成型产品上的百分率。由图2看出:
(1)由A面剥离脱模,脱模剂不转移;
(2)由A面剥离及B面凝聚层破坏脱模,脱模剂发生少量转移(约22%);
(3)只因凝聚层的破坏而脱模,脱模剂转移较多(约44%-70%);
(4)由B、C面剥离及凝聚层的破坏而脱模,引起大量脱模剂转移(约93%);
(5)成型物与脱模剂接触,发生混和、粘接。当勉强脱模时,就会使部分成型物(产品)的表面、界面破坏而脱模。
通常使用的脱模剂,要求在B面或A、B面剥离脱模。由凝聚层引起的脱模,其脱模效果最好。

2.脱模剂的表面张力
脱模剂的隔离性取决于其表面性质,而表面不湿润性物质的物性值是根据其临界表面张力(Rc)的概念得出的。
Rc的测定方法是:在被测物质的表面上滴上表面张力不同的几种物质的液滴,测出它们的接触角θ(如图3)。用被测物质的表面张力与其接触角θ的余弦值cosθ作图,得一直线(如图4),延长这条直线和纵坐标相交,其交点对应的横坐标值,就是被测物质的表面张力值,也叫该物质的临界表面张力Rc。
这个值有表示:当物质表面上液体表面张力rL大于物质的临界表面张力Rc时,液体不湿润物质的表面;当rL<Rc时,液体就会湿润物质的表面。因此,临界表面张力小的物质作脱模剂,是隔离性最好的脱模剂。
二.国内常用脱模剂
1.氟系脱模剂
有机氟化物是最佳的脱模剂,隔离性能好,对模具污染小,但价格较高。品种主要有:
(1)聚四氟乙烯(相对分子质量1800);
(2)氟树脂粉末(低分子PTFE);
(3)氟树脂涂料(PTFE,FEP,PFA)。
2.硅系脱模剂
硅氧烷化合物、硅油、硅树脂,是一种隔离性较好的脱模剂,对模具污染小,主要用于天然橡胶、塑料和丁基橡胶的模型制品。只要涂1次,可进行5-10次脱模。主要品种有:
(1)甲基支链硅油(128号硅油),直接用于脱模。
(2)甲基硅油。将粘度300-1000cp的甲基硅油溶于汽油(或甲苯、二甲苯、二氯乙烷)中,配成0.5%-2%硅油溶液,适用于橡胶、塑料模型制品脱模。
(3)乳化甲基硅油。配成含硅油35%-40%的水乳液(需加乳化剂,如吐温20、平平加或聚乙烯醇,用量约为含硅油量的2%)。然后加水稀释到含硅油0.1%-5%,喷涂到模具上,经加热除去水分,使硅油沉附于模腔表面上。适用于各种橡胶和塑料制品
(4)含氢甲基硅油。选用粘度5-50cp的202#或821#硅油30份、酞酸正丁酯4份、溶剂汽油300份配成溶液,喷到150℃热模具腔内。宜作内胎脱模剂。
(5)295#硅脂。用甲苯或松香水等溶剂稀释调匀后,喷涂于模具腔内。适用于橡胶、塑料层压板等制品。
(6)有机硅树脂:将1#或2#硅树脂溶于甲苯中,配成3%-9%溶液,适用于橡胶制品。
(7)硅橡胶:将甲基(或甲基乙烯基)硅橡胶配成10%汽油溶液存放,使用时再以1∶28的比例用汽油稀释、混匀。适用于运输带制品的脱模。
(8)硅橡胶甲苯溶液。将硅橡胶溶于甲苯中配成1%-2%溶液。适用于橡胶、聚乙烯、聚苯乙烯制品的脱模。
3.蜡(油)系脱模剂
蜡油系列脱模剂特点是:价格低廉,粘敷性能好,缺点是污染模具。
其主要品种有:
(1)工业用凡士林,直接用作脱模剂。
(2)石蜡,直接用作脱模剂。
(3)磺化植物油,直接用作脱模剂。
(4)印染油(土耳其红油、太古油),在100份沸水中加0.9-2份印染油制成的乳液,比肥皂水脱模效果好。
(5)聚乙烯蜡(相对分子质量1500-2500)。将聚乙烯与一定比例的乳化剂混匀,宜作橡胶制品的脱模剂。
(6)聚乙二醇(相对分子质量200-1500),直接用于橡胶制品的脱模。
4.界面活性剂系脱模剂
界面活性剂脱模剂特点是隔离性能好,但对模具有污染。主要有以下几类:
(1)肥皂水。用肥皂配成一定量浓度的水溶液,可作模具的润滑剂,也可作为胶管的脱芯剂。
(2)油酸钠。将22份油酸与100份水混合,加热至近沸,再把3份苛性钠慢慢加入,并搅拌至皂化,控制pH值为7-9。使用时按1∶1的水稀释。用作外胎硫化脱模时,需在200份上述溶液中加入2份甘油。
(3)甘油。可直接用作脱模剂或水胎润滑剂。
(4)脂肪酸铝溶液。将脂肪铝溶于二氯乙烷中配成1%溶液。适用于聚氨酯制品,涂1次,可重复用多次,脱模效果好。
(5)硬脂酸锌是透明塑料制品的脱模剂。
5.其它
(1)聚乙烯醇。配方为聚乙烯醇5份,酒精35份,洗衣粉1份;配制工艺为用部分水将聚乙烯醇溶解(加热60℃-70℃),然后加足水,充分搅拌,再加入酒精及溶解好的洗衣粉,混合至白色析出物溶完即可。适用于不饱和聚酯与环氧树脂成型品的脱模。
(2)聚丙烯酰胺:配方、配制工艺和应用同(1)。
(3)醋酸纤维素、聚苯乙烯的有机溶剂溶液也可用脱模剂。
(4)含掩蔽剂的水性脱模剂。配方:微晶蜡2.7份,聚硅氧烷2.0份,稠矿脂7.88份,杀菌剂0.1份,脂肪醇加成物1.5份,壬基酚EO加成物0.4份,脂肪醇与聚乙二醇醚混合物0.32份,水84.73份。先将二分之一的水加热至95℃,在搅拌下陆续加入上述各组分,并加入相应的乳化剂。宜作聚氨酯制品的脱模剂。
(5)多层复合型脱模剂。底层为短链四氟乙烯调聚物;第2层为聚乙烯;第3层为聚乙烯醇。长期使用底层有损坏应及时更新;第2,3层需经常更新。适宜于聚氨酯超微孔制品的脱模。

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