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脱模剂基础知识

脱模剂是一种介于模具和成品之间的功能性物质,是防止橡胶、塑料、弹性体或其他材料的模制品、层压制品等粘结到模具或其他板面,起易于脱离作用的一类加工助剂。由于注塑、挤出、压延、模压、层压等工艺的迅速发展,脱模剂的用量也大幅度地提高。
  特别是近年来,RIM(反应注射成型)工艺的应用,更加促进了脱模剂的发展。可用作脱模剂的物质很多,如金属皂、硬脂酸、油酸、有机亚磷酸、硅油、硅酮油、椰子油、植物油、白蜡、超细氟塑料粉末、含氟其它物质等。

通常我们说脱模剂多指外脱模剂,实际上是一种外润滑剂,涂刷在模具表面,脱模剂在模具表面形成一层光滑的,致密的薄膜,将模具与所加工的物料隔离开来。这层脱模剂薄膜必须能很好地与模具表面粘结,不易脱离与被破坏,但又不与制品发生任何反应与粘连,能把模制品很好脱落出来。近年来使用较多的外脱模剂多为能形成紧密牢固脱模薄膜的树脂类、聚硅氧烷类、石油产品类以及含氟聚合物等化合物。

相对外脱模剂,就有内脱模剂。内添加时,在脱模过程中,脱模剂可从内部析出,均匀地分布到塑料制品的表面,在模具和塑料制品之间形成一层润滑剂薄膜或蒸汽(协助脱模)。可作为内添加型脱模剂的典型物质有:金属皂和硬脂酸盐、油酸、有机亚磷酸酯、硅酮油和蜡。将外脱模剂和内添加型脱模剂作一比较,就会发现,内添加型脱模剂效果较好(模具不会结皮,还会减少模具清洗时间),可省去外用脱模剂涂敷所需之步骤(因此,使得加工过程更适于自动化),同时还可以消除由于不适当的使用,而使得模具造成损坏的任何可能性。
  建议使用外部脱模剂的人认为,使用内添加型脱模剂会留下过多的造成失误的漏洞(混入塑料中的脱模剂过多或过少,都会对其性能造成不利影响),当把这种脱模剂分散到塑料表面时,就会妨碍第二步的精加工。当然,还有这种可能性,为了获得价格和性能的最佳平衡,可将内添加型脱模剂和外用脱模剂混用。

 

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脱模剂种类
  1. 按用法分类:内脱模剂、外脱模剂;

2. 寿命分类:常规脱模剂、半永久脱模剂;

3. 按形态分类:溶剂型脱模剂、水性脱模剂、无溶剂型脱模剂、粉末脱模剂、膏状脱模剂

4. 按活性物质分类:
  ①硅系列——主要为硅氧烷化合物、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、硅脂、硅树脂、硅橡胶、硅橡胶甲苯溶液、
  ②蜡系列——植物、动物、合成石蜡;微晶石蜡;聚乙烯蜡等。
  ③氟系列——隔离性能最好,对模具污染小,但成本高聚四氟乙烯;氟树脂粉末;氟树脂涂料等

④表面活性剂系列——金属皂(阴离子性)、EOPO衍生物(非离子性)

⑤无机粉末系列——滑石、云母、陶土、白粘土等

⑥其它含掩蔽剂的含水脱模剂:用掩蔽剂固定水分子耐久型脱模剂:硅油+硅树脂体系,800次以上多层复合型脱模剂:卤代烃膜+聚乙烯脱模剂+聚乙烯醇脱模剂芳香族聚砜类脱模剂模具处理之脱模剂含卤聚醚类脱模剂:降低蒸气压,提高分解温度,不会引起带电接触羰烷基硅烷脱模剂。

理想的脱模剂大体应具备下述这些特征(脱模剂的特性):
  ①脱模性(润滑性)。形成均匀薄膜且形状复杂的成形物时,尺寸精确无误。
  ②脱模持续性好。
  ③成形物外观表面光滑美观,不因涂刷发粘的脱模剂而招致灰尘的粘着。
  ④二次加工性优越。当脱模剂转移到成形物时,对电镀、热压模、印刷、涂饰、粘合等加工物均无不良影响。
  ⑤易涂布性。
  ⑥耐热性。
  ⑦耐污染性。
  ⑧成形好,生产效率高。
  ⑨稳定性好。与配合剂及材料并用时,其物理、化学性能稳定。
  ⑩不燃性,低气味,低毒性。脱模剂是一种前途无量的新兴领域,预计今后的发展方向,不会局限于脱模范畴,非脱模型领域市场规模也有很大的开发潜力。例如,用来作为纤维粘着带等的背面处理剂、剥离纸、防粘剂(电线杆、电话箱、招牌、标志),防污染用(内、外壁涂饰、车辆、路障、路栏等)防止粘合剂周围的余粘。

 

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脱模剂的化学原理
  1.极性化学键与模具表面通过相互作用形成具有再生力的吸附型薄膜;
  2.聚硅氧烷中的硅氧键可视为弱偶极子(Si+-O-),当脱模剂在模具表面铺展成单子取向排列时,分子采取特有的伸展链构型;
  3.自由表面被烷基以密集堆积方式覆盖,脱模能力随烷基密度而递增;但当烷占有较大空间位阻时,伸展构型受到限制,脱模能力又会降低;
  4.脱模剂分子量大小和粘度也与脱模能力相关,分子量小时,铺展性好,但耐热能力差。 第3节 脱模剂的选择与评价 3.1脱模剂的选择常用的脱模剂有无机物、有机物以及高聚物三类。无机脱模剂,如滑石粉、云母粉以及陶土、白粘土等为主要组分配置的复合物,主要用作橡胶加工中胶片、半成品防粘用隔离剂。有机脱模剂包括脂肪酸皂(钾皂、钠皂、铵皂、锌皂等)、脂肪酸、石蜡、甘油、凡士林等。第三类脱模剂是高聚物,包括硅油、聚乙二醇、低分子量聚乙烯等,它们的脱模剂效率和热稳定性比有机物脱模剂好得多。脱模剂通常有粉状、半固体和液体之分,粉状和半固体可像蜡脂一样用毛刷或手涂于模具表面。液体可用喷雾或毛刷等工具涂于模具表面,从而形成隔离膜。液体脱模剂以喷涂为佳。国际工业发达国家多采用金属喷雾罐灌装的脱模剂。由于金属喷雾罐密封性能较好,可避免脱模剂氧化或混入杂质,能保证脱模剂出厂时的纯洁性。大型的注塑设备安装在室内,环境温度变化小,对喷雾脱模剂的使用无影响。但对模压成形的模具温度要予以考虑,要选热稳定性能好的脱模剂,一般要求脱模剂的热分解温度要高于成型的模具温度。不然会发生炭化结诟现象。高档制品和需要二次加工(如喷漆和印刷)要选用适合于二次加工的脱模剂。为防止环境污染,要选用不易燃烧,气味和毒性小的脱模剂。在脱模剂选用中,经济性是不可忽视的重要因素。质量差的脱模剂会使产品表面产生龟裂皱纹,影响产品外观和模具使用寿命,并带来环境污染。选择高质量的喷雾脱模剂,价格较高,但综合经济效益高。
  综上所述,脱模剂的选择要点是:
  ①脱模性优良,对于喷雾脱模剂表面张力应在17~23 N/m之间。
  ②具有耐热性,受热不发生炭化分解。
  ③化学性能稳定,不与成型产品发生化学反应。
  ④不影响塑料的二次加工性能。
  ⑤不腐蚀模具,不污染制品,气味和毒性小。
  ⑥外观光滑美观;
  ⑦易涂布,生产效率高;

脱模剂的选择、实验、评估

脱模剂的选择成形加工到另一模塑成形加工之间,存在许多的变数。这些变数是来自每个业者所用的不同的泡沫配方,各自的加工机器和制造技术。因此,从一般的资料很难选择适合的脱模剂,如加工类型、加工温度、和加工周期时间。至于如何确定那种脱模剂能提供适合脱体的功能,唯一可行的途径是经由评估程序或产品试验。

评估工作通常由三个阶段组成:第一阶段:推荐2至3种脱模剂供评估工作。至于这些产品的选择是基于业者所提供的资料。通常,这些产品将“有效用”亦即他们都能使得成形物离模。然而,在筛选阶段时,就要以建立推荐品的脱模容易度、产品表面的情况、及二次加工的适合性,如上胶、清洗、上漆,或着色等比较资料为目的。此筛选阶段有时可以在实验室里,或以一台标准的机器完成之。

第二阶段:那(那些)显示可提供最好的总体功能的产品,下一步骤,必须在生产线具有代表性的模具上试验。此阶段的长短。可随情况而改变,从2至3次的灌注(假如发生严重的粘模现象)至最少2个8小时的轮班值勤时间。在不妨碍全线生产的情况下,在有限的生产线试验,对于保证筛选时的判定及确定脱模剂与实际生产条件的适合性是有必要的。第二阶段亦可当作脱模剂正式使用的训练时期,包括喷涂的次数、技巧、和方式。

第三阶段:假如此产品一直表现良好,将进入量产试验。在量产试验时,脱模剂将用于所有的模具,为期最少一星期,而不需额外的监督注意其状态。量产试验完成后,此脱模剂的优点就可以真实的衡量;而产品改良的原则,它的处置方法、和制法,如有必要时,将被建议以达到其最高功能。脱模剂的生产应用当一种新的脱模剂已证实对生产线能提供最好的总体功能时,它的模具上的处理方法及应用需受控制,使用时一致性是相当重要的。

评定任何脱模剂,有一项重要的准则,就是积垢因素。此乃在进行量产试验时,通常能在最早时候判决的现象。此现象通常不是很明显,直到扩大生产使用后才显现。经适当选择的产品,在模具内产生积垢现象,通常是由于过度使用的结果。简单的说就是所使用的脱模剂多过于离模所需的脱模剂。脱模剂使用的方法是所要模拟的第一个因素。不论是用自动的喷涂系统或以人用毛刷刷试。其目的是要确知保证能重复脱模的使用量,(最少的需要量,加上助益因素)。暂且不论过度使用的经济观点,和从模具上去除积垢的成本。过度使用能造成模塑成形物表面特性的缺陷,和增加成形物清洗上的麻烦。

使用上的第二个管制是稀释。一种脱模剂与另一种脱模剂之固形物含量与它们的功能之间,通常没有直接的关系。有时业者会举例说明一些有关固形物含量和要求有关固形物的资料,然后做所希望的功能上的比较判断。如此之判断不过是一种投机。业者应该用最少量的脱模剂(及固形物)以达到最高的总体功能。

 

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溶剂载体 / 稀释液 /模具清理

有关溶剂的产品,我们建议使用下列一般的溶剂:脂肪族石油溶剂,闪点39℃;沸腾范围 154℃—177℃。 当更快速挥发的载体显得重要时,应考虑其它的溶剂。这包括石油醚(低闪点),二氯甲烷、或1,1,1-三氯乙烷。在选择最适于使用的溶剂系统之前,所有的安全性、毒性、可燃性及处置特性都要小心地考虑,这点非常重要。在选择溶剂载体时,我们欢迎您与我们互相讨论。

在清洗模具积垢时,载体溶剂可以和海棉、布及细钢毛一起使用。更积极的模具清洗者,往往使得工作更容易进行。但是,有时需要使用刮泥器时,不得清除至模具基部或调整的脱模剂薄膜,以至于露出模具表面。在一些较热的加工制程上,积垢往往是由聚氨脂和脱模剂混合而成的,此类的积垢显现了聚酯涂料所有的坚硬、抗机械及抗化学等特性。一般,这种积垢最好采用专有的清洗剂。

脱模剂载体通常是有挥发性的,所以脱模剂要储存在较凉的地方(16-32℃),且容器封口必须紧密,以防溶剂挥发散失。

欢迎来电来函与我司讨论脱模剂的相关知识。(天津市希望环保科技发展有限公司)




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