脱模剂及其作用机理

硅有机物
Pu ,Eu
美
B - 239 烷基磺酸钠
蜡类 烷基磺酸钠
CR , EPDM , 俄 SBR ,NBR ,IR
SBR , NBR , 俄 IR ,CR , EPDM
氟系
含氟聚酯
各种橡胶
美
环氧大豆油 环氧大豆油 各种橡胶
美
PAT Ru55p B - 238
聚乙烯醇
Aflax - 54
———
各种橡胶制 品
各种橡胶制 品
wk.baidu.com
美 Megee Indus2 tries 公司
日 DK公司
пестилCM N222
氟烃在三氯 氟胺基甲酸 乙酯中的分 散体
硅橡胶
———
橡 胶 海 绵 橡 美 T/ V 公司 胶胶鞋制品
Dinamar FC ——— 5153
适用对象 产 地
各 种 橡 胶 制 美 TSE 公司 品
第 23 卷 第 4 期 2002 年 7 月
特种橡胶制品
Special Purpose Rubber Products
Vol. 23 No. 4 July 2002
脱模剂及其作用机理
李 昂
(西北橡胶塑料研究设计院 ,陕西 咸阳 712023)
摘 要 :介绍了脱模剂的作用机理与脱模剂的类型 。 关键词 :脱模剂 ;作用机理 ;类型 中图分类号 :TQ330138 + 7 文献标识码 :A 文章编号 :1005 - 4030 (2002) 04 - 0026 - 03
烯烃磺酸钠 012 % ～ 2 % 水分散液 ———
SBR 制品 橡胶制品
德 Henkel 公司 英
88N E - 91 MP - 75
十二烷基磺 酸三乙醇胺 , 多元醇 ———
硅橡胶 ,氟橡 美 Lord 公司 胶塑料
冷 模 、除 氟 、 德 Henkel 公司 硅橡胶外 ,一 切热模橡胶 制品
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2002 年 李 昂 脱模剂及其作用机理
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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 。
各 种 橡 胶 制 俄 品 橡 胶 、织 物 、 美 T/ V 公司 金属复合材 料制品 硅橡胶 ,硅氟 美 3M 公司 橡胶
Relis 38 88
C12 - C20 Eesymould 20
———
阻燃 ,一次涂 美 Lord 公司 敷多次用
Outright
———
冷 模 、除 氟 、 德 Henkel 公司 硅橡胶外 ,一 切热模橡胶 制品
(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 。
(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 011 %～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 # ,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 。
(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 ] 。 213 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 :
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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 2 面剥离脱模 。由凝聚层引起的脱模 ,其 脱模效果最好 。
2002 年 李 昂 脱模剂及其作用机理
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214 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 ,
212 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 300～1 000cp 的甲基硅 油溶于汽油 (或甲苯 、二甲苯 、二氯乙烷) 中 ,配成 015 %～2 %硅油溶液 。适用于橡胶 、塑料模型制 品脱模 。
———
氟橡胶 ,乙丙 美 chem Tren 公
橡胶
司
———
橡胶制品
英
Sippiolc
烷基磺酸钠 硅橡胶等
德 Henkel 公司
内加型脱模剂
DinamarppA - 790
———
各种橡胶
美
硬脂酸锌
用量 011 %～ 各种橡胶
美
20 % 硬 脂 酸
锌
聚硅氧烷
聚硅氧烷
各种橡胶
日
Q2 - 7119
40 42 45
2 国内常用脱模剂[2]
211 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 1 800) ; (2) 氟树脂粉末 (低分子 PTFE) ; (3) 氟树脂涂料 ( PTFE ,FEP ,PFA) 。
沸水中加 019～2 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 1 500～2 500) 。 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 200～1 500) ,直 接用于橡胶制品的脱模 。
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在橡胶 、塑料制造工业中 ,制造模型产品时 , 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 。脱模剂分外涂和内加型 2 大类 。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 ,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 。本文仅就脱模剂的作 用机理与脱模剂的类型作简要介绍 。
113 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
1 脱模剂的作用机理[1]
111 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 。
| 氯化碳表面 —CHCl —CH2 — —CCl2 —CH2 —
= CCl2 硝基化合物表面 —CH2ONO2 (结晶) —CH(NO2) 2 (单分子膜) —CH2NO2 (结晶)
临界表面张力 ×10 - 7 ,N/ m
6 15 17 18 22 25 28
20～22 22～24
31 35
39 40 43
28
特种橡胶制品
第 23 卷 第 4 期
名称牌号 外涂型脱模剂 RC7
Melube 1806 含氟聚乙烯
N2246
主要成分
氟烃
聚四氟乙烯 全氟烷基 112 环氧丙烷 ,硅 油 ———
适用对象
表 2 国外常用脱模剂
产 地
名称牌号
主要成分
各 种 成 型 方 美 Releasomers M7 法 任 意 构 型 公司 模具
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[4] 。 (5) 硬脂酸锌是透明塑料制品的脱模剂 。 215 其他 (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[3 ] 。 (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[3 ] 。 (4) 含掩蔽剂的水性脱模剂 。配方 : 微晶蜡 217 份 ,聚硅氧烷 210 份 ,稠矿脂 7188 份 ,杀菌剂 011 份 ,脂肪醇加成物 115 份 ,壬基酚 EO 加成物 014 份 ,脂肪醇与聚乙二醇醚混合物 0132 份 ,水 84173 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[4] 。 (5) 耐久性脱模剂。在 200ml 混合溶剂 (二甲 苯∶乙苯∶乙烷 ∶甲苯 = 82∶16∶5∶1) 中 ,加入 Me3SiCl 116 ,Si (OEt ) 4 110 ,水 1912mol ,在 25 ℃～40 ℃搅拌 1h ,得到硅氧烷树脂溶液。再将此溶液 15 ,二甲基 硅氧烷 (粘度 200Pa·s) 66 ,混合溶剂 19 混合。以二 氯甲烷配成 4 %～10 %溶液。宜作聚氨酯泡沫制品
图 3 在物质表面滴上液滴时的接触角
图 4 聚四氟乙烯( PTFE) 的临界表面张力
表 1 中是一些物质的临界表面张力 ,这些数 据也证明氟化物是隔离性最好的脱模剂 。
表 1 物质的临界表面张力
物 质
氟化碳表面
- CF3
- CF2 —CF2 —+ —CF3 —CF2 —CF2 — —CF2 —CHF — —CF2 —CH2 — —CHF —CH2 — 碳化氢表面 —CH2 —(结晶) —CH2 —(单分子膜) —CH2 —CH2 — —CH —
图 2 脱模剂转移率与隔离性的关系
图 1 脱模示意图
112 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
收稿日期 :2001 - 12 - 01
EPDM
法
蜡类
SBR , NBR , 俄 IR ,CR ,EPDM
015 % ～ 1 % SBR , NBR , 俄
溶液
IR ,CR ,EPDM
———
CHR ,FPM
德
(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