塑膠模具中脫模劑的工作原理與應(yīng)用
在橡膠、塑料制造工業(yè)中，成型制造塑膠產(chǎn)品時(shí)，為便于脫模、提高效率、延長(zhǎng)模具壽命，同時(shí)為使產(chǎn)品表面光滑、尺寸合格、減少?gòu)U品，需要使用脫模劑。脫模劑分為外涂型和內(nèi)加型2大類：（1）外涂型脫模劑，是噴涂在模具表面，用來(lái)防止產(chǎn)品與模具的粘接；（2）內(nèi)加型脫模劑，是配入成型物料中的一類物質(zhì)，在硫化成型過(guò)程中，它遷移到產(chǎn)品表面，從而起到了與模具隔離的作用。一.脫模歷程在模具表面噴涂脫模劑之后，硫化成型時(shí)的實(shí)際界面如圖1。在圖1中，膠料與脫模劑的接觸面為A面，脫模劑面為B面，脫模劑與模具的接觸面為C面；脫模劑層為凝聚層。脫模時(shí)，當(dāng)在A面和C面剝離時(shí)，稱為界面剝離；而在B面剝離時(shí)，叫做凝聚層破壞。1.脫模劑的轉(zhuǎn)移率脫模劑的轉(zhuǎn)移率，是指脫模劑在脫模過(guò)程中轉(zhuǎn)移到成型產(chǎn)品上的百分率。由圖2看出：（1）由A面剝離脫模，脫模劑不轉(zhuǎn)移；（2）由A面剝離及B面凝聚層破壞脫模，脫模劑發(fā)生少量轉(zhuǎn)移（約22%）；（3）只因凝聚層的破壞而脫模，脫模劑轉(zhuǎn)移較多（約44%-70%）；（4）由B、C面剝離及凝聚層的破壞而脫模，引起大量脫模劑轉(zhuǎn)移（約93%）；（5）成型物與脫模劑接觸，發(fā)生混和、粘接。當(dāng)勉強(qiáng)脫模時(shí)，就會(huì)使部分成型物（產(chǎn)品）的表面、界面破壞而脫模。通常使用的脫模劑，要求在B面或A、B面剝離脫模。由凝聚層引起的脫模，其脫模效果最好。2.脫模劑的表面張力脫模劑的隔離性取決于其表面性質(zhì)，而表面不濕潤(rùn)性物質(zhì)的物性值是根據(jù)其臨界表面張力（Rc）的概念得出的。Rc的測(cè)定方法是：在被測(cè)物質(zhì)的表面上滴上表面張力不同的幾種物質(zhì)的液滴，測(cè)出它們的接觸角θ（如圖3）。用被測(cè)物質(zhì)的表面張力與其接觸角θ的余弦值cosθ作圖，得一直線（如圖4），延長(zhǎng)這條直線和縱坐標(biāo)相交，其交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)值，就是被測(cè)物質(zhì)的表面張力值，也叫該物質(zhì)的臨界表面張力Rc。這個(gè)值有表示：當(dāng)物質(zhì)表面上液體表面張力rL大于物質(zhì)的臨界表面張力Rc時(shí)，液體不濕潤(rùn)物質(zhì)的表面；當(dāng)rL<Rc時(shí)，液體就會(huì)濕潤(rùn)物質(zhì)的表面。因此，臨界表面張力小的物質(zhì)作脫模劑，是隔離性最好的脫模劑。二.國(guó)內(nèi)常用脫模劑1.氟系脫模劑有機(jī)氟化物是最佳的脫模劑，隔離性能好，對(duì)模具污染小，但價(jià)格較高。品種主要有：（1）聚四氟乙烯（相對(duì)分子質(zhì)量1800）；（2）氟樹脂粉末（低分子PTFE）；（3）氟樹脂涂料（PTFE，F(xiàn)EP，PFA）。2.硅系脫模劑硅氧烷化合物、硅油、硅樹脂，是一種隔離性較好的脫模劑，對(duì)模具污染小，主要用于天然橡膠、塑料和丁基橡膠的模型制品。只要涂1次，可進(jìn)行5-10次脫模。主要品種有：（1）甲基支鏈硅油（128號(hào)硅油），直接用于脫模。（2）甲基硅油。將粘度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，適用于橡膠、塑料模型制品脫模。（3）乳化甲基硅油。配成含硅油35%-40%的水乳液（需加乳化劑，如吐溫20、平平加或聚乙烯醇，用量約為含硅油量的2%）。然后加水稀釋到含硅油0.1%-5%，噴涂到模具上，經(jīng)加熱除去水分，使硅油沉附于模腔表面上。適用于各種橡膠和塑料制品。（4）含氫甲基硅油。選用粘度5-50cp的202#或821#硅油30份、酞酸正丁酯4份、溶劑汽油300份配成溶液，噴到150℃熱模具腔內(nèi)。宜作內(nèi)胎脫模劑。（5）295#硅脂。用甲苯或松香水等溶劑稀釋調(diào)勻后，噴涂于模具腔內(nèi)。適用于橡膠、塑料層壓板等制品。（6）有機(jī)硅樹脂：將1#或2#硅樹脂溶于甲苯中，配成3%-9%溶液，適用于橡膠制品。（7）硅橡膠：將甲基（或甲基乙烯基）硅橡膠配成10%汽油溶液存放，使用時(shí)再以1∶28的比例用汽油稀釋、混勻。適用于運(yùn)輸帶制品的脫模。（8）硅橡膠甲苯溶液。將硅橡膠溶于甲苯中配成1%-2%溶液。適用于橡膠、聚乙烯、聚苯乙烯制品的脫模。3.蠟（油）系脫模劑蠟油系列脫模劑特點(diǎn)是：價(jià)格低廉，粘敷性能好，缺點(diǎn)是污染模具。其主要品種有：（1）工業(yè)用凡士林，直接用作脫模劑。（2）石蠟，直接用作脫模劑。（3）磺化植物油，直接用作脫模劑。（4）印染油（土耳其紅油、太古油），在100份沸水中加0.9-2份印染油制成的乳液，比肥皂水脫模效果好。（5）聚乙烯蠟（相對(duì)分子質(zhì)量1500-2500）。將聚乙烯與一定比例的乳化劑混勻，宜作橡膠制品的脫模劑。（6）聚乙二醇（相對(duì)分子質(zhì)量200-1500），直接用于橡膠制品的脫模。4.界面活性劑系脫模劑界面活性劑脫模劑特點(diǎn)是隔離性能好，但對(duì)模具有污染。主要有以下幾類：（1）肥皂水。用肥皂配成一定量濃度的水溶液，可作模具的潤(rùn)滑劑，也可作為膠管的脫芯劑。（2）油酸鈉。將22份油酸與100份水混合，加熱至近沸，再把3份苛性鈉慢慢加入，并攪拌至皂化，控制pH值為7-9。使用時(shí)按1∶1的水稀釋。用作外胎硫化脫模時(shí)，需在200份上述溶液中加入2份甘油。（3）甘油?？芍苯佑米髅撃┗蛩?rùn)滑劑。（4）脂肪酸鋁溶液。將脂肪鋁溶于二氯乙烷中配成1%溶液。適用于聚氨酯制品，涂1次，可重復(fù)用多次，脫模效果好。（5）硬脂酸鋅是透明塑料制品的脫模劑。5.其它（1）聚乙烯醇。配方為聚乙烯醇5份，酒精35份，洗衣粉1份；配制工藝為用部分水將聚乙烯醇溶解（加熱60℃-70℃），然后加足水，充分?jǐn)嚢?，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。適用于不飽和聚酯與環(huán)氧樹脂成型品的脫模。（2）聚丙烯酰胺：配方、配制工藝和應(yīng)用同（1）。（3）醋酸纖維素、聚苯乙烯的有機(jī)溶劑溶液也可用脫模劑。（4）含掩蔽劑的水性脫模劑。配方：微晶蠟2.7份，聚硅氧烷2.0份，稠礦脂7.88份，殺菌劑0.1份，脂肪醇加成物1.5份，壬基酚EO加成物0.4份，脂肪醇與聚乙二醇醚混合物0.32份，水84.73份。先將二分之一的水加熱至95℃，在攪拌下陸續(xù)加入上述各組分，并加入相應(yīng)的乳化劑。宜作聚氨酯制品的脫模劑。（5）多層復(fù)合型脫模劑。底層為短鏈四氟乙烯調(diào)聚物；第2層為聚乙烯；第3層為聚乙烯醇。長(zhǎng)期使用底層有損壞應(yīng)及時(shí)更新；第2，3層需經(jīng)常更新。適宜于聚氨酯超微孔制品的脫模。
內(nèi)加型脫模劑（1）硬脂酸鋅、硬脂酸銨、石蠟等宜作內(nèi)加型脫模劑。（2）模得麗935P脫模劑，直接加入膠料中使用。三.脫模劑使用方法及注意事項(xiàng)1.在噴涂脫模劑之前，應(yīng)將模具清洗凈，不得有鐵銹、油污、炭粒和有機(jī)物等雜質(zhì)存在，否則，會(huì)降低脫模效果。2.配制脫模劑用水應(yīng)是純水（離子交換水或蒸餾水），不得用自來(lái)水。3.脫模劑量濃度不能太高，涂層不要太厚。4.根據(jù)成型聚合物的種類，選用適宜的脫模劑，效果更好。5.使用時(shí)，要分清外涂型、內(nèi)加型，一次性、多次性及半永久性的脫模劑，應(yīng)采用不同的應(yīng)用工藝。
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