離型劑是為防止成型的復(fù)合材料制品在模具上粘著,而在制品與模具之間施加一類(lèi)隔離膜,以便制品很容易從模具中脫出,同時(shí)保證制品表面質(zhì)量和模具完好無(wú)損。離型劑分為內(nèi)部潤(rùn)滑性和外部潤(rùn)滑性兩類(lèi)。前者主要是提高聚合物分子本身的潤(rùn)滑性,它要求與樹(shù)脂聚合物有一定程度的親和性或相溶性。后者是提高模具與聚合物之間的潤(rùn)滑性。
簡(jiǎn)介
高分子材料橡膠、塑料、食品等加工成型時(shí),離型性的好壞,直接影響到制品的質(zhì)量和加工操作。
離型劑大致分為添加于樹(shù)脂內(nèi)的內(nèi)部離型劑和使用噴霧的外部離型劑。通常,樹(shù)脂制造廠、混煉料制造廠向樹(shù)脂內(nèi)添加脂肪酸醋、脂肪酸金屬鹽、有機(jī)硅樹(shù)脂等作為內(nèi)部離型劑。作為外部離型劑,擠出成型工廠采用噴霧型離型劑或模具表面處理的離型劑。近年開(kāi)發(fā)的模具表面處理用的離型劑尚存在某些缺點(diǎn),將必然逐步受到克服。
眾所周知,噴霧式離型劑使用氟利昂氣體作噴霧推進(jìn)劑。里昂有破壞大氣臭氧層的問(wèn)題。由于臭氧層受到破壞,有害的紫外線直接到達(dá)地面。這種有害的紫外線,在人的皮膚受到過(guò)多曝曬時(shí),發(fā)生皮膚癌的可能性很高。現(xiàn)在計(jì)照強(qiáng)的澳大利亞,證明居民皮膚痛發(fā)病率明顯高于其他大陸。因此,國(guó)際上一致要求在公元2000年前停止使用破壞大氣臭氧層的氟里昂氣體。一些廠家正在努力開(kāi)發(fā)氟里昂氣體的代用品。有的廠家使用石油裂解產(chǎn)物無(wú)臭丙丁烷來(lái)代替使用,價(jià)格比較低廉,但生產(chǎn)者和使用者都必須十分注意防火安全。
無(wú)論是外部離型劑抑或是內(nèi)部離型劑,用量的消耗是不經(jīng)濟(jì)的。為了使離型劑具有半永久性的離型效能,則需要認(rèn)真研究。
在高分子林料加工成型時(shí),制品從模具中光滑順利地取出,就是離型劑起到作用。制品是否容易從模具中取出至關(guān)重妥。規(guī)定模具的拔模斜度,模具固定和成型條件,左右到離型效果,是必須解決的主要因素。
作為成型條件的離型性,在離型時(shí),主要是減低制品的負(fù)荷及所受到的應(yīng)力,減少殘余應(yīng)力、變形、龜裂、自化等損害品質(zhì)的行為,此外,成型溫度,擠出壓力分散的容許度,使用的材料等,都與成型設(shè)計(jì)有關(guān)。
離型理論
外部離型劑主要是增大高分子材料熔融混合物的表面流動(dòng)性,降低混合物對(duì)金屬的粘附力,從而防止混合物粘附在加工設(shè)備的金屬部件上,使制品容易脫模。如硬脂精鋅酸,是脂肪酸金屬鹽類(lèi),是具有極性小的碳?xì)浠衔铮米麟x型劑,在模具與塑料之間形成脂肪酸金屬鹽的層狀結(jié)構(gòu)。脂肪酸金屬鹽類(lèi)的結(jié)晶表面,形成凝集能量少的脂肪酸規(guī)整表面。這就是離型效果的重要因素。在物理化學(xué)上,極性小的化合物,凝集能量小,離型效果好。
石蠟類(lèi)、聚乙烯類(lèi)、有機(jī)硅化物類(lèi)、氛類(lèi)離型劑都具有離型效果。
分類(lèi)
常用的離型劑主要有以下幾類(lèi):
(1)按離型劑的使用方式不同有外離型劑及內(nèi)離型劑之分。外離型劑是直接將離型劑涂敷在模具上;內(nèi)離型劑是一些熔點(diǎn)比普通模制溫度稍低的化合物,在加熱成型工藝中將其加入樹(shù)脂中,它與液態(tài)樹(shù)脂相容,但與固化樹(shù)脂不相容,在一定加工溫度條件下,從樹(shù)脂基體滲出,在模具和制品之間形成一層隔離膜。
(2)按離型劑的狀態(tài)不同有薄膜型(主要有聚、聚乙烯、聚氯乙稀、玻璃紙、氟塑料薄膜)、溶液型(主要有烴類(lèi)、醇類(lèi)、羧酸及羧酸酯、羧酸的金屬鹽、、酰胺和鹵代烴)、膏狀及蠟狀(包括硅酯、HK-50耐熱油膏、汽缸油、汽油與瀝青的溶液及蠟型)脫模劑。其中蠟型離型劑是應(yīng)用最廣泛的一類(lèi)離型劑,價(jià)格便宜、使用方便、無(wú)毒、脫模效果好,缺點(diǎn)是會(huì)使制品表面沾油污,影響表面上漆,漏涂時(shí)會(huì)使脫模困難。對(duì)于成型形狀復(fù)雜的大型制品常與溶液型離型劑復(fù)合使用。
(3)按離型劑的組合情況有單一型和復(fù)合型離型劑(包括組分復(fù)合和使用方式上的復(fù)合)。
(4)按離型劑的使用溫度有常溫型和高溫型離型劑,如常溫蠟、高溫蠟及硬脂酸鹽類(lèi)。
(5)按其化學(xué)組成有無(wú)機(jī)化合物離型劑(如滑石、高嶺土等)和有機(jī)離型劑。
(6)按其復(fù)用次數(shù)有一次性離型劑和多次性離型劑。
由于環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)其它材料粘接力極佳,所以當(dāng)需使用模具使環(huán)氧樹(shù)脂成型時(shí)都會(huì)遇到離型劑的問(wèn)題。為了把已固化的制品順利地從模具上取下來(lái),必須在模具的工作面上涂脫模劑。一方面可以使環(huán)氧樹(shù)脂制品表面光潔,另一方面保護(hù)模具不受損壞。
因而對(duì)它的選擇很重要,對(duì)離型劑一般要求如下:使用方便、干燥時(shí)間短;操作安全、無(wú)毒;均勻光滑,成膜性好;對(duì)模具無(wú)腐蝕,對(duì)樹(shù)脂固化無(wú)影響;對(duì)樹(shù)脂的粘附力低;配制容易、價(jià)格便宜。
事實(shí)上要完全滿足以上各點(diǎn)要求是很難做到,只能根據(jù)具體情況和條件予以選擇。常用的外部潤(rùn)滑性離型劑有以下幾類(lèi):
一、薄膜類(lèi):如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀、聚酯薄膜等塑料膜。這種塑料膜離型劑使用簡(jiǎn)便,防粘性好。但缺點(diǎn)是鋪設(shè)性差,一般用于幾何形狀簡(jiǎn)單的制品。
二、溶液類(lèi):常用的有聚乙烯醇、硅油、硅脂、液體或乳化石臘等。如硅脂與甲苯溶液做成的離型劑,成膜性好、脫模效果好,可在180℃左右的溫度下使用。其缺點(diǎn)是模具在涂上硅酯溶液后要在200℃左右烘烤,否則不易成膜。一般用于高溫成型的金屬模具。還有在金屬模具上噴涂懸浮聚四氟乙烯或聚全氟乙丙烯,但此法價(jià)格高,且需燒結(jié)處理。
三、油膏、石臘、硬脂酸類(lèi):但使用不方便,不易涂布均勻,影響脫膜效果。它又分四類(lèi):臘直接熔化后的成型品;乳化品;與其它物質(zhì)調(diào)配后成型物;經(jīng)化學(xué)反應(yīng)的成品。
造紙離型劑
制法:石蠟、油酸、三乙醇胺加熱熔化,加入表面活性劑水溶液乳化而成。
流程說(shuō)明:將石蠟、油酸、三乙醇胺加到聚合反應(yīng)釜,升溫至140~180℃攪拌反應(yīng)3小時(shí),然后降溫至80~95℃,加入氨水、氫氧化鈉,在此溫度反應(yīng)1小時(shí)備用。
表面活性劑加到調(diào)合反應(yīng)釜,加規(guī)定量的水,升溫至70~80℃,攪拌10分鐘,再加入上述反應(yīng)物,充分?jǐn)嚢枵{(diào)合,即生成乳白色乳液。冷卻,出料。
性質(zhì):屬陰離子性,具有良好的乳化和分散性。
用途:作為涂布前聚乙烯醇施膠液的離型劑,防止聚乙烯醇的粘和對(duì)輥筒的腐蝕,也適用于白紙板涂布前原紙的正面施膠,以提高原紙的憎液性和光澤度。
離型劑發(fā)展動(dòng)向
離型劑逐步發(fā)展為被含氟離型所代替,特別是在外部離型劑方面有明顯的傾向。以含氟化合物溶液形成很薄的離型層,在模腔內(nèi)滯留少,具有不粘著性、優(yōu)越的離型性、持續(xù)性,是牢固的離型涂膜,容易二次加工,對(duì)模具污染少,可提高制品的尺寸精度及對(duì)模具的保護(hù)力。
從外部離型劑分出的耐久型離型劑,是將硅油、含氟化合物溶液噴霧烘干,形成牢固的皮膜,已開(kāi)發(fā)出來(lái)的聚四氟乙烯不粘涂膜即屬于此類(lèi)。這種80年代初成功開(kāi)發(fā)的制品,主要用于食品加工過(guò)程中及日常家庭生活用品中(例如不粘鍋)。這種烘干型的離型劑,均勻地涂布于被涂物表面,于160℃溫度下烘烤30分鐘。或在鍍鉻層上涂布這種離型劑。
在生產(chǎn)食品過(guò)程中,采用不粘涂層(離型劑)來(lái)防止食品損耗和變質(zhì),以及防止食品生產(chǎn)設(shè)備腐蝕具有極大的意義。已開(kāi)發(fā)的,采用聚乙烯硅氧烷改性高密度聚乙烯,制得了的不粘涂層,最適用于焙烤而包的生產(chǎn)設(shè)備上,除了省油之外,不耗費(fèi)潤(rùn)滑油,不需清潔模具,不會(huì)在模具上留存焦渣,簡(jiǎn)化操作程序,便于生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化。
參考資料 >