脱模剂的研究及应用

脱模剂的研究及应用作者：陆艳红陈哲来源：《硅谷》2009年第20期[摘要］利用模具进行材料成型的一个主要问题是制品脱模时通常会粘住模具。

由此带来的问题是在成型过程中，制品粘住模具表面后，形成模具“结垢”并破坏模具，制品本身的质量也受到重大影响，因此对脱模剂的研究显得尤为重要。

分析脱模剂的成分及其使用，具体阐述压铸用水性脱模剂的性能要求及对压铸件成型质量的影响。

[关键词]脱模剂性能压铸金属成型中图分类号：TG7文献标识码：A文章编号：1671—7597(2009)1020148－02一、脱模剂的作用在设计和制造任何预成型部件，如金属、橡胶、塑料或复合材料，模具脱模剂都是必不可少的。

脱模剂作为一种涂料使基体表面具有非常低的表面能。

当应用于制造特殊部件模具的基体材料上时。

这些脱模剂形成微米级厚度、热稳定的膜层，它和模具表面形成化学连接，可以让成型部件快速轻易脱落。

好的脱模剂能产生复合、无垢的脱模效果，因而降低生产成本，减少因清理模具和修补表面缺陷所耗费的时间。

当采用新的模具材料和树脂系统组合开发零部件时，选择正确的脱模剂是其重要的环节。

选择正确的脱模剂将减少制造周期，保证成型部件表面质量的一致性，可最大限度地避免在上漆或粘接之前所需的后处理工艺(抛光)。

脱模剂不能含有任何影响最后产品品质或者成型后处理效果的成分。

成型部件必须能顺利干净的脱模，固化前则不会脱模。

脱模产品针对所采用的生产工艺还必须具备成本效益。

脱模剂令人满意的特性包括以下几点：(1)简单的应用步骤； (2)短暂的干燥时间： (3)模具上无残留； (4)不转移到成型部件； (5)耐高温； (6)多种脱模性； (7)极少量气味； (8)环保、健康和安全标准正越来越支持在生产过程中使用无溶剂(水基)脱模技术。

二、脱模剂的分类传统的脱模剂一般为外用型，即涂敷在模腔表面，习惯上也有称作隔离剂的。

脱模剂涂在型腔表面，目的是方便脱模，外用脱模剂可以分为无机、有机及聚合物三类。

常用的无机脱模荆有滑石粉、云母粉、硫代硫酸钠等，它们的缺点是易留下模垢和痕迹。

有机脱模剂包括糖类、皂类、甘油、石蜡等，缺点也是模垢多，有的对模具还有腐蚀作用(如皂类)。

聚合物类有聚四氟乙烯及硅油，它们的脱模效果最好，可以重复使用数十次，但价格较昂贵。

内脱模剂的用法不同于外用脱模剂，一般都以助剂形式于炼胶时加入，使用十分方便，无模垢，不必经常清洗模具，对模具的长期保养有利。

另外内脱模剂还有助于胶料的流动性，减少由分子内摩擦引起的生热，是名副其实的多功能助剂，因此在国外也被赋予更为确切的名称——内润滑剂(internal lukicant)。

三、脱模剂的使用(一)外部脱模剂的使用外部脱模剂应用于模具表面，正确用法对实现其最大作用至关重要。

可采用手刷(一些公司提供已经浸透脱模剂的刷子，使得人工操作变得更容易)，也可以使用喷涂设备，这是一种更快捷的方法。

两种技术都需要一个熟练的操作者。

模具在使用脱模剂之前必须彻底清洁。

必须遵循制造商对除去模具上的脱模剂或涂层的说明。

通常推荐用水和溶剂来清理模具，以此来确保能够清除单独使用溶剂不能清除的水溶性污垢。

模具清洁后，使用大量的模具封闭涂层和调节剂密封模具表面的大量微孔，这样修补后模具表面恢复均一，并且增加脱模剂脱模次数。

(二)内部脱模剂的使用使用内部脱模剂需要谨慎开始。

每次脱模剂的使用都不是独立的，而是长期使用过程的一部分，每次成型不仅依赖于本次使用的脱模剂，同时还和以前的成型相关(在拉挤成型工艺中是一个连续的过程)。

内部脱模剂通常与机械化工艺相联系，但它们也有助于较难且复杂的手糊成型。

使用这种脱模荆的一个主要优点就是一致性和高产量，而外部脱模剂只能通过操作者的技能才能做到。

四、金属压铸用脱模剂(一)压铸用脱模剂在压铸过程中，模具不断地被高温液态金属加热，其温度不断上升[4]。

过高的模具温度，将使压铸件产生一些缺陷，如粘模、鼓泡、崩裂、热裂等，同时模具长时间地工作在高温环境中，模具材料强度下降，造成模具表面裂纹，致使模具寿命下降。

为缓解和解决以上问题，在压铸生产中，往往采用喷涂或涂敷脱模剂的措施。

铝合金压铸用脱模剂在模具表面形成一层保护膜，降低铝合金液对模具材料的热和机械冲击作用，降低铸件对模具表面摩擦磨损，减缓铝合金液对模具材料的物理和化学作用[5]。

该膜性能的好坏，对于模具寿命具有极为重要的影响。

在压铸实践中，脱模剂绝大部分为水基的。

必须兑水使用，而且大多数脱模剂的推荐稀释比例都50～100。

脱模剂是为特殊模塑成形加工而设计的，它是生产金属压铸产品用的辅助用剂。

它的主要作用是帮助金属压铸产品能够从模具中取出，并且使产品保持完整性和后加工性[6]。

脱模剂所要实现的主要功用，是在模具表面形成均匀的离型膜，使得模塑成形物能够离型。

第二个功用是要考虑到模塑成形物表面的品质及样式、模具上的积垢及清洗可行性及涂装可行性。

其他要考虑的因素包括：产品的储存寿命、产品的稳定性、使用者(及制造者)健康或安全的顾虑，及腐蚀问题。

脱模剂的基本成分包括：不同类型的蜡、树脂、油品、硅油。

金属压铸产品用脱模剂主要为外用脱模剂。

(二)压铸用水性脱模剂压铸水性脱模剂系列的产品要求具有高度稳定性和非常好的脱模性能(即使是在困难的条件下和大面积脱模)。

其用量少，可稀释至低浓度进行脱模。

使用时，进行喷射，可完整脱模，且脱模后模具清洁，无残余。

产品的稳定性能好(即使是在稀释后的情况下)，该产品无毒无害。

一般情况下，用户对水基压铸脱模剂的要求包括：1、好的脱模性能；2、保证压铸件外观质量；3、好的性价比，价格便宜：4、使用时，没有难闻的气味；5、脱模荆兑用后，表面无漂浮的油层。

采用精制油和多种添加剂经乳化制成的水基脱模剂的主要成分为：矿物油、动植物油、合成油脂、天然石蜡、合成石蜡、硅油、固体(润滑油)、乳化剂、添加剂、防腐荆、防锈剂。

优质脱模剂大多由15～25种原料配制而成，其中关键的成分或添加剂若改变1％，其脱模特性就可能有很大的差别，对成本及价格也会带来较大的变动。

每一种型号的脱模剂都有其最佳适用范围和对象，如果用错了对象，再优质的产品也无法发挥其效能[7]。

优质的脱模剂不仅可以在高温下起到润滑作用，同时可避免金属液对型腔表面的冲刷作用，改善模具的工作条件，可防止粘模，降低模具的导热率和模温，调节模具各部分的温度达到相对稳定，从而改善成型性，所形成的薄膜可以减少铸件与模具型腔特别是型芯之间的摩擦与磨损，延长模具的寿命。

(三)铝合金热挤压用水基脱模剂针对热挤压温度高、金属粘模性强的特点，好的脱模剂应具有如下性能：1、良好的润滑和脱模性能。

即要求脱模剂对金属表面在高温下有足够的吸附强度。

能在金属变形过程中形成完整的屏蔽层，并且有较低的摩擦系数。

2、良好的冷却和绝热性。

热挤压坯料温度较高，再加上塑性变形热和摩擦热，易使模具强度下降、磨损加快，从而缩短使用寿命。

好的脱模剂应具有高效降温作用和隔热作用，使模具在较低的温度下工作。

3、良好的高温润滑性能。

作为热挤压脱模剂必须具有良好的润滑性能，才能保证其润滑脱模性的发挥。

4、良好的稳定性。

良好的稳定性即要求脱模剂在使用温度范围内不氧化、不燃烧，保持性能不变。

此外，在使用过程中脱模剂不应产生有害气体及烟雾等。

(四)锌合金压铸用脱模剂[9]锌合金压铸件一般采用热室压铸机生产。

在整个金属压铸过程中，脱模剂的作用主要有下述三个方面： (1)在金属液压射前，先均匀分布在型腔表面，从而在模具和金属液之间形成一层隔离膜，使型腔免受熔融金属液的直接冲刷； (2)在压铸过程中，有助于金属液进入型腔，使充型完好： (3)铸件成形后能使其易于脱模。

根据压铸工艺过程要求和脱模剂所起的作用分析，研制的锌合金压铸脱模剂应满足如下要求：1、具有良好的高温成膜性：锌合金压铸温度一般在400℃左右，要求脱模剂在此高温下能形成均匀的润滑膜，避免金属液对型腔的直接冲刷。

2、具有良好的冷却性和润滑性：一次压铸成型的时间一般在10s以内(指空循环周期，即开型、合型、压射、压射回程、反料、反向顶出和顶回一次动作的总和)，金属液从400℃高温冷却、凝固、定形到产品，要求脱模剂具有良好的冷却性能，同时为防止铸件粘模、起毛，脱模剂必须具有很好的润滑脱模能力。

3、脱模剂应能形成适当厚度的润滑膜和具有适宜的润滑性与排气性，以保证压铸件有较好的表面光洁度及内部不产生气孔。

4、不腐蚀模具和工件，对后续工序适应性好不影响喷漆、电镀等。

5、少或无烟雾，不对工作环境造成影响。

6、使用方便，利于自动化生产。

(五)脱模剂的选用与压铸质量的关系水基脱模剂由于其成分及含量的差异，其有效成分开始粘着到模具表面上的初始温度即粘润温度各不相同，也就是说真正形成有效薄膜的起始温度不同。

实践表明：脱模剂的型号、浓度、模温、喷涂方法和数量等直接影响压铸质量。

根据对一些专业化压铸厂使用水基脱模剂经验的总结，在选择和使用脱模剂时适宜的做法是：1、要摸索最优化的稀释率和喷雾量。

2、为了保护模具，应选用优质且喷射量较少的脱模剂。

3、为减少模具上的沉积残留量，不用含石蜡过多的产品。

4、要针对铸件大小、壁厚及复杂程度和工艺选用不同型号的脱模剂。

5、要重视吹气排屑工序，保证每次完全清除残余的脱模剂。

6、模温控制：建议开模300～450℃；取件280～430℃；开始喷脱模剂200～280℃；皮膜形成180～350℃；吹气排屑150～300℃。