橡膠塑料制品在模具中成型加工，橡塑材料與模具表面接觸，可能因模具工作表面凹凸等微缺陷，使橡塑制品自模具剝離時會有一定的摩擦阻力。橡膠塑料在注射或擠出的加工過程中，橡塑材料和模具之間往往會形成負壓，或二者之間因物理吸附或化學(xué)鍵合而致翰結(jié)，導(dǎo)致在橡塑制品成型后從模具中剝離困難。為了弱化制品與模具間的吸附或豁結(jié)，常常采用能夠形成有效隔離膜的添加劑—脫模劑。脫模劑是一種用在兩個彼此易于豁著的物體表面的一個界面膜層，使豁結(jié)物與被勃物之間形成隔離，從而易于剝離，使制品脫模更容易和更便捷。

廣義脫模劑包括許多種類型，分別應(yīng)用于化工、冶金、建材等領(lǐng)域。本文局限于化工領(lǐng)域的脫模劑，主要討論有關(guān)橡膠塑料等材料成型加工的外脫模劑。可用做脫模劑的基礎(chǔ)物質(zhì)有很多種，常用的脫模劑有無機物、有機物和聚合物等類型。常用的無機物類脫模劑有石墨粉、滑石粉、云母粉、二硫化鑰等粉體;常用的有機物類脫模劑有脂肪酸、脂肪酸皂、各種蠟類、乙二醇等，這類脫模劑兼有潤滑劑的作用;聚合物類脫模劑主要有聚乙烯醇、醋酸纖維素、有機氟聚合物和有機硅聚合物等，其中有機硅聚合物是最適宜的脫模劑。脫模劑的劑型分為固體和液體兩種類型。固體形態(tài)是應(yīng)用細粉狀物料，因粉末狀物質(zhì)應(yīng)用不便和可能轉(zhuǎn)移附著于橡塑制品表面，在橡塑制品加工中應(yīng)用較少。經(jīng)常使用的脫模劑初始形態(tài)大都是液體，有的應(yīng)用液態(tài)本體聚合物，還有以有效主體物質(zhì)為主再添加溶劑、乳化劑、填料等組分配制的溶液、乳液、糊狀物，也可以由他們再加拋射劑制得氣霧劑等。涂覆于模具上的脫模劑有的是以液膜的形態(tài)存在，有的則固化成固體膜。

2. 1有機硅脫模劑的分類

2.1.1按產(chǎn)品組成及形態(tài)分類

以有機硅為基礎(chǔ)材料的脫模劑有多種類型。依照產(chǎn)品形態(tài)、物質(zhì)組成、使用形式等特點分類:

(1)有機硅烷及其溶液

脫模劑基材是有機氯硅烷或有機烷氧基硅烷。例如，甲基氯硅烷、甲基乙氧基硅烷、苯基氯硅烷、苯基乙氧基硅烷等有機硅化合物，或上述有機硅烷溶于有機溶劑的有機硅烷溶液，涂覆于模具表面，即可形成抗茹結(jié)的工作膜。有機硅烷直接用做脫模劑具有一定的局限性，其中有機氯硅烷在成膜過程吸收空氣中的水分而水解，放出的氯化氫有腐蝕性，因此，只適用于玻璃、陶瓷等耐腐蝕的模具。

(2)硅油及其溶液、油膏

脫模劑基材為甲基硅油、甲基苯基硅油及各種改性硅油等惰性線形高分子有機硅聚合物。通常應(yīng)用的硅油型脫模劑是以硅油為主體組分，再添加甲苯、汽油等有機溶劑配制而成的硅油溶液。以硅油添加白炭黑、硅藻土、云母粉等固體組分，混煉可制成半固體膏狀物型脫模劑。

(3)硅橡膠及其溶液

液體硅橡膠可直接用做脫模劑，但更多應(yīng)用是將硅橡膠加有機溶劑配制成硅橡膠溶液，再配合交聯(lián)劑、催化劑等助劑組分，涂施于模具表面形成硫化硅橡膠工作膜。

(4)硅樹脂及其溶液

脫模劑基材為甲基硅樹脂、甲基苯基硅樹脂等可交聯(lián)固化的有機硅聚合物。通常將上述硅樹脂溶解于乙醇、甲苯、汽油等有機溶劑中配制成硅樹脂溶液，應(yīng)用噴涂或浸涂工藝將脫模劑涂覆于模具表面，然后通過加熱等方式將硅樹脂固化成工作膜。

(5)有機硅乳液

以硅油或硅樹脂為主體組分，再添加乳化劑、水等配制成乳液。涂覆于模具表面的水乳液，待水分揮發(fā)后形成脫模劑工作膜。

(6)有機硅氣霧劑

以硅油為主體組分，配合氟利昂、丁烷等拋射劑，混合封裝于密封容器中。涂施脫模劑時，拋射劑攜帶脫模劑主體組分噴涂于模具表面，拋射劑快＃速揮發(fā)，存留物形成脫模劑工作膜。

(7)其他類型

此外，還有的直接應(yīng)用硅橡膠制造彈性模具，硅橡膠模具本身不僅耐熱性能好，同時具備抗豁結(jié)易脫模的優(yōu)良性能，特別適用于形狀復(fù)雜制品的成型脫模。

2.1.2按使用壽命分類

(1)暫時型脫模劑

在脫模劑工作過程中，脫膜劑組分有部分在逐步消耗，即在橡塑制品成型加工過程中脫模劑向制品轉(zhuǎn)移，這類脫模劑稱之為暫時型脫模劑，或稱之為遷移型脫模劑。以各種惰性硅油為基礎(chǔ)材料的有機硅脫模劑即為典型的遷移型脫模劑。暫時型脫模劑是一次涂施一次使用或一次涂施有限次數(shù)使用。

(2)半永久型脫模劑

如果脫模劑固化后的膜層較牢固地附著于模具表面，在制品加工成型過程中和制品脫模后，脫模劑組分不向制品轉(zhuǎn)移，基本不消耗，這類脫模劑稱之為半永久型脫模劑，或稱之為非遷移型脫模劑。以可交聯(lián)固化的硅樹脂為基材的有機硅脫模劑即屬于非遷移型脫模劑。脫模劑組分不會向橡塑制品轉(zhuǎn)移，不會影響成型橡塑制品的豁結(jié)涂飾等后續(xù)加工。

2.1.3按應(yīng)用對象或使用工藝條件分類

按具體加工材料或應(yīng)用對象直接命名脫模劑，例如，聚氨醋脫模劑、輪胎脫模劑等。

也可按實際使用工藝條件命名脫模劑，例如，耐高溫脫模劑、耐酸堿脫模劑等。

2. 2有機硅脫模劑的特點

2. 2. 1有機硅脫模劑與非硅類型脫模劑的比較脫模劑形態(tài)與劑型比較:通常應(yīng)用石蠟、脂肪酸等作脫模劑，只有單純的劑型;與之對應(yīng)，有機硅脫模劑具有多種形態(tài)和劑型，可以應(yīng)用本體油劑和各種溶液或乳液，因而為適應(yīng)不同使用要求提供了選擇便利。脫模劑工作溫度比較:由于有機硅聚合物的高分子骨架由硅氧鍵構(gòu)成，硅氧鍵的鍵能高，有機硅材料的耐熱性能優(yōu)良，有機硅脫模劑的穩(wěn)定工作溫度超出幾乎所有類型橡膠、塑料(樹脂)加工溫度范圍。所以應(yīng)用有機硅脫模劑不致出現(xiàn)脫模劑熱分解、碳化等弊病。脫模的剝離力比較:有機硅是低表面能材料，因而以有機硅聚合物制得的脫模劑，制品脫模的剝離力最小，即應(yīng)用有機硅脫模劑制品脫模最容易。脫模劑安全性比較:僅就材料的表面能而言，有機氟聚合物和有機硅聚合物同屬人工合成最低表面能材料，但是在超過允許使用溫度后，有機氟聚合物可能分解放出有毒物質(zhì);而有機硅材料耐熱性好，可耐受幾乎所有類型橡膠塑料加工溫度，即使過熱分解的產(chǎn)物也安全無毒。脫模劑使用壽命比較:由于有機硅材料耐熱性好，可以承受各種橡塑制品的加工溫度，特別是以硅樹脂為基礎(chǔ)材料的非遷移型有機硅脫模劑，不僅工作溫度高，而且脫模劑組分穩(wěn)定不遷移，顯示出超長的脫模劑使用壽命。有機硅脫模劑廣泛適用于各種橡膠、塑料的加工過程，既可用于擠出、注射加工工藝，也可用于模壓成型和層壓制品的加工。有機硅脫模劑用于橡塑制品加工，可以減輕勞動強度，提高生產(chǎn)效率，改善加工制品質(zhì)量。

2. 2. 2各種有機硅脫模劑的比較

形態(tài)各異的不同類型有機硅脫模劑的使用方法和效果有所不同。本體硅油型和氣霧型脫模劑的應(yīng)用方法最方便，只要將脫模劑簡單地刷涂或噴涂在模具表面，即可進行塑料制品成型加工操作，并且制品脫模簡便;但是經(jīng)一次或有限次數(shù)脫模后，又需重復(fù)施涂脫模劑。油膏型脫模劑的涂抹操作較溶液型脫模劑的簡單涂覆要相對繁雜些，但是油膏型脫模劑形成的工作膜層厚，可適用于表面粗糙的模具，同時可持續(xù)有效脫模的次數(shù)相對多些。 與溶液型有機硅脫模劑相比較，水乳液型有機硅脫模劑因不使用有機溶劑，對環(huán)境基本無污染。但是就橡塑制件脫模的難易程度相比較，應(yīng)用水乳液型脫模劑的剝離力相對要大些，并且連續(xù)脫模使用次數(shù)也較溶液型少些。

不同材料制品的加工工藝和操作條件各不相同，對配套應(yīng)用的脫模劑的工藝性能和使用性能要求也各不相同。單一種脫模劑不可能分別適用于多種材質(zhì)和加工條件差異很大的制品的成型加工。有機硅脫模劑的工藝性能和使用性能優(yōu)劣只是相對于確定的制品材質(zhì)和成型工藝條件而言，對于某種材質(zhì)或加工工藝使用效果滿意的脫模劑，改換用于另外的材質(zhì)或工藝，不一定都能得到滿意的結(jié)果。要想研制生產(chǎn)出性能優(yōu)良的有機硅脫模劑，首先必須明確應(yīng)用對象和使用條件與要求，分析相關(guān)技術(shù)關(guān)鍵，進而制定正確的技術(shù)路線和研制方案，應(yīng)用適當合成工藝和優(yōu)選配方，研制生產(chǎn)適用于確定使用要求的有機硅脫模劑。

3. 1有機硅脫模劑生產(chǎn)技術(shù)路線

制定有機硅脫模劑研制生產(chǎn)技術(shù)路線要著重考察和確認下列各種因素:

①成型制品的材質(zhì)及性能:包括物質(zhì)的極性、熔體勃度、對模具材料的勃結(jié)狀況等;

②制品成型工藝條件:加工溫度、存模時間、制品從模具剝離的運動方向(在模具工作面上滑移或與模具工作面垂直剝離)等;

③成型制品的技術(shù)要求:加工批量大小、制品尺寸與工件精度要求、加工制品的表面后續(xù)粘結(jié)涂飾性要求等;

④制品加工模具條件:模具材質(zhì)、形狀與規(guī)格尺寸、模具工作面表面狀態(tài)、模具對脫模劑涂施的特定要求等;

⑤脫模劑工藝性能及使用性能要求:脫模劑施用與清除工藝限制、脫模劑工作溫度與工作壽命、加工制品剝離力要求等。

根據(jù)上述各項技術(shù)條件和工藝要求，確定有機硅脫模劑的劑型、主體組分類型及其物質(zhì)結(jié)構(gòu)，并按照脫模劑預(yù)定要求合成特定組成和結(jié)構(gòu)的有機硅基礎(chǔ)聚合物，進而參照具體操作條件選擇配伍功能助劑，以確保主體組分充分發(fā)揮預(yù)期的各項功能。對于要求脫模剝離力盡量小的脫模劑，通常選用勃度較小的硅油摻混并用，必要時應(yīng)用其適當濃度的溶液，這類脫模劑在使用過程中，脫模劑組分明顯遷移，剝離容易，但這類脫模劑使用壽命短，一次涂施脫模劑，使用有限次數(shù)后即需要重復(fù)涂施，并且成型制品將喪失后續(xù)表面涂飾、赫結(jié)性能。對于成型溫度高、成型制品不允許脫模劑組分遷移污染的成型加工，只能使用非遷移型耐高溫脫模劑。其主體成分應(yīng)選用特制的有機硅樹脂，并且還要求硅樹脂的固化膜層不得存在返勃的缺陷。對于橡膠輪胎熱壓硫化等較大型熱壓成型模具，通常采用硅油或硅橡膠水乳液作脫模劑。因為成型模具自身熱容量大，涂施水劑型脫模劑也會較快烘干模具，同時應(yīng)用水劑型脫模劑還排除了使用溶劑型脫模劑可能著火的危險。 對于一模多件電子元器件等精細制品的成型加工，則多采用復(fù)合硅油氣霧劑型脫模劑。高檔精細制品加工可以承受較高成本的脫模劑。對于加工過程對模具有較強沖擊的粗糙物料的成型加工，大多采用硅橡膠混配的油膏作脫模劑。脫模劑的基礎(chǔ)材料選型還需考慮制品自模具中剝離的移動方式:精細脆弱的成型制品垂直于模具工作面剝離，宜用硅橡膠型脫模劑。粗大制品自長筒形模具工作面平行滑移剝離時，只能用硬滑固化膜型的脫模劑，這種工況如采用硅橡膠型軟彈性脫模劑，則會因脫模劑膜層澀滯而造成脫模困難。

3. 2有機硅脫模劑產(chǎn)品配方

功能良好的脫模劑大體由功能組分和助劑組分等構(gòu)成。其中功能組分可以是單一種有機硅化合物或聚合物，但更多是應(yīng)用有機硅聚合物復(fù)合調(diào)配，例如將硅油高低豁度混用，則可以收到既延長脫模劑工作壽命又同時減小脫模剝離力的效果。脫模劑中的功能組分有的還包括與主體聚合物配套的交聯(lián)劑、催化劑等，以適宜的催化強度和固化速度，保證脫模劑工作膜平整光亮、在模具工作面附著牢固，協(xié)同主體有機硅聚合物達到最佳使用效果。 脫模劑中的助劑組分雖然是發(fā)揮輔助作用，但不可或缺。不同類型的脫模劑配合不同的輔助材料，最常用的輔助組分包括溶劑、拋射劑、潤濕劑、防腐劑、乳化劑、顯色劑等。脫模劑中的溶劑組分主要是用于溶解主體有機硅聚合物，使之成為便于涂施的操作溶液。良好的溶劑要求其極性、溶解度參數(shù)與主體聚合物匹配。有的溶劑自身還兼具清洗作用，協(xié)同脫模劑溶液在模具工作面均勻展布和附著。在有的脫模劑中應(yīng)用復(fù)合溶劑，其中各組分的極性和沸點有所差異，利用揮發(fā)梯度，避免單一低沸點溶劑快速汽化吸熱、使局部達到露點導(dǎo)致脫模劑涂膜泛白起皺等缺陷。 氣霧型有機硅脫模劑通常采用氟氯烷作拋射劑，如三氯一氟甲烷(Fll )、二氯二氟甲烷(F12)、二氯四氟乙烷(F114)等。由于氟氯烷具有較強的臭氧層破壞作用而面臨淘汰，丙烷、異丁烷、正丁烷等逐步取代氟氯烷，成為通用的拋射劑。拋射劑的沸點和蒸氣壓對脫模劑的特性起著明顯的作用，有時單一的拋射劑不能適應(yīng)要求，往往采用混合拋射劑。 一般應(yīng)用表面活性劑作脫模劑的潤濕劑。潤濕劑的作用是促進脫模劑在模具表面均勻展布，保證首次涂覆脫模劑和后續(xù)復(fù)涂脫模劑都能均勻流平。乳液型脫模劑要應(yīng)用適當親水親油平衡值(HLB)的乳化劑，乳化劑在穩(wěn)定乳液的同時，也擔當脫模劑乳液在模具工作面均勻展布的作用。乳液型脫模劑有時需要添加少量防腐劑，其作用是殺菌防腐，防止乳液腐敗變質(zhì)。為了便于判斷脫模劑涂層厚度和均勻度，有時推薦使用帶有顏色的脫模劑操作液。有色脫模劑中應(yīng)用適當類型顏料或染料作顯色劑，要注意應(yīng)用的顏料或染料在脫模劑中不要影響其低表面能性和涂膜的平整光滑性。

3. 3模擬應(yīng)用試驗及綜合優(yōu)選改進

研究開發(fā)有機硅脫模劑都需要通過模擬應(yīng)用試驗進行考核，經(jīng)試用驗證產(chǎn)品的工藝性能和使用性能，對于應(yīng)用試驗中發(fā)現(xiàn)的缺點，有針對性地進行調(diào)節(jié)改進，逐步達到完善。將產(chǎn)品模擬應(yīng)用試驗用于產(chǎn)品推廣技術(shù)服務(wù)，還有助于產(chǎn)品應(yīng)用市場開發(fā)。

4. 1正確選擇脫模劑

有機硅脫模劑包括不同形態(tài)、多種劑型，他們分別適用子不同類型的材質(zhì)和不同的加工工藝。依據(jù)工作溫度、剝離力大小、制品后續(xù)表面涂飾赫結(jié)要求，選擇最適宜的脫模劑。在玻璃、陶瓷等耐腐蝕基材上，才可以應(yīng)用初始反應(yīng)有腐蝕性的有機氯硅烷作脫模劑基礎(chǔ)材料。對于一模多件小件制品的快速注射成型加工，宜采用氣霧型有機硅脫模劑;應(yīng)用大型熱模具加工制品，可以采用水乳液型有機硅脫模劑;應(yīng)用冷模具的加工工藝，就不宜采用乳液等水劑型脫模劑，因為水分滯留在模具表面將影響制品成型精度，如等待水分蒸發(fā)后再進行成型加工將耗費較長時間，故應(yīng)用冷模具加工橡塑制品宜采用溶劑揮發(fā)較快的溶液型脫模劑，以節(jié)省脫模劑的干燥等待時間。 對于強調(diào)要求可豁結(jié)涂飾橡塑制品的脫模，必需選用非遷移型有機硅脫模劑，不可使用遷移型脫模劑，以防止脫模劑組分向制品表面遷移而妨礙涂飾赫結(jié)。就脫模剝離力比較，通常伴隨脫模劑部分遷移的操作要比無脫模劑組分遷移的操作剝離力更小，即前者脫模更容易。

4. 2使用工藝

在橡塑制品成型加工過程中應(yīng)用有機硅脫模劑大致如下操作:清理模具和清潔處理模具工作面—涂施有機硅脫模劑—固化脫模劑涂膜(如果需要)—重復(fù)制品成型加工—重復(fù)涂施脫模劑(當脫模劑失效時)—…。

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