和塑料增強工業及其他先進制造工藝平行發展的脫模劑已有了70年的歷史。過去,工業標準是用一層又一層的蠟涂層,在涂層和拋光之間需要很長一段干燥時間。這種周期長、勞動密集的方法,隨著出現纖維增強塑料FRP產品的出現逐漸變少。為順應目前的競爭和市場要求生產更大量產品的壓力,現在,盡管制造商承認事實上需要用高速生產大量產品,一個主要因素不斷被忽略,甚至權威的制造商,那就是脫模。許多工廠一致簡單使用蠟來做這一工作。和凝膠涂層、樹脂、增強材料相比,合成工業中脫模的日常消費是微不足道的。然而,正如許多合成材料制造商最終發現的,無論模具設計得多好,可以怎樣提高成模過程和樹脂質量,如果脫模劑不發揮作用,這些問題都是沒有結果的。
有效脫模
鑒于脫模劑在生產過程中所起的重要作用,我們必須確信自己知道選擇時要考慮什么,有效的脫模如下:
模具表面化學活性。這是保證兩個普通表面不會粘合的基本條件。這一條件受滲透性、化學反應和相容性、表面張力、表面構造和兩種材料的極化能力影響
低的表面張力使脫模劑潤濕模具形成連續的膜
不溶解性
耐熱性,避免固化或過程溫度下融化
和模具表面強的結合性,但和濕樹脂有相似的極性,可保證容易分離,兩個不同極性表面經常會發生粘結
抵抗其它引起的粘結的因素,如高靜電,兩個光滑表面高度真空,或其中一個表面發粘
尋找什么
盡管選擇脫模劑遵照上述準則是有幫助的,且可能使生產過程更快,更清潔,更容易,還有其他因素需要考慮。出現不易脫模時,制造商的通病是將責任推到脫模劑上,其實,在譴責脫模劑之前還有許多其他狀況應該檢查。
一個很顯著但會被忽略的因素是氣候。在冷的氣候條件下,如果模具表面比室溫低,可能樹脂或凝膠涂層的外表面會更早固化。這將導致界面表面不固化或發粘。事實上,這種現象不但會引起不易脫模,還可能阻礙自由苯乙烯單體的蒸發,更進一步,如果有殘留的未固化的苯乙烯,將會起溶劑作用溶解脫模劑膜。
另一個可能的因素是界面上的脫模劑還沒固化。同樣的苯乙烯單體經常被用于模具剝離,它能緩慢溶解脫模劑膜,盡管好的脫模劑有耐苯乙烯的性能。事實上仍然存在,凝膠前停留時間越長,苯乙烯腐蝕脫模劑的機會越大。而且,許多工廠都會有發粘的經歷,在季節變換時尤其突出。發生這種情況可能是由于催化劑量不夠導致了固化慢,延長了固化時間或者是催化劑加過量,反應太快,提高了放熱溫度。如果蠟系脫模劑耐滲透性較低,可能在快速高溫固化時融化,結果引起制品粘在模具上。
另一個因素時凝膠時間。凝膠涂層和層壓樹脂含有大量苯乙烯,而苯乙烯可用于清理模具。因此,當凝膠涂層粘到模具上時,潛在地使用了一個溶劑。所以凝膠時間不太長是很重要的。鑒于凝膠時間為11-20min較好,由于苯乙烯單體的存在,30-50min的凝膠時間可能溶解脫模劑表面。我們知道,市場上的任何一種脫模劑,除用PVA(聚乙烯醇)外都是用苯乙烯做溶劑的
新的和未熟化的模具
精確計算出凝膠涂層或新的模具中有多少數量的未反應完的苯乙烯殘留是不可能的。因此,沒辦法知道模具中殘留苯乙烯會怎樣影響第一次使用的脫模劑。考慮到這個,理想的辦法是使用前預熟化新的或未熟化的模具將苯乙烯的殘留降到最低。
因為在熟化模具時,苯乙烯會跑到凝膠涂層表面。新模具可以簡單地用強光照,烘烤2-3天,模具凝膠涂層表面的苯乙烯單體,就能蒸發掉,這樣可提高使用新模具時最初幾次的脫模效果。然而,新模具在室內放置兩周仍會有苯乙烯殘留,引起一系列的問題,同時如果模具未完全熟化苯乙烯單體就會釋放出來,新模具打上十層蠟還會可能發生粘結。考慮到我們還沒有合適的技術精確鑒定模具是否在理想條件下加工出來的,我們通常建議用PVA完成最初幾次脫模。PVA能抑制首批模具成型產品固化時苯乙烯溢出。PVA應該用在脫模劑上面,脫模劑直接涂在模具上。首次脫模后,應用濕布擦去PVA重新圖上脫模劑。這個程序要一直持續到PVA完全離開模具,粘到模塑制品上。
脫模劑種類
PVA
PVA是最早應用于樹脂增強塑料工業中的脫模劑之一,使用新的和未熟化模具時,PVA仍是最安全、最有效和非常可靠的脫模劑之一。PVA的優勢在于它能抑制苯乙烯單體的溶解,新換模具后經常會有苯乙烯單體在過程中蒸發,使PVA膜完全轉移到模塑制品表面,而導致不能繼續使用,接下來該更換另一種使用更方便的脫模劑。
蠟系
蠟系脫模劑使最早用于合成工業的脫模劑。也正由于這個原因,很多工廠寧愿使用罐裝很硬的糊狀蠟作為脫模劑。這些舊式脫模劑已經由最初的糊狀使用和液態使用做了相當大的改進,一些仍有低溫抵抗性,另一些適用于高溫下使用。然而,知道許多蠟為提高光澤度和使用方便性都要添加硅,這就是在選涂的凝膠涂層中的“魚眼”,而且存在提前脫模的危險。
聚合物基脫模劑
聚合物基脫模劑以碳氟化物為基體,包含聚四氟乙烯(PTEE),許多供應商研究出含碳氟化物的聚合物脫模劑專利產品。這些型號的脫模劑會和模具形成交聯,不會轉移,一次使用可以多次脫模。使用聚合物基脫模劑得到的模塑制品,二道工序如粘結或上漆都會很容易,因其不存在粘結問題。
內脫模劑
內脫模劑可以以植物油為基體,也可以用各種專門的純凈的高分子化學品。
它們用作樹脂或凝膠涂層的添加劑,用量約為樹脂質量的0.5-1.0%。用植物油為集體時,脫模油和樹脂完全不相容性而滲出得以實現。
硅系
硅很少以純態作為脫模劑。如前面蠟系中提到的,液態脫模劑含有大量的硅會引起提前脫模和魚眼結構。
半永久脫模劑
利用涂料的機理,在模具表面形成一層低表面活性的有機硅樹脂涂層,可以持續脫模。