复合材料脱模剂的分类

文/ 发布于2017-06-16 浏览次数:658

  近年,脱模剂与复合材料/FRP中其他先进的制造技术一样,不断取得进展和突破。在过去,使用脱模剂的工业规范就是连续地一层叠加一层地使用石蜡,在蜡层与模具间保持长的干燥时间。这种长时间及劳动密集型使用脱模剂的方式发生在玻璃纤维增强塑料制品(玻璃钢)应用不太广泛,并且市场竞争压力不大的时期。在复合材料工业中,与胶衣、树脂及增强材料相比,生产中脱模剂的成本与用量是相当微不足道的。但是,许多复合材料制造商已经认识到,无论模具设计如何合理,加工技术或树脂系统如何先进,如果不能正确发挥脱模剂的作用,产品前期的很多投入会无功而返。

  1、有效的脱模剂

  认识到脱模剂在产品加工过程中所发挥的重要作用,必须选择一种有效的脱模剂。一种有效的脱模剂应当具备以下几条:①对模具两个表面具有化学惰性。这一点对于消除常发生在模具两表面间的附着力必不可少,它通常受渗透、化学反应及相容性、表面张力、表面构型、两种材料间的极性等因素的影响。②低的表面张力,容易浸润模具形成一层连续薄膜。③难以溶解或不溶解。④耐热,避免在固化或加工温度下熔化。⑤对模具表面有较大的吸引力或粘结力。同时与湿润的树脂具有相似的极性,这样容易分离。在相反极性的两表面常会产生附着力。⑥能耐产生附着力的其他因素,如高的静电。

  2、考虑的因素

  根据上述的几个准则再来考虑选择一种脱模剂,有可能使加工过程更快、更清洁、更容易,但是还有其他几个因素也应加以考虑。当发生粘模现象时,模具工的本能总是将责任归于于脱模剂身上。在认定脱模剂不适用之前,各种其他因素需要先调查清楚。

  一个重要的因素而又常被忽略的是气候。在较冷的天气中,如果模具表面温度低于车间温度,树脂或胶衣外表面较早固化留下界面未固化或发粘,这种现象不但会导致脱模障碍,而且能阻止游离苯乙烯的挥发。如果有残留的未固化的苯乙烯存在,它会充当溶剂而溶解脱模剂薄膜。

  另一个可能的因素是在界面延迟固化。苯乙烯单体被看作是“模具剥皮器”,会慢慢地溶解模具上的脱模剂薄膜。尽管良好的脱模剂能耐苯乙烯的溶解,但事实上,凝胶前苯乙烯驻留时间越长,对脱模剂薄膜的危害性就越大。换季期间易产生粘模。此时,固化剂的不足,可能导致固化时间过长。或者正好相反,反应太快,引起放热温度过高,快速高温固化会熔解只能承受低温的石蜡薄膜,导致制品粘模。

  还有一个因素应加以考虑的是凝胶时间。胶衣及层合板树脂含有大量的苯乙烯,当胶衣喷涂在模具上时,凝胶时间不要过长,一般11至20分钟为佳。如果凝胶时间达到30至50分钟,就会由于苯乙烯单体的存在而溶解脱模剂表面。目前市场上的各种脱模剂除了聚乙烯醇(PVA)外,其余的均能溶解于苯乙烯。

  3、新制的及未经处理的模具

  要精确测量出一台新的模具胶衣层或层合板里未反应的苯乙烯的残留量是不可能的。因此,没有任何方法知道模具中残余苯乙烯是否会影响第一次脱模。鉴于这一点,用后固化的方法使一台新的或未经处理的模具中游离的苯乙烯的量减至最小。在后固化时,游离的苯乙烯会穿过胶衣表面而挥发掉。新的模具也可以简单地放置于阳光下晒2天—3天,大多数游离的苯乙烯就会从层合板及胶衣表面挥发,从而在新模具的适用期内给予较好的脱模效果。要注意新模具在室内闲置2周有可能保留残存的苯乙烯,导致粘模。建议使用PVA作为开始时一些制品的脱模剂。PVA一般能耐残留的苯乙烯,应用于模具表面上的其他脱模剂之上。在第一次脱模后,应用干净的湿布除去PVA,再与其他脱模剂一起使用。这个程序一直要到脱模时所有的PVA脱模剂彻底地从模具上清除,粘附在模制品上为止。

  4、脱模剂分类

  聚乙烯醇(PVA)是增强塑料工业中最古老的脱模剂之一,也是最安全、最有效的,对新模具而言在适用期内是最可信赖的脱模剂。其优点是能耐新模具使用期间挥发出的过量苯乙烯单体的溶解。PVA膜完全脱落到制品上时,可以中止使用,而改用其他更方便、更易使用的脱模剂来代替。

  石蜡为复合材料工业最早使用的脱模剂。现在通常制成液体的形态,使用便捷。产品分低温型和高温型。应注意的是,许多石蜡添加了硅来提高光泽和易用性,喷涂胶衣时时常形成“鱼眼”,而且还有预脱模的危险。

  聚合物脱模剂以碳氢化合物为基础,包括聚四氟乙烯。但一些供应商制定的专有聚合物脱模剂配方中不含有碳氢化合物。这些类型的脱模剂与模具表面粘结得很牢,不转移,并且在使用中能够多次脱模。使用聚合物脱模剂的制品最易二次粘结,油漆时也无附着力问题。

  内脱模剂为植物油或其他精炼油。他们被用作添加剂,以树脂重量的0.5—1%与树脂或胶衣混合。植物油作内脱模剂的脱模机理是,油与树脂完全不相溶而渗出获得脱模效果。

  硅类脱模剂可能会引起预脱模及“鱼眼”的形成。

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