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合肥脱模剂在复合材料中的应用指南
发布日期:2013-01-21

    近年,合肥脱模剂与复合材料/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,使用合肥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。而许多复合材料制造商认识到,无论模具设计是如何的合理,加工技术或树脂系统是如何先进,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。
    但是,在复合材料工业中,与胶衣、树脂及增强材料相比,日常生产中脱模剂的成本与用量是相当微不足道的。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。近年,合肥脱模剂与复合材料/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,使用合肥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。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,如果不能正确发挥合肥脱模剂的作用,产品前期的很多投入会无功而返。
     这种长时间及劳动密集型使用合肥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。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。
硅类脱模剂可能会引起预脱模及“鱼眼”的形成。
    聚乙烯是由乙烯进行加聚而成的高分子化合物。这些类型的合肥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。 石蜡为复合材料工业最早使用的合肥脱模剂
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。内脱模剂为植物油或其他精炼油。
    聚乙烯的很多机械性能都决定于材料的密度和熔融指数。从低密度聚乙烯到高密度聚乙烯,其密度在0.90-0.96g/cm3范围内变化。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。发明的聚乙烯是采用高压法获得的低密度聚乙烯,其比重为0.9l0-0.925g/cm3。随后由低压及中压法获得的聚乙烯比重为0.94l-0.965g/cm3,称为高密度聚乙烯。聚乙烯为白色蜡状半透明材料,柔而韧,稍能伸长,无毒,易燃,燃烧时熔融滴落,发出石蜡燃烧时的气味。聚乙烯的性能与其分子量有关,也与其结晶度有关。聚乙烯的熔融指数(熔体流动指数)变化范围很大,可从0.3到25.0以上。聚乙烯的很多重要性能都随着密度和熔融指数而变化。聚合物脱模剂以碳氢化合物为基础,包括聚四氟乙烯。根据聚合条件的不同实际分子量从l万至几百万不等。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。
    工业用合肥脱模剂有很多种,聚乙烯的滚塑工艺对脱模剂有较高的要求,主要是耐热性能的要求。这将使冷却之后的制品难以从模具中取出。为了避免上述情况的发生,需要在模具内表面涂一层热稳定的材料以防止粘联,这类材料称为脱模剂。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。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。入。油类、蜡和硅油是常用的脱模剂,但它们需要每次加料前涂一次,故称为一次性脱模剂。这类合肥脱模剂成本较低,脱模效果很好,但易于迁移到制品表面影响其表面性能。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。在次脱模后,应用干净的湿布除去PVA,再与其他合肥脱模剂一起使用。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。交联硅氧烷是一种半性的脱模剂,它不需要频繁的涂抹,不会发生迁移现象,不会受温度变化的影响,具有较好的脱模效果,但成本较高。要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。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。在滚塑工艺过程的加热阶段,在聚乙烯粉末或熔体与模具内表面的分界面上,由于表面氧化的作用会发生化学或物理粘接。当模具内表面有局部缺陷时,聚乙烯熔体会流进这些缺陷而形成局部嵌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。
    聚乙烯材料的玻璃化温度较低,为125℃,但在较宽的温度范围内,能保持它的机械性能。不同分子量的聚乙烯材料混合时,其熔融指数也按一定的规律取其一定的值。浓硫酸、浓硝酸及其他氧化剂会缓慢侵蚀聚乙烯。在脂肪烃、芳烃和氯代烃中,聚乙烯会发生溶胀现象,但溶胀剂挥发后能恢复原来的性能。在60℃以下,聚乙烯能耐大多数溶剂,但温度高于70℃时烃类的溶剂会迅速侵蚀聚乙烯。当温度继续升高时,聚乙烯会溶解在某些溶剂中。这一过程的温度控制和时间控制需要调节。一个重要的因素而又常被忽略的是气候。环境对聚乙烯性能的影响聚乙烯耐水,在高湿度或水中物理性能不变。当制品厚度较大需要加热较长的时间时,必须降低加热温度。如果利用提高温度来缩短加热时间,则有可能因气泡中的空气来不及消失而使气泡保留下来。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。辐照之后在聚乙烯分子中增加了不饱和基团,导致氧化稳定性的降低。受辐照时聚乙烯的交联反应胜过断链和形成不饱和基闭的反应,交联反应可以提高聚乙烯的耐侯性,因而经辐照的聚乙烯制品比未经辐照的聚乙烯制品具有更好的耐候性。 聚乙烯的着火温度是340℃,自燃温度是349℃,其尘埃的着火温度是450℃。这时就要求采取措施以防止材料在加热过程个的热氧化和材料性能的降低,通常在聚乙烯塑料中加入抗氧化剂可达到预防的目的。由于滚塑的加热时间有时会较长,特别是制品壁较厚时。可能会持续半小时到一小时以上。线性高分子量聚乙烯的平衡熔点为137℃,但一般很难达到平衡点,通常在加工时的熔点范围为132—135℃。聚乙烯的熔融指数决定于其分子量的大小。聚乙烯容易光氧化、热氧化、臭氧分解和卤化反应。从溶液中分离出来的聚乙烯,经冷却后根据温度的不同形成糊状或胶态。由于化学上的惰性和表面的非极性,聚乙烯很难粘接,很难印刷。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。当温度升至200℃时,所有的气泡都消失了。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。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。降解老化的表征是制品褪色、发脆,直至损坏。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。 聚乙烯在空气个受氧气的作用而缓慢降解,这个过程会由于热、紫外线和高能辐射的作用而加速。除了碳黑之外,在聚乙烯中加入某些紫外线吸收剂,也能起到抗老化作用。碳黑对聚乙烯有显著的光屏蔽作用,加入2%的碳黑可以有效地提高聚乙烯制品的使用寿命。但经过氧化剂、火焰和电晕放电处理后,聚乙烯会有良好的粘接性及印刷性能。进一步的研究表明,这些气泡的消失并非由于它们在浮力的作用下移向熔体的自由面,而是因为气泡中的空气逐渐融合在熔融的塑料熔体中。实验表明当温度升至150℃时,聚乙烯熔体中形成了不同尺寸的气泡。由于聚乙烯熔体粘度很大,气泡的浮力不足以把气泡推向自由面。当聚乙烯塑料被加热到熔融状态时,材料将经历一个从结晶态向熔体转化的过程,这正是聚乙烯颗粒开始熔化变软时所发生的过程。它首先出现在和模具内壁接触的一层材料,形成一个均匀的熔融材料层。然后,逐渐向内层扩展,直到全截面完全变成塑料熔体为止。接下来是继续加热使气泡逐渐消失的过程。
    但是,当聚乙烯材料被加热到过高的温度或加热时间过长时,抗氧化剂并不能防止材料的氧化。 聚乙烯经受辐射时会发生交联、断链及形成不饱和基团等反应,但主要的反应是交联。在惰性气体中辐照聚乙烯时,会产生氢气的溢出而失重;在空气中辐照聚乙烯,则由于氧气的加入而使其增重。聚乙烯的滚塑上艺过程有一个特殊的现象:在粉末熔融过程中,粉末颗粒之间滞留的空气形成了气泡,随着加热过程的持续、这些气泡又消失了。 还有一个因素应加以考虑的是凝胶时间。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。因此,对于聚乙烯的滚塑来说,科学地控制加热过程对消除聚乙烯制品中的气泡,提高产品质量有十分重要的意义。

 

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