壓鑄脫模劑理化性能檢驗方法
對脫模劑的檢驗基本上是搬照對涂料及潤滑油的檢驗內容和指標,如檢驗密度,粘度,固體含量,閃點,冰點,PH值等。而真正對壓鑄脫模劑至關重要的性能,如潤濕性,結膜特性,耐模溫特性,乳化穩定性,高溫積碳殘留特征,對模具的腐蝕性,原液兌水后的分散性等等,均未受到應有的重視。由于標準不明確,使得壓鑄廠無法正確識別和選用合宜的脫模劑,一些供應商則投其所好,以次充好,拼價格,而不是比質量,造成當今國內壓鑄脫模劑市場魚龍混雜,擾亂了正常的秩序。
目前,行業對脫模劑尚未出臺統一標準,國際上包括的北美壓鑄協會也沒有公布統一的檢驗標準。這是因為壓鑄脫模劑的種類繁多,發展很快,不同成分的脫模劑如礦物油基皂質乳液,高分子聚合物系列乳液,微乳化透明液,固態粉體等需要不同的檢驗標準和方法。筆者走訪了國內外一些技術先進的現代化壓鑄企業,他們先是對脫模劑的品牌嚴格把關,即選用那些聲譽好,資金和技術力量雄厚,技術服務水平高,質量穩定的供應商。而且,一經選用,很少變動。他們主要依托供應廠商對脫模劑質量的檢驗,因為只有他們清楚產品的成分配比,工藝的優劣,性能的好壞。而且檢驗手段專業,精確,完善。壓鑄廠會從使用的角度對供應商提出各種要求,如某類復雜薄壁件應選用何種型號,如何使用?產品出現問題,請供應商的技術人員幫助分析查找原因,進行改進。總之他們與供應商之間已經形成一種彼此信賴良性互動的合作關系。因此在國內脫模劑市場尚不成熟的今天,壓鑄廠重要的關注點應是象選人才一樣精選有誠信,有品牌,有實力,有技術的供應廠商。
脫模劑本身是屬于化工的領域,與金屬壓鑄之間跨度很大,對檢驗中出現問題的分析需要很多物理和化學的基礎理論。下面,我想只就一些具體問題作點淺顯易懂的分析和說明。
1) 關于固體含量測量
目前使用廠家普遍采用在110?C將1G原液加熱4小時的方法測量脫模劑的固體含量。并以固體含量的高低評判脫模劑的濃度。先應該肯定該方法對于固定使用某一種型號脫模劑的廠家,以此方法去評定每批產品的濃度是否相對穩定,具有一定的參考價值。但是對于各種型號和成份的脫模劑,不具有劃一性,不是普適標準。因為該方法只是基于對以礦物油和蠟為主料的水基脫模劑長期測試的經驗總結,對于目前新一代以高分子聚合物為主料的水基脫模劑,其有效成份不是以固體含量表現出來的。比如,優良的該類脫模劑,為了提高脫模性能,要添加很多能起到特殊效果的助劑,如潤濕分散劑,成膜助劑,極壓劑,鑄件表面光亮劑等。而這些物質的作用不是用固體含量來評定的。因為他們在110?C左右已經與高分子聚合物反應,形成有利于脫模性能的新物質,這些新形成的固體物質是真正發揮脫模效力的精華,不是單純的傳統的不揮發殘留物,因此不要機械地以固體含量去評定真正的高分子材料。目前國際上的知名高分子聚合物基脫模劑品牌,其標識的按常規方法檢測的固體含量大多在10%左右,但其有效成份均在30%以上。而對礦物油或蠟為基的脫模劑,情況正好相反,按常規方法檢測固體含量在30%以上,但其有效成分卻沒有這么多。這也從一個側面說明,對這兩類不同成分的脫模劑,我們不能簡單地以傳統檢驗方法去一視同仁。如果一定要這樣檢驗,那么對同一產品,只要控制一個相對值,然后每次檢驗要有一致性,以此確定產品的穩定性就可以了。
作為研究機構,為了深入了解脫模劑的性能和規律,采用如下先進的儀器研究其相對密度及折射率:
紅外吸收光譜(IR)
核磁共振波譜(NMR)
紫外吸收光譜(UV)
氣相色譜(GC)
質譜(MS)
凝膠滲透色譜(GPC)
用以下儀器進行化學成分分析及確定Si及微量金屬含量:
原子吸收光譜
發射光譜
X-射線熒光光譜
X-射線衍射
接觸角測定儀
界面張力儀
光電子能譜(XPS)
電子能譜(ESCA)
由于上述儀器價格昂貴,對于壓鑄廠來說,不需要武裝這些高檔設備。
2) 對濃度的測量
對涂裝用涂料濃度目前以稱量法測定其不揮發份比重,但這不適宜對脫模劑的衡量標準。因為對脫模劑來說,他的主要功能是隔熱和脫模,因此看重的要求是高溫結膜性,高溫隔熱性和無殘留性。而這些性能的優劣與固體含量沒有一一對應的關系。比如,名牌香水,其中95%是水,5%才是他們的關鍵材料和配方,而一些低劣香水其含水量僅80%左右,其所謂香料比例很高,但效果很差,可能還對人體有害。誰優誰劣,不言自明。但是,假如我們一味強調香料的濃度,以濃度作為檢驗標準,那么結果將南轅北轍。又如,有些脫模劑生產個體戶為了迎合壓鑄廠家檢測固體含量的要求,添加一些廉價白油,凡士林甚至粉體等材料,為了增白,還加一些增白劑,如過氧化苯甲酰,即看上去很白又增加固體含量。這與去年不法分子為了迎合奶品檢驗的需要,在牛奶中添加三聚氰胺同出一轍。終受害者是使用廠家。其對模具和鑄件的傷害要經過一段時間才能表現出來。
我建議貴廠可考慮用折射儀測量脫模劑透過棱鏡表面的折射率,以測定濃度的相對值,此法簡便快捷,但可能不大精確。此外,建議關注如下的檢驗,對保證脫模劑的質量更為重要。
3) 對乳狀液的穩定性測量
由于水基脫模劑是乳狀液,是由兩個以上互不相溶的液體形成的分散體系,一般是用離心法來觀察其穩定性??蛇x用實驗室用臺式離心機或管式離心機。將乳液倒入離心管中,離心轉數為1500RPm(轉/分),觀察離心5-10分鐘后的現象。穩定乳液應不分層或微量析出。
4) 對潤濕性能(滲透性能)的評價--用液滴法對乳液接觸角的測定
對脫模劑來說,對模具的潤濕性能非常重要,因為這是能否在模具表面形成致密牢固薄膜的關鍵因素。潤濕一般分為三類:接觸潤濕---沾濕;浸入潤濕—浸濕;鋪展潤濕---鋪展。實質都是界面性質和界面能量的變化。在固,液,氣三相交界處,自固/液界面經液體內部到氣/液界面的夾角叫接觸角&OSLAsh;.
當&OSLAsh;=0 表示完全潤濕
90>&OSLAsh;>0 部分潤濕
180>&OSLAsh;>90基本不潤濕
&OSLAsh;≥180 完全不潤濕
因此接觸角的大小是潤濕好壞的判據。對脫模劑來說,&OSLAsh;越小,潤濕性能越好,其脫模性能就越好。
可使用JY-B接觸角測定儀測量接觸角。該儀器由顯微鏡,照明系統,試樣工作臺和液滴調正器組成。要注意選擇較適宜的進樣量,測定同樣樣品進樣量要相同。測定速度要快,涂蠟玻璃片要保持平面光滑。
5) 關于脫模劑的使用方法
A) 控制兌水比例:按照產品說明兌水比例,對中大件及復雜件,取下限。如果是數臺壓鑄機共用一個脫模劑池集中輸送,為了保護模具,也應取兌水比例的下限。
B) 控制兌水方法:要先放水,后加入相應數量的脫模劑,以保證形成水包油的分子團。同時要連續吹氣攪動,達到分散均勻。
C) 控制噴涂模具溫度T: 150C
D) 噴涂角度:一般取0-30
E) 噴涂距離和時間根據不同鑄件和模具特征由實驗合理確定。
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目前,行業對脫模劑尚未出臺統一標準,國際上包括的北美壓鑄協會也沒有公布統一的檢驗標準。這是因為壓鑄脫模劑的種類繁多,發展很快,不同成分的脫模劑如礦物油基皂質乳液,高分子聚合物系列乳液,微乳化透明液,固態粉體等需要不同的檢驗標準和方法。筆者走訪了國內外一些技術先進的現代化壓鑄企業,他們先是對脫模劑的品牌嚴格把關,即選用那些聲譽好,資金和技術力量雄厚,技術服務水平高,質量穩定的供應商。而且,一經選用,很少變動。他們主要依托供應廠商對脫模劑質量的檢驗,因為只有他們清楚產品的成分配比,工藝的優劣,性能的好壞。而且檢驗手段專業,精確,完善。壓鑄廠會從使用的角度對供應商提出各種要求,如某類復雜薄壁件應選用何種型號,如何使用?產品出現問題,請供應商的技術人員幫助分析查找原因,進行改進。總之他們與供應商之間已經形成一種彼此信賴良性互動的合作關系。因此在國內脫模劑市場尚不成熟的今天,壓鑄廠重要的關注點應是象選人才一樣精選有誠信,有品牌,有實力,有技術的供應廠商。
脫模劑本身是屬于化工的領域,與金屬壓鑄之間跨度很大,對檢驗中出現問題的分析需要很多物理和化學的基礎理論。下面,我想只就一些具體問題作點淺顯易懂的分析和說明。
1) 關于固體含量測量
目前使用廠家普遍采用在110?C將1G原液加熱4小時的方法測量脫模劑的固體含量。并以固體含量的高低評判脫模劑的濃度。先應該肯定該方法對于固定使用某一種型號脫模劑的廠家,以此方法去評定每批產品的濃度是否相對穩定,具有一定的參考價值。但是對于各種型號和成份的脫模劑,不具有劃一性,不是普適標準。因為該方法只是基于對以礦物油和蠟為主料的水基脫模劑長期測試的經驗總結,對于目前新一代以高分子聚合物為主料的水基脫模劑,其有效成份不是以固體含量表現出來的。比如,優良的該類脫模劑,為了提高脫模性能,要添加很多能起到特殊效果的助劑,如潤濕分散劑,成膜助劑,極壓劑,鑄件表面光亮劑等。而這些物質的作用不是用固體含量來評定的。因為他們在110?C左右已經與高分子聚合物反應,形成有利于脫模性能的新物質,這些新形成的固體物質是真正發揮脫模效力的精華,不是單純的傳統的不揮發殘留物,因此不要機械地以固體含量去評定真正的高分子材料。目前國際上的知名高分子聚合物基脫模劑品牌,其標識的按常規方法檢測的固體含量大多在10%左右,但其有效成份均在30%以上。而對礦物油或蠟為基的脫模劑,情況正好相反,按常規方法檢測固體含量在30%以上,但其有效成分卻沒有這么多。這也從一個側面說明,對這兩類不同成分的脫模劑,我們不能簡單地以傳統檢驗方法去一視同仁。如果一定要這樣檢驗,那么對同一產品,只要控制一個相對值,然后每次檢驗要有一致性,以此確定產品的穩定性就可以了。
作為研究機構,為了深入了解脫模劑的性能和規律,采用如下先進的儀器研究其相對密度及折射率:
紅外吸收光譜(IR)
核磁共振波譜(NMR)
紫外吸收光譜(UV)
氣相色譜(GC)
質譜(MS)
凝膠滲透色譜(GPC)
用以下儀器進行化學成分分析及確定Si及微量金屬含量:
原子吸收光譜
發射光譜
X-射線熒光光譜
X-射線衍射
接觸角測定儀
界面張力儀
光電子能譜(XPS)
電子能譜(ESCA)
由于上述儀器價格昂貴,對于壓鑄廠來說,不需要武裝這些高檔設備。
2) 對濃度的測量
對涂裝用涂料濃度目前以稱量法測定其不揮發份比重,但這不適宜對脫模劑的衡量標準。因為對脫模劑來說,他的主要功能是隔熱和脫模,因此看重的要求是高溫結膜性,高溫隔熱性和無殘留性。而這些性能的優劣與固體含量沒有一一對應的關系。比如,名牌香水,其中95%是水,5%才是他們的關鍵材料和配方,而一些低劣香水其含水量僅80%左右,其所謂香料比例很高,但效果很差,可能還對人體有害。誰優誰劣,不言自明。但是,假如我們一味強調香料的濃度,以濃度作為檢驗標準,那么結果將南轅北轍。又如,有些脫模劑生產個體戶為了迎合壓鑄廠家檢測固體含量的要求,添加一些廉價白油,凡士林甚至粉體等材料,為了增白,還加一些增白劑,如過氧化苯甲酰,即看上去很白又增加固體含量。這與去年不法分子為了迎合奶品檢驗的需要,在牛奶中添加三聚氰胺同出一轍。終受害者是使用廠家。其對模具和鑄件的傷害要經過一段時間才能表現出來。
我建議貴廠可考慮用折射儀測量脫模劑透過棱鏡表面的折射率,以測定濃度的相對值,此法簡便快捷,但可能不大精確。此外,建議關注如下的檢驗,對保證脫模劑的質量更為重要。
3) 對乳狀液的穩定性測量
由于水基脫模劑是乳狀液,是由兩個以上互不相溶的液體形成的分散體系,一般是用離心法來觀察其穩定性??蛇x用實驗室用臺式離心機或管式離心機。將乳液倒入離心管中,離心轉數為1500RPm(轉/分),觀察離心5-10分鐘后的現象。穩定乳液應不分層或微量析出。
4) 對潤濕性能(滲透性能)的評價--用液滴法對乳液接觸角的測定
對脫模劑來說,對模具的潤濕性能非常重要,因為這是能否在模具表面形成致密牢固薄膜的關鍵因素。潤濕一般分為三類:接觸潤濕---沾濕;浸入潤濕—浸濕;鋪展潤濕---鋪展。實質都是界面性質和界面能量的變化。在固,液,氣三相交界處,自固/液界面經液體內部到氣/液界面的夾角叫接觸角&OSLAsh;.
當&OSLAsh;=0 表示完全潤濕
90>&OSLAsh;>0 部分潤濕
180>&OSLAsh;>90基本不潤濕
&OSLAsh;≥180 完全不潤濕
因此接觸角的大小是潤濕好壞的判據。對脫模劑來說,&OSLAsh;越小,潤濕性能越好,其脫模性能就越好。
可使用JY-B接觸角測定儀測量接觸角。該儀器由顯微鏡,照明系統,試樣工作臺和液滴調正器組成。要注意選擇較適宜的進樣量,測定同樣樣品進樣量要相同。測定速度要快,涂蠟玻璃片要保持平面光滑。
5) 關于脫模劑的使用方法
A) 控制兌水比例:按照產品說明兌水比例,對中大件及復雜件,取下限。如果是數臺壓鑄機共用一個脫模劑池集中輸送,為了保護模具,也應取兌水比例的下限。
B) 控制兌水方法:要先放水,后加入相應數量的脫模劑,以保證形成水包油的分子團。同時要連續吹氣攪動,達到分散均勻。
C) 控制噴涂模具溫度T: 150C
D) 噴涂角度:一般取0-30
E) 噴涂距離和時間根據不同鑄件和模具特征由實驗合理確定。
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