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壓鑄脫模劑廠家--無錫建瑞淺談壓鑄脫模劑理化性能檢驗(yàn)方法
壓鑄是動(dòng)態(tài)的熱力學(xué)過程,模具型腔受到金屬液的高溫高速作用,只有用專用脫模劑才能有效的保護(hù)模具,及時(shí)修復(fù)模具上的微裂紋,延長模具壽命,使壓鑄件順利脫模,同時(shí)改善鑄件表面光亮度。因此對(duì)壓鑄廠來說,檢驗(yàn)脫模劑的理化性能是完全必要的。然而,遺憾的是至今我們對(duì)脫模劑的檢驗(yàn)基本上是搬照對(duì)涂料及潤滑油的檢驗(yàn)內(nèi)容和指標(biāo),如檢驗(yàn)密度,粘度,固體含量,閃點(diǎn),冰點(diǎn),PH值等。而真正對(duì)壓鑄脫模劑至關(guān)重要的性能,如潤濕性,結(jié)膜特性,耐模溫特性,乳化穩(wěn)定性,高溫積碳?xì)埩籼卣鳎瑢?duì)模具的腐蝕性,原液兌水后的分散性等等,均未受到應(yīng)有的重視。由于標(biāo)準(zhǔn)不明確,使得壓鑄廠無法正確識(shí)別和選用合宜的脫模劑,一些供應(yīng)商則投其所好,以次充好,拼價(jià)格,而不是比質(zhì)量,造成當(dāng)今國內(nèi)壓鑄脫模劑市場(chǎng)魚龍混雜,擾亂了正常的秩序。由于劣質(zhì)脫模劑的危害要經(jīng)過一段時(shí)間才能顯現(xiàn)出來,而且很多工藝因素交織影響壓鑄的質(zhì)量,很難一下子分辯和確定是否脫模劑的問題,因此有些小型壓鑄廠只能憑著經(jīng)驗(yàn)和感覺走,只要脫模劑看上去很濃,兌水倍率高,脫模效果可以,重要的是價(jià)格又便宜就行了。其實(shí)這種做法往往是省小錢賠大錢!一般正常壓鑄一噸鋁合金鑄件,其優(yōu)質(zhì)脫模劑用量不過4-6KG。但如果選用不當(dāng),使模具壽命縮短,鑄件廢品增多,造成的損失就可想而知了,最終受害的畢竟是使用廠家。
目前,行業(yè)對(duì)脫模劑尚未出臺(tái)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),國際上包括最權(quán)威的北美壓鑄協(xié)會(huì)對(duì)脫模劑的應(yīng)用(見NADCA Item 529—Die Release Agents and Their Applications)也沒有公布統(tǒng)一的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。這是因?yàn)閴鸿T脫模劑的種類繁多,發(fā)展很快,不同成分的脫模劑如礦物油基皂質(zhì)乳液,高分子聚合物系列乳液,微乳化液,固態(tài)粉體等需要不同的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和方法。筆者走訪了國內(nèi)外一些技術(shù)先進(jìn)的現(xiàn)代化壓鑄企業(yè),他們首先是對(duì)脫模劑的品牌嚴(yán)格把關(guān),即選用那些聲譽(yù)好,資金和技術(shù)力量雄厚,技術(shù)服務(wù)水平高,質(zhì)量穩(wěn)定的供應(yīng)廠商。而且,一經(jīng)選用,很少變動(dòng)。他們主要依托供應(yīng)廠商對(duì)脫模劑質(zhì)量的控制和檢驗(yàn),因?yàn)橹挥兴麄冏钋宄a(chǎn)品的成分配比,工藝的優(yōu)劣,性能的好壞。而且檢驗(yàn)手段最專業(yè),最先進(jìn)和最完善。壓鑄廠則是從使用的角度請(qǐng)供應(yīng)商提出各種建議,如對(duì)某類復(fù)雜薄壁件應(yīng)選用何種型號(hào)脫模劑,如何使用?產(chǎn)品出現(xiàn)問題,請(qǐng)供應(yīng)廠商的技術(shù)人員幫助分析查找原因,進(jìn)行改進(jìn)??傊麄兣c供應(yīng)廠商之間已經(jīng)形成一種彼此信賴良性互動(dòng)的合作關(guān)系。反觀國內(nèi)的一些中小壓鑄企業(yè),他們被市場(chǎng)上的假冒偽劣脫模劑搞得草木皆兵,與供應(yīng)廠商之間缺乏信賴感,只能小心防范,甚至只相信自己的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。由于不可能象供應(yīng)廠家那么專業(yè),到頭來還是防不勝防,難免上當(dāng)受騙。因此在國內(nèi)脫模劑市場(chǎng)尚不成熟的今天,壓鑄廠最重要的關(guān)注點(diǎn)應(yīng)是象選人才一樣精選有誠信,有品牌,有實(shí)力,有技術(shù)的供應(yīng)廠商。
脫模劑本身屬于化工領(lǐng)域,與金屬壓鑄間的知識(shí)跨度很大,對(duì)檢驗(yàn)中出現(xiàn)問題的分析需要很多物理和化學(xué)的基礎(chǔ)理論。
1) 關(guān)于水基脫模劑固體含量的判定
目前使用廠家普遍采用在110℃將1G原液加熱4小時(shí)的方法測(cè)量脫模劑的固體含量。并以固體含量的高低評(píng)判脫模劑的濃度。首先應(yīng)該肯定該方法對(duì)于固定使用某一種型號(hào)脫模劑的廠家,以此方法去評(píng)定每批產(chǎn)品的濃度是否相對(duì)穩(wěn)定,具有一定的參考價(jià)值。但是對(duì)于各種型號(hào)和成份的脫模劑,不是普適標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)樵摲椒ㄖ皇腔趯?duì)以礦物油和蠟為主料的水基脫模劑長期測(cè)試的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),對(duì)于目前新一代以高分子聚合物為主料的水基脫模劑,其有效成份不一定是以固體含量表現(xiàn)出來的。比如,優(yōu)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(zhì)的作用不是用固體含量來評(píng)定的。因?yàn)樗麄兣c高分子聚合物相互作用,形成有利于脫模性能的新物質(zhì),是真正發(fā)揮脫模效力的精華,不是單純的傳統(tǒng)的不揮發(fā)殘留物。因此不要機(jī)械地以固體含量去評(píng)定真正的高分子材料。當(dāng)然,我們也可以為了迎合廠家的評(píng)定口味,添加一些纖維素類如縮甲基纖維素鈉(CMC),甲基纖維,淀粉,明膠,酪素等天然高分子聚合物和聚乙烯醇,縮甲醛等合成高分子聚合物以及水玻璃等無機(jī)高分子聚合物,這些物質(zhì)可以名正言順的加進(jìn)脫模劑中,使成本下降,而且冠冕堂皇地顯著提高了固體含量的檢測(cè)結(jié)果。殊不知,它大大降低了脫模劑對(duì)模具的保護(hù)作用,對(duì)提高脫模性能,減少殘留有害無益。再如為了提高脫模劑的表觀粘度,加入增稠劑,通過水溶性大分子鏈的架橋作用,形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),使脫模劑看上去很濃,而且增加了固體物質(zhì)的含量。有些甚至加一些膨潤土,石棉等無機(jī)超細(xì)粉末,利用其強(qiáng)親水性質(zhì),形成觸變性凝膠,以提高濃度。這些做法是不道德和缺乏誠信的,對(duì)壓鑄廠的產(chǎn)品質(zhì)量和模具壽命是一種潛移默化的傷害。事實(shí)上,對(duì)脫模劑的主要評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)要看脫模效果和對(duì)模具壽命的影響。使用廠家在確定脫模劑使用效果滿意后主要是控制其每批產(chǎn)品的穩(wěn)定性。作為研發(fā)和生產(chǎn)脫模劑的單位,我們主要著眼于有效成分的作用和添加的比例。目前國際上的知名高分子聚合物基脫模劑品牌以及我公司新近推出的以高分子聚合物為基,不含任何礦物油,甲基硅油的新型脫模劑,其標(biāo)識(shí)的按常規(guī)方法檢測(cè)的固體含量大多在10-15%左右,但其實(shí)際有效成份均在30%以上。而對(duì)礦物油或蠟為基的脫模劑,情況正好相反,按常規(guī)方法檢測(cè)固體含量在20-30%左右,但其有效成分卻遠(yuǎn)沒有這么多。這也從一個(gè)側(cè)面說明,對(duì)這兩類不同成分的脫模劑,我們不能簡單地以傳統(tǒng)檢驗(yàn)方法去一視同仁。如果一定要這樣檢驗(yàn),那么對(duì)同一產(chǎn)品,只要控制一個(gè)相對(duì)值,然后每次檢驗(yàn)要有一致性,以此確定產(chǎn)品的穩(wěn)定性就可以了。
2) 對(duì)濃度的測(cè)量
涂裝用涂料濃度目前普遍以稱量法測(cè)定其不揮發(fā)份比重,但這不適宜對(duì)脫模劑濃度的測(cè)定。因?yàn)閷?duì)脫模劑來說,他的主要功能是隔熱和脫模,因此最看重的要求是高溫結(jié)膜性,高溫隔熱性和無殘留性。而這些性能的優(yōu)劣與濃度沒有正比關(guān)系。比如,世界名牌香水,其中95%是水,5%才是他們的關(guān)鍵材料和配方,而一些低劣香水含水量僅80%左右,其所謂香料比例很高,但效果很差,可能還對(duì)人體有害。誰優(yōu)誰劣,不言自明。但是,假如我們一味強(qiáng)調(diào)香料的濃度,以濃度作為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),那么結(jié)果將南轅北轍。又如,有些脫模劑生產(chǎn)個(gè)體戶為了迎合壓鑄廠家檢測(cè)濃度的要求,添加一些廉價(jià)白油,凡士林甚至粉體等材料,為了增白,還加一些增白劑,看上去很白又很濃。這與去年不法分子為了迎合奶品檢驗(yàn)的需要,在牛奶中添加三聚氰胺同出一轍。最終受害者是使用廠家。其對(duì)模具和鑄件的傷害要經(jīng)過一段時(shí)間才能表現(xiàn)出來。我們呼吁脫模劑生產(chǎn)和銷售廠商,一定要堅(jiān)持質(zhì)量第一,誠信為本,決不要為了贏小利而喪失人格和自毀民族工業(yè)的發(fā)展。在杜絕假冒偽劣產(chǎn)品的前提下,建議壓鑄廠可考慮用折射儀測(cè)量脫模劑透過棱鏡表面的折射率,以測(cè)定濃度的相對(duì)值,此法簡便快捷,但可能不大精確。
3) 對(duì)乳狀液的穩(wěn)定性測(cè)量
由于水基脫模劑是乳狀液,是由兩個(gè)以上互不相溶的液體形成的分散體系,在乳化時(shí)界面積大大增加,例如10cm3的油分散成半徑0.1µm的小液珠,界面面積為300m2,比原來增加106倍,可見乳液的界面自由能很大,是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系。根據(jù)能量降低原則,分散相的液珠會(huì)自發(fā)結(jié)合成大滴,最后分為互不相溶的兩相,即出現(xiàn)沉降,絮凝,聚結(jié),轉(zhuǎn)相,最終析乳。因此對(duì)乳液穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)很重要。影響穩(wěn)定性的因素很多且很復(fù)雜,主要是界面膜的作用,界面膜破裂則乳液就會(huì)聚集和分層。一般是用離心法來觀察其穩(wěn)定性。可選用實(shí)驗(yàn)室用臺(tái)式離心機(jī)或管式離心機(jī)。將乳液倒入離心管中,離心轉(zhuǎn)數(shù)為1500rpm(轉(zhuǎn)/分),觀察離心5-10分鐘后的乳液狀況。穩(wěn)定乳液應(yīng)不分層或只有微量析出。
4) 對(duì)潤濕性能(滲透性能)的評(píng)價(jià)--用液滴法測(cè)定乳液接觸角
對(duì)脫模劑來說,對(duì)模具的潤濕性能非常重要,因?yàn)檫@是能否在模具表面形成致密牢固薄膜的關(guān)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?jié)櫇?--鋪展。實(shí)質(zhì)都是界面性質(zhì)和界面能量的變化。在固,液,氣三相交界處,自固/液界面經(jīng)液體內(nèi)部到氣/液界面的夾角叫接觸角Ø.
當(dāng)Ø=0º 表示完全潤濕
90º>Ø>0º 部分潤濕
180º>Ø>90º基本不潤濕
Ø≥180º 完全不潤濕
因此接觸角的大小是潤濕好壞的判據(jù)。對(duì)脫模劑來說,Ø越小,潤濕性能越好,其結(jié)膜性和脫模性能就越好??墒褂肑Y-B接觸角測(cè)定儀測(cè)量接觸角。該儀器由顯微鏡,照明系統(tǒng),試樣工作臺(tái)和液滴調(diào)正器組成。要注意選擇較適宜的進(jìn)樣量,測(cè)定同樣樣品進(jìn)樣量要相同。測(cè)定速度要快,涂蠟玻璃片要保持平面光滑。
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