橡膠模腔表面的污染侵蝕

模腔表面的污染侵蝕主要表現(xiàn)在出現(xiàn)污點(diǎn)與云紋、污染物結(jié)聚和模腔腐蝕等方面。影響因素主要與膠料配方組成、硫化條件與環(huán)境、模具材質(zhì)及加工處理等有關(guān).

天然橡膠由于含類脂化合物、蛋白質(zhì)和無(wú)機(jī)鹽類等非橡膠烴物質(zhì),在硫化過(guò)程中最易污染模腔。合成橡膠的含鹵素橡膠,在硫化反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生鹵化合物引起模腔污染,例如:氯丁橡膠硫化過(guò)程中產(chǎn)生氯氣和HCl侵蝕模腔:氟橡膠硫化過(guò)程中產(chǎn)生HF腐蝕模腔,配方中必須加吸酸劑。合成橡膠中乳劑和催化劑等也會(huì)產(chǎn)生污染。丁腈橡膠隨丙烯腈含量增大污染性增大。

硫化體系中硫黃、氧化鋅、多元酚(如雙酚A)、二元胺等以及TMTD和二苯胍等促進(jìn)劑均會(huì)產(chǎn)生污染。

其他如軟化劑、填充劑會(huì)引起模腔表面云紋,炭黑的補(bǔ)償性越好,污染越輕。

硫化工藝中由于熱氧老化的存在,硫黃、過(guò)氧化物等自由基或離子基在活性狀態(tài)下與金屬表面接觸而形成污染,所以硫化時(shí)間越長(zhǎng)或硫化的溫度越高,越易產(chǎn)生污染,污染物結(jié)聚越多。同時(shí),硫化環(huán)境的濕度、粉塵等也影響模腔的污染。

模具的材質(zhì)若采用低碳鋼則易污染,而中碳模具鋼的污染較輕。最常用的模腔表面處理是鍍鉻并拋光處理。

模腔的維護(hù)與清洗

為了阻滯模腔的污染侵蝕,延長(zhǎng)其使用命,往往采取一些維護(hù)措施,例如脫模劑和表面涂覆處理。

脫模劑包括聚硅氧烷系、氟樹(shù)脂系、油脂系(動(dòng)物油系、石油系)、表面活性劑系(非離子系、陰離子系)以及聚乙烯醇和某些粉劑類等。其中聚硅氧烷系和氟樹(shù)脂類效果較好,但價(jià)格較高,其他類型脫模劑應(yīng)據(jù)膠種和制品表面尺寸和表面要求以及模具材質(zhì)合理選擇,因?yàn)槊撃┮鄷?huì)對(duì)模腔產(chǎn)生污染。

表面涂覆技術(shù)包括表面聚四氟乙烯(PTFE)處理和含有PTFE的鎳磷非電解劑表面化學(xué)鍍層方法等。據(jù)報(bào)道,Ni-P-PTFE化學(xué)鍍層可極大地提高模腔的耐腐蝕性,由于含有PTFE,提高了自潤(rùn)滑性和離型性,脫模非常容易,適合過(guò)氧化物或胺類、雙酚類硫化體系的膠料,但不適合硫黃硫化體系的膠料,因?yàn)榱螯S易與Ni發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生模腔污染.

維護(hù)措施僅僅起到延緩或改善模腔的污染程度,并不能完全防止污染,因此模具使用一定時(shí)間后,應(yīng)進(jìn)行清洗除去表面的污染物。可分為物理清洗和化學(xué)清洗兩大類方法.

(1)研磨法

用粒徑很小的(1~6μm)金剛砂研磨模腔表面,然后再用細(xì)磨料拋光?？蛇x用商品化的研磨膏。該法會(huì)影響到成品的尺寸精度.

(2)噴射法

噴射機(jī)以一定的壓力和速度的空氣,夾帶噴射材料(玻璃珠或干冰粒子)向模腔表面沖刷,將污垢層沖掉。若用玻璃珠噴射模具應(yīng)置于密封室內(nèi),玻璃珠可回收使用。若用干冰粒子噴射,干冰的低溫使模腔表面的污垢冷凍至脆化而裂,干冰瞬間氣化,其體積膨脹近800倍,從而把污垢沖離表面。后者可在生產(chǎn)線上除污,不影響生產(chǎn),不損傷模腔,不產(chǎn)生二次污染,符合環(huán)保要求,但費(fèi)用較高.

(3)堿洗法

堿液可以除去模腔表面的油脂類污染。幾種堿并用,例如苛性鈉、碳酸氫鈉、硅酸鈉等,配成水溶液且加熱,將模具置于堿液槽中浸泡30min或數(shù)小時(shí),然后用清水沖洗揩干。該法屬于化學(xué)清洗法.

(4)超聲波清洗

超聲波的清洗效果較好,勞動(dòng)強(qiáng)度較低,改善了工作環(huán)境,對(duì)模腔沒(méi)有損傷。其工作原理是高強(qiáng)度高頻率的超聲波在清洗液中產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象,使成千上萬(wàn)個(gè)極細(xì)微的氣泡把污染物從模腔中剝落出來(lái),能有效地清洗模腔中的死角。清洗工藝是采用氫氧化鈉溶液濃度為180mg·m-3),升溫至71~87℃,經(jīng)排除氣體(氣體能吸收波能)后,由超聲波發(fā)射器進(jìn)行超聲清洗,然后使用熱水防銹液清洗,壓縮空氣將模具吹干。由于氫氧化鈉堿液的應(yīng)用,所以該法是物理和化學(xué)方法的綜合清洗.

(5)洗模膠清洗(MCR)

MCR的主要成分是由非污染型聚合物、能與模腔污染物進(jìn)行物理和化學(xué)作用的物質(zhì)(如含有氨基和羥基的化合物等特殊藥品)和其他配合劑組成的專用膠料。將MCR填人模腔中,通過(guò)硫化工藝使膠料與模腔表面產(chǎn)生物理和化學(xué)作用吸納清除污垢,達(dá)到洗模的目的。國(guó)內(nèi)外均有MCR的各種商品牌號(hào)洗模膠供選用。據(jù)稱可清洗各類模具,去垢力強(qiáng),不侵蝕模具表面,改善模具的潔凈度。

有關(guān)模具的維護(hù)與清洗的技術(shù)不斷發(fā)展,清洗方法諸多,應(yīng)視模具的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)和幾何尺寸大小、精度和光潔度、污染程度和清洗效率以及二次污染等情況進(jìn)行選擇。

（6）激光清洗模具

模具清洗的方法有很多種，有模具清洗機(jī)，酸洗，干冰清洗，噴砂等，激光清洗是目前最新的一種清洗方式，它可以清洗注塑模具，鑄造模具，食品模具，玻璃瓶模具等，模具中的小角落，溝溝縫縫都能清洗到，只要激光能照射到的地方都可以清洗，這一優(yōu)點(diǎn)就避免了傳統(tǒng)清洗方式清洗不到的弊端。