水基壓鑄脫模劑的研究進(jìn)展 摘要: 水基脫模劑既有傳統(tǒng)脫模劑的潤(rùn)滑性與脫模性,又兼具環(huán)保的特點(diǎn),在國(guó)內(nèi)有著很大的市場(chǎng)需求,堪稱壓鑄行業(yè)的“工業(yè)味精”,是一種很有潛力的新型脫模劑; 但國(guó)內(nèi)水基脫模劑起步較...
水基壓鑄脫模劑的研究進(jìn)展
摘要: 水基脫模劑既有傳統(tǒng)脫模劑的潤(rùn)滑性與脫模性,又兼具環(huán)保的特點(diǎn),在國(guó)內(nèi)有著很大的市場(chǎng)需求,堪稱壓鑄行業(yè)的“工業(yè)味精”,是一種很有潛力的新型脫模劑; 但國(guó)內(nèi)水基脫模劑起步較晚,技術(shù)不成熟一直是制約國(guó)產(chǎn)水基脫模劑發(fā)展進(jìn)步的壁壘; 通過(guò)概述水基壓鑄脫模劑的國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀及取得的重要成果,分析總結(jié)了國(guó)內(nèi)自主研制的水基壓鑄脫模劑的性能及存在的問(wèn)題,并提出了相應(yīng)建議; 最后,對(duì)未來(lái)水基脫模劑的研究及發(fā)展方向進(jìn)行了展望。
壓鑄脫模劑又叫離型劑,顧名思義,是在鑄件成型過(guò)程中對(duì)模具和鑄件間起到一種隔離作用的輔助用劑,可以有效地防止或減少成型鑄件出模時(shí)的機(jī)械損傷,從而對(duì)在改善鑄件的外觀品質(zhì)和延長(zhǎng)模具的使用壽命上起著不可或缺的作用。
壓鑄脫模劑的發(fā)展經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的過(guò)程,從最初的油基脫模發(fā)展到現(xiàn)如今已廣泛使用的水基脫模劑,再到新興的粉狀脫模劑。脫模劑要求在使用過(guò)程中不易分解和磨損、不會(huì)黏附到鑄件表面、不影響鑄件的粘接、印刷、涂飾及壓紋等后續(xù)加工,以保持鑄件的完整性。
隨著汽車行業(yè)的飛速發(fā)展以及筆記本電腦、手機(jī)等 IT 產(chǎn)品不斷地更新升級(jí),傳統(tǒng)的油基脫模劑已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足壓鑄成型市場(chǎng)的需求,尤其像汽車的輕量化生產(chǎn),筆記本、手機(jī)等電子產(chǎn)品的精密化,對(duì)鋁合金、鎂合金等合金壓鑄用脫模劑的綜合性能有了更高的要求。甚至對(duì)于不同合金的壓鑄,需有針對(duì)性的研制出與之相匹配的水基脫模劑,來(lái)滿足水基脫模劑市場(chǎng)的多元化。
傳統(tǒng)的油基脫模劑含有較多的高揮點(diǎn)物質(zhì),涂膜厚、揮發(fā)慢,合模后及壓射中還會(huì)有相當(dāng)部分會(huì)繼續(xù)揮發(fā),這部分氣體易被卷入壓鑄件形成氣孔。此外,油基或溶劑基脫模劑的生產(chǎn)過(guò)程中,往往會(huì)加入一些具有較高表面活性的發(fā)泡劑來(lái)有效降低其表面張力,但發(fā)泡劑中含有的二氯甲烷、三氯甲烷等鹵代烷在紫外線照射下分解的產(chǎn)物對(duì)臭氧層具有破壞作用。正因?yàn)閭鹘y(tǒng)的脫模劑具有影響壓鑄制品的質(zhì)量、不環(huán)保、有害身體健康等缺點(diǎn),已逐漸被水基脫模劑所取代。
水基脫模劑具有廣闊的市場(chǎng)前景,這不僅得益于其具有易脫模、冷卻效果好
不產(chǎn)生堆積、鑄件表面質(zhì)量好、內(nèi)部氣孔少、有利于自動(dòng)化操作等優(yōu)點(diǎn),更是因?yàn)樗撃┯兄h(huán)境友好的特點(diǎn)。相對(duì)油基或溶劑基脫模劑而言,以水作為載體的水基脫模劑,使壓鑄生產(chǎn)過(guò)程更加清潔、無(wú)毒、廉價(jià),減少了對(duì)操作人員的危害。
1、水基脫模劑的技術(shù)要求
性能優(yōu)良的壓鑄水基脫模劑應(yīng)具有以下特點(diǎn):
( 1) 潤(rùn)滑和脫模效果好。
耐高溫的有效成分能均勻的分散在模具的表面,形成一層具有良好潤(rùn)滑性和脫模性的薄膜,對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件能夠起到有效的潤(rùn)滑和脫膜效果。
( 2) 冷卻性和絕熱性好。
在高溫、高壓下,液態(tài)金屬對(duì)型腔會(huì)造成一定損害,而水基脫模劑中的水分及易揮發(fā)性物質(zhì)的揮發(fā),能有效降低模具的表面溫度,從而形成一層具有隔熱和保護(hù)作用的薄膜。
( 3) 化學(xué)穩(wěn)定性好。
高溫不會(huì)分解為有毒有害物質(zhì),不與成型物發(fā)生化學(xué)反應(yīng),且在模具和鑄件表面不能形成積碳或沉積物,以免影響鑄件表面質(zhì)量。
( 4) 對(duì)模具和鑄件無(wú)腐蝕。
( 5) 鑄件內(nèi)部產(chǎn)生氣孔少。
脫模劑中揮發(fā)性氣體,不能使鑄件表面或內(nèi)部產(chǎn)生氣孔。
( 6) 無(wú)毒、無(wú)污染。
脫模劑中的成分必須是無(wú)毒或低毒成分,不能對(duì)生產(chǎn)環(huán)境和自然環(huán)境造成污染。
( 7) 有利于自動(dòng)化操作。
要把握水基脫模劑的黏度及流動(dòng)性,有利于在生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化操作。
( 8) 成型物表面光滑。
( 9) 易流展,且稀釋后具有一定的穩(wěn)定性。
2、水基脫模劑的主要組成
2.1 水
水是水基脫模劑中的主要成分,作為其有效成分的載體。一般離子交換水或飲用水的含量在95%以上,切忌使用硬水。水基脫模劑水分占比大,并且在使用過(guò)程中會(huì)有幾十甚至上百倍的稀釋,故而對(duì)其水質(zhì)要求很高。加入水的硬度會(huì)直接影響到水基脫模劑的品質(zhì),而硬度較高的水基脫模劑,其使用壽命及效用也會(huì)有很大程度上的降低。
硬水的使用情況紛繁復(fù)雜,不僅涉及其金屬離子的影響,還有不同地區(qū)水質(zhì)不同等區(qū)域因素,故國(guó)內(nèi)外各科研機(jī)構(gòu)及生產(chǎn)廠家多用去離子水或飲用水作為水基脫模劑的分散介質(zhì)。
我國(guó)水基脫模劑的研制仍處于探索研究階段,還未形成一定的體系,加之國(guó)內(nèi)對(duì)抗硬水劑的研究亦處于起步階段,但不排除將來(lái)會(huì)以硬水作為水基脫模劑中水分的可能。
目前,硬水應(yīng)用較多者為水基金屬加工液,但往往需要添加一種抗硬水劑來(lái)提高產(chǎn)品的耐硬水能力,這樣做的目的可在規(guī)?;a(chǎn)過(guò)程中降低生產(chǎn)成本,節(jié)約飲用水資源,但仍有諸多技術(shù)問(wèn)題亟待尋求突破。
2.2 基礎(chǔ)材料
起脫模和潤(rùn)滑作用的有效組分通常為油、脂、蠟、有機(jī)硅等基礎(chǔ)材料,如動(dòng)植物油脂、卵磷脂、二甲基硅油、聚乙烯蠟等。國(guó)外的有些產(chǎn)品中還會(huì)添加醇和胺等具有揮發(fā)性及水溶性的有機(jī)溶劑,如異丙醇等?;A(chǔ)材料主要包括主潤(rùn)滑材料和基礎(chǔ)油,它們是水基脫模劑中各種添加劑的載體。其中,主潤(rùn)滑材料對(duì)產(chǎn)品綜合性能的提升發(fā)揮著舉足輕重的作用,故在選擇主潤(rùn)滑材料時(shí),要求其具有優(yōu)異的內(nèi)部及外部潤(rùn)滑作用,耐高溫,易清洗且不影響后續(xù)的印刷、涂飾及壓紋等工序?;A(chǔ)油是潤(rùn)滑劑、脫模劑及各種添加劑的主要載體,其本身也起到一定潤(rùn)滑作用。基礎(chǔ)油的選擇非常重要,要求高溫下不可產(chǎn)生沉積物,并且在能有效溶解各種添加劑的基礎(chǔ)上,還應(yīng)具有表面張力小、黏度低、閃點(diǎn)高的特點(diǎn)。
低黏度的基礎(chǔ)油有利于其在水中的分散,在高溫模具的表面噴涂后可以形成一層厚度均勻的薄膜,較低的表面張力則有助于后續(xù)乳液的形成; 較高的閃點(diǎn)是為了保證水基脫模劑的安全儲(chǔ)存和運(yùn)輸。
基礎(chǔ)油作為水基脫模劑的基礎(chǔ)材料,對(duì)其潤(rùn)滑性發(fā)揮著重要的作用。目前,國(guó)內(nèi)自主研制的各水基脫模劑對(duì)基礎(chǔ)油的選用大相徑庭,如祝輝等以機(jī)械油和羊毛脂作為基礎(chǔ)油制備的水基脫模劑,通過(guò)優(yōu)化各組分間的配比,以轉(zhuǎn)相乳化法在復(fù)配乳化劑的作用下得到了較好的混合。以此制得的水基脫模劑,不僅有著較好的成模性和穩(wěn)定性,還解決了廢舊機(jī)械油的循環(huán)利用; 黃宇劍等選用多種改性有機(jī)硅油作為基礎(chǔ)油,他們對(duì)長(zhǎng)烷鏈苯基改性有機(jī)硅油、聚醚改性硅油、羥基改性硅油 3 種進(jìn)行了任意組合,通過(guò)優(yōu)化最后得到了最佳配比的混合型改性硅油。
與其他基礎(chǔ)油相比,硅油以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)而具有許多優(yōu)異的性能: 耐高溫耐候性好、抗氧化能力強(qiáng)、表面張力小、閃點(diǎn)高、溶解度參數(shù)低、不腐蝕模具,具有良好的噴出性和生理惰性,且能提升鑄件表面的光潔度。
另外,硅油易流展到細(xì)小結(jié)構(gòu)的模具表面形成致密的薄膜,且用量比較少,一次涂刷還可重復(fù)使用。目前,水基脫模劑的研究制備更多傾向于改性硅油的選用,這源于改性硅油有著其他基礎(chǔ)油所不具備的優(yōu)良特性。如為提高二甲基硅油的鋪展性、對(duì)模具表面的親和力以及與其他組分的相容性,會(huì)引入長(zhǎng)鏈烷基或巰烴基進(jìn)行改性等。如蘇州興業(yè)材料科技股份有限公司用改性的有機(jī)硅油作為基礎(chǔ)油,制備了一種性能較好的水基鋁合金壓鑄脫模劑,其中包括了長(zhǎng)烷鏈苯基改性、聚醚改性和羥基改性。
硅油的改性有著很大的研發(fā)潛力和提升空間?,F(xiàn)用到的改性硅油有長(zhǎng)鏈烷基或芳基硅油、二甲基硅氧烷等。但根據(jù)目前以改性硅油為基礎(chǔ)油研制出的水基脫模劑,仍存在著諸多缺陷,如在較高稀釋比的使用中而出現(xiàn)漂油的現(xiàn)象,硅油改性方面仍有很多地方需要提升,尤其是改性硅油對(duì)乳化劑乳化發(fā)揮的積極作用上。
在基礎(chǔ)油的選用上,國(guó)外進(jìn)口優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品中有使用硅油作為基礎(chǔ)油的成功案例,至少對(duì)目前國(guó)內(nèi)研制水基脫模劑在努力方向上是有據(jù)可循的。推測(cè)不久的將來(lái),國(guó)內(nèi)會(huì)研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的水基脫模劑,以取代進(jìn)口水基脫模劑對(duì)中國(guó)壓鑄行業(yè)的掣肘。
2.3 添加劑
隨著壓鑄工業(yè)的快速發(fā)展,對(duì)壓鑄產(chǎn)品各方面的要求也隨之提高,而壓鑄工藝的環(huán)境要求也愈加苛刻。水基脫模劑綜合性能的提升少不了添加劑的加入,雖量少卻能產(chǎn)生不可或缺的效果。優(yōu)質(zhì)的水基脫模劑其組成成分有十幾甚至二十幾種,有時(shí)添加劑微小的改變,對(duì)水基脫模劑的性能就會(huì)產(chǎn)生很大的影響,甚至對(duì)規(guī)?;a(chǎn)的成本產(chǎn)生很大的變化。一種優(yōu)質(zhì)水基脫模劑的研制成功,需綜合考慮各方因素,平衡各項(xiàng)指標(biāo),尤其不容忽視各原料及添加劑混合后的協(xié)同效應(yīng)。
故添加劑對(duì)水基脫模劑的影響不容忽視。
單一的添加劑已無(wú)法滿足當(dāng)今市場(chǎng)多樣化的需求,綜合把握各添加劑的協(xié)同作用,添加劑復(fù)配的重要性已愈加顯現(xiàn)。這就需要加入不同的添加劑以滿足不同合金壓鑄產(chǎn)品的需求。不同的合金壓鑄用水基脫模劑中添加劑存在一定的差異。
根據(jù)現(xiàn)已研制成功的水基脫模劑案例,其用途可大致分為化學(xué)作用和物理作用。
在水基脫模劑中起化學(xué)作用的添加劑有防腐劑、防霉劑、防銹劑等,起物理作用的有增溶劑、分散劑、消泡劑等。吐溫( 聚山梨酯) 是一種良好的增溶劑,具有很好的增溶和分散能力,國(guó)內(nèi)水基脫模劑中添加吐溫-20 和吐溫-80居多。
另外,吐溫是非離子表面活性劑,還對(duì)乳化液的乳化起到積極的作用。黃宇劍等發(fā)明專利中,用到了一種異構(gòu)十醇聚氧乙烯醚,是一種很好的分散劑,同時(shí)還兼顧潤(rùn)滑劑和乳化劑的作用。祝輝等通過(guò)轉(zhuǎn)相乳化法制備了一種水基脫模劑,加入的 OP-10( 聚氧乙烯辛基苯酚醚-10) 可有效提升乳化液在水中的分散能力,從而能夠提高乳化液的HLB 值。
有時(shí),根據(jù)制備工藝的特點(diǎn)亦會(huì)影響到添加劑種類以及用量,比如轉(zhuǎn)相乳化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定量的泡沫,會(huì)加入消泡劑降低泡沫的影響。防銹劑的添加,可有效減少對(duì)鑄件及模具的腐蝕作用,還可達(dá)到增溶的雙重效果。防銹劑一般呈弱堿性,對(duì)乳液中呈酸性的物質(zhì)還可起到中和的作用。其主要作用機(jī)理是防銹劑中存在的極性基團(tuán)對(duì)金屬表面有著較強(qiáng)的吸附作用,由此產(chǎn)生一層保護(hù)層,從而阻斷了腐蝕物質(zhì)與金屬表面的接觸,最后達(dá)到了防銹的效果。
卵磷脂是近幾年才用于水基脫模劑的新型添加劑。它通常溶于脂肪酸或油中,單獨(dú)或混合使用,可以形成一種油基混合物來(lái)作為水基脫模劑脫模的有效組分。
食品級(jí)的卵磷脂除在食品行業(yè)具有廣泛益處外,在造紙、水泥、橡膠、陶瓷成型等不同工業(yè)產(chǎn)品中亦有廣泛的應(yīng)用。
國(guó)外研究表明,卵磷脂作為水基脫模劑的輔助劑,對(duì)水基脫模劑脫模性能的提高起到積極的作用,可提供脫模能力。例如,修建東等用卵磷脂作為輔助劑,制備了一種鋁合金水基脫模劑,并且已獲得專利,使卵磷脂在水基脫模劑應(yīng)用方面取得了重要進(jìn)展。卵磷脂通常與脂肪酸或油等有機(jī)溶劑混合使用,在表面活性劑的作用下,得到穩(wěn)定的乳液。
3、乳化技術(shù)
乳化技術(shù)在水基脫模劑的制備中有著重要的應(yīng)用,從油基乳化到水基乳化,對(duì)乳化劑的性能要求越來(lái)越高,乳液乳化越發(fā)成為水基脫模劑制備的關(guān)鍵步驟,它關(guān)乎著水基脫模劑的穩(wěn)定性,即產(chǎn)品使用壽命。
乳化技術(shù)是各科研機(jī)構(gòu)及生產(chǎn)廠家一直以來(lái)研究的重要方向,水基脫模劑乳化效果的好壞是評(píng)價(jià)水基脫模劑產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要指標(biāo)??梢?jiàn),在乳化技術(shù)上尋求新的突破是制備優(yōu)質(zhì)水基脫模劑的一個(gè)重要途徑。
3.1 乳化劑的選擇
在制備乳液的過(guò)程中,乳化劑的選擇至關(guān)重要,而生產(chǎn)廠家都會(huì)考慮乳化過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性,生產(chǎn)成本和使用效果是他們需要衡量的主要問(wèn)題。水基脫模劑是水包油 O/W 型乳化體系,評(píng)價(jià)乳化劑乳化好壞時(shí),親水親油平衡值,即 HLB 值是人們?cè)u(píng)價(jià)乳化劑乳化效果好壞時(shí)常用到的方法。
乳化劑是指具有乳化能力的表面活性劑,由多種較強(qiáng)表面活性的表面活性物質(zhì)組成,用以降低液體的表面張力,增加乳液的乳化效果,乳化劑對(duì)水基脫模劑體系的穩(wěn)定至關(guān)重要,有乳化、分散、增濕及增溶等功能,在攪拌的作用下,可將有機(jī)溶劑以極細(xì)致的顆粒狀均勻分散并懸浮在連續(xù)的水相中,形成水包油 O/W
型穩(wěn)定的乳液。
乳化劑的分子結(jié)構(gòu)比較特殊,由可溶于水的離子基團(tuán)和長(zhǎng)鏈?zhǔn)杷碾x子基團(tuán)組成。正是由于這種雙親分子的作用,才使得互不相容的水相和油相能夠均勻而穩(wěn)定的混合,形成乳化效果較好的乳狀液。表面活性劑還可增加有效組分在液體中分布的均勻性。水基脫模劑涂布在型腔表面后,不具揮發(fā)性的物質(zhì)就會(huì)均勻的分散開(kāi)來(lái),形成一層厚度只有微米級(jí)的薄膜。
表面活性劑分為陰離子型、陽(yáng)離子型、兩性及非離子型四類。陽(yáng)離子表面活性劑在水溶液中容易發(fā)生水解反應(yīng),生成的表面活性離子帶正電荷,使乳液具有一定的酸性,而偏酸性乳液的長(zhǎng)期使用對(duì)型腔及鑄件表面會(huì)造成一定的腐蝕作用。
有些表面活性劑在酸性條件下具有表面活性,而在堿性條件下會(huì)游離出來(lái)降低其表面活性,如脂肪胺鹽 RN+H3·X-(X=Cl、I、CH3COO、NO3等)。
陰離子表面活性劑有顯著的乳化效果,能夠增加潤(rùn)濕性能且有助于清洗,但陰離子表面活性劑抗硬水能力差,易造成乳液粒徑的增加,導(dǎo)致乳液凝結(jié)或結(jié)
乳,如N-月桂酰基谷氨酸鈉( LGS-11) 、支鏈烷基苯磺酸鈉( LAS) 等。
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3.2 乳化劑的復(fù)配
目前,乳化劑在水基脫模劑的應(yīng)用上,通常分為兩種情況: 一種是單一乳化劑,另一種是復(fù)配乳化劑。單一乳化劑現(xiàn)已很難保持水基脫模劑體系的穩(wěn)定性,隨著研究的深入,其缺陷也逐漸顯現(xiàn)。為獲得更加穩(wěn)定的乳液,使得各種添加劑取長(zhǎng)補(bǔ)短,或取得協(xié)同效應(yīng),復(fù)配乳化劑成為了水基脫模劑研究的主流方向。
乳化劑的復(fù)配一般選用兩性或非離子型表面活性劑,根據(jù)不同乳化劑間的協(xié)同效應(yīng),有時(shí)為盡可能減小乳液粒徑、增加乳化效果,還會(huì)加入極少量低碳連的醇( C3~ C6) 作為助表面活性劑。例如,郭迎慶等用聚氧丙烯甘油醚、月桂酸聚氧乙烯酯等非離子型表面活性劑以及低碳連的醇進(jìn)行乳化劑的復(fù)配,制備了一種壓鑄用環(huán)保型脫模劑,并已申請(qǐng)專利。
非離子表面活性劑與其他離子表面活性劑相比其穩(wěn)定性及安全性較高,且不易水解,故而更受青睞,另外表面活性劑的復(fù)配比單獨(dú)使用顯示出了更為優(yōu)異的乳化效果。
4、 使用方法
金屬鑄造的發(fā)展具有悠久的歷史,但壓鑄卻是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的鑄造工藝。
壓鑄是在高壓高速環(huán)境下進(jìn)行的,這使得其工藝過(guò)程環(huán)境的復(fù)雜性與其他鑄造工藝相比要求苛刻了很多。在保證水基脫模劑質(zhì)量的情況下,壓鑄對(duì)水基脫模劑的使用上也要求很高,尤其在水基脫模劑的噴涂過(guò)程,需有著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟僮髁鞒毯妥罴训膰娡織l件。
水基脫模劑在使用過(guò)程中,根據(jù)不同壓鑄材質(zhì)要注意水基脫模劑的選擇,使用前要確定水基脫模劑的最佳稀釋比,以保證水基脫模劑使用過(guò)程中體系的穩(wěn)定性和噴涂的均勻性。水基脫模劑的使用情況是繼提升其品質(zhì)之后又一不可小覷的事項(xiàng)。在尋求水基脫模劑技術(shù)上取得新突破的同時(shí),通過(guò)完善工藝過(guò)程來(lái)解決產(chǎn)品脫模問(wèn)題進(jìn)而提升鑄件品質(zhì),是各鑄造廠家一直以來(lái)努力探索和研究的新方向。
目前,水基脫模劑的使用多為噴涂使用,這樣可有效解決水基脫模劑在型腔表面涂布不均的問(wèn)題,比如噴射罐裝水基脫模劑,即解決產(chǎn)品的存儲(chǔ)問(wèn)題又可直接噴涂使用。但需注意的是,噴涂過(guò)程中噴嘴的噴射力以及型腔內(nèi)的溫度的控制,在最佳的噴涂條件下可使得水基脫模劑在模具表面更加均勻地分布,用以保證鑄件質(zhì)量。
5、水基脫模劑的市場(chǎng)現(xiàn)狀
5.1 市場(chǎng)需求旺盛
近年來(lái),中國(guó)壓鑄行業(yè)的飛速發(fā)展,使得水基脫模劑的需求量大增。水基脫模劑是金屬壓鑄的“工業(yè)味精”,其對(duì)壓鑄工業(yè)的貢獻(xiàn)不言而喻,這就使得水基脫模劑具有廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)。
水基脫模劑有著其他脫模劑不具備的優(yōu)良特性,它是一種非常有市場(chǎng)需求、有前景的新型脫模劑。目前,水基脫模劑在合金壓鑄工業(yè)中的廣泛需求和應(yīng)用,尤其汽車行業(yè)的飛速發(fā)展,是水基脫模劑在開(kāi)發(fā)研究中不斷取得新突破的重要?jiǎng)恿?。將水取代油或溶劑作為乳液的載體,根據(jù)各產(chǎn)品對(duì)水基脫模劑性能要求的不同,可研制出具有針對(duì)性強(qiáng)、類型豐富的水基脫模劑。
水基脫模劑在鑄件超薄化發(fā)展方面也有著重要意義。鎂合金以其密度小、比強(qiáng)度大等優(yōu)勢(shì),廣受人們青睞。而水基脫模劑開(kāi)發(fā)研究的滯后,使得鎂合金超薄成型技術(shù)得不到有效利用。另外,鎂合金在汽車輕量化方面也有著重要用途,如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋、變速器等,對(duì)減少油耗、提高減振性能上發(fā)揮著重要作用,但發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋及變速器構(gòu)件的復(fù)雜性,對(duì)水基脫模劑的綜合性能有了更高的要求。因此,如何研制出適用于鎂合金超薄成型技術(shù),且在構(gòu)件復(fù)雜的情況下不影響脫模效果的水基脫模劑,已成為國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域科研機(jī)構(gòu)關(guān)注的重要問(wèn)題。
水基脫模劑在風(fēng)電行業(yè)亦有巨大的應(yīng)用市場(chǎng)。近年來(lái),我國(guó)風(fēng)電新增裝機(jī)容量快速增長(zhǎng),2012 年我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)已經(jīng)升至全球榜首,很大程度上拓展了水基脫模劑的應(yīng)用市場(chǎng)。
5.2 自給能力不足
我國(guó)對(duì)水基脫模劑的研究起步較晚,生產(chǎn)技術(shù)尚不成熟,國(guó)產(chǎn)水基脫模劑與國(guó)外同類產(chǎn)品在性能上仍有較大差距。國(guó)內(nèi)壓鑄用水基脫模劑仍依賴于國(guó)外進(jìn)口及合資廠商生產(chǎn)。水基脫模劑的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)多被國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品占據(jù),尤其是中高端壓鑄水基脫模劑的應(yīng)用市場(chǎng)幾乎被其壟斷。比較有名的國(guó)外品牌有美國(guó)的肯天、西班牙的沛西、意大利的瑪寶、日本的松村等,而我國(guó)產(chǎn)品做得較好的公司也多為合資企業(yè)。
進(jìn)口水基脫模劑高昂的價(jià)格造成了國(guó)內(nèi)壓鑄產(chǎn)品生產(chǎn)成本的增加,在某種程度上削弱了國(guó)內(nèi)金屬壓鑄品的競(jìng)爭(zhēng)力??上驳氖?,國(guó)內(nèi)水基脫模劑正異軍突起,如上海的博湃等。國(guó)產(chǎn)水基脫模劑因其品質(zhì)與國(guó)外同類進(jìn)口產(chǎn)品相比仍有不小差距,在質(zhì)量上競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)不明顯,這正是國(guó)產(chǎn)水基脫模劑多處在中低端壓鑄用水基脫模劑市場(chǎng)的“癥結(jié)”,比如應(yīng)用于摩托車等對(duì)鑄件要求相對(duì)較低的行業(yè)中。
我國(guó)要加快優(yōu)質(zhì)水基脫模劑的研發(fā),國(guó)產(chǎn)水基脫模劑不能總是價(jià)格低廉的代名詞,更需技術(shù)突破,進(jìn)軍高端優(yōu)質(zhì)水基脫模劑市場(chǎng)。
6、問(wèn)題及建議
6.1 問(wèn) 題
雖然國(guó)內(nèi)已有多家研究機(jī)構(gòu)研制出了自己的水基脫模劑,初見(jiàn)成效,但與進(jìn)口優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品相比,仍存在不小差距,如普遍存在乳化效果不佳、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、光潔度差等問(wèn)題,嚴(yán)重制約著中國(guó)水基脫模劑行業(yè)的發(fā)展。另外,部分產(chǎn)品尚存在儲(chǔ)存期短、健康與安全上無(wú)保證、以及對(duì)模具和鑄件的腐蝕、易漂油等問(wèn)題。
若需制造質(zhì)量高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件,各鑄造廠家還得選用價(jià)格較為高昂的國(guó)外進(jìn)口水基脫模劑。
此外,在幾十甚至上百倍的高比例稀釋下,有些水基脫模劑穩(wěn)定性開(kāi)始下降,故乳液乳化能力還有待提高。
6.2 建議
水基脫模劑在使用過(guò)程中,要注意涂覆均勻,低濃度的重復(fù)涂覆亦可提高其脫模能力。對(duì)水基脫模劑未來(lái)的發(fā)展建議:
( 1) 研制具有多重官能團(tuán)、多種功能基的水基脫模劑,以克服單一品種的性能缺陷;
(2) 隨著我國(guó)水基脫模劑生產(chǎn)技術(shù)的不斷成熟,其應(yīng)用領(lǐng)域及市場(chǎng)會(huì)越來(lái)越大,環(huán)境友好型的脫模劑將是未來(lái)發(fā)展的主流方向;
( 3) 增加對(duì)水基脫模劑研發(fā)的資金投入力度;
( 4) 加大對(duì)研發(fā)人員的培訓(xùn),使生產(chǎn)更專業(yè)化;
( 5) 與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌。
7、展望
我國(guó)儼然已是工業(yè)生產(chǎn)大國(guó),汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展、風(fēng)電行業(yè)的日益興起等離不開(kāi)壓鑄工藝的發(fā)展與進(jìn)步,而壓鑄行業(yè)的發(fā)展,在很大程度上推動(dòng)著水基脫模劑的進(jìn)步,但同時(shí)對(duì)水基脫模劑的品質(zhì)也有了更高的要求。
水基脫模劑不僅要具有良好的脫模、潤(rùn)滑等綜合性能,還必須具有環(huán)保性。
近年來(lái),各種國(guó)產(chǎn)水基脫模劑的發(fā)明專利相繼出現(xiàn),其國(guó)內(nèi)應(yīng)用市場(chǎng)正在日益拓寬。
雖然我國(guó)對(duì)水基脫模劑的研究仍處于起步階段,還有很多技術(shù)問(wèn)題亟待突破,但隨著行業(yè)對(duì)水劑脫模劑的日益關(guān)注,我國(guó)自主研制的水基脫模劑大有取代國(guó)外產(chǎn)品之勢(shì)。
為適應(yīng)市場(chǎng)多樣化需求,解決不同合金壓鑄用水基脫模劑的要求,將來(lái)水基脫模劑會(huì)在產(chǎn)品系列化、專業(yè)化方向深入發(fā)展。對(duì)于不同材質(zhì)的合金壓鑄所用的水基脫模劑存在一定差異,未來(lái)一款水基脫模劑適用于多種合金壓鑄將是又一重要的研究方向。
基礎(chǔ)材料的選擇和乳液乳化技術(shù)的改進(jìn),將是水基脫模劑今后發(fā)展進(jìn)步的主攻方向。國(guó)內(nèi)各研究機(jī)構(gòu)研制出的水基脫模劑在基礎(chǔ)材料的選擇上各有差異。
其中,改性硅油的應(yīng)用是當(dāng)前研究較為熱門且業(yè)內(nèi)專家較為看好的一種,并取得了重要的研究成果,為未來(lái)水基脫模劑中基礎(chǔ)油的研究奠定了重要的基礎(chǔ)。另外,水基脫模劑乳液的乳化效果關(guān)乎著水基脫模劑的穩(wěn)定性能,這就需要研制出一種高效、穩(wěn)定的乳化劑,能夠保證水基脫模劑的長(zhǎng)期儲(chǔ)存。乳化技術(shù)的改進(jìn)將是水基脫模劑未來(lái)研究的又一重點(diǎn)。