M.D. Lococo

(奎克化学公司，俄亥俄州代顿市）

摘要：脱模剂的生产现场测试是一项代价昂贵的工作。这类测试通常会以损失铸件，占用原料资源以及设备损耗的代价来评估脱模剂产品。因此在此之前，需要在实验室中就对脱模剂进行适当的评价，来减少现场测试的不确定性。目前大多数已知的方法已经可以测定脱模剂的一些特定性能，但在判断其综合性能方面却效果不佳。在本文中，G.W. Smith and Sons公司将提出四个实验室测试方法，以准确评估现场生产测试时脱模剂性能。

1引言

本文旨在通过与现场在用脱模剂进行直接比较，判断新脱模剂是否在此成熟的压铸生产中作为合适的替代品。以下所提到的许多测试方法能提供比文中描述的内容更多的信息。

对于采用实验室方法评估脱模剂在生产环境中的效果的做法已进行过许多尝试1_3。这些方法包括监测冷却效率、摩擦系数、拉力测试、确定Leidenfrost效应等。即使这些测试确实提供给人们脱模剂本身性质的有用信息，同时也是脱模剂开发的优良工具，但对T现场测试来说，这些仅能提供些脱模剂现场应用总体性能的粗略信息。

我们在高压压铸市场拥有80多年的脱模剂的配制经验，并已经了解到在现场生产环境下决定脱模剂性能的关键所在。脱模剂的主要特性为脱模剂的固含量、热力学稳定性、组成和残留清性。根据脱模剂的这些特性，我们可准确地预测脱模剂的现场性能，并已开发出四种实验室测以上这些性能进行评估。

固含量决定脱模剂中水与有效成分的百分含量。有效组分包括石油衍生的油类、合成酯类然酯类、蜡、聚合材料、分离剂、表面活性剂等。这些材料的混合物决定了脱模剂的物理性质场上的水基脱模剂的固含量按活性材料计算，可从低至6%至高达40%。

热重分析（TGA)用于测定所用有效组分的材料的热力学稳定性。热力学稳定性可反映脱模分解前的可耐受热量。压铸脱模剂使铸件脱离模具的脱模力以及防止模具与工件粘模的能力与剂热力学稳定性有直接关系。行业中惯常的做法是测量模具在喷涂润滑剂之前和之后的温度，用该温度来指导产品的选择。模具温度通常在（200-600°F，93-315°C)的范围内。不过，当直接触熔融合金的高温时，脱模剂须为模具表面提供保护。通常的情况下，铝水温度范围为（1240- 1270°F，671-687°C)。模具表面温度可以随合金液通过模具的流动状态和流动时间的变化而变化。热重分析仪测量的是脱模剂经受热力学分解并在模具表面上形成保护层的能力。理想的剂可提供这种保护层并在模具表面留下最少量的残留物。

傅里叶变换红外光谱（FTIR)分析可用于测定脱模剂的大致成分。受过培训的专业人员可利傅里叶变换红外光谱分析数据来确定脱模剂的一般组分。特别是压铸操作中使用的脱模剂的组合物决定着该材料所具有的性质。脱模剂所需的主要性能，即脱模性和抗粘模性可通过热重量和固体含量来确定。诸如顶针润滑，润湿和渗透特性等性质以组分选择为基础，可通过傅里叶红外光谱分析得到更好的理解。

样品中除去水分后，通过目视观察脱模剂的残留物，可了解其有用信息。结合傅里叶变换红外光谱数据和热重分析，目视检查有助于确定脱模剂的蜡含量。目视观察还有助于了解脱模剂在铸件上过喷和着色的倾向。过喷倾向可通过粘度和残留形成黑色斑点的趋势来确定。虽然目视检查会受到人为误差和测试仪变化的影响，但一般來说，这仍是一种有效的方法。

2热重分析（TGA)

热重分析使用PerkinElroerTGA7分析仪在标准大气压下进行，温度范围为25°C至800°C，升 温速率为20°C/ min。数据以重量％对温度的函数形式进行记录，并且所有样品在测试前均脱水。图1为两种脱模剂的热重分析曲线。假设脱水前两种产品具有相同的固体含量，例如30%， 则在等同生产环境下，脱模剂1将以更强的脱模性和抗粘模性，优于润滑剂2。脱模剂1具有整体 优良的热力学稳定性，因此可耐受模具上高温对其的热分解，因此，脱模性和抗粘模性更佳。

生产现场测试中，润滑剂1能按100:1的比例稀释使用，且不出现任何粘模问题，而润滑剂2 以90:1的比例稀释使用时，模具的高温区就会出现粘模。我们在几十次生产试验运行中观察到脱模剂热重分析结果与其性能密切相关。值得注意的是，脱模剂1的分解速率与脱模剂2的接近，而在800°C时，润滑剂1的材料的百分比却高于润滑剂6-8%。据长期生产试验结果报告表明，使用 脱模剂1的模具比使用脱模剂2的模具维护间隔更长。该结果与100:1的稀释比例所引起的堆积在 模具表面上的材料的百分比较低以及抗粘模性提高有关。

3傅里叶变换红外光谱（FT IR)

使用Perkin-Elmer公司的Spectrum GX FTIR光谱仪进行傅里叶变换红外光谱分析，测量范围为4000-400CHT1,采用KBr压片或衰减全反射（ATR)法对脱水样品进行分析。傅里叶变换红外 光谱数据用于确定脱模剂的一般组成。酯、石油、蜡等聚合物材料在压铸生产环境中具有特定的优 点或缺点。傅里叶变换红外光谱分析将为专业人员提供可用于确定当前使用的脱模剂所组成的信息。虽然这些信息对于脱模剂的配方和性能至关重要，但因其太过详细而未能收入本文中。一般来 说，如果客户发现铸件外观着色或其他类型的外观铸造的缺陷，油漆附着力或其它二次生产过程问 题，则傅里叶变换红外光谱分析信息有助于产品选择。

图 2中所示的傅里叶变换红外光谱对比阐明了配方非常相似的两种脱模剂。制造这些产品的材料均选自非常相似的化学组分。通常情况下，进行初始现场生产测试时，谨慎选择使用配方相似的滑润剂是有利的，这可避免不可预见的生产问题。

4固体物含量

使用Sartorius公司Mark 3水分测定仪MA-Mark-3,在140°下可测得该固体含量。将2.0g 水基脱模剂样品罝于装有干滤纸的铝盘上进行干燥。固体含量按有效成分的量报告，以百分比表示，所有非固体物均为水。测定固体物含量对于确定按特定比例稀释后喷涂到模具表面的脱模剂的量很必要。这个数据可与TGA数据结合使用，用以确定生产试验的起始稀释比。例如，以100:1配比的脱模剂喷涂到模具表面，其固含量为30%，实际仅有0.297%有效组分剂到达模具表面，这与 按134:1配比的固含量为40%的产品到喷涂到模具表面的脱模剂剂的量相同。假设材料热重分与滑润剂性能等效，则固体含量为40%产品稀释比例会更髙并具有与前者相同的性能。

5目视比较

将一定量的15g脱模剂原液样品罝于3英寸铝盘上，在140°C下脱水。通过对脱水脱模剂的目视检査，可了解其在生产环境中铸件外观着色倾向的可能。通过目视检查，还可了解模具表面上过量喷涂堆积的情况。如材料在室温下为固体且发粘，其与在室温下呈液态的润滑剂相比，前者在模具和机器上的附着星可能性会更大。此外，该试验还可用于观察多组分脱模剂的产品稳定均匀性。

图 3中的样品A显示出脱模剂组分的稳定性较差。图3中的样品B品显示出脱模剂组分稳走性较好， 这是由于对表面活性剂选择和配方进行了优化的原因。稳定均匀的配方可以使得脱模剂在模具表面上形成一致的保护层，使产品中的组分具有相同的性能表现。不稳定的脱模剂配方中的各组分彼此不相容，所以在模具表面很难达到相同的性能表现。

6两种润滑剂对比

下而我们将对脱模剂A和脱模剂B的曲线进行对比，这两种脱模剂均提供给压铸工厂用于现场生产测试。脱模剂A的固含量测试结果：有效成分含量为25%，水含量75%。脱模剂B固含量测量 结果：有效成分含星35%，水含量65%。两种脱模剂剂的热重分析数据如图4所示。

简化而言，假设这两种脱模剂的傅里叶变换红外光谱分析和目视对比分析结果基本相同。根据 从上述试验获得信息可以断定：脱模剂B性能上较髙于脱模剂A，且其固含量高出10%会具有更高热力学稳定性。