在氯丁橡胶(CR)中使用二甲基硅油作为内脱模剂具有一定的可行性,但需结合其特性和工艺条件进行优化。以下是具体分析:

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脱模性能与化学稳定性
二甲基硅油属于有机硅脱模剂,其分子结构中的硅氧键赋予了优异的热稳定性(可耐受 200℃以上高温)和化学惰性。作为内脱模剂,它能在橡胶加工过程中迁移至表面形成低表面能膜层,有效降低橡胶与模具的粘附力,尤其适用于复杂模具结构的脱模需求。此外,硅油对极性橡胶(如氯丁橡胶)的溶胀作用较小,不会显著改变橡胶的物理性能。
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与氯丁橡胶的相容性
氯丁橡胶的极性较强,而二甲基硅油为非极性物质。虽然两者的相容性不如极性脱模剂(如脂肪酸酯类),但通过调整硅油的粘度(推荐 100-30000cP)和添加分散助剂(如 MQ 硅树脂),可改善其在胶料中的分散性。例如,将硅油与 MQ 硅树脂按 8:2 混合后,可使脱模次数从 2-3 次提升至 7-11 次。
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腐蚀性处理
氯丁橡胶在硫化过程中会释放氯化氢(HCl)气体,可能腐蚀模具。因此,需在配方中添加吸酸剂(如氧化镁、氧化锌)以中和酸性物质。同时,二甲基硅油本身不具备抗腐蚀能力,需与吸酸剂配合使用,避免模具长期使用后出现损伤。
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硫化体系的兼容性
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金属氧化物硫化体系:氯丁橡胶常用氧化锌 / 氧化镁硫化,硅油对该体系的干扰较小,但需控制用量(建议 1-3 phr),避免过度软化橡胶。
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过氧化物硫化体系:过氧化物可能引发氯丁橡胶脱 HCl 反应,而硅油可能加剧这一过程,导致耐热老化性能下降。建议在过氧化物硫化体系中减少硅油用量或改用其他类型脱模剂。
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物理性能的平衡
硅油作为内脱模剂时,其增塑作用可能降低橡胶的硬度和拉伸强度。通过优化配方(如添加补强填料白炭黑)和控制硅油用量(5%-10%),可在脱模效果与力学性能间取得平衡。
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配方调整建议
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基础配方:氯丁橡胶 100 份,氧化锌 5 份,氧化镁 4 份,防老剂 2 份,二甲基硅油 1-3 份,吸酸剂(如硬脂酸钙)1-2 份。
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分散工艺:采用分步混炼法,先将硅油与部分软化剂混合,再逐步加入橡胶和其他配合剂,确保分散均匀。
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替代方案与协同效应
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复合脱模剂:将二甲基硅油与脂肪酸酯(如硬脂酸锌)复配使用,可兼顾脱模效果与硫化促进作用。
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表面处理:若模具腐蚀问题突出,可对模具进行氟涂层处理(如 Ni-P-PTFE 镀层),增强其耐腐蚀性和脱模性能。
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硫化干扰验证
通过硫化仪测试添加硅油后的胶料硫化曲线,观察焦烧时间和硫化速率是否异常。若出现延迟硫化,需调整促进剂用量或更换脱模剂类型。
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长期性能评估
对脱模后的制品进行耐油测试(如浸泡在硅油中观察体积变化)和耐热老化测试(如 70℃×72h),确保硅油迁移不会导致橡胶性能劣化。
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环保与安全
二甲基硅油符合食品接触标准(如 FDA),但若用于医疗或食品级制品,需选择食品级硅油并控制残留量。
二甲基硅油可作为氯丁橡胶的内脱模剂使用,尤其适用于高温、复杂模具的场景。通过合理调整配方(如添加吸酸剂、控制用量)和优化工艺(如分步混炼),可有效解决相容性、腐蚀性和硫化干扰问题。对于高耐油或过氧化物硫化体系,建议优先选择复合脱模剂或氟系脱模剂。最终需通过小试验证脱模效果和制品性能,以确定最佳方案。

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