在氯丁橡胶中使用二甲基硅油作为内脱模剂时,粘度的选择需综合考虑硫化温度、模具复杂度、分散性需求及制品性能平衡。以下是基于行业实践和实验数据的具体推荐:
**1000-2000cSt(25℃)** 是最常用的粘度区间,适用于大多数氯丁橡胶配方和工艺条件。这一粘度范围在以下方面表现均衡:
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分散性与成膜性:
1000-2000cSt 的硅油分子链长度适中,在混炼过程中可通过分步混炼法(如先与软化剂预混)实现均匀分散。形成的脱模膜厚度约为 0.1-0.3μm,既能有效降低模具粘附力,又不会因膜层过厚导致制品表面发粘或物理性能下降。
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高温稳定性:
氯丁橡胶硫化温度通常在 150-200℃,高粘度硅油(如 1000cSt)在高温下粘度降幅较小(约 10-15%),可保持稳定的脱模性能。例如,信越 KF-96 系列硅油在 250℃下仍能维持有效膜层。
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脱模次数与耐腐蚀性:
该粘度范围可支持 7-11 次连续脱模,显著高于低粘度硅油(2-3 次)。同时,配合吸酸剂(如氧化镁)可中和硫化产生的 HCl 气体,避免模具腐蚀。
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推荐粘度:1500-2000cSt
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依据:高温下硅油分子链热运动加剧,粘度降低约 20-30%。选择常温下较高粘度的硅油(如 2000cSt),可确保高温下仍保持 500-800cSt 的有效粘度,维持膜层完整性。例如,某企业标准中明确规定高温脱模剂粘度需≥1000cps(即 cSt)。
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工艺配合:
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采用金属氧化物硫化体系(氧化锌 / 氧化镁),避免过氧化物体系引发的脱 HCl 反应加剧。
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混炼时添加 0.5-1% 的 MQ 硅树脂(M/Q=0.7),可增强硅油与氯丁橡胶的相容性,减少高温下的迁移损失。
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推荐粘度:800-1200cSt
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依据:低粘度硅油流动性更好,可渗入模具细微结构(如 0.1mm 以下缝隙),但需通过调整分散工艺弥补脱模持久性。例如,将硅油与硬脂酸锌(比例 3:1)复配,可提升膜层韧性,支持 5-8 次脱模。
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验证方法:
通过脱模力测试(ISO 1722)确认,理想脱模力应控制在 0.5-1.2N/cm²,避免因粘度过低导致脱模力波动超过 20%。
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推荐粘度:1000-1500cSt
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依据:过氧化物硫化时,硅油可能催化脱 HCl 反应,导致耐热老化性能下降。中等粘度硅油(如 1200cSt)可通过分子链缠结减缓这一过程,同时避免低粘度硅油的过度迁移。
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配方优化:
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减少硅油用量至 0.5-1.5 phr,同时添加 0.3-0.5 phr 的防老剂 RD(2,2,4 - 三甲基 - 1,2 - 二氢化喹啉聚合体),可将耐热老化后拉伸强度保持率从 60% 提升至 80%。
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推荐粘度:1000cSt(食品级)
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依据:FDA 认证的食品级硅油(如道康宁 200 系列)在 1000cSt 时,迁移量可控制在 0.01mg/cm² 以下,符合欧盟 EC 1935/2004 标准。
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分散工艺:
采用双辊开炼机分段混炼(先低速分散 5 分钟,再高速混炼 3 分钟),可将硅油粒径分散至 2-5μm,避免制品表面出现油斑。
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硫化干扰测试:
使用硫化仪(如 MDR 2000)监测添加硅油后的硫化曲线,若焦烧时间缩短超过 10% 或硫化速率下降超过 15%,需更换粘度或调整促进剂用量。
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耐油迁移性评估:
将硫化后的橡胶片浸泡在硅油中(70℃×72h),体积变化率应控制在 ±3% 以内。若超过此范围,需改用更高粘度硅油或添加 0.5-1% 的疏水白炭黑(如 AEROSIL R972)增强抗迁移性。
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长期脱模稳定性:
连续生产 20 模次后,脱模力增幅应≤20%。若出现显著上升,可能是硅油分解或模具腐蚀,需检查硫化温度或更换吸酸剂类型。
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超高温硫化(>220℃):
推荐使用苯基硅油(如粘度 500cSt),其耐热性可达 300℃,但需注意与氯丁橡胶的相容性(添加 1-2% 硅烷偶联剂 KH-560 改善)。
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超精密模具(公差 < 0.05mm):
采用氟硅油(如 3M™ Fluorinert™ FC-770),粘度 200-300cSt,可实现纳米级脱模精度,但成本较高(约为二甲基硅油的 3-5 倍)。
在氯丁橡胶中,1000-2000cSt的二甲基硅油是兼顾脱模效果、硫化稳定性和制品性能的最优选择。具体粘度需根据硫化温度、模具复杂度和制品要求微调:高温场景选 1500-2000cSt,复杂模具选 800-1200cSt,过氧化物体系选 1000-1500cSt。最终需通过小试验证脱模力、硫化曲线和耐油性能,以确定最佳方案。

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