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橡胶硫化几模就得清洗模具

2025/7/10

  ——模腔污染的成因与对策解析

  一、问题背景:硫化几模就得清洗模具,正常吗?

  许多橡胶企业在生产中常常遇到这样一个现象:模具每硫化10~30模左右,模腔内便出现明显的积垢、杂质残留甚至胶料炭化现象,严重时还会影响制品脱模、外观、尺寸精度甚至力学性能。

  有的技术人员习以为常,但从专zhuan业ye角度看,这种现象并不正常,它是配方设计、工艺控制、模具结构、材料兼容性等多因素共同作用的结果。

  二、模腔污染物的主要来源分析

  模具污染的表现形式包括:黑斑、黄褐色残留、油渍、炭化物、脱模剂积层等,下面分项分析其主要成因。

  1. 硫化体系副产物沉积

  以常见的硫磺-促进剂硫化体系为例,其反应过程中会产生硫化副产物(如胺类、硫酰胺、胺氧化物等),在高温下极易凝结在模腔表面。

  典型例子:使用MBT(2-硫醛基苯并噻唑)+TMTD(二甲基秋兰姆)体系时,在160~170℃条件下持续10模以上,会在模具内壁生成棕黄色或褐色残留层。

  数据参考:副产物残留量经GC-MS测定可达模内表面每平方厘米1~2 μg,积累10模后即可形成肉眼可见污染。

  2. 增塑剂、软化剂等低分子迁移物

  部分橡胶配方中采用芳烃油、白油、石蜡油或液体橡胶等低分子物质以改善加工性或柔软性,这些物质在高温下极易挥发或迁移至模腔表面,形成油性污染层。

  实测数据显示:在180℃、压力15MPa、12分钟硫化条件下,芳烃油在NBR中的迁移率可达58%(w/w),约等于每模残留油量达0.30.5g。

  长时间不清洗模具,会形成典型的“油斑污染圈”,影响制品硫化表面密合性。

  3. 填料、炭黑分散不良导致喷霜

  当白炭黑、炭黑、滑石粉等无机填料分散不良或与增塑剂不兼容时,会在硫化初期发生喷霜,直接污染模腔。

  炭黑结构较高(DBP吸油值 > 120 mL/100g)、表面处理差、与偶联剂不匹配的情况下,其喷霜概率提升30%以上。

  滑石粉在NR体系中喷霜阈值为添加量>30phr时尤为明显。

  4. 脱模剂的过度使用与选择不当

  为改善脱模性,有些车间在模具表面频繁喷涂硅油、石墨乳、氟素脱模剂等,这些物质本身在高温下会聚集、炭化。

  常规硅油(聚二甲基硅氧烷)于>200℃条件下开始热解,逐模累积形成透明残膜。

  若未定期清洗模具,每2030模后积膜厚度可达25μm,严重影响制品表观与脱模力。

  推荐脱模剂品牌:DE-LINK,6800,5038,效果都特别好。

  三、模腔污染的危害分析

  污染问题若不及时控制,会带来如下后果:

危害类型 影响表现
制品外观 表面粗糙、油斑、黑点、白斑、模印不清晰
脱模困难 粘模、边缘拉裂、制品局部撕裂
力学性能下降 接触面交联不完全、局部焦烧,导致拉伸强度或撕裂强度下降 5~15%
工艺成本升高 频繁清洗模具、停机清模、提高报废率
模具寿命缩短 积炭腐蚀模腔表面、脱模剂结膜堵塞排气槽

  四、 清洗方式选择建议(按污染等级)

污染情况 推荐清洗方式
轻度析出 热水+中性清洗剂(如IPA)浸泡15分钟
中度焦化 化学剥离剂(如FOMA-703)喷涂刷洗
重度焦块 超声波清洗+机械研磨(低速)处理

  五、根本对策:从源头控制模具污

  染1. 配方优化

  减少或替换高迁移性的增塑剂,如改用对模具污染较低的TPR油或液体聚丁ding二er烯xi;

  使用低焦烧促进剂系统,如ZDEC替代TMTD,并优化用量控制在0.5~1.2 phr;

  增加填料与偶联剂匹配度,推荐使用TESPT(双[三乙氧基硅gui烷wan]二硫代丙bing酸suan酯zhi)与白炭黑配合比例为1:10。

  2. 工艺管控

  控温精jing确que:避免温度过冲。模温超过推荐值(例如180℃设定却实际升至195℃)会加速脱模剂焦化;

  控时合理:硫化时间避免过长,常见过硫化会加速助剂焦烧;

  脱模剂使用间隔控制:建议每10模喷一次,避免每模喷涂,且选择高温不积炭型脱模剂(如水性氟素型)。

  3. 模具结构优化

  模腔镀铬、氮化等处理提高表面致密性,减少吸附与积垢;

  合理设计排气槽、避免“死角区”积碳;

  设置模具清洗计划:建议每运行30模后进行快速模腔擦拭,每运行100模后热洗或喷砂清模一次。

  4. 上模前预清洁制度

  每次上模前建议用酒精或IPA+清洁布擦拭模腔并热风干燥,去除前次残留。

  引入CIP(clean-in-place)原位快速清洗系统也逐渐在大型橡胶工厂推广。

  六、模腔污染治理是系统工程

  模具的污染与清洗频率不仅是一个工艺问题,更是配方、工艺、设备、管理等多环节协同优化的结果。只有将污染“提前预防”,才能真正实现高效率、低维护、高质量的橡胶制品生产。

  记住一句话:模具的清洁度,决定橡胶制品的一致性与竞争力。

  模具清洁剂推荐使用:DE-LINK的 LZ-508 LZ-608

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