Agentes desmoldantes

A otimização do tempo de ciclo, a consistência do acabamento superficial e a redução das operações de pós-moldagem antes da pintura ou da colagem são fatores importantes nas operações de processamento de termoplásticos. A Chem-Trend entende essas questões. Com quase 60 anos de experiência desenvolvendo e fabricando alguns dos agentes desmoldantes de melhor desempenho em todo o mundo, para vários setores e aplicações, trazemos nossa experiência, nossa visão e nossa abordagem prática para maximizar seu sucesso. Nossos produtos de desmoldagem Lusin® Mold Release são comprovados, respeitados e os melhores em sua categoria.

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Lusin® – Produtos Profissionais para o Processamento de Termoplásticos

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VÍDEOS
Perguntas Frequentes
Um agente desmoldante pode causar problemas no tratamento pós-moldagem?

Geralmente, o tratamento pós-moldagem de superfícies pode ser prejudicado por resíduos do agente desmoldante, caso o agente não seja compatível com este tratamento ou se há um excesso na superfície da peça desmoldada. A escolha dos produtos químicos do agente desmoldante compatíveis com as operações pós-desmoldantes, o ajuste do nível de aplicação no molde e a escolha de agentes desmoldantes de baixa transferência (como semipermanentes) podem trazer sucesso às operações de pós-moldagem e minimizar qualquer problema de contaminação das peças.

Como as aplicações específicas (compósito, plástico, borracha etc.) afetam o tipo recomendado de agente desmoldante?

Geralmente, o agente desmoldante não deve ser quimicamente compatível com o material que está sendo moldado: deve oferecer uma boa barreira química e física, evitando que o componente moldado interaja com o molde (substrato). Vale aqui o antigo provérbio “semelhante dissolve semelhante”, sendo assim, se o agente desmoldante e o material são compatíveis demais, o material pode penetrar no filme do agente desmoldante e aderir à superfície do molde. A composição do material a ser moldado, como também as características físicas de rigidez e abrasão (muitas vezes influenciadas por cargas e agentes de reforço), são consideradas na escolha do agente desmoldante. Diferentes ligas metálicas, materiais termofixos, termoplásticos e elastômeros usam diferentes processos de moldagem que exigem diferentes características do agente desmoldante, afetando a seleção do desmoldante.

Quão rápido a indústria está deixando os agentes desmoldantes à base de solvente e se concentrando apenas nos agentes desmoldantes à base de água?

A mudança depende em grande parte das exigências da indústria e dos processos. Várias indústrias não aceitam mais produtos à base de solvente por preocupações com a saúde, segurança e meio ambiente ou por problemas de regulamentações. Indústrias tais como as da fundição em moldes, fabricação de pneus e moldagem de borracha em geral usam, na maioria, agentes desmoldantes à base de água. A indústria de poliuretano não usa só agentes desmoldantes à base de água, mas também os à base de solvente, as indústrias de compósitos e termoplásticos usam, no momento, geralmente agentes desmoldantes à base de solvente.

Os produtos à base de água são mais sensíveis em sua aplicação (oferecendo mais desafios para a formação do filme) e têm taxas de evaporação mais lentas (o que pode ser influenciado pelo método de aplicação, condições de processo e níveis de umidade ambiente) que produtos à base de solvente. Produtos à base de água são mais propensos a causar uma interação química com água residual que permanece na superfície do molde, com o material a ser moldado, durante o processo de moldagem (e.g. geração de derivados de ureia na moldagem de poliuretano). Esta categoria de agentes desmoldantes também requer mais tecnologia para garantir a estabilidade da emulsão e resistência à bioatividade. Estes desafios precisam ser superados para expandir o uso de agentes desmoldantes à base de água em uma ampla gama de indústrias.

Como deve ser aplicado o agente desmoldante?

A metodologia de aplicação depende do veículo escolhido como também da natureza do agente desmoldante, do processo e do ambiente do processo. A aplicação é um aspecto fundamental a ser observado e pode influenciar significativamente o desempenho do agente desmoldante. Na maioria dos casos, os agentes desmoldantes são aplicados com pulverizadores (aplicação manual ou por robôs). Em algumas aplicações usam-se sistemas de pulverização programáveis, com bicos múltiplos, permitindo a aplicação de um ou mais agentes desmoldantes. O tamanho do bico é regulado para garantir uma correta pulverização (influenciada pela vazão esperada e a viscosidade do agente desmoldante) e uma boa formação do filme. A aplicação com pulverizador pode ser assistida por ar (onde o ar é usado para cisalhar e pulverizar ainda mais as gotículas) ou sem ar (onde o bico que opera em altas temperaturas cisalha o fluxo do agente desmoldante para obter a pulverização necessária). Também se podem usar pulverizadores eletrostáticos para aplicar agentes desmoldantes sólidos e líquidos. Em algumas aplicações, os agentes desmoldantes podem ser aplicados por aerossóis ou até mesmo de maneira manual ou automatizada.

Quais são as vantagens e desvantagens de cada tipo de agente desmoldante?

Cada tipo de agente tem seus fortes (F) e suas limitações (L) particulares. Aqui mostramos um breve resumo por tipo de agente desmoldante:

  • Agentes desmoldantes à base de solvente:
    • F: Mais fácil de aplicar. O veículo solvente também ajuda na formação do filme. A taxa de evaporação pode ser ajustada com base na mistura dos solventes. A escolha do solvente pode facilitar a dissolução / dispersão dos ingredientes ativos do agente desmoldante.
    • L: Não são muito ecológicos. Preocupam mais em relação à saúde (COVs) e segurança (risco de incêndio) que produtos que não são à base de solvente.
  • Agentes desmoldantes à base de água:
    • F: Ecológicos e não apresentam riscos de incêndio. Às vezes são solúveis (podem ser transportados em forma de concentrados). Podem ser usados para resfriar o molde, se necessário. Podem ser desenvolvidos com um nível tecnológico que garante um desempenho desmoldante equivalente ao de agentes desmoldantes à base de solvente.
    • L: Exigem uma tecnologia mais complexa para serem produzidos. Uma boa formação do filme pode ser mais difícil. Esta categoria de agentes desmoldantes pode ser mais propensa a problemas de estabilidade e de ataque biológico. Os agentes desmoldantes à base de água têm taxas de evaporação mais baixas que aqueles à base de solvente e podem não ser apropriados para algumas operações de moldagem, à temperatura ambiente, ou operações com tempos de ciclo curtos. A água residual no molde pode afetar o desempenho da moldagem (vapor aprisionado) ou até reagir quimicamente com o material de moldagem. Este último é particularmente um problema quando se molda peças de poliuretano.
  • Agentes desmoldantes sem veículo:
    • F: São ‘prontos para o uso’, como não há veículo. Sem emissões de vapor. A aplicação é menos ruidosa. Não precisam de diluição ou armazenagem em tanques. Não há fluxo de resíduos.
    • L: Pode haver risco de poeira se não for aplicado corretamente. Exigem um equipamento de aplicação especial (muitas vezes pulverizadores eletrostáticos) que podem exigir um investimento alto. O uso de agentes desmoldantes sem material transportador pode também exigir modificações adicionais no equipamento de moldagem para garantir o equilíbrio térmico do molde. Muitas vezes, estes fatores impedem a aplicação desta categoria de agentes desmoldantes.
  • Agentes desmoldantes de sacrifício:
    • F: Fácil de aplicar. Exigem menos técnica na aplicação e oferecem mais tolerância no trabalho (menos dependente de operadores qualificados).
    • L: Tendem a se acumular no molde se aplicados em excesso. Geralmente, o revestimento desmoldante é parcialmente transferido para a peça moldada, o que pode trazer efeitos colaterais nas operações pós-moldagem (pintura, adesão etc.), caso seja aplicado em excesso ou se a química do agente desmoldantes não seja compatível com a operação pós-moldagem. No caso de agentes desmoldantes à base de água, tendem a resfriar o molde, retirando assim calor e energia do sistema (isto pode representar uma desvantagem se o processo não for projetado para isso).
  • Agentes desmoldantes Semipermanentes:
    • F: Exigem uma frequência de aplicação significativamente mais baixa que agentes desmoldantes de sacrifício, pois o filme do agente desmoldante dura por vários ciclos de moldagem (a frequência depende das condições do processo). Permitem uma produção mais estável e contínua, sem interrupção para aplicar o agente desmoldante. Há muito pouca transferência para a peça moldada, o que permite melhores condições para operações de pós-moldagem (revestimento, adesão). O agente desmoldante pode ser regularmente reaplicado no molde revestido, retocando o filme de agente desmoldante. Esta categoria de agentes desmoldantes oferece uma ótima combinação de barreiras químicas e físicas, prevenindo o acúmulo e garantindo o desempenho desmoldante desejado.
    • L: Exigem mais qualificação dos operadores para garantir a frequência correta de retoque. Os moldes precisam ser limpos para assegurar uma boa interação entre o agente desmoldante e a superfície do molde na primeira aplicação do agente desmoldante.
  • Agentes desmoldantes Internos:
    • F: Reduzem a necessidade de usar agentes desmoldantes externos.
    • L: Podem continuar a exsudar (segregar) para a superfície ao longo do tempo, comprometendo operações de pós-moldagem (revestimento e adesão) ou a superfície estética da peça. Raramente eliminam a necessidade de usar desmoldantes externos, pois os agentes desmoldantes internos nem sempre migram para a interface do molde ou podem não garantir uma eficiência desmoldante de 100%. São limitados na sua capacidade de realizar funções desmoldantes de alto desempenho, tais como agir nas características superficiais da peça.
Quais são as principais funções de um agente desmoldante?

Os agentes desmoldantes não oferecem apenas uma barreira física e/ou química como meio de separação entre o material que está sendo moldado e a superfície do molde, mas também unem características de processo como a taxa de fluxo do material sendo moldado dentro da cavidade do molde, o tempo de ciclo de moldagem e, claro, a facilidade de desmoldagem. A escolha dos agentes desmoldantes também afeta as características do acabamento das peças desmoldadas, como nível de brilho, reprodução exata da textura, operações de pós-moldagem (e.g. adesão ou revestimento da peça moldada), além de influenciar a vida útil do molde entre os ciclos de manutenção e também a produtividade geral.

Quais fatores precisam ser considerados para escolher o agente desmoldante?

Os fatores a serem considerados para a seleção do agente desmoldante correto incluem:

  • Material / substrato do molde
  • O material a ser moldado
  • Condições do processo:
    • Temperatura
    • Velocidade da linha / tempo de ciclo
    • Pressão
    • Processos de moldagem específicos tais como moldagem por injeção, de alta pressão, enchimento por gravidade, compressão etc.
    • Flutuações nas variáveis do processo
  • Geometria do molde
  • Operações pós-moldagem (adesão, revestimento)
  • Nível de desempenho e produtividade esperado (número de boas desmoldagens ou de boas peças desmoldadas por período)
  • Problemas no processo (desafios no preenchimento da cavidade, soldagem, taxa de refugo, flutuações nas condições do processo etc.)
  • Expectativas da manutenção de molde (frequência de limpeza do molde)
  • Exigências de acabamento da peça (brilho, entalhes, etc.)
  • Metodologia de aplicação
  • Exigências da Segurança da Saúde e do Meio Ambiente (SSMA)
Qual é o impacto do acúmulo de agente desmoldante nas superfícies?

O acúmulo de agente desmoldante, do material sendo moldado, ou derivados e resíduos gerados por reações químicas que podem acontecer dentro da cavidade do molde (em situações onde o composto é quimicamente modificado durante o processo de moldagem), afetam negativamente o desempenho da moldagem em relação à transferência térmica, propriedades dimensionais da peça, a aparência estética e eficiência do processo. Incrustações dentro da cavidade do molde precisam ser removidas regularmente, por meio mecânico ou químico, para garantir a qualidade da peça. Cada vez que um molde precisa ser limpo no local ou receber outra manutenção, perde-se produtividade.

Problemas de acúmulo podem surgir por duas causas principais:

  • Excesso de agente desmoldante no molde. Isto ocorre possivelmente por causa da má escolha do agente desmoldante para a aplicação específica (e.g. não compatível com a temperatura do processo) ou da aplicação excessiva do agente desmoldante no molde.
  • •    Falta de barreira desmoldante causando acúmulo do material que está sendo moldado ou derivados e resíduos gerados durante o processo de moldagem.Neste caso, a escolha do agente desmoldante pode não seja adequada para as condições de processo (impróprio para a temperatura do processo, má formação do filme, etc.). Isto também pode ser causado por deficiências na aplicação (filme de agente desmoldante insuficiente no molde) ou falta de resistência física e/ou química do agente desmoldante contra o material, que então penetra o filme de agente desmoldante e adere física ou quimicamente no molde.
Quais evoluções técnicas estão causando impacto nos tipos de agente desmoldante multiuso?

As indústrias estão moldando materiais cada vez mais exóticos para produzir peças com melhor desempenho sob condições de operação dos produtos acabados cada vez mais exigentes. Nem sempre estes materiais exóticos são moldados com facilidade. Um bom exemplo vem do setor automobilístico, onde componentes do motor (partes moldadas) são expostos a desafios químicos e físicos para resistir às condições operacionais bastante agressivas. Como resultado, foram desenvolvidos recentemente materiais mais resistentes (como compostos à base de fluorpolímeros) que precisam ser moldados, com alta taxa de produção e um nível de refugo mínimo (por causa dos seus custos de formulação mais elevados). Isto representa um desafio para a indústria de agentes desmoldantes, pois suas propriedades químicas e físicas os tornam difíceis de moldar e desmoldar.

A aparência das peças também se tornou mais exigente e, em muitos casos, as peças estão sendo usadas do jeito que foram moldadas, com um mínimo de acabamento realizado posteriormente. A indústria automobilística exige que componentes altamente visíveis como volantes ou painéis de instrumentos tenham propriedades estéticas detalhadas (e.g. textura, brilho e resistência à deterioração) logo após a sua desmoldagem.

Nos últimos anos, a fundição de alta pressão em moldes de alumínio presenciou um aumento na complexidade dos moldes, com uma maior integridade de fundição (semissólida e por compressão), além da redução dos tempos de ciclo e um aumento das temperaturas de fundição. Estes fatores exigem que o agente desmoldante apresente melhores propriedades contra soldagem, bem como melhores propriedades de desmoldagem e lubrificação para produzir peças de qualidade sob condições de fundição mais difíceis. Isto deve ser conseguido sem comprometer os outros atributos de desempenho do agente desmoldante.

Projetos de moldes mais complexos e sofisticados são criados para outras indústrias também, tais como pneus de baixo perfil produzidos pelos fabricantes de pneus. Estes projetos de molde exigem maior desempenho do agente desmoldante em relação à facilidade desmoldante e ao fluxo da borracha. A aparência pós-moldagem dos pneus também é muito importante, o que representa um grande desafio, pois este tipo de pneu tem que ser facilmente desmoldado e ao mesmo tempo deve-se assegurar uma aparência de alto padrão.

O uso de produtos com menos COV (composto orgânico volátil) continua a ser reforçado pelas fábricas como resultado das regulamentações HSE, sendo principalmente importante nos processos que exigem um envolvimento maior de operadores, como no segmento de compósitos. Haverá sempre um maior foco no desenvolvimento de produtos mais ecológicos e mais seguros para o uso. Isto vai estimular o desenvolvimento de novos agentes desmoldantes para atender estas necessidades, garantindo o mesmo, ou até melhor, nível de desempenho dos produtos usados atualmente.

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