Welche Eigenschaften machen Dimethylsilikonöl ideal für Schmierung und Formtrennung?

Dimethylsilikonöl weist eine niedrige Oberflächenspannung von etwa 20 mN/m auf, ein Wert, der eine hervorragende Trennleistung von Formoberflächen gewährleistet. Es ist in der Lage, molekulare Deflektionsbarrieren zu bilden, die die Haftung chemisch nicht gebundener Materialien begrenzen. Bei der Polyurethan-Gussverarbeitung wurde gezeigt, dass es unabhängig von der geometrischen Komplexität der Form eine Trennquote von über 98 % erreicht. Der Trennmechanismus des Öls beruht auf der Verringerung der Kapillarkräfte, die den Entformungswiderstand und Oberflächenmeniskusfallen verursachen. Das Öl kann also Oberflächenfehler, die durch eingeschlossenes Harz entstehen, eliminieren und verbessert dadurch die Integrität der hergestellten Teile. Das Material hat sich zudem als beständig in seiner Trennleistung erwiesen, ohne Rückstände eines Trennmittels zu hinterlassen. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Häufigkeit der Wartung von Produktionswerkzeugen und verbessert zudem die Maßhaltigkeit der hergestellten Teile. Dies ist entscheidend, wenn die aus den Formen hergestellten Teile enge Toleranzen aufweisen.

Bei der Vulkanisation von Kautschuk und der Polymerverarbeitung sorgt die chemische Flexibilität des Dimethylsilikonöls dafür, dass es chemisch inert und nicht reaktiv ist.

Das Öl bleibt stabil, wie durch thermogravimetrische Analyse bestätigt wurde, die eine Stabilität unter den experimentellen Bedingungen auch bei Vulkanisationstemperaturen, die 180 Grad Celsius überschreiten können, nachweist. Darüber hinaus bleibt das Öl chemisch unreaktiv gegenüber Beschleunigern, Katalysatoren und Polymerketten und führt insbesondere nicht zur Bildung einer klebrigen Rückstandsmasse in den Formen oder zu einer chemischen Veränderung der Formulierung. EPDM-Polymer-Verarbeitungsanlagen haben bei der Verwendung des unreaktiven Pflanzenöls erheblichen Verschleiß an der Ausrüstung festgestellt. Das Silikonöl hält etwa 40 % länger als die zuvor verwendeten organischen Trennmittel. Das Vorhandensein eingebetteter, freigesetzter und unreaktiver Zusatzstoffe führt zu einer messbaren Verringerung der Oberflächenfehler des verarbeiteten Polymers. Die chemische Unreaktivität des Dimethylsilikonöls bewirkt, dass die Vernetzungsreaktionen der Elastomere unverändert bleiben, was zu konstanten Aushärteraten während des gesamten Produktionslaufs ohne unerwünschte Nebenprodukte führt, da sich die chemische Zusammensetzung des verarbeiteten Polymers nicht verändert.

Thermische Stabilität und Oxidationsbeständigkeit: Aufrechterhaltung der Leistung bei Hochtemperatur-Schmierung

Ein stabiler Betrieb ist bis zu 200 °C ohne Verflüchtigung oder Bildung von Rückständen möglich (nach ASTM D92 bestätigt).

Gemäß den ASTM-D92-Normen (Cleveland-Open-Cup-Methode) übertrifft Dimethylsilikonöl (eine Art Silikonöl) die Konkurrenz deutlich und bietet eine überlegene Alternative für Druckguss- und Kunststoff-Spritzgussanwendungen (bei Metalltemperaturen über 175 °C). Mineralöle (Erdölbasierte Öle) neigen bei hohen Temperaturen zur Bildung von Rückständen und zur Verflüchtigung (Verdampfung). Bei Druckguss- und Kunststoff-Spritzgussprozessen zersetzen sich (erdölbasierte) Öle. Silikonöle (insbesondere Dimethylsilikonöle) bieten dauerhaft laufenden Fabriken und Maschinenwerkstätten echten Mehrwert.

Die Standzeit kann in kontinuierlichen industriellen Schmiersystemen durch den Einsatz von Dimethylsilikonöl verlängert werden, da dessen einzigartige molekulare Struktur einer Oxidation widersteht.

Die Forschung von Lubrication Engineering zum Vergleich von Silikonöl und Mineralöl zeigt, dass Silikonöl die Standzeit im Durchschnitt um das Dreifache gegenüber Mineralöl verlängert, da sich seine Viskosität um 80 % weniger ändert als die von Mineralöl. Für Wartungsteams bedeutet dies, dass kontinuierlich betriebene Systeme wie Förderketten und industrielle Getriebe nur noch ein Drittel so häufig gewartet werden müssen. Weniger Wartung führt zu kürzeren Produktionsausfällen und verringert gleichzeitig die Schädigung durch Oxidationsprodukte des Öls. Betriebe mit 24/7-Betrieb profitieren am stärksten von diesem Öl, da sie über Tausende von Betriebsstunden laufen und während der gesamten Zeit hydrodynamischen Schmierschutz erhalten.

Oberflächenaktivität und filmbildende Fähigkeit: Konsistente Schmierfähigkeit und hydrophober Schutz

Gleichmäßige und langanhaltende Dünnschichtbildung auf metallischen, elastomeren und thermoplastischen Substraten

Dimethylsilikonöl bildet auf allen Substraten dünne Filme mit einer Dicke von weniger als 5 Mikrometern und neigt weder zum Ansammeln noch zum Aufbrechen der Filme oder Stäbe bei Temperaturänderungen. Wenn der Film auf Substrate aus elastischen Materialien aufgetragen wird, kann er zudem als Trennmittel für mehrere hundert Aushärtungszyklen (mehr als 200) wirken und erträgt erhebliche mechanische und Scherbelastungen (über etwa 3.500 psi), selbst an metallischen Teilen. Die Wirksamkeit des Films unter dieser mechanischen Belastung beruht auf der molekularen Oberflächenorientierung: Die nach außen gerichteten Methylgruppen bilden eine schützende Oberflächenschicht, die den Film haftungsresistent macht und eine Antihaft-Oberfläche gewährleistet.

In feuchten Produktionsumgebungen können feuchtebedingte Anhaftung und Korrosion durch die Hydrophobie bekämpft werden.

Mit Kontaktwinkeln über 110 Grad weisen Dimethylsilikonölfilme eine ausgezeichnete Wasserbeständigkeit auf. Wo die Luftfeuchtigkeit 80 % und mehr erreicht, haben branchenübliche Tests gezeigt, dass diese Filme bei der Gummi-Formgebung Haftungsprobleme und Ölfilme um nahezu zwei Drittel reduzieren. Die Werkzeuge halten zudem deutlich länger, da die elektrolytische Korrosion geringer ist; als Folge davon verzeichnen Automobilhersteller, die diese Trennmittel einsetzen, bei der Zink-Druckgussfertigung eine um 41 % geringere Ausschussrate aufgrund korrosionsbedingter Teilefehler. Wie funktioniert das? Aufgrund ihrer hydrophoben Eigenschaften verhindert die Substanz die kapillare Kondensation innerhalb der mikrostrukturierten Formen und schützt so das filigrane Design vor Haftungsproblemen.

Optimierung von Dimethylsilikonöl für verschiedene Applikationsverfahren: Anpassung der Viskosität

Dimethylsilikonöl ist aufgrund seiner breiten Viskositätsbandbreite für seine erstaunliche Vielseitigkeit bekannt. Dimethylsilikonöl eignet sich aufgrund dieser Viskositätsbandbreite für zahlreiche kommerzielle Anwendungen. Im niedrigsten Viskositätsbereich (5 bis 200 cSt) können Dimethylsilikonöle leicht zur Formulierung von Sprühsystemen, zur Beschichtung von Oberflächen und zur Herstellung lösemittelfreier Emulsionen eingesetzt werden. Sie sind ideal, wenn eine geringe Bedeckung komplexer Oberflächen gewünscht wird oder Rückstände vermieden werden sollen. Im mittleren Viskositätsbereich (500 bis 1500 cSt) wird ein guter Kompromiss erreicht, der eine kontrollierte Ausbreitung ermöglicht, wobei die Flüssigkeit nicht leicht von der Oberfläche abläuft. Dieser Bereich wird umfassend bei Tauchbecken- und Walzenbeschichtungsanwendungen eingesetzt, bei denen präzise Kontrolle von höchster Bedeutung ist. Im höchsten Viskositätsbereich (2000 bis 10000 cSt) neigen Dimethylsilikonöle beim Nadeldosieren an Gummi- oder Kunststoffbauteilen weniger zum Abfließen oder Tropfen an schwer zugängliche Stellen. Durch die präzise Steuerung der Viskosität von Silikonölen wird der Materialverbrauch minimiert und die Entformbarkeit von Produkten aus Formen verbessert, da sich kein Schmiermittel-Pool bildet, der Staub und Verunreinigungen einfangen und ansammeln könnte. Die Auswahl einer geeigneten Viskositätsklasse ist jedoch nicht so einfach wie die bloße Wahl einer Zahlenangabe.

Die Bediener müssen die Temperaturgrenzen sowie die bei jeder Anwendung auf das Öl wirkenden Spannungen verstehen, wie dies in den meisten Handbüchern für industrielle Flüssigkeitsförderung ausführlich dargelegt ist.

Viskositätsklassen (5–10.000 cSt), abgestimmt auf Sprüh-, Tauch-, Walzenbeschichtungs- und direkte Dosieranwendungen

Die niedrigviskosen Varianten eignen sich für das pneumatische Sprühen auf metallische Formen, da sie dünne Filme bilden, die am schnellsten trocknen. Für die Tauchbeschichtung ist ein Produkt mit mittlerer Viskosität erforderlich, um eine gleichmäßige Abdeckung von Elastomeren ohne übermäßiges Ablaufen zu erreichen. Für die Walzenbeschichtung werden Materialien mit mittlerer Viskosität bevorzugt, um Unterbrechungen der Beschichtung („Starvation“), Wellenbildung („Ribbing“) und ähnliche Probleme zu vermeiden. Hochviskose Formulierungen ermöglichen eine hohe Präzision bei der gezielten Applikation auf thermoplastische Einsätze. Sie sorgen für eine optimale Kontrolle der Trennwirkung, ohne unerwünschtes Auslaufen an den Kanten. Die meisten Hersteller stellen fest, dass diese Methode wirksam ist, um eine konsistente Qualität über verschiedene Produktionsläufe hinweg sicherzustellen.

Praxisnahe Validierung: Nachgewiesene Wirksamkeit bei der Vulkanisation von Kautschuk und beim Spritzgießen von Kunststoffen

Herstellung von EPDM-Dichtungen: 37 % geringere Entformungskraft mit Dimethylsilikonöl

Bei der Herstellung von EPDM-Dichtungen führt Dimethylsilikonöl im Vergleich zu herkömmlichen Trennmitteln zu einer Reduzierung der Entformungskraft um 37 %. Dies beruht auf seiner niedrigen Oberflächenspannung (ca. 21 mN/m oder weniger) sowie der nahezu vollständigen Eliminierung von „Stickies“ (Reibung, Zugkraft und Haftung) zwischen dem vulkanisierten Kautschuk und der Form. Dadurch bleiben empfindliche Dichtungsmerkmale erhalten und mikroskopisch kleine Auswerfritzen verschwinden vollständig. Dies kann eine Reihe betrieblicher Vorteile mit sich bringen, darunter kürzere Zykluszeiten, weniger manuelles Abschaben und eine Verringerung der Stillstandszeiten für die Formreinigung. Bei Hochvolumen-Produktionslinien für Elastomere summieren sich diese Vorteile zu einem erheblichen Gesamtnutzen.

  FAQ

Wofür wird Dimethylsilikonöl verwendet?

Zur Formtrennung und Schmierung. Seine niedrige Oberflächenspannung und chemische Inertheit gegenüber Polymerketten ermöglichen nahezu problemlose Entformung komplexer Formteile ohne Rückstände.

Wie verhält sich Dimethylsilikonöl bei hohen Temperaturen?

Dimethylsilikonöl kann über 200 °C hinaus Schmierung bereitstellen, da die ASTM D92-Prüfung zeigt, dass es bis zu 200 °C nicht verdampft.

Welche Bedeutung hat die einstellbare Viskosität von Dimethylsilikonöl?

Die einstellbare Viskosität ermöglicht es, Dimethylsilikonöl effektiv bei verschiedenen Applikationsverfahren einzusetzen, darunter Sprühen, Tauchen, Rollenbeschichten und direktes Dosieren.

Kann Dimethylsilikonöl oxidativem Stress ausgesetzt werden?

Ja, die Struktur unterliegt bei Oxidation keinen signifikanten Veränderungen, und die Viskositätsänderungen reduzieren sich im Vergleich zu Mineralölen auf nahezu 80 %, wodurch die Lebensdauer des Systems bei kontinuierlicher Schmierung verbessert wird.