本发明涉及铝压铸脱模剂技术领域,具体涉及一种适用于无氟制冷行业的铝压铸水基脱模剂。
背景技术:
脱模剂是一种用在两个彼此易于粘着的物体表面的一个界面涂层,它可使物体表面易于脱离、光滑及洁净。脱模剂不仅可以在高温下起到润滑作用,同时可避免金属液对型腔表面的冲刷作用,改善模具的工作条件,防止粘模,降低模具的导热率和模温,调节模具各部分的温度达到相对稳定,从而改善成型性,所形成的薄膜可以减少铸件与模具型腔特别是型芯之间的摩擦与磨损,延长模具的寿命。
金属压铸脱模剂主要用于铝合金、镁合金、锌合金等金属材料各种模压操作中。在模压中,金属压铸脱模剂应当具有较大的抗拉强度、耐热及应力性能,不易分解或磨损。
现有的国产脱模剂普遍存在着脱模效果一般、稳定性较差、耐高温性能差、容易形成积碳等问题。同时油基脱模剂还存在冷却效果差,自身可燃烧导致安全性差,使用过程中会产生有害烟雾,压铸内部易产生气孔等问题。而水基脱模剂以水作为分散介质,冷却效果优于油基脱模剂,同时不可燃,使用该过程中也不会产生有害烟雾,在压铸行业中应用越来越广泛。
技术实现要素:
针对现有技术的不足,本发明提供一种适用于无氟制冷行业的铝压铸水基脱模剂,该设计方案具备脱模性好、冷却效果强、稳定性强、适用温度范围广的优点,解决了现有的脱模剂脱模效果一般、稳定性较差、适用温度范围较小的问题。
本发明的一种适用于无氟制冷行业的铝压铸水基脱模剂,包括以下重量份的原料,非离子表面活性剂1~10%,长链烷基改性硅油5~30%,高分子聚酯0~15%,高分子蜡1~15%,含硅类耐高温化合物0~3%,余量为水。
作为本发明的进一步改进,所述非离子表面活性剂为异构醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种组合物。
通过上述技术方案设计,主要起乳化剂、提高产品稳定性的作用。
作为本发明的进一步改进,所述长链烷基改性硅油为长链烷基芳基硅油、十二烷基甲基硅油、十八烷基甲基硅油中的一种或几种组合物。
通过上述技术方案设计,主要起脱模作用。
作为本发明的进一步改进,所述高分子聚酯为聚棕榈酸酯、聚蓖麻油酸酯、聚甘油油酸酯中的一种或几种组合物。
通过上述技术方案设计,主要起低温润滑作用。
作为本发明的进一步改进,所述高分子蜡为聚乙烯蜡乳液、聚丙烯蜡乳液、氧化聚乙烯蜡乳液中的一种或几种组合物。
通过上述技术方案设计,主要起到高温润滑隔离作用。
作为本发明的进一步改进,所述含硅类耐高温化合物为纳米级二氧化硅、甲基苯基有机硅树脂乳液中的一种或几种组合物。
通过上述技术方案设计,主要起有效隔离作用。
为实现上述目的,其制备方法包括以下步骤:
步骤(1),将非离子表面活性剂、长链烷基改性硅油按比例投入搅拌器中混合搅拌反应20分钟,控制搅拌器内部的反应温度,搅拌速度为200转/分钟;
步骤(2),继续按比例往搅拌器中加入高分子聚酯,搅拌反应30分钟,反应温度为常温,搅拌速度为200转/分钟;
步骤(3),搅拌过程中缓慢加入适量的水,加完后继续搅拌反应30分钟,反应温度为常温,搅拌速度为500转/分钟;
步骤(4),搅拌过程中缓慢加入适量的水,加完后继续搅拌反应60分钟,反应温度为常温,搅拌速度为500转/分钟;
步骤(5),按比例往搅拌器中加入高分子蜡,搅拌反应30分钟,反应温度为常温,搅拌速度为200转/分钟;
步骤(6),按比例往搅拌器中加入含硅类耐高温固体,搅拌反应30分钟,反应温度为常温,搅拌速度为100转/分钟;
步骤(7),往搅拌器中加入余量的水,搅拌反应120分钟,反应温度为常温,搅拌速度为200转/分钟,搅拌完成后得到成品
作为本发明的进一步改进,在步骤(1)中,搅拌器内部的反应温度为50-60℃,且搅拌器可为釜式搅拌器、双螺杆搅拌器和涡轮式搅拌器的任意一种。
作为本发明的进一步改进,在步骤(3)中,水的比例为5%,加入速度为每分钟1%;在步骤(4)中,水的比例为20%,加入速度为每分钟2%。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
本发明中使用的长链烷基改性硅油可改善一般硅油的极压润滑性,其对金属材料有很好的吸附性和优良的润滑性,尤其对润滑性差的铝材有较好的润滑效果,而高分子聚酯和高分子蜡能够分别在低温和高温下提供润滑作用,使脱模剂在200℃-600℃范围内均具备优异的润滑性能,在高温下仍具有优异脱模效果的优点,而含硅类耐高温化合物可有效隔离压铸制品与模具的焊合,使铝液能在型腔迅速成型,能够避免造成产品缺陷和拉伤。
具体实施方式
另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,并非特别指称次序或顺位的意思,亦非用以限定本发明,其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明的一种适用于无氟制冷行业的铝压铸水基脱模剂,包括以下重量份的原料,非离子表面活性剂1~10%,长链烷基改性硅油5~30%,高分子聚酯0~15%,高分子蜡1~15%,含硅类耐高温化合物0~3%,余量为水。
进一步的,非离子表面活性剂为异构醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种组合物,主要起乳化剂、提高产品稳定性的作用。
进一步的,长链烷基改性硅油为长链烷基芳基硅油、十二烷基甲基硅油、十八烷基甲基硅油中的一种或几种组合物,主要起脱模作用。
进一步的,高分子聚酯为聚棕榈酸酯、聚蓖麻油酸酯、聚甘油油酸酯中的一种或几种组合物,主要起低温润滑作用。
进一步的,高分子蜡为聚乙烯蜡乳液、聚丙烯蜡乳液、氧化聚乙烯蜡乳液中的一种或几种组合物,主要起到高温润滑隔离作用。
进一步的,含硅类耐高温化合物为纳米级二氧化硅、甲基苯基有机硅树脂乳液中的一种或几种组合物,主要起有效隔离作用。
为实现上述目的,其制备方法包括以下步骤:
步骤(1),将非离子表面活性剂、长链烷基改性硅油按比例投入搅拌器中混合搅拌反应20分钟,控制搅拌器内部的反应温度,搅拌速度为200转/分钟;
步骤(2),继续按比例往搅拌器中加入高分子聚酯,搅拌反应30分钟,反应温度为常温,搅拌速度为200转/分钟;
步骤(3),搅拌过程中缓慢加入适量的水,加完后继续搅拌反应30分钟,反应温度为常温,搅拌速度为500转/分钟;
步骤(4),搅拌过程中缓慢加入适量的水,加完后继续搅拌反应60分钟,反应温度为常温,搅拌速度为500转/分钟;
步骤(5),按比例往搅拌器中加入高分子蜡,搅拌反应30分钟,反应温度为常温,搅拌速度为200转/分钟;
步骤(6),按比例往搅拌器中加入含硅类耐高温固体,搅拌反应30分钟,反应温度为常温,搅拌速度为100转/分钟;
步骤(7),往搅拌器中加入余量的水,搅拌反应120分钟,反应温度为常温,搅拌速度为200转/分钟,搅拌完成后得到成品。
进一步的,在步骤(1)中,搅拌器内部的反应温度为50-60℃,且搅拌器可为釜式搅拌器、双螺杆搅拌器和涡轮式搅拌器的任意一种。
进一步的,在步骤(3)中,水的比例为5%,加入速度为每分钟1%;在步骤(4)中,水的比例为20%,加入速度为每分钟2%。
实施例1:
非离子表面活性剂5%;
长链烷基改性硅油20%;
高分子聚酯5%;
高分子蜡10%;
含硅类耐高温化合物1%;
水59%。
其中,
非离子表面活性剂为异构醇聚氧乙烯醚3%、辛基酚聚氧乙烯醚2%;
长链烷基改性硅油为十八烷基甲基硅油;
高分子聚酯为聚棕榈酸酯;
高分子蜡为聚丙烯蜡乳液;
含硅类耐高温化合物为甲基苯基有机硅树脂乳液。
实施例2:
非离子表面活性剂5%;
长链烷基改性硅油15%;
高分子聚酯7%;
高分子蜡8%;
含硅类耐高温化合物1.5%;
水63.5%。
其中,
非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚;
长链烷基改性硅油为十二烷基甲基硅油;
高分子聚酯为聚蓖麻油酸酯;
高分子蜡为聚乙烯蜡乳液;
含硅类耐高温化合物为甲基苯基有机硅树脂乳液。
实施例3:
非离子表面活性剂7%;
长链烷基改性硅油20%;
高分子聚酯8%;
高分子蜡10%;
含硅类耐高温化合物0.5%;
水54.5%。
其中,
非离子表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚;
长链烷基改性硅油为长链烷基芳基硅油;
高分子聚酯为聚棕榈酸酯;
高分子蜡为聚乙烯蜡乳液6%、氧化聚乙烯蜡乳液4%;
含硅类耐高温化合物为纳米二氧化硅。
下面是实施例1、实施例2、实施例3、以及与对比例1、对比例2的实验对照:
1、热稳定性:稀释50倍,加热沸腾10min;
2、剪切稳定性:稀释50倍,以2000r/min高速搅拌10min;
3、乳液稳定性:稀释50倍,以2000r/min高速离心20min;
4、铝合金腐蚀性:将抛光的铝合金薄片准确称重后,浸入脱模剂原液,在70℃下恒温24h。取出后用蒸馏水冲洗干净,干燥后准确称重。比较铝合金薄片在检测前后质量、外观有无变化。
以上对照表明:本发明中使用的长链烷基改性硅油可改善一般硅油的极压润滑性,其对金属材料有很好的无腐蚀性、吸附性和优良的润滑性,尤其对润滑性差的铝材有较好的润滑效果,而高分子聚酯和高分子蜡能够分别在低温和高温下提供润滑作用,使脱模剂在200℃-600℃范围内均具备优异的润滑性能,在高温下仍具有优异脱模效果的优点,而含硅类耐高温化合物可有效隔离压铸制品与模具的焊合,使铝液能在型腔迅速成型,能够避免造成产品缺陷和拉伤。
非离子表面活性剂,非离子表面活性剂溶于水时不发生解离,其分子中的亲油基团与离子型表面活性剂的亲油基团大致相同,由于非离子表面活性剂在溶液中不是以离子状态存在,所以它不易受强电解质存在的影响,也不易受酸、碱的影响,与其他类型表面活性剂能混合使用,相容性好,所以由异构醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种组合的非离子表面活性剂能够有效的在混合搅拌时起到乳化剂、提高产品稳定性的作用。
长链烷基改性硅油,长链烷基改性硅油是长链烷基经特殊工艺改性的聚硅氧烷,长链烷基改性硅油具备更好的亲油性和润滑性,与有机材料相容性好,具备耐高温和疏水性,良好的热稳定性使得产品在高温下可反复用而不会分散及留下残迹,即能起到良好的脱模作用。
高分子聚酯,聚酯类润滑油可在两个金属表面形成不易断裂的油膜,由于酯类分子对所接触的金属表面有较强的吸附作用,形成一层强度较高的粘附分子油,膜即使在温差较大的情况下都不易断裂,由此提供连续的液体润滑,具有良好的润滑性。
高分子蜡,高分子蜡主要以添加剂的形式加入脱模剂中,高分子蜡添加剂一般以水乳液形式存在,具有良好的化学稳定性,在室温下抗温性、耐药性和电气性优异,能够有效的提高脱模剂的平滑性、抗划性,起到高温润滑隔离作用。
含硅类耐高温化合物,它大多采用端基为活性基团的线性聚二甲基硅氧烷与交联剂、催化剂在一定条件下固化成橡胶状皮膜,有机硅的隔离性能来自于皮膜固化后硅氧键中硅原子上连结的甲基的对外有规排列,这种甲基具有低电子吸引性,并能在40-250℃的温度范園内保持其取向的稳定性,使基材始终受到甲基的屏蔽,从而达到稳定的隔离效果。
以上所述仅为本发明的实施方式而已,并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包括在本发明的权利要求范围之内。