CN101010156A - 用于压铸的油性脱模剂、设定溶剂混合比率的方法、铸造方法及喷射单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于压铸的油性脱模剂，其含有：70至98重量份的溶剂，所述溶剂具有规定的闪燃点；1至10重量份的高粘度矿物油和/或合成油；15重量份或更少的硅油；以及1至5重量份具有润滑功能的添加剂，其中，所述脱模剂的闪燃点在70至170℃的范围内，且所述脱模剂在40℃下的动态粘度为2至30mm²/s或更高，本发明还提供在使用该脱模剂的情况下设定溶剂混合比率的方法、铸造方法和喷射单元。

Description

用于压铸的油性脱模剂、设定溶剂混合比率的方法、铸造方法及喷射单元

技术领域

本发明涉及用于压铸的油性脱模剂、设定溶剂混合比率的方法、使用该油性脱模剂的铸造方法以及喷射单元。本发明作为润滑剂也适用于冲头(plunger chip)。

背景技术

公知地，在压铸过程中，为了润滑模具的型腔部，通过喷射润滑剂，在模具的型腔表面上形成油膜，该润滑剂在开型(die opening)后被称作脱模剂。该油膜防止型腔与型腔上的例如铝、镁和锌这样的有色熔融金属结合，并使得能够连续铸造。用于压铸的脱模剂被宽泛地分为油性脱模剂和水溶性脱模剂。鉴于生产率、安全性及工作环境，近年来经常使用水溶性脱模剂。

然而，在40年前，脱模剂只有油性的(在下文中被称作旧油性脱模剂)，它含有猪油、粉末和石墨的固体物质，使用这种脱模剂使得机器在使用后变粘。使用者用经济的煤油或溶剂来稀释该脱模剂，并喷射该稀释的脱模剂。然而，由于旧油性脱模剂含有粉末，故在铸造期间散布在模具的周边区域的粉末恶化了工作环境并沉积在模具上。因此，频繁的清洁是不可缺少的。旧油性脱模剂与煤油混合在一起，而煤油的闪燃点较低。这很危险，会造成火灾，因此令压铸难以实现自动化。出于这个原因，旧油性脱模剂被人工涂布，这导致生产效率低下。而且，由于煤油的精炼程度低、并且含有比如硫等的痕量组分，故该脱模剂不可避免地会对人体导致不利影响，并散发出强烈的油的气味。也就是说，旧油性脱模剂有火灾和爆炸的危险、不适合自动化、用油和粉末会污染工作环境、并不可避免地要求定期的清洁工作。

由于上述情况，旧油性脱模剂变成了着火危险小的水溶性脱模剂，以便自动化。不夸张地说，现在，市场上99％的脱模剂是水溶性脱模剂。另一方面，非常少量的不含固体物质的油性脱模剂(在后文中被简称为高粘度油性脱模剂)仍在继续使用。这样的油性脱模剂具有优越的润滑性质。然而，其粘度非常高(40℃下的动态粘度为100mm²/s或更高)，而且，即便这样的油性脱模剂被喷射，所产生的雾的直径也较大。因此，这些脱模剂不适合自动喷射并因此消耗量大，而且，这些脱模剂的油组分被夹带在熔融金属流中并被气化，从而以气体形式保持在铸造产品中，因而导致孔隙率增大。因此，利用旧油性脱模剂优越的润滑性质，现在，旧油性脱模剂已经仅在涂布水溶性脱模剂之前被用于加热操作(warm-up operation)。

另一方面，没有火灾危险的水溶性脱模剂在其能力上有决定性的缺点。由于在使用时用大约80倍的水稀释该脱模剂，主要组分的99％是水，因此，该脱模剂在大约150℃下在模具上导致莱顿弗罗斯特(Leidenfrost)现象。也就是说，脱模剂雾在大约150℃下被急剧蒸发(explosivelyevaporated)，并且，模具表面被蒸汽膜覆盖。因此，接着过来的脱模剂雾不能够到达模具表面。这导致在模具表面上脱模剂中有效组分的粘附量降低。为了提高粘附量，通过喷射大量的水溶性脱模剂，使模具温度保持在莱顿弗罗斯特温度以下，同时牺牲了粘附效率。实际上，目前，喷射量与铸造机的合型力的吨数大致相同(例如，对于350吨的机器为大约350cc，对于2500吨的机器为大约2500cc)。自然，机器的周边区域变脏，废液很多，从而需要很多的人力和费用来进行清洁并处理废液。而且，由于几乎所有的水溶性脱模剂都含有腊，因此凝固的腊粘附到模具表面上并沉积到机器的周边区域。这需要频繁的清洁。必须考虑的不仅仅是因脱模剂组分的析出和粘附而造成在机器周边区域的污染，同时还要考虑组分的氧化退化。专利文献1(日本专利申请KOKAI公开8-103913)描述了用防氧化剂来抑制水溶性脱模剂中的油组分退化。该发明的目标在于在橡胶硫化工艺中防止模具被污染。并且，该发明还公开了用于明显减少模具上的污点的对策。

而且，在每一次压射时，该模具通过熔融铝金属被加热到大约200至350℃，此后通过水溶性脱模剂被冷却到大约100至150℃。在每一次压射中，模具表面的温度从100到200℃波动。因此，在长时间连续铸造后(对于大型模具而言是几千次，对于小型模具而言是几万次)，热疲劳在模具表面累积，所谓的裂纹被形成，最后，昂贵的模具破损。这就是目前的情况。

而且，由于水溶性脱模剂具有强的冷却能力，故注入型腔的熔融铝在短时间内被冷却。熔融金属的粘度被提高以致扰乱了熔融金属的流动。最终，熔融金属不能够到达型腔的每一个细小的角落。结果，发生所谓的“浇不足”和“收缩”现象，并使得不能够制造完整的铸造产品。而且，由于水溶性脱模剂的粘附效率较低，故金属表面上的油膜较薄。在模具的高温部处，特别是在象芯杆(core pin)这样的细部处，可能经常发生粘型(soldering)。

降低铸造产品强度的孔隙率也是个问题。孔隙率的起因在于将有机物和水夹带到熔融金属的湍流中并在铸造产品中气化。如果喷射过量的脱模剂，则孔隙率增大。在过去，为了降低孔隙率，专利文献2(日本专利申请KOKAI公开2000-33457)公开了一种粉末型脱模剂，其具有优越的脱模能力。

在以上所述的当前的情况中，需要提高水溶性脱模剂不利的低粘附效率，改善高粘度油性脱模剂的喷射性质同时保持优越的润滑性质，并使得能够实现“很少量的喷射”“长的模具寿命(lie)”以及“较少的废液”。

发明内容

本发明旨在提供无需配水的油性脱模剂。所述油性脱模剂能够实现长的模具寿命、较少的废液、在高温下优越的脱模润滑性质以及很少的喷射量。通过设定40℃下的适当粘度，可以实现很少的喷射量，使得较少的蒸气散布在空气中。

而且，本发明旨在提供一种溶剂混合比率的设定方法，在该溶剂混合比率下，能够避免莱顿弗罗斯特现象，该方法是通过在使用上述用于压铸的油性脱模剂进行压铸的时候设定两种溶剂或溶剂与矿物油和/或合成油的混合比率进行的。

而且，本发明旨在提供用于压铸的油性脱模剂、铸造方法、及喷射单元，通过所述油性脱模剂、铸造方法及喷射单元，与传统方法相比，喷射量能够得到节省，并且，如毛边、流线(flow line)、金属浪(metal wave)、及孔隙率之类的问题都能够得到解决。

1)为了实现上述目的，本发明的油性脱模剂(第一发明)含有：(a)70至98重量份的溶剂，所述溶剂在40℃下的动态粘度为2至10mm²/s，所述溶剂的闪燃点在70至170℃的范围内；(b)1至10重量份的高粘度矿物油和/或合成油，所述矿物油和/或合成油在40℃下的动态粘度为100mm²/s或更高；(c)15重量份或更少的硅油，所述硅油在40℃下的动态粘度为150mm²/s或更高；以及(d)1至5重量份具有润滑能力的添加剂，其中，所述脱模剂的闪燃点在70至170℃的范围内，且所述脱模剂在40℃下的动态粘度为2至30mm²/s。

根据第一发明，所述油性脱模剂不含水，从而避免对润滑性质的抑制，并且，所述油性脱模剂由于油组分从而提供润滑。在高温下的脱模润滑性质这一点上，所述油性脱模剂特别优越。而且，由于不含水，因此模具不会被脱模剂冷却。因此，模具寿命得到了延长，脱模剂在空气中的散布被降低，并且，压铸在没有废液的情况下进行。特别是，所述脱模剂适合用于自动连续喷射，并且在少量原液(neat liquid)的涂布以及润湿性上优越。而且，根据第一发明，所述油性脱模剂能够实现比传统脱模剂小的喷射量，并能够减少如毛边(galling)、流线、金属浪及孔隙率等的压铸问题。

2)本发明(第二发明)提供一种设定油性脱模剂中溶剂的混合比率的方法，以在压铸的时候避免莱顿弗罗斯特现象。两种或更多种溶剂可被用作混合用溶剂。所述方法由第一、第二、第三及第四步骤构成。所述第一步骤是在以下等式(1)和(2)中代入预期最高的使用温度(S)，以便计算要配制的脱模剂的所需闪燃点(F)。所述第二步骤是测量三种或更多种不同脱模剂的闪燃点，并且所述三种或更多种不同脱模剂具有不同浓度的相应溶剂。所述第三步骤是关于各个脱模剂中溶剂的重量百分比值与各个脱模剂的闪燃点之间的相关性作图。所述第四步骤是由所述图和由所述第一步骤中算得的所需闪燃点来估计要配制的脱模剂中溶剂的重量百分比值。

S+80＝L       (1)

L＝4.4×F+36  (2)

其中，S表示脱模剂使用的最高温度；L表示莱顿弗罗斯特现象的温度；以及F表示脱模剂的闪燃点。

根据第二发明，在使用所述油性脱模剂压铸的时候能够避免莱顿弗罗斯特现象。

3)本发明(第三发明)提供一种设定溶剂与矿物油和/或合成油的混合比率的方法。该目的在于在使用如权利要求1所述的油性脱模剂进行压铸的时候避免莱顿弗罗斯特现象。所述方法包括以下步骤：在上面的等式(1)和(2)中代入预期最高的使用温度(S)，以便计算脱模剂的闪燃点(F)；制备三种或更多种不同脱模剂，所述三种或更多不同脱模剂具有不同浓度的相应溶剂、矿物油和/或合成油；研究各种制备好的脱模剂的闪燃点；作出各种脱模剂中溶剂的重量百分比与各种脱模剂的闪燃点的相关性的图；以及由所述图和由等式(1)和(2)算得的闪燃点来计算脱模剂中溶剂的重量百分比。

第三发明与第二发明具有同样的效果。

4)本发明(第四发明)的铸造方法涉及通过使用上述1)的油性脱模剂并利用脱模剂涂布机的压铸。根据第四发明，提供了能够使用第一发明的油性脱模剂来进行压铸的铸造方法。

5)本发明(第五发明)的喷射单元是用于向模具喷射和涂布如上述1)所述的油性脱模剂的喷射系统。所述系统包括：具有多个喷嘴的脱模剂喷射单元，喷射单元以向模具表面涂布油性脱模剂；以及增压供给单元，所述增压供给单元在低压条件下向所述喷射单元供应脱模剂并向模具涂布少量脱模剂。根据第五发明，能够喷射第一发明中所述的油性脱模剂。

6)本发明(第六发明)提供一种铸造方法，所述铸造方法用于使用如上述4)所述的喷射单元和所述油性脱模剂来进行压铸。

附图说明

图1A是本发明的示例中采用的活动模具的前视图。

图1B是本发明的示例中采用的固定模具的前视图。

图2是本发明的喷射系统的示意性说明图。

图3是图2中所画的喷射系统的其中一个组成部分、即喷射单元的说明图。

图4是图2中所画的喷射系统的其中一个组成部分、即增压供给单元的说明图。

图5是粘附试验机的示意性说明图，该粘附试验机用于测量本发明的脱模剂的粘附量。

图6A是说明图，其显示为测量在试样上的摩擦力而使脱模剂从喷嘴喷射的状态。

图6B是说明图，其显示环通过试验台架被放在试验机主体上的状态。

图6C是说明图，其显示摩擦力被测量的状态。

图7是特性图，其显示各种脱模剂的闪燃点与莱顿弗罗斯特温度及最高使用温度的相关性。

图8是用于测量莱顿弗罗斯特温度的装置的说明图。

图9是显示溶剂浓度与闪燃点之间的相关性的特性图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明。

(1)本发明(第一发明)的用于压铸的油性脱模剂含有：(a)70至98重量份的溶剂，所述溶剂在40℃下的动态粘度为2至10mm²/s，所述溶剂的闪燃点在70至170℃的范围内；(b)1至10重量份的矿物油和/或合成油，所述矿物油和/或合成油在40℃下的动态粘度为100mm²/s或更高；(c)15重量份或更少的硅油，所述硅油在40℃下的动态粘度为150mm²/s或更高；以及(d)1至5重量份具有润滑功能的添加剂，其中，所述脱模剂的闪燃点在70至170℃的范围内，且所述脱模剂在40℃下的动态粘度为2至30mm²/s。

(2)上述(1)中的组分(a)是高挥发性和低粘度的组分，并将在模具表面被蒸发。就此而言，考虑到对人体的影响，具有强极性的任何溶剂如醇、酯和酮都不应当使用，而主要含有饱和组分的石油系溶剂和低粘度原油(base oil)是优选的。它们的实例有被高度精炼后将硫组分抑制至1ppm或更低的饱和溶剂和低粘度合成油。在上述(a)中，规定在40℃下的动态粘度为2至10mm²/s。当溶剂的粘度过低、如为2mm²/s或更低的时候，整个脱模剂的粘度也变得过低。另一方面，当溶剂的粘度过粘、如为10mm²/s或更高时，整个脱模剂的粘度也变得过粘。而且，上述(a)的比率被调节为70至97重量份，以便优化整个脱模剂的挥发性。

(3)由于以下原因，上述(1)的组分(a)的闪燃点被调节为在70℃至170℃的范围内。即，为了在模具表面上形成厚的油膜，就像快干型涂料的情况一样，最好快速蒸发溶剂以避免刚粘附的组分从模具表面滴下。因此，具有高蒸发速度是理想的。然而，如果蒸发速度过快，则可能发生莱顿弗罗斯特现象，就像用水溶性脱模剂时所见到的那样。因此，象汽油那样具有高蒸发速度的那些溶剂并不是优选的。而且，如果蒸发快速，则闪燃点变低，导致火灾风险高。因此，闪燃点被调节为高于43℃，43℃为含有煤油的旧油性脱模剂的闪燃点。并且，从实际观点出发，优选闪燃点高于汽车柴油的闪燃点(70℃)。因此，本发明的组合物的闪燃点被限定为70℃或更高。

另一方面，在高温模具的情况下，更高的闪燃点是优选的，以便抑制脱模剂的蒸发性质。然而，脱模剂的粘度也变得更高。如果粘度高，则脱模剂的喷射状态变差。粘度应该有上限。粘度的上限对应于170℃的闪燃点，因此，闪燃点被确定为170℃或更低。

关于上述(1)的(a)组分，低粘度矿物油和/或合成油可被加入上述溶剂中，以将溶剂量调节为总共70至98重量份。在(a)组分仅为溶剂的情况下，可使用两种或更多种溶剂。在不基于莱顿弗罗斯特现象调节的情况下，可以只使用一种溶剂。

(4)上述(1)的组分(b)即高粘度矿物油和/或合成油被粘附在模具表面上。粘附组分从而在大约150℃至300℃的温度范围令润滑膜较厚，并因而起到保持润滑的作用。这些组分被要求在模具温度下具有适当的粘度，以防止在对应于从喷射到熔融金属被注入的这一时间的几秒钟内粘附油从模具表面滴下。然而，各个模具机中的模具温度不同。即便在同一机器中，在模具多个部位的温度也不同。因此，整体模具温度被假定为150℃或更高，并且，高粘度矿物油和/或合成油在40℃下的动态粘度被调节为100mm²/s或更高。

而且，如果(b)组分的混合量低，则模具表面上的润滑膜变薄。如果混合量过高，则可能发生问题。其中之一是，喷射状态变得不稳定。另一个问题在于厚的润滑膜可能局部地导致铸造产品外观变化(所谓的残色(remaining color))。为了解决这些问题，组分(b)的添加量被确定为1至10重量份。被用作组分(b)的示例为石油系矿物油、合成油以及气缸油。

(5)上述(1)的组分(c)即硅油被用于加强在高温下的润滑性质。该组分被确定为15重量份或更少的硅油，并且所述硅油在40℃下的动态粘度为150mm²/s或更高。该组分也是通过粘附至模具表面上，用以保持在大约250℃至400℃高的温度下的润滑性质。由于其被预期用来在比组分(b)的高粘度矿物油更高的温度范围内保持润滑性质，故40℃下的动态粘度优选高于组分(b)在40℃下的动态粘度，即为150mm²/s或更高。

关于上述(1)的组分(c)的“硅油”，在铸造产品没有被涂覆的情况下，任何商品化的硅油都可被使用，包括可使用二甲基硅氧烷。然而，在涂覆的情况下，有时变得难以形成具有良好粘附力的涂层。因此，在一些情况下二甲基硅氧烷是不适宜的，尽管它的可接受性取决于对压铸产品的涂覆量。在这种情况下，优选选择具有比二甲基官能团(dimethylfunction)更长的烷基-芳烷基或者长链烷基的烷基硅油。

上述(1)的组分(c)的量被确定为“15重量份或更少”。其原因在于，如果组分(c)的量超过15重量份，则硅本身或硅分解产物被沉积在模具表面上，从而导致对铸造产品形状的不良影响。在模具在低至中温(低于250℃)下被使用的情况下，不必配入硅油，因为具有润滑性质的添加剂作为组分(d)被加入。如果在高温(250℃或更高)下使用硅油，则应该配入难以被分解的硅油。然而，从成本来考虑，优选硅油的添加量低。具有润滑性质的添加剂、即组分(d)可包括例如有机钼。

(6)具有润滑性质的添加剂、即上述(1)的组分(d)加强在低至中温下的润滑性质。所述添加剂可包括例如：动物和植物脂肪如菜籽油、豆油、椰子油、棕榈油、牛脂油及猪油；一元醇或多元醇与较高脂肪酸形成的酯如脂肪酸酯、椰子油脂肪酸、油酸、硬脂酸、月桂酸、棕榈酸和牛脂脂肪酸；有机钼；油溶性皂以及含油蜡。有机钼优选为例如MoDDC和MoDTC，但是，MoDDP和MoDTP并不优选，因为它们可能导致铝和磷组分的反应。油溶性皂的实例可包括Ca或Mg的磺化盐、膦酸盐(phinatesalt)以及水杨酸盐。有机酸金属盐可以作为示例，但是其溶解性并不令人满意。

(7)对于本发明，具有所述粘度和闪燃点的上述溶剂与矿物油和/或合成油的组合可以有四种：单独的溶剂；与矿物油组合的溶剂；与合成油组合的溶剂；以及与矿物油和合成油组合的溶剂。所述溶剂并不仅限于一种，两种或更多种溶剂可以组合方式被使用。但是，从工人健康的观点出发，优选石油系溶剂。上述矿物油可包括机械油、汽轮机油、锭子油以及气缸油。合成酯也可被使用。

(8)在本发明中，要求脱模剂的闪燃点为70至170℃。这里，70℃的下限值是为了降低火灾的风险。该值高于被用在旧型脱模剂中的煤油的闪燃点(大约40℃)。因此，这使得能够将油性脱模剂应用于自动压铸工艺。由于以下原因，闪燃点的上限值被确定为170℃。即，如果高粘度(即高闪燃点)矿物油或合成油被使用，则粘附至模具的油膜不能够干透，这导致其从模具表面滴下。由于滴下油的部位，模具表面上的粘附效率变差，且周围环境变差。因此，为了避免这种问题，闪燃点应该为170℃或更低。

(9)脱模剂在40℃下的动态粘度必须为2至30mm²/s。其原因如下。如果动态粘度低于2mm²/s，则涂布脱模剂时的泵磨损增大。如果动态粘度超过30mm²/s，则涂布脱模剂时脱模剂的泵吸变得困难从而导致不稳定。如果控制变得不稳定，则涂布20cc或更少变得困难。如果控制变得困难，则每次压射时脱模剂的喷射量波动，因而不能维持稳定的可铸造性。为了更稳定的喷射量和更细小的雾形成，动态粘度更优选在2至20mm²/s的范围内。

(10)第一发明的油性脱模剂与传统的水溶性脱模剂相比具有以下优点：

1)该油性脱模剂并不导致淬火反应；

2)该油性脱模剂具有高的耐热性和抗粘型(anti-soldering)性；

3)该油性脱模剂延长模具寿命并有助于无废液处理；

4)通过从70至170℃水平的闪燃点调节，粘附效率可被保持在适当的油膜厚度。因此，高温润滑性质可以得到保证；

5)通过将40℃下的动态粘度设定在2至30mm²/s的适当范围内，它能够优化喷射特性并使脱模剂在空气中的散布最小化；

6)即便喷射量小且油膜薄，它也通过在模具表面上形成均匀的油膜，从而减少了压铸问题，如毛边和粘型；以及

7)由于薄的油膜，它还减少了对压铸产品进行热处理工艺时的起泡问题。

(11)在第一发明中，基于原液计，每一次压射时对模具的脱模剂喷射量理想为20cc或更少，更优选为1cc或更少，更优选为0.5cc或更少。其原因在于，因为如果喷射量超过20cc，则变得难以进行无废液产生的铸造，并且，在铸造产品中夹带的气体量的程度高，从而导致高度的孔隙率。如所述，由于喷射量为20cc或更少，故能够实现无废液铸造。而且由于同样的原因，铸造产品中的气体夹带被减少。而且，由于既没有使用粉末也没有使用蜡，故可以防止压铸机上的过多粘附和固体堆积。

(12)推测上述粘型的原因伴随铸造产品和模具表面之间过薄的油膜而存在。特别是，粘型频繁发生在就像芯杆那样的突起部内。一般而言，据说芯杆位于喷射雾较少且那里的油膜变得比其他部位薄的部位。此外，如果使用油性脱模剂开始连续铸造，则模具逐渐变热，因为脱模剂并未伴随有外部冷却功能。脱模剂在模具表面上的粘附量随着温度升高而降低，油膜热退化，从而，油膜变得更薄。为了解决这种问题，有以下方法，其中，提高润湿性的添加剂被加入以提高粘附量，以便加强油膜，或者，抗氧化剂被加入以延迟油膜的热退化。

因此，在第一发明中，除了上述(1)的各个组分(a)至(d)以外，优选加入提高润湿性的添加剂或抗氧化剂。作为提高润湿性的添加剂，例如，0.1至3重量份的闪燃点为100℃或更低的丙烯酸系共聚物或丙烯酰基改性的聚硅氧烷可被加入。在上述关于添加的范围内，提高润湿性的添加剂尽管是用于润湿性提高试剂，但其也具有粘附效果。此处，如果提高润湿性的添加剂被加入，则脱模剂对金属表面的润湿性得到提高，导致金属表面上的粘附量增加。特别是，如果金属表面很热，则发生所述现象(莱顿弗罗斯特现象)。由于这个原因，脱模剂中轻重量组分突然沸腾，且油雾滴被阻止润湿金属表面。从而，抑制了金属表面上的膜形成。由于润湿性因为提高润湿性的添加剂而被提高，故这种现象被抑制并令油膜更厚。

(13)还优选加入抗氧化剂，即总共加入0.2至2重量份的一种或多种抗氧化剂，这些抗氧化剂选自由胺类、苯酚类、甲酚类抗氧化剂构成的组中。该组分被加入以防止或延迟高温操作时的氧化退化，保持油膜厚度，确保润滑功能，并抑制粘型的发生。

上述胺类抗氧化剂的实例是一烷基二苯基胺类，如一壬基二苯基胺；二烷基二苯基胺类，如4，4’-二丁基苯基胺、4，4’-二戊基二苯基胺、4，4’-二己基二苯基胺、4，4’-二庚基二苯基胺、4，4’-二辛基二苯基胺和4，4’-二壬基二苯基胺；聚烷基二苯基胺，如四丁基二苯基胺、四己基二苯基胺、四辛基二苯基胺和四壬基二苯基胺；α-萘胺，苯基-α-萘胺，丁苯基-α-萘胺，戊苯基-α-萘胺，己基苯基-α-萘胺，庚基苯基-α-萘胺和辛基苯基-α-萘胺。

上述苯基类抗氧化剂的实例是2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚、4，4-亚甲基双(2，6-叔丁基苯酚)、2，2-亚甲基双(4-乙基-6-丁基苯酚)、高分子量单环苯酚、多环叔丁基苯酚、BHT(丁基化的羟基甲苯)、BHA(丁基化的羟基苯甲醚)。甲酚类抗氧化剂的实例是二叔丁基-对甲酚和2，6-二叔丁基-二甲氨基-对甲酚。在上述抗氧化剂中，优选BHT与烷基二苯基胺的混合物。

在本发明中，可适当地添加防锈剂、表面活性剂、防腐剂、消泡沫剂以及其他添加剂(如耐极压添加剂、粘度指数提高剂、清洁分散剂、染色剂及芳香剂)。

(14)在本发明中，关于含有各种组分(a)至(d)的上述油性脱模剂，在这些组分中的1至3种任选组分被预先混合以获得混合物后，然后剩余的组分可与该混合物混合以获得脱模剂。具体地说，成份(b)、(c)和(d)被预先混合以获得混合物1，接着，使用者可将组分(a)与混合物1混合以形成脱模剂。也可以是，组分(a)和(b)被混合以获得混合物2，稍后，使用者可将组分(c)和(d)的混合物3与混合物2混合以获得脱模剂。

而且，在包括各个组分(a)、(b)、(c)和(d)以及其它的提高润湿性的添加剂或抗氧化剂(被定义为组分[e])的这五种组分中，1至4种任选组分被预先混合以获得混合物。然后，剩余组分可与该预先的混合物混合以获得脱模剂。

(15)低粘度油性脱模剂具有许多的优点。然而，它也具有因无水型脱模剂的少量喷射而带来的缺点。模具表面没有被外部冷却。模具温度在压铸的一个周期内是轻微波动的。然后，该稳定状态保持在高温下。这里，如果温度为大约350℃或更低，则完全不存在问题，低粘度油性脱模剂的优点可原样被利用。然而，如果温度高于上述温度，在铸造产品和模具之间有时发生粘型，并变得难以进行连续铸造。另一个不好的地方在于，如果油性脱模剂被用于主要以向模具喷射大量的水溶性脱模剂的外部冷却形式进行操作的现有铸造机中，则有时需要改造模具系统，以增强油性脱模剂的内部冷却。而且，出于与模具结构或产品形状相关的原因，内部冷却有时是不可能的。因此，需要开发提供有高温润滑性质并能够处理莱顿弗罗斯特问题而无需改造机器的油性脱模剂。

本发明(第二发明)的溶剂混合比率的设定方法是基于上述背景进行的。也就是，第二发明为用于设定上述溶剂混合比率的方法，它用来在使用第一发明的油性脱模剂压铸时避免莱顿弗罗斯特现象。两种或更多种溶剂被用于上述溶剂。本发明涉及第一、第二、第三和第四步骤。第一步骤是在以下等式(1)和(2)中代入预期最高的使用温度(S)，以便计算脱模剂的闪燃点(F)。第二步骤是研究三种或更多不同脱模剂的闪燃点，所述三种或更多不同脱模剂具有不同浓度的各种溶剂。第三步骤是作出各种脱模剂中溶剂的重量百分比值的相关性的图。第四步骤是由所述图和由等式(1)和(2)算得的闪燃点来计算要配制的脱模剂中溶剂的重量百分比值。

S+80＝L       (1)

L＝4.4×F+36  (2)

其中，S表示脱模剂使用的最高温度；L表示莱顿弗罗斯特现象温度；以及F表示脱模剂的闪燃点。

第三发明的溶剂混合比率的设定方法是用于设定上述溶剂与上述矿物油和/或合成油的混合比率的方法，它用来在使用第一发明的油性脱模剂压铸时避免莱顿弗罗斯特现象。本发明涉及第一、第二、第三和第四步骤。第一步骤是在上述等式(1)和(2)中代入预期最高使用温度(S)，以便计算脱模剂的闪燃点(F)。第二步骤是研究三种或更多不同脱模剂的闪燃点，所述三种或更多不同脱模剂具有不同浓度的各种溶剂、矿物油和/或合成油。第三步骤是作出各种脱模剂中溶剂的重量百分比值的相关性的图。第四步骤是由所述图和由等式(1)和(2)算得的闪燃点来计算脱模剂中溶剂的重量百分比值。

(16)接着，上述(15)的莱顿弗罗斯特现象描述如下。

当令油性脱模剂与热模具接触的时候，脱模剂中轻重量的碳氢化合物组分突然沸腾。这些碳氢化合物组分产生上升气流，并且，碳氢化合物组分的其他部分作为油滴存在于空气中。由于上升气流，油滴从模具表面浮起，从而令油滴与模具表面的接触变差。结果，热量没有被传递到油滴，从而令蒸发速度慢下来。由于油滴中的活性组分被抑制粘附在模具上，故粘附量被降低，以致使脱模性质变差。该现象被称作莱顿弗罗斯特现象，在水溶性脱模剂的情况下该现象是公知的。在水溶性脱模剂的情况下，该现象在大约150至200℃下发生，而在所发明的油性脱模剂的情况下，该现象在350℃或更高的温度下才发生。这是基于为本发明所进行的研究发现的。

本发明人已经在实验规模上研究了莱顿弗罗斯特现象发生的温度。此外，本发明人研究了实际压铸机中的最高使用温度和脱模剂的闪燃点。结果在图7中显示。如图7所示，当闪燃点上升时，在实际机器中莱顿弗罗斯特现象温度上升且最高可使用温度变高。在这种情况下，莱顿弗罗斯特现象发生的温度被定义为蒸发速度变为最慢的点。但是发现，在该点之前当温度还更低时，蒸发速度被延缓。也就是可以说，在比莱顿弗罗斯特现象温度低约80℃的温度下，脱模剂达到其实际使用的极限。由图7，可表现出以下的相关性：

S+80＝L

L＝4.4×F+36

其中，S表示油性脱模剂使用的最高温度(℃)；L表示莱顿弗罗斯特现象温度(℃)；以及F表示闪燃点(℃)。

按照由图7的表现看，如果脱模剂的莱顿弗罗斯特现象点被提高，则最高实际使用温度能够被提高。此处，有两种方法来提高最高实际使用温度。前一种方法是提高脱模剂的闪燃点以通过使用实际机器来确认实际应用。后一种方法是通过提高闪燃点来提高莱顿弗罗斯特现象温度。然而，实际可应用性需要大规模的实验并采用实际机器来确认。由于在实验室规模下测量莱顿弗罗斯特现象温度的方法更容易，故后一种方法被采用。然而，如果闪燃点被提高且喷射量被提高过多，则喷射时的烟雾变浓，因此，需要小心地进行实验。

接着，将参照图8说明莱顿弗罗斯特现象温度的测量方法。对于该测量，采用如Transactions(B编)of The Japan Society of MechanicalEngineers，第70卷第700号(2004-12)的No 03-1248中TakeoTAKASHIMA、Hiroshi SHIOTA的“Study on Evaporation of Oil-in-Watertype Emulsion Droplets on Heated Face”所述的图1的装置。

首先，由铜制成的碟51被放在加热器52上。该碟具有圆柱形的碟状结构，其直径为60mm，高30mm，上表面内的曲率半径R为200，在中心的深度为4mm。碟51上覆盖有绝缘器53，并且，变压器54被连接至加热器52。热电偶55被嵌在碟5 1中心下2mm的深度，并与温度记录器56连接。而且，摄影机57被安装以便对沸腾状态进行摄影。同时，脱模剂被放在注射器58内，注射器58由聚乙烯制成并配备有细管。细管的尖端被设置在碟中心上面40mm高处。在这种情况下，液滴59的直径为大约2.7mm。当碟51的温度达到规定温度的时候，处在室温的一滴液滴59滴下。而且，然后，由秒表来测量蒸发时间。并且，由摄影机57观察液滴的状态。每隔10℃进行上述观察，并作出温度与蒸发时间之间相关性的图。蒸发时间最长的温度被定义为莱顿弗罗斯特现象温度。

(17)将更详细地描述上述脱模剂。该油性脱模剂不含水、粉末或乳化剂。应理解，如果不含有水，则模具被冷却得更少，且热疲劳被最小化，因此，模具寿命得到显著的提高。例如，根据通过使用实际压铸机获得的小压铸产品，在水溶性脱模剂的情况下每经过20000次压射需要进行模具的修理和维护。然而，在油性脱模剂的情况下，即便在320000次压射之后也不需要修理模具。因而证明了寿命至少是16倍那么长。在小型的350吨机器的情况下，经济效果等价于降低了几百万日元的成本。而且，由于没有用水且能够实现少量的吹送，故没有废液被排出且废液处理的费用也被显著地节省。而且，因为非常少的喷射量，故烟或烟雾极度减少且工作环境被显著改善。

而且，由于本发明的油性脱模剂不含乳化剂，而对于所有的水溶性脱模剂，乳化剂都是必不可少地使用的。该油性脱模剂在废液处理方面有利。该油性脱模剂也适于避免内分泌干扰物质(endocrine disrupting substance)的问题。而且，由于本发明的脱模剂不含粉末，故该脱模剂也有利于抑制对装置的污染、防止脱模剂在存放期间因沉淀而发生质量改变、以及保持表面光洁度而且粉末没有对铸造产品表面造成损坏。

(18)本发明(第四发明)的铸造方法用于通过使用第一发明的所述用于压铸的油性脱模剂和脱模剂喷射单元的压铸。根据本发明，通过使用所述油性脱模剂能够实现压铸。图1A显示本发明中使用的活动模具的前视图，而图1B显示本发明中使用的模具的固定模具部分的前视图。上述模具由活动模具1和固定模具2组成，并且，活动模具1设置有上滑块(slide)3、下滑块4和活动芯5。图中的附图标记6表示导销；附图标记7表示表面销(surface pin)；附图标记8表示浇道(runner)的脱模销；以及附图标记9表示固定芯。

(19)本发明(第五发明)的喷射系统是为模具涂布油性脱模剂的装置。该系统包括：喷射单元，其设置有多个喷嘴管以便向模具喷射脱模剂；和增压供给单元，其用来将脱模剂送到在低压下使用的喷射单元中，以便向模具涂布少量的脱模剂。如图2所示，该喷射系统设置有喷射单元22，喷射单元22具有多个喷嘴21。用于将空气引入其中的空气引入用的管23和将用于压铸的油性脱模剂引入其中的脱模剂引入用的管24与喷射单元22相连。用于储存油性脱模剂的罐25被连接至管24以便通过减压阀26和泵27引入脱模剂，其中，减压阀26用于压送脱模剂，而泵27用于泵吸脱模剂。增压供给单元包括罐25、用于脱模剂的减压阀26、用于泵吸脱模剂的泵27以及此处未图示的脱模剂压送软管。图中的附图标记29显示具有型腔部28的模具。

(20)在上述油性脱模剂被已经存在的用于水溶性脱模剂的喷射系统、即具有大量喷嘴的单元型喷射系统所采用的情况下，存在下面提及的问题：

1)由于油性脱模剂的粘度比水溶性脱模剂高，故每一个喷嘴的喷射量并没有很好地平衡；以及

2)喷射量的微细调节困难。

因此，如果使用已经存在的用于水溶性脱模剂的喷射系统并且该系统没有经过改造的情况下，自动涂布油性脱模剂以进行压铸，则会频繁导致如毛边、流线、金属浪以及很多气体留在产品中(孔隙率)之类的问题。为了处理这些问题，需要均匀地向模具涂布脱模剂。

在本发明的喷射单元中，喷射单元包括喷射单元主体、用于空气引入的管和用于脱模剂引入的管。空气管和脱模剂管中每一个都作为一组管分别与喷射单元主体相连。由于一对多组的管被面对面地布置在两点或多点处，从而使来自喷嘴的脱模剂可被均匀地喷射到模具上。

喷射单元22具有图3所示的结构。图中的附图标记31表示喷射单元主体。用于空气引入的管23a和23b从用于空气引入的管23中分支出来，并且管23a和23b被连接至喷射单元主体31的两端。用于脱模剂引入的管24a、24b从用于脱模剂引入的管24分支出来，并且管24a、24b被连接至喷射单元主体31的两侧。因此，分支管23a和24a构成的组被布置在管23b和24b的侧面成为一对。在图3中，用于空气引入和用于脱模剂引入的管组在两点处被布置成彼此相对。然而，管对可在三点或更多点处被布置成彼此相对。

下面描述两点或更多点处布置彼此相对的管对的原因，该原因如下。

(21)用于水溶性脱模剂的喷射单元具有大量的喷嘴，而这些喷嘴又具有脱模剂涂布喷嘴。传统地，只有一组的供应口(用于脱模剂引入的管)和空气供应口(用于空气引入的管)。在没有任何改进就采用该喷射单元来涂布油性脱模剂的情况下，由于位置靠近这组油性脱模剂供应口和空气供应口，故从喷嘴涂布了多于需要的脱模剂。这是因为少量油性脱模剂被使用且油性脱模剂的粘度比水溶性脱模剂的粘度高。另一方面，来自位于远离引入管的部位处的喷嘴的喷射量比需要少，从而不能向模具均匀地涂布油性脱模剂。因此，将一对用于脱模剂引入和用于空气引入的管组被面对面地布置在两点或更多点处，以便压力通过各个喷嘴被均匀地施加，并且，油性脱模剂和空气被均匀地供应到喷嘴。因此，能够为模具表面均匀地涂布少量的油性脱模剂。

在本发明的喷射系统中，增压供给单元可包括：用于储存油性脱模剂的罐；和用于连接所述罐的供给软管。罐中脱模剂面的顶面高度被设定在喷嘴处于待命模式时的上限位置和脱模剂被喷射时的下限位置之间。

(22)增压供给单元40具有图4所示的结构。图4中的附图标记41示出压铸机。图1所示的活动模具1和固定模具2在压铸机41中被布置成距彼此有一定距离。储存油性脱模剂的罐25通过脱模剂压送软管42被连接至喷射单元22。尽管没有图示，但是在罐25内安装了图3所示的减压阀和泵吸脱模剂的泵。通过可上下移动(沿着如箭头Y所示的方向)的支持柱43来令喷射单元22可上下移动。支持柱43由安装在压铸机41的一部分上的支持柱44和连接至支持柱44的横向杆45引导。

以下是以上述方式设定罐中脱模剂面的顶面高度的原因。也就是，为了涂布少量的油性脱模剂，必须通过泵将低压脱模剂送至喷射单元，并且，油性脱模剂的输送压力极其之低，为0.02至0.05MPa。因此，如果混合在脱模剂中的非常少量的空气与脱模剂一起通过泵输送，则相当大的空气层、即所谓的空气段(air spot)被形成在管内的最高点处。该空气段中断脱模剂流，致使喷射量的稳定性丧失。结果，在压铸产品的大规模生产中，脱模剂喷射量控制的重复精度变差，且压铸产品的质量受到不利影响。

另一方面，发现可通过按前述方式设定来解决这种喷射控制问题。罐中脱模剂面的顶面高度应被设定在喷嘴处于待命模式时的上限位置(该位置比罐高)L₁和脱模剂被喷射时的下限位置L₂之间(参照图4)。也就是，在喷嘴以待命模式处于下面位置时的期间，压力对应于涉及罐位置的液压(脱模剂的高度)而被提高，脱模剂的流动速率相应被提高，且累积的空气也变得容易流动从而减少了空气段。然而，如果喷嘴的尖端位置被设置成比上述位置还要低，则空气流出得更快，但大量的脱模剂也被排出来。这导致难以涂布少量的脱模剂。因而，需要设定下限位置。另一方面，在顶面位置的喷嘴处于待命模式期间，压力低，从而脱模剂的流动被降低，且空气几乎不流出喷嘴的尖端。而且，当喷嘴比上述位置高的时候，脱模剂的液压被降低，最终，脱模剂趋于返回罐内，且空气有时从喷嘴的尖端被吸入。由于这个原因，喷嘴的上高度位置也受到限制。用于脱模剂的罐的位置被设定在该下限和上限之间，从而少量喷射能够被实现且空气段问题可以同时得到解决。而且，能够以必需的最小供给压力向喷射单元供应脱模剂。归功于这一效果，关于喷射量，每一个喷嘴都能够实现以低至0.1至0.2cc的量进行涂布。而且，能够对模具表面进行均匀且少量的喷射。

在下文中，将描述本发明的实施例。然而，本发明并不意欲被仅限于所说明的实施例。

(I)实施例1至5和比较例1至3

(A)组分及测量试验的结果

下面的表1显示实施例1、2、3、4和5的组分、物理性质值、粘附试验的结果以及摩擦试验的结果。而且，下面的表1显示比较例1至3、即本发明的申请人所制备的水溶性脱模剂的组分、物理性质值、粘附试验的结果及摩擦试验的结果，这些水溶性脱模剂即为水溶性色素脱模剂(商品名：Lubrolene A-704)；水溶性脱模剂(商品名：Lubrolene A-201)；以及水溶性脱模剂(商品名：Lubrolene A-1609)。

(B)制备方法

在以表1中根据重量百分比示出的比率混合高粘度矿物油、硅油、菜籽油和有机钼之后，该混合物被加热至40℃并被搅拌10分钟。该混合物被进一步与根据表1所示的重量百分比的量的溶剂混合，并且被再次混合10分钟，以制得油性脱模剂。

表1

	实施例					比较例
									1	2	3	4	5	1*	2*	3*
	组分(重量％)
水									0	0	0	0	0	99	99	99
	溶剂	97.8	96.2	88	86	80	-	-									-
高粘度矿物油									1	1.7	5	6	6	-	0.05	0.02
	硅油	1	1.7	5	6	12	0.05	-									0.03
菜籽油									0.1	0.2	1	1	1	-	-	-
	有机钼	0.1	0.2	1	1	1	-	-									-
物理性质值
	闪燃点(℃)	89	89	92	92	95	无法测量	无法测量									无法测量
动态粘度(40℃，mm2/s)									2	3	5	6	11	1	1	1
	粘附量(300℃，mg)	3.3	4.4	6.7	8.9	19.5	0.7	0.7									1.3
活性组分的粘附效率(％)									59.5	46	22.2	25.2	38.7	3.3	2.3	4.1
	300℃下的摩擦力(kgf)	3.7	3.2	3.9	3.4	3.4	7.0	6.2									10.1
350℃下的摩擦力(kgf)									7.6	5	3.9	3.5	4.4	10.1	发生焊合	发生焊合
	实际系统的能力
粘附性质(300℃)										一般	良好	优越	优越	优越	良好	一般	差
	摩擦力(300℃)	良好	优越	优越	优越	优越	一般	一般	一般
摩擦力(350℃)										良好	优越	优越	优越	优越	一般	差	差
	综合评价	良好	优越	优越	优越	优越	一般	差	差

^*：水溶性脱模剂和0.05重量％的余量，并且该余量为蜡、乳化剂等。

在表1中，

溶剂：商品名：Shellsol TM，由-Shell Kagaku K.K.生产

高粘度矿物油：商品名：Bright stock，由Japan Energy Corporation生产，

油脂(fats)：由Meito Yushi Co.，Ltd.生产的菜籽油

硅油：商品名：Release Agent TN，由Asahikasei Wacker Silicone Co.，Ltd.生产

有机钼：商品名：Adeka 165，由Asahi Denka Kogyo生产

(C)闪燃点的测量方法

各个试样的闪燃点根据JIS-K-2265的Pensky-Martin方法来测量。

(D)动态粘度的测量方法

根据JIS-K-2283来测量40℃下的动态粘度。

(E)粘附量的测量方法

(E-1)准备

铁板(SPCC，100mm×100mm×1mm厚)作为试样在烘箱内于200℃下被烘焙30分钟，在干燥器内冷却过夜，并且该板重量被测量为0.1mg的量级。

(E-2)油性脱模剂的喷射

图5所示的粘附试验机的操作如下。

首先，电源温度调节装置12被设定在规定温度，并且，用于保持试样的台架(stand)14被加热器13加热。此处，当第一热电偶17达到设定温度时，作为试样的铁板16被放在用于支持试样的金属固定件(metalfitting)15上，并且，令第二热电偶18与铁板16牢牢接触。此后，当铁板16的温度达到规定温度时，规定量的各种脱模剂19被喷射器20自动喷射到铁板16上。然后，铁板16被取出并垂直立在空气中固定的时间，以使油从铁板16滴下。

(E-3)粘附量的测量方法

在将有涂布组分的铁板16在规定温度的烘箱内保持规定时间之后，将铁板取出。铁板被空气冷却，并在干燥器中被进一步冷却规定时间。此后，负有涂布组分的铁板16的重量被测量，该测量达到0.1mg的量级。并且，由根据空试验结果铁板重量变化来计算粘附量。

(E-4)试验条件

试验机：粘附量试验机(由Yamaguchi Giken Co.，Ltd.制造)

测量条件：如下面的表2中所述。

表2

	油性	水溶性
			脱模剂溶液	未稀释溶液	稀释80倍的溶液
喷射量(cc)	0.3	10
			气压(MPa)	0.3	0.3
液压(MPa)	0.003	0.2
			试验温度(℃)	300	300
试验后干燥	200℃下干燥30分钟	不干燥

(F)摩擦力的测量方法

(F-1)摩擦试验方法

参照图6A至6C。首先，将具有热电偶1的摩擦力试验台架2(SKD-61型，200mm×200mm×34mm)通过商购的加热器加热至规定温度，其中所述热电偶1被连接到MEC International Co.，Ltd所制造的自动拉力试验机(商品名：Lub Tester U)上。接着，如图6A所示，试验台架2被垂直立起，且在上面粘附试验中所示的条件下使喷嘴3喷射脱模剂4。此后立即将试验台架2水平放在试验机主体5上，并且，将MEC International Co.，Ltd所制造的环6(由S45C制成，内径75mm，外径100mm，高50mm)放在中心上(参照图6B)。接着，将90cc的溶融铝金属7(ADC-12，在670℃)浇入环6中，其中所述溶融铝金属7是在陶瓷工艺用的熔炉处被熔化的。该熔融金属被冷却40秒以被凝固。而且，铁制的8.8kg的重物8被立即平静地放在该凝固的铝(ADC-12)上。然后，环6沿着箭头X所示的方向被试验机的齿轮装置(gear)牵拉，从而测量摩擦力(参照图6C)。

(F-2)摩擦力测量条件

摩擦力测量条件如下面的表3中所示。

表3

负荷(铝和重物的总量)	10Kg
		接触表面面积(环的横截面表面面积)	44.2cm2
牵拉速度	1cm/sec

(G)测量的总结果(油性脱模剂)

关于上述实施例及比较例的闪燃点、动态粘度、粘附量(300℃)以及在300℃和350℃下的摩擦力的试验结果都在表1中显示。

试验机制造商确认，这些结果与通过实际压铸机进行得到的结果具有极好的相关性。试验机中10Kgf的值对应于实际机器中脱模性质的可允许最高水平。试验机中比10Kgf高的值暗示实际机器中如粘型和毛边之类的问题。

根据功能比较试验的结果，实施例1至5的油性脱模剂被发现比比较例1至3的水溶性脱模剂具有更高的粘附量、更低的摩擦力和更好的脱模能力。而且，即便在用水溶性脱模剂时发生粘型的350℃的高温下，这些油性脱模剂被发现也具有充分优越的脱模能力。

(II)实施例6至11和比较例4至7

在下文中，将参照比较例4至7的脱模剂描述实施例6至11的脱模剂，实施例6至11的脱模剂含有提高润湿性的添加剂。

(A)组分和试验结果

下面的表4显示实施例6、7、8、9、10和11的油性脱模剂的组分、物理性质值、粘附试验结果和摩擦力试验结果。下面的表5显示比较例4、5和6的油性脱模剂以及比较例7的水溶性脱模剂(商品名：LubroleneA-1609，由AOKI SCIENCE INSTITUTE CO.，Ltd.制造)的物理性质值、组分、粘附试验结果和摩擦试验结果。

表4

	实施例
							6	7	8	9	10	11
	组分(重量％)
水							0	0	0	0	0	0
	溶剂	95.26	88	95.26	-	88.8							86
低粘度矿物油							-	-	-	88	-	-
	高粘度矿物油	1.7	5	1.7	5	5							5
硅油							1.7	5	1.7	5	5	5
	菜籽油	0.17	0.5	0.17	0.5	0.5							0.5
有机钼							0.17	0.5	0.17	0.5	0.5	0.5
	润湿性提高试剂(1号)*1	1	1	-	1	0.2							3
润湿性提高试剂(2号)*2							-	-	1	-	-	-
	物理性质值
闪燃点(℃)							89	92	89	159	92	93
	动态粘度(40℃，mm2/s)	3	5	3	24	4							6
粘附量(250℃，mg)							4.5	11.5	4.9	6.9	10	12.1
	粘附量(300℃，mg)	4	11.9	4.3	5.6	9.3							15.6
250℃下的摩擦力(kgf)							1.3	1.4	1.3	1.2	1	2.6
	300℃下的摩擦力(kgf)	2.1	3	2.4	2.2	1.8							2.3

^*1：商品名：EFKA-3236改性的聚硅氧烷，由Wilbur-Ellis Company生产

^*2：商品名：EFKA-3778丙烯酸系共聚物，由Wilbur-Ellis Company生产

其他组分同表1中所示。

表5

	比较例
					4	5	6	7*3
	组分(重量％)
水					0	0	0	99
	溶剂	96.26	89	-					-
低粘度矿物油					-	-	89	-
	高粘度矿物油	1.7	5	5					0.02
硅油					1.7	5	5	0.03
	菜籽油	0.17	0.5	0.5					-
有机钼					0.17	0.5	0.5	-
	润湿性提高试剂(1号)*1	0	0	0					-
润湿性提高试剂(2号)*2					0	0	0	-
	物理性质值
闪燃点(℃)					89	92	159	无法测量
	动态粘度(40℃，mm2/s)	3	4	24					1
粘附量(250℃，mg)					2.2	9.2	4.6	2.2
	粘附量(300℃，mg)	1.2	6.5	3.7					1.3
250℃下的摩擦力(kgf)					3	2.5	3.1	7.2
	300℃下的摩擦力(kgf)	4	3	4					10.1

^*1和^*2同表4中所示。其他组分同表1中所示。

^*3：水溶性脱模剂和0.05重量％的余量，并且该余量为蜡、乳化剂等。

(B)制备方法

除了在加入溶剂之前混合提高润湿性的添加剂以外，其他同实施例1中所述。

(C)闪燃点的测量方法

对实施例9和比较例6，通过Cleveland Open法进行测量，而对实施例6、7、8、10和11以及比较例4和5则通过Pensky-Martin法进行测量。

(D)动态粘度的测量方法

同实施例1中所述。

(E)粘附量的测量方法

制备和粘附量的测量都同实施例1中所述，并且，试验条件如下面的表6中所示。

表6

	油性	水溶性
			脱模剂溶液	未稀释溶液	稀释80倍的溶液
喷射量(cc)	0.3	30
			气压(MPa)	0.3	0.3
液压(MPa)	0.003	0.2

(F)摩擦力的测量方法

摩擦力试验方法同实施例1，且摩擦力测量条件同表3中所述。

(G)测量的总结果(提高润湿性的添加剂的效果)

将实施例6(含有提高润湿性的添加剂)与比较例4(不含提高润湿性的添加剂)；实施例7(含有提高润湿性的添加剂)与比较例5(不含提高润湿性的添加剂)；以及实施例8(含有提高润湿性的添加剂)与比较例6(不含提高润湿性的添加剂)进行比较，发现提高润湿性的添加剂相当大地提高了粘附量并降低了摩擦力。

脱模剂并不一定被均匀地喷射到实际机器的模具表面上。有一些隐蔽的模具部位被少量的油滴润湿，在这种情况下，实施例6至11的脱模剂能够展现出优越的脱模性质，并且实施例6至11的脱模剂在粘附量方面表现出高的性能。提高润湿性的添加剂不仅在实施例6、7、8和10的脱模剂中有效，其中，实施例6、7、8和10的脱模剂的粘度在3至5mm²/s的范围内。此外，添加剂在实施例9的脱模剂中也是有效的，其中，实施例9的脱模剂的粘度高达24mm²/s。参考用的比较例7的水溶性脱模剂在300℃下的摩擦力达到使用极限10kgf，而油性脱模剂在300℃下的摩擦力在1至3kgf的范围内，因而是可使用的。

含有提高润湿性的添加剂的本发明的脱模剂对于提高模具表面上的粘附量是有效的。有时，脱模剂的雾几乎不散布，导致在模具的细小部分处发生粘型。具有高粘附性质的脱模剂是高度能够避免这种问题的。可以说，从这一观点出发，本发明的油性脱模剂是优越的。而且，由于粘附效率高，故这些脱模剂可以少量地使用而不用令粘附的油膜较厚。即便以上述组分(a)稀释这些脱模剂，这些脱模剂也可用作低粘度、喷射性质优越的脱模剂。

(实施例12)

接着，将描述用于均匀涂布本发明的油性脱模剂的喷射单元。该单元如上面所说明。在实施例12中通过使用实际机器来比较铸造质量。

下面的表7显示通过使用实施例13至16和比较例8、9的脱模剂以及上述喷射单元来进行铝压铸所获得的产品的性质。在这种情况下，实施例4的脱模剂被用于实施例13和14；实施例6的脱模剂被用于实施例15和16；比较例7的脱模剂被用于比较例8；以及比较例4的脱模剂被用于比较例9。如图1所示，实施例12中所采用的模具能够同时制造两件产品，并具备由型腔部内的上、下滑块组成的铸造结构，其中，所述型腔部由活动模具和固定模具形成。

将本发明的喷射单元连接到自动喷射单元上，以对型腔部进行油性脱模剂的喷射。而且，专用喷射单元(图3中所示)和增压供给单元(图4中所示)被用于油性脱模剂。而且，脱模剂被泵泵吸，并在0.02至0.05MPa的低压下被送至喷射单元。油性脱模剂通过工厂内使用的空气进行喷射，并被少量地涂布到模具表面上。

表7

		脱模剂的种类	装置	质量(没有压射工艺)
										刻痕(score)	化学粘砂(burnon)	波皱面	波图案	发生毛刺	产品中的气体量(cc/100gAl)
				实施例	13	油性脱模剂	*1	可使用	良好							可使用	良好	良好	22.1
14	*2	良好	良好							良好	良好	良好	14.4
					15		含有润湿性提高试剂的油性脱模剂	*3	优越					良好	良好	良好	良好	15.1
16	*4	良好	良好			良好				良好	良好	16.9
					比较例			8	水溶性脱模剂				*5	可使用	有问题	可使用	良好	有问题	23.3
9	油性脱模剂	*5	可使用	良好		可使用	有问题			良好	25.2

(待续)

^*1：采用用于水溶性脱模剂的喷射单元+图3所示的喷射单元。

^*2：采用用于水溶性脱模剂的喷射单元+图4所示的增压供给单元。

^*3：采用用于水溶性脱模剂的喷射单元+图3所示的喷射单元+图4所示的增压供给单元。

^*4：采用润湿性提高试剂和用于水溶性脱模剂的喷射单元。

^*5：采用用于水溶性脱模剂的喷射单元装置。

表7

		可加工性				模具的维护和精度
									喷射量(喷射量)(cc/l压射)	喷射时间(秒)	脱模剂的喷射性质(均匀喷射)	增压供给单元的可控性	日常维护的容易性	对尺寸公差的保持	模具开裂
		实施例	13	2.4	0.4	良好	良好	良好								优越	优越
14	1.8								0.2	良好	优越	良好	优越	优越
			15	1.8	0.2	优越	优越	良好							优越	优越
16	1.8								0.2	优越	优越	良好	优越	优越
			比较例	8	200	-	可使用	可使用							可使用	可使用	可使用
9	3.4	0.4							可使用	可使用	良好	优越	优越

由表7所示的结果发现，与比较例8和9的脱模剂(后者)相比，实施例13-16的脱模剂(前者)在下面几点上更好或优越：

1)推测由于脱模剂优越的散布性质，才具有优异的去除毛边、粘型、流线、金属浪和毛刺发生的性能；

2)压铸产品中的孔隙率较低；

3)喷射量少，这有利于短的喷射时间；

4)对供给压力具有优越的可控制性，这导致每一个喷嘴的喷射量是稳定的；

5)因为喷射量的波动较少，故在控制喷射量方面，每日作业较少；

6)在模具中进行日常维护的必要性、尺寸精度的保持以及发生开裂这几方面相同或更好；以及

7)在模具的维护和精度方面优越。

并不意欲令本发明仅限于以上说明的实施方案。可在不脱离本发明的精神和范围的情况下，对具体工艺条件和构成部件作出改进和替代。例如，在上面的实施例中，尽管用于空气引入的管和用于脱模剂引入的管在两点处被布置成面对面，然而，这些管可在三点或更多点处被安装成面对面的。就此而言，需要这些管尽可能均匀地被布置成彼此相对。凭借这种方式的布置，脱模剂可以被更均匀地从喷嘴的尖端喷射到模具上。波图案、留在产品中的气体量以及涂布量都可以得到改进。

在上述实施例12中，停止喷射时的罐中油面的顶端(tip end)位置被设定在喷嘴处于待命模式时的顶面位置和脱模剂通过喷嘴被喷射时的下限位置之间。然而，并不仅限于此例中所述。用于脱模剂的罐可以不被安装在上述位置之间，且通过加压，脱模剂的油面的顶端位置L₃可被设定在该位置处。凭借这样的调整，在脱模剂未被喷射的情况下，喷射单元的停止位置(上升极限)在油面位置以上，因此，脱模剂不会滴下。另一方面，在脱模剂将被涂布的情况下，由于喷射单元在停止位置处、即喷射单元的下限处被停止，故压力足以导致油性脱模剂自然滴下。因此，在液压软管内没有空气段形成，且在不均匀性得到抑制的情况下通过设备内的气压均匀地进行油性脱模剂的喷射。

(III)实施例17与比较例10和11

在下文中，将与比较例10和11一起来描述实施例17。

(A)组分及试验结果

下面的表8显示实施例17和比较例10、11的油性脱模剂的组分、混合比率及试验结果。

表8

	实施例	比较例
				17	10	11
	组分(重量％)
水				0	0	0
	溶剂	88	89.5				89
高粘度矿物油				5	5	5
	硅油	5	5				5
菜籽油				0.5	0.5	0.5
	有机钼	0.5	0				0.5
苯酚类抗氧化剂				0.5	0	0
	胺类抗氧化剂	0.5	0				0
物理性质值
	闪燃点(℃)	92	92				92
动态粘度(40℃，mm2/s)				5	4	5
	实验室氧化试验，退化时间(分钟)	890	15				240
350℃下的摩擦力(kgf)				4	8	5
	400℃下的摩擦力(kgf)	9	无法测量*3				无法测量*3
实际装置的能力
	连续可铸造性	220次或更多	5次				10次

^*1：商品名：Lasmit BHT，由Daiichi Kogyo Seiyaku Co.，Ltd生产

^*2：商品名：HiTEC-569，由Afton Chemical生产，而其他组分同表1中所示。

^*3：由于凝固的铝在试验台架上不滑动并沉积，故无法测量。

(B)制备方法

除了采用抗氧化剂取代实施例6的提高润湿性的添加剂以外，其他如实施例6中所述进行制备。

(C)闪燃点的测量

用与实施例1中所述相同的方式来测量各种脱模剂的闪燃点。

(D)动态粘度的测量

用与实施例1中所述相同的方式来测量各种脱模剂的动态粘度。

(E)实验室氧化试验，ROBT法

根据JIS-K-2514，每一种脱模剂都被取样到封闭型旋转泵内，然后氧气被密封。氧化在150℃下进行，并且，测量到氧气压力突然降低所耗的时间。

(F)摩擦力的测量方法

摩擦力的试验方法和测量条件同实施例1中所述。

(G)测量的总结果(抗氧化剂的效果)

在实施例17和比较例10、11中，闪燃点(℃)、40℃下的动态粘度(mm²/s)、实验室氧化试验、350℃和400℃下的实验室摩擦力试验、以及使用实际压铸机的连续可铸造性的测量被进行，从而得到表8所示的结果。

将实施例17(含抗氧化剂)的结果与比较例11(不含抗氧化剂)的结果进行比较，从实验室试验的角度出发，比较例11的测量值(退化时间)为240分钟，而实施例17为890分钟，后者显示出大约4倍之多的耐久性并且退化较小。因此，在实施例17的情况下，确认抗氧化剂抑制了油性脱模剂的氧化退化。

从摩擦力试验的角度出发，比较例11在350℃下的摩擦力为5kgf，这对于实际使用而言是足够低的。然而，该脱模剂在400℃下导致粘型并沉积。另一方面，在实施例17中，在400℃下的摩擦力低达9kgf。与比较例11的脱模剂相比，在高温润滑性质方面该脱模剂被发现明显优越。因此，在实施例17的情况下，确认抗氧化剂显示出效果并防止粘型。

根据上述两种实验，可以假设，抗氧化剂能够在高温下延迟油性脱模剂的组分的氧化退化。由于这一延迟，抗氧化剂有助于保持油膜的厚度。因此，由于厚油膜，故摩擦阻力被保持在低水平。

一方面，当使用实际压铸机来评定比较例11的脱模剂的时，在第10次时发生粘型，致使无法连续铸造。在实施例17的情况下，连续制造可以持续220次或更多。因此，确认抗氧化剂有助于减少粘型并提高连续铸造次数。在该情形所采用的实际机器的情况下，在产品被取出后的瞬间，芯杆的温度为410℃。然而，在实际机器和比较例11的组合的情况下，在380℃下的连续铸造为极限。根据这些结果，可以说加入抗氧化剂使对高30度的温度的耐久性得到了改善。

而且，为了确保低至中等温度区域的润滑性质，在实施例17和比较例11中加入了有机钼。另一方面，在比较例10中没有加入有机钼。与比较例10相比，比较例11的氧化稳定性略有改善。在实验室摩擦试验中，350℃下的摩擦力略有降低。铸造次数略有提高。因而，这些结果显示有机钼对防止氧化有辅助效果。然而，与苯酚类或胺类抗氧化剂相比，效果并不是那么显著。

(实施例18)

在下文中，将描述根据第二发明的设定溶剂混合比率的方法。

由图7可以清楚看到，可以容易地改变脱模剂的闪燃点从而调节莱顿弗罗斯特现象温度。本发明人为实现本发明而进行的研究表明，存在莱顿弗罗斯特现象温度L与油性脱模剂的闪燃点F(参照等式(1))和最高使用温度(S)(参照等式(2))的相关性。所述相关性可按如下定义：

S+80＝L       (1)

L＝4.4×F+36  (2)

表9

组分	试样1	试样2	试样3
				第一溶剂	80.1	71.2	62.3
低粘度矿物油	8.9	26.7	44.5
				高粘度矿物油	5	5	5
硅油	5	5	5
				菜籽油	0.5	0.5	0.5
有机钼	0.5	0.5	0.5
				闪燃点(℃)	95	102	105

1)在等式(1)中代入最高使用温度S的预期值，计算莱顿弗罗斯特现象温度L。然后，算得的温度L被代入到等式(2)中，以计算油性脱模剂所需的闪燃点F。

2)接着，通过改变组合物中溶剂和矿物油的混合比率，制备出三种类型的脱模剂(试样1、试样2、试样3)。表9显示这三种试样的组分及闪燃点。推荐溶剂的混合比率为80％、70％和60％。

3)此后，测量这三种脱模剂的闪燃点，并且，如图9所示，对溶剂(％)和闪燃点的相关性作图。

4)进一步，由所述图并使用如1)中所述算得的闪燃点(F)计算所需溶剂(体积％)。

5)接着，由通过减去溶剂和添加剂的比率算得的余量来计算轻组分(低粘度矿物油和/或合成油)。

在上述方式中，在实施例18中，溶剂和矿物油的混合比率被适当地设定，从而避免了莱顿弗罗斯特现象。

在实施例18中，描述了使用溶剂和矿物油的情况。然而，本发明可包括使用溶剂和合成油的情况；或使用溶剂、矿物油和合成油的情况；或使用两种溶剂的情况。

在上述实施例中，基于第一发明描述了油性脱模剂。然而，各个组分的组合、混合比率和喷射条件可被适当地设定以使用以下油性脱模剂。也就是，该油性脱模剂含有：总共50重量份或更多的1种或多种组分，这些组分选自由溶剂、矿物油、合成油、脂肪和油、脂肪酸、及脂肪酸酯构成的组；40重量份或更少的硅油；以及具有润滑功能的添加剂，该油性脱模剂的闪燃点为50至250℃，在40℃下的动态粘度为2至50mm²/s。凭借这样的构成，不会像传统情况那样导致淬火，并且，该试剂作为油性脱模剂具有高耐热性、几乎不导致粘型，从而能够延长模具寿命。而且，使用这种油性脱模剂能够以少量在模具表面上形成均匀且薄的膜，模具上压铸产品的毛边和粘型以及热处理时的起泡都可以得到抑制。在如上述油性脱模剂的情况下，各个组分的种类和性质为如上所述。

工业可适用性

本发明的油性脱模剂适合用于在压铸期间通过喷射润滑剂润滑模具表面以及用于在浇入熔融金属时润滑冲头。本发明的油性脱模剂适合用于在连续制造中少量地自动连续喷射未稀释试剂液体。

Claims (18)

1.一种用于压铸的油性脱模剂，其含有：(a)70至98重量份的溶剂，所述溶剂在40℃下的动态粘度为2至10mm²/s并且所述溶剂的闪燃点在70至170℃的范围内；(b)1至10重量份的高粘度矿物油和/或合成油，所述高粘度矿物油和/或合成油在40℃下的动态粘度为100mm²/s或更高；(c)15重量份或更少的硅油，所述硅油在40℃下的动态粘度为150mm²/s或更高；以及(d)1至5重量份的具有润滑功能的添加剂，其特征在于，所述脱模剂的闪燃点在70至170℃的范围内，且所述脱模剂在40℃下的动态粘度为2至30mm²/s或更高。

2.如权利要求1所述的油性脱模剂，其特征在于，通过加入低粘度矿物油和/或合成油，以使所包含的组分(a)的比率总计为70至98重量份。

3.如权利要求1或2所述的油性脱模剂，其特征在于，每一次压射中对模具的喷射量基于所述未稀释的脱模剂液体计为20cc或更少。

4.如权利要求1所述的油性脱模剂，进一步含有提高润湿性的添加剂。

5.如权利要求4所述的油性脱模剂，进一步含有0.1至3重量份的闪燃点为100℃或更低的丙烯酸系共聚物或丙烯酰基改性的聚硅氧烷，以作为提高润湿性的添加剂。

6.如权利要求1所述的油性脱模剂，进一步含有抗氧化剂。

7.如权利要求6所述的油性脱模剂，其特征在于含有0.2至2重量份的一种或多种抗氧化剂，并且所述一种或多种抗氧化剂选自由胺类、苯酚类和甲酚类抗氧化剂组成的组中。

8.如权利要求1所述的油性脱模剂，其特征在于，所述硅油为具有链长比二甲基更长的烷基-芳烷基或烷基的烷基硅油。

9.如权利要求1所述的油性脱模剂，其特征在于，预先将相应组分(a)、(b)、(c)和(d)中的任意任选的1至3种组分混合，以得到混合物，然后再将剩余组分与所述混合物混合，从而得到所述脱模剂。

10.如权利要求4或5所述的油性脱模剂，其特征在于，预先将相应的5种组分即(a)、(b)、(c)、(d)和提高润湿性的添加剂中的任意任选的1至4种组分混合，以得到混合物，然后再将剩余组分与所述混合物混合，从而得到所述脱模剂。

11.如权利要求6或7所述的油性脱模剂，其特征在于，预先将相应的5种组分即(a)、(b)、(c)、(d)和抗氧化剂中任意任选的1至4种组分混合，以得到混合物，然后再将剩余组分与所述混合物混合，从而得到所述脱模剂。

12.一种设定溶剂混合比率的方法，以使在使用如权利要求1和权利要求3至11中任意一项所述的油性脱模剂进行压铸的时避免莱顿弗罗斯特现象，其特征在于，采用两种或更多种溶剂作为溶剂，并且，所述方法包括如下步骤：在以下等式(1)和(2)中代入预期最高的使用温度(S)，以便计算脱模剂的闪燃点(F)；在制备了三种或更多种具有不同浓度的相应溶剂的不同脱模剂之后，研究各种制备好的脱模剂的闪燃点；作出各种脱模剂中溶剂的重量百分比与各种脱模剂的闪燃点的相关性的图；以及由所述图和由等式(1)和(2)算得的闪燃点来计算脱模剂中溶剂的重量百分比：

S+80＝L         (1)

L＝4.4×F+36    (2)

其中，S表示脱模剂使用的最高温度；L表示莱顿弗罗斯特现象的温度；以及F表示脱模剂的闪燃点。

13.一种设定溶剂与矿物油和/或合成油的混合比率的方法，以在使用如权利要求2所述的油性脱模剂进行压铸的时避免莱顿弗罗斯特现象，所述方法的特征在于包括如下步骤：在下面的等式(3)和(4)中代入预期最高的使用温度(S)，以计算脱模剂的闪燃点(F)；在制备了三种或更多种具有不同浓度的相应溶剂、矿物油和/或合成油的不同脱模剂之后，研究各种制备好的脱模剂的闪燃点；作出各种脱模剂中溶剂的重量百分比与各种脱模剂的闪燃点的相关性的图；以及由所述图和由等式(3)和(4)算得的闪燃点来计算脱模剂中溶剂的重量百分比：

S+80＝L       (3)

L＝4.4×F+36  (4)

其中，S表示脱模剂使用的最高温度；L表示莱顿弗罗斯特现象的温度；以及F表示脱模剂的闪燃点。

14.一种用于进行压铸的铸造方法，所述方法是通过使用如权利要求1至11中任意一项所述的油性脱模剂和脱模剂喷射单元进行的。

15.一种喷射单元，其用于向模具喷射并涂布如权利要求1至11中任意一项所述的油性脱模剂，其特征在于包括：脱模剂喷射单元，所述脱模剂喷射单元含有多个用来向模具涂布脱模剂的喷嘴；以及增压供给单元，所述增压供给单元在低压下将脱模剂送至所述喷射单元并向模具涂布少量脱模剂。

16.如权利要求15所述的喷射单元，其特征在于，所述脱模剂喷射单元包括：分开供应脱模剂和空气的喷射单元主体；用于脱模剂引入的管，所述用于脱模剂引入的管连接至所述喷射单元主体；以及用于空气引入的管，所述用于空气引入的管连接至所述喷射单元主体，其中，将脱模剂引入和用于空气引入的多个组在两点或更多点处面对面布置，以便从所述喷嘴均匀地涂布脱模剂。

17.如权利要求15所述的喷射单元，其特征在于，所述增压供给单元包括：储存油性脱模剂的脱模剂罐；以及压送软管，其连接所述脱模剂罐和所述脱模剂喷射单元，以及

在停止喷射的时候，所述脱模剂罐中油面的顶端位置被设定在所述喷嘴处于待命模式时的顶面位置与脱模剂通过所述喷嘴被喷射时的下限位置之间。

18.一种铸造方法，所述铸造方法用于使用如权利要求15至17中任意一项所述的喷射单元和所述油性脱模剂进行压铸。

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