CN103205032A

CN103205032A - 一种原位清洗模具用清模胶及其制备方法

Info

Publication number: CN103205032A
Application number: CN2013100822001A
Authority: CN
Inventors: 齐暑华; 杨永清; 张欣欣; 黄英
Original assignee: Northwestern Polytechnical University
Current assignee: Northwestern Polytechnical University
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2013-07-17

Abstract

本发明涉及一种原位清洗模具用清模胶及其制备方法，其特征在于原料组份为：未硫化橡胶或改性橡胶100质量份、补强剂30～60质量份、清洗剂10～30质量份、硫化剂1～3质量份、硫化促进剂1～10质量份和颜料1～10质量份。制备方法：将未硫化橡胶BR或其改性产物等在混炼机中进行初练，并依次加入补强剂、清洗剂和颜料等，最后加入硫化剂和硫化促进剂，薄通数次后下片，得到片状或条状混炼胶，用于重复进行热压成型以对模制材料成型的模具清理的清模胶。本发明清洗费用低、清洗方便且不影响模具使用寿命，能随模进行清洗的胶料。即使对于严重的模具污渍，也具可操作性，能同时清洗多种污染成分。

Description

一种原位清洗模具用清模胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种原位清洗模具用清模胶及其制备方法，在橡胶混炼过程中添加清洗剂，制备清模胶，该清模胶在被硫化的同时完成对模具的清洗，不需拆卸模具，可实现原位清洗。

背景技术

塑料、橡胶及复合材料等注射成型或模压成型等作业时，在模具的表面上容易附着因加热成型材料所产生的残留物，如产品表面的渗出物、脱模剂、挥发分等，模具因反复作业工作面常产生不同程度的污染，既损坏产品的外观质量，又影响产量，还会造成模具腐蚀，对模具进行定期清洗，开发高效、价廉、无污染的模具清洗技术日趋必要。

目前，已开发的模具清洗技术主要有研磨法、喷砂法、水磨清洗法、溶剂法、碱洗法、酸洗法、高温法、干冰喷射法、电化学清洗法、超声波清洗法和激光清洗法等。但从成型装置上卸下模具并用以上方法进行清洗需要对模具进行冷却、升温、脱附、清洗等工序，清洗时间较长、劳动量较大，污染大，这些技术中的大多数还不能彻底解决模具污染问题，而且新型清洗装置和模具清洗剂还没有达到既不影响模具，又能满足成本要求的技术水平。

胶料清洗法是美国通用轮胎公司1976年发明的，也称为原位清洗法。原位洗模是采用特殊的清洗胶料，和一般硫化产品一样，装模硫化即可完成清洗过程。其清洗过程：清洗胶料中含有清洗组分，利用它们具有能同铁结合的性质，在硫化过程中渗入到金属与污垢的界面上，与金属发生物理或化学吸附，削弱金属与污垢的附着力，污垢随着清洗胶料一起被取出，从而清洗模具。

此法缩短了时间，不须拆装模具，可在线清洗，不磨损模具，清洗速度快，尤以清洗注压模具优势明显。但污染严重时需反复清洗。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种原位清洗模具用清模胶及其制备方法，解决在塑料、橡胶、复合材料等注射成型或模压成型等作业时，模具因反复作业而被污染，难以清理的问题。

技术方案

一种原位清洗模具用清模胶，其特征在于原料组份为：未硫化橡胶或改性橡胶100质量份、补强剂30～60质量份、清洗剂10～30质量份、硫化剂1～3质量份、硫化促进剂1～10质量份和颜料1～10质量份。

所述未硫化橡胶是顺丁橡胶BR。

所述改性橡胶为采用10～20质量份的聚乙烯PE、聚丙烯PP、高苯乙烯HS、聚苯乙烯PS或热塑性弹性体SBS中的至少一种与BR混炼得到。

所述清洗剂选自以下至少一种，胺类、醇胺、咪唑类或表面活性剂；所述胺类为二正丁胺、环己胺、三亚乙基四胺、二甲苯基脲、四甲基氯化铵、双氰胺、六亚甲基四胺、乙二胺、N,N-双-胺丙基二乙撑胺、二乙烯三胺、四乙烯五胺或聚乙二胺；所述醇胺为聚乙二醇胺、2-氨基-2-甲基丙醇、N-胺乙基乙醇胺、异丙醇胺、单-乙丙醇胺、三乙醇胺、N-甲基乙醇胺、2-胺乙基丙二醇、二乙醇胺皂、N-二甲基乙醇胺或N-丁基二乙醇胺；所述咪唑类为咪唑、4,5-二苯基咪唑或2-甲基咪唑啉；所述表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠或失水山梨醇酯。

所述补强剂为炭黑、白炭黑、石英砂、碳酸钙、滑石粉、陶土或氧化铝中的至少一种。

所述硫化剂选自以下至少一种：硫磺、不溶性硫磺或过氧化物。

所述硫化促进剂选自以下至少一种：2,2'-二硫代二苯并噻唑、2-巯基苯并噻唑、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-氧联二（1,2-亚乙基）-2-苯并噻唑次磺酰胺、二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆或氧化锌ZnO。

所述颜料为锌钡白、钛青绿、铬黄、镉红、二氧化钛或氧化铁。

一种制备所述原位清洗模具用清模胶的方法，其特征在于：将未硫化橡胶或改性橡胶先在开炼机塑炼5min，然后依次加入补强剂、清洗剂和颜料，混炼均匀后，加入橡胶硫化剂和硫化促进剂，所述硫化条件为（160～180）℃×（5～15）min，打三角包，薄通5次后下片，切割后，得到清模胶。

有益效果

本发明提出的一种原位清洗模具用清模胶及其制备方法，将未硫化橡胶BR或其改性产物等在混炼机中进行初练，并依次加入补强剂、清洗剂和颜料等，最后加入硫化剂和硫化促进剂，薄通数次后下片，得到片状或条状混炼胶，用于重复进行热压成型以对模制材料成型的模具清理的清模胶。本发明提供一种清洗费用低、清洗方便且不影响模具使用寿命，能随模进行清洗的胶料。即使对于严重的模具污渍，也具可操作性，能同时清洗多种污染成分。

具体实施方式

现结合实施例对本发明作进一步描述：

本发明的实施方式是采用顺丁橡胶及其改性产物为清洗基料，以配合剂为辅料，以胺类有机溶剂为清洗剂，通过混炼机混炼后制成清洗胶料。未硫化橡胶主要是顺丁橡胶（BR）及其改性产物，基数为100份，改性橡胶采用以下至少一种树脂如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、高苯乙烯（HS）、聚苯乙烯（PS）、热塑性弹性体（SBS）等与BR混炼得到，10～20质量份；清洗剂选自以下至少一种：胺类（二正丁胺、环己胺、三亚乙基四胺、二甲苯基脲、四甲基氯化铵、双氰胺、六亚甲基四胺、乙二胺、N,N-双-胺丙基二乙撑胺、二乙烯三胺、四乙烯五胺、聚乙二胺）、醇胺（聚乙二醇胺、2-氨基-2-甲基丙醇、N-胺乙基乙醇胺、异丙醇胺、单-乙丙醇胺、三乙醇胺、N-甲基乙醇胺、2-胺乙基丙二醇、二乙醇胺皂、N-二甲基乙醇胺、N-丁基二乙醇胺）、咪唑类（咪唑、4,5-二苯基咪唑、2-甲基咪唑啉）、表面活性剂（烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、失水山梨醇酯）等，相对于100份的未硫化橡胶，所述清洗剂的含量为10～30质量份；橡胶补强剂为炭黑、白炭黑、石英砂、碳酸钙、滑石粉、陶土、氧化铝等，相对于100份的未硫化橡胶，添加30～60质量份；硫化剂为硫磺、不溶性硫磺、过氧化物等，添加1～3质量份；所述硫化促进剂为2,2'-二硫代二苯并噻唑（DM、MBTS）、2-巯基苯并噻唑（M、MBT）、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺（CZ、CBS）、N-氧联二（1,2-亚乙基）-2-苯并噻唑次磺酰胺（NOBS、MBS）、二硫化四甲基秋兰姆（TMTD、TT）、二硫化四乙基秋兰姆（TETD、TET）、氧化锌（ZnO）等，添加1～10质量份。进一步包含颜料锌钡白、钛青绿、铬黄、镉红、二氧化钛、氧化铁等，用量为1～10质量份。通过混炼加工出片状胶料，清洗时，将清洗胶料放入模具型腔中随橡胶模压，清洗时间可根据污垢严重程度进行调节，成本费用较低。

实施例1：

1^#胶料配方

1^#胶料的力学性能

实施例2：

2^#胶料配方

2^#胶料的力学性能

实施例3：

3^#胶料配方

3^#胶料的力学性能

实施例4：

4^#胶料配方

4^#胶料的力学性能

实施例5：

5^#胶料配方

5^#胶料的力学性能

实施例6：

6^#胶料配方

6^#胶料的力学性能

清模胶首先要满足力学性能的要求，具备较高的力学性能，有利于其在硫化后从模具中彻底取出而不对模具造成污染，在取出硫化胶的同时，带出污染物，完成对模具的清洗。由此可见清模胶的作用机理：（1）物理粘结作用：通过橡胶的粘结作用，将污垢从模具表面拉除；（2）化学粘结作用：通过亲污垢官能团或清模基团完成污垢与橡胶的结合；（3）机械研磨作用：通过补强剂在加压后的运动，撞击和研磨污垢；（4）分解作用：分解污垢，达到清除的目的。

从上述实施案例可以得到以下基本结论：

（1）1^#胶所含清洗剂为25份，补强剂为40份，其拉伸强度、扯断伸长率和硬度都不高，因此，清模效果一般；

（2）在其他助剂不变的情况下，2^#胶所含补强剂为50份，其力学性能基本是1^#胶的2倍，硬度也由56增大到63，清洗效果有所提高；

（3）3^#胶与1^#胶所含助剂相同，只是添加塑料对其基料进行改性，其力学性能远远大于1^#胶，硬度稍微有所增加，清模效果显著增加。

（4）4^#胶与3^#胶相比，基料都进行了改性，所含补强剂由3^#胶的40份增加到50份，其力学性能大约是3^#胶的2倍，硬度也由57增大到63，清洗效果优于3^#胶。而同2^#胶相比，所有助剂相同，唯独4^#胶的基料进行了改性，其力学性能基本也是2^#胶的2倍，硬度不变，清模效果较好。而由2^#胶与3^#胶相比可以看出，增加10份补强剂和采用树脂进行改性，对力学性能的提高具有相近的效果。

（5）相比2^#胶，5^#胶除了所用清洗剂减少到20份外，其余成分均相同，力学性能变化不大，硬度也相近，因此，清模效果基本同2^#胶。

（6）6^#胶与4^#胶配方基本相同，只是清模剂由原来的25份减少到20份，其力学性能稍微优于4^#胶，清模效果也接近4^#胶。

综上所述：在6个实施案例中，增加补强剂用量、添加增强树脂和减少清洗剂用量都有利于力学性能的提高；但清洗剂的量不能太少，否则起不到清洗的效果，而补强剂的量也不能太多，否则，胶含量过低，拉伸性能和扯断伸长率反而下降；树脂含量过高，也会引起胶料变脆。综合考虑力学性能和清洗效果，6^#胶与4^#胶的整体效果最好。

采用清膜胶清理模具，解决了长期以来只能将模具返修，停工重新镀层或用酸洗、碱洗，不能随生产进行清洗的问题。同时克服了酸洗、碱洗腐蚀模具，缩短模具寿命的问题。比机械清洗法清洗的效率高，而且无需专用设备。具有能随模清洗，使用方便快捷、成本低廉、清洗效果好、不腐蚀模具，能延长模具使用寿命的特点。

Claims

1.一种原位清洗模具用清模胶，其特征在于原料组份为：未硫化橡胶或改性橡胶100质量份、补强剂30～60质量份、清洗剂10～30质量份、硫化剂1～3质量份、硫化促进剂1～10质量份和颜料1～10质量份。

2.根据权利要求1所述原位清洗模具用清模胶，其特征在于：所述未硫化橡胶是顺丁橡胶BR。

3.根据权利要求1所述原位清洗模具用清模胶，其特征在于：所述改性橡胶为采用10～20质量份的聚乙烯PE、聚丙烯PP、高苯乙烯HS、聚苯乙烯PS或热塑性弹性体SBS中的至少一种与BR混炼得到。

4.根据权利要求1所述原位清洗模具用清模胶，其特征在于：所述清洗剂选自以下至少一种，胺类、醇胺、咪唑类或表面活性剂；所述胺类为二正丁胺、环己胺、三亚乙基四胺、二甲苯基脲、四甲基氯化铵、双氰胺、六亚甲基四胺、乙二胺、N,N-双-胺丙基二乙撑胺、二乙烯三胺、四乙烯五胺或聚乙二胺；所述醇胺为聚乙二醇胺、2-氨基-2-甲基丙醇、N-胺乙基乙醇胺、异丙醇胺、单-乙丙醇胺、三乙醇胺、N-甲基乙醇胺、2-胺乙基丙二醇、二乙醇胺皂、N-二甲基乙醇胺或N-丁基二乙醇胺；所述咪唑类为咪唑、4,5-二苯基咪唑或2-甲基咪唑啉；所述表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠或失水山梨醇酯。

5.根据权利要求1所述原位清洗模具用清模胶，其特征在于：所述补强剂为炭黑、白炭黑、石英砂、碳酸钙、滑石粉、陶土或氧化铝中的至少一种。

6.根据权利要求1所述原位清洗模具用清模胶，其特征在于：所述硫化剂选自以下至少一种：硫磺、不溶性硫磺或过氧化物。

7.根据权利要求1所述原位清洗模具用清模胶，其特征在于：所述硫化促进剂选自以下至少一种：2,2'-二硫代二苯并噻唑、2-巯基苯并噻唑、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-氧联二（1,2-亚乙基）-2-苯并噻唑次磺酰胺、二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆或氧化锌ZnO。

8.根据权利要求1所述原位清洗模具用清模胶，其特征在于：所述颜料为锌钡白、钛青绿、铬黄、镉红、二氧化钛或氧化铁。

9.一种制备权利要求1～8任一项所述原位清洗模具用清模胶的方法，其特征在于：将未硫化橡胶或改性橡胶先在开炼机塑炼5min，然后依次加入补强剂、清洗剂和颜料，混炼均匀后，加入橡胶硫化剂和硫化促进剂，所述硫化条件为（160～180）℃×（5～15）min，打三角包，薄通5次后下片，切割后，得到清模胶。