CN108727823A - 一种高温模具清洁材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

发明公开了一种高温模具清洁材料及其制备方法，其特征在于，按质量份数计，包括66～85份耐高温橡胶、3～12份液态清洁剂、6～22份固态清洁剂、0.3～6份硅油、0.1～0.5份偶联剂、0.1～0.3份玻璃纤维。本发明高温模具清洁材料具有低VOC、高流动性、热塑性、速成型等优异的综合性能。高温模具清洁材料为绿色环保材料，能够通过注塑方式实现对复杂几何形状模具的填充的，且操作工艺简单易行，提高了生产效率，满足市场对模具清洁材料的苛刻要求。

Description

一种高温模具清洁材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及清洁材料领域，具体涉及一种高温模具清洁材料及其制备方法。
背景技术
传统模具清洁材料具有以下弊端：(1)成型温度200℃以上的模具清洁材料空白，最高成型温度190℃；(2)由于流动性差，复杂模具的填充效果不理想，污染物无法完全清除；(3)由于在有机清洁剂用量较大，在生产和使用过程中大量有机物挥发(比如乙醇胺、甲醛)危害身体健康；(4)传统清洁材料都是热固性橡胶，需要硫化剂等配合固化交联，时间较长。
为此，针对成型温度200℃以上的模具清洁材料研究是本领域的一项重要课题。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种高温模具清洁材料及其制备方法。
本发明采用以下技术方案：
一种高温模具清洁材料，其特征在于，按质量份数计，包括66～85份耐高温橡胶、3～12份液态清洁剂、6～22份固态清洁剂、0.3～6份硅油、0.1～0.5份偶联剂、0.1～0.3份玻璃纤维。
优选地，按质量份数计，包括76份耐高温橡胶、6份液态清洁剂、14份固态清洁剂、3.5份硅油、0.3份偶联剂、0.2份玻璃纤维。
优选地，所述的耐高温橡胶为硅橡胶、氟硅橡胶、氟橡胶中的一种或多种组合。
优选地，所述的液态清洁剂为甲基异丙基甲酮、甲基异丁基甲酮、乙二醇碳酸酯、环丁砜中的一种或多种组合。
优选地，所述的固态清洁剂为碳化钽、纤维状海泡石、多孔粉石英中的一种或多种组合。
进一步优选地，所述的碳化钽平均粒径为20～200纳米，比表面积为12～38m2/g；所述的纤维状海泡石平均粒径为0.1～35微米，长径比为120:1～230:1，比表面积为10～16m2/g；所述的多孔粉石英平均粒径为0.3～46微米，比表面积为19～75m2/g。
优选地，所述的硅油为聚二甲基硅氧烷，分子量为6500-11500。
优选地，所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH560。
一种高温模具清洁材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将固态清洁剂和硅烷偶联剂KH560加入高速搅拌机内，在60-85度条件下，搅拌5-15分钟，逐渐加入硅油，在70-90度条件下持续搅拌25-35分钟，得到硅油包覆的固态清洁剂；
(2)将步骤(1)中得到的硅油包覆的固态清洁剂、耐高温橡胶、液态清洁剂、玻璃纤维投入密炼机，于70-90度条件下混炼5-15分钟，混合料冷却至室温，得到高温模具清洁材料。
硅烷偶联剂KH560，即γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。制备步骤(1)中，固态清洁剂和乙醇水解的硅烷偶联剂KH560在高速搅拌的条件下进行混合，实现固态清洁剂的表面处理。本发明利用热塑性耐高温橡胶优越的流动性对待清洁模具完美的填充。通过对固态清洁剂粒径分布、长径比分布、比表面积分布的筛选，以及硅油的包覆处理，使其与橡胶基体完美相容，与液态清洁剂清洁能力协同配合。
本发明的有益效果：
(1)本发明高温模具清洁材料具有低VOC、高流动性、热塑性、速成型等优异的综合性能。
(2)本发明制备的模具清洁材料为绿色环保材料，耐高温、环保、流动性高、热塑型，能够通过注塑方式实现对复杂几何形状模具的填充的，且操作工艺简单易行，提高了生产效率，满足市场对模具清洁材料的苛刻要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例中使用的碳化钽平均粒径为20～200纳米，比表面积为12～38m2/g；纤维状海泡石平均粒径为0.1～35微米，长径比为120:1～230:1，比表面积为10～16m2/g；多孔粉石英平均粒径为0.3～46微米，比表面积为19～75m2/g。硅油为聚二甲基硅氧烷，分子量为6500-11500。偶联剂为硅烷偶联剂KH560。
实施例1：
高温模具清洁材料的制备：
原材料：硅橡胶33份、氟硅橡胶25份、氟橡胶18份、甲基异丙基甲酮3份，乙二醇碳酸酯3份、碳化钽6份、纤维状海泡石4份、多孔粉石英4份、硅油3.5份、KH5600.3份、玻璃纤维0.2份。
制备步骤：
(1)将固态清洁剂和硅烷偶联剂KH560加入高速搅拌机内，在75度条件下，搅拌10分钟，逐渐加入硅油，在85度条件下持续搅拌30分钟，得到硅油包覆的固态清洁剂；
(2)将步骤(1)中得到的硅油包覆的固态清洁剂、耐高温橡胶、液态清洁剂、玻璃纤维投入密炼机，于85度条件下混炼10分钟，混合料冷却至室温，得到高温模具清洁材料。
实施例2：
高温模具清洁材料的制备：
原材料：硅橡胶81份、甲基异丁基甲酮2份、环丁砜5份、碳化钽2份、纤维状海泡石3份、多孔粉石英3份、硅油3.5份、KH5600.3份、玻璃纤维0.2份。
制备步骤：
(1)将固态清洁剂和硅烷偶联剂KH560加入高速搅拌机内，在75度条件下，搅拌10分钟，逐渐加入硅油，在85度条件下持续搅拌30分钟，得到硅油包覆的固态清洁剂；
(2)将步骤(1)中得到的硅油包覆的固态清洁剂、耐高温橡胶、液态清洁剂、玻璃纤维投入密炼机，于85度条件下混炼10分钟，混合料冷却至室温，得到高温模具清洁材料。
实施例3：
高温模具清洁材料的制备：
原材料：氟硅橡胶68份、甲基异丙基甲酮3份、乙二醇碳酸酯3份、环丁砜4份、碳化钽7份、纤维状海泡石7份、多孔粉石英4份、硅油3.5份、KH560 0.3份、玻璃纤维0.2份。
制备步骤：
(1)将固态清洁剂和硅烷偶联剂KH560加入高速搅拌机内，在75度条件下，搅拌10分钟，逐渐加入硅油，在85度条件下持续搅拌30分钟，得到硅油包覆的固态清洁剂；
(2)将步骤(1)中得到的硅油包覆的固态清洁剂、耐高温橡胶、液态清洁剂、玻璃纤维投入密炼机，于85度条件下混炼10分钟，混合料冷却至室温，得到高温模具清洁材料。
实施例4：
高温模具清洁材料的制备：
原材料：氟橡胶71份、甲基异丙基甲酮5份、乙二醇碳酸酯3份、环丁砜2份、碳化钽8份、纤维状海泡石2份、多孔粉石英5份、硅油3.5份、KH560 0.3份、玻璃纤维0.2份。
制备步骤：
(1)将固态清洁剂和硅烷偶联剂KH560加入高速搅拌机内，在75度条件下，搅拌10分钟，逐渐加入硅油，在85度条件下持续搅拌30分钟，得到硅油包覆的固态清洁剂；
(2)将步骤(1)中得到的硅油包覆的固态清洁剂、耐高温橡胶、液态清洁剂、玻璃纤维投入密炼机，于85度条件下混炼10分钟，混合料冷却至室温，得到高温模具清洁材料。
实施例5：
高温模具清洁材料的制备：
原材料：硅橡胶40份、氟硅橡胶20份、氟橡胶13份、甲基异丙基甲酮2份、乙二醇碳酸酯1份、环丁砜1份、碳化钽5份、纤维状海泡石6份、多孔粉石英8份、硅油3.5份、KH5600.3份、玻璃纤维0.2份。
制备步骤：
(1)将固态清洁剂和硅烷偶联剂KH560加入高速搅拌机内，在75度条件下，搅拌10分钟，逐渐加入硅油，在85度条件下持续搅拌30分钟，得到硅油包覆的固态清洁剂；
(2)将步骤(1)中得到的硅油包覆的固态清洁剂、耐高温橡胶、液态清洁剂、玻璃纤维投入密炼机，于85度条件下混炼10分钟，混合料冷却至室温，得到高温模具清洁材料。
实施例6：
高温模具清洁材料的制备：
原材料：硅橡胶30.4份、氟硅橡胶38份、甲基异丙基甲酮3份、纤维状海泡石12份、多孔粉石英10份、硅油6份、KH560 0.5份、玻璃纤维0.1份。
制备步骤：
(1)将固态清洁剂和硅烷偶联剂KH560加入高速搅拌机内，在75度条件下，搅拌10分钟，逐渐加入硅油，在85度条件下持续搅拌30分钟，得到硅油包覆的固态清洁剂；
(2)将步骤(1)中得到的硅油包覆的固态清洁剂、耐高温橡胶、液态清洁剂、玻璃纤维投入密炼机，于85度条件下混炼10分钟，混合料冷却至室温，得到高温模具清洁材料。
实施例7：
高温模具清洁材料的制备：
原材料：氟硅橡胶81.3份、乙二醇碳酸酯12份、碳化钽2份、纤维状海泡石2份、多孔粉石英2份、硅油0.3份、KH560 0.1份、玻璃纤维0.3份。
制备步骤：
(1)将固态清洁剂和硅烷偶联剂KH560加入高速搅拌机内，在85度条件下，搅拌5分钟，逐渐加入硅油，在70度条件下持续搅拌30分钟，得到硅油包覆的固态清洁剂；
(2)将步骤(1)中得到的硅油包覆的固态清洁剂、耐高温橡胶、液态清洁剂、玻璃纤维投入密炼机，于90度条件下混炼5分钟，混合料冷却至室温，得到高温模具清洁材料。
实施例8：
高温模具清洁材料的制备：
原材料：硅橡胶35份、氟硅橡胶30份、氟橡胶20份、乙二醇碳酸酯5份、碳化钽6份、硅油3.5份、KH5600.3份、玻璃纤维0.2份。
制备步骤：
(1)将固态清洁剂和硅烷偶联剂KH560加入高速搅拌机内，在60度条件下，搅拌15分钟，逐渐加入硅油，在90度条件下持续搅拌25分钟，得到硅油包覆的固态清洁剂；
(2)将步骤(1)中得到的硅油包覆的固态清洁剂、耐高温橡胶、液态清洁剂、玻璃纤维投入密炼机，于70度条件下混炼15分钟，混合料冷却至室温，得到高温模具清洁材料。
实施例9：
高温模具清洁材料的制备：
原材料：氟硅橡胶66份、甲基异丙基甲酮3份、乙二醇碳酸酯3份、环丁砜4份、碳化钽7份、纤维状海泡石7份、多孔粉石英4份、硅油5.5份、KH560 0.3份、玻璃纤维0.2份。
制备步骤：
(1)将固态清洁剂和硅烷偶联剂KH560加入高速搅拌机内，在75度条件下，搅拌10分钟，逐渐加入硅油，在85度条件下持续搅拌30分钟，得到硅油包覆的固态清洁剂；
(2)将步骤(1)中得到的硅油包覆的固态清洁剂、耐高温橡胶、液态清洁剂、玻璃纤维投入密炼机，于85度条件下混炼10分钟，混合料冷却至室温，得到高温模具清洁材料。
对实施例1～5制备的高温模具清洁材料进行性能测试，结果如下表：
从表中可看出，实施例1～5所制备的高温模具清洁材料的最高模具温度为220℃-265℃，远远高于目前的模具清洁橡胶175℃；由于温度高，流动性好，清洁效果优异，缩短了清洁时间到110秒，大大提高了工作效率。我们通过对固态清洁剂的包覆处理，改善其耐高温橡胶基体相容性；通过固态清洁剂比表面积的配合，对模具污染物进行有效清洁的同时，减少了液态清洁剂的使用，在高温情况下固态清洁剂对有机挥发物的充分吸收，最大限度的减少有机挥发物的析出。气味、VOC等测试数据均非常优秀，这在溶剂大量使用的清模橡胶领域非常可贵。
上述实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种高温模具清洁材料，其特征在于，按质量份数计，包括66～85份耐高温橡胶、3～12份液态清洁剂、6～22份固态清洁剂、0.3～6份硅油、0.1～0.5份偶联剂、0.1～0.3份玻璃纤维。
2.根据权利要求1所述的一种高温模具清洁材料，其特征在于，按质量份数计，包括76份耐高温橡胶、6份液态清洁剂、14份固态清洁剂、3.5份硅油、0.3份偶联剂、0.2份玻璃纤维。
3.根据权利要求1或2所述的一种高温模具清洁材料，其特征在于，所述的耐高温橡胶为硅橡胶、氟硅橡胶、氟橡胶中的一种或多种组合。
4.根据权利要求1或2所述的一种高温模具清洁材料，其特征在于，所述的液态清洁剂为甲基异丙基甲酮、甲基异丁基甲酮、乙二醇碳酸酯、环丁砜中的一种或多种组合。
5.根据权利要求1或2所述的一种高温模具清洁材料，其特征在于，所述的固态清洁剂为碳化钽、纤维状海泡石、多孔粉石英中的一种或多种组合。
6.根据权利要求5所述的一种高温模具清洁材料，其特征在于，所述的碳化钽平均粒径为20～200纳米，比表面积为12～38m2/g；所述的纤维状海泡石平均粒径为0.1～35微米，长径比为120:1～230:1，比表面积为10～16m2/g；所述的多孔粉石英平均粒径为0.3～46微米，比表面积为19～75m2/g。
7.根据权利要求1或2所述的一种高温模具清洁材料，其特征在于，所述的硅油为聚二甲基硅氧烷，分子量为6500-11500。
8.根据权利要求1或2所述的一种高温模具清洁材料，其特征在于，所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH560。
9.一种高温模具清洁材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将固态清洁剂和硅烷偶联剂KH560加入高速搅拌机内，在60-85度条件下，搅拌5-15分钟，逐渐加入硅油，在70-90度条件下持续搅拌25-35分钟，得到硅油包覆的固态清洁剂；
(2)将步骤(1)中得到的硅油包覆的固态清洁剂、耐高温橡胶、液态清洁剂、玻璃纤维投入密炼机，于70-90度条件下混炼5-15分钟，混合料冷却至室温，得到高温模具清洁材料。
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