CN108788003B - 一种粉状脱模剂及其制备方法和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种粉状脱模剂及其制备方法和使用方法。本发明的粉状脱模剂，按重量份计，包括如下组分：30～50份的滑石粉、10～20份的火山灰、10～20份的膨润土、1～5份的黑刚玉、1～5份的聚四氟乙烯、5～10份的钛白粉、1～5份的氮化硅粉、10～20份的氧化聚乙烯蜡和5～10份的磷酸二氢铝。本发明的粉状脱模剂，具有良好的润滑性和脱模性能，抗冲刷性能好，压铸后的铸件与模具分离时脱模容易，并且脱模后铸件表面的光洁度高，延长了模具的寿命，减少了环境污染。本发明的粉状脱模剂的使用方法简单，采用静电喷涂，无气、无烟、无噪声、无泄漏、无废水排放及处理问题，不会造成环境污染，也减少了能源的消耗。

Description

一种粉状脱模剂及其制备方法和使用方法

技术领域

本发明属于脱模剂技术领域，涉及一种脱模剂及其制备方法和使用方法，尤其涉及一种粉状脱模剂及其制备方法和使用方法。

背景技术

铝合金压铸，广泛应用于汽车、电子、通信等行业。脱模剂是压铸过程不可或缺的材料。目前，传统的铝合金高强度铸件一直是采用重力铸造或低压铸造生产，用这些传统的工艺制造出的汽车用铝合金发动机支架在外观呈现冷隔、凹陷、裂纹等不同程度的质量问题，而在内部往往会出现气孔、缩孔、针孔等致命的缺陷，从而严重影响了产品的性能。同时，因成品率较低，资源和能源利用率低，铝废料再生利用率不高，环境污染严重等缺陷，阻碍了汽车高速的发展。

压铸生产是一个动态热力学过程，在这个过程中型腔表面受到液态金属高压、高速、高温的冲刷。压铸模多数用H13钢制造，铝、锌合企对它有很好的润湿作用，因此有很强的附着在型腔表面的趋势。喷脱模剂正是为了在型腔表面形成一层膜与液态金属隔离。因此对脱模剂的谨慎选用与合理的喷涂操作是保证铸件质量、压铸模寿命、生产效率的一个重要因素。

脱模剂(也叫涂模剂)是一种介于模具和成品之间的功能性物质，是为特殊模塑成形加工而设计的，脱模剂有耐化学性，在于不同树脂的化学成分(特别是苯乙烯和胺类)接触时不被溶解，脱模剂还具有耐热及应力性能，不易分解和磨损；脱模剂粘合到模具上而不转移到被加工的制件上，不妨碍喷漆或其他二次加工操作,它是生产金属压铸产品用的辅助用剂。它的主要作用是帮助金属压铸产品能够从模具中取出，并且使产品保持完整性和后加工性。脱模剂所要实现的主要功用，是在模具表面形成均匀的离型膜，使得模塑成形物能够离型。第二个功用是要考虑到模塑成行物表面的品质及样式、模具上的积垢及清洗可行性及涂装可行性。其他要考虑的因素包括：产品的储藏寿命、产品的稳定性、使用者健康或安全的顾虑，及腐蚀问题。

水性脱模剂以水为分散介质，到高温的环境中，水分迅速蒸发，脱模剂有效物均匀分布于模腔表面，成膜均匀、附着力强、耐高温冲刷，脱模性好，因此，近年来水性脱模剂越来越得到使用者的青睐。但是，水性脱模剂含有水，铸件内部易产生气孔，脱模时易产生缺陷，其使用时需要合理调整与水的配比，如果脱模剂与水的配比过少，则形成较薄的膜，使脱模性不好，铸件易产生粘模现象；如果脱模剂与水的配比过大，则形成较厚的膜，铸件表面容易形成皱纹。

CN106311968A公开了一种铝合金模板脱模剂及其制备方法，该发明的铝合金模板脱模剂，由如下重量份数的原料组成：聚乙烯蜡10～20份，聚乙烯醇 1～5份，硅油4～9份，硼砂2～6份，滑石粉19～27份，十二烷基苯磺酸钠6～14 份，十六烷基三甲基氯化铵0.2～1.3份，复配乳化剂5～10份，双氯酚0.05～0.2 份，氧丙烯氧化乙烯甘油醚0.1～0.25份，缓蚀剂0.2～1.4份，水60～90份；该发明的制备方法简单，通过添加复配乳化剂、双氯酚和缓蚀剂，使得脱模剂更加安全、清洁、无污染，与传统的油基脱模剂相比，具有冷却效果好、不产生堆积、铸件表面质量好的优点，但是脱模剂的喷涂时间较长，脱模剂的厚度控制不好时不易脱模，且脱模后铸件表面易产生缺陷。

粉末脱模剂是一种以空气为载体进行分散并涂装的脱模剂品种，具有较高的生产效率、优异的涂膜性能、良好的生态环保性和突出的经济性.粉状脱模剂的用量少，润滑效果好，无沉积物，不会污染铸件，铸件表面质量高，气孔率低，力学性能好。

CN105458161A公开了一种粉状脱模剂组合物，该发明的粉状脱模剂，按重量份计，包含40～50重量份的滑石粉；15～25重量份的聚乙烯蜡；20～30重量份的环氧树脂；10～20重量份的类石墨烯状二氧化硅复合物；其中，所述类石墨烯状二氧化硅复合物为类石墨烯状二氧化硅和胺的复合物。该发明的粉状脱模剂组合物具有气孔率低、化学稳定性高的优点，但是其抗冲刷能力有待进一步提高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种粉状脱模剂，具有良好的润滑性和脱模性能，抗冲刷性能好，耐热性佳，压铸后的铸件与模具分离时脱模容易，并且脱模后铸件表面的光洁度高，延长了模具的寿命，减少了环境污染。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种粉状脱模剂，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：

本发明中，在滑石粉中加入耐高温耐火的火山灰可以有效促进合金液的凝固顺序；加入少量的膨润土可以使各种粉末状原料的粘结性能更好，使脱模剂的抗冲刷能力提高；加入黑刚玉改善铸件表面光洁度；聚四氟乙烯的加入能延长脱模剂的使用寿命；氧化聚乙烯蜡的加入可以提高脱模剂的润滑性和耐磨性能，可增加脱模剂的光泽和加工性能，可使铸件脱模后表面光洁度进一步提高；磷酸二氢铝的加入能提高脱模剂的粘接强度，烘干后具有高抗折、抗压、耐高温、抗震动、抗剥落、耐高温冲刷，延长脱模剂使用时间。本发明通过调整各种原料的种类和用量，使制得的粉状脱模剂呈粉末状，不含水，可防止铸件内部气孔的产生，不产生缺陷，抗冲刷能力提高，提高了铸件的气密性，更易脱模；不含水分，模具温度更易控制，延长了模具的使用寿命。

具体的，本发明的粉状脱模剂，按重量份计，包括如下组分：

滑石粉30～50份，例如滑石粉的重量份为30份、31份、32份、33份、34 份、35份、36份、37份、38份、39份、40份、41份、42份、43份、44份、 45份、46份、47份、48份、49份、50份。

火山灰10～20份，例如火山灰的重量份为10份、11份、12份、13份、14 份、15份、16份、17份、18份、19份、20份。

膨润土1～5份，例如膨润土的重量份为1份、2份、3份、4份、5份。

黑刚玉1～5份，例如黑刚玉的重量份为1份、2份、3份、4份、5份。

聚四氟乙烯1～5份，例如聚四氟乙烯的重量份为1份、2份、3份、4份、 5份。

钛白粉5～10份，例如钛白粉的重量份为5份、6份、7份、8份、9份、10 份。

氮化硅粉1～5份，例如氮化硅粉的重量份为1份、2份、3份、4份、5份。

氧化聚乙烯蜡10～20份，例如氧化聚乙烯蜡的重量份为10份、11份、12 份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份。

磷酸二氢铝5～10份，例如磷酸二氢铝的重量份为5份、6份、7份、8份、 9份、10份。

本发明中，所述滑石粉为纳米级滑石粉；优选地，所述纳米级滑石粉的粒径为10～100nm，例如纳米级滑石粉的粒径为10nm、20nm、30nm、40nm、 50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm；此粒径范围以外的滑石粉制成的脱模剂的脱模性能差，抗冲刷能力不够。

其中，作为耐火、耐高温材料的火山灰颗粒粘结在金属模型的表面，在凝固过程中的铸件和模具之间形成一个半永久型的隔离层；所述火山灰的细度为 500～800目，例如火山灰的细度为500目、550目、600目、650目、700目、 750目、800目；选择此范围的火山灰颗粒，可使脱模剂的附着力好，使得制得的铸件的表面具有良好的光洁度。

聚四氟乙烯的加入能延长脱模剂的使用寿命，其机械性质较软，具有非常低的表面能、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力，而且本身对人没有毒性，并可长期在温度200～260℃环境下工作，不粘附任何物质，易于脱模。

磷酸二氢铝的加入能提高脱模剂的粘接强度，烘干后具有高抗折、抗压、耐高温、抗震动、抗剥落、耐高温冲刷，延长脱模剂使用时间。

所述膨润土的粒径为100～200nm，例如膨润土的粒径为100nm、110nm、 120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、170nm、180nm、190nm、200nm。

氧化聚乙烯蜡的加入可以提高脱模剂的润滑性和耐磨性能，可增加脱模剂的光泽和加工性能，可使铸件脱模后表面光洁度进一步提高。优选地，氧化聚乙烯蜡的相对分子量为5000～8000，例如氧化聚乙烯蜡的相对分子量为5000、 5500、6000、6500、7000、7500、8000。

作为优选方案，本发明的粉状脱模剂，按重量份计，包括如下组分：

本发明的目的之二在于提供一种粉状脱模剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：按重量份计，称取30～50份的滑石粉、10～20份的火山灰、10～20 份的膨润土、1～5份的黑刚玉、1～5份的聚四氟乙烯、5～10份的钛白粉、1～5 份的氮化硅粉、10～20份的氧化聚乙烯蜡和5～10份的磷酸二氢铝加入反应釜中混合后搅拌均匀，再经球磨机球磨，得到所述粉状脱模剂。

其中，所述搅拌的时间均为2～5h，例如所述搅拌的时间均为2h、3h、 4h、5h。

经球磨机球磨后，原料受到剪切力、摩擦力、离心力和高频振动的作用被有效粉碎，达到进一步均质和分散的目的，保证各物料混合均匀并粒度合适。优选地，所述球磨的时间为10～15h，例如球磨的时间为10h、11h、12h、 13h、14h、15h。

本发明的目的之三在于提供一种粉状脱模剂的使用方法，将所述粉状脱模剂通过静电喷涂工艺喷涂于模具表面。

作为优选方案，本发明的粉状脱模剂的使用方法具体包括如下步骤：

1)将模具进行除杂、预热处理；

2)将所述粉状脱模剂经喷枪雾化后，在静电场作用下喷涂于步骤1)预热后的模具的型腔面上。

优选地，步骤1)中，所述除杂过程为金属刷清理、打磨、喷砂和喷丸中的一种或至少两种的混合。

优选地，喷涂时保证喷涂时模具的温度在150～250℃的范围内，如果模具温度太高，高于250℃，会使脱模剂喷涂后形成多孔的涂层，会降低涂层的粘附性和耐久性，导致涂层易剥落；如果模具的温度太低，会使脱模剂涂层太致密，易产生涂层裂纹和气泡，降低保温绝热性能。优选地，步骤1)中，所述预热的温度为200～300℃，例如所述预热的温度为200℃、210℃、220℃、 230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃、300℃。

步骤2)中，所述粉状脱模剂的雾化压力为3～5bar，例如所述粉状脱模剂的雾化压力为3bar、3.5bar、4bar、4.5bar、5bar。

优选地，步骤2)中，所述喷枪与所述模具型腔面的距离为10～20cm，例如所述喷枪与所述模具型腔面的距离为10cm、11cm、12cm、13cm、14cm、 15cm、16cm、17cm、18cm、19cm、20cm。

优选地，步骤2)中，所述喷涂的时间为5～10s，例如所述喷涂的时间为 5s、6s、7s、8s、9s、10s。

优选地，所述模具型腔面上脱模剂的厚度为10～30μm，例如模具型腔面上脱模剂的厚度为10μm、15μm、20μm、25μm、30μm。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明的粉状脱模剂，具有良好的润滑性和脱模性能，抗冲刷性能好，压铸后的铸件与模具分离时脱模容易；耐热性好，可耐300～600℃高温；并且脱模后铸件表面的光洁度高，提高了铸件的质量，延长了模具的寿命，减少了环境污染。

(2)本发明的粉状脱模剂的用量少，5～10s即可得厚度均匀的膜层，喷涂时间短，无外逸，节约了消耗量。

(3)本发明的粉状脱模剂的使用方法简单，采用静电喷涂，无气、无烟、无噪声、无泄漏、无废水排放及处理问题，不会造成环境污染，也减少了能源的消耗。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。

实施例1

本实施例的一种粉状脱模剂，按重量份计，包括如下组分：

其中，纳米级滑石粉的粒径为30nm，火山灰的细度为600目，膨润土的粒径为130nm，氧化聚乙烯蜡的相对分子量为6000。

本实施例的粉状脱模剂的制备方法的制备方法如下：按如上配比，称取滑石粉、火山灰、膨润土、黑刚玉、聚四氟乙烯、钛白粉、氮化硅粉、氧化聚乙烯蜡和磷酸二氢铝加入反应釜中混合后搅拌4h均匀，再经球磨机球磨12h，得到所述粉状脱模剂。

将本实施例制得的粉状脱模剂按如下步骤喷涂于模具上：

1)将模具进行除杂、200℃预热处理；

2)将所述粉状脱模剂经喷枪5bar的压力雾化后，在静电场作用下喷涂于步骤1)预热后的模具的型腔面上，所述喷枪与所述模具型腔面的距离为 13cm，喷涂的时间为8s，模具型腔面上脱模剂的厚度为15μm。

实施例2

本实施例的一种粉状脱模剂，按重量份计，包括如下组分：

其中，纳米级滑石粉的粒径为70nm，火山灰的细度为500目，膨润土的粒径为180nm，氧化聚乙烯蜡的相对分子量为7000。

本实施例的粉状脱模剂的制备方法的制备方法如下：按如上配比，称取滑石粉、火山灰、膨润土、黑刚玉、聚四氟乙烯、钛白粉、氮化硅粉、氧化聚乙烯蜡和磷酸二氢铝加入反应釜中混合后搅拌2h均匀，再经球磨机球磨15h，得到所述粉状脱模剂。

将本实施例制得的粉状脱模剂按如下步骤喷涂于模具上：

1)将模具进行除杂、300℃预热处理；

2)将所述粉状脱模剂经喷枪4bar的压力雾化后，在静电场作用下喷涂于步骤1)预热后的模具的型腔面上，所述喷枪与所述模具型腔面的距离为 18cm，喷涂的时间为10s，模具型腔面上脱模剂的厚度为30μm。

实施例3

本实施例的一种粉状脱模剂，按重量份计，包括如下组分：

其中，纳米级滑石粉的粒径为20nm，火山灰的细度为650目，膨润土的粒径为120nm，氧化聚乙烯蜡的相对分子量为5500。

本实施例的粉状脱模剂的制备方法的制备方法如下：按如上配比，称取滑石粉、火山灰、膨润土、黑刚玉、聚四氟乙烯、钛白粉、氮化硅粉、氧化聚乙烯蜡和磷酸二氢铝加入反应釜中混合后搅拌3h均匀，再经球磨机球磨15h，得到所述粉状脱模剂。

将本实施例制得的粉状脱模剂按如下步骤喷涂于模具上：

1)将模具进行除杂、210℃预热处理；

2)将所述粉状脱模剂经喷枪3bar的压力雾化后，在静电场作用下喷涂于步骤1)预热后的模具的型腔面上，所述喷枪与所述模具型腔面的距离为 12cm，喷涂的时间为6s，模具型腔面上脱模剂的厚度为12μm。

实施例4

本实施例的一种粉状脱模剂，按重量份计，包括如下组分：

其中，纳米级滑石粉的粒径为100nm，火山灰的细度为800目，膨润土的粒径为200nm，氧化聚乙烯蜡的相对分子量为6000。

本实施例的粉状脱模剂的制备方法的制备方法如下：按如上配比，称取滑石粉、火山灰、膨润土、黑刚玉、聚四氟乙烯、钛白粉、氮化硅粉、氧化聚乙烯蜡和磷酸二氢铝加入反应釜中混合后搅拌5h均匀，再经球磨机球磨10h，得到所述粉状脱模剂。

将本实施例制得的粉状脱模剂按如下步骤喷涂于模具上：

1)将模具进行除杂、260℃预热处理；

2)将所述粉状脱模剂经喷枪5bar的压力雾化后，在静电场作用下喷涂于步骤1)预热后的模具的型腔面上，所述喷枪与所述模具型腔面的距离为 11cm，喷涂的时间为5s，模具型腔面上脱模剂的厚度为10μm。

实施例5

本实施例的一种粉状脱模剂，按重量份计，包括如下组分：

其中，纳米级滑石粉的粒径为30nm，火山灰的细度为600目，膨润土的粒径为180nm，氧化聚乙烯蜡的相对分子量为7000。

本实施例的粉状脱模剂的制备方法的制备方法如下：按如上配比，称取滑石粉、火山灰、膨润土、黑刚玉、聚四氟乙烯、钛白粉、氮化硅粉、氧化聚乙烯蜡和磷酸二氢铝加入反应釜中混合后搅拌3h均匀，再经球磨机球磨14h，得到所述粉状脱模剂。

将本实施例制得的粉状脱模剂按如下步骤喷涂于模具上：

1)将模具进行除杂、300℃预热处理；

2)将所述粉状脱模剂经喷枪5bar的压力雾化后，在静电场作用下喷涂于步骤1)预热后的模具的型腔面上，所述喷枪与所述模具型腔面的距离为 15cm，喷涂的时间为8s，模具型腔面上脱模剂的厚度为20μm。

对比例1

本对比例与实施例1的区别在于制备原料中未使用火山灰，其他均与实施例1的相同，本对比例制得的脱模剂附着力不牢，铸件脱模时分离困难，且耐热性差，350℃热处理时已经开始分解。

对比例2

本对比例与实施例1的区别在于制备原料中未使用膨润土，其他均与实施例1的相同，本对比例制得的脱模剂的抗冲刷性能差，附着力不佳。

对比例3

本对比例与实施例1的区别在于制备原料中未使用黑刚玉，其他均与实施例1的相同，该对比例的脱模剂喷涂后，脱模得到的铸件表面不光洁。

对比例4

本对比例与实施例1的区别在于制备原料中氧化聚乙烯蜡替换为聚乙烯蜡，其他均与实施例1的相同，该对比例的脱模剂喷涂后，脱模得到的铸件表面不光洁。

对比例5

本对比例与实施例1的区别在于制备原料中未添加磷酸二氢铝，其他均与实施例1的相同，本对比例制得的脱模剂的抗冲刷性能差，抗压和耐高温性能较差，300℃热处理后脱模困难。

对比例6

本对比例与实施例1的区别在于制备原料中滑石粉的粒径为500nm，其他均与实施例1的相同，本对比例制得的脱模剂的抗冲刷性能差，脱模后制得的铸件表面光洁度欠佳。

对比例7

本对比例与实施例1的区别在于使用方法中未经预热处理，其他均与实施例1的相同。模具未经预热处理，脱模剂喷涂以后产生裂纹和气泡，脱模时效果不佳。

本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种粉状脱模剂的使用方法，其特征在于，所述使用方法具体包括如下步骤：

1)将模具进行除杂、预热处理；

2)将粉状脱模剂经喷枪雾化后，在静电场作用下喷涂于步骤1)预热后的模具的型腔面上；

步骤1)中，所述预热的温度为200～300℃；

步骤2)中，所述粉状脱模剂可耐300～600℃高温，按重量份计由如下组分组成：

所述滑石粉为纳米级滑石粉，所述纳米级滑石粉的粒径为10～100nm；

所述火山灰的细度为500～800目；

所述膨润土的粒径为100～200nm；

所述氧化聚乙烯蜡的相对分子量为5000～8000。

2.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，所述粉状脱模剂按重量份计由如下组分组成：

3.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，所述粉状脱模剂的制备方法包括如下步骤：按重量份计，称取30～50份的滑石粉、10～20份的火山灰、10～20份的膨润土、1～5份的黑刚玉、1～5份的聚四氟乙烯、5～10份的钛白粉、1～5份的氮化硅粉、10～20份的氧化聚乙烯蜡和5～10份的磷酸二氢铝加入反应釜中混合后搅拌均匀，再经球磨机球磨，得到所述粉状脱模剂。

4.根据权利要求3所述的使用方法，其特征在于，所述搅拌的时间为2～5h。

5.根据权利要求3所述的使用方法，其特征在于，所述球磨的时间为10～15h。

6.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，步骤1)中，所述除杂过程为金属刷清理、打磨、喷砂和喷丸中的一种或至少两种的混合。

7.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，步骤2)中，所述粉状脱模剂的雾化压力为3～5bar。

8.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，步骤2)中，所述喷枪与所述模具型腔面的距离为10～20cm。

9.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，步骤2)中，所述喷涂的时间为5～10s。

10.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，所述模具型腔面上脱模剂的厚度为10～30μm。