CN109732038A - 一种压铸脱模剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压铸脱模剂及其制备方法，以重量份计，所述压铸脱模剂包括：15份～20份的脱模粉料；5份～10份的改性纤维素；5份～10份的普鲁兰多糖；1份～10份的聚乙烯醇；0.5份～2份的纳米SiO₂；60份～80份溶剂；0.1份～0.5份的乳化剂；0.4份～0.6份的甘油；0.01份～0.1份的表面活性剂。以脱模粉料为主要功能成分，以改性纤维素、普鲁兰多糖、聚乙烯醇等溶于溶剂构成的成膜成分为辅，所得脱模剂具有较好的成膜性和延展性，使用前无需搅拌，直接将其涂刷在模腔内，脱模剂在模腔内就能迅速展开，形成一个整体，待溶剂挥发后形成一个整体膜，能够起到很好的阻隔作用。

Description

一种压铸脱模剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及脱模剂技术领域，更具体地说，它涉及一种压铸脱模剂及其制备方法。

背景技术

压铸脱模剂又叫离型剂，顾名思义，是在铸件成型过程中对模具和铸件间起到一种隔离作用的辅助用剂，可以有效地防止或减少成型铸件出模时的机械损伤，从而对在改善铸件的外观品质和延长模具的使用寿命上起着不可或缺的作用。脱模剂要求在使用过程中不易分解和磨损、不会黏附到铸件表面、不影响铸件的粘接、印刷、涂饰及压纹等后续加工，以保持铸件的完整性。

压铸脱模剂的发展经历了漫长的过程，从最初的油基脱模剂发展到现如今已广泛使用的水基脱模剂，再到新兴的粉状脱模剂。粉状脱模剂主要由粉料、悬浮剂、功能助剂和溶剂组成。粉料多包括铝粉、铜粉、蜡粉，铝粉、铜粉的耐热性较好，能够在溶剂挥发后保留在模具表面，但是它们的延展性、成膜性较差，如果加入量过少，很难在模具表面形成一层致密的薄膜，从而影响砂芯的脱模性能，如果加入量过大，则在模具表面形成堆积层，影响铸件尺寸和精度。因而如何提高粉状脱模剂的成膜性成了当前重要的研究问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种成膜性、延展性和附着力较好的压铸脱模剂及其制备方法。

为实现上述目的，通过以下技术手段实现：一种压铸脱模剂，以重量份计，包括：

15份～20份的脱模粉料；

5份～10份的改性纤维素；

5份～10份的普鲁兰多糖；

1份～10份的聚乙烯醇；

0.5份～2份的纳米SiO₂；

60份～80份溶剂；

0.1份～0.5份的乳化剂；

0.4份～0.6份的甘油；

0.01份～0.1份的表面活性剂。

进一步优化为：所述的脱模粉料包括铝粉、铜粉和蜡粉中的一种或几种。

进一步优化为：所述脱模粉料的粒度为0.5微米～1.2微米。

进一步优化为：所述的溶剂为水。

进一步优化为：所述乳化剂为山梨酸醇脂肪酸酯类、磷脂类、糖脂类乳化剂。

进一步优化为：所述的改性纤维素为甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟甲基羟丙基纤维素中的一种或几种。

所述压铸脱模剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将改性纤维素、普鲁兰多糖加入到溶剂中，得到第一混合物；

2)将聚乙烯醇、甘油与乳化剂混合，得到第二混合物；

3)将第一混合物、第二混合物、纳米SiO₂、表面活性剂混合，并使用M-微射流均质机进行高压均质处理；

4)向步骤3)的产物中加入脱模粉料，得到脱模剂。

进一步优化为：步骤3)中高压均质处理的压力为120～160MPa。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明提供了一种压铸脱模剂，以重量份计，包括：15份～20份的脱模粉料；5份～10份的改性纤维素；5份～10份的普鲁兰多糖；1份～10份的聚乙烯醇；0.5份～2份的纳米SiO₂；60份～80份溶剂；0.1份～0.5份的乳化剂；0.4份～0.6份的甘油；0.01份～0.1份的表面活性剂。以脱模粉料为主要功能成分，以改性纤维素、普鲁兰多糖、聚乙烯醇等溶于溶剂构成的成膜成分为辅，所得脱模剂具有较好的成膜性和延展性，使用前无需搅拌，直接将其涂刷在模腔内，脱模剂在模腔内就能迅速展开，形成一个整体，待溶剂挥发后形成一个整体膜，能够起到很好的阻隔作用。

本发明提供的脱模剂比现有的脱模剂具有更好的成膜性和延展性，主要原理如下：本发明的脱模剂是以脱模粉料和改性纤维素、普鲁兰多糖为主要原料的，包括铝粉、铜粉和蜡粉中的一种或几种的脱模粉料是起到脱模的功能成分，但是其无法直接使用，需要与其他成分混合成膜再刷到模腔内才能使用，那么脱模剂的成膜性很大程度上也决定了其脱模效果的好坏。本发明采用了改性纤维素、普鲁兰多糖作为实现最终产物成膜功能的主要成分，聚乙烯醇为次要成分，甘油作为增塑剂；改性纤维素是采用物理化学手段将纤维素分子链中的结合键打开，引入了新的官能团的纤维素，那么这些官能团的引入使纤维素分子之间的距离增大，分子间的氢键受到破坏，使大部分羟基处于自由状态，即改性纤维素易溶于水及部分有机溶剂，分散性好，黏结性好，成膜性好；普鲁兰多糖是由出芽孢梗霉产生的孢外多糖，先由葡萄糖按-1,4-糖苷键结合成麦芽三糖，两端再以-1,6-糖苷键同另外的麦芽三糖结合，如此反复连接而成的高分子多糖，首先葡萄糖单元上带有大量的亲水性羟基，其次它总体的分子结构呈线性大分子状，这样就是大部分的羟基处于非结合状态，从而具有较好的水溶性、水溶稳定性和优良的成膜性；在高压均质处理的过程中，纳米SiO₂本身的多孔结构会被进一步与纤维素和多糖大分子之间发生碰撞，相互以氢键结合形式形成网状结构，相互连通，形成超膜结构，进一步提高最终产物的成膜性。

本发明采用的乳化剂为山梨酸醇脂肪酸酯类、磷脂类、糖脂类乳化剂，为食品级乳化剂，为可在食品上使用的乳化剂，淀粉环保安全，再加上油类化合物的无毒害性，使得本发明制得的脱模剂无毒无害，无刺激性，使用安全，绿色环保。

本发明提供的脱模剂的制备方法，包括：将改性纤维素、普鲁兰多糖和功能性物质、溶剂、脱模粉料分步乳化所得。所制备的脱模剂同时具有较好的延展性、成膜性和附着力。此外，本发明提供的方法制备的脱模剂不影响铸件的外观，制备得到的铸件精度较高。

具体实施方式

下面通过具体实施例对发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的本发明的保护范围。

本发明提供一种压铸脱模剂，以重量份计，包括：

15份～20份的脱模粉料；

5份～10份的改性纤维素；

5份～10份的普鲁兰多糖；

1份～10份的聚乙烯醇；

0.5份～2份的纳米SiO₂；

60份～80份溶剂；

0.1份～0.5份的乳化剂；

0.4份～0.6份的甘油；

0.01份～0.1份的表面活性剂。

本发明提供的脱模剂同时具有较好的延展性、成膜性和附着力。此外，提供的脱模剂不影响铸件的外观，制备得到的铸件精度较高。

在本发明中，所述脱模粉料的重量份数为15份～20分，优选为16份～19份，更优选为18份。在本发明中，所述脱模粉料优选为铝粉、铜粉和蜡粉中的一种或几种，更优选为铝粉、铜粉和蜡粉。在本发明中，所述脱模粉料的粒度优选为0.5微米～1.2微米，更优选为0.8微米～1微米。本发明对所述脱模粉料的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得。

在本发明中，乳化剂为山梨酸醇脂肪酸酯类、磷脂类、糖脂类乳化剂，可以进一步优选为失水山梨酸醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯或蔗糖脂肪酸酯。以所述脱模粉料的重量份数为基准，乳化剂的重量份数为0.1份～0.5份，优选为0.2份～0.4份，更优选为0.3份。

在本发明中，以所述脱模粉料的重量份数为基准，所述溶剂的重量份数为60份～80份，优选为65份～75份，更优选为70份。所述溶剂既可以为有机溶剂，如6#溶剂油或120#溶剂油，也可以为无机溶剂。所述溶剂优选为水。

在本发明中，所述的改性纤维素为甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟甲基羟丙基纤维素中的一种或几种，以所述脱模粉料的重量份数为基准，改性纤维素的重量份数为5份～10份，优选为6份～9份，更优选为8份。

在本发明中，以所述脱模粉料的重量份数为基准，表面活性剂的重量份数为0.01份～0.1份，优选为0.02份～0.08份，更优选为0.05份，表面活性剂优选为聚醚型非离子表面活性剂，更优选为脂肪酸甘油酯，脂肪酸山梨坦或聚山梨酯中的一种或几种。

本发明还提供了一种压铸脱模剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将改性纤维素、普鲁兰多糖加入到溶剂中，得到第一混合物；

2)将聚乙烯醇、甘油与乳化剂混合，得到第二混合物；

3)将第一混合物、第二混合物、纳米SiO₂、表面活性剂混合，并使用M-微射流均质机进行高压均质处理；

4)向步骤3)的产物中加入脱模粉料，得到脱模剂。

步骤3)中高压均质处理的压力为120～160MPa。

首先将改性纤维素、普鲁兰多糖加入到溶剂中，该混合是在搅拌作用下进行的，因为前两者的水溶性还是比较好的，所以搅拌速度无需太大，为300转/分～1000转/分，优选为500转/分～800转/分。

其次是聚乙烯醇、甘油与乳化剂的混合，因为这些都是有一定粘度的有机溶剂，所以混合搅拌速度要大些，优选为1500转/分～3000转/分，更优选为2000转/分～2500转/分。

在M-微射流均质机中，所加入物质的混合受到的破碎能力、混合能力都很强，只需将压力控制好即可，优选压力为120～160MPa。

在最后一步混合中，是将脱模粉料与乳化液混合均匀形成脱模剂，在这一步中搅拌速度优选为600转/分～1000转/分。

在20℃，采用旋转粘度剂测试本发明提供的脱模剂的粘度，测试结果为，本发明提供的脱模剂的粘度为8厘泊～12厘泊。

采用润湿角测定仪检测本发明提供的脱模剂的润湿性，检测结果为，本发明提供的脱模剂的润湿角为21°～23°。

按照下述方法，检测本发明提供的脱模剂的拔模力：

在电动拔模器里每间隔120度角安装一根检测棒，共安装三根检测棒，分别在所述三根检测棒上刷涂(喷涂)同样重量的本发明提供的脱模剂，用上下螺丝将所述三根检测棒固定好，将所述三根检测棒周围的空隙填满造型用的冷芯盒树脂砂，然后吹20s三乙胺将所述冷芯盒树脂砂进行3分钟的固化；然后将所述3根检测棒逐根对准自动拉力机进行拔模，拔模力显示在所述自动拉力机上。

测试结果为，本发明提供的脱模剂的拔模力为0.038N/cm3～0.045N/cm3。

按照下述方法，测试本发明提供的脱模剂的脱模时间和脱模次数：

称重5克的本发明提供的脱模剂，将所述脱模剂涂刷在25cm×25cm的木模型腔上，然后在所述木模型腔内安装4条标准8字试块的模具，将所述模具填满树脂砂，固化后起模，测试所用的起膜时间记为脱模时间；然后重复上述起模的过程，直至起模后模具的粘砂量达到15g以上，将所有起膜的次数记为脱模剂的脱模次数。

测试结果为，本发明提供的脱模剂的脱模次数为10次～14次；本发明提供的脱模剂的脱模时间为5分钟。

按照下述方法，测试本发明提供的脱模剂的延展性：

将10g本发明提供的脱模剂在流平仪上展开，测试得到的脱模剂的展开面积。

测试结果为，本发明提供的脱模剂的延展性0.035m²～0.048m²。

按照下述方法，测试本发明提供的脱模剂的成膜性：

称重20g本发明提供的脱模剂，采用游标卡尺测试本发明提供的脱模剂中溶剂挥发完毕后，形成的膜的厚度。

测试结果为，本发明提供的脱模剂的成膜性0.018mm～0.025mm。

按照GB/T6414-1999《铸件尺寸公差与机械加工余量》的标准，检测本发明提供的脱模剂制备得到的铸件的精度，测试结果为，本发明提供的脱模剂制备得到的铸件的精度为为CT9。

实施例1

在500转/分的搅拌速度下，将5g甲基纤维素、5g普鲁兰多糖加入到60g溶剂水中进行混合搅拌，得到第一混合物；然后在另一装置中，在2600转/分的搅拌速度下将1g聚乙烯醇、0.4g甘油与0.1g的失水山梨酸醇脂肪酸酯混合，得到第二混合物；然后将第一混合物、第二混合物、0.5g纳米SiO₂、0.01g脂肪酸甘油酯置于M-微射流均质机中进行高压均质处理，压力设置为120MPa，均质处理后形成乳化液，然后再往其中加入15g粒度为50微米的铝粉，600转/分搅拌下混合得到脱模剂。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例1制备得到的脱模剂的粘度、润湿性和结膜性，测试结果为，本发明实施例1制备得到的脱模剂的粘度为9厘泊，润湿角为21.9°。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例1制备得到的脱模剂的拔模力、脱模次数、脱模时间、延展性、成膜性和制备得到的铸件的精度，测试结果如表1所示，表1为本发明实施例1～4和对比例1～2制备得到的脱模剂的拔模力、脱模次数、脱模时间、延展性、成膜性的测试结果和本发明实施例1～4和对比例1～2提供的脱模剂制备得到的铸件精度的测试结果。

实施例2

在800转/分的搅拌速度下，将10g甲基纤维素、10g普鲁兰多糖加入到80g溶剂水中进行混合搅拌，得到第一混合物；然后在另一装置中，在2600转/分的搅拌速度下将10g聚乙烯醇、0.6g甘油与0.5g甘油脂肪酸酯混合，得到第二混合物；然后将第一混合物、第二混合物、1g纳米SiO₂、0.1g脂肪酸山梨坦置于M-微射流均质机中进行高压均质处理，压力设置为160MPa，均质处理后形成乳化液，然后再往其中加入5g粒度为80微米的铝粉、5g粒度为50微米的铜粉、5g粒度为30微米的蜡粉，1000转/分搅拌下混合得到脱模剂。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例2制备得到的脱模剂的粘度、润湿性和结膜性，测试结果为，本发明实施例2制备得到的脱模剂的粘度为10厘泊，润湿角为22.2°。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例2制备得到的脱模剂的拔模力、脱模次数、脱模时间、延展性、成膜性和制备得到的铸件的精度，测试结果如表1所示。

实施例3

在600转/分的搅拌速度下，将7g甲基纤维素、7g普鲁兰多糖加入到70g溶剂水中进行混合搅拌，得到第一混合物；然后在另一装置中，在2600转/分的搅拌速度下将4g聚乙烯醇、0.4g甘油与0.3g蔗糖脂肪酸酯混合，得到第二混合物；然后将第一混合物、第二混合物、1.5g纳米SiO₂、0.03g聚山梨酯置于M-微射流均质机中进行高压均质处理，压力设置为130MPa，均质处理后形成乳化液，然后再往其中加入6g粒度为40微米的铝粉、6g粒度为90微米的铜粉、6g粒度为70微米的蜡粉，800转/分搅拌下混合得到脱模剂。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例3制备得到的脱模剂的粘度、润湿性和结膜性，测试结果为，本发明实施例3制备得到的脱模剂的粘度为10厘泊，润湿角为22.3°。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例3制备得到的脱模剂的拔模力、脱模次数、脱模时间、延展性、成膜性和制备得到的铸件的精度，测试结果如表1所示。

实施例4

在800转/分的搅拌速度下，将8g甲基纤维素、8g普鲁兰多糖加入到60g溶剂水中进行混合搅拌，得到第一混合物；然后在另一装置中，在2600转/分的搅拌速度下将5g聚乙烯醇、0.5g甘油与0.3g的失水山梨酸醇脂肪酸酯混合，得到第二混合物；然后将第一混合物、第二混合物、0.8g纳米SiO₂、0.05g脂肪酸甘油酯置于M-微射流均质机中进行高压均质处理，压力设置为140MPa，均质处理后形成乳化液，然后再往其中加入8g粒度为60微米的铜粉、8g粒度为30微米的蜡粉，600转/分搅拌下混合得到脱模剂。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例4制备得到的脱模剂的粘度、润湿性和结膜性，测试结果为，本发明实施例4制备得到的脱模剂的粘度为9厘泊，润湿角为21.6°。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例4制备得到的脱模剂的拔模力、脱模次数、脱模时间、延展性、成膜性和制备得到的铸件的精度，测试结果如表1所示。

对比例1

按照实施例1所述的方法制备得到脱模剂，与实施例1不同的是不加入改性纤维素和普鲁兰多糖。

对比例2

按照申请号为200910242251.X的中国专利所公开的方法，制备得到脱模剂，具体过程为：将0.1g石墨粉、0.1g的硬脂酸锌、0.1g的石蜡、0.1g的十二烷基苯磺酸钠、0.1g的甘油酯、99.5g的汽油混合，得到混合物；将所述混合物加热至温度80℃，混合溶解40min，得到脱模剂。

按照上述技术方案所述的方法，测试本发明比较例1～2制备得到的脱模剂的拔模力、脱模次数、脱模时间、延展性、成膜性和制备得到的铸件的精度，测试结果如表1所示。

表1本发明实施例1～4和对比例1～2制备得到的脱模剂的拔模力、脱模次数、脱模时间、延展性、成膜性和制备得到的铸件的精度

由表1可知，本发明实施例制备得到的脱模剂具有较好的延展性、成膜性和附着力；本发明实施例提供的脱模剂制备得到的铸件精度较高。本发明的脱模剂在使用前无需搅拌，使用方便。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种压铸脱模剂，其特征在于，以重量份计，包括：

15份～20份的脱模粉料；

5份～10份的改性纤维素；

5份～10份的普鲁兰多糖；

1份～10份的聚乙烯醇；

0.5份～2份的纳米SiO₂；

60份～80份溶剂；

0.1份～0.5份的乳化剂；

0.4份～0.6份的甘油；

0.01份～0.1份的表面活性剂。

2.根据权利要求1所述的一种压铸脱模剂，其特征在于，所述的脱模粉料包括铝粉、铜粉和蜡粉中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的一种压铸脱模剂，其特征在于，所述脱模粉料的粒度为0.5微米～1.2微米。

4.根据权利要求1所述的一种压铸脱模剂，其特征在于，所述的溶剂为水。

5.根据权利要求1所述的一种压铸脱模剂，其特征在于，所述乳化剂为山梨酸醇脂肪酸酯类、磷脂类、糖脂类乳化剂。

6.根据权利要求1所述的一种压铸脱模剂，其特征在于，所述的改性纤维素为甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟甲基羟丙基纤维素中的一种或几种。

7.一种制备如权利要求1至6中任一项所述的压铸脱模剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将改性纤维素、普鲁兰多糖加入到溶剂中，得到第一混合物；

2)将聚乙烯醇、甘油与乳化剂混合，得到第二混合物；

3)将第一混合物、第二混合物、纳米SiO₂、表面活性剂混合，并使用M-微射流均质机进行高压均质处理；

4)向步骤3)的产物中加入脱模粉料，得到脱模剂。

8.根据权利要求7所述的压铸脱模剂的制备方法，其特征在于，步骤3)中高压均质处理的压力为120～160MPa。