CN115746700A - 一种耐高温模具脱模涂料及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐高温模具脱模涂料，按重量份计包括以下组分：硅树脂45‑80份、溶剂4‑20份、分散剂0.1‑1份、消泡剂0.1‑1份、防沉剂0.4‑2份、聚四氟乙烯微粉1‑6份、滑石粉5‑17份，玻璃粉3‑10份、碳化硅3‑8，炭黑1‑3份。本发明的脱模涂料配方涉及有机‑无机杂化树脂技术，利用了有机硅树脂较强的耐热性能，使有机硅树脂形成高度交联且更加稳定的空间网状无机结构，并且也能与填料的硅氧基团反应，能够防止主链的进一步断裂。再利用低熔点玻璃粉二次成膜，与有机硅树脂进行进一步杂化，形成致密耐磨涂层，最终漆膜转化为无机化，使漆膜适应不同温度下的耐热性。利用硅树脂较低的表面能，能抵抗大多数物质的润湿，从而达到脱模的效果。

Description

一种耐高温模具脱模涂料及其应用

技术领域

本发明涉及涂料领域，具体涉及一种耐高温模具脱模涂料及其应用。

背景技术

随着工业化的发展，工业品的流水线生产大量使用模具，在使用模具生产制造产品时，浆料经常会粘附在模具表面很难脱模，或者在剥离之后会残留一部分浆料在模具表面，造成一些不合格品。在解决脱模的问题时，在模具方面我们一般采用的方法是：一是在模具的表面涂刷脱模剂，二是在模具表面进行脱模涂层处理。在脱模表面涂刷脱模剂，一般需要在每次脱模前都进行涂刷，这样会浪费很多的时间和材料，并且脱模剂对环境不是太友好。因此，在模具表面涂覆一种脱模涂料以辅助脱模是一种较好的方法。一般用模具生产制造的产品的成品温度较高，而现有技术中脱模涂料一般采用无机体系，对基材的处理要求高且后期的漆膜偏脆，长期使用过程中容易出现涂层脱落和脱模效果变差的问题，限制了脱模涂料的应用，因此需要开发一种能够在较高温度下持续使用的脱模涂料。

发明内容

为解决现有技术中模具脱模涂料不耐高温、脱模剂环境不友好、脱模效果不长久、漆膜韧性差等问题，本发明提出一种高温模具脱模涂料。涂料中充分利用各组分之间的低表面能、润滑性、耐磨性等，无需额外增加脱膜助剂即可实现耐高温脱模；并利用有机-无机杂化技术，使涂料的附着力、柔韧性更优，基材处理更简单优化生产成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种耐高温模具脱模涂料，按重量份计包括以下组分：硅树脂45-80份、溶剂4-20份、分散剂0.1-1份、消泡剂0.1-1份、防沉剂0.4-2份、聚四氟乙烯微粉1-6份、滑石粉5-17份，玻璃粉3-10份、碳化硅3-8，炭黑1-3份；

进一步地，所述硅树脂包括甲基苯基硅树脂、甲基硅树脂、环氧改性有机硅树脂中的一种或多种。硅树脂用环氧基团进行改性，提高了树脂对基材的附着力，无需对基材进行喷砂处理，降低了基材处理的程度优化了生产成本；通过甲基与苯基的平衡，优化树脂的柔韧性和耐热性。硅树脂的表面能较低，形成光滑的表面，使模具成型的产品容易从模具脱模，且表面光滑无空洞缺陷。

进一步地，硅树脂为环氧改性有机硅树脂与甲基苯基有机硅树脂，两者质量比例为1：(3-5)，优选1:4。

进一步地，所述溶剂包含二甲苯、三甲苯、正丁醇和丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种组合。所述溶剂能明显的降低涂料的粘度，与其他成分相容性好，并且通过不同的组合适用不同气候环境的施工，提升产品的适应性。优选溶剂为二甲苯：三甲苯：正丁醇＝16:1:3。

进一步地，所述防沉剂为气相二氧化硅、有机膨润土、聚酰胺蜡浆中的一种或多种组合。优选为气相二氧化硅与聚酰胺蜡浆的复配。

进一步地，所述聚四氟乙烯微粉粒径小于或等于5微米。聚四氟乙烯微粉具有良好的耐温性和润滑性，使涂层具有极低的摩擦系数，进而提高涂层的耐磨性、滑动性、抗划痕性等。

进一步地，所述玻璃粉为低熔点玻璃粉,优选YB-D45低熔点玻璃粉(厂家为佛山市优合化工科技有限公司)。YB-D45低熔点玻璃粉，与金属基材的膨胀系数较适应，且对金属基材附着力优异。在较低温度450℃以下时作为耐化学品好的填料，在较高温度450℃以上时，熔融但不流淌作为二次成膜物质，形成致密的漆膜，进一步改善漆膜的耐热性和耐化学性，同时光滑的表面有利于脱模。

进一步地，所述碳化硅粒径优选为300-500nm。

进一步地，所述滑石粉为800-2000目滑石粉，优选800-1500目，进一步优选采用奥特滑石粉(厂家为江西奥特科技有限公司)。可以改善流体性能和防沉性能，使表面细腻滑爽，能提高漆膜的滑爽度，有利于脱模，同时改善漆膜的线性膨胀系数，提高耐热性能。

优选的，所述分散剂为含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物如BYK-163、BYK-203中的一种或两种，更优选BYK-163。

优选的，所述消泡剂为聚硅氧烷溶液BYK-066N、TEGO-900的一种或两种。更优选为TEGO-900。

炭黑优选高色素炭黑，高色素炭黑为涂层提高颜色遮盖，并且耐热性能优异。优选ORIONSPECIALBLACK6(品牌为欧励隆)，添加量极少量即可达到完全遮盖，且颜色稳定不易变色。

本发明还提供了上述耐高温模具脱模涂料的制备方法，包括以下步骤：按比例加入硅树脂、分散剂、消泡剂、防沉剂、高速分散20-30min，使防沉剂活化完全，随后按比例加入溶剂、聚四氟乙烯微粉，滑石粉，炭黑，碳化硅、玻璃粉高速分散15-20min，使粉料润湿完全，再转入研磨机中研磨1-2遍，细度达20μm以下即可包装。

本发明还提供了一种耐高温模具，包含上述的耐高温模具脱模涂料所形成的涂层。

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明的脱模涂料配方涉及有机-无机杂化树脂技术，利用了有机硅树脂较强的耐热性能，一般有机硅分子侧基为有机结构受热在350℃左右开始氧化分解，使有机硅树脂形成高度交联且更加稳定的空间网状无机结构，并且也能与填料的硅氧基团反应，能够防止主链的进一步断裂。再利用低熔点玻璃粉二次成膜，与有机硅树脂进行进一步杂化，形成致密耐磨涂层，最终漆膜转化为无机化，使漆膜适应不同温度下的耐热性。

本发明提出的不额外添加脱模剂的脱模技术，主要利用硅树脂较低的表面能，能抵抗大多数物质的润湿，从而达到脱模的效果。在填料选用中添加聚四氟乙烯微粉，进一步降低表面能，提高润滑和耐磨性能，使脱模产品更易脱模且表面更加细滑。添加纳米碳化硅，在保证自身细度满足涂层细腻度要求下，提高涂层的硬度，进而加强涂层的耐磨性，使脱模次数提高，在较高温度下能持续使用。

具体实施方式

为了更好的解释本发明的技术方案和有益效果，以下通过多个实施例和对比例来举例说明上述耐高温模具脱模涂料及其制备方法。

按照表1的配方(重量份)，制备实施例1-3的耐高温模具脱模涂料。

表1

实施例1

制备工艺：首先投入硅树脂(环氧改性有机硅树脂12份、甲基苯基硅树脂48份)、BYK-163分散剂、TEGO-900消泡剂、防沉剂(气相二氧化硅：聚酰胺蜡浆＝1:1)分散均匀；高速分散30min使防沉剂充分活化，然后投入溶剂(二甲苯)，边分散边投入粒径小于5微米的聚四氟乙烯微粉，再边分散边投入1250目奥特滑石粉、高色素炭黑、碳化硅、YB-D45低熔点玻璃粉，分散均匀后研磨至细度20μm以下包装备用。

实施例2

制备工艺：首先投入硅树脂(环氧改性有机硅树脂8份、甲基苯基硅树脂37份)、BYK-203分散剂、BYK-066N消泡剂、防沉剂(气相二氧化硅：聚酰胺蜡浆＝1:1)分散均匀，高速分散30min使防沉剂充分活化；然后投入溶剂(二甲苯：正丁醇＝5:1)，边分散边投入粒径小于5微米的聚四氟乙烯微粉，再边分散边投入1250目奥特滑石粉、高色素炭黑、碳化硅、YB-D45低熔点玻璃粉，分散均匀后研磨至细度20μm以下包装备用。

实施例3

制备工艺：首先投入硅树脂(环氧改性有机硅树脂15份、甲基苯基硅树脂65份)、BYK-163分散剂、TEGO-900消泡剂、防沉剂(气相二氧化硅：聚酰胺蜡浆＝1:1)，分散均匀，高速分散30min使防沉剂充分活化；然后投入溶剂(二甲苯：三甲苯：正丁醇＝16:1:3)，边分散边投入粒径小于5微米的聚四氟乙烯微粉，再边分散边投入1250目奥特滑石粉、高色素炭黑、碳化硅、YB-D45低熔点玻璃粉，分散均匀后研磨至细度20μm以下包装备用。

按照表2的配方(重量份)，制备对比例1-5的脱模涂料。

表2

除配方不同外，对比例1-5的原料种类和制备工艺与实施例1均相同。其中，对比例1中的硅树脂为环氧改性有机硅树脂8份、甲基苯基硅树脂32份。

对实施例和对比例制备的涂料进行性能测试：将涂料均匀喷涂在打磨钢板上测试，膜厚按30μm涂布，自干24h后通过200℃烘烤30min使漆膜完全固化。附着力采用划格法GB/T9286方法进行测试，柔韧性采用GB/T1731方法进行测试，耐冲击性采用GB/T1732方法进行测试，水接触角采用外形图像法进行测试，漆膜耐热性采用GB/T1735方法进行测试，耐磨性通过测试磨耗量测试采用GB/T1768方法进行测试，负重1kg，运转1000圈。

实施例1-3和对比例1-5的耐高温模具脱模涂料性能测试结果参见表3；

表3

由表3可以看出，通过配方的组分不同，其性能表现出较大差异，实施例1、2、3附着力、柔韧性、耐冲击性、水接触角、耐热性、磨耗量等性能优异，整体性能效果最优。用实施例1与对比例1进行对比：对比例1由于树脂含量偏低，造成附着力、柔韧性、耐冲击性偏差，成膜性偏差，耐热性变差，同时水接触角偏小脱模性能差。用实施例2与对比例2进行对比：对比例2滑石粉的量添加过多，表面的孔隙率增大，会降低漆膜的强度，使表面变得略为粗糙，降低了水接触角，影响脱模性能。用实施例3与对比例3进行对比：对比例3未添加聚四氟乙烯微粉，降低了水接触角影响脱模，同时影响耐磨性能。用实施例1与对比例4进行对比：对比例4未添加碳化硅，降低了漆膜的强度影响耐磨性能。用实施例1与对比例5进行对比：对比例5玻璃粉添加量偏少，不能有效的“二次成膜”连接树脂与填料形成致密漆膜，影响柔韧性、耐冲击性、耐热性等。

本发明还提供一种耐高温模具，包含上述的耐高温模具脱模涂料所形成的涂层，具有该涂层的模具脱模和耐磨性能优异，无需另外涂覆脱模剂就能实现脱模。

总的来说，本发明采用有机-无机杂化技术制备有机硅耐高温涂料，用环氧改性有机硅树脂，环氧基团使涂料在各种基材上附着力更佳，基材处理更为简单，只需打磨处理即可，硅氧基团的分解温度高、热稳定性好，耐热性更优异。另外，硅树脂表面具有较低的表面能，表面光滑摩擦系数小浆料不易表面粘附，并且有机-无机杂化形成的涂层表面致密、耐酸碱性以及化学品性强；并辅助添加耐高温、具有润滑功能的聚四氟乙烯微粉，进一步降低表面能便于脱模和耐磨性能，提供长久脱模性能，不需额外添加脱模剂就能实现很好的脱模效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐高温模具脱模涂料，其特征在于，按重量份计包括以下组分：硅树脂45-80份、溶剂4-20份、分散剂0.1-1份、消泡剂0.1-1份、防沉剂0.4-2份、聚四氟乙烯微粉1-6份、滑石粉5-17份，玻璃粉3-10份、碳化硅3-8，炭黑1-3份。

2.根据权利要求1所述的一种耐高温模具脱模涂料，其特征在于，所述硅树脂包括甲基苯基硅树脂、甲基硅树脂、环氧改性有机硅树脂中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的一种耐高温模具脱模涂料，其特征在于，硅树脂为环氧改性有机硅树脂与甲基苯基有机硅树脂，两者质量比例为1:(3-5)。

4.根据权利要求1所述的一种耐高温模具脱模涂料，其特征在于，溶剂包含二甲苯、三甲苯、正丁醇和丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种组合。

5.根据权利要求1所述的一种耐高温模具脱模涂料，其特征在于，所述防沉剂为气相二氧化硅、有机膨润土、聚酰胺蜡浆中的一种或多种组合。

6.根据权利要求1所述的一种耐高温模具脱模涂料，其特征在于，所述聚四氟乙烯微粉的粒径小于或等于5微米。

7.根据权利要求1所述的一种耐高温模具脱模涂料，其特征在于，所述玻璃粉为低熔点玻璃粉。

8.根据权利要求1所述的一种耐高温模具脱模涂料，其特征在于，所述碳化硅粒径为300-500nm。

9.根据权利要求1所述的一种耐高温模具脱模涂料，其特征在于，所述滑石粉为800-2000目的滑石粉。

10.一种耐高温模具，其特征在于，包含权利要求1-9任意一项所述的耐高温模具脱模涂料所形成的涂层。