一种脱模剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及脱模技术领域，尤其是一种脱模剂及其制备方法和应用。

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。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、锌合金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。

现有的脱模剂采用天然石墨(CAS#7782-42-5)进行粉碎至足够的粉沫颗粒后，与醇类溶液及其它混合剂进行充分搅拌形成石墨乳形态，均匀喷涂在需要脱膜的区域进行脱膜。此方式在生产过程中存在以下问题：

1)小区域未喷涂石墨或石墨覆盖不均匀时造成无法脱膜；

2)生产过程产生粉尘，无法保证母材表面洁净，且空气中石墨含量较大时有爆炸风险；

3)使用损耗量较大，成本较高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种脱模剂，能耐高温和有效脱膜，并且低成本。

本发明的第二个目的在于提供一种上述脱模剂的制备方法。

本发明的第三个目的在于上述脱模剂在铝板带复合过程中的应用。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种脱模剂，包括以下重量百分比的原料：

优选的，所述水溶性硅油为聚醚硅氧烷共聚物。

优选的，所述高温蜡为聚乙烯蜡。

优选的，所述多元醇酯为双季戊四醇酯、聚甘油油酸酯或新戊基油酸酯中的一种或两种以上的组合物。

优选的，所述表面活性剂为所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧丙烯醚或山梨糖醇酐脂肪酸酯中的一种或两种以上的组合物。

优选的，所述高温改性树脂为聚硼硅氧烷改性酚醛树脂。

优选的，上述的一种脱模剂，还包括以下重量百分比的原料：

缓蚀剂 0.2％-0.5％

杀菌剂 0.2％-0.5％。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种上述脱模剂的制备方法，包括以下步骤：将水溶性硅油、高温蜡、多元醇酯、表面活性剂、高温改性树脂、成膜剂、缓蚀剂、杀菌剂、流平润湿剂、油酸钠和水混合搅拌，得到所述脱模剂。

优选的，所述搅拌的转速为400-600rpm，所述搅拌的时间为10-30min。

优选的，所述搅拌的转速为500rpm，所述搅拌的时间为20min。

本发明的目的之三采用如下技术方案实现：

一种上述脱模剂在铝板带复合过程中的应用，将所述脱膜剂溶液喷涂在铝板带要脱膜的模具区域。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

1、本发明的脱膜剂为水溶性，使用方便，可直接添加水调整到合适的使用浓度；成膜效果好，复合过程高温汽化后保留活性膜可多次使用，不受喷涂量影响，可保持持续脱膜，杜绝过量喷涂的问题；本发明的脱膜剂溶液高温萃取/高温汽化后无粉尘产生，能有效保证母材表面洁净度、有效规避爆炸风险、复合界面品质得到有效提升；本发明的脱膜剂为可再生有机化合物进行配置而成，有效节省成本。

2、本发明一种脱模剂的制备方法，能够制备出上述脱模剂，该制备方法的工艺简单，易于操作，适合大规模生产。

3、本发明的一种上述脱模剂在铝板带复合过程中的应用，将所述脱膜剂溶液喷涂在铝板带要脱膜的模具区域，可以使铝板带顺利脱膜，以确保轧制复合过程可持续进行，减少粘铝风险，提升稼动率。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的第一方面，提供一种脱模剂，包括以下重量百分比的原料：

本发明中，以水溶性硅油和高温蜡为基础原料，加入多元醇酯和高温改性树脂使得脱模剂具有优良耐热、耐老化性，可耐400～600℃的高温，400℃时依旧处于稳定状态；加入表面活性剂可提高水性脱模剂的稳定性，避免长时间保存出现分层、沉淀现象；油酸钠加入到脱模剂中，进一步提高脱模剂的润滑性和稳定性。加入成膜剂、流平润湿剂改善喷涂不均造成无法脱模、解决过量喷涂，成膜效果好，可多次使用，持续脱模；各原料之间相容性好，通过调节各组分的用量使制得的脱模剂具有良好的稳定性，高温环境下的润滑性和脱模性能佳，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。

在其中的一个实施方式中，提供一种脱模剂，包括以下重量百分比的原料：

在其中的一个实施方式中，所述水溶性硅油为聚醚硅氧烷共聚物。

在其中的一个实施方式中，所述高温蜡为聚乙烯蜡。

聚乙烯蜡的相对分子质量可为2000-3500；聚乙烯蜡具有十分优异的外部润滑作用和较强的内部润滑作用，使得脱模剂形成的活性膜可多次使用，脱模容易，减少粘铝风险，提升稼动率。

在其中的一个实施方式中，所述多元醇酯为双季戊四醇酯、聚甘油油酸酯或新戊基油酸酯中的一种或两种以上的组合物。

在其中的一个实施方式中，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧丙烯醚或山梨糖醇酐脂肪酸酯中的一种或两种以上的组合物。

对于水溶性脱模剂，放置或保存长时间后容易出现分层、沉淀的现象，因此表面活性剂的选择及复配尤为重要；优选的，表面活性剂选用脂肪醇聚氧乙烯醚，脂肪醇聚氧乙烯醚选自AEO7、AEO8或AEO9，优选为AEO7。

在其中的一个实施方式中，所述高温改性树脂为聚硼硅氧烷改性酚醛树脂(BSiP)。

在其中的一个实施方式中，所述成膜剂为丙烯酸树脂成膜剂、丁二烯树脂成膜剂或聚氨酯成膜剂中的一种或两种以上的组合物。

在其中的一个实施方式中，所述流平润湿剂为聚氧化乙烯烷化醚类流平润湿剂。

在其中的一个实施方式中，上述的一种脱模剂，还包括以下重量百分比的原料：

缓蚀剂 0.2％-0.5％

杀菌剂 0.2％-0.5％。

加入缓蚀剂和杀菌剂，防腐抗菌，提高了脱模剂和模具的寿命。

在其中的一个实施方式中，所述缓蚀剂为无机缓蚀剂。

在其中的一个实施方式中，所述杀菌剂为氯酚类杀菌剂。

缓蚀剂加入使得脱模剂在复合过程高温汽化后保留活性膜不腐蚀模具，使得铸件制品轮廓清晰，表面光洁无痕。防腐抗菌，提高了脱模剂和模具的寿命，可广泛用于铝合金等压铸金属产品的生产。

本发明还提供一种上述任一所述脱模剂的制备方法，包括以下步骤：将水溶性硅油、高温蜡、多元醇酯、表面活性剂、高温改性树脂、成膜剂、缓蚀剂、杀菌剂、流平润湿剂、油酸钠和水混合搅拌，得到所述脱模剂。

在其中的一个实施方式中，所述搅拌的转速为400-600rpm，所述搅拌的时间为10-30min。

在其中的一个实施方式中，所述搅拌的转速为500rpm，所述搅拌的时间为20min。

本发明提供一种上述任一所述的脱模剂在铝板带复合过程中的应用，将所述脱膜剂溶液喷涂在铝板带要脱膜的模具区域。

本发明的脱膜剂溶液可直接使用或添加适量纯水进行调整到所需浓度，使用时将脱膜剂溶液喷涂在板带要脱膜的模具区域，高温复合过程使得脱膜剂汽化，模具上保留均匀的活性膜，从而使板带顺利脱膜，以确保轧制复合过程可持续进行。

实施例1

一种脱模剂，包括以下重量百分比的原料：聚醚硅氧烷共聚物为10％、聚乙烯蜡为25％、双季戊四醇酯为3％、脂肪醇聚氧乙烯醚2.5％、聚硼硅氧烷改性酚醛树脂为2％、丙烯酸树脂成膜剂为1％、无机缓蚀剂为0.5％、氯酚类杀菌剂为0.2％、聚氧化乙烯烷化醚类流平润湿剂为0.3％、油酸钠为0.5％及水为55％。

一种上述脱模剂的制备方法，包括以下步骤：将聚醚硅氧烷共聚物、聚乙烯蜡、双季戊四醇酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚硼硅氧烷改性酚醛树脂、丙烯酸树脂成膜剂、无机缓蚀剂、氯酚类杀菌剂、聚氧化乙烯烷化醚类流平润湿剂、油酸钠和水混合搅拌，搅拌的转速为600rpm，搅拌的时间为10min，得到所述脱模剂。

实施例2

一种脱模剂，包括以下重量百分比的原料：聚醚硅氧烷共聚物为28％、聚乙烯蜡为5％、双季戊四醇酯为5％、烷基酚聚氧乙烯醚4.75％、聚硼硅氧烷改性酚醛树脂为1％、丁二烯树脂成膜剂为0.1％、无机缓蚀剂为0.2％、氯酚类杀菌剂为0.5％、聚氧化乙烯烷化醚类流平润湿剂为0.5％、油酸钠为5％及水为49.95％。

一种上述脱模剂的制备方法，包括以下步骤：将聚醚硅氧烷共聚物、聚乙烯蜡、双季戊四醇酯、烷基酚聚氧乙烯醚、聚硼硅氧烷改性酚醛树脂、丁二烯树脂成膜剂、无机缓蚀剂、氯酚类杀菌剂、聚氧化乙烯烷化醚类流平润湿剂、油酸钠和水混合搅拌，搅拌的转速为500rpm，搅拌的时间为20min，得到所述脱模剂。

实施例3

一种脱模剂，包括以下重量百分比的原料：聚醚硅氧烷共聚物为19％、聚乙烯蜡为20％、聚甘油油酸酯为1％、脂肪醇聚氧乙烯醚7％、聚硼硅氧烷改性酚醛树脂为3％、聚氨酯树脂成膜剂为0.55％、无机缓蚀剂为0.35％、氯酚类杀菌剂为0.35％、聚氧化乙烯烷化醚类流平润湿剂为0.1％、油酸钠为2.75％及水为45.9％。

一种上述脱模剂的制备方法，包括以下步骤：将聚醚硅氧烷共聚物、聚乙烯蜡、聚甘油油酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚硼硅氧烷改性酚醛树脂、聚氨酯树脂成膜剂、无机缓蚀剂、氯酚类杀菌剂、聚氧化乙烯烷化醚类流平润湿剂、油酸钠和水混合搅拌，搅拌的转速为400rpm，搅拌的时间为30min，得到所述脱模剂。

实施例4

一种脱模剂，包括以下重量百分比的原料：聚醚硅氧烷共聚物为25％、聚乙烯蜡为15％、新戊基油酸酯为2％、山梨糖醇酐脂肪酸酯5％、聚硼硅氧烷改性酚醛树脂为2％、丙烯酸树脂成膜剂为0.2％、聚氨酯树脂成膜剂为0.3％、无机缓蚀剂为0.3％、氯酚类杀菌剂为0.3％、聚氧化乙烯烷化醚类流平润湿剂为0.2％、油酸钠为2％及水为47.7％。

一种上述脱模剂的制备方法，包括以下步骤：将聚醚硅氧烷共聚物、聚乙烯蜡、新戊基油酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚硼硅氧烷改性酚醛树脂、丙烯酸树脂成膜剂、聚氨酯树脂成膜剂、无机缓蚀剂、氯酚类杀菌剂、聚氧化乙烯烷化醚类流平润湿剂、油酸钠和水混合搅拌，搅拌的转速为500rpm，搅拌的时间为25min，得到所述脱模剂。

实施例5

一种脱模剂，包括以下重量百分比的原料：聚醚硅氧烷共聚物为20％、聚乙烯蜡为15％、双季戊四醇酯为3％、脂肪醇聚氧乙烯醚5％、聚硼硅氧烷改性酚醛树脂为2％、丙烯酸树脂成膜剂为1％、聚氧化乙烯烷化醚类流平润湿剂为0.5％、油酸钠为1％及水为52.5％。

一种上述脱模剂的制备方法，包括以下步骤：聚醚硅氧烷共聚物、聚乙烯蜡、双季戊四醇酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚硼硅氧烷改性酚醛树脂、丙烯酸树脂成膜剂、聚氧化乙烯烷化醚类流平润湿剂、油酸钠和水混合搅拌，搅拌的转速为600rpm，搅拌的时间为10min，得到所述脱模剂。

对比例1

一种脱模剂，包括以下重量百分比的原料：聚醚硅氧烷共聚物为10％、聚乙烯蜡为25％、脂肪醇聚氧乙烯醚2.5％、聚硼硅氧烷改性酚醛树脂为2％、丙烯酸树脂成膜剂为1％、无机缓蚀剂为0.5％、氯酚类杀菌剂为0.2％、聚氧化乙烯烷化醚类流平润湿剂为0.3％、油酸钠为0.5％及水为58％。

对比例1与实施例1的区别在于减少了多元醇酯的加入，其制备方法同实施例1。

对比例2

一种脱模剂，包括以下重量百分比的原料：聚醚硅氧烷共聚物为5％、聚乙烯蜡为30％、双季戊四醇酯为3％、脂肪醇聚氧乙烯醚2.5％、聚硼硅氧烷改性酚醛树脂为5％、丙烯酸树脂成膜剂为1％、无机缓蚀剂为0.5％、氯酚类杀菌剂为0.2％、聚氧化乙烯烷化醚类流平润湿剂为0.3％、油酸钠为0.5％及水为52％。

一种上述脱模剂的制备方法包括以下步骤：将聚醚硅氧烷共聚物、聚乙烯蜡、双季戊四醇酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚硼硅氧烷改性酚醛树脂、丙烯酸树脂成膜剂、无机缓蚀剂、氯酚类杀菌剂、聚氧化乙烯烷化醚类流平润湿剂、油酸钠和水混合搅拌，搅拌的转速为600rpm，搅拌的时间为10min，得到所述脱模剂。

对实施例1-5和对比例1-2制备的脱模剂的稳定性和脱模性进行检测：

脱模性能检测方法为：将所述脱膜剂溶液喷涂在铝板带要脱膜的模具区域，把模具插入熔融铝液，15秒后取出。

评价脱模性的标准:用浸铝后模具质量变化按等级区分脱模性能，浸铝后质量增加少的脱模性能好，反之则差。假设未浸铝前模具质量为m1，浸铝后质量增加到m2，则浸铝前后模具质量增加百分数为G＝(m2-m1)/m1×100％。当G≤0.1％时，性能为优；0.1％＜G≤0.5％时，性能为良；G≥0.5％时，性能为中。

检测结果如表1所示。

表1

综上，本发明的脱模剂脱模性能佳，稳定性好。脱模剂室温放置3个月以后，脱模剂没有出现分层、沉淀现象，说明本发明的脱模剂具有良好的室温放置稳定性。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。