脱模剂组合物 |
|||||||
| 申请号 | CN201380006153.0 | 申请日 | 2013-01-21 | 公开(公告)号 | CN104125868B | 公开(公告)日 | 2016-01-13 |
| 申请人 | 株式会社电装; | 发明人 | 铃木干典; 押本康成; 松木有; 酒向茂; 石黑正昭; 森正至; 上坂直人; 安田一正; 师冈将义; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供 脱模剂 组合物，所述脱模剂组合物通过施加至用于金属的压挤 铸造 、低 压铸 造等的模具或用于 模锻 的模具而使用。所述脱模剂组合物包含矿物油或合成油、固体 润滑剂 、热固性 树脂 ，和 聚合物 化合物。所述脱模剂组合物通过施加至用于铸造或 锻造 的模具的内表面而使用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种脱模剂组合物，所述脱模剂组合物包含： |
||||||
| 说明书全文 | 脱模剂组合物技术领域[0001] 本发明涉及脱模剂组合物(die relase agent composition)。更特别地，本发明涉及脱模剂组合物，所述脱模剂组合物通过施加至用于铝合金等的压挤铸造、低压铸造等的模具或用于铝合金、铝钢等的模锻(die forging)的模具使用。 背景技术[0002] 作为使用模具的金属成型方法，有铸造方法和模锻方法。铸造方法的实例包括低压铸造方法、加压铸造方法等。在这样的铸造方法中，在用熔融金属填充模具前，使用脱模剂用于抑制模具与熔融金属之间的反应(熔接)并且还有助于成型产品的脱模的目的。在低压铸造方法中，作为加压铸造方法中的一种的压挤铸造方法等，由于用熔融金属如铝合金填充模腔的低速度，所以保持模具温度和熔融金属温度被保持为高于典型的高速加压铸造方法，以保证熔融金属在填充期间的流动性。作为适用于这样的高温成型的脱模剂，在大多数情况下使用含有粉末的脱模剂以提供隔热效果。在低压铸造中，可以使用包含无机粉末和水玻璃的模具洗涤剂(die wash)。 [0003] 通常，脱模剂包括水基类型和油基类型。例如，在铸造方法中，在浇注前，脱模剂通过喷涂施加至铸造模具以形成涂层以便使用铸造模具。作为水类型的脱模剂，使用这样的组合物，其中水被用作分散介质并且滑石等的无机粉末、粘合剂组分如水溶性聚合物、用于将该无机粉末分散在水中的分散剂、以及意在提供润滑并防止咬住(seizing)的有机化合物如蜡或有机硅(硅酮，silicone)被混合等。作为油基脱模剂，使用这样的组合物，其中硅油用溶剂等稀释。 [0004] 然而，在低压铸造方法和压挤铸造方法中的每一种中，填充速度低并且模具温度和熔融金属温度被保持为高，以致出现与脱模剂相关的大量问题。例如，在水类型脱模剂的情况下，由于莱登弗罗斯特现象(Leidenfrost phenomenon)而难以形成涂层。为了获得足够的薄膜厚度，需要增加喷涂时间而导致模具温度下降。另一方面，油类型脱模剂具有优于水类型脱模剂的涂层可成形性，但是需要喷控技术以限制脱模剂的过度喷射。此外，过度的涂层形成由于脱模剂的组分分解所致而引起模具的污染，因而影响尺寸精确度。当模具温度特别高时，脱模剂组分发生气化而被包含在产品(如铸造产品)中，从而导致诸如出现内部缺陷的问题。因此，为了抑制这样的问题的发生，可以使用减少喷射量的方法。 [0005] 更具体地，作为含有粉末并且使用水作为分散介质的脱模剂，已知这样的水性脱模剂，其含有无机润滑剂、球形树脂粒子和有机金属羧酸盐的(参见，例如，专利文献1)。同样，作为各自含有粉末并且使用有机溶剂作为分散介质的脱模剂，已知这样的润滑剂脱模剂，其含有粉末状固体润滑剂、粘附改进剂(adhesion improver)和挥发性溶剂(参见，例如，专利文献2)，并且已知这样的金属铸造脱模剂，其含有具有规定的动态粘度的溶剂、具有规定的色调的无机粉末、和石墨、炭黑等的无机粉末(参见专利文献3)。 [0006] 现有技术文献 [0007] 专利文献 [0008] 专利文献1 [0009] JP-A-2001-259788 [0010] 专利文献2 [0011] JP-A-2000-33457 [0012] 专利文献3 [0013] JP-A-2008-93722 发明内容[0014] 发明要解决的问题 [0015] 然而，水类型脱模剂由于连续使用而沉积在模具上从而不利地影响产品的尺寸精确度和外观。这使得需要定期的清洁操作并且引起生产效率降低。另一方面，一种意在减少沉积量的方法导致脱模剂粘附性(涂层可成形性)下降。因此，不容易同时抑制沉积并提供涂层可成形性。此外，减少喷射量以抑制涂层的过度形成在大多数情况下导致喷嘴堵塞，尤其是当脱模剂含有粉末时。因此，需要这样的脱模剂，其具有允许即使在超过300℃的高模具温度下也允许获得足够的热保持性和足够的可释放性(可脱模性，releasability)的涂层可成形性并且其不太可能沉积在模具上并堵塞喷嘴。 [0016] 在低压铸造方法中，可以使用模具洗涤剂，但是导致诸如不均匀的涂层厚度以及由于粗糙涂层表面所致的铸造产品的高表面粗糙度的问题。此外，因为涂层随时间而变得更薄，还存在产品的尺寸精确度下降的问题。 [0017] 鉴于上述传统情形而实现了本发明，并且其目的是提供一种脱模剂，所述脱模剂通过施加至用于铝合金等的压挤铸造、低压铸造等的模具或用于铝合金、铝钢等的模锻的模具而使用。 [0018] 解决问题的手段 [0019] 当将具有优异耐热性的热固性树脂用作脱模剂中的粘合剂组分时，形成固体涂层并且该涂层的可释放性也通过热固性树脂的热分解的行为而被提高。即，通过在形成涂层的工艺中混合预定量的热固性树脂，形成固体涂层并且，在与高温熔融金属接触后，该涂层变脆并且容易除去。通过同样提供含有矿物油作为分散介质并且使用固体润滑剂作为脱模组分的油类型脱模剂，脱模剂的分解被抑制并且形成具有足够厚度的涂层，从而保证热保持性并且允许保持预定的模具温度。 [0020] 此外，取决于模具温度，通过混合聚合物化合物如蜡，可以获得具有更优异性能的脱模剂。即，当固体润滑剂和热固性树脂被分散在矿物油等中并且向其加入蜡等时，可以在短喷涂期下形成涂层，即使在超过400℃的特别高温度的模具上，并且提高的生产效率。在另一方面，当脱模剂在不超过400℃的温度下趋于过度地粘附至模具并且涂层的可剥离性趋于劣化时，使用其他的蜡，不同于蜡的另一种聚合物化合物，例如，聚丁烯等来提供类似高的涂层可成形性，同时不损害涂层的可剥离性。 [0021] 如上所述，通过根据模具温度选择并且选择性地利用要使用的聚合物化合物种类以及进一步调整该聚合物化合物的混合量，可可以同时提供第一性能如可释放性或热保持性和第二性能如可剥离性。此外，通过在制备脱模剂的过程中进行处理如高速搅拌，可以将固体润滑剂充分地分散。这可以防止喷嘴堵塞。 [0022] 热固性树脂具有取决于其平均分子量而不同的粘度(当热熔化时)、固化速度等，并且可以根据其分子量提供粘附强度。因此，通过根据成型方法和成型条件如模具温度而使用具有预定平均分子量的热固性树脂，可以在成型期间形成固体涂层，并且允许利用随后的热固性树脂的热分解而容易脱模。同样容易从模具表面除去脱模剂的残余物。此外，通过使用具有预定平均分子量的热固性树脂，还可以提供这样的脱模剂组合物，所述脱模剂组合物具有不太可能沉积在成型模具上并且引起喷嘴堵塞的趋势。 [0023] 已经基于这样的发现实现了本发明。 [0024] 本发明为如下。 [0025] 1.一种脱模剂组合物，所述脱模剂组合物包含矿物油或合成油、固体润滑剂、热固性树脂和聚合物化合物，并且通过施加至用于铸造或锻造的模具的内表面而使用。 [0027] 3.根据上述第1项或第2项的脱模剂组合物，其中所述固体润滑剂的平均粒径为0.5至30μm，并且当所述矿物油或合成油、固体润滑剂、热固性树脂和聚合物化合物的总含量为100质量％时，所述固体润滑剂的含量为1至10质量％。 [0028] 4.根据上述第1至3项中任一项的脱模剂组合物，其中所述热固性树脂是酚树脂(酚醛树脂，phenol resin)、环氧树脂、尿素树脂(脲醛树脂，urea resin)、三聚氰胺树脂(melamine resin)、醇酸树脂(alkyd resin)和不饱和聚酯树脂中的至少一种。 [0030] 6.根据上述权利要求第1至5项中任一项的脱模剂组合物，其中，当所述热固性树脂的数均分子量为5,000至500,000并且成型温度为300至550℃时，粘附强度为0.1至5.0MPa。 [0031] 7.根据上述第1至6项中任一项的脱模剂组合物，其中所述聚合物化合物是合成蜡和天然蜡中的至少一种。 [0032] 8.根据上述第1至6项中任一项的脱模剂组合物，其中所述聚合物化合物是合成蜡和聚丁烯中的至少一种。 [0033] 9.根据上述第8项的脱模剂组合物，其中，当在所述脱模剂组合物施加至模具期间，所述模具的温度不低于250℃并且低于400℃时，使用所述聚丁烯，并且当在所述脱模剂组合物施加至模具期间，所述模具的温度不低于400℃并且不超过550℃时，使用所述合成蜡。 [0034] 注意，本发明中的平均分子量是通过凝胶渗入色谱法测量的聚苯乙烯当量数均分子量。 [0035] 发明效果 [0036] 根据本发明的脱模剂组合物含有矿物油或合成油、固体润滑剂、热固性树脂和聚合物化合物。因此，即使在处于高温的模具上，也可以迅速地由脱模剂的组分形成涂层，并且抑制模具的温度下降。此外，在成型期间，涂层容易通过来自模具和熔融金属的热发生分解从而变脆，这显著减少脱模剂组分的沉积。作为结果，可以提供具有优异尺寸精确度和优异外观的产品。此外，因为脱模剂具有高耐热性，还可以提供具有减少的内部缺陷如由于脱模剂组分的分解而产生的气体所致的砂眼。 [0037] 在其中固体润滑剂是滑石、氮化硼、石墨、云母、二硫化钼和富勒烯中的至少一种的情况下，脱模剂组分的分解被充分抑制。这允许形成具有预定厚度的涂层并且还保证热保持性。作为结果，可以保持预定的模具温度。 [0038] 在其中固体润滑剂的平均粒径为0.5至30μm并且当矿物油或合成油、固体润滑剂、热固性树脂和聚合物化合物的总含量为100质量％时所述固体润滑剂的含量为1至10质量％的情况下，粉末粒子不发生聚集。作为结果，喷嘴的堵塞被抑制并且由于粗糙粒子所致的涂层表面的不均匀性也被减少。 [0039] 在其中热固性树脂是酚树脂、环氧树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、醇酸树脂和不饱和聚酯树脂中的至少一种的情况下，形成充分的固体涂层并且涂层的可剥离性通过热固性树脂的热分解行为进一步提高。 [0040] 在其中在脱模剂组合物被施加至模具后热固性树脂充当粘合剂并且在成型期间的温度下发生分解的情况下，固体涂层可以在成型期间形成并且之后被热分解。这允许容易脱模以及容易从模具表面去除脱模剂残余物。 [0041] 在其中当热固性树脂的数均分子量为5,000至500,000并且成型温度为300至550℃时，粘附强度为0.1至5.0MPa的情况下，通过根据成型方法、成型条件等使用具有预定平均分子量的热固性树脂，可以提供具有足够粘附强度的脱模剂组合物。 [0042] 在其中聚合物化合物是合成蜡和天然蜡中的至少一种的情况下，即使在超过400℃的特别高的温度的模具上，在短的喷涂期下也可以形成涂层，并且提高生产效率。 [0043] 在其中聚合物化合物是合成蜡和聚丁烯中的至少一种的情况下，通过根据模具温度选择性地使用这些聚合物化合物，可以在较宽的模具温度范围内形成涂层。 [0044] 在其中当在脱模剂组合物施加至模具期间，所述模具的温度不低于250℃并且低于400℃时，使用聚丁烯，并且当在脱模剂组合物施加至模具期间模具的温度不低于400℃并且不超过550℃的情况下，可以用较短的喷涂时间容易地形成涂层，而与模具的温度无关。附图说明 [0045] [图1]图1是说明性视图，其显示用于喷射脱模剂组合物以形成涂层并且除去所形成的涂层的吹气法的装置的略图。 [0046] [图2(a)和2(b)]图2(a)是说明性视图，其显示其中脱模剂通过喷涂而向钢板施加以形成涂层的状态，而图2(b)是说明性视图，其显示其中模拟模具的金属圆筒被置于涂层上并且熔融铝被施加到该圆筒中的状态。 [0047] [图3(a)至3(d)]图3(a)是说明性视图，其显示其中脱模剂组合物通过喷涂向钢板施加以形成涂层的状态，图3(b)是说明性视图，其显示其中模拟模具的金属圆筒被置于涂层上并且熔融铝被提供到圆筒中的状态，图3(c)是说明性视图，其显示其中金属圆筒和圆盘状成型体已从涂层上方除去的状态，而图3(d)是说明性视图，其显示其中通过吹气法除去涂层的状态。 [0048] [图4(a)至4(c)]图4(a)至4(c)是用于测量破坏剪切应力的试样的说明性视图，其中图4(a)是在接合前铁板的横截面和表面的示意图，图4(b)是接合后的铁板的横截面和表面的示意图，而图4(c)是显示其中两个接合的铁板被拉动的方向的示意图。 [0049] [图5]图5是曲线图，其显示酚树脂的数均分子量和取决于结合温度而不同的破坏剪切强度之间的相关性。 [0050] [图6]图6是曲线图，其涉及酚树脂的数均分子量和粘附面积比之间的相关性。 具体实施方式[0051] 以下将详细描述本发明。 [0052] 本发明的脱模剂组合物含有矿物油或合成油、固体润滑剂、热固性树脂和聚合物化合物。所述脱模剂组合物通过施加至用于铸造或锻造的模具的内表面而使用。 [0053] 用作分散介质的矿物油或合成油不受特别限制。作为矿物油，可以使用各种矿物质的油。矿物油的实例包括在JIS K2213中描述的透平油、在JIS K2219中描述的齿轮油、在JIS K2238中描述的机油等。作为合成油，可以使用聚α烯烃类、聚酯类、聚二醇类等的各种油。特别地，对于涂层可成形性和抑制固体润滑剂沉淀，使用具有根据JIS K2283在2 2 2 40℃测量的、优选为10至400mm/s、更优选为10至250mm/s或最优选为10至100mm/s的动态粘度的矿物油或合成油。当矿物油或合成油、固体润滑剂、热固性树脂和聚合物化合物的总量为100质量％时，矿物油或合成树脂的混合量优选为75至90质量％或更优选为80至85质量％。 [0054] 固体润滑剂也不受特别限制。固体润滑剂的实例包括滑石、氮化硼、石墨、云母、二硫化钼和富勒烯。在防止喷嘴在喷涂期间堵塞方面，固体润滑剂的平均分子量优选为不超过30μm，或更优选为0.5至30μm。当矿物油或合成油、固体润滑剂、热固性树脂和聚合物化合物的总量为100质量％时，固体润滑剂的混合量优选为1至10质量％，或更优选为3至7质量％。固体润滑剂的聚集粒子可能导致喷嘴在喷涂期间堵塞。当聚集粒子以原样施加时，粗糙粒子因此存在于涂层中从而引起诸如在形成的产品表面中出现不平整的问题。为了防止该问题，在制备脱模剂组合物期间，优选通过使用高速搅拌器、胶体磨等的机械处理充分分散固体润滑剂。 [0055] 热固性树脂也不受特别限制。热固性树脂的实例包括酚树脂、环氧树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、醇酸树脂、不饱和聚酯树脂等。热固性树脂通过被包含在脱模剂组合物中而允许形成固体涂层。热固性树脂具有作为粘合剂的高性能并且还通过在成型后被热分解而提高涂层的可剥离性。热固性树脂的平均分子量优选为6,000至1,000,000。当要获得特别大的粘附强度时，其平均分子量优选为6,000至100,000。为了允许在脱模时容易剥离，其平均分子量优选为超过100,000并且不超过1,000,000。因此，热固性树脂的平均分子量优选考虑粘附强度和可剥离性两者来确定。并且，在提高可剥离性方面，当矿物油或合成油、固体润滑剂、热固性树脂和聚合物化合物的总量为100质量％时，热固性树脂的混合量优选为1至15质量％，更优选为2至12质量％，或最优选为3至7质量％。 [0056] 聚合物化合物的实例包括合成蜡如石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、聚氧化乙烯蜡和聚氧化丙烯蜡，天然蜡如蜂蜡、巴西棕榈蜡和褐煤蜡、聚丁烯、聚(亚烷基)二醇等。注意，因为聚合物化合物通过热发生分解而产生气体，所以聚合物化合物的过量混合可能影响涂层和成型产品的质量。因此，当矿物油或合成油、固体润滑剂、热固性树脂和聚合物化合物的总量为100质量％时，聚合物化合物的混合量优选为2至15质量％，更优选为2至10质量％，或最优选为4至8质量％。 [0057] 作为聚合物化合物，合成蜡、聚丁烯等是优选的。作为合成蜡，石蜡、聚氧化乙烯蜡或聚氧化丙烯蜡是优选的，并且特别地，石蜡或聚乙烯蜡是优选的。优选地，根据模具温度而选择性地使用聚合物化合物。尤其优选的是，作为聚合物化合物，使用合成蜡如石蜡或聚丁烯，并且当在脱模剂施加至模具期间，模具的温度不低于250℃并且低于400℃时，使用聚丁烯，并且当在脱模剂施加至模具期间，模具的温度不低于400℃并且不超过550℃时，使用合成蜡如石蜡。以这种方式，在短喷涂时间下可以容易地形成具有预定厚度的涂层。 [0058] 还可以使得脱模剂组合物含有不同于上述固体润滑剂的另一种润滑剂作为润滑剂组分。另一种润滑剂不受特别限制。另一种润滑剂的实例包括有机硅化合物、蜡、不同于以上提及的用作分散介质的合成油的另一种合成油、无机粉末等。作为有机硅化合物，除了硅油或硅酮蜡以外，可以使用有机聚硅氧烷等，其已被烷基、芳烷基、羧基烷基或羧烷基、羟基-烷基、氨基烷基等部分或完全改性。 [0059] 作为另一种润滑剂，除了以上提及的各种润滑剂之外，可以使用油脂如动物/植物油脂，聚酯系合成润滑油，ZnDTP，MoDTP，ZnDTC，MoDTC，磷系或硫系极压添加剂，磺酸钙等。除了这些润滑剂之外，可以使用通常用于加压铸造的脱模剂的任何润滑剂而没有特别限制。当矿物油或合成油、固体润滑剂、热固性树脂和聚合物化合物的总量为100质量份时，另一种润滑剂的混合量优选为1至10质量份。 [0060] 使用脱模剂组合物形成的涂层的厚度可以被控制为2至20μm。涂层的厚度优选为3至15，或优选为5至10μm。当涂层的厚度小于2μm时，润滑性、热保持性或可释放性可能存在问题以致脱模剂不提供足够的性能。另一方面，当涂层的厚度超过20μm时，可释放性变差并且脱模剂组分的残余物可能沉积在模具表面，这可能导致不期望的脱模剂组分、其分解产物等混合在形成的产品中。为了将涂层的厚度保持在以上所示的范围内，取决2 于模具的形状等，相对于为0.004m的成型模具的内表面的面积，脱模剂组合物通常以0.07 3 3 至0.17cm(或尤其地，约0.10至0.14cm)的量施加。 [0061] 用于在成型模具表面上形成涂层的方法、成型体的制备、以及用于在成型后除去涂层的方法不受特别限制。例如，使用如图1中那样的装置，可以通过如图2和3中示意性显示的那样的方法进行涂层的形成，成型体的制备和涂层的去除。 [0062] 在涂层形成期间使用的喷嘴不受特别限制。可以使用外部混合双流体混合喷嘴，如图1中的具有针阀的双流体混合喷嘴1。在图1中，管道b连接至压缩机并且来自该压缩机的加压空气通过连接器6被传送到三个管道中。管道63设置有压力控制阀34和其内容纳有脱模剂组合物的压力槽4。另一方面，管道61设置有压力控制阀32和端口电磁阀(SOL)(电磁阀)22。同样，管道62设置有压力控制阀33和端口电磁阀23。 [0063] 在上述图1的装置中，在被调节至预定值的压力下，压力槽4中的脱模剂自管道63供应到具有针阀的双流体混合喷嘴1中，同时在预定压力下并且以预定流速的空气(要被喷射的空气)自管道61供给。此外，通过仅在预置的时间期内操纵电磁阀控制计时器5来操作端口电磁阀23，并且空气(控制空气)自管道62供应。通过空气(控制空气)，操作针阀并且，仅在操作上述针阀期间，自管道63供应的脱模剂和自管道61供应的空气被喷射并在喷嘴的尖端部混合。同时，已被混合的脱模剂组分和空气粘附到模具而形成涂层。然后，向模具中供应熔融金属如熔融铝合金，冷却，然后自模具释放从而产生成型产品。 [0064] 同样在图1中，管道a连接至压缩机并且使来自压缩机的加压空气在压力控制阀31中经过压力调节并且在端口电磁阀21中经过流速调节。经过压力调节和流速调节的加压空气从连接至管道c的鼓风喷嘴40[见图3(d)]在涂层处吹出以除去保留在模具表面上的脱模剂组分及其分解产物。之后，重复这些步骤。 [0065] 实施例 [0066] 下文中，将使用实施例以及利用图2和3来具体地描述本发明。 [0067] 在以下显示的实施例中，使用钢板7和圆筒形模具20来模拟模具。对于用于喷射脱模剂组合物以形成涂层并且在成型后除去涂层的吹气法，使用上述图1中显示的装置。 [0068] 实施例1至10 [0069] [1]脱模剂组合物的制备 [0070] 矿物油(具有根据JIS K2283在40℃测量的20mm2/s的动态粘度)中，使用典型的搅拌器(转数；300rpm)作为装置，将石蜡(在实施例1至4、6、7、9和10以及表1和2中的每个中被称为“蜡”)或聚丁烯(实施例5和8)以表1和2中所示的各个质量比混合2 到矿物油(具有根据JIS K2283在40℃测量的20mm/s的动态粘度)中以溶解在其中。注意，当要包含蜡时，通过加热将蜡溶解在矿物油中然后进行上述过程。然后，以在表1和2中显示的质量比混合表1和2中各自显示的固体润滑剂和热固性树脂并且使用高速搅拌器(转数；7000rpm)搅拌以混合。由此，制得脱模剂组合物。 [0071] 表1 [0072] [0073] 表2 [0074] [0075] [2]性能评价 [0076] 针对以下各个项目评价上述[1]中制备的各种脱模剂组合物的性能。 [0077] (1)粘附性能 [0078] 将表1和2中显示的每种脱模剂组合物加载到图1的压力槽4中并且使用加压空气将该槽的内部压力调节至0.1MPa。然后，将钢板7(由SKD61钢制成并且测量的长度和宽度为100x100mm，而厚度为10mm)放置在加热器上。钢板7的温度使用其内插入至位于在平面方向上钢板7的中部表面以下2mm的位置的热电偶8测量，并且调节至300℃、350℃和400℃的设置温度。然后，在每个设置温度，在要施加的钢板7处，自具有针阀的双流体混合喷嘴1喷射0.3cm3的脱模剂组合物(喷嘴和钢板之间的距离为75mm，喷射时间为1.8秒，并且用于喷射的空气的压力为0.3MPa)[见图2(a)和3(a)]。之后，钢板7自然冷却至30℃。由脱模剂组合物形成并且粘附至钢板7的涂层的厚度使用电磁薄膜厚度测量装置测量并且评价其粘附性。测量的结果显示在表3中。 [0079] 注意，表3中的各个薄膜厚度是当将每种脱模剂组合物在每个设置温度下施加三次时的平均值。 [0080] 表3 [0081] [0082] 数值表示薄膜厚度(单位；μm) [0083] 由表3可以看出，取决于固体润滑剂、热固性树脂和聚合物化合物的类型及其混合量，涂层的厚度变化很大。因此，通过考虑熔融金属的类型、成型条件如温度、成型后涂层的可剥离性等以及调节涂层的厚度至预定值，可以进行成型。 [0084] (2)热保持性能 [0085] 以与上述(1)中评价粘附性能时的相同方式，当钢板7达到300℃的设置温度时，通过喷涂将每种脱模剂组合物施加到钢板7上以形成涂层。然后，作为熔融金属，供应在680℃的25g熔融铝合金(在JIS K2219中描述的“ADC12”)[见图2(b)和3(b)]。然后，继续测量钢板7的温度并且检查钢板的最大温度。在这种情况下，可以说，因为钢板7的最大温度较低，所以热不太可能自熔融金属转移至钢板7，即，由每种脱模剂组合物形成的涂层的热保持性较高，或者换言之，热保持性能更优异。测量的结果显示在表4中。 [0086] 表4 [0087]脱模剂组合物 钢板的最大温度(℃) 实施例1 430 实施例2 440 实施例3 435 实施例4 475 实施例5 440 实施例6 465 实施例7 460 实施例8 455 实施例9 435 实施例10 430 [0088] 由表4可以看出，范围为430℃(实施例1和10中)至475℃(实施例4中)的钢板最大温度在最低和最高温度之间相差45℃，并且取决于脱模剂组合物的组成，热保持性能变化很大。因此，通过考虑热保持性以及其他性能如粘附性、可剥离性等，可以设置脱模剂组合物的组成。 [0089] (3)涂层的剥离性能 [0090] 以与上述(1)中评价粘附性能时的相同方式，当钢板7达到300℃、350℃、400℃、450℃和500℃的设置温度时，通过喷涂将每种脱模剂组合物施加至钢板7上。然后，原样保持钢板7达30秒，然后以与上述(2)中针对热保持性的相同方式向其供应熔融铝合金。然后，允许钢板7静置达一分钟并且除去圆筒形模具20和固化的圆盘形铝成型产品30[见图 3(c)]。然后，自连接至图1的管道c的吹气喷嘴40[见图3(d)]，在涂层10处吹空气(见图3(d)中吹出的空气40a和除去的涂层10a)。作为评价可剥离性的结果，整个表面可以被容易地去除的涂层被评级为A。具有与熔融金属接触并且可以被容易地去除的部分和未与熔融金属接触且与A级涂层相比将其去除需要更长时间的部分的涂层被评级为B。具有与熔融金属接触的部分和未与熔融金属接触且其中每个与B级涂层相比需要更长时间被去除的部分的涂层被评级为C。评价的结果显示在表5中。 [0091] 表5 [0092] [0093] 由表5可以看出，在其中使用合成蜡作为聚合物化合物的实施例1至4、6、7、9和10中的每个中，因为钢板的温度较高，所以剥离性能提高。还可以看出，在其中使用聚丁烯作为聚合物化合物的实施例5和8中的每个中，因为钢板的温度较低，所以剥离性能更优异。因此，明显的是，取决于聚合物化合物类型和钢板温度的组合，剥离性能不同。另一方面，其中分别使用合成蜡、石墨和酚树脂作为聚合物化合物、固体润滑剂和热固性树脂的实施例6和其中使用合成蜡和石墨并且也将尿素树脂用作热固性树脂的实施例7中的每个都具有优异的剥离性能，而与管钢板的温度无关，并且可以看出，这些脱模剂组合物可以在不考虑钢板的温度的情况下使用。 [0094] (4)关于热固性树脂的类型 [0095] 实施例11至18 [0096] 使用实施例1中使用的矿物油作为矿物油，实施例1中使用的蜡作为聚合物化合物，实施例5中使用的氮化硼作为固体润滑剂，和具有不同平均分子量的四种类型的酚树脂作为热固性树脂，并且使用具有不同平均分子量的两种类型的三聚氰胺树脂，邻苯二甲酸二烯丙基酯树脂，和尿素树脂，以与实施例1中相同的方式制备脱模剂组合物。同样地，在上述粘附性能的评价中，薄膜厚度不小于10μm的模具温度的上限温度被评价为允许粘附的上限温度。此外，在各个涂层的剥离性能的评价中，获得A评级或B评级的模具温度的下限值被评价为允许剥离的下限温度。评价的结果显示在表6中。 [0097] [0098] 由表6可以看出，可用的模具温度范围取决于热固性树脂的类型而不同。因此，将理解，优选地根据使用脱模剂的模具温度来选择性地使用不同类型的热固性树脂。例如，当产品具有大的厚度并且因此模具温度不可避免地高时，优选使用实施例13或14中的具有大的平均分子量的酚树脂。另一方面，当模具温度低(在这样的情况下，其中进行增强的冷却以减少成型的周期时间)时，优选的是使用实施例18中的尿素树脂等。因此，可以看出，可以同时获得各自根据模具温度的粘附性能和剥离性能。 [0099] (5)关于作为热固性树脂的酚树脂的平均分子量 [0100] 实施例19至26 [0101] 使用实施例1中使用的矿物油作为矿物油，实施例1中使用的蜡作为聚合物化合物，实施例5中使用的氮化硼作为固体润滑剂，和酚树脂作为热固性树脂，以与实施例1中相同的方式制备脱模剂组合物。作为酚树脂，使用具有不同平均分子量且在实施例11至14中使用的四种类型的树脂。具体地，使用数均分子量为6000(实施例19和23)、10,000(实施例20和24)、45,000(实施例21和25)和300,000(实施例22和26)的酚树脂，制备如图4中每一个所示的试样并且将两块加热的铁板与其粘合。使用张力试验机，在350℃(实施例19至22)或500℃(实施例23至26)测量充当粘附性指数的各个试样的破坏剪切应力。测量结果显示在表7和图5中。 [0102] 用于制备图4中的试样的两块铁板Fa和Fb中每个的材料是SUS304。两块铁板Fa和Fb中每个的尺寸包括35mm的长度，10mm的宽度，和2mm的厚度。在铁板Fa的一个端部处形成的酚树脂层P测量的长度为约10mm，宽度为约10mm，并且厚度为约0.2mm(见图4(a))。通过在室温(25至30℃)将被加热至350℃或500℃的铁板Fb的一个端部放置在铁板Fa的酚树脂层P顶上，然后使铁板Fa和Fb自然冷却至室温而制备试样。通过以下方式测量破坏剪切应力：利用张力试验机的夹具夹紧铁板Fa和Fb的另一个端部并且在图 4(c)中箭头所示的方向上以0.1mm/秒的拉伸速率拉动铁板Fa和Fb。 [0103] 表7 [0104] [0105] 由表7和图5可以看出，在实施例19至26中的每个中，不管粘合温度如何，粘附强度随平均分子量增加而下降。由此，将理解的是，优选根据成型方法选择性地使用具有不同平均分子量的酚树脂。即，在其中熔融铝的流动较弱的成型方法(如低压铸造)中，使用具有相对较大平均分子量的热固性树脂以允许在熔融铝的流动下未被剥离的脱模剂涂层在脱模后通过吹气可以容易地剥离。另一方面，在需要脱模剂涂层的高粘附强度的成型方法(如加压铸造或热锻造)中，使用具有较小平均分子量的热固性树脂以允许获得所需的粘附强度。 [0106] 结合考虑以上(4)中所述的关于热固性树脂的类型的评价和以上(5)中所述的关于酚树脂的平均分子量的评价的结果，认为，通常，当热固性树脂的平均分子量较大时，热固性树脂在熔融时的粘度更高并且热固性树脂不太可能铺展在模具表面上。还认为，当平均分子量较大时，热固性树脂在较短的时间内固化并且因此热固性树脂不太可能铺展在模具表面上。因此，当平均分子量较大时，粘合面积较小并且热固性树脂在较短的时间内固化。作为结果，不提供足够的粘附强度并且充当粘附强度的指数的破坏剪切应力趋于下降。 [0107] 基于上述发现，具有不同平均分子量的酚树脂粉末各自被撒布在分别处于500℃的高温的铁板上并且测量粘附表面的粘附面积比。测量结果显示在表7和图6中。在该测试中，热固性树脂被单独撒布。因此，测量结果可能不同于当热固性树脂作为各自含有其他组分的脱模剂组合物被撒布时获得的结果。然而，由表7和图6可以看出，当酚树脂的平均分子量较大时，粘附面积比较低，并且因此破坏剪切应力较小。因此，将理解，酚树脂具有总体相同的趋势。 [0108] 注意，粘附面积比(％)是指[(酚树脂实际粘附至铁板的面积)/撒布有酚树脂粉末的面积)]x100。可以认为，当温度为350℃并且平均分子量为45,000时，固化减慢而降低粘度，增加粘附面积比，并且增加破坏剪切应力。另一方面，可以认为，当平均分子量为300,000时，固化减慢，但是由于原有的高粘度，粘附面积比不增加并且破坏剪切应力增加，但是仅在轻微程度上。 [0109] 可理解地，对于热固性树脂常见的是，当平均分子量较大时，热固性树脂在成型时的粘度较高并且固化的时间较短。因此，可以认为，不同于酚树脂的另一种热固性树脂也具有相同的趋势。即，可以认为，不仅酚树脂，而且另一种热固性树脂如三聚氰胺树脂或尿素树脂也具有相同的趋势。通过根据成型方法和成型条件如模具温度来选择热固性树脂的类型，并且根据所需的粘附强度来规定平均分子量，可以提供理想的脱模剂组合物。 [0110] 工业实用性 [0111] 本发明可以用于金属模具成型中的技术领域，并且尤其可以用于技术领域如铝合金等的低压铸造或用于其的压挤铸造方法或模锻。 [0112] 字母或数字的说明 [0113] 1；具有针阀的双流体混合喷嘴 21、22、23；端口电磁阀(电磁阀) 31、32、33、34；压力控制阀 4；压力槽 5；电磁阀控制计时器 6；连接器 7；钢板 8；热电偶 9；喷射的脱模剂 10；脱模剂的涂层10a；除去的涂层 20；圆筒形模具 30；成型体 40；吹气喷嘴40a； 吹出的空气 Fa；一块铁板 Fb；另一块铁板 P；酚树脂层。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈