(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011040353.6
(22)申请日 2020.09.28
(71)申请人 宁波德曜新材料有限公司
地址 315800 浙江省宁波市北仑区大碶龙
潭山路55号2幢三层301室
(72)发明人 殷駸
(74)专利代理机构 北京汇信合知识产权代理有
限公司 11335
代理人 朱鹏
(51)Int.Cl.
C10M 173/00(2006.01)
B82Y 30/00(2011.01)
B82Y 40/00(2011.01)
C10N 40/36(2006.01)
C10N 40/24(2006.01)
C10N 20/04(2006.01)C10N 20/06(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明涉及脱模剂技术领域，特别涉及一种
水性铝压铸脱模剂及其制备方法。所述水性铝压
铸脱模剂的原料按照重量百分比计包括35‑45％
复合表面活性剂由4‑5％的非离子表面活性剂和
0.2‑0.5％的阴离子表面活性剂组成。该脱模剂
主要用于压铸行业。权利要求书1页 说明书5页CN 111979032 A 2020.11.24
C N 111979032
A
1.一种水性铝压铸脱模剂，其特征在于：所述水性铝压铸脱模剂的原料按照重量百分比计包括35-45％的长链烷基有机硅油、5-8％的全合成烯烃油、2-3％的防锈剂、复合表面活性剂和余量的水；所述复合表面活性剂由4-5％的非离子表面活性剂和0.2-0.5％的阴离子表面活性剂组成。
2.根据权利要求1所述的水性铝压铸脱模剂，其特征在于：所述非离子表面活性剂为
1.5-2％的AEO -15和
2.8-
3.5％的AEO -3。
3.根据权利要求1所述的水性铝压铸脱模剂，其特征在于：所述阴离子表面活性剂为三聚磷酸钠。
4.根据权利要求1所述的水性铝压铸脱模剂，其特征在于：所述防锈剂的原料为1-
1.5％的癸二酸和1-1.5％的二乙醇胺。
5.根据权利要求1所述的水性铝压铸脱模剂，其特征在于：所述水性铝压铸脱模剂还包括0.01-0.02％的溴硝醇。
6.根据权利要求1所述的水性铝压铸脱模剂，其特征在于：所述水性铝压铸脱模剂各组分形成的乳液中的平均粒径为50-100nm。
7.根据权利要求1所述的水性铝压铸脱模剂，其特征在于：所述长链烷基有机硅油，其烷基碳链数为12，25℃的粘度为1200mm 2/s。
8.根据权利要求1所述的水性铝压铸脱模剂，其特征在于：所述全合成烯烃油20℃下的粘度为2700-3300mPa s ，平均摩尔质量为4600，该全合成烯烃油中，1,4顺式双键占比77％，1,4反式双键占比22％，1,2乙烯基双键占比1％。
9.根据权利要求1所述的水性铝压铸脱模剂，其特征在于：水性铝压铸脱模剂的粘度为700-750cps，pH为7.5-7.7的乳白液体，其耐裂解温度大于350℃。
10.上述任一权利要求所述水性铝压铸脱模剂的制备方法，其特征在于：步骤如下：a、在2#搅拌釜中，依次投入水，二乙醇胺，癸二酸，搅拌1小时，得到水性防锈剂，为物料A；
b、在3#搅拌釜中，依次投入水，三聚磷酸钠，搅拌1小时，得到阴离子表面活性剂三聚磷酸钠的水溶液，为物料B；
c、在1#搅拌釜中，配备了A搅拌机、B搅拌机两个独立的搅拌机，其中A搅拌机配备筐式搅拌头，B搅拌机配备高速均质搅拌头；
先在1#搅拌釜中投入长链烷基有机硅油和全合成烯烃油，开启A搅拌机，搅拌30分钟后，加入表面活性剂AEO -15，AEO -3，再搅拌30分钟，然后依次加入物料B，物料A，然后分批加入水；
d、在保持搅拌机A运转的同时，开启搅拌机B，搅拌30分钟后，加入剩余的水；
e、将溴硝醇加入1#搅拌釜中，继续搅拌10-15分钟得到最终产物。
权 利 要 求 书1/1页CN 111979032 A
水性铝压铸脱模剂及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及脱模剂技术领域，特别涉及一种水性铝压铸脱模剂及其制备方法。
背景技术
[0002]目前，在铝合金压铸行业，水性铝合金压铸脱模剂通常使用动植物油和矿物油，石蜡乳液和有机硅乳液复配而成。动植物油、矿物油和石蜡由于本身化学性能的限制，存在耐高温性能差、易变质、杂质含量高的缺点。由于铝合金压铸是使用熔融状态的铝液注入，后冷却压铸成型的生产工艺，其短时间产生的高温会使配方中动植物油、矿物油和石蜡发生高温分解和碳化，不仅降低了产品的使用性能，还增加了脱模剂的消耗量。同时，碳化后的残留物杂质会堆积在模具和零件表面，缩短模具的保养周期，加重了零件后道精加工的复杂性和加工难度，增加了废品率，配方中使用的一些低端有机硅乳液，又会影响后道的喷漆加工，导致油漆附着力不达标，易脱落。
[0003]因此，需要针对目前存在的问题，开发一种改进型的用于铝压铸的水性脱模剂
发明内容
[0004]本发明的目的在于提供一种水性铝压铸脱模剂及其制备方法，解决传统脱模剂配方原材料选择和实际应用上的弊端，提供一种机械自动化生产趋势下，满足现代生产工艺及应用要求的新产品。
[0005]长链烷基有机硅油和全合成烯烃油这一材料的符合使用，使最终产品的耐裂解温度达到了350℃，
有效的保障了合模温度下的脱模效率。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水性铝压铸脱模剂，所述水性铝压铸脱模剂的原料按照重量百分比计包括35-45％的长链烷基有机硅油、5-8％的全合成烯烃油、2-3％的防锈剂、复合表面活性剂和余量的水；所述复合表面活性剂由4-5％的非离子表面活性剂和0.2-0.5％的阴离子表面活性剂组成。
[0007]本发明的提供的水性铝压铸脱模剂乳液的组合物，使用了改性的长链烷基有机硅油，这种硅油即保持了硅油具备的耐高温和离型力，同时加强了和油漆组分的兼容性，具备优秀的后道可涂装性能。本发明对配方中各类材料进行了优化和比例组合，特别使用了全合成烯烃油替换动植物油和矿物油，石蜡乳液使用，起到了和长链烷基有机硅油性能互补的作用，减少了高温下涂料的损耗，降低了生产过程中模具表面脱模剂的喷涂量，在确保零部件产品合格率的前提下，降低了单模涂料使用量，从而降低了使用者的生产成本。同时，本发明最终选择了对长链烷基有机硅油和全合成烯烃油混合物一次乳化得到最终产品的方案，提高生产效率，解决了原材料分类乳化再混合的低效问题。
[0008]本发明中使用全合成烯烃油替换了传统配方中动植物油、矿物油和蜡类原材料，首先解决了高温下模具表面残留物堆积过快，保养期过短的问题。全合成烯烃油在配方中的应用，至少延长了一倍时间的保养周期，减少了模具保养的拆卸频率，保持了自动化生产的连续性，降低了反复停机的能源浪费和效率低下问题。另一方面，自动化压铸机配备了自
动喷雾装置，传统配方中使用的蜡类材料，常温下凝固堆积，极易堵塞喷头喷嘴，需要频繁清洗，本发明中全合成烯烃油这一材料的使用，由于常温不凝固的物理特性，也很好的解决了这一问题。
[0009]本发明中长链烷基有机硅油和全合成烯烃油的复合应用，具有更广泛的适用性，很好的解决了自动连续线上集中配比，大小吨位机器集中供液的通用要求，同时提高了成品零部件表面的光洁度，降低了机械精加工的负担，减少了精加工的工时。
[0010]综合从各方面来看，本发明可以有效的提高生产效率，生产质量，更好的控制生产综合成本。
[0011]优选的，所述非离子表面活性剂为1.5-2％的AEO-15和2.8-3.5％的AEO-3。[0012]优选的，所述阴离子表面活性剂为三聚磷酸钠。
[0013]优选的，所述防锈剂的原料为1-1.5％的癸二酸和1-1.5％的二乙醇胺。
[0014]优选的，所述水性铝压铸脱模剂还包括0.01-0.02％的溴硝醇。
[0015]优选的，所述水性铝压铸脱模剂各组分形成的乳液中的平均粒径为50-100nm。[0016]优选的，长链烷基有机硅油，其烷基碳链数为12，粘度为1200mm2/s(25℃)。[0017]优选的，全合成烯烃油的具体要求：其粘度为2700-3300mPa s(20℃)，平均摩尔质量为4600，该全合成烯烃油中，1,4顺式双键占比约77％，1,4反式双键占比约22％，1,2乙烯基双键占比约1％。
[0018]长链烷基有机硅油和全合成烯烃油的性能参数对于产品的性能起到非常重要的影响。发明人通过长期研究发现采用上述的性能参数得到的产品的性能能够符合预期的效果。
[0019]优选的，水性铝压铸脱模剂粘度为700cps，pH为7.7的乳白液体。其裂解温度可达350℃。
[0020]长链烷基有机硅油和全合成烯烃油是两种具有高拒水性的油性有机物，不溶于水。本发明制成的水性乳液是通过加入乳化剂降低油水两相的表面张力，使这两种油性物均匀地分散在水中，借助乳化剂具备的亲水亲油能力，通过外力的作用下形成乳状液。水性铝压铸脱模剂乳液是模具高温保护涂料应用的主要形式之一，具有性能稳定、细腻、成膜均匀、无毒、无腐蚀、便于储存、使用方便等特点，且易与水稀释，方便不同浓度下的使用要求。[0021]长链烷基有机硅油是一种在有机硅端部接枝碳链烷基的改性有机硅，全合成烯烃油是一种聚烯烃类的高粘度聚合物(粘度为2700-3300mPa s)。由这两种聚合物制成的水性乳液，喷涂在模具表面，干燥后形成的保护涂层具有耐高温、抗液态铝水冲击性强和增强液态铝水在模具内的流动性等特点；同时，长链烷基有机硅油在低含量下就具备优秀的隔离能力(脱模力)，全合成烯烃油所具备的润滑性，降低铝合金零部件离模时的剥离力，在保护模具，延长模具和周边部件使用寿命的同时，也提高了产品的成品率。
[0022]普通的有机硅油(主要以甲基硅油，甲基苯基硅油为代表)虽然具备了优秀的耐温性和低剥离力性能。但是，其以硅(Si)为主链，短碳链接枝的对称结构，在水性化的应用上有着不少弊端，特别在高压
铝压铸脱模剂这一领域使用时，这种结构的高拒水性和化学极性使它很难制备成长期稳定的水性乳液，同时，在零件表面的残留硅油，又提高了零件在后道清洗和涂装的难度，导致后到油漆附着力低下，容易掉漆的问题。长链烷基硅油的结构正好解决了这一难题，通过在硅主链上接枝长碳链的有机物，既保留了有机硅的本身性能，又
方便清洗，长碳链的存在，增强了和后道涂料的结合力，提高了油漆附着力，避免掉漆现象的发生。长链烷基的存在，又为制备长期稳定水性乳液提供了可行性。基于这些优点，本发明选择了长链烷基改性的有机硅油作为主要成分使用。
[0023]有机硅虽然具备了耐高温和抗粘连的性能，在压铸工艺种提供了优秀的脱模力，但是如果单独使用，需要较高的使用量才能满足使用效果，基于工业化连续生产时的成本考虑，本发明种使用了全合成烯烃油对配方加以改良，通过复配的方案到达材料应用时性能互补的目的。
[0024]本发明在配方中复配使用的全合成烯烃油是一种聚烯烃类的高粘度聚合物，具备了优秀的润滑性和耐温性，同时该材料具备高温热升华的物理性能，降低了在模具表面的残留，延长了模具的保养周期，提高了生产效率。使用全合成烯烃油作为配方成分，可以大大提高模具内铝水流动性，降低次品率，更适合现代化的高速压铸机的。全合成烯烃油同时又弥补了有机硅油在低含量时润滑性的不足，提升了出模效率，提高了零部件的表面光洁度，减轻了后道精加工的负担。
[0025]上述水性铝压铸脱模剂的制备方法，其特征在于：步骤如下：
[0026]a、在2#搅拌釜中，依次投入水，二乙醇胺，癸二酸，搅拌1小时，得到水性防锈剂，为物料A；
[0027]b、在3#搅拌釜中，依次投入水，三聚磷酸钠，搅拌1小时，得到阴离子表面活性剂三聚磷酸钠的水溶液，为物料B；
[0028]c、在1#搅拌釜中，配备了A搅拌机、B搅拌机两个独立的搅拌机，其中A搅拌机配备筐式搅拌头，B搅拌机配备高速均质搅拌头；
[0029]先在1#搅拌釜中投入长链烷基有机硅油和全合成烯烃油，开启A搅拌机，搅拌30分钟后，加入表面活性剂AEO-15，AEO-3，再搅拌30分钟，然后依次加入物料B，物料A，然后分批加入水；
[0030]d、在保持搅拌机A运转的同时，开启搅拌机B，搅拌30分钟后，加入剩余的水；[0031]e、将溴硝醇加入1#搅拌釜中，继续搅拌10-15分钟得到最终产物。
[0032]本发明的有益效果是：
[0033](1)本案为解决长链烷基有机硅油和全合成烯烃油混合物一次乳化，对原料的配比进行了改进，采用是非离子型脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-3和AEO-15，阴离子表面活性剂三聚磷酸钠的复配应用，满足了乳化的要求。
[0034](2)同时考虑对模具的保护，延长模具使用寿命，配方中加入了癸二酸体系的防锈材料减少了水性产品对模具的锈蚀，提供保护作用。
[0035](3)上述3种非离子表面活性剂，通过复配应用以及配方和生产工艺的优化，以长链烷基有机硅油和全合成烯烃油混合物为被乳化物，上述复配物为乳化剂，最终生成的水乳液为水包油体系，配合合理的生产工艺，最终可得到粒径尺寸为50-100nm的水性铝压铸脱模剂乳液。
具体实施方式
[0036]下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
[0037]本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。
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