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      一種注凝成型硅膠模具及其制備方法

      文檔序號:40279137發(fā)布日期:2024-12-11 13:16閱讀:13來源:國知局
      一種注凝成型硅膠模具及其制備方法

      本發(fā)明涉及注凝成型,尤其涉及一種注凝成型硅膠模具及其制備方法。


      背景技術(shù):

      1、注凝成型是基于有機單體黏結(jié)劑原位聚合形成高分子網(wǎng)絡(luò),將粉末顆粒凝聚在一起的一項技術(shù)。注凝成型已成功用于生產(chǎn)粗顆粒體系陶瓷、高級耐火材料、陶瓷復合材料、結(jié)構(gòu)陶瓷、功能與生物陶瓷、多孔材料及粉末冶金等。注凝成型對粉體無特殊要求,可制備出大尺寸和復雜形狀及壁厚的部件,模具可選用多種材料,成型周期短,濕坯和干坯強度高,可進行機械加工,坯體有機物含量低,坯體和燒結(jié)體性能均勻性好,工藝過程易控制,工藝過程和操作較為簡便,設(shè)備簡易,成本低廉,與其他成型技術(shù)相對比,凝膠注模具成型工藝有許多傳統(tǒng)的成型工藝達不到的優(yōu)勢。

      2、注凝成型中的一個重要步驟為注模和脫模。硅膠模具是注凝成型工藝中可選擇的模具之一。硅膠模具有良好的彈性,能夠輕松脫模,適合復雜形狀和細節(jié)豐富的制品,制作成本較低,制作時間較短,能夠快速投入生產(chǎn)。然而,由于注凝成型料漿本身黏度大,重量大,導致硅膠模具的使用壽命較短,且由于材料特性,硅膠模具的尺寸精度較低,不適合對精度要求高的產(chǎn)品的制備。

      3、因此,有必要研發(fā)一種高強度、高韌性,使用壽命長,可滿足大尺寸、高精度制備要求的注凝成型模具。


      技術(shù)實現(xiàn)思路

      1、有鑒于此,本發(fā)明提供了一種注凝成型硅膠模具及其制備方法。本發(fā)明通過調(diào)整模具內(nèi)外層厚度關(guān)系和原料的配比,使模具兼具高強度和高韌性的優(yōu)點,顯著提高了模具的使用壽命,降低了結(jié)構(gòu)復雜且具有大尺寸、高精度特性的注凝成型材料的生產(chǎn)成本。

      2、本發(fā)明所述注凝成型硅膠模具由內(nèi)向外依次為內(nèi)層和外層,所述內(nèi)層厚度為模具總厚度的20%~50%,所述外層的厚度為模具總厚度的50%~80%。

      3、進一步地,所述外層由以下質(zhì)量百分比的原料構(gòu)成:端乙烯基硅油4~10%,抗氧劑1~2%,固化劑1~3%,余量為硅膠基體。

      4、進一步地,所述內(nèi)層由以下質(zhì)量百分比的原料構(gòu)成:端乙烯基硅油4~10%,改性納米顆粒1~10%,硬脂酸鈣1~3%,抗氧劑1~2%,固化劑1~3%,余量為硅膠基體。

      5、所述改性納米顆粒的制備方法如下:

      6、將納米二氧化硅和納米氧化鋁按比例混合均勻后干燥得到混合納米顆粒,然后向所述混合納米顆粒中加入硅烷偶聯(lián)劑和二甲苯進行改性,改性結(jié)束后過濾,洗滌,干燥,得改性納米顆粒;

      7、進一步地,所述納米二氧化硅和所述納米氧化鋁的質(zhì)量比為(3~5):(0.5~1.5)。優(yōu)選的,所述納米二氧化硅和所述納米氧化鋁的質(zhì)量比為4:1。

      8、進一步地,所述混合納米顆粒的干燥溫度為180℃~200℃,干燥時間為10~20h。優(yōu)選的,所述混合納米顆粒的干燥溫度為185℃,干燥時間為15h。

      9、進一步地,所述硅烷偶聯(lián)劑的添加量為所述混合納米顆粒的0.5wt.%~l.5wt.%。優(yōu)選的,所述硅烷偶聯(lián)劑的添加量為所述混合納米顆粒的1.0wt.%。

      10、進一步地,所述混合納米顆粒和所述二甲苯的質(zhì)量比為1:(0.5~5)。優(yōu)選的,所述混合納米顆粒和所述二甲苯的質(zhì)量比為1:(2~3)。更優(yōu)選的,所述混合納米顆粒和所述二甲苯的質(zhì)量比為1:2.5。

      11、進一步地,所述改性溫度為100℃~120℃,改性時間為3~7h。優(yōu)選的,所述改性溫度為110℃,改性時間為5h。

      12、進一步地,所述硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑kh-560和硅烷偶聯(lián)劑kh-570,所述硅烷偶聯(lián)劑kh-560和硅烷偶聯(lián)劑kh-570的質(zhì)量比為(1~2):(4~5)。優(yōu)選的,所述硅烷偶聯(lián)劑kh-560和硅烷偶聯(lián)劑kh-570的質(zhì)量比為1.5:4.5。

      13、進一步地,所述抗氧劑為抗氧劑1010。

      14、本發(fā)明還提供了所述注凝成型硅膠模具的制備方法,包括以下步驟:

      15、s1、按比例稱取原料,制備改性納米顆粒;

      16、s2、按比例稱取原料,分別制備外層原料和內(nèi)層原料;

      17、s3、將外層原料加入壓制模具中,擠壓成型,待外層材料即將凝固后倒入內(nèi)層原料,待凝固后脫模,得到注凝成型硅膠模具。

      18、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益技術(shù)效果:

      19、本發(fā)明通過調(diào)整模具內(nèi)外層的厚度和原料配比,使模具兼具較高的強度和韌性,能夠更好地適應形狀復雜的注凝成型材料的制備需求,提高模具的尺寸精度,且顯著降低了結(jié)構(gòu)復雜且大尺寸、高精度注凝成型材料的生產(chǎn)成本。

      20、本發(fā)明通過優(yōu)化材料配比,有效防止了在大尺寸、高精度材料制備過程中由于硅膠強度較差導致的變形。

      21、本發(fā)明顯著提高了模具的使用壽命,減少了裂紋或表面破裂等問題的發(fā)生,使用次數(shù)是普通硅膠模具的2.5~3倍。



      技術(shù)特征:

      1.一種注凝成型硅膠模具,其特征在于,由內(nèi)向外依次為內(nèi)層和外層,所述內(nèi)層厚度為模具總厚度的20%~50%,所述外層的厚度為模具總厚度的50%~80%;

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注凝成型硅膠模具,其特征在于,所述納米顆粒由納米二氧化硅和納米氧化鋁按質(zhì)量比為4:1的比例構(gòu)成。

      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注凝成型硅膠模具,其特征在于,所述混合納米顆粒的干燥溫度為180℃~200℃,干燥時間為10~20h。

      4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注凝成型硅膠模具,其特征在于,所述硅烷偶聯(lián)劑的添加量為所述混合納米顆粒的0.5wt.%~l.5wt.%。

      5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種注凝成型硅膠模具,其特征在于,所述硅烷偶聯(lián)劑的添加量為所述混合納米顆粒的1.0wt.%。

      6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注凝成型硅膠模具,其特征在于,所述混合納米顆粒和所述二甲苯的質(zhì)量比為1:(0.5~5)。

      7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注凝成型硅膠模具,其特征在于,所述改性溫度為100℃~120℃,改性時間為3~7h。

      8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種注凝成型硅膠模具,其特征在于,所述改性溫度為110℃,改性時間為5h。

      9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注凝成型硅膠模具,其特征在于,所述硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑kh-560和硅烷偶聯(lián)劑kh-570,所述硅烷偶聯(lián)劑kh-560和硅烷偶聯(lián)劑kh-570的質(zhì)量比為(1~2):(4~5)。

      10.權(quán)利要求1-9任一項所述注凝成型硅膠模具的制備方法,包括以下步驟:


      技術(shù)總結(jié)
      本發(fā)明提供了一種注凝成型硅膠模具及其制備方法,涉及注凝成型技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的注凝成型硅膠模具由內(nèi)向外依次為內(nèi)層和外層,所述內(nèi)層厚度為模具總厚度的20%~50%,所述外層的厚度為模具總厚度的50%~80%;所述外層由端乙烯基硅油、抗氧劑、固化劑、硅膠基體制成;所述內(nèi)層由端乙烯基硅油,改性納米顆粒、硬脂酸鈣、抗氧劑、固化劑、硅膠基體構(gòu)成。本發(fā)明還提供了所述納米顆粒的制備方法。本發(fā)明通過調(diào)整模具內(nèi)外層厚度關(guān)系和原料的配比,使模具兼具高強度和高韌性的優(yōu)點,顯著提高了模具的使用壽命,降低了結(jié)構(gòu)復雜且具有大尺寸、高精度特性的注凝成型材料的生產(chǎn)成本。

      技術(shù)研發(fā)人員:楊書剛
      受保護的技術(shù)使用者:山東理工大學
      技術(shù)研發(fā)日:
      技術(shù)公布日:2024/12/10
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