一種防腐脫模粉體組合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種防腐脫模粉體組合物及其制備方法，屬于模具防腐技術(shù)領(lǐng)域，主 要應(yīng)用于橡塑制備成型模具表面的防腐脫模處理。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著工業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展，各種家用器具、視聽設(shè)備、辦公器械、汽車零件等，大量 采用橡膠制品，并向小型化、輕量化、精密化方向發(fā)展。因此專業(yè)人員欲圖橡膠制品模具堅 固可靠、使用靈活、操作方便。模具是一種較昂貴的工具，如果使用壽命不高，拆裝的次數(shù)就 多，這樣，費時費工拆裝模具將大大降低設(shè)備的生產(chǎn)率。因此，提高模具壽命對降低塑件成 本，提高設(shè)備生產(chǎn)率有著顯著的作用。
[0003] 影響模具壽命的因素有：制品成型過程中樹脂的降解產(chǎn)生的氣體或小分子物質(zhì)的 侵蝕、內(nèi)含助劑的釋放產(chǎn)生的侵蝕等腐蝕因素，在充模過程高壓造成的熱變形、在脫模時摩 擦造成的劃痕及脫模殘留物碳化造成的損害等脫模因素。據(jù)統(tǒng)計我國有模具生產(chǎn)廠家約2 萬余家，模具總產(chǎn)值超過500億元人民幣。采取措施，防止以上因素的影響，延長模具使用 壽命，使模具達(dá)到最佳使用壽命無疑有著十分重要的意義。
[0004] 在橡塑制品的成型加工過程中，為了保證制品能夠順利脫模以及保持制品具有光 滑平整的表面，一般需要在模具表面涂覆一層脫模性涂層，如RTA硅橡膠、硅油、脂肪族油 脂類表面活性劑等。這雖然可以解決順利脫模的問題，但存在功能單一、無法滿足多制品及 多種溫度下的加工要求，而且涂覆一次后僅能脫模一次或幾次、無法持續(xù)多次脫模，生產(chǎn)效 率低。另外，涂覆脫模劑的模具往往需要使用一段時間后清洗一次，否則會造成小分子物質(zhì) 碳化而產(chǎn)生對模具及制品的損害。在防止模具被侵蝕方面，脫模劑更是顯得無能為力。
[0005] 本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員眾所周知，氟樹脂具有異乎尋常的低表面能，是常用的不粘材料； 氟樹脂為化學(xué)惰性材料，防腐蝕性能優(yōu)良。氟樹脂的以上性能決定了其是用作模具防腐脫 模的理想材料。
[0006] 目前的含氟不粘涂料大致為氟樹脂溶液或懸浮液、純聚四氟乙烯樹脂、氟樹脂與 粘結(jié)劑復(fù)合不粘涂料等。
[0007] 鄒德榮使用溶劑型氟涂料進(jìn)行模具涂覆，證實了只要型面達(dá)到5. 6cm2就可以順利 脫模，劉圣等人用常溫固化型FEVE樹脂與改性微粉形成懸浮液，并進(jìn)行了多次脫模試驗。 但是液狀氟涂料中含有可揮發(fā)的有機(jī)溶劑，不環(huán)保，VOC含量不符合國際工業(yè)發(fā)展趨勢，并 且大多需涂覆底漆或是多次重涂，工藝復(fù)雜。
[0008] 陳麗萍等人將聚四氟乙烯樹脂粉末涂覆于輪胎模具中，避免了生膠與模具內(nèi)腔的 粘合，模具使用次數(shù)提高了 1. 5-1. 8倍，使用多次后模具表面沒有積碳，輪胎制品外觀光潔 平整。但是純氟樹脂存在固化溫度高、施工工藝復(fù)雜、涂膜光澤低、顏色單一等缺點，而且純 PTFE樹脂涂膜表面硬度不夠，附著力較差，使用不久之后脫落。
[0009] 使用膠黏劑與氟樹脂結(jié)合構(gòu)成強(qiáng)附著力不粘涂料，如CN1104465C、CN1069336C、 CN1051790C等專利中公開的聚醚砜與氟樹脂構(gòu)成不粘涂料，但是這種涂料主要用于不粘鍋 表面，用于模具時接觸角偏低、不粘性不是很理想，因此脫模效果差。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)無法提供一種適用多種橡塑制品成型模具的耐腐蝕性強(qiáng)，兼具耐磨性與 硬度，脫模性好，并且環(huán)境友好的防腐脫模粉體組合物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種涂膜與模具基材附著力高，防腐蝕性 好，不粘性優(yōu)異，兼具耐磨性與硬度，持續(xù)脫模性好，環(huán)境友好的橡塑制品成型模具用防腐 脫模粉體組合物及其制備方法。
[0012] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0013] -種防腐脫模粉體組合物，其特征在于：按以下重量份的組分組成，F(xiàn)EVE氟樹脂 35~50份，含氟微粉22~40份，二氧化硅0~10份，鈦白粉0~10份，流平劑0· 6~L 0 份，消泡劑〇. 5~I. 0份，固化劑5~15份；FEVE氟樹脂作為成膜物質(zhì)，樹脂用量過少組合 物難以成膜，樹脂用量過多成本增加，含氟微粉用量過少或過多都不利于脫模性能的提升， 二氧化硅和鈦白粉可以為組合物涂膜提供耐磨性與硬度，其在成膜過程中發(fā)生分子迀移， 脫模時的摩擦過程中堅膜成分逐漸暴露，與摩擦副表面接觸，承載了大部分的摩擦載荷，有 效保護(hù)涂膜基體，流平劑用量過少難以達(dá)到流平效果，用量過多會對涂膜其它性能產(chǎn)生不 良影響，消泡劑用量過少難以達(dá)到消泡效果，用量過多會對涂膜其它性能產(chǎn)生不良影響，固 化劑用量過少，交聯(lián)程度低，涂膜的持續(xù)脫模持久性將受到影響，用量過多，反而影響涂膜 的易脫模性。
[0014] 進(jìn)一步，F(xiàn)EVE氣樹脂為氣條徑與烷基乙條基釀或烷基乙條基醋、輕烷基單體的共 聚物，F(xiàn)EVE氟樹脂的氟含量在18%以上，羥值為30~55mgKOH/g，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg為 35~70°C，含氟量高于18%，保持了氟樹脂的化學(xué)惰性，含氟量低于18%防腐效果下降，羥 值在30~55mgKOH/g，增強(qiáng)了與模具表面的附著力，同時保證交聯(lián)密度，涂層堅硬度下降， 對脫模不利，玻璃化溫度過高，涂層柔軟性不足、耐沖擊性能差、涂膜容易損傷，共聚物中可 以含有羥酸單體鏈節(jié)，氟樹脂選用其中的一種共聚物或不同共聚物的共混物。
[0015] 優(yōu)選的，氟烯烴為四氟乙烯或三氟氯乙烯。
[0016] 進(jìn)一步，烷基乙烯基醚為甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、正丁基乙烯基酯、叔丁基 乙烯基醚中的一種或一種以上的混合物，烷基乙烯基酯為醋酸乙烯酯、正丁酸乙烯酯、三甲 基乙酸乙烯基醋、Veova9、VeovalO中的一種或一種以上的混合物，優(yōu)選為甲基乙烯基醚、乙 基乙烯基醚、叔丁基乙烯基醚、醋酸乙烯酯、三甲基乙酸乙烯基酯、Veova9、VeovalO中的一 種或一種以上的混合物。
[0017] 進(jìn)一步，羥烷基單體為羥乙基乙烯基醚、4-羥丁基乙烯基醚、烯丙醇、二乙二醇乙 烯基醚、乙二醇烯丙基醚、（甲基）丙烯酸羥乙酯、（甲基）丙烯酸羥丙酯和4-羥丁基乙烯 基醚中的一種，優(yōu)選為丙烯酸羥乙酯、乙二醇烯丙基醚、4-羥丁基乙烯基醚中的一種。
[0018] 進(jìn)一步，含氟微粉為聚四氟乙烯微粉、聚偏氟乙烯微粉、聚三氟氯乙烯微粉、聚四 氟乙烯-六氟丙烯微粉、聚四氟乙烯-乙烯微粉、聚三氟氯乙烯-乙烯微粉、聚偏氟乙烯-三 氟氯乙烯微粉，優(yōu)選為聚四氟乙烯微粉、聚偏氟乙烯微粉、聚四氟乙烯-六氟丙烯微粉，含 氟微粉的粒徑小于40 μ m，優(yōu)選粒徑小于20 μ m，含氟微粉氟含量通常在40 %以上、遠(yuǎn)高于 氟樹脂，對于組合物涂層不粘性的提高起主要作用，從而賦予組合物涂層優(yōu)異的脫模性能。
[0019] 進(jìn)一步，二氧化娃為氣相二氧化娃，其粒徑小于40 μ m，優(yōu)選粒徑小于20 μ m。
[0020] 進(jìn)一步，鈦白粉為金紅石型，其粒徑小于40 μ m，優(yōu)選粒徑小于20 μ m。
[0021] 進(jìn)一步，固化劑為異氰酸酯類固化劑，異氰酸酯類固化劑為封閉異氰酸酯7992或 封閉異氰酸酯VESTANAT，能與含氟樹脂中的羥基基團(tuán)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，提高涂膜的優(yōu)良性質(zhì)。
[0022] 制備如上述的一種防腐脫模粉體組合物的方法，其特征在于包括如下步驟：按比 例依次稱取FEVE氟樹脂、含氟微粉、二氧化硅、鈦白粉、流平劑、消泡劑和固化劑，并進(jìn)行攪 拌預(yù)混合，再經(jīng)螺桿擠出機(jī)熔融擠出，最后粉碎研磨制成防腐脫模粉體組合物。
[0023] 本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：
[0024] 1、本發(fā)明的粉體組合物涂膜與模具基材的附著力高；
[0025] 2、本發(fā)明的粉體組合物涂膜防腐蝕性好，不粘性優(yōu)異，兼具耐磨性與硬度，持續(xù)脫 模性好；
[0026] 3、粉體組合物的VOC含量低，符合未來環(huán)境發(fā)展的要求；
[0027] 4、涂膜工藝簡單，可以不用底涂；
[0028] 5、適合多種橡塑制品成型模具。
【具體實施方式】
[0029] 本發(fā)明一種防腐脫模粉體組合物，按以下重量份的組分組成，F(xiàn)EVE氟樹脂35~ 50份，F(xiàn)EVE氟樹脂作為成膜物質(zhì)，樹脂用量過少組合物難以成膜，樹脂用量過多成本增加， FEVE氟樹脂為氟烯烴與烷基乙烯基醚或烷基乙烯基酯、羥烷基單體的共聚物，F(xiàn)EVE氟樹脂 的氟含量在18%以上，羥值為30~55mgKOH/g，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg為35~70°C，含氟量高 于18%，保持了氟樹脂的化學(xué)惰性，含氟量低于18%防腐效果下降，羥值在30~55mgKOH/ g，增強(qiáng)了與模具表面的附著力，同時保證交聯(lián)密度，涂層堅硬度下降，對脫模不利，玻璃化 溫度過高，涂層柔軟性不足、耐沖擊性能差、涂膜容易損傷，共聚物中可以含有羥酸單體鏈 節(jié)，氟樹脂選用其中的一種共聚物或不同共聚物的共混物；FEVE氟樹脂可以通過自由基共 聚獲得，采用溶液聚合、懸浮聚合、乳液聚合等方法，優(yōu)選采用溶液共聚，獲得的溶液再經(jīng)過 脫溶處理得到FEVE氟樹脂粉體，氟烯烴為四氟乙烯或三氟氯乙烯，烷基乙烯基醚為甲基乙 烯基醚、乙基乙烯基醚、正丁基乙烯基酯、叔丁基乙烯基醚中的一種或一種以上的混合物， 烷基乙烯基酯為醋酸乙烯酯、正丁酸乙烯酯、三甲基乙酸乙烯基酯、Veova9、VeovalO中的 一種或一種以上的混合物，優(yōu)選為甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、叔丁基乙烯基醚、醋酸乙 稀醋、三甲基乙酸乙烯基醋、Veova9、VeovalO中的一種或一種以上的混合物，輕烷基單體 為羥乙基乙烯基醚、4-羥丁基乙烯基醚、烯丙醇、二乙二醇乙烯基醚、乙二醇烯丙基醚、（甲 基）丙烯酸羥乙酯