專利名稱：濕砂模壓成型用的脫模劑儲液的制作方法
技術領域：
本發明涉及濕砂模壓成形用的脫模劑儲液，該儲液含有作為主要潤滑成分的烴油，本發明還涉及濕砂模壓成形用的脫模劑。
濕砂模具是安裝在模具主要流水生產線上的一種最基本的模具，因為這種模具與其它模具例如熱固模具、自硬模具和氣硬模具相比，具有許多優點成形產率高、模具材料便宜、可以重復使用。
本發明的申請人提供了一種用于濕砂模壓成形的脫模劑，該脫模劑是油包水(W/O)乳液或含分散水相的烴油相體系(參閱經審查的日本專利公開No.63-29625)。
然而，這種脫模劑有如下缺點(1)由于所用乳液體系是油包水(W/O)型的，因而該體系不能用水稀釋。因此，該體系必須從具有施用組合物的生產工序中制備。這種要求勢必造成運輸和貯存的問題。
(2)出于對所制得液體的穩定性和產品的脫模性考慮，水含量被限制在最高約60%。就節省資源和防火安全而言，該水分含量的百分率是不夠高的。
為了解決上述問題，該脫模劑可制成水包油(O/W)乳液。然而，模具經過模壓成形使用后，卻難以在其表面上形成均勻的潤滑薄膜。其所以困難的原因是，由于主要的潤滑成分是烴油，模具(特別是金屬模具)表面一旦通過施加脫模劑用以成形后，該油成分會殘留在其表面上，當將水基O/W乳液脫模劑施加到金屬模具的表面上時，殘留的油會排斥水基O/W乳液脫模劑。
本發明的目的之一是提供一種用于濕砂模壓成形的脫模劑儲液，該儲液是以O/W乳液的形態施用，并可在施用現場稀釋。
本發明的另一個目的是提供一種用于濕砂模壓成形的脫模劑儲液，該儲液是以水溶液的形態施用，而不需要使用烴油。
(1)本發明濕砂模壓成形用的脫模劑儲液的優選的一種類型是這種用于濕砂模壓成形的脫模劑儲液含有烴油作為主要的潤滑成分，其中，該儲液含1)作為分散劑的表面活性劑和2)陰離子表面活性劑和/或強堿性胺作為潤濕性改進劑(除烴油之外的必要成分)，其中，該儲液通過用水稀釋后制成水包油乳液來使用。這種組合物可以實現本發明的第一個目的并具有下述的優點和效果。
如下文的實施例中所述，當將該儲液施加到模具表面，甚至當油分殘留在施加脫模劑用以成形的模具(特別是金屬模具)表面上時，借助施用本發明的儲液作為脫模劑改善的模具潤滑性，可以防止脫模劑被排斥。因此，可以在模具的表面上生成均勻的潤滑劑薄膜，從而可以采取O/W乳液的形式施加脫模劑。
因此，本發明的脫模劑儲液可以用水稀釋，這就意味著該儲液在貯存和運輸時所占的容積較小，而且該儲液在貯存和運輸時易于處置。
此外，在本發明的脫模劑儲液中，水與烴油的比例可以增加到60%或更高。這有助于增進資源的節省和防火安全。
(2)本發明濕砂模壓成形用的脫模劑儲液優選的另一種類型是含有作為必要成分的強堿性胺和高級脂肪酸和/或乙二醇類，其中，該儲液用水稀釋到適當的粘度以水溶液的形式使用。該類型的組合物可以實現本發明的第二個目的并具有下述的優點和效果。
如下文的實施例中所述，甚至當油分殘留在施加脫模劑用以成形的模具(特別是金屬模具)表面上時，當連續地將該脫模劑施加到模具表面上時，不會從表面上被排斥。因此，可以在模具的表面上形成均勻的潤滑劑薄膜，且可以使用呈水溶液形式的脫模劑。這種情況估計可能是采用本發明的溶液作為脫模劑時，該溶液使模具表面的潤濕性改善所致。
因此，類似于前一種情況，由于本發明的儲液(供潤滑用，其組成如上所述)可以用水稀釋，該儲液具有這些優點它只需較少的貯存和運輸空間，且在貯存和運輸時易于處置。另外，由于本發明的這種溶液在施用時不含任何烴油，因此，本發明的儲液有助于增進資源的節省和防火安全。
圖1是用來測試脫模性的擠壓成形法裝置的示意圖。
在以下說明中，除非另有說明，調制的單位均以重量計。例如，“份”意指重量份。
A.用于第一個發明的脫模劑儲液。
(a)本發明的這種用于濕砂模壓成形的脫模劑儲液的基本要求是含有烴油作為主要潤滑成分。從處置的角度考慮，閃點等于或高于55℃的石油基的烴油是優選的。這種烴油的實例是潤滑油例如齒輪油、機加工油、軸承油或汽輪機油以及煤油和輕油。這些油可以分別使用或以其中一些油的混合物形式使用。
(b)本發明的這種用于濕砂模壓成形的脫模劑儲液的具體要求是含有表面活性劑作為分散劑和陰離子表面活性劑和/或強堿性胺作為潤濕性改進劑，作為除烴油之外的主要成分。
(1)作為上述分散劑的表面活性劑可以是非離子、陰離子、陽離子或兩性離子。然而，從水包油(O/W)乳液使用過程中的穩定性角度考慮，以下所列的非離子表面活性劑是優選的。
(ⅰ)非離子表面活性劑烷基聚環氧乙烷醚、烷基羰基聚環氧乙烷、對-烷基苯基聚環氧乙烷醚、N，N-二-(聚環氧乙烷)烷烴酰胺、脂肪酸多元醇酯、脂肪酸多元醇聚環氧乙烷、脂肪酸蔗糖酯、蓖麻油環氧乙烷添加劑。
用作分散劑的表面活性劑與烴油的組成比為1-50份(更優選2-30份)∶100份。表面活性劑用量小于1份時，很難滿足制備O/W乳液的要求，而用量大于50份時，不會按添加量增加相應的效果。
(2)用作上述潤濕性改進劑的陰離子表面活性劑和強堿性胺可以是下列幾種。
(ⅰ)陰離子表面活性劑高級脂肪酸堿金屬鹽(肥皂)、烷基硫酸鈉、仲烷基硫酸鈉、烷基苯磺酸鈉、α-烯烴磺酸鈉、N-酰胺基酸鈉、烷基萘鈉、N-(2-硫代)乙基-N-甲基烷烴酰胺鈉、2-砜二芳基酰胺琥珀酸。
(ⅱ)強堿性胺嗎啉、哌啶、哌嗪、哌咯烷、吡咯、咪唑、二乙胺、芐胺等。用作潤濕性改進劑的陰離子表面活性劑和/或強堿性胺與烴油的組成比為1-100份(更優選2-80份)∶100份。當陰離子表面活性劑和/或強堿性胺的用量小于1份時，很難滿足脫模劑對模具潤濕性改進的要求，而該比例大于100份時，不會按添加量增加相應的效果。
當使用陰離子表面活性劑作為潤濕性改進劑時，作為潤濕性改進劑的陰離子表面活性劑和作為分散劑的表面活性劑的總量為2-80份。當非離子表面活性劑以附加成分用作上述的表面活性劑時，陰離子/非離子之比為1/9-9/1(更優選4/6-8/2)。
(3)更優選添加高級脂肪酸及其衍生物作為下列脫模劑的助劑或添加少量水作為乳液成核劑。
(ⅰ)高級脂肪酸的實例是具有8-20個碳原子的硬脂酸、棕櫚酸、油酸等。衍生物可以是這些衍生物的酯酰胺衍生物。脫模劑助劑與烴油的混合比為2-40份∶100份。
(ⅱ)添加水是用以促進自然乳化的常用方法。通過在體系中添加水可以預先在脫模劑組合物中生成O/W乳液核，乳液核的生成可以在后續水稀釋步驟中促進乳化。加入體系中的水量為烴油和表面活性劑總量的1/10-1/5。
B.第二個發明的用于濕砂模壓成形的脫模劑儲液(1)本發明的用于濕砂模壓成形的脫模劑儲液含有作為必要成分的強堿性胺和高級脂肪酸和/或乙二醇類。
(ⅰ)該強堿性胺可以是在第一個發明中列舉的強堿性胺。
(ⅱ)高級脂肪酸的實例是具有8-20個碳原子的油酸、亞油酸、月桂酸、棕櫚酸、硬脂酸等。衍生物可以是這些衍生物的酯酰胺衍生物。
高級脂肪酸與100份該堿性胺的混合比為10-50份，優選20-40份。該高級脂肪酸作為阻擋劑防止砂與模具之間的接觸。
(ⅲ)乙二醇類的實例是乙二醇、二甘醇和三甘醇。
乙二醇類與堿性胺的混合比為20-80份(更優選30-60份)∶100份。該乙二醇類以水溶液形式使用時，可以起潤滑作用。
(2)脫模劑儲液優選含有等于或低于30%高級脂肪酸用量的表面活性劑，更優選等于或低于15%，以促進高級脂肪酸的分散，盡管為此而添加表面活性劑并非是必要的。添加的表面活性劑可以是非離子、陰離子、陽離子或兩性離子。從提高水溶液的可潤濕性角度考慮，陰離子類表面活性劑是最優選的。
(ⅰ)陰離子表面活性劑可以是第一個發明中所列的那些陰離子表面活性劑。
(3)除上述必要成分之外，當該儲液制備成水溶液形式時，優選在該體系中按等于或小于必要成分一半的比例添加水作為增溶劑，以提高該儲液的防火安全性。
C.將上述成分按一定的時間進行混合，并在混合器中攪拌以制備脫模劑儲液。將該儲液以混合狀態的組合物貯存和運輸。當該儲液在模具表面施用時，將該儲液用水稀釋到適宜于使用的粘度(通常為1-30厘泊)。
本發明用水稀釋的脫模劑儲液，在貯存和運輸時所占的容積較小，而且在貯存和運輸時易于處置。
此外，在將近施用時，可將本發明的脫模劑儲液中水與烴油的比例增加到60%或更高。加之，本發明的脫模劑儲液不含任一種烴油，因此，該溶液有助于增進節省資源和防火安全。
D.根據上述方法將通過稀釋脫模劑儲液而制備的脫模劑施加到一種模型或類似用于濕砂模壓成形模具上。該脫模劑不僅能夠在金屬模具(鑄鐵、銅合金、鋁合金、鋼等)上使用，而且可在任選材料例如塑料(環氧樹脂等)、石膏和木材制成的模具上使用。施加該脫模劑所用的方法通常是噴涂法，然而，也可采用涂刷、浸漬和其它方法。
該脫模劑通常的施加量為20-400毫升/平方米。
在備好的模具上采用各種成形方法例如擠壓法、振實法、吹塑法或通過采用拋砂機相繼進行成形。
〈實施方案〉下列實施例和對照實施例用來證實本發明的效果。
A.脫模劑的制備(1)用于第一個發明的第一組脫模劑在實施例1-10和對照實施例1中，將含有列于表1組份的每一種混合物在燒杯中用玻璃棒進行人工攪拌以制備脫模劑儲液。
然后，將稀釋水添加到每一種脫模劑儲液中，在用玻璃棒進行人工攪拌條件下，使其達到表1所列組份的量，以制備脫模劑。
對照實施例2是用于殼模成形的工業脫模劑，該試劑的組份如下。
組份二甲基硅500 30份直鏈仲醇乙氧基化物(HLB 13.5) 8份十二烷基苯磺酸鈉(濃度50%) 1份水 61份(2)用于第二個發明的第二組脫模劑在實施例A-H和對照實施例3和4中，將含有列于表2組份的每一種混合物在燒杯中用玻璃棒進行人工攪拌以制備脫模劑儲液。
然后，將稀釋水添加到每一種脫模劑儲液中，在用玻璃棒進行人工攪拌條件下，使其達到表2所列組份的量，以制備脫模劑。
B.測試方法參見圖1，每項測試均使用金屬模具1，該模具由鍍鉻鑄鐵制成，具有圖中所示的橫截面。將制備好的脫模劑從40厘米距離處噴涂在模具1的內表面上(對每次成形循環而言)。所用的噴涂設備是Meiji Sha Co.Ltd.制造的；操作條件是噴嘴開口為0.13毫米，空氣壓力為392kPa，噴涂時間為1秒。
一當噴涂完畢，即將含3.5%水的用于濕砂模壓的材料3裝入金屬模具1中，并用壓頭5進行擠壓成形。成形條件是濕砂裝入量80克，擠壓壓力為980kPa，成形高度約為13毫米。每一種制成的成形樣品均測試以下項目。
(1)脫模性(沾污程度)成形完成后，將金屬模具倒轉并從距臺面10厘米的高度垂直降落，以使成形的濕砂模件與金屬模具1分離。目測評價金屬模具1上的濕砂沾污程度。然后，用同一個金屬模具1重復進行成形，對第一次成形后的脫模性和持續的脫模性(第6次成形的脫模性)同時進行評價。
用于評價的鑒定標準如下。
⊙很好；○良好；△殘留一些砂粒；×砂粒沾污。
(2)液體的穩定性在制備用于施加的脫模劑之后，讓該脫模劑在室內放置24小時，觀察該液體的狀態以進行評價。
用于評價的鑒定標準如下。
⊙經24小時放置，該乳液未出現分離的現象，并保持良好的分散狀態；○24小時后，未觀察到分離現象；△24小時后，觀察到分離現象。
C.測試結果和評價表3和表4分別列出了第一組和第二組的測試結果。
〈第一組〉(1)關于脫模性，第一組的每一個實施例均優于對照實施例1(不含潤濕性改進劑)，且優于對照實施例2(用于殼模成形的工業脫模劑)，并顯示出良好的持續脫模性以及初始的脫模性。
曾將實施例1的脫模劑施用到工業鑄造廠的濕砂模壓成形設備上。經30-40次嘗試，差動齒輪箱和其它形狀的成形均成功地進行，而未發生例如毀壞模件等缺陷。
(2)總之，第一組的每一個實施例所顯示出的液體穩定性均比對照實施例1的性能為好。
〈第二組〉(1)關于脫模性，第二組的每一個實施例均優于對照實施例2和3，并顯示出良好的持續脫模性以及初始的脫模性。
(2)第二組的每一個實施例所顯示出的液體穩定性類似于對照實施例3和4的性能。
表1
表2
權利要求
1.一種濕砂模壓成形用的脫模劑儲液，該儲液包括作為主要潤滑成分的烴油，該儲液中含有作為除烴油以外的必要成分的表面活性劑作為分散劑和陰離子表面活性劑和/或強堿性胺作為潤濕性改進劑，其中，該儲液通過用水稀釋后，以水包油(O/W)乳液的形式施用。
2.根據權利要求1的濕砂模壓成形用的脫模劑儲液，其中作為分散劑的表面活性劑是非離子表面活性劑。
3.根據權利要求1的濕砂模壓成形用的脫模劑儲液，其中作為分散劑的表面活性劑與烴油的組成比為1-50份(重量)∶100份(重量)。
4.根據權利要求1的濕砂模壓成形用的脫模劑儲液，其中用作潤濕性改進劑的陰離子表面活性劑和/或強堿性胺與烴油的組成比為1-100份(重量)∶100份(重量)。
5.根據權利要求4的濕砂模壓成形用的脫模劑儲液，其中非離子表面活性劑用作分散劑，陰離子表面活性劑用作潤濕性改進劑，其中這些表面活性劑的總量與烴油之比為2-80份(重量)∶100份(重量)，而其中，陰離子/非離子的重量比為1/9-9/1。
6.根據權利要求1的濕砂模壓成形用的脫模劑儲液，其中作為脫模劑助劑的高級脂肪酸及其衍生物的添加總量為每100份(重量)烴油添加2-40份(重量)。
7.根據權利要求1的濕砂模壓成形用的脫模劑儲液，其中作為乳液成核劑的水，按烴油和表面活性劑總量的1/10-1/5的重量添加。
8.一種濕砂模壓成形用的脫模劑，該脫模劑包括含有作為主要潤滑成分的烴油的水包油乳液，其中該脫模劑含有作為分散劑的表面活性劑和陰離子表面活性劑和/或強堿性胺作為潤濕性改進劑，作為除烴油以外的必要成分。
9.根據權利要求8的濕砂模壓成形用的脫模劑，其中作為分散劑的表面活性劑是非離子表面活性劑。
10.根據權利要求8的濕砂模壓成形用的脫模劑，其中作為分散劑的表面活性劑與烴油的組成比為1-50份(重量)∶100份(重量)。
11.根據權利要求8的濕砂模壓成形用的脫模劑，其中陰離子表面活性劑和/或作為潤濕性改進劑的強堿性胺與烴油的組成比為1-100份(重量)∶100份(重量)。
12.根據權利要求11的濕砂模壓成形用的脫模劑，其中非離子表面活性劑用作分散劑，陰離子表面活性劑用作潤濕性改進劑，其中這些表面活性劑的總量與烴油之比為2-80份(重量)∶100份(重量)，而其中，陰離子/非離子的重量比為1/9-9/1。
13.根據權利要求8的濕砂模壓成形用的脫模劑，其中作為脫模劑助劑的高級脂肪酸及其衍生物的添加總量為每100份(重量)烴油添加2-40份(重量)。
14.一種濕砂模壓成形用的脫模劑儲液，該儲液包括作為主要成分的強堿性胺和高級脂肪酸和/或乙二醇類，其中，該儲液通過用水稀釋到適當的粘度，以水溶液的形式使用。
15.根據權利要求14的濕砂模壓成形用的脫模劑儲液，其中高級脂肪酸與強堿性胺的混合比為10-50份(重量)∶100份(重量)。
16.根據權利要求14的濕砂模壓成形用的脫模劑儲液，其中乙二醇與強堿性胺的混合比為20-80份(重量)∶100份(重量)。
17.根據權利要求14的濕砂模壓成形用的脫模劑儲液，其中用以促進高級脂肪酸分散的陰離子表面活性劑按等于或低于30%(重量)高級脂肪酸摻入量的比例添加。
18.根據權利要求14的濕砂模壓成形用的脫模劑儲液，其中作為增溶劑的水按等于或小于必要成分用量一半的比例添加。
19.一種用于濕砂模壓成形呈水溶液形式的脫模劑，該脫模劑包括強堿性胺和高級脂肪酸和/或乙二醇類作為必要成分。
20.根據權利要求19的濕砂模壓成形用的脫模劑，其中高級脂肪酸與強堿性胺的混合量為10-50份(重量)∶100份(重量)。
21.根據權利要求19的濕砂模壓成形用的脫模劑，其中乙二醇類與強堿性胺的混合量為20-80份(重量)∶100份(重量)。
22.根據權利要求19的濕砂模壓成形用的脫模劑儲液，其中用以促進高級脂肪酸分散的陰離子表面活性劑按等于或低于30%(重量)高級脂肪酸摻入量的比例添加。
全文摘要
一種濕砂模壓成型用的脫模劑，該脫模劑包括作為主要潤滑成分的烴油。該脫模劑中含有表面活性劑作為分散劑和陰離子表面活性劑和/或強堿性胺作為潤濕性改進劑，作為除烴油以外的必要成分。由于可以用水稀釋脫模劑，該脫模劑在貯存和運輸時所占的容積較小，而且，由于在將近施用時，該脫模劑可以增加水與烴油的組成比例，因而有助于增進資源的節省和防火安全。
文檔編號B29C33/60GK1113847SQ9410756
公開日1995年12月27日 申請日期1994年6月24日 優先權日1992年12月28日
發明者近藤和充, 伊藤惠市 申請人:株式會社特德拉