一种用于金属铸造的环保型铸造脱模剂及其制备方法与流程

本发明属于铸造脱模剂，尤其涉及一种用于金属铸造的环保型铸造脱模剂及其制备方法。

背景技术：

1、脱模是金属铸造过程中的关键环节，它确保铸件能够顺利从模具中分离出来，对铸件的完整性和质量起着决定性作用。在铝铸造中，由于铝及其合金的低熔点和高流动性，脱模技术尤为重要。传统脱模方法依赖于脱模剂的使用，这些脱模剂需要具备良好的热稳定性、化学稳定性和润滑性，以减少铸件与模具之间的摩擦并防止粘附。因此，脱模剂直接关系到铸造质量的好坏。

2、而现有的脱模剂存在一些缺陷：如不合理的配比导致脱模剂无法在模具表面形成有效的隔离层，造成粘板、飞边毛刺等问题；在高温浇铸过程中，脱模剂需要具备良好的热稳定性，而传统脱模剂在高温下容易发生分解或性能下降，影响其脱模性能，可重复脱模次数少；传统脱模剂的生产成本较高，部分原料不可再生，不利于绿色环保的理念。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明通过对纳米蒙脱石改性，再制成一种用于金属铸造的环保型铸造脱模剂，其耐热性能好、稳定性高，对模具具有较好的分散性和润湿性，对铸件的脱模效果好，铸造成型时间短，脱模次数高，还使用回收油为原材料，降低了成本，实现了绿色环保。

2、为了实现上述目的，采用了如下技术方案：本发明提供了一种用于金属铸造的环保型铸造脱模剂，包括如下重量百分比的组分：回收油5-10%、分散剂5-10%、防腐剂3-8%、氮化硅粉5-15%、聚羧酸20-30%、改性纳米蒙脱石20-30%，余量为水。

3、进一步地，所述改性纳米蒙脱石粉通过以下步骤制备：

4、（1）将二苯砜类化合物和碘化钾加入到无水乙醇中，加热至回流，在搅拌状态下加入溴丙烯加完毕后继续回流反应5-10h，产物用去离子水洗涤后，干燥，将所得产物溶解在甲苯中，再加入羟基封端的聚硅氧烷，滴加0.05mol/l的氯铂酸异丙醇溶液，加热到60-80℃反应8-12h，反应结束将反应液加入到甲醇中使沉淀析出，过滤，固体用甲醇洗涤，干燥后得到侧链含砜基的聚硅氧烷；

5、（2）将所述步骤（1）制得的侧链含砜基的聚硅氧烷和溴二氟乙酸乙酯加入到醋酸中，加入过硫酸钠，反应5-12h，反应结束，加入1mol/l的naoh调整ph为中性，过滤，固体用去离子水洗涤，干燥后得到侧链含砜基和偕二氟基团的聚硅氧烷；

6、（3）将纳米蒙脱石分散在乙醇与水的体积比为2：1的乙醇/水混合溶液中，然后加入所述步骤（2）制备的侧链含砜基和偕二氟基团的聚硅氧烷，加入氢氧化钠，搅拌12-24h，将溶液离心分离出固体，干燥后得到所述改性纳米蒙脱石。

7、进一步地，所述步骤（1）中二苯砜类化合物、碘化钾、无水乙醇、溴丙烯、羟基封端的聚硅氧烷、氯铂酸异丙醇溶液的质量比为70-100：5-8：180-250：25-40：9-18：2-5。

8、进一步地，所述步骤（2）中侧链含砜基的聚硅氧烷、溴二氟乙酸乙酯、醋酸、过硫酸钠的质量比为50-80：30-50：150-200：5-8。

9、进一步地，所述步骤（3）中纳米蒙脱石、乙醇/水混合溶液、侧链含砜基和偕二氟基团的聚硅氧烷、氢氧化钠的质量比为35-60：300-600：40-80：2-8。

10、进一步地，所述二苯砜类化合物为4-羟基-4-异丙氧基二苯砜、4,4'-二羟基二苯砜、4-烯丙氧基-4'-氯二苯砜、4,4'-二(4-氯甲酰苯氧基)二苯砜中的一种。

11、进一步地，所述羟基封端的聚硅氧烷为羟基封端的聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚甲基乙基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷中的一种。

12、进一步地，所述防腐剂为1,2-己二醇、1,2-环戊二醇、2,4-戊二醇中的至少一种。

13、进一步地，所述回收油为废机油、废润滑油、废硅油中的至少一种。

14、进一步地，所述分散剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、木质素磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。

15、另一方面，本发明还提供了一种用于金属铸造的环保型铸造脱模剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将所述回收油、分散剂、聚羧酸混合得到混合液，然后先将1/3的水加入到所述混合液中，搅拌至呈胶体状后，再加入剩余水和防腐剂、氮化硅粉、改性纳米蒙脱石，继续搅拌，得到所述环保型铸造脱模剂。

16、本发明的有益效果是：

17、（1）本发明制备的铸造脱模剂耐热性能好、稳定性高，对模具具有较好的分散性和润湿性，对铸件的脱模效果好，铸造成型时间短，脱模次数多，且使用回收油为原材料，降低了成本，实现了绿色环保；

18、（2）本发明在羟基封端的聚硅氧烷的侧链上引入了砜基和偕二氟基团，砜基提供了极性相互作用，砜基的亲水性和极性相互作用有助于脱模剂在模具表面的均匀铺展，并增强脱模剂与模具表面的粘附力，砜基还增强了脱模剂的润滑性，减少了模具与铸件之间的摩擦，从而提高了脱模效率和铸件的完整性，偕二氟基团引入则提高了脱模剂的热稳定性和化学稳定性，使其在高温和化学环境下都能保持良好的性能，提高了脱模剂的脱模次数，且偕二氟基团则具有较高的电负性，其疏水性促进了水分的快速蒸发，从而能够促进水分在高温下迅速蒸发离开脱模剂，从而使脱模剂形成结构致密的隔离层，使铸造成型的时间缩短，减少铸件表面的气孔、飞边、毛刺现象，大幅度提高铸件的表面质量和力学性能，因此两者的结合提供了优异的润滑性和脱模性能；

19、（3）通过聚硅氧烷封端的羟基与纳米蒙脱石上的硅羟基结合，使纳米蒙脱石形成交联结构，提高了脱模剂的机械强度和耐热性，改善脱模剂的热传导性能，使热量更均匀地分布在模具和铸件之间，减少脱模剂形成的隔离层开裂的情况的发生，并且使脱模剂表面更加光滑，交联结构的蒙脱石还减少了污染物的吸附，有助于保持模具的清洁，并影响脱模剂的流变特性，使其在应用过程中更容易涂抹均匀，提高脱模剂的覆盖效果。

20、（4）本发明通过回收油的提供基础润滑性质，结合改性纳米蒙脱石的高润湿性、润滑性和较好的脱模效果，使得脱模剂在较低的用量下即可实现高效脱模，减少了材料的使用量，提高了经济效益。

技术特征：

1.一种用于金属铸造的环保型铸造脱模剂，其特征在于：包括如下重量百分比的组分：回收油5-10%、分散剂5-10%、防腐剂3-8%、氮化硅粉5-15%、聚羧酸20-30%、改性纳米蒙脱石20-30%，余量为水；

2.根据权利要求1所述的用于金属铸造的环保型铸造脱模剂，其特征在于：所述步骤（1）中二苯砜类化合物、碘化钾、无水乙醇、溴丙烯、羟基封端的聚硅氧烷、氯铂酸异丙醇溶液的质量比为70-100：5-8：180-250：25-40：9-18：2-5。

3.根据权利要求2所述的用于金属铸造的环保型铸造脱模剂，其特征在于：所述步骤（2）中侧链含砜基的聚硅氧烷、溴二氟乙酸乙酯、醋酸、过硫酸钠的质量比为50-80：30-50：150-200：5-8。

4.根据权利要求3所述的用于金属铸造的环保型铸造脱模剂，其特征在于：所述步骤（3）中纳米蒙脱石、乙醇/水混合溶液、侧链含砜基和偕二氟基团的聚硅氧烷、氢氧化钠的质量比为35-60：300-600：40-80：2-8。

5.根据权利要求4所述的用于金属铸造的环保型铸造脱模剂，其特征在于：所述二苯砜类化合物为4-羟基-4-异丙氧基二苯砜、4,4'-二羟基二苯砜、4-烯丙氧基-4'-氯二苯砜、4,4'-二(4-氯甲酰苯氧基)二苯砜中的一种。

6.根据权利要求5所述的用于金属铸造的环保型铸造脱模剂，其特征在于：所述羟基封端的聚硅氧烷为羟基封端的聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚甲基乙基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷中的一种。

7.根据权利要求6所述的用于金属铸造的环保型铸造脱模剂，其特征在于：所述防腐剂为1,2-己二醇、1,2-环戊二醇、2,4-戊二醇中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的用于金属铸造的环保型铸造脱模剂，其特征在于：所述回收油为废机油、废润滑油、废硅油中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的用于金属铸造的环保型铸造脱模剂，其特征在于：所述分散剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、木质素磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的用于金属铸造的环保型铸造脱模剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：将所述回收油、分散剂、聚羧酸混合得到混合液，然后先将1/3的水加入到所述混合液中，搅拌至呈胶体状后，再加入剩余水和防腐剂、氮化硅粉、改性纳米蒙脱石，继续搅拌，得到所述环保型铸造脱模剂。

技术总结本发明公开了一种用于金属铸造的环保型铸造脱模剂及其制备方法，属于铸造脱模剂技术领域。所述环保型铸造脱模剂包括如下重量百分比的组分：回收油5‑10%、分散剂5‑10%、防腐剂3‑8%、氮化硅粉5‑15%、聚羧酸20‑30%、改性纳米蒙脱石20‑30%，余量为水。本发明的环保型铸造脱模剂具备优异的耐热性和稳定性，利用回收油降低成本实现了环保。脱模剂中的砜基和偕二氟基团提供了极性相互作用和热稳定性，增强了润滑性和脱模效率，提升了铸件的完整性和表面质量。聚硅氧烷与纳米蒙脱石结合形成了交联结构，提高了机械强度和耐热性，改善了热传导性能，减少了隔离层开裂，保持了模具清洁。此外脱模剂的高润湿性和润滑性使得其在低用量下即可实现高效脱模，提高了经济效益。技术研发人员：高祥雷,高福合受保护的技术使用者：河北斯路高化学有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12