CN104312135A

CN104312135A - 一种耐磨损耐腐蚀模具材料

Info

Publication number: CN104312135A
Application number: CN201410563546.8A
Authority: CN
Inventors: 陈祥保; 陈君
Original assignee: CHANGSHU JINCHENG MOULD Co Ltd
Current assignee: CHANGSHU JINCHENG MOULD Co Ltd
Priority date: 2014-10-21
Filing date: 2014-10-21
Publication date: 2015-01-28

Abstract

本案公开了一种耐磨损耐腐蚀模具材料，其由以下质量百分含量的材料组成：30％～40％的有机硅改性的聚氨酯树脂、10％～20％的甲基丙烯酸丁酯、3％～5％的增塑剂、3％～5％的表面活性剂、3％～5％的碳化硅、3％～5％的石墨、3％～5％的蒙脱土、1％～3％的固化剂，余量为水。本案选用有机硅改性的聚氨酯作为基材，并结合异氰酸酯作为固化剂，使得成型后的模具材料具有出色的韧性及加工性能，使用寿命显著提高；通过添加碳化硅+三氧化二钇，提高了该料材自身的抗磨损、耐腐蚀性能，使其具有更佳的稳定性和环境相容性，提高模具的使用寿命；通过添加纳米级的石墨粉末，提高导热速率，使得料材本身具有优异的传热性能及耐湿热性。

Description

一种耐磨损耐腐蚀模具材料

技术领域

本发明涉及工程材料加工领域，特别涉及一种耐磨损耐腐蚀模具材料。

背景技术

模具是国民经济各部门重要的工艺装各，享有“工业之母”的美誉。模具成型具有效率高、质量好、节约原材料、降低成本等许多优点。据统计，飞机、坦克、汽车、拖拉机、电机电器、仪器仪表等产品的60％以上的零件，自行车、洗衣机、电冰箱、电风扇、空调、照相机等产品的85％以上的零件，都要用模具生产。没有模具就没有现代化的工业发展，世界各国都非常重视模具工业。

影响模具使用寿命的因素有：设计结构、成形及制造工艺、模具材料的选用、热处理工艺及表面强化、润滑及使用维护等。在模具失效的诸多因素中，由于模具用材不当而引起的失效，约占50％。由此可见，正确的用材对模具寿命起到至关重要的作用。

传统的模具材料多为金属合金材料，但近年来，越来越多的企业选择成本更低、更环保的高分子塑料材料作为模具材料。但由于高分子材料的自身性质特点所局限，塑料模具材料在耐腐蚀、耐磨损、韧性、耐急冷急热等方面还存在一定的不足之处。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种耐磨损耐腐蚀模具材料，该材料原料易得，制造成本低廉，制备工艺简单，反应条件温和无污染，适合推广量产。

本发明的技术方案概述如下：

一种耐磨损耐腐蚀模具材料，由以下质量百分含量的材料组成：

优选的是，所述的耐磨损耐腐蚀模具材料，所述增塑剂选自邻苯二甲酸丁苯酯、邻苯二甲酸二甲氧基乙酯、邻苯二甲酸二戊酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二庚酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三苯酯、己二酸二乙酯、壬二酸二辛酯、癸二酸二辛酯中的任意一种或其组合。

优选的是，所述的耐磨损耐腐蚀模具材料，所述表面活性剂选自乙二胺、二乙烯三胺、十二烷基苯磺酸氨或其组合。

优选的是，所述的耐磨损耐腐蚀模具材料，所述碳化硅的粒径为800～l000目。

优选的是，所述的耐磨损耐腐蚀模具材料，所述石墨的粒径为800～l000目。

优选的是，所述的耐磨损耐腐蚀模具材料，所述固化剂为异氰酸酯。

优选的是，所述耐磨损耐腐蚀模具材料由以下质量百分含量的材料组成：

优选的是，所述的耐磨损耐腐蚀模具材料，所述三氧化二钇的粒径为800～l000目。

本发明的有益效果是：1)选用有机硅改性的聚氨酯作为基材，并结合异氰酸酯作为固化剂，使得成型后的模具材料具有出色的韧性及加工性能，长期使用不开裂，耐急冷急热，使用寿命显著提高；2)通过添加碳化硅+三氧化二钇，提高了该料材自身的抗磨损、耐腐蚀性能，使其具有更佳的稳定性、强度、硬度、韧性和环境相容性，提高模具的使用寿命；3)通过添加纳米级的石墨粉末，提高导热速率，使得料材本身具有优异的传热性能及耐湿热性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

本案提出一种耐磨损耐腐蚀模具材料，由以下质量百分含量的材料组成：

其中，增塑剂优选选自邻苯二甲酸丁苯酯、邻苯二甲酸二甲氧基乙酯、邻苯二甲酸二戊酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二庚酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三苯酯、己二酸二乙酯、壬二酸二辛酯、癸二酸二辛酯中的任意一种或其组合。

表面活性剂优选选自乙二胺、二乙烯三胺、十二烷基苯磺酸氨或其组合。

现有的塑料模具中多以环氧树脂作为基材，但从生产成本考虑，聚氨酯价格更低廉，而经由有机硅改性后的聚氨酯树脂比环氧树脂具有更优异的韧性及机械加工性能，其强度高，更加不易开裂，形变极小，耐急冷急热。

碳化硅化学性质十分稳定，质量轻，体积小，耐火耐热震，导热系数高，热膨胀系数小，耐磨损、耐腐蚀性能出众，作为一种改性添加剂，它可以使得该模具材料在保证一定的稳定性、刚性及机械加工强度的基础上，还具有更加优异的耐磨损、抗腐蚀和传热性能，可显著提高成型后模具的使用寿命。采用纳米级的碳化硅则更利于其充分分散并混匀，有助于模具材料成型后形变小，不开裂，因此碳化硅的粒径越小越好，考虑到生产成本，碳化硅的粒径优选为800～1000目。

三氧化二锰是一种增韧助剂，其与碳化硅配合后，呈现结构性陶瓷所具有的特性，具有耐磨损、耐腐蚀、耐高温、高强度、高硬度等优点。同碳化硅一样，三氧化二钇的粒径也优选为800～1000目。

石墨化学性质稳定，耐酸碱及有机溶剂，具有出色的导电导热特性，可耐高温，可塑性及抗热震性强，当将其作为添加剂加入聚氨酯树脂材料后，可明显提升料材的散热及耐高温性能。石墨的规格大小选择也同碳化硅一样，石墨的粒径也应优选为800～1000目。

甲基丙烯酸丁酯是一种功能性单体，可改善聚氨酯树脂固化成型后的韧性及机械加工性能。

固化剂优选为异氰酸酯，其固化速率适中，固化效果好，可有效提升聚氨酯树脂固化成型后的稳定性、韧性及强度。

蒙脱土实则是一种增稠剂，具有良好的分散性能，可增加聚氨酯树脂固化成型后的抗疲劳性、机械强度及硬度。

本案制得的模具材料的收缩率为0.1%～0.2％，热膨胀系数＜4.1×10^-5/C，硬度＞60HRC，浸泡酸碱24小时不粉化开裂，平均使用寿命＞2万次。

以下是耐磨损耐腐蚀模具材料的各实施例：

表一

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims

1.一种耐磨损耐腐蚀模具材料，其特征在于，由以下质量百分含量的材料组成：

2.根据权利要求1所述的耐磨损耐腐蚀模具材料，其特征在于，所述增塑剂选自邻苯二甲酸丁苯酯、邻苯二甲酸二甲氧基乙酯、邻苯二甲酸二戊酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二庚酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三苯酯、己二酸二乙酯、壬二酸二辛酯、癸二酸二辛酯中的任意一种或其组合。

3.根据权利要求1所述的耐磨损耐腐蚀模具材料，其特征在于，所述表面活性剂选自乙二胺、二乙烯三胺、十二烷基苯磺酸氨或其组合。

4.根据权利要求1所述的耐磨损耐腐蚀模具材料，其特征在于，所述碳化硅的粒径为800～1000目。

5.根据权利要求1所述的耐磨损耐腐蚀模具材料，其特征在于，所述石墨的粒径为800～1000目。

6.根据权利要求1所述的耐磨损耐腐蚀模具材料，其特征在于，所述固化剂为异氰酸酯。

7.根据权利要求1所述的耐磨损耐腐蚀模具材料，其特征在于，所述耐磨损耐腐蚀模具材料由以下质量百分含量的材料组成：

8.根据权利要求7所述的耐磨损耐腐蚀模具材料，其特征在于，所述耐磨损耐腐蚀模具材料由以下质量百分含量的材料组成：

9.根据权利要求7所述的耐磨损耐腐蚀模具材料，其特征在于，所述三氧化二钇的粒径为800～1000目。