铝合金压铸用水基乳液涂料的开发分析

《铝合金压铸用水基乳液涂料的开发分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、华中科技大学硕士学位论文1.2.3水基涂料[17]传统的水基涂料以氟化钠等水溶性润滑剂溶液形式存在。相对于油基涂料，它在使用过程中不产生油烟，压铸模易于清理。但氟化钠是碱性溶液，对模具和机床会产生较强的腐蚀，对压铸件的腐蚀则更为严重，且铸件表面呈铁灰色，无光泽，铸件内部多气孔，废品率较高。同时，喷涂过程中产生的雾状氟化钠蒸汽会对操作人员的身体健康带来不同程度的影响。现在压铸行业多使用水基乳液涂料。表1-1压铸用水基乳液涂料常用润滑物质及其特点种类优点缺点矿物油溶解性好，容易乳化，易形成连续油膜油膜粘附性较差，润滑性能一般动植物油溶解性好，油膜粘附性

2、较强耐高温能力差，且容易氧化变质合成油脂高温润滑能力强，油膜粘附性较强价格高，不易乳化天然石蜡易形成连续油膜油膜粘附性能较差，不易乳化合成石蜡油膜粘附性较强，成膜性好价格高，易沉淀硅油高温润滑能力强，粘附性好润湿能力较差，且影响铸件涂装固体润滑油高温润滑能力强溶解性差，模具难以清理表1-2压铸用水基乳液涂料常用添加剂及其作用种类作用乳化剂使油相均匀、稳定的分散在水相中极压剂提高涂料体系在高温、高压条件下的润滑能力防腐剂防止涂料中的有效成分由于存放时间过长而变质消泡剂防止涂料在制备及喷涂过程中气泡偶联剂增强体系稳定性水基乳液涂料一般由基础油、润滑剂、

3、乳化剂、添加剂、水等原料组成，其中的关键成分若改变1%，涂料的性能会有很大差异。基础油一般作为润滑剂的载体，也可起到润滑脱模作用。乳化剂是使起到润滑作用的油相以极细的液滴状均匀地分散于连续的水相中，形成稳定的涂料体系。水基乳液涂料常见组成成分及其特点分别如表1-1、表1-2所示。4华中科技大学硕士学位论文水基乳液涂料主要是通过稀释，喷涂在高温的模具型腔上，待水分蒸发后在型[18]腔上形成一层厚度只有微米级的薄膜，以达到润滑脱模的目的。根据其结构特点及作用机理可以看出，水基涂料具有脱模性好、少污染、所得铸件少气孔且表面光[19-21]洁、调节模温以提

4、高模具寿命、有利于自动化操作等诸多优点，从而成为压铸行业市场销售和生产应用的主体。可以毫不夸张的说，现压铸市场上90%以上的涂料都是水基乳液涂料。1.3乳液的基本原理乳液又称乳浊液、乳状液，是指一种或多种液体以液滴（微粒或液晶）形式分[22,23]散在与之不相溶（或不完全相溶）的液体中所形成的多相分散体系。在乳液体系中，以微细液滴形式分散存在的相为内相，由于其不连续性又被称为分散相。另一相则为外相，又被称为连续相。常见乳液均为油相（O）和水相（W）的组合。1.3.1乳液的分类根据分散相的不同可以将乳液分为以下几种：（1）水包油型（O/W）：油相以细

5、小液滴的形式分散在水相里。（2）油包水型（W/O）：水相以细小液滴的形式分散在油相里。（3）多重型乳液（O（W/O）/W）：水相和油相互为内外相，交替一层层包裹的乳液。此类乳液较少，一般仅存在于原油中。以上三种乳液的物理模型如图1-3所示。图1-3三种不同乳液的物理模型（a）O/W型乳液（b）W/O型乳液（c）W/O/W型乳液1油相2水相5华中科技大学硕士学位论文1.3.2乳化剂将油、水两种互不相溶的液体混在一起，无论怎么搅拌，最终都不可能形成稳定的体系，稍经放置，很快便会出现油、水分层的现象。因此，需要加入被称为乳化剂的表面活性剂。我们把能使溶剂

6、表面张力降低的性质称为表面活性，而表面活性剂是指加入少量即能显著降低溶剂（多为水）的表面张力，改变体系界面状态，从而产生乳化、润湿、起泡及增溶等一系列作用（或反作用），以达到特殊要求的表面活性物质。在实际应用中，表面活性剂的种类十分多样化，但对其结构进行简单归纳，可以将表面活性剂看作是碳氢化合物分子上的一个或多个氢原子被极性基团取代而构成的物质，因此表面活性剂分子一般是由极性基和非极性基构成，具有不对称结构。它的极性基易溶于水，具有亲水性质，亦被称为“亲水基”，而长链烃基（非极性基）具有亲油性，故叫“亲油基”。具有乳化作用的表面活性剂即为乳化剂。乳

7、化剂的结构不一样，其性质也不尽相同。根据乳化剂分子中亲水基团的性质，可以将其分为阴离子、阳离子、两性和非离子型乳化剂等四种类型。（1）阴离子型乳化剂阴离子型乳化剂的亲水基易在水溶液中离解且以阴离子形式存在，此种乳化剂在碱性介质中应用效果更好。根据阴离子具体结构的不同，可以将阴离子乳化剂分为烷基羧酸盐类（R-COOM）、脂肪醇硫酸盐类（R-OSO3M）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐类（RO（C2H4O）nSO3M）、油脂型脂肪酸硫酸盐类（R（OSO3M）COORˊ）、烷基磺酸盐类（R-SO3Na）、烷基磷酸酯盐类（R-OPO3M2）和烷基酰胺磺酸盐类（RC

8、ON（Rˊ）C2H4SO3M）等。阴离子型乳化剂一般亲水性较强，故适用于W/O型乳化成O/W型乳液。（2）阳离子型乳化剂阳