способ получения антиадгезионного покрытия на рабочих поверхностях пресс-инструмента

Формула изобретения

Способ получения антиадгезионного покрытия на рабочих поверхностях пресс-инструмента, при котором на очищенные рабочие поверхности пресс-инструмента наносят слой силиконовой жидкости, а затем осуществляют термообработку до образования пленки покрытия, отличающийся тем, что термообработку осуществляют путем прокаливания пресс-инструмента с нанесенным слоем жидкости в воздушной среде 350 - 380^oC в течение 2 - 3 ч с последующим охлаждением на воздухе до температуры окружающей среды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области химического машиностроения и может быть использовано для получения антиадгезионного покрытия на рабочих поверхностях пресс-инструмента для предотвращения прилипания оформованных изделий из термопластичных и термореактивных полимерных композиций к рабочим поверхностям пресс-инструмента.

В современном химическом машиностроении при изготовлении широкого ассортимента деталей из термопластичных и термореактивных полимерных композиций методом прессования для предотвращения прилипания и получения качественных деталей рабочие поверхности пресс-инструмента перед прессованием подвергаются операциям чистки от механических и других загрязнений и нанесению слоя смазки.

Известен способ подготовки рабочих поверхностей пресс-инструмента при изготовлении изделий из сложного пластика на основе различных полимерных смол, волокнистых наполнителей органического и неорганического происхождения, заключающийся в нанесении смазки, предохраняющей от прилипания готового изделия к стенкам деталей пресс-инструмента (см. Шакун Г.Б., Сурженко Е.М. Слоистые пластики. - М.: Химия, 1978, с. 157 - 158). В качестве смазки по указанному способу используются смазки: олеиновая кислота, компаунд Ц-1, силиконовые жидкости, например полиэтилсилоксановая жидкость N 5. Смазку наносят вручную равномерным слоем на детали пресс-инструмента перед прессованием.

Недостатками такого способа подготовки поверхности пресс-инструмента перед прессованием являются:

- осмоление смазки под воздействием высоких температур, в результате чего образуется трудно удаляемый нагар, который загрязняет поверхность готового изделия;

- одноразовость использования смазки.

Необходимо отметить, что при применении силиконовой жидкости в сравнении с другими указанными смазками в данном способе цикличность использования одного слоя силиконовой жидкости составляет не более 30 циклов прессования.

Известен способ получения разделительного слоя на рабочих поверхностях пресс-инструмента при прессовании изделий из стеклопластиков, заключающийся в нанесении на поверхность перфорированных деталей пресс-инструмента силиконовой смазки или фторопластовой эмульсии перед загрузкой исходного сырья (см. Макаров М.С., Каданков Ю.В. Производство изделий из стеклопластиков. - М.: Химия, 1973, с. 36).

Недостатком указанного способа является одноразовость использования слоя смазки.

Известно применение в качестве жидких смазок силиконов, в состав которых входят диметилстанкосилоксан (см. Динцес А.М., Дружинина А.В. Синтетические смазочные материалы. - М.: Государственное научно-техническое издательство нефтяной и горнотопливной промышленности, с. 206, 227).

Недостатком жидких силиконов является одноразовость использования слоя смазки.

Следовательно, в случае воздействия внешнего усилия при изготовлении изделий из пластмасс методом прессования, обуславливающего появление значительных сдвиговых напряжений на границе "формуемый материал - поверхность пресс-инструмента", слой смазки (силиконов) после каждого цикла прессования деталей требует своего восстановления.

Известно применение в качестве жидкой смазки, содержащей масляную основу, адгезионную добавку, растворитель и пропелент, для пресс-форм при прессовании изделий из термопластов (см. авт. св. СССР N 1712169, кл. B 29 C 33/62, 1992).

Недостатком применения указанной смазки является одноразовость использования (необходимость нанесения смазки после каждого цикла изготовления изделия).

Ближайшим к описываемому способу является известный способ получения антиадгезионного покрытия на рабочих поверхностях пресс-инструмента, при котором на очищенные рабочие поверхности пресс-инструмента наносят слой силиконовой жидкости, а затем осуществляют термообработку до образования пленки покрытия (см. авт. св. СССР N 1509256, кл. B 29 C 33/64, 1989).

Известный способ позволяет получить на рабочих поверхностях пресс-инструмента прочное антиадгезионное покрытие, многократно используемое при изготовлении полимерных изделий.

Техническим результатом изобретения является увеличение количества съемов изделий на одном антиадгезионном покрытии до получения следующего покрытия на рабочих поверхностях пресс-инструмента при прессовании изделий из термопластичных и термореактивных полимерных композиций.

Для достижения указанного технического результата в способе получения антиадгезионного покрытия на рабочих поверхностях пресс-инструмента, при котором на очищенные рабочие поверхности пресс-инструмента наносят слой силиконовой жидкости, а затем осуществляют термообработку до образования пленки покрытия, согласно изобретению термообработку осуществляют путем прокаливания пресс-инструмента с нанесенным слоем жидкости в воздушной среде при 350 - 380^oC в течение 2 - 3 ч с последующим охлаждением на воздухе до температуры окружающей среды.

В результате температурного воздействия силиконы приобретают более разветвленную силоксановую структуру, характеризующуюся прочной связью кремния с кислородом и высокой адгезией к поверхности пресс-инструмента. Вследствие прочной связи между элементами разветвленной силоксановой структуры твердая пленка обладает высокой сопротивляемостью к механическому разрушению при работе под большими нагрузками. За счет процесса полимеризации силиконовые жидкости из каждого фазового состояния переходят в твердое, образуя на поверхности пресс-инструмента тонкое, прочное антиадгезионное к прессуемым пластмассам покрытие.

Пример 1. Предлагаемый способ получения антиадгезионного покрытия на рабочих поверхностях пресс-инструмента проведен при опытном изготовлении деталей из термореактивного материала (масса прессовочная фенольная марки 03-018-02) и из термопластичной полимерной композиции, состоящей из фторопласта 2M и дисульфита молибдена в соотношении 10:90 соответственно.

Детали из указанных материалов формовались методом прессования. Перед прессованием деталей рабочие поверхности пресс-инструмента тщательно обезжиривались растворителем и на них наносилась полиэтилсиликоновая жидкость марки ПЭС-5. Метод нанесения - тампоном, смоченным в жидкости. Пресс-инструмент с нанесенным слоем жидкости помещали в электротермостат, где прокаливали при 350^oC в воздушной среде в течение 2 ч. После прокаливания в термостате пресс-инструмент охлаждали до нормальной (комнатной) температуры на воздухе. На рабочих поверхностях пресс-инструмента получалось блестящее прочное покрытие с хорошей адгезией к металлу и антиадгезионное к формуемым полимерным композициям.

В пресс-инструменте с антиадгезионным покрытием, полученным по режимам примера, изготовлено по 150 деталей из указанных выше двух марок материалов. Срывов и прилипаний не обнаружено. Детали легко извлекались из пресс-инструмента после прессования. Промывки рабочих поверхностей пресс-инструмента растворителем перед каждым циклом прессования не требовалось. Рабочие поверхности пресс-инструмента протирали только сухим тампоном.

Пример 2. По технологии примера 1 наносили полиэтилсиликоновую жидкость марки ПЭС-5. Прокаливали при 380^oC в течение 3 ч.

Качество отпрессованных деталей (по 120 шт.) из каждой марки материала соответствовало требованиям документации.

Пример 3. По технологии примера 1 наносили полиэтилсиликоновую жидкость ПЭС-5. Прокаливали при 350^oC в течение 3 ч. Отпрессовано по 150 деталей из каждой марки материала. Качество последних соответствовало требованиям документации.

Пример 4. По технологии примера 1 наносили полиэтилсиликоновую жидкость ПЭС-5. Прокаливали при 380^oC в течение 2 ч. Качество отпрессованных деталей (по 120 шт. из каждой марки материала) соответствовало требованиям документации.

Пример 5. По технологии примера 1 наносили полиэтилсиликоновую жидкость ПЭС-5. Прокаливали при 340^oC в течение 3 ч. После остывания покрытие не имело достаточную прочность. При незначительном механическом воздействии снималось от рабочих поверхностей пресс-инструмента. После 2 - 3 запрессовок детали прилипали к рабочим поверхностям пресс-формы, что приводило к забракованию деталей по внешнему виду (сколы, вырывы пресс-материала).

Пример 6. По технологии примера 1 наносили полиметилсиликоновую жидкость ПМС-400. Прокаливали при 350^oC в течение 2 ч. Качество отпрессованных деталей (по 150 шт. из каждой марки материала) соответствовало требованиям документации.

Пример 7. По технологии примера 1 наносили полиметилсиликоновую жидкость ПМС-400. Прокаливали при 380^oC в течение 3 ч. Качество отпрессованных деталей (по 130 шт. из каждой марки материала) соответствовало требованиям документации. При использовании силиконовой смазки по ТУ 6-15-542-75 в аэрозольной упаковке необходимо было после каждого прессования наносить ее на рабочие поверхности пресс-инструмента. Без проведения такой операции детали прилипали к рабочим поверхностям пресс-инструмента. В процессе распрессовки были случаи вырыва пресс-материала.

Прокаливание пресс-инструмента с нанесенными на рабочие поверхности полиметилсиликоновой - ПМС-400 или полиэтилсиликоновой - ПЭС-5 жидкостей при 350 - 380^oC более 3 ч экономически нецелесообразно.

Использование предлагаемого способа получения антиадгезионного покрытия на рабочих поверхностях пресс-инструмента перед изготовлением деталей из термопластичных и термореактивных полимерных композиций методом прессования обеспечивает возможность многократного использования пресс-инструмента с применением одного и того же слоя покрытия (200 и более раз), снижение расхода смазочных материалов, улучшение условий труда и техники безопасности, сокращение расхода растворителей, которые использовались для промывки пресс-инструмента после каждого цикла прессования, исключение попадания смазок в поверхностные слои изготавливаемых деталей, что улучшает внешний вид и другие качественные показатели изделий, и повышение производительности труда.