[发明专利]用于反应注射成型及反应注射成型方法的模具

说明书

本专利申请涉及一种新的用于制备注射成型聚氨酯产品的模具。本专利还涉及一种新的制备注射成型零件的方法以及使用这种方法制备的新产品。

使用注射成型制备的物件是应用聚氨酯化学制备的物件中数量最多的。通常在注射成型中，用来制造物件的组分被注射入一个模具中，并被施以可使注射物料固化的条件。其后物件被移出模具。聚氨酯类具有极好的黏附性。这在将聚氨酯物料自模具中移出时非常不利。为了提高物件自模具中的移出性，通常的做法是在反应物注射入模具前在模具上喷涂外施脱模剂。外施脱模剂的使用使制备过程增加了一个额外的步骤，并明显降低了任何成型机的生产能力。也可选择将一种内施脱模剂，例如硬脂酸锌加入到生产物件的物料中。内施脱模剂的使用可以降低模具需要喷涂外施脱模剂的时间。

对于那些在工业喷涂过程中需喷涂的零件，如在汽车应用方面使用的车身板，内施脱模剂干扰了对这些零件进行工业喷涂。为了防止内施脱模剂干扰零件喷涂，公认的作法是在零件从模具中移出并冷却、清洗后密封。这些零件或物件通常用一种单组分型三聚氰胺基聚氨酯材料密封。该密封物的使用是非常昂贵的，高达零件成本的30％。

对于在传统工业喷涂过程中将要被喷涂的零件来说，取消其密封步骤是有必要的。

所需的是这样的一种模具：它可以用来制造聚氨酯物料的注射成型零件，其中这些零件在接受工业喷涂过程前不需要使用密封物。进一步需要的是一种使用聚氨酯基起始物料制造这些零件或物件的方法。进一步需要的是在工业喷涂过程前不需要使用密封物的聚氨酯注射成型零件。

一方面，本发明包括一种可用于制备以聚氨酯为原料的物件的模具，其中，所述模具包括一种为制备具有所需形状的物件而制成所需形状的金属，该模具表面有一层涂层，与制造物件的聚氨酯物料相接触，其中，该涂层为钴或镍的连续基体，在该连续基体中分散着氟化聚烯烃聚合物。

另一方面，本发明是一种由聚氨酯物料注射成型零件的方法，该方法包括将一种双组分型聚氨酯组合物或一种热塑性聚氨酯聚合物注射入如上所述的模具中，将注射物料暴露在一定条件下使之形成固化物件并将成型物件移出模具。

在另一具体实施中，本发明是一种物件，其包括注射成型制备的聚氨酯物料，含有以重量计为5％或更少的内施脱模剂，并且无需使用喷涂在物件上的密封物即可以进行工业喷涂。

本发明中的模具和方法允许在无需在物件外表面使用密封物的情况下制造可在工业过程中被喷涂的一种聚氨酯物件。进一步的说，该模具和方法无需喷涂外施脱模剂即可以制造超过200个物件。进一步的说，该涂层模具的使用可获得较快的原料注射时间，并且与未涂层模具相比，它可以使用含有更少量内施脱模剂的物料。

本发明中的模具包括一个具有通常用于注射成型的任意所需形状的金属模具。该金属可以是任何通常用于注射成型的金属，例如钢或铝。该模具与将被成型物料接触的内表面有涂层。该涂层包括含有钴或镍的金属连续基体，优选为镍，有一种氟化聚烯烃聚合物分散在该连续基体中，优选为聚四氟乙烯。所含金属的量应足以使其成为连续基体。所含氟化聚烯烃聚合物的量应足以改善涂层的润湿性和润滑性。涂层中的氟化聚烯烃量优选为涂层重量的大约10％或更多，更优选为涂层重量的大约20％或更多，最优选为涂层重量的大约23％或更多。氟化聚烯烃量优选为涂层重量的大约50％或更少，更优选为涂层重量的大约30％或更少，最优选为在内表面上与注射物料接触的量为涂层重量的大约25％或更少。

涂层中金属的量以重量计大约为50％或更多，优选以重量计为70％或更多，最优选以重量计为75％或更多。涂层中金属的量优选以重量计为大约70％或更少，更优选以重量计为80％或更少，最优选以重量计为77％或更少。

模具上的涂层优选为0.0006英寸(0.01524mm)或更厚，更优选为大约0.0015英寸(0.0381mm)或更厚。优选涂层厚度为大约0.003英寸(0.0762mm)或更薄，更优选为大约0.002英寸(0.0508mm)或更薄。通常，模具通过电喷涂法进行喷涂。这些方法在本领域是公知的，通常包括将将模具放入含有金属和氟化聚烯烃的电镀槽中，并在一定条件下在零件或模具上施加电流，以使所需厚度的金属和氟化聚烯烃涂层涂布在模具的内表面。