本发明涉及冲压模具涂层领域，具体涉及一种用于冲压模具的耐冲击涂层及其制备工艺。
背景技术：
冲压模具，是在冷冲压加工中，将将金属或非金属材料加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冲压，是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。
目前在关于硅橡胶冲压模具防老化、耐冲击的涂层研究较少，申请号201610817079.6的发明专利公开了一种智能防腐耐冲击涂层及其制备工艺，组分包括水性环氧树脂、固化剂聚氨基甲酸酯、智能防腐耐冲击组分、金红石钛白粉、分散剂5040、增稠剂sn～636和流平剂byk333。该耐冲击涂层耐水性能好，附着力强，抗腐蚀，但是抗老化能力较差。因此，有必要研究出一种防老化、耐冲击性能良好、机械性能稳定的冲压模具涂层来延长冲压模具的使用寿命。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种用于冲压模具的耐冲击涂层及其制备工艺，该涂层各成分安全环保，耐腐蚀、耐高温、防老化，耐冲击性能良好，制备工艺采用三层涂覆工艺，使得涂层结构稳定，延长了冲压模具的使用寿命。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种用于冲压模具的耐冲击涂层，包括底层、中层和表层，所述底层包括如下重量份的成分：高温硫化硅橡胶8～22份、聚氨基甲酸酯1～5份、月桂酸有机锡类催化剂0.5～2份、间苯二酚0.5～2份；
所述中层包括如下重量份的成分：氢化丁腈橡胶5～15份、三烯丙基异氰脲酸酯3～15份、防老剂0.5～2.5份；
所述表层包括如下重量份的成分：水性环氧树脂32～55份、耐冲击剂15～30份、纳米碳酸钙6～20份、丙烯酸酯类流平剂1～6份。
优选地，所述底层成分中的月桂酸有机锡类催化剂为tmg216、tmg218、tmg218l中的一种或任意两种以上的组合。
优选地，所述中层成分中的防老剂为防老剂4010、防老剂cppd、防老剂4010na、防老剂ippd中的一种或任意两种以上的组合。
优选地，所述表层成分中的耐冲击剂包括如下重量份的成分：玻璃纤维20～35份、凹凸棒土3～9份、聚碳酸酯1～6份。
上述用于冲压模具的耐冲击涂层的制备工艺，包括如下步骤：
（1）耐冲击剂的制备：玻璃纤维放入坩埚中，升温至610～620℃熔融，趁热倒入反应釜中，加入磨粉过筛后的凹凸棒土、聚碳酸酯，以1000～1200r/min转速搅拌2～3小时后取出，分别用去离子水和乙醇洗涤2～4次后，放入50～60℃烘箱干燥4～5小时即可；
（2）底层的制备：将高温硫化硅橡胶粉碎过200～300目筛，得到的颗粒粉末与聚氨基甲酸酯、月桂酸有机锡类催化剂混合搅拌均匀，升温至30～40℃，恒压滴液漏斗缓慢滴加间苯二酚，滴加完毕后继续反应20～30min，反应物使用螺杆挤出机挤出得到底层；
（3）中层的制备：氢化丁腈橡胶粉碎过300～400目筛，得到的颗粒粉末与三烯丙基异氰脲酸酯、防老剂混合，升温至50～60℃搅拌反应1～1.5小时，反应物使用螺杆挤出机挤出得到中层；
（4）表层的制备：将耐冲击剂高速搅拌分散到去离子水中，再加入水性环氧树脂、步骤（1）制得的耐冲击剂、纳米碳酸钙、丙烯酸酯类流平剂，混合搅拌15～20min后，离心分离，过滤取滤饼于50～60℃干燥3～4小时得到表层；
（5）耐冲击涂层的制备：依次将制得的底层、中层、表层涂覆于冲压模具上，每层涂覆完后需常温干燥4～6小时，涂覆完后，等10～12小时即可进行冲压模具的正常使用。
优选地，所述步骤（1）磨粉过筛后的凹凸棒土粒径为0.02～0.06mm。
优选地，所述步骤（2）中间苯二酚在20～30min滴加完毕。
优选地，所述步骤（5）涂覆后的耐冲击涂层厚度为0.6～1.2mm。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的冲压模具涂层包括底层、中层和表层，底层包括高温硫化硅橡胶、聚氨基甲酸酯、月桂酸有机锡类催化剂、间苯二酚，高温硫化硅胶是在热硫化矽胶生胶中加入补强填料、硫化剂及其它助剂混炼而成的混炼胶，具有优良的耐高低温、防老化、电气绝缘、憎水防潮的性能，结合耐候稳定的月桂酸有机锡类催化剂及固定剂聚氨基甲酸酯、补强剂间苯二酚，提高了冲压模具的防漏电、憎水性能；中层包括氢化丁腈橡胶、三烯丙基异氰脲酸酯、防老剂，氢化丁腈橡胶耐油、耐热、耐腐蚀，结合橡胶耐热剂三烯丙基异氰脲酸酯、防老化剂，进一步提高了涂层的耐热、防老化性能；表层包括水性环氧树脂、耐冲击剂、纳米碳酸钙、丙烯酸酯类流平剂，耐候稳定的环氧树脂在修复剂、流平剂的作用下，使得涂层更加平整光滑，修复能力大大提高。
（2）本发明的冲压模具涂层中的耐冲击剂采用了修复能力较强的玻璃纤维，结合稳定聚合作用的聚碳酸酯，强力粘结吸附的凹凸棒土，使得涂层具有一定的弹性和稳定性。
（3）本发明冲压模具涂层的制备工艺采用依次将底层、中层、表层涂覆的方法，整个涂层结构平整稳定，光滑有弹性。
具体实施方式
以下结合具体实施例对发明作进一步详细的描述。
实施例1.
一种用于冲压模具的耐冲击涂层，包括底层、中层和表层，底层包括如下重量份的成分：高温硫化硅橡胶10份、聚氨基甲酸酯3份、月桂酸有机锡类催化剂tmg2160.6份、间苯二酚1.0份；
中层包括如下重量份的成分：氢化丁腈橡胶5份、三烯丙基异氰脲酸酯8份、防老剂40101.2份；
表层包括如下重量份的成分：水性环氧树脂35份、耐冲击剂17份、纳米碳酸钙8份、丙烯酸酯类流平剂3份；
耐冲击剂包括如下重量份的成分：玻璃纤维22份、凹凸棒土5份、聚碳酸酯1份。
上述用于冲压模具的耐冲击涂层的制备工艺，包括如下步骤：
（1）耐冲击剂的制备：玻璃纤维放入坩埚中，升温至610～620℃熔融，趁热倒入反应釜中，加入磨粉过筛后的凹凸棒土、聚碳酸酯，以1000～1200r/min转速搅拌2～3小时后取出，分别用去离子水和乙醇洗涤2～4次后，放入50～60℃烘箱干燥4～5小时即可；
（2）底层的制备：将高温硫化硅橡胶粉碎过200～300目筛，得到的颗粒粉末与聚氨基甲酸酯、月桂酸有机锡类催化剂混合搅拌均匀，升温至30～40℃，恒压滴液漏斗缓慢滴加间苯二酚，滴加完毕后继续反应20～30min，反应物使用螺杆挤出机挤出得到底层；
（3）中层的制备：氢化丁腈橡胶粉碎过300～400目筛，得到的颗粒粉末与三烯丙基异氰脲酸酯、防老剂混合，升温至50～60℃搅拌反应1～1.5小时，反应物使用螺杆挤出机挤出得到中层；
（4）表层的制备：将耐冲击剂高速搅拌分散到去离子水中，再加入水性环氧树脂、步骤（1）制得的耐冲击剂、纳米碳酸钙、丙烯酸酯类流平剂，混合搅拌15～20min后，离心分离，过滤取滤饼于50～60℃干燥3～4小时得到表层；
（5）耐冲击涂层的制备：依次将制得的底层、中层、表层涂覆于冲压模具上，每层涂覆完后需常温干燥4～6小时，涂覆完后，等10～12小时即可进行冲压模具的正常使用。其中，步骤（1）磨粉过筛后的凹凸棒土粒径为0.02～0.06mm，步骤（2）中间苯二酚在20～30min滴加完毕，步骤（5）涂覆后的耐冲击涂层厚度为0.6～1.2mm。
实施例2.
一种用于冲压模具的耐冲击涂层，包括底层、中层和表层，底层包括如下重量份的成分：高温硫化硅橡胶12份、聚氨基甲酸酯2份、月桂酸有机锡类催化剂tmg2181.0份、间苯二酚0.8份；
中层包括如下重量份的成分：氢化丁腈橡胶8份、三烯丙基异氰脲酸酯7份、防老剂cppd1.5份；
表层包括如下重量份的成分：水性环氧树脂40份、耐冲击剂20份、纳米碳酸钙12份、丙烯酸酯类流平剂2份；
耐冲击剂包括如下重量份的成分：玻璃纤维26份、凹凸棒土6份、聚碳酸酯3份。
本实施例的制备工艺与实施例1相同。
实施例3.
一种用于冲压模具的耐冲击涂层，包括底层、中层和表层，底层包括如下重量份的成分：高温硫化硅橡胶15份、聚氨基甲酸酯3份、月桂酸有机锡类催化剂tmg2161.5份、间苯二酚0.9份；
中层包括如下重量份的成分：氢化丁腈橡胶8份、三烯丙基异氰脲酸酯9份、防老剂4010na1.8份；
表层包括如下重量份的成分：水性环氧树脂48份、耐冲击剂20份、纳米碳酸钙15份、丙烯酸酯类流平剂3份；
耐冲击剂包括如下重量份的成分：玻璃纤维28份、凹凸棒土7份、聚碳酸酯2份。
本实施例的制备工艺与实施例1相同。
实施例4.
一种用于冲压模具的耐冲击涂层，包括底层、中层和表层，底层包括如下重量份的成分：高温硫化硅橡胶16份、聚氨基甲酸酯1份、月桂酸有机锡类催化剂tmg2181.8份、间苯二酚1.2份；
中层包括如下重量份的成分：氢化丁腈橡胶8份、三烯丙基异氰脲酸酯10份、防老剂40102.0份；
表层包括如下重量份的成分：水性环氧树脂48份、耐冲击剂15份、纳米碳酸钙16份、丙烯酸酯类流平剂2份；
耐冲击剂包括如下重量份的成分：玻璃纤维30份、凹凸棒土7份、聚碳酸酯4份。
本实施例的制备工艺与实施例1相同。
实施例5.
一种用于冲压模具的耐冲击涂层，包括底层、中层和表层，底层包括如下重量份的成分：高温硫化硅橡胶18份、聚氨基甲酸酯3份、月桂酸有机锡类催化剂tmg218l1.6份、间苯二酚1.3份；
中层包括如下重量份的成分：氢化丁腈橡胶8份、三烯丙基异氰脲酸酯10份、防老剂4010na1.8份；
表层包括如下重量份的成分：水性环氧树脂42份、耐冲击剂23份、纳米碳酸钙12份、丙烯酸酯类流平剂4份；
耐冲击剂包括如下重量份的成分：玻璃纤维35份、凹凸棒土8份、聚碳酸酯4份。
实施例6.
一种用于冲压模具的耐冲击涂层，包括底层、中层和表层，底层包括如下重量份的成分：高温硫化硅橡胶20份、聚氨基甲酸酯3份、月桂酸有机锡类催化剂1.8份、间苯二酚1.5份；
中层包括如下重量份的成分：氢化丁腈橡胶10份、三烯丙基异氰脲酸酯10份、防老剂防老剂ippd2.2份；
表层包括如下重量份的成分：水性环氧树脂50份、耐冲击剂22份、纳米碳酸钙15份、丙烯酸酯类流平剂5份；
耐冲击剂包括如下重量份的成分：玻璃纤维32份、凹凸棒土9份、聚碳酸酯5份。
本实施例的制备工艺与实施例1相同。
实施例7.
对上述实施例1～6制备的耐冲击涂层进行了耐水性、抗冲击性、耐腐蚀性能的测试，实验结果如下表所示
实施例1～6的耐冲击涂层经检测，具有良好的憎水性、耐冲击性和耐腐蚀能力，适合作为冲压模具的耐冲击涂层。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，也应视为本发明的保护范围。