CN105176000A - 一种新型双组分模具制作材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型双组分模具制作材料及其制备方法，一种新型双组分模具制作材料，包括组分A、组分B，其中，所述组分A为树脂组分，所述组分A的成分为：双酚A环氧树脂、氢氧化铝、二氧化硅、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、有机硅消泡剂；所述组分B为固化组分，组分B的成分为：聚酰胺树脂、N-氨乙基哌嗪、壬基酚、氢氧化铝、二氧化硅、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、有机硅消泡剂；本发明所述技术方案的有益效果在于：该双组分模具制作材料塑性和延展性良好，具有良好的反应活性，使用其制作模具，大大缩短制作时间，简化制作流程；具有良好的阻燃性能，安全性高；制得的模具，机械强度高，模具表面光滑，不易磨损，经久耐用。

Description

一种新型双组分模具制作材料及其制备方法

技术领域

本发明属于模具制作领域，具体涉及一种新型双组分模具制作材料及其制备方法。

背景技术

目前，砂型铸造业主要使用木模和金属模两种模具来制作所需形状的砂型。木模模具和金属模具的制作是一种传统的“硬性”物理成型方法，是通过对木质材料或金属材料进行切割、加工、打磨，然后组装起来，形成完整模具。但是木模和金属模具除了自身的一些优点以外，同样存在一些不可忽视的缺点。

比如木模，在木模的制作过程中，会产生大量粉尘，污染环境，而且木模的机械强度低，表面硬度不高，使用寿命低。在模具的反复使用过程中，不可避免地会产生磨损，达到一定使用期限后，必须对木模损坏的地方进行修补和维护，额外增加了模具使用成本，并且不利于现场连续操作，所以木模不适合现场大批量连续生产。气温、湿度变化时木模尺寸发生变化，会影响到铸件的尺寸精度。比如金属模，虽然表面强度良好，尺寸精度高，使用寿命长，但是单个模具费用很高，设备复杂，对工人的技能水平要求高。因此，现在亟需寻找一种新型材料进行模具制作。

发明内容

针对上述模具存在缺点，本发明提供一种新型双组分模具制作材料及其制备方法，能够克服木模、金属模具存在的缺陷和不足，突破木材、金属等模具制作材料的限制。

为了解决传统模具存在的问题，本发明提供以下技术方案：

一种新型双组分模具制作材料，包括组分A、组分B，其中，所述组分A为树脂组分，所述组分A的成分为：双酚A环氧树脂、氢氧化铝、二氧化硅、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、有机硅消泡剂；所述组分B为固化组分，组分B的成分为：聚酰胺树脂、N-氨乙基哌嗪、壬基酚、氢氧化铝、二氧化硅、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、有机硅消泡剂；

所述组分A中各成分的重量比例为：二氧化硅100份，氢氧化铝20-60份，双酚A环氧树脂40-100份，聚乙烯蜡0.1-5份，乙撑双硬脂酰胺0.1-3份，有机硅消泡剂0.1-1份；

所述组分B中各成分的重量比例为：二氧化硅100份，氢氧化铝20-60份，聚酰胺30-90份，N-氨乙基哌嗪1-5份，壬基酚2-10份，聚乙烯蜡0.1-5份，乙撑双硬脂酰胺0.1-3份，有机硅消泡剂0.1-1份。

所述组分A和组分B中的有机硅消泡剂，能够防止产品制备及产品使用过程中产生气泡；

所述组分A和组分B中的二氧化硅可用硅微粉代替；

所述组分A和组分B中的有机硅消泡剂可用其它消泡剂代替，

所述的其他消泡剂为磷酸三丁酯、磷酸三辛酯。

所述组分B中的壬基酚可用甲酚、二甲酚代替；

所述组分A和组分B中的二氧化硅和氢氧化铝作为填料，同时作为活性物质的载体，承载树脂组分和固化剂组分中的活性成分；

所述组分A和组分B中的氢氧化铝同时作为阻燃剂，起到阻燃的效果；

所述组分A和组分B中二氧化硅或者硅微粉和氢氧化铝的目数为400目以上，最佳目数为800目；

所述组分A和组分B中的聚乙烯蜡和乙撑双硬脂酰胺作为防沉剂，能够缩短捏合制备的时间，在制备完成后，除能防止组分中的有机树脂成分发生聚结外，还能防止组分中有机树脂含有的溶剂成分渗出，保证产品的均一性；聚乙烯蜡和乙撑双硬脂酰胺同时作为润滑剂和脱模剂，有利于组分A和组分B混合成型后脱模；

所述组分B中的聚酰胺和N-氨乙基哌嗪作为组分A中双酚A环氧树脂的固化剂；

所述组分B中的壬基酚作为双酚A环氧树脂的固化促进剂，能够有效增加组分A与组分B的反应活性，从而缩短硬化时间。

同时，本发明提供了一种新型双组分模具制作材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，组分A的制备：

通冷却水，开启捏合机，加入二氧化硅、氢氧化铝，然后依次加入有机硅消泡剂、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺，捏合10分钟，捏合机捏合状态下，加入双酚A环氧树脂，捏合40-60分钟后出料，包装即为组分A；

步骤二，组分B的制备：

通冷却水，开启捏合机，加入二氧化硅、氢氧化铝，然后依次加入有机硅消泡剂、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺，捏合10分钟；捏合机捏合状态下，依次加入N-氨乙基哌嗪、壬基酚，捏合10分钟；捏合机捏合状态下，加入聚酰胺树脂，捏合40-60分钟后出料，包装，即为组分B。

一种新型双组分模具制作材料的使用方法为：开启捏合机，取组分A40-60份，组分B60-40份，依次放入捏合机，捏合3-6分钟使其混合均匀，然后将混合料转至所需模具的型腔，压实后放置6小时，拆掉型腔，即得所需的模具。组分A与组分B的最佳重量比例为52：48，固化时间＜5小时，通常固化需要2-4小时。

本发明所述技术方案的有益效果在于：该双组分模具制作材料塑性和延展性良好，具有良好的反应活性，使用其制作模具，6小时即可完成模具制作，能够大大缩短模具制作时间，简化制作流程；使用该双组分模具制作材料制作的模具及其模具材料本身，都具有良好的阻燃性能，安全性高；使用该双组分模具制作材料制作的模具，具有非常高的机械强度，机械性能远远优于木模，模具表面光滑，不易磨损，经久耐用，后期基本不用额外维护；使用该双组分模具制作材料制作的模具，具有良好的抗冲击性能，在铸造等行业中，可用来代替以往的金属模具和木模，模具重量远远小于金属模具，并且制造成本低于金属模具。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例本发明作进一步的详细说明。

实施例一

本实施例的一种新型的双组分模具制作材料的组成原料为：

组分A：二氧化硅100份，氢氧化铝40份，双酚A环氧树脂70份，聚乙烯蜡3份，乙撑双硬脂酰胺1份，有机硅消泡剂0.5份。

组分B：二氧化硅100份，氢氧化铝40份，聚酰胺60份，N-氨乙基哌嗪3份，壬基酚6份，聚乙烯蜡3份，乙撑双硬脂酰胺1份，有机硅消泡剂0.5份。

本实施例的一种新型双组分模具制作材料的制备方法为：

步骤一，组分A的制备：通冷却水，开启捏合机，加入二氧化硅100份、氢氧化铝40份，然后依次加入有机硅消泡剂0.5份、聚乙烯蜡3份、乙撑双硬脂酰胺1份，捏合10分钟；捏合机捏合状态下，加入双酚A环氧树脂70份，捏合40-60分钟后出料，包装即为组分A；

步骤二，组分B的制备：

通冷却水，开启捏合机，加入二氧化硅100份、氢氧化铝40份，然后依次加入有机硅消泡剂0.5份、聚乙烯蜡3份、乙撑双硬脂酰胺1份，捏合10分钟；

捏合机捏合状态下，依次加入N-氨乙基哌嗪3份、壬基酚6份，捏合10分钟；

捏合机捏合状态下，加入聚酰胺60份，捏合40-60分钟后出料，包装，即为组分B。

该实施例中双组分模具制作材料的使用方法：开启捏合机，取组分A40-60份，组分B60-40份，依次放入捏合机，捏合3-6分钟使其混合均匀，然后将混合料转至所需模具的型腔，压实后放置6小时，拆掉型腔，即得所需的模具。组分A与组分B的最佳重量比例为52：48，固化时间＜5小时，通常固化需要2-4小时。

实施例二

本实施例的一种新型的双组分模具制作材料的组成原料为：

组分A：二氧化硅100份，氢氧化铝30份，双酚A环氧树脂60份，聚乙烯蜡2份，乙撑双硬脂酰胺2份，有机硅消泡剂0.3份；

组分B：二氧化硅100份，氢氧化铝30份，聚酰胺40份，N-氨乙基哌嗪5份，壬基酚5份，聚乙烯蜡2份，乙撑双硬脂酰胺2份，有机硅消泡剂0.5份；

本实施例的一种新型双组分模具制作材料的制备方法为：

步骤一，组分A的制备：通冷却水，开启捏合机，加入二氧化硅100份、氢氧化铝30份，然后依次加入有机硅消泡剂0.3份、聚乙烯蜡2份、乙撑双硬脂酰胺2份，捏合10分钟；捏合机捏合状态下，加入双酚A环氧树脂60份，捏合40-60分钟后出料，包装即为组分A；

步骤二，组分B的制备：

通冷却水，开启捏合机，加入二氧化硅100份、氢氧化铝30份，然后依次加入有机硅消泡剂0.5份、聚乙烯蜡2份、乙撑双硬脂酰胺2份，捏合10分钟；

捏合机捏合状态下，依次加入N-氨乙基哌嗪5份、壬基酚5份，捏合10分钟；

捏合机捏合状态下，加入聚酰胺40份，捏合40-60分钟后出料，包装，即为组分B。

该实施例中双组分模具制作材料的使用方法：开启捏合机，取组分A40-60份，组分B60-40份，依次放入捏合机，捏合3-6分钟使其混合均匀，然后将混合料转至所需模具的型腔，压实后放置6小时，拆掉型腔，即得所需的模具。组分A与组分B的最佳重量比例为52：48，固化时间＜5小时，通常固化需要2-4小时。

实施例三

本实施例的一种新型的双组分模具制作材料的组成原料为：

组分A：二氧化硅100份，氢氧化铝50份，双酚A环氧树脂80份，聚乙烯蜡4份，乙撑双硬脂酰胺1.5份，有机硅消泡剂0.4份；

组分B：二氧化硅100份，氢氧化铝50份，聚酰胺50份，N-氨乙基哌嗪2份，壬基酚7份，聚乙烯蜡4份，乙撑双硬脂酰胺1.5份，有机硅消泡剂0.4份；

本实施例的一种新型双组分模具制作材料的制备方法为：

步骤一，组分A的制备：通冷却水，开启捏合机，加入二氧化硅100份、氢氧化铝50份，然后依次加入有机硅消泡剂0.4份、聚乙烯蜡4份、乙撑双硬脂酰胺1.5份，捏合10分钟；捏合机捏合状态下，加入双酚A环氧树脂80份，捏合40-60分钟后出料，包装即为组分A；

步骤二，组分B的制备：

通冷却水，开启捏合机，加入二氧化硅100份、氢氧化铝50份，然后依次加入有机硅消泡剂0.4份、聚乙烯蜡4份、乙撑双硬脂酰胺1.5份，捏合10分钟；

捏合机捏合状态下，依次加入N-氨乙基哌嗪2份、壬基酚7份，捏合10分钟；

捏合机捏合状态下，加入聚酰胺50份，捏合40-60分钟后出料，包装，即为组分B。

该实施例中双组分模具制作材料的使用方法：开启捏合机，取组分A40-60份，组分B60-40份，依次放入捏合机，捏合3-6分钟使其混合均匀，然后将混合料转至所需模具的型腔，压实后放置6小时，拆掉型腔，即得所需的模具。组分A与组分B的最佳重量比例为52：48，固化时间＜5小时，通常固化需要2-4小时。

实施例四

本实施例的一种新型的双组分模具制作材料的组成原料为：

组分A：二氧化硅100份，氢氧化铝20份，双酚A环氧树脂40份，聚乙烯蜡0.1份，乙撑双硬脂酰胺3份，有机硅消泡剂1份；

组分B：二氧化硅100份，氢氧化铝60份，聚酰胺90份，N-氨乙基哌嗪1份，壬基酚2份，聚乙烯蜡0.1份，乙撑双硬脂酰胺3份，有机硅消泡剂1份；

本实施例的一种新型双组分模具制作材料的制备方法为：

步骤一，组分A的制备：通冷却水，开启捏合机，加入二氧化硅100份、氢氧化铝20份，然后依次加入有机硅消泡剂1份、聚乙烯蜡0.1份、乙撑双硬脂酰胺3份，捏合10分钟；捏合机捏合状态下，加入双酚A环氧树脂40份，捏合40-60分钟后出料，包装即为组分A；

步骤二，组分B的制备：

通冷却水，开启捏合机，加入二氧化硅100份、氢氧化铝60份，然后依次加入有机硅消泡剂1份、聚乙烯蜡0.1份、乙撑双硬脂酰胺3份，捏合10分钟；

捏合机捏合状态下，依次加入N-氨乙基哌嗪1份、壬基酚2份，捏合10分钟；

捏合机捏合状态下，加入聚酰胺90份，捏合40-60分钟后出料，包装，即为组分B。

该实施例中双组分模具制作材料的使用方法：开启捏合机，取组分A40-60份，组分B60-40份，依次放入捏合机，捏合3-6分钟使其混合均匀，然后将混合料转至所需模具的型腔，压实后放置6小时，拆掉型腔，即得所需的模具。组分A与组分B的最佳重量比例为52：48，固化时间＜5小时，通常固化需要2-4小时。

实施例五

本实施例的一种新型的双组分模具制作材料的组成原料为：

组分A：二氧化硅100份，氢氧化铝60份，双酚A环氧树脂100份，聚乙烯蜡5份，乙撑双硬脂酰胺0.1份，有机硅消泡剂0.1份。

组分B：二氧化硅100份，氢氧化铝20份，聚酰胺30份，N-氨乙基哌嗪5份，壬基酚10份，聚乙烯蜡5份，乙撑双硬脂酰胺0.1份，有机硅消泡剂0.1份。

本实施例的一种新型双组分模具制作材料的制备方法为：

步骤一，组分A的制备：通冷却水，开启捏合机，加入二氧化硅100份、氢氧化铝60份，然后依次加入有机硅消泡剂0.1份、聚乙烯蜡5份、乙撑双硬脂酰胺0.1份，捏合10分钟；捏合机捏合状态下，加入双酚A环氧树脂100份，捏合40-60分钟后出料，包装即为组分A；

步骤二，组分B的制备：

通冷却水，开启捏合机，加入二氧化硅100份、氢氧化铝20份，然后依次加入有机硅消泡剂0.1份、聚乙烯蜡5份、乙撑双硬脂酰胺0.1份，捏合10分钟；

捏合机捏合状态下，依次加入N-氨乙基哌嗪5份、壬基酚10份，捏合10分钟；

捏合机捏合状态下，加入聚酰胺30份，捏合40-60分钟后出料，包装，即为组分B。

该实施例中双组分模具材料的使用方法：开启捏合机，取组分A40-60份，组分B60-40份，依次放入捏合机，捏合3-6分钟使其混合均匀，然后将混合料转至所需模具的型腔，压实后放置6小时，拆掉型腔，即得所需的模具。组分A与组分B的最佳重量比例为52：48，固化时间＜5小时，通常固化需要2-4小时。

传统的模具制作材料为木材、金属，而本发明提供一种新型的模具制作材料，以及其制备方法和模具成型方法，且重点是此种材料的配方和制备方法。此种材料为双组份，膏体状，可塑性和延展性良好，而金属和木材无此特性，所以以金属和木材为材料制备模具是硬性成型。本发明提供的新型双组分模具制作材料，利用其材料具备的可塑性和延展性，复合“柔性”模具制作工艺，成型过程中二者充分混合，可以很好地填满预制模具的型腔，然后双组份之间的活性成分发生交联反应，形成三维网状结构，从而将填料粘结起来。经过一定时间的充分反应，原先可塑可延展的膏体完全硬化，拆除型腔，即得模具。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型双组分模具制作材料，其特征在于，包括组分A、组分B，其中，所述组分A为树脂组分，所述组分A的成分为：双酚A环氧树脂、氢氧化铝、二氧化硅、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、有机硅消泡剂；所述组分B为固化组分，组分B的成分为：聚酰胺树脂、N-氨乙基哌嗪、壬基酚、氢氧化铝、二氧化硅、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、有机硅消泡剂；

所述组分A中各成分的重量比例为：二氧化硅100份，氢氧化铝20-60份，双酚A环氧树脂40-100份，聚乙烯蜡0.1-5份，乙撑双硬脂酰胺0.1-3份，有机硅消泡剂0.1-1份；

所述组分B中各成分的重量比例为：二氧化硅100份，氢氧化铝20-60份，聚酰胺30-90份，N-氨乙基哌嗪1-5份，壬基酚2-10份，聚乙烯蜡0.1-5份，乙撑双硬脂酰胺0.1-3份，有机硅消泡剂0.1-1份。

2.根据权利要求1所述的一种新型双组分模具制作材料，其特征在于，所述组分A和组分B中的有机硅消泡剂，能够防止产品制备及产品使用过程中产生气泡。

3.根据权利要求1所述的一种新型双组分模具制作材料，其特征在于，所述组分A和组分B中的二氧化硅能用硅微粉代替；所述组分A和组分B中的有机硅消泡剂能用其它消泡剂代替，所述的其他消泡剂为磷酸三丁酯、磷酸三辛酯；所述组分B中的壬基酚能用甲酚、二甲酚代替。

4.根据权利要求1所述的一种新型双组分模具制作材料，其特征在于，所述组分A和组分B中的二氧化硅和氢氧化铝作为填料，同时作为活性物质的载体，承载树脂组分和固化剂组分中的活性成分；所述组分A和组分B中的氢氧化铝同时作为阻燃剂，起到阻燃的效果；所述组分A和组分B中二氧化硅或者硅微粉和氢氧化铝的目数为400目以上，最佳目数为800目。

5.根据权利要求1所述的一种新型双组分模具制作材料，其特征在于，所述组分A和组分B中的聚乙烯蜡和乙撑双硬脂酰胺作为防沉剂，能够缩短捏合制备的时间，在制备完成后，除能防止组分中的有机树脂成分发生聚结外，还能防止组分中有机树脂含有的溶剂成分渗出，保证产品的均一性；聚乙烯蜡和乙撑双硬脂酰胺同时作为润滑剂和脱模剂，有利于组分A和组分B混合成型后脱模。

6.根据权利要求1所述的一种新型双组分模具制作材料，其特征在于，所述组分B中的聚酰胺和N-氨乙基哌嗪作为组分A中双酚A环氧树脂的固化剂；

所述组分B中的壬基酚作为双酚A环氧树脂的固化促进剂，能够有效增加组分A与组分B的反应活性，从而缩短硬化时间。

7.一种新型双组分模具制作材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，组分A的制备：

通冷却水，开启捏合机，加入二氧化硅、氢氧化铝，然后依次加入有机硅消泡剂、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺，捏合10分钟，捏合机捏合状态下，加入双酚A环氧树脂，捏合40-60分钟后出料，包装即为组分A；

步骤二，组分B的制备：

通冷却水，开启捏合机，加入二氧化硅、氢氧化铝，然后依次加入有机硅消泡剂、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺，捏合10分钟；捏合机捏合状态下，依次加入N-氨乙基哌嗪、壬基酚，捏合10分钟；捏合机捏合状态下，加入聚酰胺树脂，捏合40-60分钟后出料，包装，即为组分B。

8.一种由权利要求7所述的方法制备的双组分模具制作材料的使用方法,其特征在于，开启捏合机，取组分A40-60份，组分B60-40份，依次放入捏合机，捏合3-6分钟使其混合均匀，然后将混合料转至所需模具的型腔，压实后放置6小时，拆掉型腔，即得所需的模具。

9.根据权利要求8所述的方法，组分A与组分B的份数比例为52：48，固化时间＜5小时。

10.根据权利要求9所述的方法，所述固化时间为2-4小时。