CN106896010A - 一种制作环氧沥青试件的模具及模具的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制作环氧沥青试件的模具及模具的制作方法，该用于制作环氧沥青试件的模具为硅胶材质，由液体硅胶经硅胶固化剂固化制备而成；其型腔为哑铃型，型腔有效长度A、端部宽度B、中间狭窄部分长度C、中间狭窄部分宽度D、外侧过渡边半径E和内侧过渡边半径F之间符合一定比例关系。使用该硅胶树脂模具制作环氧沥青试件时，不会出现脱模难的问题，环氧沥青试件很轻松就可以从模具中取出，外力损伤可以忽略，提高了试件性能的稳定性；另外，该树脂模具收缩性小、尺寸精确度高、耐化学腐蚀、抗高温能力强，抗撕裂性能好、耐久性好，不易损坏。本发明还提供了用于制作该树脂模具的金属模具和制作方法，效果好，易于脱模，实用性强。

Description

一种制作环氧沥青试件的模具及模具的制作方法

技术领域

本发明属于道桥建筑领域，涉及道桥材料的性能测试，具体涉及一种制作环氧沥青试件的模具及模具的制作方法。

背景技术

环氧沥青是一种性能非常优良的材料，由于其固化后强度高、整体性好且具有很好的抗疲劳性能而被广泛应用到道桥工程中，这样不可避免需要对其力学性能等关键指标进行测试，而其中一项指标即为拉伸应力和应变，是用来表征测试样品的抵抗外界拉力和变形的能力。

目前，通常用聚四氟乙烯材质模具制备环氧沥青试件，测试其拉伸强度和断裂伸长率。但是在操作过程中发现，采用聚四氟乙烯模具制备环氧沥青试件时很难脱模，若采用外力强制脱模则容易破坏试件，导致试件测试结果误差偏大，无法表征环氧沥青本身的力学性能。

近年来，有报道利用不锈钢等金属模具来成批制备环氧沥青试件，但是从生产效率和制作成本上很难在市场上大范围的推广，此外利用不锈钢制备试件的模具仍然存在很难脱模的情形。与此同时，有研究人员为了避免采用模具难于起膜，利用涂抹装置(模架、涂抹棒和基座等)制备待测物，然后利用冲裁刀具裁切尺寸需要的尺寸，这种做法不仅增加了劳动量，而且裁切造成试件的内部产生微应力，影响实验结果的稳定性。

综上所述，采用聚四氟乙烯模具或者不锈钢材质模具制备环氧沥青试件很难起膜，冲裁刀具裁切不仅增加了劳动量，而且裁切造成试件的内部产生微应力，影响实验结果的稳定性，给试验操作和评价带来了很大困难。

发明内容

针对当前用于制备环氧沥青试件的模具存在的难于脱模的不足，本发明第一目的在于提供一种制作环氧沥青试件的硅胶模具；本发明第二目的在于提供该硅胶模具的制备方法。

本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：

一种制作环氧沥青试件的树脂模具，为硅胶材质，由液体硅胶经硅胶固化剂固化而成。

进一步地，该树脂模具的硬度为(10-15)A^ο。

进一步地，固化剂为液体硅胶重量的2-3％。

进一步地，该树脂模具的型腔为哑铃型，型腔有效长度A、端部宽度B、中间狭窄部分长度C、中间狭窄部分宽度D、外侧过渡边半径E和内侧过渡边半径F之间具有如下关系，A：B：C：D：E：F＝115：(24-26)：(31-35)：(6-6.4)：(13-15)：(23-27)。

进一步地，该树脂模具的型腔厚度为1.8-2.2毫米。

一种用于制作上述树脂模具的金属模具，该金属模具为铝合金材质，其型腔的形状和尺寸与所述树脂模具形状和尺寸相适配。

一种利用上述金属模具制备上述树脂模具的方法，包括如下步骤：

步骤S1，根据树脂模具的尺寸计算液体硅胶和硅胶固化剂的需要量；

步骤S2，注入液体硅胶和硅胶固化剂之前，对金属模具型腔壁上涂抹液体石蜡；

步骤S3，将液体硅胶和硅胶固化剂混合均匀；

步骤S4，真空条件下将液体硅胶和硅胶固化剂的混合液注入金属模具型腔；

步骤S5，完全固化后脱模即得所述树脂模具。

进一步地，固化过程于常温或加热条件下进行。

本发明技术效果：

1、使用本发明提供的树脂模具制作环氧沥青试件时，不会出现现有技术中脱模难的问题，环氧沥青试件很轻松就可以从模具中取出，外力损伤可以忽略，提高了试件性能的稳定性；另外，该树脂模具收缩性小、尺寸精确度高、耐化学腐蚀、抗高温能力强，能够抵抗至少350℃的高温，抗撕裂性能好、耐久性好，不易损坏；

2、本发明提供的用于制作树脂模具的金属模具和利用该金属模具制作树脂模具的方法简单实用，制作的模具光滑，易于脱模。

附图说明

图1为本发明树脂模具的形状示意图。

具体实施方式

下面结合实施例具体介绍本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。实验中未详述的试验操作均为本领域技术人员所熟知的常规试验操作。

实施例1：树脂模具材料、规格和制作方法

一种制作环氧沥青试件的树脂模具，为硅胶材质，由液体硅胶经硅胶固化剂固化而成，具体地，硅胶固化剂为常规的市售正硅酸乙酯和有机锡硅胶固化剂，其添加量为液体硅胶重量的2％(液体硅胶100份，硅胶固化剂2份)，同时，为了提高树脂模具的美观效果，在将液体硅胶与硅胶固化剂混合时添加硅胶色膏0.153份。

该树脂模具的型腔为哑铃型，如图1所示，模具的有效长度A为115mm，B端部的尺寸为25±1.0mm，C狭窄部分的长度为33±2.0mm，D狭窄部分的宽度为E外侧边缘过渡半径为14±1.0mm，F内侧边缘过渡半径为25±2.0mm，厚度为2±0.2mm。

用于制作上述树脂模具的金属模具为铝合金材质，其型腔的形状和尺寸与树脂模具形状和尺寸相适配，制备方法包括如下步骤：

步骤S1，根据树脂模具的尺寸计算液体硅胶和硅胶固化剂、硅胶色膏的需要量；

步骤S2，注入液体硅胶和硅胶固化剂、硅胶色膏前，对金属模具型腔壁上涂抹液体石蜡；

步骤S3，将液体硅胶和硅胶固化剂、硅胶色膏混合均匀；

步骤S4，真空条件下将液体硅胶和硅胶固化剂、硅胶色膏的混合液注入金属模具型腔；

步骤S5，完全固化后脱模即得所述树脂模具。

其中，固化过程于常温或加热条件下进行。

实施例2：树脂模具材料、规格和制作方法

一种制作环氧沥青试件的树脂模具，为硅胶材质，由液体硅胶经硅胶固化剂固化而成，具体地，硅胶固化剂为常规的市售正硅酸乙酯和有机锡硅胶固化剂，其添加量为液体硅胶重量的2.5％(液体硅胶100份，硅胶固化剂2.5份)，同时，为了提高树脂模具的美观效果，在将液体硅胶与硅胶固化剂混合时添加硅胶色膏0.205份。

该树脂模具的型腔为哑铃型，如图1所示，模具的有效长度A为115mm，B端部的尺寸为25±1.0mm，C狭窄部分的长度为33±2.0mm，D狭窄部分的宽度为E外侧边缘过渡半径为14±1.0mm，F内侧边缘过渡半径为25±2.0mm，厚度为2±0.2mm。

用于制作上述树脂模具的金属模具为铝合金材质，其型腔的形状和尺寸与树脂模具形状和尺寸相适配，制备方法包括如下步骤：

步骤S1，根据树脂模具的尺寸计算液体硅胶和硅胶固化剂、硅胶色膏的需要量；

步骤S2，注入液体硅胶和硅胶固化剂、硅胶色膏前，对金属模具型腔壁上涂抹液体石蜡；

步骤S3，将液体硅胶和硅胶固化剂、硅胶色膏混合均匀；

步骤S4，真空条件下将液体硅胶和硅胶固化剂、硅胶色膏的混合液注入金属模具型腔；

步骤S5，完全固化后脱模即得所述树脂模具。

其中，固化过程于常温或加热条件下进行。

实施例3：树脂模具材料、规格和制作方法

一种制作环氧沥青试件的树脂模具，为硅胶材质，由液体硅胶经硅胶固化剂固化而成，具体地，硅胶固化剂为常规的市售正硅酸乙酯和有机锡硅胶固化剂，其添加量为液体硅胶重量的3％(液体硅胶100份，硅胶固化剂3份)，同时，为了提高树脂模具的美观效果，在将液体硅胶与硅胶固化剂混合时添加硅胶色膏0.309份。

该树脂模具的型腔为哑铃型，如图1所示，模具的有效长度A为115mm，B端部的尺寸为25±1.0mm，C狭窄部分的长度为33±2.0mm，D狭窄部分的宽度为E外侧边缘过渡半径为14±1.0mm，F内侧边缘过渡半径为25±2.0mm，厚度为2±0.2mm。

用于制作上述树脂模具的金属模具为铝合金材质，其型腔的形状和尺寸与树脂模具形状和尺寸相适配，制备方法包括如下步骤：

步骤S1，根据树脂模具的尺寸计算液体硅胶和硅胶固化剂、硅胶色膏的需要量；

步骤S2，注入液体硅胶和硅胶固化剂、硅胶色膏前，对金属模具型腔壁上涂抹液体石蜡；

步骤S3，将液体硅胶和硅胶固化剂、硅胶色膏混合均匀；

步骤S4，真空条件下将液体硅胶和硅胶固化剂、硅胶色膏的混合液注入金属模具型腔；

步骤S5，完全固化后脱模即得所述树脂模具。

其中，固化过程于常温或加热条件下进行。

实施例4：树脂模具材料、规格和制作方法

一种制作环氧沥青试件的树脂模具，为硅胶材质，由液体硅胶经硅胶固化剂固化而成，具体地，硅胶固化剂为常规的市售正硅酸乙酯和有机锡硅胶固化剂，其添加量为液体硅胶重量的2％(液体硅胶100份，硅胶固化剂2份)。

该树脂模具的型腔为哑铃型，如图1所示，模具的有效长度A为115mm，B端部的尺寸为25±1.0mm，C狭窄部分的长度为33±2.0mm，D狭窄部分的宽度为E外侧边缘过渡半径为14±1.0mm，F内侧边缘过渡半径为25±2.0mm，厚度为2±0.2mm。

用于制作上述树脂模具的金属模具为铝合金材质，其型腔的形状和尺寸与树脂模具形状和尺寸相适配，制备方法包括如下步骤：

步骤S1，根据树脂模具的尺寸计算液体硅胶和硅胶固化剂的需要量；

步骤S2，注入液体硅胶和硅胶固化剂之前，对金属模具型腔壁上涂抹液体石蜡；

步骤S3，将液体硅胶和硅胶固化剂混合均匀；

步骤S4，真空条件下将液体硅胶和硅胶固化剂的混合液注入金属模具型腔；

步骤S5，完全固化后脱模即得所述树脂模具。

其中，固化过程于常温或加热条件下进行。

实施例5：对比模具，聚四氟乙烯材质

使用实施例1-4中使用的金属模具，以现有技术使用的聚四氟乙烯材质制作一种聚四氟乙烯材质的模具用于制作环氧沥青试件。

也就是说，该模具除材质与实施例1-4不一样外，形状和尺寸与实施例1-4一致。

实施例6：效果实施例

分别测试实施例1-4制备的哑铃状硅胶模具的性能，技术参数如下表所示：

从上表可以看出，本发明提供的硅胶树脂模具收缩性小，抗撕裂性能好。实施例4测试结果与实施例1基本一致。

实施例7：效果实施例

分别用实施例1-5提供的模具制作环氧沥青试件。试验分四组，试验组1-5分别对应实施例1-5提供的模具，每组使用相应模具制作20个试件，即各组试验除使用的模具不同外，其他一样，试件成型后，试验组1-5由同一位有经验的工程师进行脱模操作，脱模过程中尽量细致，由该工程师对每个试件脱模难易程度进行打分(满分10分，分值越高代表越容易脱模)，最后测定各试件的断裂伸长率，计算各组20个试件断裂伸长率的RSD值，用RSD值比较各组模具对试件性能稳定性的影响。结果如下表所示：

组别	脱模难易评分	断裂伸长率RSD(％)
			试验组1	10分	1.8
试验组2	10分	2.1
			试验组3	10分	1.9
试验组4	10分	1.8
			试验组5	6.5分	8.6

工程师在脱模过程中可以明显发现试验组5的试件较为难以脱模，必须借助一定的外力才能够将试件从模具上取下，这种外力可能对试件造成了不同程度的损伤，导致该组20个试件的断裂伸长率出现明显差异，RSD将近10％，这必然会影响试件性能测定的可重复性。而试验组1-4的试件可以非常轻松地从模具中取出，基本上将模具颠倒过来后试件就会自然脱模，基本没有外力作用于试件，基本为零外力损伤。该试验可以明显看出本发明硅胶材质的模具不会出现现有技术中聚四氟乙烯材质模具脱模难的问题。

综上，使用本发明提供的树脂模具制作环氧沥青试件时，不会出现现有技术中脱模难的问题，环氧沥青试件很轻松就可以从模具中取出，外力损伤可以忽略，提高了试件性能的稳定性；另外，该树脂模具收缩性小、尺寸精确度高、耐化学腐蚀、抗高温能力强，能够抵抗至少350℃的高温，抗撕裂性能好、耐久性好，不易损坏；本发明提供的用于制作树脂模具的金属模具和利用该金属模具制作树脂模具的方法简单实用，制作的模具光滑，易于脱模。

上述实施例的作用在于具体介绍本发明的实质性内容，但本领域技术人员应当知道，不应将本发明的保护范围局限于该具体实施例。

Claims (8)

1.一种制作环氧沥青试件的树脂模具，其特征在于：该模具为硅胶材质，由液体硅胶经硅胶固化剂固化制备而成。

2.根据权利要求1所述的树脂模具，其特征在于：该模具的硬度为(10-15)A°。

3.根据权利要求1所述的树脂模具，其特征在于：固化剂为液体硅胶重量的2-3％。

4.根据权利要求1所述的树脂模具，其特征在于，该树脂模具的型腔为哑铃型，型腔有效长度A、端部宽度B、中间狭窄部分长度C、中间狭窄部分宽度D、外侧过渡边半径E和内侧过渡边半径F之间具有如下关系，A：B：C：D：E：F＝115：(24-26)：(31-35)：(6-6.4)：(13-15)：(23-27)。

5.根据权利要求4所述的树脂模具，其特征在于：型腔厚度为1.8-2.2毫米。

6.一种用于制作权利要求1-5任一所述树脂模具的金属模具，其特征在于：该模具为铝合金材质，其型腔的形状和尺寸与所述树脂模具形状和尺寸相适配。

7.一种利用权利要求6所述金属模具制备权利要求1-5任一所述树脂模具的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，根据树脂模具的尺寸计算液体硅胶和硅胶固化剂的需要量；

步骤S2，注入液体硅胶和硅胶固化剂之前，对金属模具型腔壁上涂抹液体石蜡；

步骤S3，将液体硅胶和硅胶固化剂混合均匀；

步骤S4，真空条件下将液体硅胶和硅胶固化剂的混合液注入金属模具型腔；

步骤S5，完全固化后脱模即得所述树脂模具。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：固化过程于常温或加热条件下进行。