CN113881168A - 一种可重复使用的模具用组合物及模具制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可重复使用的模具用组合物及模具制作方法。所述组合物由100重量份的聚氯乙烯、200‑400重量份的增塑剂、0.01‑2重量份的硅油以及1‑5重量份的松香组成。本发明的组合物可以重复使用，固化时间短，可以针对异形非批量产品加工可以快速制模，从而提高效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种可重复使用的模具用组合物及模具制作方法。
背景技术
工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具。简而言之，模具是用来制作成型物品的工具，这种工具由各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。模具有塑料模(如注射模、压塑模和挤塑模等)、橡胶模和粉末冶金模具等，所有的模具都具有成模的功能。
目前，制作硅胶模具用的是制作工艺品的专用模具硅胶，硅胶的特点是耐高温，能耐受200℃，耐腐蚀，抗撕拉性强，仿真精细度高，是做各种工艺品的专用模具的基础材料。
但是，由于硅胶市场价格贵，导致硅胶模具价格昂贵；而且硅胶的固化时间长，传统的弹性硅胶作模具凝固时间很长，过程繁冗，所以需要研发固化时间快且可以重复使用的硅胶模具。
发明内容
本发明的目的是为解决现有技术的不足，提供了一种可重复使用的模具用组合物，所述组合物由100重量份的聚氯乙烯、200-400重量份的增塑剂、0.01-2重量份的硅油以及1-5重量份的松香组成。
所述增塑剂选自苯二甲酸酯系增塑剂、脂肪族一元酸酯系增塑剂、脂肪族二元酸酯系增塑剂、聚酯系增塑剂、偏苯三甲酸酯系增塑剂、磷酸酯系增塑剂、氯化石蜡系增塑剂中的一种或几种。
聚氯乙烯有两种聚氯乙烯组成，一种为高聚合度聚氯乙烯、另一种为低聚合度聚氯乙烯，所述低聚合度聚氯乙烯数均分子量为5万-15万；所述高聚合度聚氯乙烯数均分子量为100万-300万。
所述高聚合度聚氯乙烯与低聚合度聚氯乙烯质量比为1：10-50。
一种模具制作方法，所述制作方法包括以下步骤：
将模具用组合物加热至130-180摄氏度，所述模具用组合物由100重量份的聚氯乙烯、200-400重量份的增塑剂、0.01-2重量份的硅油以及1-5重量份的松香组成；
将加热后的模具用组合物淋在模型表面，冷却后模具用组合物固化成型；
将固化成型的模具剥离模型，得到模具。
所述模具用组合物加热的温度为140-150摄氏度。
所述增塑剂选自苯二甲酸酯系增塑剂、脂肪族一元酸酯系增塑剂、脂肪族二元酸酯系增塑剂、聚酯系增塑剂、偏苯三甲酸酯系增塑剂、磷酸酯系增塑剂、氯化石蜡系增塑剂中的一种或几种。
聚氯乙烯有两种聚氯乙烯组成，一种为高聚合度聚氯乙烯、另一种为低聚合度聚氯乙烯，所述低聚合度聚氯乙烯数均分子量为5万-15万；所述高聚合度聚氯乙烯数均分子量为100万-300万。
所述高聚合度聚氯乙烯与低聚合度聚氯乙烯质量比为1：10-50。
本发明的组合物可以重复使用，固化时间短，可以针对异形非批量产品加工可以快速制模，从而提高效率。
参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。
一种可重复使用的模具用组合物，所述组合物由100重量份的聚氯乙烯、200-400重量份的增塑剂、0.01-2重量份的硅油以及1-5重量份的松香组成。
所述增塑剂选自苯二甲酸酯系增塑剂、脂肪族一元酸酯系增塑剂、脂肪族二元酸酯系增塑剂、聚酯系增塑剂、偏苯三甲酸酯系增塑剂、磷酸酯系增塑剂、氯化石蜡系增塑剂中的一种或几种。
聚氯乙烯有两种聚氯乙烯组成，一种为高聚合度聚氯乙烯、另一种为低聚合度聚氯乙烯，所述低聚合度聚氯乙烯数均分子量为5万-15万；所述高聚合度聚氯乙烯数均分子量为100万-300万。
所述高聚合度聚氯乙烯与低聚合度聚氯乙烯质量比为1：10-50。
聚氯乙烯(Polyvinyl chloride)，英文简称PVC，是氯乙烯单体(VCM)在过氧化物、偶氮化合物等引发剂或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂。
PVC为无定形结构的白色粉末，支化度较小，玻璃化温度77～90℃，170℃左右开始分解[1]，对光和热的稳定性差，在100℃以上或经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，并进一步自动催化分解，引起变色，物理机械性能也迅速下降，在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。
工业生产的PVC分子量一般在5万～11万范围内，具有较大的多分散性，分子量随聚合温度的降低而增加，无固定熔点，80～85℃开始软化，130℃变为粘弹态，160～180℃开始转变为粘流态；有较好的机械性能，抗张强度60MPa左右，冲击强度5～10kJ/m2；有优异的介电性能。
PVC曾是世界上产量最大的通用塑料，应用非常广泛。在建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。
本发明的聚氯乙烯有两种聚氯乙烯组成，一种为高聚合度聚氯乙烯、另一种为低聚合度聚氯乙烯
低聚合度聚氯乙烯。低聚合度聚氯乙烯优选数均分子量为30万以下。数均分子量更优选为5万-15万。
高聚合度聚氯乙烯优选数均分子量为30万以上。数均分子量更优选为100万-300万。
选用了部分高聚合度聚氯乙烯可以大大提高组合物可以重复使用的次数，由于在高温下聚乙烯链段容易发生断裂，但是高聚合度聚氯乙烯加入后，分子量更大的聚氯乙烯会首先发生断裂，减少了低分子量聚氯乙烯的断裂的可能性，所以大大提高了组合物的使用次数。
作为聚氯乙烯的原料的聚烯烃的种类没有特别限定，可举出乙烯的均聚物、丙烯、丁烯-1、戊烯-1、己烯-1、辛烯-1、4-甲基戊烯-1等α-烯烃的均聚物、乙烯与α-烯烃的共聚物、2种以上α-烯烃的共聚物等。作为共聚物，可以为无规或嵌段的任一共聚物。这些聚烯烃可以单独使用1种或组合使用2种以上。它们之中，优选为乙烯的均聚物、乙烯与丙烯的共聚物、即聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物，更优选为聚乙烯。
所述增塑剂选自苯二甲酸酯系增塑剂、脂肪族一元酸酯系增塑剂、脂肪族二元酸酯系增塑剂、聚酯系增塑剂、偏苯三甲酸酯系增塑剂、磷酸酯系增塑剂、氯化石蜡系增塑剂中的一种或几种。
苯二甲酸酯系增塑剂可以是苯二甲酸二甲酯、苯二甲酸二乙酯、苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸二庚酯、苯二甲酸二-正辛酯、苯二甲酸二-2-乙基己基酯(通常，称为苯二甲酸二辛酯、DOP。)、苯二甲酸二异壬酯、苯二甲酸辛基癸基酯、苯二甲酸二异癸酯、苯二甲酸二(十三烷基)酯、苯二甲酸丁基苄基酯、苯二甲酸二环己酯等苯二甲酸二酯、和四氢苯二甲酸二-正辛酯、四氢苯二甲酸二-2-乙基己基酯、四氢苯二甲酸二异癸酯等四氢苯二甲酸二酯；
脂肪族一元酸酯系增塑剂可以是油酸丁酯、单油酸甘油酯等；
脂肪族二元酸酯系增塑剂可以是己二酸二丁酯、己二酸二-正己酯、己二酸二-2-乙基己基酯、己二酸二异壬酯、己二酸二异癸酯、己二酸二-正烷基酯、己二酸二(丁氧基乙氧基乙基)二酯、壬二酸二-2-乙基己基酯、壬二酸二-正己酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二-2-乙基己基酯等；
偏苯三甲酸酯系增塑剂可以是偏苯三甲酸三烷基酯、偏苯三甲酸三(2-乙基己基)酯、偏苯三甲酸三辛酯等；
聚酯系增塑剂可以是由己二酸、壬二酸、癸二酸、苯二甲酸等二元酸与二醇、甘油类和一元酸等的聚合物构成的己二酸丙二醇系、己二酸-1,3-丁二醇系等；
磷酸酯系增塑剂可以是磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三-2-乙基己基酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三氯乙酯、磷酸三二氯丙酯、磷酸三丁氧基乙酯、磷酸三(2-氯-1-甲基乙基)酯、磷酸辛基二苯基酯、磷酸三(异丙基苯基)酯、磷酸甲苯基二苯基酯等。
松香按其来源分为脂松香、木松香、浮油松香3种。松香外观为淡黄色至淡棕色，有玻璃状光泽，带松节油气味，密度1.060～1.085g/cm3。属于非晶体，没有熔点，软化点(环球法)72～76℃，沸点约300℃(0.67kPa)。玻璃化温度Tg 30～38℃。折射率1.5453。闪点(开杯)216℃。燃点约480～500℃。在空气中易氧化，色泽变深。
松香由树脂酸、枞酸、海松酸、少量脂肪酸、松脂酸酐和中性物等组成。松香的主要成分为树脂酸，占90％左右，分子式为C19H29COOH，分子量302.46。本发明选用的树脂酸为不饱和酸，含有共轭双键，可以强烈吸收紫外光，在空气中能自动氧化或诱导后氧化，可以减缓聚氯乙烯的氧化。
本发明的硅油为脱模剂。
一种模具制作方法，所述制作方法包括以下步骤：
将模具用组合物加热至130-180摄氏度，所述模具用组合物由100重量份的聚氯乙烯、200-400重量份的增塑剂、0.01-2重量份的硅油以及1-5重量份的松香组成；
将加热后的模具用组合物淋在模型表面，冷却后模具用组合物固化成型；
将固化成型的模具剥离模型，得到模具。
采用上述的方法制备的模具在使用35次之后，采用数均分子量为10万的低聚合度聚氯乙烯，得到的模具才开始出现开裂的情况。而不加入松香，重复使用的次数仅为18次。
采用两种两种聚氯乙烯组成后，低聚合度聚氯乙烯数均分子量为10万；所述高聚合度聚氯乙烯数均分子量为150万。所述高聚合度聚氯乙烯与低聚合度聚氯乙烯质量比为1：30。重复使用次数为47次。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这中叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种可重复使用的模具用组合物，其特征在于，所述组合物由100重量份的聚氯乙烯、200-400重量份的增塑剂、0.01-2重量份的硅油以及1-5重量份的松香组成。
2.根据权利要求1所述的一种可重复使用的模具用组合物，其特征在于，所述增塑剂选自苯二甲酸酯系增塑剂、脂肪族一元酸酯系增塑剂、脂肪族二元酸酯系增塑剂、聚酯系增塑剂、偏苯三甲酸酯系增塑剂、磷酸酯系增塑剂、氯化石蜡系增塑剂中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种可重复使用的模具用组合物，其特征在于，所述聚氯乙烯有两种聚氯乙烯组成，一种为高聚合度聚氯乙烯、另一种为低聚合度聚氯乙烯，所述低聚合度聚氯乙烯数均分子量为5万-15万；所述高聚合度聚氯乙烯数均分子量为100万-300万。
4.根据权利要求3所述的一种可重复使用的模具用组合物，其特征在于，所述高聚合度聚氯乙烯与低聚合度聚氯乙烯质量比为1：10-50。
5.一种模具制作方法，其特征在于，所述制作方法包括以下步骤：
将模具用组合物加热至130-180摄氏度，所述模具用组合物由100重量份的聚氯乙烯、200-400重量份的增塑剂、0.01-2重量份的硅油以及1-5重量份的松香组成；
将加热后的模具用组合物淋在模型表面，冷却后模具用组合物固化成型；
将固化成型的模具剥离模型，得到模具。
6.根据权利要求5所述的一种模具制作方法，其特征在于，所述模具用组合物加热的温度为140-150摄氏度。
7.根据权利要求5所述的一种模具制作方法，其特征在于，所述增塑剂选自苯二甲酸酯系增塑剂、脂肪族一元酸酯系增塑剂、脂肪族二元酸酯系增塑剂、聚酯系增塑剂、偏苯三甲酸酯系增塑剂、磷酸酯系增塑剂、氯化石蜡系增塑剂中的一种或几种。
8.根据权利要求5所述的一种模具制作方法，其特征在于，所述聚氯乙烯有两种聚氯乙烯组成，一种为高聚合度聚氯乙烯、另一种为低聚合度聚氯乙烯，所述低聚合度聚氯乙烯数均分子量为5万-15万；所述高聚合度聚氯乙烯数均分子量为100万-300万。
9.根据权利要求8所述的一种模具制作方法，其特征在于，所述高聚合度聚氯乙烯与低聚合度聚氯乙烯质量比为1：10-50。
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