CS208074B1 - Hmota pro rozmnožovací zařízení pro výrobu provozních forem - Google Patents

Description

Vynález se týká hmoty pro rozmnožovací zařízení pro výrobu provozních forem, jejich doplňky a části.

Pro výrobu složitých sádrových provozních forem se běžně používají zařízení označovaná jako rozmnožovací zařízení. V podstatě jde o vícedílnou formu, která se skládá z hlavního dílu s pracovní plochou, z rámečků se zámky, které zajišťují polohu rámečků vůči hlavnímu dílu, z klínového zařízení a z klínů a ze zátek. Zátky slouží k vytvoření nalévacích otvorů do provozní formy. Klínová zařízení se používají k předlévání klínů v případě složitějšího modelu. Ne každý model je tak složitý, aby předlévání vyžadoval. Pomocí takto připraveného zařízení se odlévají sádrové nebo jiné provozní formy.

K výrobě rozmnožovacího zařízení se používají následující materiály: běžně sádra, často epoxidové a polyesterové pryskyřice, silikony, polyuretany, občas i beton, dřevo, kovy nebo jiné materiály. Nevýhodou sádry je její značná navlhavost (nasákavost) a hmotnost zařízení, malá životnost zařízení způsobená malou mechanickou pevností, nutnost dosušování po každém odlévání, vysoký otěr, malá tepelná odolnost a velké rozměry. To má nepříznivý vliv na manipulaci, neboť zařízení jsou těžká a potřebují značný pracovní a skladovací prostor. Nasákavost a mechanická pevnost se dá částečně ovlivnit povrchovou úpravou nebo penetrací šelakovými, lihovými i jinými laky. Pro separace se pak používají oleje, mýdla nebo vosky. Avšak i po těchto úpravách je odolnost oproti opotřebování během lití provozních forem velmi malá a životnost rozmnožovacího zařízení velmi krátká. Společným nedostatkem epoxidových a polyesterových pryskyřic jsou velká smrštění, možnost deformace vlivem velkého množství reakčního tepla, které se vyvíjí při vytvrzování u větších zařízení a křehkost. Velké smrštění je charakteristickým nedostatkem i u silikonů. Polyuretany jsou choulostivé na přítomnost vody. Dřevo, beton a kovy se nehodí pro složitější tvary.

Nedávno bylo zjištěno, že většině nedostatků se lze vyhnout použitím epoxidových elastomerů připravených z telechelických monomerů a předpolymerů obsahujících epoxidové nebo aminové skupiny. Protože vykazují výbornou kopírovací schopnost a řadu dalších vynikajících vlastností, lze je výborně použít k výrobě rozmnožovacích zařízení. Nevýhodou těchto hmot je jejich malá tuhost,

208 074 tj. odpor proti deformaci, což se nepříznivě projevuje zejména u některých typů rozmnožovacích zařízení.

Nyní jsme zjistili, že tuto nevýhodu nemají hmoty pro rozmnožovací zařízení, jejich případné doplňky a části připravitelné vulkanizací 100 hmotnostních dílů kapalných epoxidových elastomerů na bázi epoxyesterových, epoxypolyesterových, glyddylových, glycidylesterových, glycidylpolyesterových nebo glycidylpolyuretanových telechelických předpolymerů o střední molekulové hmotnosti 500 až 5000 obsahujících 1 až 100 hmotnostních dílů plniva za přítomnosti vulkanizátorů v množství 80 až 200 % teorie. Plněné epoxidové kaučuky vzhledem k jejich vyšší tuhosti a tím i samonosnosti dovolují přípravu rozmnožovacích zařízení i tenkých a protáhlých tvarů, jako jsou např. ohon zvířat nebo oštěp v ruce atleta. U velkých pracovních ploch, což bývá často u sanitární keramiky, je možné oproti neplněným epoxidovým kaučukům snížit nutnou tlouštku pod pracovní plochou a tím snížit materiálové a energetické náklady.

Kromě toho rozmnožovací zařízení připravené z plněných epoxidových kaučuků mají ve srovnání s neplněnými vyšší životnost a menší tepelnou roztažnost z důvodu menšího množství uvolněného reakčního tepla. Tato skutečnost je pak významná zejména při přípravě velkých rozmnožovacích zařízení sanitární keramiky.

Výchozí kapalné epoxidové elastomery obvykle sestávají z 10 až 90 hmotnostních dílů epoxidového, telechelického předpolymerů, 1 až 50 hmotnostních dílů nízkomolekulové epoxidové pryskyřice a 0,1 až 40 hmotnostních dílů reaktivního nebo nereaktivního ředidla. Pro hmoty dle vynálezu se používají epoxidové telechelické předpolymery mající střední molekulovou hmotnost 500 až 5000, zejména epoxyesterové, epoxypolyesterové, glycidylové, glycidylesterové, glycidylpolyesterové a glycidylpolyuretanové předpolymery.

Nízkomolekulámí epoxidové pryskyřice mají střední molekulovou hmotnost 222 až 500 a připravují se známými způsoby reakcí epichlorhydrinu s dianem, rezorcinem nebo jinými difenoly. Reaktivní ředidla obsahují ve své molekule nejméně jednu epoxidovou skupinu a odvozují se známými způsoby od alifatických nebo cykloalifatických diolů, thiolů, sekundárních diaminů nebo dikarbonových kyselin, nebo vznikají reakcí epoxyalkoholů s polyizokyanáty nebo epoxidací nenasycených sloučenin. Z nereaktivních ředidel se používají zejména málo těkavé estery organických a anorganických kyselin, vysokovroucí aromáty nebo aromatizované destilační řezy a podobně.

Aminové a polyaminoamidové vulkanizátory pro přípravu hmot podle vynálezu mají aminové číslo 150 až 1800 mg KOH/g a působí vulkanizaci kapalných epoxidových elastomerů při teplotách 0 až 50 °C, při množství vulkanizátoru rovném 0,8 až 2 x E χ H, kde značí vodíkový ekvivalent vulkanizátoru a „E“ obsah epoxidových skupin v ekvivalentech/100 g. Při vulkanizaci je možné používat látky urychlující nebo zpomalující vulkanizaci, jako jsou fenolické sloučeniny, voda, polyoly, thioly, ketony, cyklické étery a podobně. Někdy je vhodné použít i látky ovlivňující rozliv, povrchové napětí a tvorbu pěny.

Pro hmoty dle vynálezu se používají plniva původu minerálního i syntetického, mletá a tříděná, jako jsou písek, křída, infusoriové hlinky, sádra, vápenec, dolomit, čedič, slída, grafit, serpentin, pemza, baryt, blanc-fixe, mleté porcelánové střepy, expandovaný perlit, cement, mletý šamot, popílek, korundový odpad, granátový odpad, kysličník hlinitý, kovové prachy, s výhodou pak plniva jejichž částice mají tvar lístkový, jako jsou mastek, kaolin, břidlice, nebo jejichž částice jsou menší než jeden mikrometr, jako jsou amorfní kysličník křemičitý, saze, srážený uhličitan vápenatý, dále pak plniva vláknitého charakteru, jako je asbest, dřevná moučka, sekaná vlákna polyesterová, polyamidová či polypropylenová. Lze také použít pigmentů. Zlepšení tuhosti (tvarové stálosti) plněných epoxidových kaučuků je ovlivněno nejen množstvím a druhem plniva, ale i dokonalostí jeho dispergace v nevulkanizovaném stavu.

Vlastní příprava rozmnožovacích zařízení se provádí např. zalitím celého objemu modelové formy ještě nevulkanizovanou kaučukovou směsí, nebo se do modelové formy umístí hrubě předformované jádro z jiného materiálu, které má ve svém středu vývrt pro čelní zalití, přičemž hmota nejdříve vtéká do nejspodnější části formy, nebo se kombinuje natírání a zalévání.

Vulkanizované epoxidové kaučuky se od kapalných epoxidových elastomerů liší v tom, že nemají volné epoxidové skupiny a jsou vázány (propojeny) elastickou trojrozměrnou polymerní sítí a od vytvrzených epoxidových pryskyřic v tom, že mají při 25 °C výrazně nižší smrštivost, povrchovou tvrdost a mez pevnosti v tahu a současně vyšší tažnost a nestanovitelnou rázovou houževnatost.

Změnou druhů a podílů plniv lze ovlivnit mechanické i elektrické vlastnosti (pevnost, otěr, povrchový odpor), zpracovatelnost (např. viskozita, tixotropie), množstvím vulkanizátoru plnitelnost a vyjímatelnost z forem. Optimální podíl je třeba u každého plniva i vulkanizátoru zjistit individuálně. Plněním se mírně sníží rychlost růstu izolované trhliny, rychlost tvarového zotavení může být zvýšena i snížena. V rozmnožovacích zařízeních, jejich doplňcích nebo částech z epoxidových kaučuků nevzniká ani po dlouhodobém stárnutí vnitřní pnutí, zatímco u stejných kusů z epoxidových pryskyřic se tvoří prasklinky, které se zvětšují a prohlubují, až se stávají nepoužitelné. Rozmnožovací zařízení, doplňky jako jsou např. zátky čí ventily i části jako jsou např. klíny, kroužky čí technické vložky z plněných epoxidových kaučuků se dají velmi dobře opravovat odříznutím anebo přidáním epoxidových kaučuků.

Epoxidový kaučuk s vysokou pružností je potřebný zejména k přípravě rozmnožovacích zařízei ní a modelů bohatě reliéfních tvarů keramiky užité a ozdobné a to hlavně pro svoji stlačitelnost po zatuhnutí sádrového odlitku při snímání (vyjímání). Pro zhotovování rozmnožovacích zařízení a modelů s volně vyčnívajícími částmi je na druhé straně žádóhcí vyšší tuhost hmoty, kterou poskytují epoxidové kaučuky plněné. Podobně jé tomu v případě rozměrově přesných částí velkých rozmnožovacích zařízení umělecké a zejména sanitární keramiky, kde se navíc velmi příznivě projevuje i nižší teplotní roztažnost plněných epoxidových kaučuků.

Příklad 1

Jftmota pro rozmnožovací zařízení byla připravena/ vulkanizaci zhomogenizované směsi sestávající z 80 hmotnostních dílů glycidylového telechelického předpolymeru, který byl vyroben z nízkomolekulární epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 392 a dimemích mastných kyselin o střední molekulové hmotnosti 573 (obsah epoxidových skupin 0,14 ekvivalentu/100 g), 20 hmotnostních dílů glycidylického telechelického monomeru o střední molekulové hmotností 285 na bázi alifatického diolu (obsah epoxidových skupin 0,71 ekvivalentu/100 g), 11 hmotnostních dílů trimetylhexametylendiaminu (vulkanizátor, aminový telechelický monomer, hmotnost vodíkového ekvivalentu 39,6 g), 90 hmotnostních dílů železité slídy a 3 hmotnostních dílů pyrogenního kysličníku í křemičitého.

Plněním epoxidového kaučuku se zvýšila jeho tuhost, tj. odpor proti deformaci. Stanovení tuhosti, resp. jejího zvýšení bylo provedeno relativně, ve vztahu k hmotě neplněné, modifikovanou zkouškou samonosnosti.

Zkouška samonosnosti je provedena se zkušebními tělísky typ III dle ČSN 64 0605. Jeden konec zkušebního tělíska se v rozšířené části (v délce 5 cm) pevně upevní k podložce, přičemž druhá volná část je stabilizována ve vodorovné poloze. Vlastní měření sé provede tak, že neupevněný konec se uvolní a po 30 sekundách se změří velikost ohybu (poklesu) konce zkušebního tělíska oproti poloze vodorovné. Výsledek se udává v % ohybu (poklesu) zkušebního tělíska připraveného z neplněného epoxidového kaučuku, který je roven

Claims (1)

1. PŘEDMĚT

   Hmota pro rozmnožovací zařízení pro výrobu provozních forem, jejich případné doplňky a části, připravitelné vulkanizaci 100 hmotnostních dílů kapalných epoxidových elastomerů na bázi epoxyesterových, epoxypolyesterových, glycidylových, glycidylesterových, glycidylpolyesterových

   208 074

   100 %. Plněný epoxidový kaučuk, připravený dle příkladu 1 dosahuje 57 % ohybu epoxidového kaučuku neplněného.

   Příklad 2

   Hmota pro rozmnožovací zařízení byla připravena vulkanizaci zhomogenizované směsi sestávající ze 75 hmotnostních dílů epoxypolyesterového telechelického předpolymeru, který byl vyroben z polyesteru ná bázi kyseliny adipové a 1,4-butandiolu, o středná molekulové hmotnosti 348, reakcí s dianovou ^poiidóvou pryskyřicí o střední molekulové hmotnosti 389 v molámím poměru 1 : 2 (obsah epoxidových skupin 0,19 ekvivalentu/100 g, číslo kyselosti 0,01 mg KOH/g, střední molekulová hmotnost 1125), 25 hmotnostních dílů glycidylového telechelického monomeru o střední molekulové hmotnosti 360 (obsah epoxidových skupin 0,58 ekvivalent/100 g), 9 hmotnostních dílů dietylentriaminu (vulkanizátor, hmotnost vodíkového ekvivalentu 20,6 g), 8 hmotnostních dílů amorfního kysličníku křemičitého a 10 hmotnostních dílů mastku.

   Plněný epoxidový kaučuk připravený dle příkladu 2 dosahuje 66 % ohybu epoxidového kaučuku neplněného.

   Příklad 3

   Hmota pro rozmnožovací zařízení byla připravena vulkanizaci zhomogenizované směsi sestávající ze 75 hmotnostních dílů glycidylesterového telechelického předpolymeru, který byl vyroben z epichlorhydrinu a dimemích mastných kyselin (obsah epoxidových skupin 0,27 ekvivalentu/100 g, viskozita 1,9 Pa.s/25 °C), 20 hmotnostních dílů glycidylového telechelického monomem na bázi dianu o střední molekulové hmotnosti 249, 5 hmotnostních dílů glycidylového telechelického monomem na bázi etylenglykolu o střední molekulové hmotnosti 242, 11 hmotnostních dílů 1,8-oktandiaminu (vulkanizátor), 10 hmotnostních dílů hliníkového prachu, 5 hmotnostních dílů práškového PVC a 17 hmotnostních dílů asbestu.

   Plněný epoxidový kaučuk připravený podle příkladu 3 dosahuje 26 % ohybu epoxidového kaučuku neplněného.

   VYNÁLEZU nebo glycidylpolyuretanových telechelických předpolymerů o střední molekulové hmotnosti 500 až 5000 a 1 až 100 hmotnostních dílů plniv za přítomnosti vulkanizátoru v množství odpovídajícím rozsahu 0,8 až 2,0 vodíkového ekvivalentu na i jednu epoxidovou skupinu.