CS208074B1

CS208074B1 - Substance for the reproduction device for making the operation forms

Info

Publication number: CS208074B1
Application number: CS868879A
Authority: CS
Inventors: Jiri Novak; Ivo Wiesner; Karel Klimes; Ladislav Jelinek; Vilem Scharhag; Frantisek Kubik; Jan Dousa
Original assignee: Jiri Novak; Ivo Wiesner; Karel Klimes; Ladislav Jelinek; Vilem Scharhag; Frantisek Kubik; Jan Dousa
Priority date: 1979-12-12
Filing date: 1979-12-12
Publication date: 1981-08-31

Description

Vynález se týká hmoty pro rozmnožovací zařízení pro výrobu provozních forem, jejich doplňky a části.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composition for reproduction apparatus for manufacturing operating molds, their accessories and parts.

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.For the production of complex gypsum molds, devices referred to as duplicating devices are commonly used. In essence, it is a multi-part mold comprising a main part with a working surface, frames with locks that secure the position of the frames with respect to the main part, a wedge device and wedges and plugs. The stoppers serve to create pouring holes into the operating mold. Wedge devices are used to pre-cast wedges in the case of a more complex model. Not every model is complex enough to require pre-casting. Gypsum or other operating molds are cast with the apparatus thus prepared.

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.The following materials are used to produce the reproduction equipment: commonly plaster, often epoxy and polyester resins, silicones, polyurethanes, occasionally concrete, wood, metals or other materials. The disadvantage of gypsum is its considerable moisture absorption and weight of the device, low durability of the device due to low mechanical strength, necessity of drying after each casting, high abrasion, low heat resistance and large dimensions. This has an adverse effect on handling, since the equipment is heavy and requires considerable work and storage space. Absorbency and mechanical strength can be partially influenced by surface treatment or penetration by shellac, alcohol and other varnishes. Oils, soaps or waxes are then used for the separation. However, even after these adjustments, the wear resistance during casting of the operating molds is very low and the life of the propagator is very short. The common drawbacks of epoxy and polyester resins are high shrinkage, the possibility of deformation due to the large amount of heat of reaction that develops during curing in larger plants, and brittleness. High shrinkage is a characteristic deficiency even in silicones. Polyurethanes are sensitive to the presence of water. Wood, concrete and metals are not suitable for more complex shapes.

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, Recently, it has been found that most of the drawbacks can be avoided by using epoxy elastomers prepared from telechelic monomers and prepolymers containing epoxy or amine groups. Because they exhibit excellent copying capability and a number of other outstanding properties, they can be used excellently for reproduction equipment. The disadvantage of these materials is their low rigidity,

208 074 tj. odpor proti deformaci, což se nepříznivě projevuje zejména u některých typů rozmnožovacích zařízení.208 074, ie resistance to deformation, which is unfavorable especially in some types of reproduction equipment.

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.We have now found that this disadvantage is not represented by reproductive compositions, their possible additions and parts obtainable by vulcanizing 100 parts by weight of epoxyester, epoxy-polyester, glyddyl, glycidyl ester, glycidylpolyester or glycidylpolyurethane telechelic 500 to 500,000 molecular weight polymers up to 100 parts by weight of filler in the presence of vulcanizers in an amount of 80 to 200% of theory. Filled epoxy rubbers, due to their higher rigidity and hence self-support, allow the preparation of reproductive devices as well as thin and elongated shapes such as a tail of animals or a spear in the athlete's hand. For large work surfaces, which is often the case with sanitary ceramics, it is possible to reduce the necessary thickness below the work surface compared to unfilled epoxy rubbers, thus reducing material and energy costs.

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.In addition, the reproduction apparatus prepared from filled epoxy rubbers has a longer lifetime and less thermal expansion due to less reaction heat released compared to unfilled. This fact is especially important in the preparation of large reproduction equipment for sanitary ware.

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.The starting liquid epoxy elastomers usually consist of 10 to 90 parts by weight of epoxy, telechelic prepolymers, 1 to 50 parts by weight of low molecular weight epoxy resin and 0.1 to 40 parts by weight of reactive or non-reactive diluent. For the compositions according to the invention, epoxy telechelic prepolymers having an average molecular weight of 500 to 5000 are used, in particular epoxyester, epoxypolyester, glycidyl, glycidyl ester, glycidylpolyester and glycidylpolyurethane prepolymers.

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.Low molecular weight epoxy resins have an average molecular weight of 222-500 and are prepared by known methods by reacting epichlorohydrin with diane, resorcinol, or other diphenols. Reactive diluents contain at least one epoxy group in their molecule and are derived by known methods from aliphatic or cycloaliphatic diols, thiols, secondary diamines or dicarboxylic acids, or are formed by reaction of epoxy alcohols with polyisocyanates or epoxidation of unsaturated compounds. Among the non-reactive diluents, in particular low volatile organic and inorganic acid esters, high-boiling aromatics or aromatised distillation slices and the like are used.

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.The amine and polyaminoamide vulcanizers for preparing the compositions of the invention have an amine number of 150 to 1800 mg KOH / g and cause vulcanization of liquid epoxy elastomers at temperatures of 0 to 50 ° C, with an amount of vulcanizer of 0.8 to 2 x E χ H where hydrogen vulcanizer and " E " content of epoxy groups in equivalents / 100 g. Curing may be accomplished by accelerating or retarding the vulcanization, such as phenolic compounds, water, polyols, thiols, ketones, cyclic ethers, and the like. Sometimes it is suitable to use substances affecting the flow, surface tension and foam formation.

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.Fillers of mineral and synthetic origin, ground and graded such as sand, chalk, diatomaceous earth, gypsum, limestone, dolomite, basalt, mica, graphite, serpentine, pumice, barite, blanc-fixe, ground porcelain shards are used for the compositions according to the invention. , expanded perlite, cement, ground fireclay, fly ash, corundum waste, garnet waste, alumina, metal dust, preferably fillers whose particles are leaf-shaped, such as talc, kaolin, slate, or whose particles are smaller than one micrometer, such as amorphous silica, carbon black, precipitated calcium carbonate, and fibrous fillers such as asbestos, wood flour, chopped polyester, polyamide or polypropylene fibers. Pigments may also be used. The improvement of the rigidity (shape stability) of the filled epoxy rubbers is influenced not only by the amount and type of filler, but also by the perfection of its dispersion in the unvulcanized state.

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.The reproduction equipment itself is prepared, for example, by casting the entire volume of the mold with an unvulcanised rubber compound, or a coarse preformed core of another material is placed in the mold, having a frontal bore in its center, the material first flowing into the lower part of the mold. or a combination of painting and watering.

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.Vulcanized epoxy rubbers differ from liquid epoxy elastomers in that they do not have free epoxy groups and are bonded by an elastic three-dimensional polymeric network and from cured epoxy resins in that they have significantly lower shrinkage, surface hardness and breaking strength at 25 ° C. tensile, and at the same time higher ductility and non-determinable impact toughness.

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.By changing the types and proportions of fillers, the mechanical and electrical properties (strength, abrasion, surface resistance), processability (eg viscosity, thixotropy), the amount of vulcanizer can be influenced and the moldability can be removed. The optimum proportion must be determined individually for each filler and vulcanizer. Filling slightly decreases the rate of growth of the isolated crack, the rate of shape recovery can be increased or decreased. Even after prolonged aging, internal stresses do not develop in reproductive devices, their accessories or epoxy rubber parts, while the same epoxy resin pieces create cracks that increase and deepen until they become unusable. Reproduction equipment, accessories such as plugs or valves as well as parts such as wedges, rings or inserts of filled epoxy rubbers can be repaired very well by cutting or adding epoxy rubbers.

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.Epoxy rubber with high elasticity is needed especially for the preparation of reproduction devices and models of richly embossed shapes of used and decorative ceramics, mainly because of its compressibility after the plaster cast solidifies during removal (removal). On the other hand, for the production of reproduction devices and models with freely protruding parts, the higher rigidity of the mass provided by epoxy-filled rubber is desirable. Similarly, in the case of dimensionally accurate parts of large reproducers of artistic and in particular sanitary ceramics, the low thermal expansion of filled epoxy rubbers is also very favorable.

Příklad 1Example 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.Reproductive oil was prepared / vulcanized to a homogenized mixture consisting of 80 parts by weight of a glycidyl telechelic prepolymer made of a low molecular weight epoxy resin having a mean molecular weight of 392 and a fatty acid dimension of a mean molecular weight of 573 (epoxy group content 0.14 equivalents / 100 g), 20 parts by weight of a glycidylic telechelic monomer having an average molecular weight of 285 based on an aliphatic diol (epoxide content of 0.71 equivalents / 100 g), 11 parts by weight of trimethylhexamethylenediamine (vulcanizer, amine telechelic monomer, hydrogen equivalent weight of 39.6 g) , 90 pbw of ferric mica and 3 pbw of fumed silica.

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.Filling the epoxy rubber increased its stiffness, i.e. resistance to deformation. Determination of stiffness, respectively. its increase was performed relative to the unfilled mass by a modified self-supporting test.

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 rovenThe self-supporting test is performed with type III test specimens according to ČSN 64 0605. One end of the test specimen is fixed in the extended part (5 cm long) to the support, while the other free part is stabilized in a horizontal position. The actual measurement is carried out by loosening the unattached end and measuring the bend (drop) of the end of the specimen against the horizontal position after 30 seconds. The result is given in% of the bend (drop) of the test specimen prepared from unfilled epoxy rubber, equal to:

Claims

SUBJECT

Reproductive material for the production of operating forms, their possible accessories and parts, ready to vulcanize 100 parts by weight of liquid epoxy elastomers based on epoxyester, epoxypolyester, glycidyl, glycidyl ester, glycidylpolyester

208 074

100%. The filled epoxy rubber prepared according to Example 1 achieves a 57% bend of the unfilled epoxy rubber.

Example 2

The multiplication mass was prepared by vulcanizing a homogenized blend consisting of 75 parts by weight of an epoxypolyester telechelic prepolymer made of an adipic acid-based polyester and 1,4-butanediol, an average molecular weight of 348, by reaction with a dianidium medium molecular weight resin. 389 in a molar ratio of 1: 2 (epoxide content 0.19 equivalents / 100 g, acid number 0.01 mg KOH / g, average molecular weight 1125), 25 parts by weight of glycidyl telechelic monomer with an average molecular weight of 360 (epoxy group content) 0.58 equivalents / 100 g), 9 parts by weight of diethylenetriamine (vulcanizer, 20.6 g hydrogen equivalent), 8 parts by weight of amorphous silica and 10 parts by weight of talc.

The filled epoxy rubber prepared according to Example 2 achieves a 66% bend of the unfilled epoxy rubber.

Example 3

The multiplication mass was prepared by vulcanizing a homogenized mixture consisting of 75 parts by weight of a glycidyl ester telechelic prepolymer made of epichlorohydrin and dimer fatty acids (epoxide content 0.27 equivalents / 100 g, viscosity 1.9 Pa.s / 25 ° C) ), 20 parts by weight of diane based glycidyl telechelic monomer with an average molecular weight of 249, 5 parts by weight of glycidyl telechelic monomer based on ethylene glycol of an average molecular weight of 242, 11 parts by weight of 1,8-octanediamine (vulcanizer), 10 parts by weight of aluminum dust, 5 parts by weight of PVC powder and 17 parts by weight of asbestos.

The filled epoxy rubber prepared according to Example 3 achieves a 26% bend of the unfilled epoxy rubber.

OF THE INVENTION or glycidyl polyurethane telechelic prepolymers having an average molecular weight of 500 to 5000 and 1 to 100 parts by weight of fillers in the presence of a vulcanizer in an amount corresponding to 0.8 to 2.0 hydrogen equivalents per i epoxide group.