CS238779B1

CS238779B1 - A method of making a flexible mold

Info

Publication number: CS238779B1
Application number: CS839395A
Authority: CS
Inventors: Bohumil Boem; Jiri Novak; Ivo Wiesner
Original assignee: Bohumil Boem; Jiri Novak; Ivo Wiesner
Priority date: 1983-12-14
Filing date: 1983-12-14
Publication date: 1985-12-16
Also published as: CS939583A1

Abstract

Pro výrobu pružné formy, vhodné zejména pro zhotoveni strojních součástí, z vytvrditelné syntetické pryskyřice se použije hmoty, sestávající ze 100 hmotnostních dílů plastifikované. dlaňové epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti výchozí epoxidové pryskyřice 370 až 750, dále 50 az 110 hmotnostních dílů hydrogenovaného aduktu akrylonitrilu a alkylamin o aminovém čísle 350 až 450 mg KOH/g a 2 až 40 hmotnostních dílů plniv* pigmentů a látek pro regulaci Teologických vlastnosti kompozice a mechanických vlastností vytvrzené hmoty. Vytvrzování probíhá v rozmezí teplot 20 až 70 C.For the production of a flexible mold, particularly suitable for the manufacture of machine parts, from a curable synthetic resin, a mass is used consisting of 100 parts by weight of plasticized palm epoxy resin with an average molecular weight of the starting epoxy resin of 370 to 750, further 50 to 110 parts by weight of a hydrogenated adduct of acrylonitrile and alkylamine with an amine number of 350 to 450 mg KOH/g and 2 to 40 parts by weight of fillers* pigments and substances for regulating the rheological properties of the composition and the mechanical properties of the cured mass. Curing takes place in the temperature range of 20 to 70 C.

Description

(54) Způsob výroby pružné formy(54) A method of making a flexible mold

Pro výrobu pružné formy, vhodné zejména pro zhotoveni strojních součástí, z vytvrditelné syntetické pryskyřice se použije hmoty, sestávající ze 100 hmotnostních dílů plastifikované. dlaňové epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti výchozí epoxidové pryskyřice 370 až 750, dále 50 az 110 hmotnostních dílů hydrogenovaného aduktu akrylonitrilu a alkylamin o aminovém čísle 350 až 450 mg KOH/g a 2 až 40 hmotnostních dílů plniv* pigmentů a látek pro regulaci Teologických vlastnosti kompozice a mechanických vlastností vytvrzené hmoty. Vytvrzování probíhá v rozmezí teplot 20 až 70 C.A mass consisting of 100 parts by weight plasticized is used to produce a flexible mold, particularly suitable for making machine parts from a curable synthetic resin. palm epoxy resins having a mean molecular weight of the starting epoxy resin 370 to 750, further 50 to 110 parts by weight of a hydrogenated acrylonitrile adduct and an alkylamine having an amine number of 350 to 450 mg KOH / g and 2 to 40 parts by weight of fillers and pigments and mechanical properties of the cured composition. Curing takes place between 20 and 70 ° C.

Vynález se týká způsobu výroby pružné formy s minimálním smrštěním, vhodné k výrobě sádrových, keramických nebo plastických odlitků či zálitků.The invention relates to a method for producing a flexible mold with a minimum of shrinkage, suitable for the manufacture of gypsum, ceramic or plastic castings or rolls.

Při výrobě odlitků Si zálitků z reaktoplastů nebo z jiných materiálů se zhotovují formy z nejrůznějších hmot. Jde-li o výrobu velkého počtu kusů, je vhodné použití ocelových forem, zejména pak pro hladké odlitky s ostrými okraji.In the manufacture of Si castings of thermosetting plastics or other materials, molds are made from a variety of materials. When producing a large number of pieces, it is advisable to use steel molds, especially for smooth castings with sharp edges.

Nevýhodou jsou vysoké pořizovací náklady, velká hmotnost, a tím zhorěená manipulovatelnost a také značná pracnost už při jednoduchém reliéfu. Hmotnost formy lze sice snížit použitím hliníku a jeho slitin, avšak ani tyto materiály se nehodí pro výrobu tvarově komplikovaných odlitků či zálitků. Proto se často používá sádra, ale sádrové formy jsou těžké a křehké a nají malou životnost. Lepší výsledky dává použití polyesterových pryskyřic, jenže stejně jako sádra nezachovávají věcně rozměry. Model, podle kterého se odlévá forma, musí být vyroben rozměrově větší a reakční smrštění při vytvrzování pryskyřice. Epoxidové pryskyřice tvrzené alifatickými pólyaminy mají menší smrštění než polyesterové pryskyřice, ale ani tyto materiály, stejně jako metakrylétové plasty, nedovolují mít u odlitků negativní reliéf.The disadvantage is high purchase cost, high weight and hence impaired handling and considerable laboriousness even with simple relief. Although the weight of the mold can be reduced by the use of aluminum and its alloys, these materials are also not suitable for the production of complicated shape castings or grilles. Therefore, gypsum is often used, but gypsum molds are heavy and brittle and have a low durability. The use of polyester resins gives better results, but, like gypsum, they do not retain the dimensions. The mold casting model must be made larger in size and reaction shrinkage when curing the resin. Epoxy resins cured by aliphatic polyamines have less shrinkage than polyester resins, but even these materials, like methacrylate plastics, do not allow negative relief in castings.

Epoxidová pryskyřice plněná hmotnostně 1:1 mletým, taveným křemenem v amorfní formě mé součinitel délkové teplotní roztažnosti «= 0,54.10”^ mm/mm °C v oblasti 0 °C až 1 000 °C, což se projeví jako lineární smrštění 0,6 až 0,8 %. Výše uvedené hmoty postrádají pružnost a ohebnost, která je důležitá pro vyformování zálitků po želatinační době. Velkým pokrokem bylo zavedení forem ze silikonového kaučuku. Jsou pružné a odolné vůči vyšším teplotám.Epoxy resin filled with 1: 1 milled, fused quartz in amorphous form, has a coefficient of linear thermal expansion «= 0.54.10” ^ mm / mm ° C in the range of 0 ° C to 1000 ° C, which results in a linear shrinkage of 0, 6 to 0.8%. The aforementioned compositions lack the flexibility and flexibility which is important for forming the grips after the gelation time. The introduction of silicone rubber molds was a major advance. They are flexible and resistant to higher temperatures.

Zpočátku mají malé smrštění kolem 0,6 %, ale postupem času se smršťují dále až dosáhnou hodnot kolem 2,6 %. Proto se často snímají kopie originálů uměleckých děl né silikony, ale modifikovaným poíyvinylchloridem. Lépe dodržují rozměry, např. poměr délky rukou k tělu. Musí se ale pracovat s roztaveným materiálem pxi teplotě asi 170 °C, neboť pod touto teplotou vzniká rosol, který nelze roztírat.Initially, they have a small shrinkage of about 0.6%, but over time they shrink further to reach values of about 2.6%. Therefore, copies of original works of art silicones, but modified polyvinyl chloride, are often scanned. They better fit dimensions, such as the ratio of hand length to body. However, the molten material must be operated at a temperature of about 170 ° C, since below this temperature a jelly forms which cannot be spread.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob výroby pružné formy s minimálním smrštěním, z vytvrditelné syntetické pryskyřice podle vynálezu, jehož podstatou je, že se jako vytvrditelné syntetické pryskyřice použije hmoty, sestávající ze 100 hmotnostních dílů plastifikované dlaňové epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti výchozí epoxidové pryskyřice 370 až 750, dále 50 až 110 hmotnostních dílů hydrogenovaného aduktu akrylonitrilu na až C₂₀ na alkylamin o aminovém čísle aduktu 350 až 450 mg KOH/g a 2 až 4> hmotnostních dílů plniv, pigmentů a látek pro regulaci reologických vlastností kompozice a mechanických vlastností vytvrzené hmoty.The disadvantage of the above-mentioned disadvantages is to eliminate the method of producing a flexible, low-shrinkage mold from the curable synthetic resin according to the invention, which consists in using as the curable synthetic resin a mass consisting of 100 parts by weight of plasticized palm epoxy resin. and 50 to 110 parts by weight of a hydrogenated acrylonitrile adduct to up to _C20 to an alkylamine having an adduct amine number of 350 to 450 mg KOH / g and 2-4 parts by weight of fillers, pigments and substances to control the rheological properties of the composition and the mechanical properties of the cured composition.

Vlastnosti formy vytvořené podle vynálezu mohou být měněny ovlivňováním hustoty, polérnosti i topologie a strukturní sítě hmoty prostřednictvím změny kvality i kvantity výchozích složek. Změnou druhů a podílů plniv lze ovlivnit mechanické a elektrické vlastnosti jako pevnost, otěr a povrchový odpor. Podobnou změnou lze ovlivnit i viskozitu a tixotropii, a tím i zpracovatelnost směsi. Množstvím tvrdidla se ovlivňuje plnitelnost a vy jímatelnost z formy. Optimální podíl je třeba u každého plniva i tvrdidla zjistit individuálně. Plněním se obvykle mírně sníží rychlost růstu izolovaná trhliny. Rychlost tvarového zotavení může být zvýšena i snížena.The properties of the mold produced according to the invention can be varied by influencing the density, the polarity as well as the topology and the structural network of matter by changing the quality and quantity of the starting components. By changing the types and proportions of fillers, mechanical and electrical properties such as strength, abrasion and surface resistance can be influenced. A similar change can affect the viscosity and thixotropy, and thus the processability of the mixture. The amount of hardener influences the fillability and removability from the mold. The optimum proportion must be determined individually for each filler and hardener. Filling usually slightly reduces the rate of growth of the isolated crack. The rate of shape recovery can be increased or decreased.

Plastifikované dlaňové epoxidové pryskyřice se připravují smícháním dianové epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 370 až 750 se známými plastifikátory v hmotnostním poměru 10:0,5 až 3. Výchozí epoxidové pryskyřice se připravují známými způsoby reakcí dianu s epichlorhydridem. Jako plastifikátory se používají dialkylftaláty, polyglykoly, epoxidované estery nenasycených mastných kyselin apod. Jako tvrdící složky se užívají hydrogenované adukty akrylonitrilu na až ^C20 alkylamin.Plasticized palm epoxy resins are prepared by mixing diane epoxy resins with an average molecular weight of 370 to 750 with known plasticizers in a weight ratio of 10: 0.5 to 3. Starting epoxy resins are prepared by known methods of reacting diane with epichlorohydride. As plasticizers used dialkyl polyglycols, epoxidized unsaturated fatty acid esters and the like. Hardener component used is hydrogenated acrylonitrile adducts to ^C 20 alkylamines.

Jde o technickou směs alkylaminu, alkylpropylendiaminu a alkyltripropylentetraminu, připrav!telnou např. reakcí 1 molu alkylaminu s 1 molem akrylonitrilu, hydrogenací meziaduktu, který pak dále reaguje /ne plně/ .8 2 moly akrylonitrilu, přičemž konečný adukt je opět hydrogenován. Alkyldipropylentriaminu zůstává v konečném aduktu malé množství, stejně jako alkyltetrapropylenpentaminu. Teplotá tání bývá kolem 60 °C, teplota vzplanutí nad 180 °C.It is a technical mixture of an alkylamine, an alkyl propylenediamine and an alkyltripropylenetetramine, obtainable, for example, by reacting 1 mole of alkylamine with 1 mole of acrylonitrile, hydrogenating the intermediate, which then reacts (not fully) with 2 moles of acrylonitrile. Alkyldipropylene pentriamine remains a small amount in the final adduct, as well as alkyltetrapropylenepentamine. Melting point is about 60 ° C, flash point above 180 ° C.

Tvrzení probíhá při teplotách.20 až 70 °C v závislosti na použitých látkách a jejich množství. Při tvrzení lze používat látky zpomalující, nebo urychlující chemické reakce látek ve směsi, tj. fenolická sloučeniny, vodu, polyoly, thioly, ketony, cyklické étery apod. Někde je vhodné použít i látky, ovlivňující rozliv, povrchové napětí apod.Curing takes place at temperatures of 20 to 70 ° C, depending on the substances used and their amount. When curing it is possible to use substances slowing down or accelerating chemical reactions of substances in the mixture, ie phenolic compounds, water, polyols, thiols, ketones, cyclic ethers, etc. Sometimes it is suitable to use substances affecting flow, surface tension, etc.

Podle vynálezu se používají běžná plniva, jako jsou grafit, písek, mastek, křída, sádra, skelná moučka, infusoriové hlinky, mletý šamot, popílek, cement, korundový a granátový odpad, amorfní kysličník křemičitý, silikagel, kysličník hlinitý, kovový prach, práškový polyvinylchlorid i jiné polymery a kopolymery, azbest, pigmenty, jako je kysličník zinečnatý apod.Conventional fillers such as graphite, sand, talc, chalk, gypsum, glass flour, diatomaceous earth, ground fireclay, fly ash, cement, corundum and garnet waste, amorphous silica, silica gel, alumina, metal dust, powder are used according to the invention. polyvinyl chloride and other polymers and copolymers, asbestos, pigments such as zinc oxide and the like.

Výhodou pružné formy podle vynálezu je především okolnost, že mé prakticky zanedbatelná smrštění, takže není nutno počítat s výrobou modelu rozměrově většího. Forma podle vynálezu se vyznačuje pružností a nižší povrchovou tvrdostí, než mají formy zhotovené z hmot na bázi epoxidových pryskyřic, tvrzených alifatickými polyaminy. Povrch formy je hladký o tvrdosti kolem 50° Shore A, vyformování je snadné a výrobně málo pracné.The advantage of the elastic mold according to the invention is, first of all, the fact that my shrinkage is practically negligible, so that it is not necessary to produce a larger model. The mold according to the invention is characterized by its elasticity and lower surface hardness than the molds made of epoxy resin based materials cured with aliphatic polyamines. The mold surface is smooth with a hardness of about 50 ° Shore A, the molding is easy and laborious.

V příkladu je uveden způsob zhotovení pružné formy pro výrobu pastorku difusorových lopatek kompresoru. Forma je zhotovena z hmoty, vzniklé proběhnutím reakcí ve směsi:The example shows a method of making a flexible mold for producing a pinion of the diffuser blades of a compressor. The mold is made of a mass resulting from the reaction in a mixture of:

000 g epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 400 plastifikované 20 hmot. % dibutylftalátu000 g epoxy resin with an average molecular weight of 400 plasticized 20 wt. % dibutyl phthalate

700 g technické směsi alkylaminu, alkylpropylendiaminu a alkyltripropylentetraminu obecných vzorců700 g technical mixture of alkylamine, alkylpropylenediamine and alkyltripropylenetetramine of general formulas

R-NH₂, R NH-/CH2/₃-NH₂, R-N-/CH₂/₃-NH-/CH₂/₃-NH₂ R-NH _2, NH- R / CH2 / ₃ -NH _2, m- / CH _{_2/3} -NH- / _CH2 / ₃ -NH ₂

L /CH₂/₃-NH₂ kdeL / CH _{_2/3} -NH ₂ wherein

R 3« tvořeno z asi 20 % ^cj6^H33’ 55 % ^c,e^H37 ® ²5 $ ^ci8^H35 a 200 g mikromletého grafitu. Mísicl teplota je 60 °C. Jako modelu je použito kovového pastorku přímo z výroby. Hmota je vytvrzována při 25 až 35 °C po dobu 24 hodin. Povrchové tvrdost formy je 45 až 50° Shora A.R 3 "consists of about 20% ^C 33 ^H j6 '55% ^C, E, ^H ² 5 37 ® $ ^c i8 ^H 35 and 200 g of micronised graphite. The mixing temperature is 60 ° C. As a model is used metal pinion directly from the factory. The mass is cured at 25 to 35 ° C for 24 hours. The surface hardness of the mold is 45 to 50 ° from above.

Samotná hmota nemá separační vlastnosti, kopírovaný předmět je třeba před výrobou formy separovat běžnými separátory /vodky nebo roztoky PVA/. Vhodným separátorem je karnaubský vosk rozpuštěný v lakovém benzínu. Při odlévání pastorku difuzorových lopatek kompresorů byla použita licí kompozice obsahující a/ 100 hmot. dílů dlaňové epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 600 a 20 hmot. dílů změkčovadla /např. dibutylftalátu o průměrném obsahu epoxiskupin 0,32 epoxiekvivalentu na 100 g b/ 100 hmot, dílů dianové modifikované epoxidové pryskyřice o molekulové hmotnosti 600 až 800 a 30 hmot. dílů styrenu nebo butylakrylátu s obsahem 0,25 až 0,30 epoxiekvivalentu na 100 g.The material itself does not have separating properties, the copied object must be separated by conventional separators (vodka or PVA solutions) before the mold is produced. A suitable separator is carnauba wax dissolved in white spirit. A casting composition containing a / 100 wt. parts of palm epoxy resin with an average molecular weight of 600 and 20 wt. plasticizer components / e.g. dibutyl phthalate having an average epoxy content of 0.32 epoxy equivalent per 100 g b / 100 wt. parts of styrene or butyl acrylate containing 0.25 to 0.30 epoxy equivalent per 100 g.

c/ 14 hmot. dílů polyaminové pryskyřice o mol. hmotnosti 103,2 až 180 β vodíkovým ekvivalentem 20,6 až 26,0 o průměrném aminovém čísle 54 mg KOH/g d/ 200 hmot. dílů křemičitého amorfního plniva o součiniteli délkové teplotní roztažnoeti 0,54.10^-6 mm/mm °C. Vytvrzení kompozice proběhne za dobu 24 h. při laboratorní teplotě, poníž je možno výeobek vyformovat.c / 14 wt. parts of polyamine resin of mol. 103.2 to 180 β hydrogen equivalent of 20.6 to 26.0 with an average amine number of 54 mg KOH / gd / 200 wt. parts of a silica amorphous filler having a coefficient of thermal expansion of 0.54.10 ^-6 mm / mm ° C. The composition is cured for 24 hours at room temperature to form the article.

Do takto zhotovených forem se dají odlévat reaktoplaety, které ee vytvrzují za laboratorní teploty.In this way, thermocouples can be cast and cured at room temperature.

V některých příkladech provedeni lze při výřbbě forem postupovat tak, že do předem uzavřeného prostoru se vnese reaktivní směs a do nl ee vtlačí model nebo předloha.In some exemplary embodiments, mold making may be accomplished by introducing a reactive mixture into a pre-enclosed space and pressing a pattern or pattern into the space.

Někdy je vhodné vytvořit i určitý druh laminátu prokládáním jednótlivých vrstev hmoty bavlněným mulem nebo jiným plošným plnivem.Sometimes it is advisable to create a certain type of laminate by interleaving the individual layers of the material with cotton granules or other surface fillers.

Forem, zhotovených podle vynálezu lze využit pro výrobu části strojů a přístrojů, náhradních dílů, hraček, ozdobných a upomínkových předmětů apod.The molds made according to the invention can be used for the production of parts of machines and apparatus, spare parts, toys, decorative and souvenirs and the like.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A method for producing a flexible, minimum lethal mold, from a curable synthetic resin, characterized in that 2. The method of claim 1, wherein the curable synthetic resin is a mass consisting of: from - 100 parts by weight of a plasticized palm epoxy resin with an average molecular weight of the starting epoxy resin of 370 to 750, - 50 to 110 parts by weight of a hydrogenated acrylonitrile-alkylaain adduct with an amine number of 350 to 450 mg KOH / g, and substances for regulating the theological properties of the composition and the mechanical properties of the cured mass.