CS253484B1 - Hmota pro rozmnožovací zařízení nro výrobu provozních forem - Google Patents

Abstract

Řešeni se týká hmoty pro rozmnožovací zařizeni pro výrobu provozních forem a spadá do oblasti keramického průmyslu. Účelem řešeni je zlepšeni bezpečnostních podmínek při výrobě rozmnožovacích zařízeni z epoxidů, zlepšeni skladovatelnosti a reprodukovatelnosti získaných rozmnožovacích zařízeni a vytvořeni předpokladů pro příznivější mislcl poměr epoxidu a tvrdidla. Účelu bylo dosaženo hmotou pro rozmnožovači zařízení pro výrobu provozních forem připravltelnou při 10 až 60, s výhodou 15 až 25*C reakcí hmotnostně a/ 100 dílů epoxidové pryskyřice s 9 až 250 díly tvrdidla nebo bZ 100 dilů kapalného epoxidového elestomeru s 3 až 150 dily tvrdidla nebo cZ 100 dílů epoxidové pryskyřice a 20 až 200 dilů kapalného epoxidového elastomeru s 9 až 180 dily tvrdidla, . přičemž epoxidové pryskyřice je dlaňového typu a mé střední molekulovou hmotnost 550 až 2000 a tvrdidlo je typu alifatického aminu, jehož funkcionalita Je snížena reakci s alifatickými glycidylétery na hodnotu minimálně 2,2 s výhodou 3,5 až 4,5.

Description

Vynález se týká hmoty pro rozmnožovací zařízení na výrobu provozních forem, jejich doplňků a částí.

Rozmnožovací zařízení zastupuje při výrobě provozních forem výtvarníkem navržený tvar (originál).

K výrobě rozmnožovacích zařízení se používaly a někde ješ tě používají sádra, epoxidové i polyesterové pryskyřice, silikáty, polyuretany, kovy, dřevo a jiné materiály. Řadu nevýhod těchto materiálů odstranilo použití kapalných epoxidových elastomerů na bázi epoxiesterových, epoxipolyest.erových, glycidylových, glycidylesterových, glycidylpolyesterových nebo glycidylpolyuretanových telechelických předpolymerů o střední molekulové hmotnosti 500 až 5000, obsahujících případně i plniva, za přítomnosti vulkanizátorů v množství 80 až 200 % teorie. Získané hmoty jsou houževnaté až pružné a poskytují rozmnožovací zařízení s vyšší životností a kvalitou.

Houževnaté až pružné epoxidy lze získat různými postupy. Obvykle jde o vnitřní plastifikaci nízkomolekulárních epoxidových pryskyřic. Jako reaktivní modifikátory se dnes nejvíce užívají alifatické glycidylétery a látky s dvojnou vazbou jako jsou maleáty či akryláty. Některé velmi příznivé zpracovatelské vlastnosti těchto modifikátů, jako je např. tekutost, plnitelnost a vynikající reaktivita, vedou ke stále širšímu

253 484 použití v řadě průmyslových oborů. Obvykle obsahují ještě řadu dalších látek, např. urychlovače či zpomalovače tvrzení či vulkanizace, látky regulující reoviskozní vlastnosti a pod.

Nepříjemnou nevýhodou, ohrožující zdraví pracovníků při výrobě i aplikaci těchto modifikátů, je skutečnost, že alifatické glycidylétery jsou značně toxické. Při přímém kontaktu dochází k iritaci pokožky. Mohou vzniknout až vodnaté puchýře, zejména tam, kde je kůže nemozolnatá a občas zapařená (pod prstýnky, mezi prsty). Jejich páry dráždí oči za vzniku zánětu spojivek i sliznice horních cest dýchacích. U citlivějších lidí mají tyto účinky kumulativní charakter. Také vdechované páry akrylátů poškozují sliznice dýchacícb|cest· Akutní otrava může končit smrtí pro porušení nervové tkáně, vnitřní krvácení a patologické změny různých orgánů. Nebezpečnost akrylátů závisí na velikosti alkylu. Kapalné akryláty působí kožní záněty, zejména při dlouhodobém působení, a záněty spojivek.

Další nevýhodou je často nižší skladovatelnost modifikovaných epoxidových pryskyřic oproti nemodifikovaným epoxidovým pryskyřicícm nebo modifikacím vnějším plastifikátorem. Dochází k nežádoucím reakcím,, roste viskozita a zhoršuje se zpracovatelnost. Pokusy nahradit alifatické glycidylétery jinými glycidylovými sloučeninami (glyoidylestery nižších dikarbonovýoh kyselin, glycidylaminy, glycidylsulfidy i aromatické monoglycidylétery) neměly velký úspěch.

Řadu těchto problémů lze vyřešit pomocí houževnatých až pružných hmot na bázi epoxidů připravitelných při 10 až 60, s výhodou 15 až 25 °C reakcí hmotnostně

a) 100 dílů epoxidové pryskyřice s 9 až 250 díly tvrdidla nebo

b) 100 dílů kapalného epoxidového elastomeru s 3 až 150 díly tvrdidla nebo

c) 100 dílů epoxidové pryskyřice a 20 až 200 dílů kapalného epoxidového elastomeru s 9 až 180 díly tvrdidla, přičemž epoxidová pryskyřice je dianového typu a má střední molekulovou hmotnost 350 až 500$ kapalný epoxidový elastomer má střední molekulovou hmotnost 550 až 2000 a jedná se o produkt na bázi epoxidových pryskyřic nebo sloučenin o střední

253 484 molekulové hmotnosti 170 až 500 a polymemích mastných kyselin nebo karboxylových oligomerů o střední molekulové hmotnosti 500 až 4000$ a tvrdidlo je typu alifatického aminu, jehož funkcionalita je snížena reakcí s alifatickými glycidylétery na hodnotu minimálně 2,2, s výhodou 3,5 až 4,5.

Její rychlost lze ovlivnit běžnými urychlovači i retardéry tvrzení. Reaktivní kompozice může obsahovat také plniva, pigmenty a přísady regulující mechanické i technologické vlastnosti.

Funkcionalita je geometrický průměr počtu reakceschopných míst molekul v reakčním produktu pro konkrétní reakci. Např. pro reakci s epoxidovými skupinami dian-bisglycidyléteru je dipropylentriamin pětifunkční, jeho ádukt s molekulou butylglycidyléteru nebo s dvojnou vazbou dibutylmaleátu čtyřfunkční a jeho adukt vzniklý přeamidací jedné esterové skupiny dibutylmaleátu je třífunkční.

Výhodou řešení podle vynálezu je snížení kontaktu se zdraví škodlivými modifikačními činidly při výrobě modifikátů a snížení až vyloučení kontaktu pracovníků při aplikaci, zlepšení skladovatelnosti vynecháním či snížením obsahu reaktivních modifikačních činidel v epoxidech, zlepšení reprodukovatelnosti získávaných hmot snížením změn během skladování a možnost získat pružné hmoty pomocí tvrdidel, které lze získat energeticky méně náročnou a bezodpadovou technologií.

Pro uživatele reaktivních kompozic bývá většinou výhodnější hmotnostní mísící poměr epoxidové složky s tvrdidlem co nejbližší 1 : 1. Použití tvrdidel s předem sníženou funkcionalitou toto formulování často umožňuje.

Vlastnosti získávaných hmot se dají ovlivnit volbou výchozích epoxidových pryskyřic, polyaminů, reaktivních modifikátorů, stupněm snížení funkcionality, množstvím tvrdidla i případnou přítomností dalších plastifikátorů v pryskyřici. Změnou druhů a podílů plniv lze ovlivnit mechanické i elektrické vlastnosti (pevnost, otěr, povrchový odpor a j.) a zpracovatelnost (viskozita, tixotropie).

Používané epoxidové pryskyřice se připravují známými způso

253 484 by z bisfenolů A i P, hydrochinonu, rezorcinu a pod., většinou kondenzací s epichlorhydrinem v alkalickém prostředí. Mohou obsahovat vnitřní i vnější plastifikátory, pak se ale získají hmo.ty s nižší mechanickou pevností.

Kapalné epoxidové elastomery se připravují známými postupy z epoxidových pryskyřic i sloučenin o střední molekulové hmotnosti 170 až 500 reakcí s polymerními mastnými kyselinami nebo karboxylovými nízkomolekulárními polymery o střední molekulové hmotnosti 500 až 4000 a středním obsahu karboxylových skupin 1,80 až 2,07. Obvykle se používá molární poměr epoxidové sloučeniny ku polymemí mastné kyselině nebo nízko molekulárnímu karboxylovému polymeru 1,9 až 5 : 1. Často obsahují reaktivní ředidla jako jsou alifatické epoxidové pryskyřice na bázi diolů.

Alifatická aminická tvrdidla se sníženou funkcionalitou se získají známými reakcemi alifatických polyaminů s alifatickými glycidylétery provedenými v chemických reaktorech. Molární poměr se obvykle volí tak, aby ve vzniklé sloučenině zůstaly nejméně 2,5 volných aktivních vodíkových atomů pro reakci s epoxidovými skupinami. Podle stupně snížení funkcionality se získají více či méně pružné hmoty. Podobná tvrdidla lze získat i z jiných alifatických či cykloalifatických polyaminů. Je možné použít i směsi tvrdidel.

Protože se jedná o hmoty připravitelné z různěpočetných kombinací epoximateriálů a z alifatických polyaminů o různé funkcionalitě, nelze stanovit jednotný hmotnostní poměr užitých látek. Epoxi.materiály reagují svými epoxidovými skupinami s aktivními vodíky alifatických polyaminů a proto lze vytvrzování charakterizovat poměrem aktivních vodíků k epoxidové skupině. Při poměru 1 j 1 hovoříme o 100 % teorie vůči přítomným epoxidovým skupinám.

Hmoty podle vynálezu mají pružný a houževnatý charakter, který se projevuje tažností 10 až 90 % při mezi pevnosti v tahu 2 až 60 MPa. Vyznačují se výbornou odolností proti opotřebení i proti střídání teplot.

253 484

Je možné použít běžná plniva jako jsou grafit, mastek, křída, sádra, skelná moučka, infusoriová hlinka^ mletý šamot, popílek, cement, amorfní oxid křemičitý, silikagel, oxid hlinitý, kovové prachy, práškový polyvínylchlorid i jiné polymery a kopolymery, pigmenty jako je oxid zinečnatý a podobně.

Při tvrzení lze použít látky ovlivňující rychlost reakce látek ve směsi jako jsou fenolické sloučeniny, polyoly, thioly, ketony, kyseliny, cyklické étery a podobně. Někdy je vhod· né použiti látky ovlivňující rozliv, povrchové napětí a tvorbu pěny.

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

Příklad 1

Dnes nejvíce, používaný epoxidový kaučuk pro výrobu rozmnožovacích zařízení má mez pevnosti v tahu 2 až 4 MPa a tažnost 55 až 70 %. Reaktivní směs pro jeho přípravu sestává hmotnostně z 9,1 % trimetylhexametylendiaminu, 70,1 % reakčního produktu z nízkomolekulární epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 392 a dimerních mastných kyselin (složka A) o střední molekulové hmotnosti 1667 a o obsahu epoxidových skupin 0,120 mol/lOOg, 17,6 % epoxidové pryskyřice na bázi 1,4-butandiolu o střední molekulové hmotnosti 286 a o obsahu epoxidových skupin 0,7 mol/100g_;(složka B) a 2,6 % přísad (složka 0).

Podle vynálezu lze pro získání podobné hmoty (mez pevnosti v tahu 2,6 MPa a tažnost 58 %) použít reaktivní kompozici sestávající hmotnostně ze 100 dílů nízkomolekulární epoxidové pryskyřice o obsahu epoxidových skupin 0,51 mol/lOOg, 156 dílů složky A, 39 dílů složky B a 6 dílů složky 0 a 95 dílů dietylentriaminu s předem sníženou funkcionalitou na hodnotu 3,5 pomocí butylglycidyléteru o obsahu epoxidových skupin 0,705 mol/lOOg.

β

253 484

Podíl složky B poklesne ze 17,6 % na 9,8 %, reaktivní kompozice má nižší viskozitu a mísící poměr epoxid í tvrdidlo se změní z 10 t 1 na 3,2 : 1 čili navazování je méně choulostivé na přesnost.

Příklad 2

Podobnou pružnou epoxidovou hmotu o mezi pevnosti v tahu 6,9 MPa a tažnosti 48 % a povrchové tvrdosti 93 °Shore A lze získat vytvrzením reaktivní kompozice sestávající hmotnostně ze 100 dílů nízkomolekulární epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 388 a 69 dílů dipropylentriaminu se sníženou funkcionalitou na hodnotu 3,3 pomocí hexylglycidyléteru o obsahu epoxidových skupin 0,54 mol/lOOg. Použije-li se 104 díly upraveného- dipropylentriaminu (150 % teorie) má získaná hmota mez pevnosti v tahu 1 MPa, tažnost 35 % a povrchovou tvrdost 55 °Shore A.

Příklad 3

Reaktivní směs sestávající hmotnostně ze 100 dílů epoximaleátové pryskyřice (obsah epoxidových skupin 0,232 mol/lOOg mPa.s při 25 °G), 21 dílů dietylentráaminu se sníženou funkcionalitou na hodnotu 4,5 pomocí 2-etylhexylglycidyléteru o obsahu epoxidových -skupin 0,48 mol/lOOg a 1,5 dílů železitého okru poskytne po vytvrzení hmotu o mezi pevnosti v tahu 5,3 MPa a tažnosti 69%·

Příklad 4

Houževnatá epoxidová hmota o mezi pevnosti v tahu 58 MPa a tažnosti 9 % se získá vytvrzením reaktivní směsi sestávající hmotnostně ze 100 dílů nízkomolekulární epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 392 a 44 dílů (110 % teorie) dipropylentriaminu se sníženou funkcionalitou na hodnotu 4 pomocí propylglycidyléteru o obsahu epoxidových skupin 0,78 mol/lOOg.

Příklad 5

Hmota získaná vytvrzením 100 dílů kapalného epoxidového elastomeru o střední molekulové hmotnosti 845 z dimerních mast253 484 ných kyselin a 11 dílů dipropylentriaminu se sníženou funkcionalitou pomocí izobutylglycidyléteru o obsahu epoxidových skupin 0,61 mol/lOOg na hodnotu 4,5 má mez pevnosti v tahu 6 MPa, tažnost 19 % a povrchovou tvrdost 9θ °Shore A.

Příklad 6

Hmota získaná vytvrzením kompozice sestávající hmotnostně ze 100 dílů kapalného epoxidového elastomeru o střední molekulové hmotnosti 690 na bázi polyesterů s karboxylovými koncovými skupinami a 45 dílů trimetylhexametylendiaminu s předem sníženou funkcionalitou na hodnotu 3,5 pomocí oktylglycidyléteru a střední molekulové hmotnosti 476 má mez pevnosti v tahu 18 MPa a tažnost 61 %.

Příklad 7

Hmota získaná vytvrzením kompozice sestávající hmotnostně ze 100 dílů kapalného epoxidového elastomeru o střední molekulové hmotnosti 1340, 25 dílů 1,4-butandiol-bisglycidyléteru o obsahu epoxidových skupin 0,83 mol/lOOg a 58,2 dílů dipropylentriaminu se sníženou funkcionalitou na hodnotu 3,6 pomocí izoamylglycidyléteru o střední molekulové hmotnosti 390 a o obsahu epoxidových skupin 0,54 mol/lOOg, což odpovídá 150 % teorie má mez pevnosti v tahu 2 MPa a tažnost 64 %.

Claims (2)

1. Hmota pro rozmnožovací zařízení, pro výrobu provozních forem, jejich případných doplňků a částí, připravitelné při 10 až 60, s výhodou 15 až 25 °C reakcí hmotnostně

a) 100 dílů epoxidové pryskyřice s 9 až 250 díly tvrdidla nebo

b) 100 dílů kapalného epoxidového elastoméru s 3 až 150 díly tvrdidla nebo

c) 100 dílů epoxidové pryskyřice a 20 až 200 dílů kapalného epoxidového elastoméru s 9 až 180 díly tvrdidla, přičemž, epoxidová pryskyřice je dianového typu a má střední molekulovou hmotnost 350 až 500; kapalný epoxidový elastomer má střední molekulovou hmotnost 550 až 2000 a jedná se o pro dukt na bázi epoxidových pryskyřic nebo sloučenin o střední molekulové hmotnosti 170 až 500 a polymerních mastných kyselin nebo karboxylových oligomerů o střední molekulové hmotnosti 500 až 4000; a tvrdidlo je typu alifatického aminu, je hož funkcionalita je snížena reakcí s alifatickými glycidylétery na hodnotu minimálně 2,2, s výhodou 3,5 až 4,5.

2. Hmota podle bodu 1 obsahuje plniva, pigmenty, urychlovače tvrzení a přísady regulující mechanické a technologické vlastnosti.