CS254594B1

CS254594B1 - Hot-melt adhesive for assembling model assemblies in the production of ceramic molds using the waxing method

Info

Publication number: CS254594B1
Application number: CS861154A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Cihlar
Original assignee: Jaroslav Cihlar
Priority date: 1986-02-19
Filing date: 1986-02-19
Publication date: 1988-01-15
Also published as: CS115486A1

Abstract

Řešení se týká tavného lepidla, určeného ke kompletaci modelových sestav v přesném lití metodou vytavitelného vosku. Očelem je zvýšení produktivity a hygieny práce při kompletaci modelových sestav. Uvedeného účelu se dosáhne lepením modelů tavným lepidlem, které obsahuje 30 až 99 % hm. termoplastické pryskyřice, dále 0,5 až 60 % hm. přírodního nebo syntetického vosku a až 40 % hm. modifikující pryskyřice.The solution concerns a hot melt adhesive intended for assembling model assemblies in precision casting using the meltable wax method. The aim is to increase productivity and work hygiene when assembling model assemblies. The stated purpose is achieved by gluing models with a hot melt adhesive containing 30 to 99% by weight of thermoplastic resin, further 0.5 to 60% by weight of natural or synthetic wax and up to 40% by weight of modifying resin.

Description

Vynález se týká tavného lepidla pro kompletaci modelových sestav při výrobě keramických forem metodou vytavitelného vosku.The invention relates to a hot melt adhesive for assembling model assemblies in the production of ceramic molds using the meltable wax method.

Při přesném lití metodou vytavitelného vosku se modely strojních součástí připravují ze snadno tavitelných materiálů, modelových hmot, které se obvykle skládají ze směsí termoplastických vosků a nizkomolekulárních polymerů. Z praktických důvodů se modely sestavují do modelových sestav, obsahujících i desítky modelů, do takzvaných stromečků. Připojování modelů do modelové sestavy se běžně provádí připájením modelů pomocí špachtle nahřáté na teplotu 200 až 300 °C neno pomocí elektrické pájky.In precision casting using the lost wax method, models of machine components are prepared from easily meltable materials, model compounds, which usually consist of mixtures of thermoplastic waxes and low-molecular polymers. For practical reasons, models are assembled into model assemblies, containing dozens of models, into so-called trees. Connecting models to a model assembly is commonly done by soldering the models using a spatula heated to a temperature of 200 to 300 °C, or using an electric soldering iron.

Nevýhodou této metody jsou nevhodné pracovní podmínky, způsobéné rozkladem modelových hmot vysokou teplotou špachtle, která je nutná k důkladnému protavení modelové hmoty a k k pevnému připájení modelu k modelové sestavě. Další nevýhodou je nízká produktivita práce způsobená časovou náročností metody.The disadvantage of this method is the unsuitable working conditions, caused by the decomposition of the model materials by the high temperature of the spatula, which is necessary for thorough melting of the model material and for firm soldering of the model to the model assembly. Another disadvantage is the low productivity of work caused by the time-consuming nature of the method.

Uvedené nedostatky odstraňuje podle vynálezu tavné lepidlo pro kompletaci modelových sestav při výrobě keramických forem metodou vytavitelného vosku. Jeho podstata spočívá v tom, že obsahuje 30 až 99 % hm. termoplastické pryskyřice, tvořené kalafunou s teplotou ckápnutí 55 až 75 °C,. esterifikovanou kalafunu s teplotou skápnutí 90 až 120 °C, montánní pryskyřici s teplotou skápnutí 60 až 75 °C nebo fenol-formaldehydovou pryskyřici o molekulové hmotnosti 10 000 až 20 000, dále 0,5 až 60 % hm. vosků, tvořených parafiny s teplotou skápnutí 50 až 65 °C, cereziny s teplotou skápnutí 55 až 80 °C, mikrokrystalickými vosky s teplotou skápnutí 50 až 80 °C, montánním voskem c teplotou skápnutí 70 až 85 °C, stearinem a/nebo polyetylenovým voskem o molekulové hmotnosti 3 000 až 5 000 a 0,1 až 40 % hm. modifikující syntetické polymery, tvořené polyetylénem o molekulové hmotnosti 10 000 až 100 000, amorfním polypropylenem o molekulové hmotnosti 10 000 až 50 000, polystyrenem o molekulové hmotnosti 2 000 až 45 000, polyetylenglykolem o molekulové hmotnosti 4 000 až 100 000 a/nebo kopolymerem etylenvinylacetátu s obsahem 25 až 30 % mol vinylacetátu o molekulové hmotnosti 50 000 až 100 000.The above-mentioned shortcomings are eliminated by the invention by a hot melt adhesive for completing model assemblies in the production of ceramic molds using the meltable wax method. Its essence lies in the fact that it contains 30 to 99% by weight of thermoplastic resin, consisting of rosin with a dropping temperature of 55 to 75 °C, esterified rosin with a dropping temperature of 90 to 120 °C, montan resin with a dropping temperature of 60 to 75 °C or phenol-formaldehyde resin with a molecular weight of 10,000 to 20,000, further 0.5 to 60% by weight of waxes consisting of paraffins with a dropping point of 50 to 65 °C, ceresins with a dropping point of 55 to 80 °C, microcrystalline waxes with a dropping point of 50 to 80 °C, montan wax with a dropping point of 70 to 85 °C, stearin and/or polyethylene wax with a molecular weight of 3,000 to 5,000 and 0.1 to 40% by weight. modifying synthetic polymers, formed by polyethylene with a molecular weight of 10,000 to 100,000, amorphous polypropylene with a molecular weight of 10,000 to 50,000, polystyrene with a molecular weight of 2,000 to 45,000, polyethylene glycol with a molecular weight of 4,000 to 100,000 and/or an ethylene vinyl acetate copolymer containing 25 to 30 mol% vinyl acetate with a molecular weight of 50,000 to 100,000.

Základní výhoda tavného lepidla podle vynálezu spočívá v tom, že umožňuje kompletaci modelů do modelové sestavy ponořením vtokové části modelu do taveniny tavného lepidla a při ložením modelu k modelové sestavě, kde dojde k pevnému přilepení. Růst pevnosti spoje při lepení tavnými lepidly podle vynálezu je rychlý, maximální pevnosti dosáhne lepený spoj během 1 až 5 sekund. Tavná lepidla nejsou rozpustná v organických rozpouštědlech obsažených v obalových keramických suspenzích, zejména v alkoholech a ketonech a proto si lepené spoje zachovávají penost i při přípravě keramických forem.The basic advantage of the hot melt adhesive according to the invention is that it allows the assembly of models into a model assembly by immersing the sprue part of the model into the melt of the hot melt adhesive and when placing the model to the model assembly, where a firm adhesion occurs. The increase in the strength of the joint when gluing with hot melt adhesives according to the invention is rapid, the adhesive joint reaches its maximum strength within 1 to 5 seconds. Hot melt adhesives are not soluble in organic solvents contained in the ceramic packaging suspensions, especially in alcohols and ketones, and therefore the adhesive joints retain their foamability even during the preparation of ceramic molds.

Modelová hmota se po vytavení z takové keramické formy regeneruje a opět používá pro výrobu modelů, proto je složení tavných lepidel blízké složení modelových hmot a přítomnost tavných lepidle v regenerované modelové hmotě nezhoršuje technologické vlastnosti modelové hmoty. Tavná lepidla podle vynálezu jsou hospodárná, množství lepidla v modelové sestavě, se pohybuje v rozmezí 0,1 až 1 %, vztaženo na hmotnost modelové hmoty v modelové sestavě.The model material is regenerated after melting from such a ceramic mold and used again for the production of models, therefore the composition of hot melt adhesives is close to the composition of the model materials and the presence of hot melt adhesives in the regenerated model material does not impair the technological properties of the model material. The hot melt adhesives according to the invention are economical, the amount of adhesive in the model assembly ranges from 0.1 to 1%, based on the weight of the model material in the model assembly.

Tavná lepidla se připravují roztavením příslušného množství termoplastické pryskyřice při teplotě 90 až 140 °C. Do taveniny pryskyřice se za míchání přidává vosková složka a modifikují mikrovosky a termoplastické polymery. Po roztavení všech složek a přísad se tavenina homogenizuje při teplotě 90 až 140 °C po dobu 10 minut až 1 hodinu. Tavenina se ochladí na asi 25 °C a po ztuhnutí se hotové tavné lepidlo rozdrtí na velikost částic asi 10x10x10 mm. Tavné lepidlo se při lepení udržuje v roztaveném stavu v termostatové lázni; při konstantní teplotě v rozmezí 80 až 140 °C.Hot melt adhesives are prepared by melting the appropriate amount of thermoplastic resin at a temperature of 90 to 140 °C. A wax component is added to the resin melt while stirring and microwaxes and thermoplastic polymers are modified. After melting all components and additives, the melt is homogenized at a temperature of 90 to 140 °C for 10 minutes to 1 hour. The melt is cooled to about 25 °C and after solidification, the finished hot melt adhesive is crushed to a particle size of about 10x10x10 mm. The hot melt adhesive is kept in a molten state in a thermostatic bath during bonding; at a constant temperature in the range of 80 to 140 °C.

Lepení modelů se provádí ponořením vtokové části modelu do taveniny lepidla na dobu 1 s až 5 s a přiložením modelu s ulpělým lepidlem ke kompletované modelové sestavě. K ztuhnutí lepidla a vytvoření pevného spoje dojde během 1 až 5 s.Gluing of models is done by immersing the sprue part of the model into the adhesive melt for 1 to 5 seconds and placing the model with the adhesive adhered to the completed model assembly. The adhesive hardens and a strong bond is created within 1 to 5 seconds.

Tavné lepidlo podle vynálezu je dále blíže popsáno na příkladu provedení a dále uvedené tabulky.The hot melt adhesive according to the invention is further described in more detail using an exemplary embodiment and the table below.

PříkladExample

Tavná lepidla o složení uvedeném v tabulce byla připravena roztavením termoplastické pryskyřice (1. složka) při teplotě 120 °C. Do taveniny byla přidána vosková látka (2. složka), případně modifikující polymer (3. složka). Po roztavení všech složek byla směs homogenizována při teplotě 120 °C po dobu 30 minut. Tavná lepidla uvedená v tabulce byla při lepení udržována na teplotě 120 °C. Lepidla byla použita při lepení modelů připravených z modelových hmot na bázi montánních vosků, resp. cerezinů. Při lepení modelu k modelové sestavě bylo provedeno namočením vtokové části modelu do tavného lepidla na dobu 1 až 3 sekund a přiložením modelu k modelové sestavě. Tavná lepidla tuhla většinou 1 až 3 s, maximálně 5 sekund.Hot melt adhesives with the composition given in the table were prepared by melting a thermoplastic resin (component 1) at a temperature of 120 °C. A wax substance (component 2) or a modifying polymer (component 3) was added to the melt. After melting all components, the mixture was homogenized at a temperature of 120 °C for 30 minutes. The hot melt adhesives given in the table were maintained at a temperature of 120 °C during bonding. The adhesives were used for bonding models prepared from modeling materials based on montan waxes or ceresins. When bonding the model to the model assembly, the sprue part of the model was soaked in the hot melt adhesive for 1 to 3 seconds and the model was placed on the model assembly. Hot melt adhesives usually solidified in 1 to 3 seconds, maximum 5 seconds.

Z tabulky je patrné, že pevnosti lepených spojů dosahují až 3,5 MPa. Produktivita práce oproti metodě při tavení horkou špachtlí vzrostla až pětinásobně.The table shows that the strength of the glued joints reaches up to 3.5 MPa. The productivity of work compared to the hot spatula melting method has increased up to five times.

Tabulka Příklady složení tavných lepidelTable Examples of hot melt adhesive compositions

Množství 1. složky Množství 2. složky Množství 3. složky Množství 4. složkyQuantity of 1st ingredient Quantity of 2nd ingredient Quantity of 3rd ingredient Quantity of 4th ingredient

(hm. %) (wt. %) (hm. %) (wt. %) (hm. %) (wt. %) (hm. %) (wt. %) (MPa) (MPa) kalafuna rosin Cerezin Ceresin Amorfní polypropylen Amorphous polypropylene - - 2,4 2.4 (t.s. 60 °C) (b.t. 60 °C) (t.s. 75 °C) (b.t. 75 °C) (MH = 30 000) (MH = 30,000) 70 % 70% 25 % 25% 5 % 5% Kalafuna Rosin Montánní vosk Montan wax Polyetylenglykol Polyethylene glycol 2,8 2.8 (t.s. 60 °C) (b.t. 60 °C) (t.s. 78 °C) (b.p. 78 °C) (MH = 6 000) (MH = 6,000) 70 % 70% 20 % 20% 10 % 10% Kalafuna Rosin Parafin Paraffin Polyetylén Polyethylene - - 2,9 2.9 (t.s. 70 °C) (b.t. 70 °C) (t.s. 65 °C) (b.t. 65 °C) (MH = 80 000) (MH = 80,000) 75 % 75% 20 % 20% 5 % 5% Esterifikovaná Esterified Cerezin Ceresin Amorfní polypro- Amorphous polypro- PE vosk PE wax 2,3 2.3 kalafuna rosin (t.s. 75 °C) (b.t. 75 °C) pylen pollen (MH = 3 000) (MH = 3,000) (10 mol %-COOEt) (10 mol %-COOEt) (MH = 40 000) (MH = 40,000) 65 % 65% 20 % 20% 5 % 5% 10 % 10% Fenol-formaldehy- Phenol-formaldehyde- Kalafuna Rosin PE vosk PE wax Amorfní polypro- Amorphous polypro- 2,3 2.3 dová pryskyřice wood resin (t.s. 60 °C) (b.t. 60 °C) (MJ = 5 000) (MJ = 5,000) pylen pollen fenol:formaldehyd= phenol:formaldehyde= (MH = 30 000) (MH = 30,000) 1,5 40 % 1.5 40% 40 % 40% 10 % 10% 10 % 10% Montánní prysky- Montan resins- Parafin Paraffin PE vosk PE wax - - 2,5 2.5 řiče respondent (t.s. 52 °C) (b.t. 52 °C) (MH = 5 000) (MH = 5,000) (t.s. 60 °C) (b.t. 60 °C) 80 % 80% 10 % 10% 10 % 10% Montánní prysky- Montan resins- Stearin Stearin Amorfní polypropylen Amorphous polypropylene L — L — 2,3 2.3 řiče respondent (t.s. 55 °C) (b.t. 55 °C) (MH = 30 000 (MH = 30,000 (t.s. 65 °C) (b.t. 65 °C) 65 % 65% 20 % 20% 15 % 15%

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Hot melt adhesive for assembly of model assemblies in the production of ceramic molds by the method of meltable wax characterized in that it contains 30 to 99 wt. thermoplastic resins consisting of rosin having a dropping temperature of 55 to 75 ° C, esterified rosin having a dropping temperature of 90 to 120 ° C, a montane resin with a dropping temperature of 60 to 75 ° C, or a phenol-formaldehyde resin having a molecular weight of 10,000 to 20,000; 0.5 to 60 wt. waxes consisting of paraffins with a dropping temperature of 50 to 65 ° C, ceresins with a dropping temperature of 55 to 80 ° C, microcrystalline waxes with a dropping temperature of 50 to 80 ° C, montan wax with a dropping temperature of 70 to 85 ° C, stearin and / or polyethylene % wax having a molecular weight of 3,000 to 5,000 and 0.1 to 40 wt. modifying synthetic polymers consisting of polyethylene of 10,000 to 100,000 MW, amorphous polypropylene of 10,000 to 50,000, polystyrene of 2,000 to 45,000, polyethylene glycol of 4,000 to 100,000, and / or ethylene vinyl acetate copolymer containing 25 to 30 mol% of vinyl acetate with a molecular weight of 50,000 to 100,000.