CS243631B1

CS243631B1 - Method of manufacturing flexible molds

Info

Publication number: CS243631B1
Application number: CS839396A
Authority: CS
Inventors: Ivo Wiesner; Jiri Novak; Bohumil Boehm
Original assignee: Ivo Wiesner; Jiri Novak; Bohumil Boehm
Priority date: 1983-12-14
Filing date: 1983-12-14
Publication date: 1986-06-12
Also published as: CS939683A1

Abstract

Způsob výroby pružných forem na bázi syntetických pryskyřic s minimálním smrštěním, vhodných k výrobě odlitků, zvláště pro kopírování uměleckých děl. Toho bylo dosaženo tím, že se jako vytvr- ditelné pryskyřice použije hmoty sestávající hmotnostně ze 70 až 80 dílů epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 440 až 600, 18 až 25 dílů butyl- nebo 2-etylhexyl- akrylátu, 2 až 10 dílů dibutylftalátu nebo di-(2-etylhexyl)ftalátu a trimetylhexametyl- endiaminu nebo hexametylendiaminu v množství 98 až 120 % teorie, vztaženo na obsah epoxidových a akrylových skupin.A method for producing resilient molds based on synthetic resins with minimal shrinkage, suitable for making castings, especially for copying works of art. This has been achieved by using masses of 70 to 80 parts of epoxy resin having an average molecular weight of 440 to 600, 18 to 25 parts of butyl or 2-ethylhexyl acrylate, 2 to 10 parts of dibutyl phthalate or 2 to 10 parts of dibutyl phthalate as curing resin. di- (2-ethylhexyl) phthalate and trimethylhexamethylendiamine or hexamethylenediamine in an amount of 98 to 120% of theory based on the content of epoxy and acrylic groups.

Description

(54) Způsob výroby pružných forem(54) A method for producing flexible molds

Způsob výroby pružných forem na bázi syntetických pryskyřic s minimálním smrštěním, vhodných k výrobě odlitků, zvláště pro kopírování uměleckých děl.Process for producing flexible molds based on minimal shrinkage resins suitable for the production of castings, particularly for copying works of art.

Toho bylo dosaženo tím, že se jako vytvrditelné pryskyřice použije hmoty sestávající hmotnostně ze 70 až 80 dílů epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 440 až 600, 18 až 25 dílů butyl- nebo 2-etylhexylakrylátu, 2 až 10 dílů dibutylftalátu nebo di-(2-etylhexyl)ftalátu a trimetylhexametylendiaminu nebo hexametylendiaminu v množství 98 až 120 % teorie, vztaženo na obsah epoxidových a akrylových skupin.This was accomplished by using as the curable resin a mass consisting of 70 to 80 parts by weight of an epoxy resin having an average molecular weight of 440 to 600, 18 to 25 parts of butyl or 2-ethylhexyl acrylate, 2 to 10 parts of dibutyl phthalate or di- (2). (ethylhexyl) phthalate and trimethylhexamethylenediamine or hexamethylenediamine in an amount of 98 to 120% of theory, based on the content of epoxy and acrylic groups.

Vynález se týká pružných forem k výrobě sádrových, keramických, kaučukových nebo plastových odlitků či zálitků při teplotách 10 až 80 °C.The invention relates to flexible molds for the production of gypsum, ceramic, rubber or plastic castings or rolls at temperatures of 10 to 80 ° C.

Při výrobě odlitků či zálitků z reaktoplastů nebo z jiných materiálů se používají formy z nejrůznějších hmot. Očekává-li se výroba velkého počtu kusů, je vhodné používat ocelové formy. Zejména pro hladké odlitky s ostrými okraji. Jejich nevýhodou jsou vysoké pořizovací náklady, velká hmotnost a tím zhoršená manipulovatelnost a značná pracnost už při jednoduchém reliéfu.Molds of various materials are used in the manufacture of thermoplastics or other materials. If large quantities are expected to be manufactured, it is advisable to use steel molds. Especially for smooth castings with sharp edges. Their disadvantage is high purchase costs, high weight and thus impaired handling and considerable laboriousness even with simple relief.

Hmotnost formy lze 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. Mají krátkou životnost. Lepší výsledky dává použití polyesterových pryskyřic, jenže jako sádra nezachovávají věrně rozměry.The weight of the mold can be reduced by using aluminum and its alloys. However, even these materials are not suitable for the production of complicated shape castings or grilles. Therefore, gypsum is often used, but gypsum forms are heavy and brittle. They have a short lifetime. The use of polyester resins gives better results, but as gypsum they do not faithfully maintain their dimensions.

Model, podle kterého chceme odlévat formu musí být vyroben rozměrově' větší o reakční smrštění při vytvrzování pryskyřice. Epoxidové pryskyřice tvrzené alifatickými polyaminy mají menší smrštění než metakrylátové plasty, ale nedovolují mít u odlitku negativní reliéf. Epoxidová pryskyřice plněná hmotnostně 1:1 mletým taveným křemenem v amorfní formě, má součinitele délkové teplotní roztažnostl v oblasti 0 až 1 000 °C, 0,54.10”® mm/mm.°C, což se projeví jako lineární smrštění 0,6 až 0,8 %. Výše jmenované hmoty postrádají pružnost a ohebnost, která je důležitá pro vyformováni zálitků po želatinační době.The model according to which we want to cast the mold must be made dimensionally larger by the reaction shrinkage during curing of the resin. Epoxy resins cured with aliphatic polyamines have less shrinkage than methacrylate plastics, but do not allow negative casting relief. The epoxy resin filled with 1: 1 milled fused silica in amorphous form, has a coefficient of linear thermal expansion in the range of 0 to 1000 ° C, 0.54.10 "mm / mm. ° C, which results in a linear shrinkage of 0.6 to 0.8%. The aforementioned compositions lack the flexibility and flexibility that is important for forming the grips after the gelation time.

Velkým pokrokem bylo zavedení forem ze silikonového kaučuku. Jsou pružné a odolné proti vyšším teplotám. Z počátku mají malé smrštění kolem 0,6 %, ale postupem času se smrštují dále až dosáhnou hodnot kolem 2,6 %. Proto umělci často snímají kopie originálů na silikony, ale modifikovaným polyvinylchloridem. Lépe dodrží rozměry, např. poměr délky rukou k tělu. Musí se ale pracovat s roztaveným materiálem při teplotě asi 170 °C. Socha se potře kopírovací hmotou v tlouštce 2 až 4 mm, nechá se zatuhnout a pak se kolem udělá sádrový fixační dělený odlitek. Při teplotách pod 170 °C se nedá pracovat, protože vzniká rosol, který nelze rozetřít.The introduction of silicone rubber molds was a major advance. They are flexible and resistant to higher temperatures. Initially, they have a small shrinkage of about 0.6%, but over time they shrink further to reach around 2.6%. That's why artists often scan copies of originals on silicones, but with modified polyvinyl chloride. It keeps the dimensions better, eg the ratio of hand length to body. However, the molten material must be operated at a temperature of about 170 ° C. The statue is covered with 2 to 4 mm thick copying material, allowed to set, and then a gypsum fixation split cast is made around it. It is not possible to work at temperatures below 170 ° C, as jelly forms which cannot be spread.

Nyní bylo nalezeno, že uvedené nedostatky odstraňuje způsob výroby pružných forem s minimálním smrštěním z vytvrditelné syntetické pryskyřice podle vynálezu tím, že se jako vytvrdditelné syntetické pryskyřice použije hmoty sestávající hmotnostně ze 70 až 80 dílů epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmo.tnosti 440 až 600, 18 až 25 dílů butyl- nebo 2-etylhexylakrylátu, 2 až 10 dílů dibutylftalátu nebo di-(2-etylhexyl)ftalátu a trimetylhexametylendiaminu nebo hexametylendiaminu v množství 98 až 120 % teorie, vztaženo na obsah epoxidových a akrylových skupin.It has now been found that the above process is eliminated by the method of producing flexible, low-shrinkage molds from the curable synthetic resin of the present invention by using a curable synthetic resin of 70-80 parts by weight epoxy resin having an average molecular weight of 440-600. 18 to 25 parts of butyl or 2-ethylhexyl acrylate, 2 to 10 parts of dibutyl phthalate or di- (2-ethylhexyl) phthalate and trimethylhexamethylenediamine or hexamethylenediamine in an amount of 98 to 120% of the theory based on epoxide and acrylic groups.

Vlastnosti forem vyrobených podle vynálezu mohou být měněny ovlivňováním hustoty, polárnosti i topologie strukturní sítě hmoty prostřednictvím změny kvality i kvantity výchozích složek. Změnou druhů a podílů plniv lze ovlivnit mechanické a elektrické vlastnosti (pevnost, otěr, povrchový odpor), zpracovatelnost (viskozita, tlxotropie), množstvím tvrdidla , plnitelnost a vyjímatelnost z forem.The properties of the molds produced according to the invention can be varied by influencing the density, polarity and topology of the structural network of matter by changing the quality and quantity of the starting components. Changing the types and proportions of fillers can affect the mechanical and electrical properties (strength, abrasion, surface resistance), processability (viscosity, tlxotropy), the amount of hardener, refillability and mold removability.

Optimální podíl je třeba u každého plniva i tvrdidla zjistit individuálně. Plněním se obvykle mírně sníží rychlost růstu izolované trhliny, rychlost tvarového zotavení může být zvýšena i snížena.The optimum proportion must be determined individually for each filler and hardener. Filling usually slightly decreases the rate of growth of the isolated crack, the rate of shape recovery can be increased or decreased.

Používané epoxidové pryskyřice se připravují známými způsoby kondenzaci epichlórhydrínu s dianem v alkalickém prostředí. Při tvrzení aminová a polyaminoamidová tvrdidla užívaná podle vynálezu mají aminové číslo 150 až 1 800 mg KOH/g a působí tvrzení kapalných směsí podle vynálezu při teplotách 0 až 60 °C, při množství tvrdidla odpovídajícím 80 až 200 % teorie vůči obsahu reaktivních skupin. Při tvrzeni lze používat látky zpomalující nebo urychlující chemické reakce látek ve směsi jako jsou fenolické· sloučeniny, voda, polýoly, thioly, ketony, cyklické étery a podobně. Někdy je vhodné použít i látky ovlivňující rozliv, povrchové napětí a podobně.The epoxy resins used are prepared by known methods for the condensation of epichlorohydrin with diane in an alkaline medium. In the curing process, the amine and polyaminoamide curing agents used according to the invention have an amine number of 150 to 1800 mg KOH / g and cause curing of the liquid compositions of the invention at temperatures of 0 to 60 ° C, at a curing amount corresponding to 80 to 200%. Curing agents can be used to retard or accelerate the chemical reactions of the compounds in a mixture such as phenolic compounds, water, polyols, thiols, ketones, cyclic ethers, and the like. Sometimes it is appropriate to use substances affecting the flow, surface tension and the like.

Je možno použít 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, kovové prachy, práškový PVC a jiné polymery a kopólymery, azbest, pigmenty jako je kysličník zinečnatý a podobně.Conventional fillers such as graphite, sand, talc, chalk, gypsum, glass meal, diatomaceous earth, ground fireclay, fly ash, cement, corundum and garnet waste, amorphous silica, silica gel, alumina, metal powders, PVC powder and other polymers and copolymers, asbestos, pigments such as zinc oxide and the like.

Hmoty vytvářející pružné formy podle vynálezu mají kaučukovitý charakter, projevující se vysokou tažností (150 až 180 %), při dostatečné pevnosti v tahu (5 až 15 MPa) a povrchové tvrdosti 60 až 80 °ShA.The elastic-forming compositions of the present invention have a rubbery character, exhibiting high ductility (150-180%), sufficient tensile strength (5-15 MPa) and surface hardness of 60-80 ° ShA.

Někdy je vhodné postupovat tak, že do předem uzavřeného prostoru se vnese reaktivní směs a do ní se vtlačí předloha.Sometimes it is advisable to introduce a reactive mixture into a pre-enclosed space and press the original into it.

Formy podle vynálezu lze využít i pro výrobu částí strojů a přístrojů, náhradních dílů, hraček, obkládaček, ozdobných a upomínkových předmětů a podobně.The molds according to the invention can also be used for the manufacture of machine parts, spare parts, toys, wall tiles, decorative and souvenirs and the like.

Výhody nového řešení podle vynálezu spočívají v tom, že pružné formy mají neměřitelné smrštění, takže není nutno počítat s výrobou modelu rozměrově většího. Povrch forem je hladký, o tvrdosti 60 až 80 °Shore A, vyformování je snadné a dosáhlo se podstatného snížení pracnosti.The advantages of the novel solution according to the invention are that the elastic molds have a non-measurable shrinkage, so that it is not necessary to produce a larger size model. The surface of the molds is smooth, with a hardness of 60-80 ° Shore A, the molding is easy and a considerable reduction in labor is achieved.

PříkladExample

Připravila se směs o složení 75 hm. dílů epoxidové pryskyřice o střední mol. hmot. 571, 23 hm. dílů n-butylakrylátu a 2 hm. dílů dibutylftalátu. Po dokonalé homogenizaci se při pokojové teplotě přidalo ke směsi 19,4 hm. dílů (110 % teorie) trimetylhexametylendiaminu a homogenní kompozice se použila k oblití plochého reliéfu, předem opatřeného vhodnou separační vrstvou. Po vytvrzení se z pružné a ohebné hmoty vyloupl reliéf (matrice) a získala se forma vhodná pro výrobu nejméně 100 ks replik. Vytvrzená hmota má pevnost v tahu 7,1 MPa, tažnost 170 % a povrchovou tvrdost 58 °ShA.A 75 wt. parts of epoxy resin of medium mol. wt. 571, 23 wt. parts of n-butyl acrylate and 2 wt. parts of dibutyl phthalate. After complete homogenization, 19.4 wt. parts (110% of theory) of trimethylhexamethylenediamine; After curing, a relief (matrix) was discharged from the resilient and flexible mass to obtain a mold suitable for producing at least 100 replicas. The cured mass has a tensile strength of 7.1 MPa, an elongation of 170% and a surface hardness of 58 ° ShA.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Process for producing flexible molds with minimum shrinkage from a curable synthetic resin, characterized in that a mass consisting of

70 to 80 parts epoxy resin with an average molecular weight of 440 to 600,

18 to 25 parts butyl or 2-ethylhexyl acrylate,

2 to 10 parts of dibutyl phthalate or di- (2-ethylhexyl) phthalate and trimethylhexamethylenediamine or hexamethylenediamine in an amount of 98 to 120% of the theory, based on the content of epoxide and acrylic groups.