專利名稱:陶瓷成型用環(huán)氧樹脂基模具材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于陶瓷工業(yè)領(lǐng)域,涉及具有連續(xù)多孔模具的制備方法。此模具材料也可以做為其它過濾材料使用。
背景技術(shù):
石膏模具是陶瓷工業(yè)中長期以來使用的傳統(tǒng)模具,石膏的強(qiáng)度太差,易破損,普通石膏模具的厚度較厚,一般在65~90mm左右,大型陶瓷產(chǎn)品更厚,這既浪費了石膏,同時又污染環(huán)境,另外搬運困難,加大工人的勞動強(qiáng)度,并且也不容易干燥,效率低下。石膏模具強(qiáng)度低、使用壽命短、質(zhì)量差的弱點也制約了陶瓷產(chǎn)品向優(yōu)質(zhì)、高效的方向發(fā)展。
開發(fā)新的模具材料,制作出既能保持石膏模具的優(yōu)點,又有石膏模具所不具備的高強(qiáng)度、耐磨、耐熱等特性的模具,就成了亟待解決的重要課題?;炷劣捎谄渥陨淼奶匦?,使用壽命較短;雖然燒結(jié)金屬材料強(qiáng)度大,但成本太高;陶瓷材料韌性差、制造工藝相當(dāng)復(fù)雜,在線操作性能差,成本也較高。從總體上說,這些材料致命的弱點是使用壽命短。而高分子模具,由于其優(yōu)異的性能諸如重量輕、韌彈性好、機(jī)械性能好、耐酸堿腐蝕等,能進(jìn)行車、銑、刨、磨、鉆、粘接等各種操作,使用壽命高,可適用于各種成型工藝,是一種較佳的陶瓷成型用模具材料。
迄今為止,高分子模具主要由熱塑性樹脂為基體制備而成。前蘇聯(lián)專利SU1470732(1989)中Liburkin,V.G.等以聚氯乙烯為主要原料,再加入陶土等填料用模壓法制備了高分子模具。此成型用塑料必須是粉末狀的,塑粉的粒度分布、粒子大小、表面形狀、表觀密度、比表面積、粉末流動性、硬度以及化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、熔流性、分子量大小及分布、熱穩(wěn)定性等都影響著制品的空隙率、孔的尺寸及物理機(jī)械性能。模壓成型存在如下缺點(1)熱工工藝控制復(fù)雜,開孔率、孔徑大小難以控制。
(2)不適合成型存在凹陷、側(cè)面斜度或小孔等的復(fù)雜制品。
(3)由于一般模壓料熔體的粘度很高,要使之完全充模存在問題。
(4)難以成型有很高尺寸精度要求的制品(尤其對多型腔模具),且成型制品的大小僅由模壓機(jī)的能力決定。
因此,模壓成型一般用來制作滾壓和塑壓模具,無法作為陶瓷注漿成型用模具來生產(chǎn)諸如洗面器、坐便器、水箱及水箱蓋等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的異型件。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種操作簡單且適用于各種成形的模具制備方法。
本發(fā)明提供一種一種環(huán)氧樹脂基模具材料,其特征在于,它包括液狀的環(huán)氧樹脂、水、固化劑、表面活性劑、填料、白炭黑;上述各組分的重量配比為液態(tài)環(huán)氧樹脂 100重量份;固化劑20-100重量份;表面活性劑0.5-12重量份;填料 50-660重量份;白炭黑0-10重量份;水80-160重量份。
優(yōu)選的,上述各組分的重量配比為液態(tài)環(huán)氧樹脂 100重量份;固化劑40-70重量份;表面活性劑5-10重量份;填料 200-350重量份;白炭黑3-5重量份;水80-140重量份。
優(yōu)選的,液態(tài)環(huán)氧樹脂使用液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹脂、液態(tài)雙酚F型環(huán)氧樹脂及其他液態(tài)雙酚型環(huán)氧樹脂。
優(yōu)選的,表面活性劑為多種HLB值不同的非離子型表面活性劑復(fù)配。
優(yōu)選的,填料為二氧化硅、玻璃微珠。
本發(fā)明還提供一種上述環(huán)氧樹脂基模具材料的制備方法,于不銹鋼容器中加入相應(yīng)重量份的液態(tài)環(huán)氧樹脂、表面活性劑、填料、白炭黑、固化劑,在緩慢攪拌下進(jìn)行充分混合,之后加入自來水,用攪拌器攪拌5-100分鐘,得到W/O性分散體,將料倒入不透水的塑料模中,在60-90℃保溫2-5小時,接著升溫到100-120℃進(jìn)行后固化2-4小時。
本發(fā)明還提供上述環(huán)氧樹脂基模具材料的用途,其特征在于,應(yīng)用于陶瓷工業(yè)中陶瓷制品坯體的注漿、旋壓及模壓等各種成型工藝,也可以做為其它過濾材料使用。
本發(fā)明的澆注成型法,先將液態(tài)的環(huán)氧樹脂與水混合分散,使水滴均勻地分散在樹脂相中而形成穩(wěn)定、具有觸變性且加工性能優(yōu)良的環(huán)氧樹脂W/O型水性分散體,再把此水性分散體倒入母模中,無需加壓,加熱固化成型,最后脫水即制得具有高強(qiáng)度、具備形狀自由度、且價格上令人滿意的可適用于旋壓、滾壓、塑壓、壓注工藝進(jìn)行陶瓷制品的成型加工工藝的模具。成型周期短、坯體質(zhì)量好、不必修坯、強(qiáng)度高、無須干燥、表面光潔度高、機(jī)械化自動化水平高,有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量和檔次。
具體實施例方式
本發(fā)明的環(huán)氧樹脂W/O型水性分散體是通過物理方法將液態(tài)環(huán)氧樹脂與水混合,使水滴均勻分散在油相中而形成的。本發(fā)明的環(huán)氧樹脂W/O型水性分散體可通過添加常用于常規(guī)的環(huán)氧樹脂的固化劑和根據(jù)需要的促進(jìn)劑,加熱固化,即制得具有連續(xù)多孔的模具。
在本發(fā)明中,液態(tài)環(huán)氧樹脂可使用液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹脂、液態(tài)雙酚F型環(huán)氧樹脂及其他液態(tài)雙酚型環(huán)氧樹脂。它們可以單獨使用,也可以多種混合使用。
本發(fā)明所用固化劑為通常的環(huán)氧樹脂用固化劑。典型的這類固化劑有多元胺固化劑、有機(jī)酸酐固化劑、催化型固化劑。相對于100克重量份液態(tài)環(huán)氧樹脂,以20-100重量份,優(yōu)選40-70克使用。若添加量少于20克,則不能固化完全,模具力學(xué)性能差;若超過100克,則固化物的可撓性和沖擊強(qiáng)度提高,但固化物的熱變形溫度HDT也降低。
在調(diào)制本發(fā)明的W/O型水性分散體時,可以根據(jù)需要使用表面活性劑。本發(fā)明所用表面活性劑為非離子型表面活性劑,可以使用(1)酯型、(2)醚型、(3)烷基酚型、(4)脫水山梨醇酯型、(5)聚氧乙烯脫水山梨醇酯型和(6)特殊非離子型中的任一種或它們的混合物。相對于100克重量份液態(tài)環(huán)氧樹脂,以0.5-12重量份,優(yōu)選5-10克使用。若添加量少于0.5克,則無法發(fā)揮添加效果;若超過12克,則模具力學(xué)性能降低,且耐水性差。
在本發(fā)明中,填料為二氧化硅、玻璃微珠??蓡为毷褂茫部苫旌鲜褂?。本發(fā)明所用二氧化硅填料是由石英砂經(jīng)粉碎、分級、精制出的,平均粒徑在20-120μm,相對于100克液態(tài)環(huán)氧樹脂重量份數(shù)以50-660克,優(yōu)選200-350克。
白炭黑是無定性微細(xì)粉狀二氧化硅,質(zhì)輕,其原始粒徑在0.3μm以下,相對于100克液態(tài)環(huán)氧樹脂重量份數(shù)以1-10克,優(yōu)選3-5克。
在下面的實施例中將對本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述,但本發(fā)明不限于此。
實施例1于內(nèi)徑10cm、高20cm的不銹鋼容器中加入50克E-51、玻璃微珠100克、OP乳化劑0.1克、吐溫80乳化劑0.15克、斯班60乳化劑0.05克、T31固化劑18克,在緩慢攪拌下進(jìn)行充分混合,之后加入60克自來水,用漿葉外徑為8的攪拌器以400-500的轉(zhuǎn)數(shù)攪拌20分鐘,得到W/O性分散體,將料倒入不透水的塑料模中,在70℃保溫8小時,接著升溫到120℃進(jìn)行后固化2小時。
實施例2于內(nèi)徑10cm、高20cm的不銹鋼容器中加入50克E-51、石英粉20克、玻璃微珠5克、OP乳化劑1克、吐溫80乳化劑1克、斯班60乳化劑1克、T31固化劑10克、聚酰胺650固化劑20克、在緩慢攪拌下進(jìn)行充分混合,之后加入80克自來水,用漿葉外徑為8的攪拌器以500的轉(zhuǎn)數(shù)攪拌20分鐘,得到W/O性分散體,將料倒入不透水的塑料模中,在70℃保溫6小時,接著升溫到110℃進(jìn)行后固化2小時。
實施例3于內(nèi)徑10cm、高20cm的不銹鋼容器中加入25克E-51、25克E-44、石英粉150克、白碳黑0.5克、吐溫80乳化劑1克、斯班60乳化劑0.5克、聚酰胺650固化劑9.5克、DMP-30固化劑促進(jìn)劑0.5克、在緩慢攪拌下進(jìn)行充分混合,之后加入80克自來水,用漿葉外徑為8的攪拌器以400的轉(zhuǎn)數(shù)攪拌15分鐘,得到W/O性分散體,將料倒入不透水的塑料模中,在70℃保溫3小時,接著升溫到110℃進(jìn)行后固化3小時。
實施例4于內(nèi)徑10cm、高20cm的不銹鋼容器中加入50克E-44、石英粉30克、玻璃微珠20克、白碳黑1.5克、吐溫80乳化劑0.2克、斯班60乳化劑0.3克、聚酰胺650固化劑40克、DMP-30固化劑促進(jìn)劑5克、在緩慢攪拌下進(jìn)行充分混合,之后加入40克自來水,用漿葉外徑為8的攪拌器以500的轉(zhuǎn)數(shù)攪拌15分鐘,得到W/O性分散體,將料倒入不透水的塑料模中,在室溫下保溫3小時,然后升到70℃反應(yīng)4小時,接著升溫到120℃后固化3小時。
實施例5于內(nèi)徑10cm、高20cm的不銹鋼容器中加入50克液態(tài)雙酚F型環(huán)氧樹脂6458、石英粉200克、白碳黑3克、吐溫80乳化劑1克、斯班60乳化劑4克、T31固化劑45克、DMP-30固化劑促進(jìn)劑5克、在緩慢攪拌下進(jìn)行充分混合,之后加入80克自來水,用漿葉外徑為8的攪拌器以600的轉(zhuǎn)數(shù)攪拌15分鐘,得到W/O性分散體,將料倒入不透水的塑料模中,在室溫下保溫2小時,然后升到80℃反應(yīng)4小時,接著升溫到110℃進(jìn)行后固化3小時。
實施例6
于內(nèi)徑10cm、高20cm的不銹鋼容器中加入25克液態(tài)雙酚F型環(huán)氧樹脂6458、25克E-51、石英粉250克、玻璃微珠25克、白碳黑5克、OP乳化劑1克、吐溫80乳化劑2克、斯班60乳化劑3克、T31固化劑20克、DMP-30固化劑促進(jìn)劑1克、在緩慢攪拌下進(jìn)行充分混合,之后加入60克自來水,用漿葉外徑為5的攪拌器以600的轉(zhuǎn)數(shù)攪拌15分鐘,得到W/O性分散體,倒入不透水的塑料模中,在室溫下保溫3小時,然后升到80℃反應(yīng)4小時,接著升溫到120℃進(jìn)行后固化3小時。
實施例7于內(nèi)徑10cm、高20cm的不銹鋼容器中加入25克液態(tài)雙酚F型環(huán)氧樹脂6458、25克E-44、石英粉300克、玻璃微珠30克、白碳黑4克、吐溫80乳化劑1克、斯班80乳化劑3克、T31固化劑10克、聚酰胺650固化劑30克、DMP-30固化劑促進(jìn)劑1克、在緩慢攪拌下進(jìn)行充分混合,之后加入70克自來水,用漿葉外徑為8的攪拌器以500的轉(zhuǎn)數(shù)攪拌15分鐘,得到W/O性分散體,倒入不透水的塑料模中,在室溫下保溫3小時,然后升到60℃反應(yīng)4小時,接著升溫到120℃進(jìn)行后固化3小時。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)氧樹脂基模具材料,其特征在于,它包括液狀的環(huán)氧樹脂、水、固化劑、表面活性劑、填料、白炭黑;上述各組分的重量配比為液態(tài)環(huán)氧樹脂 100重量份;固化劑20-100重量份;表面活性劑0.5-12重量份;填料 50-660重量份;白炭黑0-10重量份;水80-160重量份。
2.一種如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂基模具材料,其特征在于,上述各組分的重量配比為液態(tài)環(huán)氧樹脂 100重量份;固化劑40-70重量份;表面活性劑5-10重量份;填料 200-350重量份;白炭黑3-5重量份;水80-140重量份。
3.一種如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂基模具材料,其特征在于,液態(tài)環(huán)氧樹脂使用液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹脂、液態(tài)雙酚F型環(huán)氧樹脂及其他液態(tài)雙酚型環(huán)氧樹脂。
4.一種如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂基模具材料,其特征在于,表面活性劑為多種HLB值不同的非離子型表面活性劑復(fù)配。
5.一種如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂基模具材料,其特征在于,填料為二氧化硅、玻璃微珠。
6.一種如權(quán)利要求1至5任一項所述的環(huán)氧樹脂基模具材料的制備方法,其特征在于,于不銹鋼容器中加入相應(yīng)重量份的液態(tài)環(huán)氧樹脂、表面活性劑、填料、白炭黑、固化劑,在緩慢攪拌下進(jìn)行充分混合,之后加入自來水,用攪拌器攪拌5-100分鐘,得到W/O性分散體,將料倒入不透水的塑料模中,在60-90℃保溫2-5小時,接著升溫到100-120℃進(jìn)行后固化2-4小時。
7.一種如權(quán)利要求1至5任一項所述的環(huán)氧樹脂基模具材料的用途,其特征在于,應(yīng)用于陶瓷工業(yè)中陶瓷制品坯體的注漿、旋壓及模壓等各種成型工藝,也可以做為其它過濾材料使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及將液狀的環(huán)氧樹脂與水混合,形成W/O型水性分散體,進(jìn)而加熱形成多孔模具的制備方法。在本發(fā)明中,液態(tài)環(huán)氧樹脂使用液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹脂、液態(tài)雙酚F型環(huán)氧樹脂及其他液態(tài)雙酚型環(huán)氧樹脂;相對于100重量份液態(tài)環(huán)氧樹脂,固化劑以40-70重量份使用;表面活性劑為多種HLB值不同的非離子型表面活性劑復(fù)配,以5-10重量份使用;填料為二氧化硅、玻璃微珠以200-350重量份使用;白炭黑以3-5重量份使用;水以80-140重量份使用。
文檔編號C08K7/20GK1962757SQ200610146610
公開日2007年5月16日 申請日期2006年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月25日
發(fā)明者姚金水, 武光 申請人:山東輕工業(yè)學(xué)院