способ получения моделей литьевых форм

Формула изобретения

Способ получения моделей литьевых форм путем загрузки простого полиэфирполиола в виде расплава, сушки его, добавления 2,4-толуилеидиизоцианата, введения в полученный форполимер 3,3"-дихлор-4,4"-диаминодифенилметана с последующей заливкой полученной реакционной массы в пресс-форму, термообработкой и охлаждением, отличающийся тем, что в расплав простого полиэфирполиола предварительно вводят 0,05 0,2% иода металлического в расчете на массу простого полиэфирполиола.

Описание изобретения к патенту

Изобретение используют в литейном производстве для изготовления моделей литьевых форм.

Известен способ получения моделей литьевых форм путем взаимодействия оксипропилентриола, диизоцианата и 3,3"-дихлор-4,4"-диаминодифенил метана (1). Материал, получаемый известным способом, имеет низкую твердость и прочность.

Наиболее близким к изобретению является способ получения моделей литьевых форм путем взаимодействия простого полиэфирполиола, 2,4-толуилендиизоцианата и 3,3"-дихлор-4,4"-диаминодифенил метана (2).

Материал, полученный известным способом, имеет недостаточную твердость и прочность при растяжении, а также низкую пластичность, характеризуемую относительным удлинением.

Эластомер по известному способу синтезируют в реакторе с электрообогревом и термостатом. В реактор при 80^oС загружают расплавленный полиэфир, создают вакуум, включают мешалку, нагревают полиэфир до 95-105^oС и сушат его в течение заданного времени, зависящего от содержания гидроксильных групп в полиэфире. По окончании сушки при отключенном обогреве и вакууме, но работающей мешалке загружают расчетное количество 2,4-толуилендиизоцианата, ведут синтез форполимера при 88.95^oС в течение 60.90 мин, в зависимости от активности полиэфира. По окончании синтеза форполимера повторяют операции отключения электрообогрева и вакуума, при работающей мешалке загружают предварительно расплавленный 3,3"-дихлор-4,4"-диаминодифенилметан и ведут сшивку цепей молекул при той же температуре, что и синтез форполимера в течение 5.7 мин, после чего отключают мешалку, нагрев и вакуум и разливают готовый полиуретан в подготовленные пресс-формы. Заполненные полиуретаном пресс-формы помещают в сушильный шкаф для термообработки полиуретана при 100.120^oС в течение 8.22 ч.

Приведенный способ получения полиуретана по (3) не требует ступенчатого синтеза, граница между синтезом форполимера и сшивкой условна, процесс заканчивается получением готового эластомера.

Вследствие невысоких физико-механических свойств эластомера (3) задачей изобретения является создание такой композиции на основе полиуретана, которая обладала бы более высокой прочностью и твердостью в сочетании с достаточно высоким относительным удлинением.

Для достижения указанной задачи в известную полиуретановую композицию, в состав которой входят полиэфир, 2,4-толуилендиизоцианат (продукт 102М) и 3,3"-дихлор-4,4"-диаминодифенилметан (Диамет-Х) дополнительно вводят под металлический, при этом содержание всех указанных ингредиентов должно быть в следующих соотношениях, мас.

Продукт 102Т 11-13

Диамет Х 8-10

Йод металлический 0,05-0,2

Полиэфир Остальное

Технология синтеза полиуретана с йодом металлическим включает загрузку компонентов в реактор, сушку, синтез форполимера, сшивку, заливку композиции в пресс-формы, термообработку. Йод металлический следует вводить в реактор вместе с предварительно расплавленным полиэфиром при температуре 75-80^oС, перед сушкой полиэфира и синтезом форполимера.

Для получения композиции с требуемыми свойствами и установления оптимальных пределов добавки йода металлического было подготовлено 6 смесей ингредиентов, содержащих каждая,мас.

2,4-толуилендиизоцианата (продукта 102Т по ТУ13-38-95-90) 10-14

3,3"-дихлор-4,4"-диаминодифенилметан (Диамет-Х по ТУ6-14-38-73) 7-11

отличающиеся друг от друга содержанием йода металлического (ГОСТ 4159-79), равным в каждой композиции последовательно 0,25; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 мас. а также полиэфира марки П6 (ТУ38-103-37-70),составляющего дополнительную до 100% часть в каждой композиции (табл.1).

Каждый состав синтезировали отдельно в лабораторном реакторе с электрообогревом и термостатом.

Включали реактор, нагревали его до 75.80^oС, расплавляли полиэфир в алюминиевой таре на электроплитке и загружали в реактор, тут же засыпали йод металлический, закрывали люк реактора, включали мешалку и обогрев, нагревали составляющие до 95.105^oС и сушилки в течение часа. По окончании сушки отключали электрообогрев и вакуум, при работающей мешалке загружали требуемое количество продукта 102Т, вновь создавали вакуум и вели синтез форполимера в течение 60.90 мин при температуре 80.90^oС.

По окончании синтеза форполимера снижали температуру на 5.6^oС, отключали вакуум и при работающей мешалке загружали требуемое количество расплавленного Диамет-Х, вновь создавали вакуум, проводили сшивку цепей молекул при 75. 80^oС в течение 5.6 мин. После этого отключали мешалку, вакуум и разливали полученный полимер в предварительно подготовленные пресс-формы образцов.

После термообработки при 100^oС в течение 8 ч образцы извлекали из пресс-форм, охлаждали и проводили испытания физико-механических свойств.

Таким образом, способ получения предлагаемого полиуретана аналогичен способу (3), но необходимо установить, в какой момент синтеза удобнее всего вводить йод металлический.

Поэтому весь процесс синтеза условно разделили на 3 стадии и йод металлический вводили на различных стадиях: вместе с расплавленным полиэфиром, перед сушкой (условное обозначение 1-я стадия); вместе с продуктом 102Т, перед синтезом форполимера (2-я стадия); вместе с Диамет-Х, перед сшивкой (3-я стадия). Остальные параметры синтеза температуру, продолжительность, остаточное разрежение, а также режим термообработки не изменяли.

Качество образцов полимера при введении йода металлического оценивали визуально, перед проведением механических испытаний.

Результаты визуальной оценки приведены в таблице 2.

Как видно из данных табл. 2, добавка йода металлического на 2- и 3-й стадии синтеза не только не дает эффекта, но даже препятствует синтезу и образованию полимера, независимо от количества вводимого йода.

При введении йода на 1-й стадии синтеза (вместе с полиэфиром) получается полимер, твердость и интенсивность окраски которого зависит от количества вводимого йода (см.табл.3);

(приведенные в таблице данные подтверждаются актом испытаний композиций, прилагаемым к настоящей заявке).

Как видно из данных табл.3, величины физико-механических характеристик составов N 1.5 превосходят аналогичные значения базового состава (без добавки йода металлического), причем наиболее высокие значения прочности, твердости и относительного удлинения у составов N 2, 3, 4. Максимальные физико-механические характеристики имеет состав N 3 со средним значением ингредиентов и с добавкой 0,1 мас. йода металлического.

Добавка йода металлического меньше 0,05 мас. (состав N 1) и больше 0,2 мас. (состав N 5) обеспечивает меньшие значения физико-механических свойств, в сравнении с составами N 2, 3, 4, поэтому не имеет смысла.

Следовательно, граничными значениями добавки йода металлического является его содержание в пределах 0,05.0,2 мас.

Из дакнных табл.3 также следует, что граничными значениями 2,4"-толуилендиизоцианата является его содержание в пределах 11-13 мас. 3,3"-дихлор-4,4"-диаминодифенилметана 8-10 мас. остальную часть до 100% мас. составляет полиэфир.

Важную роль в формировании полимера с высокими механическими характеристиками играет способ введения йода металлического в композицию. Положительный эффект добавки йода достигается только при его введении перед синтезом форполимера вместе с расплавленным полиэфиром при температуре 75.80^oС.

Таким образом, составы с добавкой йода металлического перед сушкой и синтезом форполимера в пределах 0,05.0,2 мас. имеют более высокие прочностные характеристики, в сочетании с высокой твердостью и относительным удлинением.

Полиуретан с более высокой прочностью, твердостью и пластичностью повышает износостойкость модельной оснастки. Прочную модельную оснастку можно с успехом применять на автоматических формовочных линиях с высоким удельным давлением прессования, в то время как оснастка из полиуретана базового состава (табл.1) или металлическая при использовании на подобных автоматических линиях изнашивается в 10 раз быстрее.