金屬填充的聚氨酯組合物以及由其制造的模具制造技術

本發明專利技術涉及一種組合物和由該組合物制造的模具以及制造該模具的方法。所述組合物包含聚氨酯和２０重量％到８０重量％粒狀的金屬或金屬合金填料，其中所述聚氨酯是分子量小于１０００的第一多元醇、分子量為１５００－１００００的第二多元醇和至少一種多異氰酸酯的反應產物，和其中所述粒狀的金屬或金屬合金填料具有至少１５０瓦／ｍ．°Ｋ的導熱系數。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】專利說明金屬填充的聚氨酯組合物以及由其制造的模具 本專利技術涉及一種聚氨酯組合物，制備該聚氨酯組合物的方法和該聚氨酯組合物用于制造模具，尤其是用于鞋底的模具的用途。 通常用于鞋底的模具都是由鋁制造的。這些模具的問題是因為鋁是昂貴的原材料，加之與處理鋁塊難度較大導致的緩慢生產時間相關的成本，所以這些模具是昂貴的。 還有一些已知的可以用于生產鞋底模具的其他材料，例如在EP1323755中公開的聚氨酯。然而，用這類材料制造的模具也同樣有著大量缺點。即使最初的鞋底生產良好，但是模具溫度從25至60℃會快速增加，在高于45℃的溫度下模制鞋底時，就會顯示出當聚氨酯模具的表面在處于高于45℃的溫度時化學活性的改變所導致的問題。這一問題可以通過冷卻模具或者使它們能夠冷卻到40℃之下來解決。然而，這又會帶來減緩加工進度的缺陷。 US6602936公開了一種組合物，該組合物包含含有單一的聚環氧化物和多異氰酸酯的樹脂和填料，其中所述填料可以是金屬粉末。 因此，本專利技術的目的是提供一種可以用于制造模具，尤其是用于制造鞋底模具的新材料，這種材料比當下使用的鋁模具的價格更加便宜。此外，本專利技術的目的還在于所述材料可以使用與用來制造鋁模具同樣的工具進行制造，而且還更加方便、更加快捷，同時能夠以與鋁模具同樣的速度生產出來質量相當的鞋底。 本專利技術的第一方面是提供一種組合物，該組合物含有聚氨酯和20-80重量％的粒狀金屬或金屬合金填料，其中所述聚氨酯是以下組分的反應產物 a)分子量小于1000的第一多元醇； b)分子量為1500-10000的第二多元醇； c)至少一種多異氰酸酯，并且 其中所述粒狀金屬或金屬合金填料的導熱系數為至少150瓦/m.°K。所述金屬或金屬合金可以是非鐵磁性的，也可以是鐵磁性的。在一種優選實施方式中，所述金屬和金屬合金是非鐵磁性的，更優選地，為鋁、銅、鋅、金、青銅和銀中的至少一種。優選地，所述粒子是細粒，小板，粒料，小珠，薄層，晶粒，薄片或顆粒的形式。優選地，第一多元醇和第二多元醇中的至少一種是聚醚多元醇，更加優選的，第一多元醇和第二多元醇都是聚醚多元醇。 所述組合物優選還含有吸水劑，如沸石；消泡劑；和阻粘劑(viscosity cutter)中的至少一種。一些消泡劑也可以用作阻粘劑，這樣就不需要另加阻粘劑了。 特別優選的組合物含有聚氨酯，沸石糊劑(zeolite paste)和粒狀的金屬或者金屬合金填料，其中所述聚氨酯是下列組分的反應產物 a)40-60重量份的分子量為100-600的第一聚醚多元醇，其官能度為2-8； b)40-60重量份的分子量為1500-8000的第二聚醚多元醇，其官能度為2-6；和 c)至少一種異氰酸酯，其存在的量使得可提供80-115的異氰酸酯指數；并且 其中所述組合物包括5-15重量份的沸石糊劑和50-200重量份的粒狀鋁填料。 本專利技術的第一方面的組合物可用于制造固體制品。但是，它尤其適合于生產模具，例如用于成型鞋類制品(如鞋子或靴子等)的部件的模具，特別是用于成型鞋類制品的鞋底的模具。所述組合物還可以用于制造具有其它用途，例如用于制造家具部件和機械部件的模具。 該模具適合用于其中要制造的制品是塑性材料(例如聚氨酯等)的地方，尤其是適合用于制備其中塑性材料可以澆注或注塑到模具中的制品。澆注塑性材料的常用條件是25-130℃的溫度和0-5巴的壓力。然而，所述模具也適合用于高于130℃的溫度。 聚氨酯泡沫塑料通常可以用于制備大量不同的制品。一個具體的例子是在運動制品領域，更具體地，例如射擊和射箭的靶，其可以是動物或鳥的形態。用于制備這些靶的模具通常比較粗糙，并且因為它們通常售價非常便宜，用定做的金屬模具來制備高品質低粗糙度的靶不經濟。本專利技術的組合物適用于例如通過計算機輔助設計制造的模具，這樣的模具可生產出具有更完美的細節的靶。制造出的模具既有便宜的價格又有很高品質，從而能夠減少產生的次品的數量。 所述組合物特別適合于制造用于標準制品(prototype article)的模具，所述組合物的性質使得它制備過程簡單并且價格低廉，而且很容易成型為模具的形狀。 本專利技術的第二方面提供一種用于制造塑性材料部件的模具，所述模具含有聚氨酯和粒狀的金屬或金屬合金填料，所述聚氨酯是下列組分的反應產物 a)分子量小于1000的第一多元醇； b)分子量為1500-10000的第二多元醇； c)至少一種多異氰酸酯。優選地，第一多元醇和第二多元醇中的至少一種是聚醚多元醇，更優選地，第一多元醇和第二多元醇都是聚醚多元醇。 本專利技術的第三方面提供一種由組合物形成的模具，該模具用于制造鞋類制品的部件，例如鞋底，所述組合物包含聚氨酯和至少一種粒狀的金屬或金屬合金填料，其中所述聚氨酯是至少一種多元醇和至少一種異氰酸酯的反應產物。優選地，所述多元醇是聚醚多元醇。 不希望受理論的限制，認為聚氨酯單成分的模具最主要的問題之一就是散熱性差。通過在聚氨酯的結構中包含一種或多種特定的粒狀金屬或金屬合金填料，就可以改善材料的散熱性。 可使用許多種的具有改善的散熱性的可選材料，包括金屬碳酸鹽，金屬氧化物，金屬硫酸鹽或金屬硫化物。然而，僅改善散熱性還不夠；還必須確保所述組合物能夠有適合于加工成模具形狀的適當的性質，所述的加工包括車削，銑削，刨制，開孔和車螺紋。重要的是該材料在加工過程中不產生過多的粉塵。此外，重要的是，該材料在結構上充分地確保能夠制備模具。也重要的是，所述材料不具有過度的熱膨脹，過度的熱膨脹會在模具的使用過程中隨著變熱而影響模具的形狀。其它的重要性能是所述組合物密度不太大，同時具有足夠的硬度。 本專利技術的第四方面提供一種制備模具的方法，包括如下步驟 i)將分子量小于1000的第一多元醇和分子量為1500-10000的第二多元醇混合； ii)向第i)步的混合物中加入粒狀的金屬填料，其中所述金屬具有至少150瓦/m.°K的導熱系數； iii)將所述多元醇和填料混合物在真空中混合；并且 iv)加入至少一種異氰酸酯并且進行混合。任選地，步驟iv)可以在真空狀態下進行。然而，通常在環境壓力下進行。優選地，第一多元醇和第二多元醇中的至少一種是聚醚多元醇，更優選地，第一多元醇和第二多元醇都是聚醚多元醇。 在優選的實施方式中，在步驟i)中另外加入吸水劑例如沸石。 模具的表面優選足夠平滑使得得到的鞋底表面沒有缺陷。當填料和多元醇進行混合時，在混合物中形成氣泡，其會導致模具材料中的缺陷，然后該缺陷會呈現在加工之后的模具表面上。在真空下混合各組分(特別是混合反應物的多元醇部分，包括填料的加入)防止或減少了空氣氣泡的形成。加入消泡劑也可以防止或減少氣泡的形成。當在真空下混合多元醇和填料時，所得到的組合物非常平滑并且光澤度好。然而，當組合物不是在真空下形成時，組合物表面往往會無光澤，而且有由于組合物表面上的氣泡引起的瑕疵。 模具可以使用任意已知的方法制備。合適的方法包括向模型(model)上澆注反應混合物來形成模具或者將塊狀物磨成適當的模具的形狀。 本專利技術中的組合物特別是可用于制造需要較少數量的部件(例如最多為1000)的原型部件的模具。本專利技術中的模具相對于鋁模具而言生產起來更快更經濟本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種組合物，包含聚氨酯和２０－８０重量％的粒狀金屬或金屬合金填料，其中所述聚氨酯是以下組分的反應產物：　ａ）第一多元醇，該第一多元醇的分子量小于１０００；　ｂ）第二多元醇，該第二多元醇的分子量為１５００－１００００；　ｃ） 至少一種多異氰酸酯，并且　其中所述粒狀金屬或金屬合金填料的導熱系數為至少１５０瓦／ｍ．°Ｋ。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：埃莉莎科琳蒂，
申請(專利權)人：陶氏環球技術公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]