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Verfahren zur Herstellung von Pressmisehungen und geformten Gegenständen aus diesen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Pressmischungen und geformten Gegenständen aus diesen.
Bisher wurden geformte Gegenstände aus Phenolaldehydharzen in der Weise hergestellt, dass man das härtbare Kunstharz im A-Zustande, z. B. einen Novolak, dem die nötigen Härtungsmittel einverleibt wurden, oder ein Resol in flüssiger, fester oder gelöster Form mit dem Füllstoff vermischte oder die Füllstoffe mit den Harzen imprägnierte. Aus diesen Mischungen wurden dann geformte Gegenstände durch Pressen und darauffolgende Erwärmung oder durch Heisspressen erzeugt. Zu solchen Gegenständen gehören u. a. auch Schleif-oder Polierwerkzeuge, zu deren Herstellung man z. B. das Schleifmittel mit dem härtbaren Phenolharz oder der Phenolharzkomposition vermischt und sodann durch gleichzeitige Anwendung von Druck und Hitze in die gewünschte Form, z. B. zu Schleifscheiben, verpresst.
Man kann aber auch so arbeiten, dass man das geschmolzene oder mit Verdünnungs-oder Plastizierungsmitteln versetzte Phenolharz nach dem Vermischen mit dem Schleifmittel bei gewöhnlicher oder bei mässig erhöhter Temperatur nach dem sogenannten Kaltformungsverfahren verpresst und die Überführung der in den gepressten Gegenständen enthaltenen Phenolharzbindemittel in den Endzustand erst dann durch Erhitzen vornimmt. Man hat auch schon vorgeschlagen, härtbare Kunstharze in angehärtetem Zustand mit Füllstoffen zu vermischen und diese Mischungen zu geformten Gegenständen zu verpressen.
Diese Versuche haben indessen nicht zu einem befriedigenden Ergebnis geführt, da die Gleichmässigkeit und mechanische Beschaffenheit der so hergestellten Erzeugnisse hinter den Eigenschaften der mit A-Harzen hergestellten Produkte wesentlich zurückbleiben. Es ist auch bekannt,.
Füllstoffe mit gelösten B-Harzen zu imprägnieren und die hiebei entstehende Mischung, zweckmässig nach Entfernung des Lösungsmittels, heiss zu verpressen.
Im Sinne der Erfindung gelangt man zu wertvollen Pressmischungen und aus diesen zu hochwertigen geformten Gegenständen, z. B. Schleif-und Polierwerkzeugen, wenn man die Füllstoffe mit Lösungen von härtbaren Phenolharzen im-B-Zustande behandelt, in denen die als B-Harze verwendeten Bindemittel durch Erhitzen einer Lösung von Resolen oder Gemischen von nicht härtbaren Harzen mit Härtungsmitteln hergestellt werden. Die Überführung der Pressmischungen in geformte Gegenstände erfolgt dann durch Pressen und darauffolgendes Erhitzen oder durch gleichzeitige Anwendung von Druck und Hitze. Man geht dabei z. B. in der Weise vor, dass man die härtbaren Harze in Form von Anfangskondensationsprodukten, z. B.
Resolen oder das Gemisch eines Novolaks mit Härtungsmitteln, in einer Flüssigkeit löst, die die Fähigkeit hat, die Harze auch im B-Zustand zu lösen, die Füllstoffe mit dieser Lösung imprägniert bzw. vermischt und das Gemisch von Füllstoffen und Lösung bis zur Überführung der Kondensationsprodukte in den B-Zustand erhitzt. Dieser Zustand ist erreicht, wenn die Kondensation des härtbaren Phenolharzes so weit vorgeschritten ist, dass das Harz in der Hitze erweicht, aber nicht mehr schmilzt, und der Eintritt dieses Zustandes macht sich dadurch bemerkbar,. dass bei dem Erhitzen des gelösten Harzes keine Wasserbildung mehr stattfindet. Man kann auch so vorgehen, dass man die harzbildenden Bestandteile (z. B.
Phenol, Aldehyd und Katalysator) mit dem Füllstoff und einem Lösungsmittel vermischt, das imstande ist, die härtbaren Harze sowohl im A-Zustand als auch im B-Zustand zu lösen, und dann die Kondensation der Harzkoirponenten, gegebenenfalls unter Zusatz von Härtungsmitteln, bis zur Bildung der B-Harze durchführt. Als Lösungsmittel für B-Harze kommen, wie aus der Patentschrift Nr. 123836 bekannt ist, u. a. hydrierte Phenole, wie Cyclohexanol, Methylcyclohexanol, Hexahydro-ss-Naphthol oder Furfurol, in Frage. Den Lösungsmitteln kann man auch solche Flüssigkeiten, z. B. Tetralin oder Brombenzol, zusetzen, die bei gewöhnlichem Druck keine Lösungsfähigkeit für härtbare Harze im B-Zustand haben.
Neben den Harzen im B-Zustand bzw. im Gemisch mit solchen können in allen Fällen noch andere härtbare oder nicht härtbare, natürliche oder künstliche Harze verwendet werden. Man kann ferner die Lösungen der B-Harze bzw. die dieselben enthaltenden Mischungen unter Zusatz von Katalysatoren, Plastizierungsmitteln, Härtungsmitteln, Flammenschutzmitteln od. dgl. verarbeiten. Diese Stoffe können der Masse in einem beliebigen Stadium der Verarbeitung zugesetzt werden.
Die Füllstoffe können beliebiger Natur sein. Man kann solche verwenden, die mit der Resitolharzlösung imprägniert werden, d. h. allgemein Faserstoffe, oder auch solche, die nur miteinander verkittet werden, d. h. in erster Linie mineralische Stoffe, insbesondere Schleifmittel. Man kann ferner auch Mischungen mehrerer, z. B. faseriger und mineralischer Füllstoffe verwenden. Die Herstellung von geformten Gegenständen erfolgt dann in üblicher Weise, wobei das Lösungsmittel aus der Mischung, z. B. vor dem Härtungsprozess, ganz oder teilweise entfernt werden kann. Die Mischungen zeigen eine gute Fliessbarkeit. Sie lassen sich sehr schnell härten und ergeben geruchlose Erzeugnisse mit ausgezeichneten mechanischen und elektrischen Eigenschaften.
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Der Vorteil des vorliegenden Verfahrens besteht vor allem darin, dass die geformten Gegenstände, also z. B. die Schleif-oder Polierwerkzeuge, wesentlich grössere Festigkeit als die nach den bekannten Verfahren hergestellten Produkte aufweisen. Die Erklärung für diesen Fortschritt liegt wohl darin, dass die restlose Überführung des Phenolharzes in den C-Zustand durch die Anwendung des Harzes in dem bereits polymerisierten B-Zustand erleichtert wird und dass anderseits die Lösungen die Teilchen
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mässige Verteilung des Bindemittels und eine ebenso gleichmässige Verkittung der einzelnen Teilchen gewährleistet ist.
Hiedurch erklärt sich, dass man mit Hilfe des vorliegenden Verfahrens Produkte herstellen kann, deren Festigkeit bei Anwendung gleicher Bindemittelmengen diejenige der nach dem bekannten Verfahren hergestellten Produkte wesentlich übersteigt. Werden anderseits in einzelnen Fällen geformte Gegenstände mit geringeren Festigkeiten verlangt, so kann man diese bei Anwendung des vorliegenden Verfahrens unter Benutzung von geringeren Harzmengen als nach dem bekannten Verfahren erzielen.
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ist. Es findet dabei eine sichtbare Wasserabspaltung unter Zunahme der Viskosität statt. Diese Lösung vermischt man dann beispielsweise mit 100 kg Holzmehl und verpresst die Mischung in an sich bekannter Weise unter gleichzeitiger oder nachfolgender Einwirkung von Wärme.
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tetramin, 2 kg Methylcyclohexanol unter Erwärmen auf 1000 C vermischt.
Es bildet sich dann unter Wasserabspaltung das Resol und bei weiterem Erhitzen das B-Harz, was ebenfalls durch Wasserabspaltung erkennbar ist. Das Erhitzen wird so lange fortgesetzt, bis die Mischung so weit trocken ist, dass sie sich gerade noch mit der Hand zusammenballen lässt. Die Verarbeitung dieser Mischung erfolgt dann in an sich bekannter Weise durch einen Pressprozess unter gleichzeitiger oder nachfolgender Einwirkung von Wärme.
Beispiel 3 : 8 kg Phenolaldehydharz im Resolzustand werden in gepulverter Form in einer Knetmaschine in 2 kg Methylcyclohexanol gelöst und mit 90 kg Siliziumcarbid bei 1100 C eine Stunde erhitzt.
Unter geringer Wasserdampfentwicklung wird das Mischgut immer zäher, und es wird so lange unter Erwärmen gemischt, bis sich das Mischgut mit der Hand gerade noch zusammenballen lässt.
Diese Mischung wird unter Druck geformt. Der Druck richtet sich nach dem Trockengrad des Mischgutes und beträgt normalerweise 300-600 kg/e Formenstempelfläche. Man kann aber auch mit wesentlich niedrigeren oder höheren Drucken arbeiten. Findet die Formgebung unter gleichzeitiger Einwirkung von Wärme statt, so ist vorteilhaft bei einer Temperatur von etwa 180 C zu arbeiten. Man kann aber auch niedrigere und höhere Temperaturen anwenden. Wenn man ohne gleichzeitige Einwirkung von Wärme presst, so sind die geformten Gegenstände nachträglich mit oder ohne Form einem Härtungsprozess bei 60-1800 C auszusetzen.
Man kann dabei so verfahren, dass man den Härtungprozess zunächst bei niedrigen Temperaturen beginnt und die Wärme dann allmählich steigert, oder man kann den geformten Gegenstand sofort einer Temperatur über 100 C aussetzen.
Beispiel 4 : 10 nicht härtbares Phenolaldehydharz (Novolak) werden mit 0'8 kg Hexamethylentetramin, 2'5 kg Furfurol und 90 kg Siliziumcarbid in der Knetmaschine wie unter 3 vermischt und weiterverarbeitet.
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in der Knetmaschine wie unter 3 vermischt und weiterverarbeitet.