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Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von kunstharzgebundenen Massen unter
Verwendung von Füllstoffen organischer und anorganischer Natur, gebunden durch Kunstharze, z. B. auf Basis
Phenol-Formaldehyd, Harnstoff-Formaldehyd, Melamin-Formaldehyd, Furfurylalkohol-Formaldehyd und andere bzw. deren Kombinationen, die durch saure Härter bei Raumtemperatur und erhöhter Temperatur aushärtbar sind, wobei durch eine besondere Härterzusammensetzung eine exotherme Nebenreaktion hervorgerufen wird, durch die eine gleichmässige und schnelle Durchhärtung erfolgt.
Zur Zeit werden im Rahmen industrieller Fertigungen Massen verschiedenster Form und verschiedensten
Gewichtes durch Aushärtung eines Füllstoff-Kunstharzgemisches bei Raumtemperatur und erhöhter Temperatur, dem ein saurer Härter zugesetzt wurde, hergestellt. Als Füllstoff kommen sowohl organische als auch anorganische Substanzen in Frage : Korkschrot, Textilwolle, Holzmehl, Sand, usw.
Zu den für solche Produktion verwendeten Kunstharzen sind alle Umsetzungsprodukte von Formaldehyd mit Phenol, Harnstoff, Melamin, Furfurylalkohol u. ähnl reagierenden, organischen Substanzen bzw. deren Kombinationen untereinander zu zahlen, soweit sie mit sauren Härtern bei Raumtemperatur und bei erhöhter Temperatur aushärtbar sind. Zur Härtung der oben genannten Kunstharz-Füllstoffmischungen werden sowohl feste als auch flüssige Härter verwendet ; üblicherweise jedoch flüssige Härter, da sie leichter dosierbar und mischbar sind, günstigere Arbeitsbedingungen ergeben und wirksamer sind. Zu den flüssigen Härtern gehören z. B. wässerige Lösungen von sauren Salzen und aromatischen Sulfonsäuren, Phosphorsäure, Schwefelsäure und Salzsäure, bwz. deren Kombinationen.
Die Aushärtezeit von solchen Gemischen lässt sich einerseits durch das Kunstharz/Härterverhältnis, anderseits durch freies Formaldehyd oder Phenol im Kunstharz und durch Kombinationen der obengenannten flüssigen Härter reduzieren. Jedoch sind durch Wirtschaftlichkeit, Gesundheitsschutz und Festigkeitsabnahme enge Grenzen gesetzt.
Betrachtet man den Aushärtevorgang einer in eine Form gegossene Mischung aus Füllstoff, Harz und Härter, so wird man bald an der freien Oberfläche eine Kruste bemerken, die allmählich immer dicker wird.
Trotz dieser relativ harten Kruste ist im Inneren des Körpers und an den Flächen zur Form hin die Härtungsreaktion inzwischen kaum in Gang gekommen. Die Härtungsgeschwindigkeit ist sehr von der Wasserkonzentration im Harz/Härtergemisch abhängig. An den Teilen, die mit der Atmosphäre direkten Kontakt haben, tritt daher eine raschere Aushärtung ein, als im Inneren oder an den Flächen, die mit der Formwand in Berührung sind. Eine ausreichende Aushärtung im Inneren benötigt daher ein Vielfaches der Zeit, die ausreicht, um an der der Atmosphäre zugekehrten Fläche befriedigende Oberflächenhärte zu erzielen. Es ist daher auch für geschultes Personal sehr schwierig, die Festigkeit im Inneren des Formkörpers abzuschätzen, um entformen zu können. Deshalb wird normalerweise mit dem Entformen viel zu lange gewartet, um dadurch sicher einen Ausschuss zu vermeiden.
Die Verfestigungszeiten, die hiebei angewendet werden, liegen zwischen 20 min und 10 h bei Raumtemperatur. Bei erhöhter Temperatur ist die Verfestigungszeit sehr von der angewendeten Temperatur abhängig.
Das Ziel der Erfindung ist es, eine gleichmässige Durchhärtung über den ganzen Formkörper unter gleichzeitiger Beschleunigung des Härtevorganges zu erreichen. Das Problem wurde dadurch gelöst, dass ein Verfahren zum Herstellen von kunstharzgebundenen Massen bei erhöhter Temperatur und bei Raumtemperatur durch Vermischen von Füllstoffen, säurehärtbaren Kunstharzen und einem speziellen Härtersystem entwickelt wurde, gekennzeichnet dadurch, dass als Härter stark oxydierende Substanzen, in Phosphorsäure und/oder wässeriger p-Toluolsulfonsäure, Benzolsulfonsäure oder/und Xylolsulfonsäure gelöst, eingesetzt werden, wobei eine schnelle und gleichmässige Durchhärtung bewirkt und gleichzeitig eine hohe Sicherheit beim Entformen gewährleistet wird. Als stark oxydierende Substanzen kommen z. B.
Perhydrol, Perchlorsäure, Peroxoschwefelsäure, Peroxodischwefelsäure und/oder Chromsäure in Betracht. Die stark oxydierenden Substanzen werden in Konzentrationen zu 2 bis 30%, bevorzugt 5 bis 15%, ausgenommen Chromsäure zu 2 bis 20%, bevorzugt 10 bis 20%, verwendet.
Eine Beschleunigung des Verfahrens kann durch die Mitverwendung von konzentrierter Schwefelsäure zu 5 bis 50%, bevorzugt zu 5 bis 30%, erzielt werden.
Neben den obengenannten, stark oxydierenden Verbindungen können natürlich auch eine Vielzahl von andern stark oxydierenden Verbindungen, wie Kaliumpermanganat, Natrium- und Kaliumchromat, Natrium- und Kaliumbichromat, Salpetersäure und ihre Salze, die Salze der Perchlorsäure, der Peroxoschwefelsäure und der Peroxodischwefelsäure, Natrium- und Kaliumperoxyd und viele andere eingesetzt werden. Jedoch ist diesen Verbindungen teilweise auf Grund geringer Löslichkeit, kleiner Lösungsgeschwindigkeit, derzeitiger Unwirtschaftlichkeit, hoher Geruchsbelästigung und Gefährlichkeit bei normaler Arbeitsweise keine grosse Einsatzmöglichkeit gegeben.
Bei diesem Verfahren können die derzeit verwendeten Mischeinrichtungen bedenkenlos weiterverwendet werden. Das hergestellte Gemisch bleibt auch bei sehr kurz eingestellten Härtungszeiten genügend lang verarbeitbar. Jedoch kann sofort, nachdem die Oberfläche genügend hart geworden ist, entformt werden, da bei dem oben beschriebenen Verfahren eine gleichmässige Durchhärtung gegeben ist. Ein Beispiel :
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100 Teile Füllstoff
0, 8 Teile eines Härters, bestehend aus :
20 Teilen Perchlorsäure techn. 60%
10 Teilen Schwefelsäure techn. 96%
70 Teilen p-Toluolsulfonsäure techn. 65%
2 Teile Kunstharz auf Harnstoff-Formaldehydbasis
Die Mischzeit für das Füllstoff-Härtergemisch betrug 2 min, dann wurde das Harz zugegeben und nochmals 1 min intensiv vermischt.
Es war eine gezielte Verarbeitungszeit von 3 min vorhanden. Bereits nach 10 min konnte entformt werden. Der Körper wies eine hohe Festigkeit an allen Teilen auf. Versuchsweises Zerbrechen des Körpers zeigte die gleichmässige, hohe Festigkeit auch im Inneren. Das Verfahren kommt den Wünschen der Industrie nach gleichmässiger Durchhärtung und damit hoher Sicherheit beim Entformen entgegen. Daneben kommt es noch zu erheblichen Verkürzungen der Arbeitszeit und Erhöhung der Produktionsziffern.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Herstellen von kunstharzgebundenen Massen bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur durch Vermischen von Füllstoffen, säurehärtbaren Kunstharzen und einem speziellen Härtersystem,
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