Verfahren zur --Herstellung von Formstücken aus härtbaren Nunstharzbindemitieln und Füllstoffen. In der Isolierstoff-Industrie, Radio- technik, beim Schleifen oder Polieren, und im allgemeinen Gebrauch werden in immer stei gender Vervollkommnung Pressstoffe und Pressstücke verwendet, die;
überwiegend aus Kunstharzen und damit imprägnierten an organischen und organischen Füllstoffen ge fertigt sind. Derartige geformte Gegenstände werden zum Beispiel in der Weise herge stellt, dass man das hartbare Kunstharz im sogenannten- A-Zustand, zum -Beispiel einen Novolack, dem, die nötigen Härtungsmittel einverleibt worden sind, oder ein Resol in flüssiger,
fester oder gelöster Form mit dem Füllstoff, nach bekanntem Verfahren ver mischt bezw. die Füllstoffe mit den Harzen imprägniert. Aus diesen Mischungen werden dann geformte Gegenstände durch Pressen und daraüffolgende Erwärmung oder durch Heisspressen hergestellt.
Bei der Herstellung von Schleif- oder Polierwerkzeugen -wird zum Beispiel das Schleifmaterial mit dem hartbaren Phenolharz bezw. der Phenolharz komposition vermischt und darauffolgend durch gleichzeitige Anwendung von Druck und Hitze in die gewünschte Form, zum Beispiel zu Schleifscheiben, verpresst. Man kann aber hierbei auch so arbeiten,
dass man das geschmolzene oder mit Verdünnungs- oder Plastizierungsmitteln versetzte Phenol harz nach dem Vermischen mit dem Schleif material bei gewöhnlicher oder bei mässig er höhter Temperatur nach dem sogenannten Kaltformungsverfahren verpresst und die Überführung der in den gepressten Gegen ständen enthaltenen Phenolharz-Bindemittel erst darauffol:gend durch Erhitzen vornimmt.
11I an hat auch schon vorgeschlagen, hartbare Kunstharze in angehärtetem Zustand mit Füllstoffen zu vermischen und diese Mischun gen zu geformten Gegenständen zu verpres- sen. Diese Versuche haben indessen nicht zu einem befriedigenden Ergebnis geführt, da die Gleichmässigkeit und mechanische Be schaffenheit der so hergestellten Erzeugnisse hinter den Eigenschaften.
der mit A-Harzen hergestellten Produkte wesentlich zurück bleiben.
Es wurde nun gefunden, dass man zu wertvollen Formstücken: gelangt, wenn man ein solches füllstoffhaltiges Gemisch verar beitet, das eine- Lösung eines. Bindemittels enthält, .die durch Überführen von härt- baren Phenolharzen in B-Harze durch Er hitzen der letzteren in. gelöstem Zustande hergestellt- wurde.
Die Überführung in- ge= formte Gegenstände kann zum Bdispiel durch Pressen und darauffolgendes Erhitzen oder durch .gleichzeitige Anwendung von Druck 'und Hitze erfolgen.
Man geht dabei zum Beispiel in der Weise vor, dä3 man -die-härt- baren Harze in Form von Anfangskonden- sationsprodukten, zum Beispiel Resole oder das Gemisch eines Novoläks mit Härtungs- mitteln, in einer Flüssigkeit -löst, die die Fä higkeit hat, die Harze auch im B-Zustand zu lösen, die Füllstoffe mit dieser Lösung imprägniert bezw. vermischt und das Ge misch von Füllstoffen:
und Lösung bis zur Überführung der Kondensationsprodukte- in den B-Zustand erhitzt. Dieser Zustand ist erreicht, wenn .die Kondensation- des härt- lbaren Phenolharzes so weit vorgeschritten ist, dass das Harz in ,der Hitze erweicht, aber nicht mehr schmilzt.
Der Eintritt dieses Zu standes macht sich dadurch bemerkbar, dass bei dem Erhitzen des gelösten Harzes keine Wasserbildung mehr stattfindet. Man kann auch so vorgehen, däss. man die harzbilden den Bestandteile (zum Beispiel Phenol, Al dehyd und Katalysator). mit dem Füllstoff und einem Lösungsmittel vermischt, das im stande ist, die hartbaren:
Harze sowohl im A-Zustand, als auch im B-Zustand zu lösen und dann die Kondensation der Harzkom ponenten, gegebenenfalls unter Zusatz von Härtungsmitteln, bis zur Bildung der B Harze durchführt. Als Lösungsmittel kom men unter anderem: hydrierte Phenole, wie Cycloheganol, Methylcyclohexanol, Hega- hydro-ss-Naphtol oder Furfurol, in Frage.
Den Lösungsmitteln kann man auch solche Flüssigkeiten, zum Beispiel Tetralin oder Brombenzol, zusetzen, die bei gewöhnlichem Druck leine Lösungsfähigkeit für hartbare Harze im B-Zustand haben, in denen. sich aber die B-Harze bei dem Erwärmen unter erhöhtem Druck lösen., wie zum Beispiel eine Mischung von gleichen Teilen Benzol und Spiritus. Neben den Harzen.
im B-Zustand bezw. im Gemisch mit denselben können in allen Fällen noch andere hartbare oder nicht hartbare, natürliche oder künstliche Harze verwendet werden. Mai! kann ferner die Lö sungen der B-Harze bezw. .die dieselben ent haltenden Mischungen unter Zusatz von Ka talysatoren, Plastizierungsmitteln. Härtungs- mitteln; Flammenschutzmitteln oder derglei chen verarbeiten. Diese Stoffe können der Massein einem beliebigen Stadium der Auf bereitung zugesetzt werden.
Man kann auch ein Gemisch von mehreren B-Harzen ver wenden bezw. Lösungen, die mehrere B- Harze nebeneinander .gelöst enthalten.
Die Füllstoffe können beliebiger Natur sein. Man kann solche verwenden, die mit der Resitolharzlösung imprägniert werden, das heisst allgemein Faserstoffe, oder auch solche, die nur miteinander verkittet werden, das heisst in erster Linie mineralische Stoffe, insbesondere Schleifmaterialien:
Man kann ferner auch Mischungen mehrerer zum Bei spiel faseriger und mineralischer Füllstoffe verwenden. Die Herstellung von geformten Gegenständen erfolgt dann in üblicher Weise, wobei das Lösungsmittel aus der Mischung zum Beispiel vordem Hältungsprozess ganz oder teilweise entfernt werden kann.
Die Mi- c n(ren zeigen-eine gute Fliessbarkeit. Sie <B>s</B> 'hu lassen sich sehr schnell härten und ergeben geruchlose Erzeugnisse mit ausgezeichneten mechanischen und elektrischen Eigenschaf ten.
Beispiel .: Man löst 80 kg, Phenolallehydharz (im Resolzustand) oder Resorcinaldehydharz (im Res.olzustand) in 20 kg Cyklohegänol und erhitzt 1/4 bis 1 Stunde auf 110 C. Es findet dabei eine sichtbare Wasserabspaltung unter Zunahme der Viskosität statt.
Diese Lösung vermischt man dann mit beispiels weise 100 kg Holzmehl und verpresst diese Mischung in an sich bekannter Weise unter gleichzeitiger oder nachfolgender Einwir- kung von Wärme. <I>Beispiel 2.:
</I> 90 kg Schmirgel werden mit 10 kg Kre- sol, 3 kg Paraformaldehyd, 0,2 kg Hexa- methylentetramin und 2 kg Methylcyclo- hexanol unter Erwärmen auf<B>100'</B> C ver mischt. Es bildet sich dann unter Wasser abspaltung das Rasol und bei weiterem Er hitzen das B-Harz, was ebenfalls. durch Was serabspaltung erkennbar isst.
Das Erhitzen wird .so lange fortgesetzt, bis die Mischung so weit trocken ist, dass sie sich gerade noch mit der Hand zusammenballen lässt. Die Ver arbeitung dieser Mischung erfolgt, dann in an sich bekannter Weise durch einen. Press- prozess unter .gleichzeitiger öder nachfol gender Einwirkung von Wärme.
<I>Beispiel 3:</I> 8 kg Pheno-laldehydharz im Resolzustand werden in pulverisierter Form in einer Knet maschine mit 2 kg M.ethylcyclohexanol und 90 kg Siliziumkarbid unter Erwärmen; auf <B>110'</B> C 1 Stunde vermischt. Unter geringer Wasserdampfentwicklungwird das Mischgut immer zälier und es wird so lange unter Erwärmen .gemischt, bis sich das. Mischgut mit der Hand gerade noch zusammenballen lässt.
Diese Mischung wird unter Druck ge formt. Der Druck richtet sich nach dem Trockengrad des Mischgutes: und beträgt normalerweise 3.00 bis, 600 kg pro cm@ -For- menstempelfläche. Man kann aber auch mit wesentlich niedrigeren und höheren. Drucken arbeiten. Findet die - Formgebung unter gleichzeitiger Einwirkung von Wärme statt, so ist vorteilhaft bei einer Temperatur von zirka<B>180'</B> 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 Härteprozess bei 60 bis<B>180'</B> C auszusetzen. Man kann dabei so verfahren, dass man den Härteprozess zu nächst bei niedrigen Temperaturen beginnt und die Wärme dann allmählich steigert, oder man kann, den geformten Gegenstand sofort einer Temperatur über<B>100'</B> aussetzen.
<I>Beispiel</I> 10 kg nicht härtbares Phenolaldehydharz (Novolak) werden mit 0,8 kg Hexamethylen- tetramin, 2,5 kg Furfurol und 90 kg Carbo- rundum in der Knetmaschine wie unter 3 vermischt und weiter verarbeitet.
<I>Beispiel 5:</I> 10 kg Kresol, 2,8 kg Hexamethylentetra- min, 3, kg Hexalin und 85 kg Corund wer den in der Knetmaschine wie unter 3 ver- miseht und weiter verarbeitet.
Der Vorteil des vorliegenden Verfahrens besteht vor allem .darin, dass die geformten Gegenstände, also zum Beispiel die Schleif oder Polierwerkzeuge, wesentlich grössere Fe- stigkeiten als die nach den bekannten Ver fahren hergestellten Produkte aufweisen.
Die Erklärung für diesen Fortschritt liegt wohl darin, dass die restlose Überführung des Phe nolharzes in den C-Zustand durch die An wendung des Harzes in dem bereits polymeri sierten B-Zustand erleichtert wird und dass anderseits die Lösungen die Teilchen der Füllstoffe, zum Beispiel die Teilchen des gekörnten Schleifmaterials, gleichmässig be netzen, so dass eine gleichmässige Verteilung des Bindemittels und eine. ebenso gleiclimässige Verkittung der einzelnen Teilchen gewähr leistet ist.
Hierdurch erklärt sich., dass man mit Hilfe des vorliegenden Verfahrens Pro dukte herstellen kann, deren Festigkeit bei Anwendung gleicher Bindemittelmengen die jenige der nach dem bekannten Verfahren hergestellten Produkte wesentlich übersteigt.
Werden anderseits in einzelnen Fällen ge- formte Gegenstände mit geringeren. Fertig keiten verlangt, so kann man diese bei An wendung des vorliegenden Verfahrens unter Benutzung von ;geringeren Harzmengen, als -nach dem bekannten Verfahren erzielen.
Unter= "B-Harzen" und unter "Resitolen" versteht man allgemein in der vorliegenden Anmeldung hartbare Phenolharze, deren: Polymerisa,tion soweit vorgeschritten ist, daB sie -beim Erhitzen nicht mehr schmelzen, son dern nur erweichen. - Man hat diese Produkte früher für unlöslich ,gehalten.
In Wirklich keit sind ,sie zwar- in den üblichen Lösungs- mitteln für hartbare Kunstharze in schmelz barem Zustand unlöslich; .doch können: sie, wie festgestellt wurde, in gewissen Flüssig keiten bezw. Flüs.sigkeits.gemischen bei ge wöhnlichem oder erhöhtem- Druck gelöst und.
zu Gegenständen; mit besonders. wertvollen Eigenschaften verarbeitet werden.
Zur Herstellung der B-Harze enthalten.- den Lösungen bezw. deren Mischungen mit Füllstoffen -kann , man bei Ausführung der värliegen-den Erfindung zum Beispiel die in den .deutschen Patentanmeldungen B. 141553 und B. 1471787 der Klasse 22b be schriebenen Verfahren benützen.