Verfahren zur Verfertigung einer Kunststoff und Verstärkungsfasern aufweisenden Masse
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verfertigung einer aus Kunststoff und mineralischen oder pflanzlichen Verstärkungsfasern sowie Füllstoffen bestehenden Masse, die insbesondere für Spritzgussmasse geeignet ist, und nach der Fertigung bei einer Temperatur, welche ungefähr der Umgebungstemperatur gleich ist, oder welche letztere übersteigt, noch während einer bestimmten Zeit knetbar ist und erst darauf aushärtet.
Mit einer der Umgebungstemperatur etwa gleichen Temperatur wird eine Temperatur zwischen 25 und 300 C gemeint.
Ein derartiges Verfahren ist allgemein bekannt, aber hat in der Praxis nicht immer zum erwünschten Resultat geführt, da manchesmal die Verteilung der Verstärkungsfasern in der mit Füllstoffen gemischten Kunststoffmassen zu wünschen übrig lässt, umsomehr da die in Form von z.B. Glassfaserbüscheln verwendeten Verstärkungsfasern sehr schwierig in besonderen Fasern zerteilt werden können. Das Vorhandensein nichthomogen zerteilter Fasern führt einerseits leicht zur Bildung von Rissen in den daraus hergestellten Gegenständen und andererseits wird dadurch die Beständigkeit gegen chemische Anfressung herabgesetzt, besonders nach der mechanischen Bearbeitung bestimmter Oberflächen dieser Gegenstände.
Bei der Bearbeitung der Oberflächen werden die Glasfaserbüscheln aufgedeckt und zerfressende Stoffe können leicht an denen entlang in den Gegenstand eindringen und dort eine erste Anfressung herbeiführen.
Man hat zwar vorgeschlagen, diese Nachteile dadurch zu beseitigen dass eine bestimmte Wahl des Durchmessers der zu verwendeten Fasern und ein bestimmtes Länge/Durchmesser-Verhältnis je der einzelnen Faserfäden eingehalten wird, aber es hat sich herausgestellt, dass dies in der Praxis oft noch zu einer ungenügenden Verteilung der Glasfasern führt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, wodurch eine Kunststoffmasse erhalten werden kann, in der die einzelnen Faserteilchen sehr gleichmässig verteilt sind und welche Masse nicht mit den obenerwähnten Mängeln belastet ist. Dieses Verfahren ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass einem erhärtenden Kunststoff in flüssigem Zustand eine derartige Füllstoffmenge hinzugefügt wird, dass die Viskosität genügend hoch ist, um die Zerteilung der büschelförmigen Verstärkungsfasern, mindestens 25 Gewichtsprozent des Kunststoffs entsprechend, in im wesentlichen Elementarfasern mittels einer wiederholt angewendeten Misch- und Knetbearbeitung zu ermöglichen, wobei fortwährend ein Teil des Gemisches aus der Misch- und Knetzone hinausgeführt und später darin zurückgeführt wird, und zwar in derartiger Weise,
dass die Temperatur der Masse während der Mischung und Knetung ohne Anwendung äusserer Kühlmittel nicht erheblich steigt.
Durch Anwendung eines bestimmten Verhältnisses zwischen dem Ausgangskunstharz und den Feststoffen kann man die Viskosität des Gemisches auf einen derartigen Wert einstellen, dass dieser zur richtigen Mischung der Faserbüschel mit dem Kunstharz, unter Anwendung von Presskraft, ausreicht, während andererseits durch Unterbrechen des Misch- und Knetvorgangs durch Ruhepausen dafür gesorgt werden kann, dass die Temperatur der Masse während der Mischung nicht erheblich steigt. Dadurch, dass ein Teil der gemischten Masse fortwährend aus der Misch- und Knetzone hinausgeführt wird kann die Wärmeentwicklung in der Masse derart ausgeglichen werden, dass die Kühlung von aussen ab, oder die Einführung von Kühlmitteln in die Masse, nicht länger erforderlich ist.
Eine derartige Kühlung kann nämlich niemals gleichmässig in der Masse durchdringen, wodurch örtlich während der Mischung zu hohe Temperaturen auftreten, die eine teilweise Polymerisation oder Vorpolymerisation des Kunststoffs veranlassen könnten, was selbstverständlich mit einer zu grossen Erhöhung des Viskositäts und demzufolge einer weniger guten Ver teilung der besonderen Glas- oder anderen Fasern oder dergleichen in der Kunststoffmasse verknüpft ist.
Als Anhaltspunkt bei der Zerteilung der Verstärkungsfaserbüschel in im wesentlichen Elementarfasern kommt eine derartige Verteilung der Glasfasern in Betracht, dass mindestens 80-100% derselben nach Beendigung der Knet- und Mischbearbeitung als einzelne Fasern in der Mischmasse vorhanden sind.
In vorteilhafter Weise werden dem Gemisch zwecks Erhaltung einer genügend hohen Viskosität je 100 Gewichtsteile Polyesterharz mindestens 50-150 Gewichtsteile Füllstoff zugesetzt, während je 100 Gewichtsteile Epoxydharz mindestens 25-175 Gewichtsteile des Füllstoffs hinzugefügt werden. Derartige Massen eignen sich sehr für die Herstellung von Gegenständen nach bekannten Pressbearbeitungen. Es ist angezeigt um zur Zubereitung von Spritzgussmassen je 100 Teile Polyesterharz mindestens 125 Teile Füllstoff oder je 100 Teile Epoxydharz 150 Teile Füllstoff hinzuzufügen.
Zur Erhaltung einer guten Spritzgussmasse ist es weiter angezeigt, das L/D-Verhältnis zwischen 1 : 200 bis 1 : 500 zu wählen, wodurch man bewirken kann, dass die Befüllung der Spritzgussformen ohne Schwierigkeiten erfolgen kann und die benutzen Fasern trotz der engen Durchgänge in den Formen doch innig und homogen mit der Masse gemischt bleiben. Durch Einhaltung der obigen Verhältnisse erhält man sehr feine Faserfäden aufweisende Gusswaren, welche Fäden einerseits eine hinreichende Länge haben, damit sie als Armierung dienen, und andererseits nicht nur sehr gleichmässig sondern auch in allen möglichen Richtungen in dem Material verbreitet sind und je an sich völlig von dem Kunststoff umhüllt werden.
Schliesslich verhütet die Anwendung des obigen Länge/Durchmesser-Verhältnisses, dass beim Giessen durch enge und gegebenenfalls, gebogene, Kanäle die Zusammenballung der Fasern und deren Anhäufung an bestimmten Stellen vermieden wird, wodurch die Verteilung der Armierung in der Masse sehr günstig beeinflusst wird und eine gleichmässige Verbreitung gewährleistet ist.
Es sei vermerkt, dass es an sich bekannt ist, dass ein Teil der gemischten Masse andauernd während der Mischung dem Mischvorgang entzogen und später wieder in die Mischzone zurückgeführt wird, aber diese Abfuhr erfolgt durch sehr enge Kanäle, was die Anwendung sehr hoher Press- und Druckkräfte erforderlich macht, die erheblichen Temperatursteigungen der Masse mit allen damit verknüpften Nachteilen herbeiführen. Demzufolge ist man bei diesen Verfahren gezwungen, bei den Anwendung findenden Einrichtungen Kühlmittel zu verwenden, deren Nachteile schon oben erwähnt wurden.
In vorteilhafter Weise kann das Verfahren in einer einen oder mehrere Mischer umfassenden Einrichtung angewendet werden, welche Mischer je an sich aus einem an einem Ende in eine Mulde übergehenden Mischgefäss bestehen, wobei der Boden des Mischgefässes über einen schwach ansteigenden Übergangsteil in die untere Seite der Mulde übergeht, während im Mischgefäss drehbar ein Förderband liegt, das im Anschluss an den schwach in Aufwärtsrichtung neigenden Bodenübergangsteil über einen spiralförmig gewundenen, sich verjüngenden, Übergangsteil in eine unmittelbar mit dem Förderband verbundene, sich in der Mulde drehende, Förderschnecke übergeht.
Es empfiehlt sich weiter, das Mischen und Kneten derart durchzuführen, dass während der Mischung und Knetung der nicht an der Misch- und Knetbearbeitung beteiligte Teil des Gemisches bei Anwendung von Schubkräften fortwährend aus der Misch- und Knetzone hinausgeführt wird, da hierdurch die büschelförmigen Fasern unter Anwendung einfacher und ausserdem kleinerer Kräfte zerlegt werden.
Bei Anwendung dieser Vorrichtung wird fortwährend ein Teil der gemischten Masse aus der Misch- und Knetzone hinausgeführt und später wieder darin eingeführt, ohne dass die Temperatur der Masse erheblich steigen kann.
Beim Verschwinden eines Teiles der gemischten Masse aus der Kneten und Mischzone treten Schubkräfte auf, wodurch die Glasfaserbüschel leicht auseinandergezogen werden.
Anhand der eine perspektivische Ansicht eines solchen Mischers, mit teilweise weggenommener Wand, darstellenden Zeichnung wird der Mischvorgang beispielsweise erläutert.
Jeder Mischer besteht aus einem Mischgefäss 1 mit Zufuhrtrichter 2, welches Mischgefäss 1 auf einer Seite in eine Mulde 3 übergeht. An der drehbar in einer Seitenwand 4 des Mischgefässes 1 einseitig lagernden Welle 5 ist ein Förderband 6, sowie eine Förderschnecke 7, insoweit diese Welle 5 sich bis in die Mulde 3 erstreckt, befestigt. Der Boden 8 des Mischgefässes 1 geht über einen ziemlich schwach ansteigenden Übergangsteil 9 in die untere Breite 10 der Mulde 3 über. Dabei ist das Förderband 6 derart profiliert, dass es über einen Übergangsteil 11 in die Förderschnecke 7 der Mulde übergeht, wobei dieser Übergangsteil 11 spiralförmig und sich verjüngend um die Welle 5 liegt. Die Ausführung ist derart, dass das Förderband sich in dem Übergangsteil 11 an den schwach ansteigenden Übergangsteil 9 des Mischgefässbodens übergeht.
Schliesslich ist auf der äusseren Seite des Mischgefässes 1 auf der Welle 5 ein Getriebe 12 angebracht, das von einem nicht dargestellten, in ein mit Kühlungsrippen versehenes Gehäuse aufgenommen, Elektromotor angetrieben wird.
Das zum Verfertigen der Masse benötigte Harz sowie der Füllstoff, wie z.B. Glasfasern, werden in das Mischgefäss 1 des Mischers eingefüllt, worauf durch Drehen der Welle 5 die Masse kräftig umgeschaufelt wird, wobei ein kleiner Teil der gemischten Masse über die Förderschnecke 7 der Mündung der Mulde 3 zugeführt wird, während der grössere Teil der Masse nochmals in Richtung des Pfeiles C geführt wird. Dabei verhütet der Übergangsteil 11 in Zusammenarbeit mit dem Übergangsteil 9 des Mischgefässbodens 1 eine Kuchenbildung in der aus dem Mischgefäss austretenden Masse an dem Eingang der Mulde 3. Durch diese ausgeübten Kräfte tritt nun bei der Umschaufelung der Masse eine rupfende Wirkung auf die Glasfaserbüschel ein, wodurch einzelne Faserteilchen entstehen.
Es ist deutlich, dass die Masse während der Mischung wiederholt aus der Misch- und Knetzone hinausgeführt und auch mehrfach der Misch- und Knetbearbeitung unterzogen wird.
Die nachstehenden Beispiele beziehen sich auf die Verfertigung einer Anzahl von Press- oder Spritzgussmassen, welche sich bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Herstellung von Gegenständen eignen, und wobei zum Mischen und Kneten die oben beschriebene Mischeinrichtung benutzt wird.
Beispiel I
In eine Mischeinrichtung, wie oben beschrieben, wird 1 kg Polyester eingeführt, dem man 1 kg Asbestfüllstoff von einer Teilchengrösse von etwa 50 Z hinzugefügt hat.
Nach sorgfältiger Mischung in der Einrichtung unter Zusatz eines geeigneten Katalysators, wie 2% eines Peroxyds (Benzol-Peroxyd) werden nun eine Anzahl von Probestäben hergestellt, die eine cl b = 458 aufweisen. Da die Verstärkungsfasern fehlen sind diese Stäbe schwach und dieses Material kann also zur Herstellung von Gegenständen, die z.B. Pumpengehäuse und dergleichen, keine Anwendung finden.
Beispiel 2
In die Einrichtung nach dem Beispiel 1 werden 1 kg Polyesterharz und 0,45 kg Glasfasern in Form einer Faserlänge von 6 mm aufweisender Faserbüschel eingeführt. Unter Hinzufügung eines im Beispiel 1 erwähnten Katalysators wird die Masse während einer Zeitdauer von 15 Minuten gemischt. Hierauf werden Probestäbe verfertigt, welche unter ähnlichen Umständen wie im Beispiel 1 eine a b = 605 zeigten. Nach Prüfung hat es sich herausgestellt, dass die Glasfasern nicht ganz verteilt waren, welchem Umstand zufolge die Masse nicht für die Herstellung von Gegenständen mit Spritzguss, und ebensowenig für Presslingen, in denen keine Kapillaren vorhanden sein dürfen, geeignet ist.
Beispiel 3
In den Mischer nach Beispiel 1 werden 1 kg Poly ester, 1 kg Asbestteilchen von 50 F und 0,25 kg Quartz- pulver eingeführt, weiter wird 0,25 kg Glasfasern von einer Länge von 25 mm hinzugefügt. Unter Hinzufügung von 2% Benzol-Peroxyd als Katalysator wird während 10 Minuten gemischt. Aus der erhaltenen Masse werden Probestäbe gefertigt die eine a b = 950 aufweisen. In dieser Masse sind die Fasern sehr gut verteilt. Die Masse eignet sich zum Pressen aber nicht zum Spritzguss.
Beispiel 4
In den Mischer nach Beispiel 1 werden 1 kg Polyester, sowie 0,50 kg Asbest von einer Teilchengrösse von
50 F und 0,35 kg Glasfasern von einer Länge von 6 mm eingeführt, wonach unter Hinzufügung von 2 Gewichtsprozent Benzil-Peroxyd als Katalysator eine Mischung während einer Viertelstunde bei Umgebungstemperatur erfolgt. Aus der gemischten Masse werden Probestäbe verfertigt deren a b = 652 ist.
In dieser Masse sind die Glasfasern nicht gleichmässig verteilt.
Beispiel 5
Schliesslich wurden 1 kg Polyester, 1. 1, 4 kg Asbest von einer Teilchengrösse von 50 F und 350 Gramm Glasfasern von einer Länge von 6 mm in den Mischer eingeführt. Nach Hinzufügung von 2% Benzol-Peroxyd als Katalysator werden aus der Masse Probestäbe verfestigt die einen a b Wert von 1020 aufweisen. In dieser Masse sind die Fasern ausserordentlich gut verteilt und dieselbe ist also für die Herstellung von Gegenständen sehr geeignet. Die Herstellung von Gegenständen erfolgt entweder mit Spritzguss oder durch eine Pressbearbeitung, oder durch Extrusion, worauf man die Masse durch Er hitzung während einer Stunde zu 1000 härtet.
Die erhaltenen Gegenstände können sodann allerhand Bear beitungen unterzogen werden, wobei es auffällt, dass die bearbeiteten Oberflächen fast keine Porenstruktur auf weisen. Letzteres ist dem Umstand zuzuschreiben, dass bei einer guten Verteilung der Glasfasern eine derartige
Porenbildung auf ein Mindestmass beschränkt bleibt.
Beispiel 6
In einen Mischer, wie oben beschrieben, führt man 1 kg Epoxydharz, 0,50 kg Asbest von einer Teilchengrösse von 50 11 und 0.35 kg Glasfasern von einer Länge von 6 mm ein, worauf unter Hinzufügung von einem Gemisch aus 65 Teilen DDM Härtungsmittel und 32 Teilen MPD Härtungsmittel, welches Gemisch 20% der Gesamtharzmenge beträgt, gemischt werden. Die Bezeichnungen MPD u. DDM beziehen sich auf Metaphenylendiamin beziehungsweise Diamindiphenylmethan. Diese Masse erfüllt die Anforderungen völlig wegen der guten Verteilung der Glasfasern. Die a b der Probestäbe liegt zwischen 1420 und 1450.
Beispiel 7
Bei Anwendung verschiedener Glasfaserlängen bei Aufrechterhaltung der anderen Bedingungen haben bei einer Faserlänge kleiner als 3 mm die Stäbe eine a b von 880 zu verzeichnen, während für Längen von 12 mm und grössere Längen eine ob von 1280 festgestellt werden konnte. Bei Glasfaserlängen von 6 bzw. 8 mm waren die a b Werte 1450 und 1350.
Beispiel 8
Wenn die Glasfasern durch 56 Teile Glaspulver und 44 Teile zerriebenes Glas von 3 mm bei Anwendung von 100 Harzgewichtsteilen ersetzt wurden ergab sich mit Hilfe des obigen Härtungsmittels eine G b von 830.
Beispiel 9
Ein sehr gutes Gemisch wird aus 100 Teilen Epoxydharz, 32 Teilen Glasfasern und 103 Teilen Asbestpulver von 50, welchem Gemisch 20 Teile einer Komposition aus 65 Teilen DDM und 32 Teilen MPD hinzugefügt werden, nach Mischen in dem obigen Mischer erhalten.
Die Temperatur der Masse während der Mischung ist eine flockige Masse die jedoch sehr gut mit Spritzguss verarbeitet werden kann.
Die in den obigen Beispielen 1-9 erhaltene Masse aus Polyester und Epoxydharz weisen, nachdem 90% der Glasfasern in absonderlichen Faserteilchen verteilt sind, nur noch eine Temperatur von 35 bzw. 500 C auf.
Beispiel 10
Die Güte des aus Epoxydharz geformten Produkts geht deutlich bei Erprobung der Probestäbe in 30% Salzsäure bei 250, 700 bzw. 900 C hervor, wobei Ausgangsmaterial mit einer Biegefestigkeit von 1350 kg/cm2 nach
10.000 Stunden noch Biegefestigkeitswerte von 1300,
1180 bzw. 850 kg/cm2 zu verzeichnen hatte. Die geringe Gewichtsänderung geht aus den nachstehenden Zahlen hervor: nach 10.000 Stunden bei 250 C . . . 0.1 to
7.000 Stunden bei 700 C nur 1 % und nach 1000 Stunden bei 900 gleichfalls 1% Gewichtszunahme.
Process for the production of a mass comprising plastic and reinforcing fibers
The invention relates to a method for manufacturing a compound consisting of plastic and mineral or vegetable reinforcing fibers and fillers, which is particularly suitable for injection molding compounds, and after manufacture at a temperature which is approximately the same as the ambient temperature or which exceeds the latter can be kneaded for a certain time and only then hardens.
When the temperature is approximately the same as the ambient temperature, a temperature between 25 and 300 ° C is meant.
Such a method is generally known, but has not always led to the desired result in practice, since sometimes the distribution of the reinforcing fibers in the plastic mass mixed with fillers leaves something to be desired, all the more since the in the form of e.g. Tufts of reinforcing fibers used are very difficult to break into special fibers. The presence of non-homogeneously divided fibers on the one hand easily leads to the formation of cracks in the objects made from them and on the other hand this reduces the resistance to chemical attack, especially after the mechanical processing of certain surfaces of these objects.
When the surfaces are processed, the tufts of fiberglass are uncovered and corrosive substances can easily penetrate along them into the object and cause an initial erosion there.
Although it has been proposed to eliminate these disadvantages by maintaining a certain choice of the diameter of the fibers to be used and a certain length / diameter ratio for each of the individual fiber threads, it has been found that in practice this often leads to a insufficient distribution of the glass fibers.
The object of the invention is to create a method whereby a plastic compound can be obtained in which the individual fiber particles are very evenly distributed and which compound is not burdened with the above-mentioned defects. According to the invention, this method is characterized in that such an amount of filler is added to a hardening plastic in the liquid state that the viscosity is high enough to break up the tufted reinforcing fibers, corresponding to at least 25 percent by weight of the plastic, into essentially elementary fibers by means of a repeatedly applied mixture - and kneading, whereby part of the mixture is continuously led out of the mixing and kneading zone and later returned to it, in such a way,
that the temperature of the mass does not increase significantly during mixing and kneading without the use of external coolants.
By using a certain ratio between the starting synthetic resin and the solids, the viscosity of the mixture can be adjusted to such a value that it is sufficient for the correct mixing of the tufts of fibers with the synthetic resin, using pressing force, while on the other hand by interrupting the mixing and kneading process rest periods can be used to ensure that the temperature of the mass does not rise significantly during mixing. Because part of the mixed mass is continuously led out of the mixing and kneading zone, the development of heat in the mass can be balanced out in such a way that cooling from the outside or the introduction of coolants into the mass is no longer necessary.
Such a cooling can never penetrate evenly in the mass, which means that temperatures that are too high locally occur during the mixture, which could cause partial polymerization or prepolymerization of the plastic, which of course results in an excessive increase in viscosity and consequently a less good distribution of the Ver special glass or other fibers or the like is linked in the plastic mass.
As a clue for the division of the reinforcing fiber tufts into essentially elementary fibers, a distribution of the glass fibers such that at least 80-100% of them are present as individual fibers in the mixed mass after the kneading and mixing processing is complete.
In order to maintain a sufficiently high viscosity, at least 50-150 parts by weight of filler are advantageously added to the mixture per 100 parts by weight of polyester resin, while at least 25-175 parts by weight of the filler are added per 100 parts by weight of epoxy resin. Such masses are very suitable for the production of objects by known pressing operations. It is advisable to add at least 125 parts of filler per 100 parts of polyester resin or 150 parts of filler per 100 parts of epoxy resin to the preparation of injection molding compounds.
In order to maintain a good injection molding compound, it is also advisable to choose the L / D ratio between 1: 200 to 1: 500, which means that the injection molds can be filled without difficulty and that the fibers are used despite the narrow passages in the forms remain intimately and homogeneously mixed with the mass. By adhering to the above ratios, cast goods with very fine fiber threads are obtained, which threads on the one hand have a sufficient length to serve as reinforcement, and on the other hand are not only very evenly distributed in the material but also in all possible directions and each in itself is completely different encased in the plastic.
Finally, the use of the above length / diameter ratio prevents the fibers from clumping together and accumulating at certain points when pouring through narrow and possibly curved channels, whereby the distribution of the reinforcement in the mass is very favorably influenced and a even distribution is guaranteed.
It should be noted that it is known per se that part of the mixed mass is continuously withdrawn from the mixing process during the mixing process and later returned to the mixing zone, but this discharge takes place through very narrow channels, which means that very high compression and compression forces are used Makes compressive forces necessary that bring about the considerable temperature increases of the mass with all associated disadvantages. As a result, with these methods, one is forced to use coolants in the devices which are used, the disadvantages of which have already been mentioned above.
Advantageously, the method can be used in a device comprising one or more mixers, which mixers each consist of a mixing vessel merging at one end into a trough, the bottom of the mixing vessel entering the lower side of the trough via a slightly rising transition part merges, while a conveyor belt is rotatably located in the mixing vessel, which, following the bottom transition part, which slopes slightly in the upward direction, merges via a spirally wound, tapering transition part into a conveyor screw that is directly connected to the conveyor belt and rotates in the trough.
It is also advisable to carry out the mixing and kneading in such a way that, during the mixing and kneading, the part of the mixture that is not involved in the mixing and kneading processing is continuously led out of the mixing and kneading zone when shear forces are applied, as this causes the tufted fibers to fall under Application of simple and also smaller forces are decomposed.
When using this device, part of the mixed mass is continuously led out of the mixing and kneading zone and later reintroduced into it, without the temperature of the mass being able to rise significantly.
When part of the mixed mass disappears from the kneading and mixing zone, shear forces occur, as a result of which the glass fiber tufts are slightly pulled apart.
The mixing process is explained, for example, on the basis of the drawing showing a perspective view of such a mixer, with the wall partially removed.
Each mixer consists of a mixing vessel 1 with a feed funnel 2, which mixing vessel 1 merges into a trough 3 on one side. A conveyor belt 6 and a screw conveyor 7, insofar as this shaft 5 extends into the trough 3, are attached to the shaft 5 which is rotatably supported on one side in a side wall 4 of the mixing vessel 1. The bottom 8 of the mixing vessel 1 merges into the lower width 10 of the trough 3 via a fairly slightly rising transition part 9. The conveyor belt 6 is profiled in such a way that it merges into the conveyor screw 7 of the trough via a transition part 11, this transition part 11 lying around the shaft 5 in a spiral shape and tapering. The design is such that the conveyor belt merges in the transition part 11 to the gently rising transition part 9 of the mixing vessel bottom.
Finally, on the outer side of the mixing vessel 1 on the shaft 5, a gear 12 is attached which is driven by an electric motor, not shown, accommodated in a housing provided with cooling ribs.
The resin needed to manufacture the mass, as well as the filler, e.g. Glass fibers are poured into the mixing vessel 1 of the mixer, whereupon the mass is vigorously shoveled by turning the shaft 5, whereby a small part of the mixed mass is fed via the screw conveyor 7 to the mouth of the trough 3, while the larger part of the mass is again in Direction of arrow C is guided. The transition part 11, in cooperation with the transition part 9 of the mixing vessel bottom 1, prevents cake formation in the mass emerging from the mixing vessel at the entrance of the trough 3.These forces now have a plucking effect on the glass fiber tufts when the mass is shoveled around individual fiber particles arise.
It is clear that the mass is repeatedly led out of the mixing and kneading zone during the mixing and is also subjected to the mixing and kneading processing several times.
The following examples relate to the production of a number of molding or injection molding compounds which are suitable for the production of objects when the method according to the invention is used, and the mixing device described above being used for mixing and kneading.
Example I.
1 kg of polyester to which 1 kg of asbestos filler with a particle size of about 50% is added is introduced into a mixing device as described above.
After careful mixing in the device with the addition of a suitable catalyst, such as 2% of a peroxide (benzene peroxide), a number of test rods are now produced which have a cl b = 458. Since the reinforcing fibers are missing, these rods are weak and this material can therefore be used to manufacture objects that e.g. Pump housing and the like, are not used.
Example 2
In the device according to Example 1, 1 kg of polyester resin and 0.45 kg of glass fibers are introduced in the form of fiber tufts having a fiber length of 6 mm. With the addition of a catalyst mentioned in Example 1, the mass is mixed for a period of 15 minutes. Test rods are then produced which, under similar circumstances as in Example 1, showed a b = 605. After testing, it turned out that the glass fibers were not completely distributed, according to which the mass is not suitable for the production of objects with injection molding, and just as unsuitable for pellets in which capillaries must not be present.
Example 3
1 kg of polyester, 1 kg of asbestos particles of 50 F and 0.25 kg of quartz powder are introduced into the mixer according to Example 1, and 0.25 kg of glass fibers with a length of 25 mm are added. Mixing is carried out for 10 minutes with the addition of 2% benzene peroxide as a catalyst. Test rods with a b = 950 are manufactured from the mass obtained. The fibers are very well distributed in this mass. The mass is suitable for pressing but not for injection molding.
Example 4
In the mixer according to Example 1 1 kg of polyester and 0.50 kg of asbestos with a particle size of
50 F and 0.35 kg of glass fibers 6 mm in length were introduced, after which, with the addition of 2% by weight of benzil peroxide as a catalyst, mixing was carried out for a quarter of an hour at ambient temperature. From the mixed mass, test rods are made with a b = 652.
The glass fibers are not evenly distributed in this mass.
Example 5
Finally, 1 kg of polyester, 1.1.4 kg of asbestos with a particle size of 50 F and 350 grams of glass fibers with a length of 6 mm were introduced into the mixer. After adding 2% benzene peroxide as a catalyst, test rods with an a b value of 1020 are solidified from the mass. In this mass, the fibers are extremely well distributed and so it is very suitable for the manufacture of objects. The production of objects is carried out either by injection molding or by pressing, or by extrusion, whereupon the mass is hardened to 1000 for one hour by heating.
The objects obtained can then be subjected to all kinds of processing, it being noticeable that the processed surfaces have almost no pore structure. The latter is due to the fact that with a good distribution of the glass fibers such
Pore formation remains limited to a minimum.
Example 6
In a mixer, as described above, 1 kg of epoxy resin, 0.50 kg of asbestos with a particle size of 50 11 and 0.35 kg of glass fibers with a length of 6 mm are introduced, whereupon a mixture of 65 parts of DDM hardener and 32 Parts of MPD hardener, which mixture is 20% of the total amount of resin, are mixed. The names MPD u. DDM refer to metaphenylenediamine or diaminediphenylmethane. This mass fully meets the requirements because of the good distribution of the glass fibers. The a b of the test bars is between 1420 and 1450.
Example 7
When using different glass fiber lengths while maintaining the other conditions, the rods have an a b of 880 with a fiber length less than 3 mm, while an ob of 1280 could be determined for lengths of 12 mm and greater lengths. With glass fiber lengths of 6 and 8 mm, the a b values were 1450 and 1350.
Example 8
When the glass fibers were replaced with 56 parts of powdered glass and 44 parts of 3 mm crushed glass using 100 parts by weight of resin, the G b obtained with the above curing agent was 830.
Example 9
A very good mixture is obtained from 100 parts of epoxy resin, 32 parts of glass fibers and 103 parts of asbestos powder of 50, to which mixture 20 parts of a composition of 65 parts of DDM and 32 parts of MPD are added after mixing in the above mixer.
The temperature of the mass during mixing is a flaky mass that can, however, be processed very well with injection molding.
The mass of polyester and epoxy resin obtained in Examples 1-9 above, after 90% of the glass fibers are distributed in peculiar fiber particles, only have a temperature of 35 and 500 ° C. respectively.
Example 10
The quality of the product formed from epoxy resin is clearly demonstrated when the test rods are tested in 30% hydrochloric acid at 250, 700 or 900 C, with the starting material having a flexural strength of 1350 kg / cm2
10,000 hours still flexural strength values of 1300,
1180 and 850 kg / cm2, respectively. The slight change in weight can be seen from the following figures: after 10,000 hours at 250 ° C. . . 0.1 to
7,000 hours at 700 C only 1% and after 1000 hours at 900 likewise 1% weight gain.