Verfahren zur Herstellung von Schleifkörpern
Die schweizerische Patentschrift Nr. 481 723 betrifft Schleifkörper mit verbesserien physikalischen Eigenschaften sowie ein Verfahren zur Herstellung von Schleifkörpern, das besonders wirtschaftlich ist.
Die Schleifkörper gemäss diesem Patent sind dadurch gekennzeichnet, dass sie ausser Schleifmitteln und gegebenenfalls Zuschlagstoffen ein Bindemitte, das ein Copolymerisat aus mindestens einem ungesättigten Polyesterharz und mindestens einem flüssigen foly- merisierbaren Äthylenderivat ist, und gegebenenfalls Glasfasern enthalten.
Das Verfahren zur Herstellung dieser Schleifkörper gemäss diesem Patent ist dadurch gekennzeichnet, dass man
1. zu einem unpolymerisation oder vorpolymerisierten Gemisch, das aus mindestens einem ungesättigten Polyester und mindestens einem ersten polymerisier-, baren Äthylenderivat besteht, mindestens einen Katalysator sowie gegebenenfalls leinen Beschleuniger und/oder einen Inhibitor zu'gibt, dass man
2.
die enthaltene. Mischung gegebenenfalls Imit einem unpolymerisierte.n oder vorpolymerisierten zweiten poly merisierbaren Äthylenderivat mischt, wobei das erste und zweite Athylenderivat gleich oder verschieden sein können und die beiden Vorpolymerisate in verschiededenem Ausmass vorpolymerisiert sein können, dass man
3. die nach 1. und 2. erhaltene Mischung mit, Schleifmitteln, gegebenenfalls Zuschlagstoffen und/oder Glasfasern mischt, dass man
4.
die erhaltene Masse zu Schleifkörpern formt und diese durch Copolymerisation härtet.
Es wurde nun gefunden, !dlass man wenn m'an standfeste #grüne# (ungehärtete) Scheiben herzustellen wünscht, d. h. Scheiben, die sich leicht entformen lassen, überdies festes pulverisiertes ungesättigtes Polyesterharz und/oder festes pulverisiertes Polystyrol und/ oder festes pulverisiertes Polyäthylen der Masse, die aus ungesättigtem Polyesterharz, Äthylenderivat und gegebenenfalls Schleifmittel usw. besteht, zusetzen kann, wodurch !die Viskosität derselben erhöht wird.
Das ungesättigte feste pulverisierte Polyesterharz wird in das Bindemittel einpolymerisiert, wobei es zu einem Bestandteil desselben wird und damit die Bindung verstärkt: das feste pulverisierte Polystyrol ist polymerer Füllstoff und verbessert Elastizität und Zähigkeit: (feingepulvertes Polyäthylen wirkt als Fliessmittel.
Eine stärkere Bindung der Schleifkörper, die die Anwendung höherer Drehzahlen ermöglicht, kann man durch Zusatz von Polyisocyanaten, z. B. Triisocyanaten, zu dem vorpolymerisierten Gemisch von mindestens einem ungesättigten Polyesterharz und mindestens einem flüssigen polymerisierbaren Äthylenderivat erzielen. Durch Reaktion der Isocyanatgruppen mit realktionsfähigen Wasserstoffatomen d'er Polyester unter Addition wird eine stärkere Vernetzung erzielt als mit dem flüssigen Äthylenderivat allein. Dadurch wird die Zerreissfestigkeit und Abriebfestigkeit des Schleifkörpers erhöht.
Weiter werden auch Biege- und Druckfestigkeit verbessert.
Verwendet man festes, pulverisiertes ungesättigtes Polyesterharz zur Viskositätserhöhung, so kann man diesem, gegebenenfalls ansteile eines Teils des flüssigen polymerisierbaren Äthylenderivats, ein mehrfach ungesättigtes festes polymerisierbares Äthylenderivat, vorzudsweise Triallylcyanurat, als Reaktionspartner zusetzen, wodurch Vernetzung und Wärmebestandligkeit gefördert werden.
Die erfindungsgemässen Schleifkörper sind daher da durch gekennzeichnet, dass sie ausser Schleifmitteln und gegebenenfalls Zuschlagstoffen ein Bindmittel, das ein Copolymerisat aus mindestens einem ungesättigten Polyesterharz und mindestens einem flüssigen polymeri- sierbaren Äthylenderivat und gegebenenfalls einem Polyisocyanat und/oder mindestens einem mehrfach ungesättigten festen polymerisierbaren Äthylenderivat ist, und gegebenenfalls Glasfasern enthalten.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schleifkörper senkrecht zur Rotationsachse mindestens eine Lage eines Gewebes aus künstlichen Fasern, z. B. Glasfasern, oder synthetischen Fasern enthalten.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung dieser Schleifkörper ist dadurch gekennzeichnet, dass man
1. zu einem unpolymerisierten oder vornelymeri- sierten Gemisch, das aus mindestens einem ungesättigten Polyester und mindestens einem ersten flüssigen polymerisierbaren Äthylenderivat besteht, mindestens einen Katalysator sowie gegebenenfalls einen Beschleuniger und/oder einen Inhibitor und/oder ein Polyisocyanat zugibt, dass man
2.
die erhaltene flüssige bis viskose Mischung gegebenenfalls mit einem unpolymerisierten oder vorpolymerisierten zweiten flüsigen polymerisierbaren Äthylenderivat mischt, wobei das erste und zweite Athylen- derivat gleich oder verschieden sein können und die beiden Vorpolymerisate in verschiedenem Ausmass vorpolymerisiert sein können, dass man
3. die nach 1. und 2. erhaltene flüssige bis viskose Mischung mit Schleifmitteln, gegebenenfalls Zuschlagstoffen und/oder festen ungesättigten Polyesterharzen und/oder mindestens einem festen Polymerisat eines Äthylenderivats und/oder einem mehrfach ungesättigten festen polymerisierbaren Äthylenderivat und/oder Glasfasern mischt, dass man
4.
die erhaltene Masse zu Schleifkörpern formt und durch Copolymerisation härtet.
Zu diesem Zweck kann man so vorgehen, dass man ein Gemisch aus mindestens einem ungesättigten Polyester und mindestens einem ersten flüssigen polymerisierbaren Athylenderivat vorpolymerisiert und das so erhaltene vorpolymerisierte Gemisch mit einem zweiten flüssigen polymerisierbaren Äthylenderivat, wobei das erste und zweite Äthylenderivat gleich oder verschieden sein können, gegebenenfalls in Gegenwart eines Beschleunigers mischt, wobei Schleifmittel und gegebenenfalls Zusehlagstoffe und/oder feste ungesättigte Polyesterharze und/oder mindestens ein festes Polymerisat eines Äthylenderivats und/oder ein mehrfach ungesättigtes festes polymerisierbares Athylenderivat und,
oder Glasfasern in ein ei beliebigen Verfahrensstufe zugesetzt werden, und dass man die Masse formt.
Günstige Resultate erhält man auch, wenn man einreseits ein Gemisch aus mindestens einem ungesättigten Polyesterharz und mindestens einem ersten flüssigen polymerisierbaren Äthylenderivat und anderseits ein zweites flüssiges polymerisierbaren Äthylenderivat, wobei das erste und zweite Äthylenderivat gleich oder verschieden sein können, getrennt und re- wünschtenfalls in verschiedenem Ausmass vorpolymerisiert, die so erhaltenen unvollständig polymerisierten Mischungen hierauf, gegebenenfalls in Gegenwart eines Beschleunigers, mischt,
wobei Schleifmfttel und gegebenenfalls Zuschlagstoffe und/oder feste ungesättigte Polyesterharze und/oder mindestens ein festes Polymerisat eines Äthylenderivats und/oder ein mehrfach ungestättigtes festes polymwerisierbares Äthylenderivat und/oder Glasfasern in einer beliebigen Verfahrensstufe zugesetzt werden, und dass man die Masse formit.
Die Einarbeitung des verpolymerisierten Bindmittels bzw. Bindemitelsgemisches in die Schleifmittel und Zuschlagstoffe usw. erfolgt vorzugsweise, wenn dem vorpolymerisierten Bindemittel bzw. Bindemittelgemisch bereits Katalysator zugesetzt worden ist.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform kann man Schleifkörper wie folgt herstellen: Es wird ein Gemisch aus mindestens einem ungesättigten Polyesterharz und und mindestens einem flüssigen polymerisierbarren Äthylenderivat, beispielsweise Styrol, unter Wärmeanwendung bei Temperaturen von über Zimmertzemperatur bis umer der Siedetemperatur des verwendeten Äthylenderivats, zweckmässigerweise zwischen etwa 35 und etwa 45 C, und durch Einwirkung von Luftsauerstoff, oxydierenden Substanzebn und/oder Licht während vorzugsweise etwa 100 bis etwa 120 Minuten vorpolymerisiert, dann auf Zimmertemperatur zurückgekühlt und damit die Polymerisation unterbrochen; auf diese Weise verbleiben polymerisationsfähige Endgruppen. die bei der endgültigen Polymerisation benötigt werden.
Es wird dann ein weiteres Gemisch aus einem flüssigen polymerisierbaren Äthylenderivat beispielsweise Styrol, und gegebenenfalls einem Beschleuniger durch Wärmeanwendung vorpolymerisiert; dieses Gemisch wird zwischen Zimmertemperatur und die Siedertemperatur des verwendeten Äthylenderivats, zweckmässigerweise zwischen etwa 50 und etwa 60 C, unter Einwirkung von Laufsauerstoff, oxydierenden Substanzen und/oder Licht, zweckmässig während zwischen etwa 20 und etwa 40 Minuten. vorzugsweise etwa 30 Minuten, erwärmt und danach auf Raumtemperatur abgekühlt.
Die Polymerisation wird dadurch unterbrochen, und es verbleiben polymerisationsfähige Endgruppen, die ebenfalls wieder zur endgül'igen Polymerisation notwendig sind.
Die so hergestellten beiden vorpolymerisierten Gemischteile werden dann zusammengegeben, mindesrtens ein Polymerisationskatalysator, beispielsweise Methyl äthylketonperoxid. Cyclohexanonperoxid. Cumolhy droperoxyd, Eenzoylperoxyd und dergleichen, und gegebenenfalls ein Inhibitor. beispielsweise Hydrochinon, zugesetzt und gründlich gemisch. Schleifmittel und Zuschlagstoffe können in einer oder mehreren beliebigen Verfahrensstufen gemeinasm oder getrennt zugegeben werden; jedoch ist es zweckmässig. die Vermischung nach der Katalysatorzugabe vorzunehmen.
Verwendet man ein Polyisocyanat, so gibi man dieses zweckmässig zu den flüssigen bis viskosen Bestandteilen, bevor der Katalysator eingemischt wird.
Verwendet man festes uni,gesättigtes Polyesterharz und oder festes Polymerisat eines Äthylenderivats und/oder ein mehrfach ungesättigtes festes polymerisierbares Athylenderivat, so mischt man solche Substanzen zweckmässigerweise in das Gemisch von flüssigen bis viskosen Bestandteilen und Schleifmitteln.
Diie nunmehr teigartige bis fleselfälige Masse wird in die vorzugsweise mit einem Trennmittel und oder einer Beilage versehene Form gefüllt. Als Trennmittel können Silikonsprühmittel, Silikonöl, Teflonspray, Kerosin, wachsartige Stoffe. Graphit usw. verwendet werd;en, als Beilage solche beispielsweise as Folie, Papier oder Vlies. Es wird unter Druck, zweckmässigerweise bei 150 bis 250 kg/om- oder mehr. vorzugsweise bei 200 kg/cm, zweckmässig kurzzeitig zwischen 1 und 60 Sekunde, gepresst.
Die Verdichtung kann auch mit einem Rüttelsystem geschehen.
Unverzüglich nach dem Pressen kann entformt werden. Ausgeformte Presskörper kann man bei Raum temperatur aushärten lassen. Will man die Hänung be- schleunigen. so kann das durch Wärmeanwepdirn,na,, e- schehen, beispielsweise im Trockenraum zwischen +40 und +500 C; man kann auch mit vorgewärmten oder beheizbaren Formen arbeiten, oder man kann die Presslinge heiss härten; beispielsweise lassen sich Schleif Harzkombination intensiv eingearbeitet, so dass sämtliche Schleifkornflächen benetzt werden.
Die so erhaltene rieselfähige Masse wird in die gegebenenfalls mit einem Trennmittel versehene Form gefüllt; man kann auch Folien-, Papier- oder Vlies- Beilagen benutzen. Mit 200 kg/am; wird während 20 bis 60 Sekunden gepresst; vorzugsweise 30 Sekunden.
Der so entstandene Pressling wind ausgeformt, auf eine flache Unterlage gelegt und in einem Trockenofen zwischen + 70 und + 1050 C gehärtet. Nach etwa
1 Stunde kann der Schleifkörper dem Trockenofen entnommen werden, und nach Abkühlung lässt er sich wie üblich abrichten.
In einer weiteren Ausführungsform werden zur mechanischen Stabilisation polyesterharzgetränkte Glasge webebeilagen benutzt (Prepregs aus Glasfasergewebe mit Taffetbindung oder Drehergewebe. Unter Drehergewebe wird ein Gewebe verstanden, bei dem je 2 oder 3 benachbarte Kettfäden umeinander geschlungen sind).
Beispiel 3 95,3 Teile Normalkoround, Korn 46
4,8 Teile Kryolith, 5 bis 30 Mikron
6,7 Teile vorpolymerisiertes Gemisch von 70 bis
75 % ungesättigten Polyesterharzen und 30 bis
25 % Styrol
3,2 Telile Triisocyanatlösu!ng wie in Beispiel 1
2,7 Teile festes pulverisiertes Polystyrol
0,15 Teile Breschleunigerlösung wie in Beispiel 1
0,21 Teile Katalisatorlösung wie in Beispiel 1
Dem vorpolymerisierten Polesterharz-Monomer Gemisch werden Beschleunigerlösung und Triisocyanatlösung zugemischt, und dann wird der Katalysator gut eingerührt.
Das Schleifkorn kommt in eine Misch- oder Kneteinrichtung, und nunmehr wird das obige Flüssigharz- gemisch zugegeben und intensiv eingearbeitet, damit sämliche Schleifkornflächen benetzt werden. Zugegeben werden dann nacheinander pulverisiertes. Polystyrol und Kryolith.
Das so erhaltene Verarbeitungsgemisch kommt in die gegebenenfalls mit einem Trennmittel und/oder einer Beilage versehene Form. Mit 200 kg/cm2 wird während 20 bis 60 Sekunden gepresst; vorzugsweise 30 Sekunden.
Der Pressling wird ausgeformt, auf eine flache Unterlage gelegt und in einem Trockenofen zwischen + 70 und + 1050 C gehärtet. Nach etwa 1 Stunde kann der Schleifkörper dem Trockenofen entnommen werden, und nach Abkühlung lässt er sich in üblicher Weise abrichten.
Die Schleifkörper können auch mit Glasgewebe- beilagen (an den Aussenseiten) oder Glasgewebeeinlagen hergestellt werden (Prepfeg).
Beispiel 4 95,3 Teile Normalkorung, Korn 46
4,8 Teile Kryolith, 5 bis 30 Mikron
6,7 Teile vorpolymerisiertes Gemisch von 70-75 % ungesättigten polyesterharzen und
30-25 % Styrol
3,2 Teile Triisocyanatlösung wie in Beispiel 1
4,8 Teile festes pulverisiertes ungesättigtes Polyester harz
0,7 Teile Triallylcyanurat
0,18 Teile Beschleunigerlösung wie in Beispiel 1
0,21 Teile Katalysator.lösung wie in Beispiel 1
Denn vorpolymerisierten Polyesterhrz-Monomer Gemisch werden Breschleunigerlösung und Triisocyanat lrösong zugemischt, und dann wird der Katalysator gut eingerührt.
In einer Misch- oder Kneteinrichtung wird dem Schleifkorn das so erhaltene Flüssigkeitsharzgemisch zugegeben und intensiv eingearbeitet, damit sämtliche Schleifkornflächen benetzt werden. Das pulverisierte Polyesterharz wird mit dem pulverisierten Triailylcyanu- rat gemischt und der in der Mischeinrichtung befind lochen Masse untergemischt. Abschliessend wird Kryo- lith beigemengt.
Das so erhaltene Verarbeitungsgemisch kommt in die gegebenefalls mit einem Trennmittel und/oldef einer Beilage versehene Form. Mit 200 kg/cm2 wird während 20 bis 60 Sekunden gepresst; vorzugsweise 30 Sekunden.
Der Pressling wird ausgeformt, auf eine flache Unter llage gelegt und m einem Trockenofen zwischen + 70 und + 1080 C gehärte. Nach etwa 2 Stunden kann der Schleifkörper dem Trockenofen entnommen werden, und nach Abkühlung lässt er sich wie üblich abrichten.
Beispiel 5 93.5 Teile Normalkorund, Korn 46
4,8 Teile Kryolith, 5 bis 30 Mikron
6,3 Teile vorpolymerisiertes Gemisch von 70-75 % ungesättigten Polyesterharzen und
30-25 S Styrol
3,1 Teile Triisocyanatlösung wie in Beispiel 1
2,7 Teile festes pulverisiertes ungesättigtes Polyester- harz
0,8 Teile Triallylcyanurat
2,7 Teile festes pulve.risieftes Polystyrol
0,25 Teile Beschleunigerlösung wie in Beispiel 1
0,27 Teile Katalysatorlösung wie in Beispiel 1
Dem vorpolymerisierten Polyesterharz-Monomer Gemisch werden Triisocyanat- und Beschleunigerlösung zugemischt, und dann wird oder Katalysator gut eingerührt.
In einer Misch- oder Kneteinrichtung wird dem Schleifkorn das so erhaltene Flüssigharzgemisch zugegeben, und dieses wird intensiv eingearbeitet, damit sämtliche Schleifkornflächen benetzt werden.
LDas pulverisierte Polyesterharz wird mit pulverisiertem Triallylcyanurat gemischt. Dann werden pulverisiertes Polystyrol und Kryolith zugegeben. Dieses Trokkengemisch wird nun der in der Mischeinrichtung be- findlichen Masse gut untergemischt.
Das so erhaltene Verarbeitungsgemisch wird in die gegebenenfalls mit einem Trennmittel und/oder einer Beilage (Papier, Glasfasergewebe) versehene Form gefüllt und mit 200 kg/cm2 während 20 bis 60 Sekunden gepresst; vorzugswesie 30 Sekunden.
Der Pressling wird aus geformt, auf eine glatte Unterlage gelegt und in einem Trockenofen zwischen + 70 und + 1100 C gehärtet. Nach etwa 2 Stunden kann der Schleifkörper dem Trockenofen entnom men werden, und nach Abkühlung lässt er sich wie üblich abrichten.
Man kann auch mit nicht vorpolymerisierten unge sättigten Polyesterharz-Monomer-Gemischen nach den Beispielen 2 bis 5 verfahren. In den Beispielen 2 bis 5 kann man die Beschleunigerlösung auch dem Gemisch körper bestimmter Grössenordnung zwischen +70 und + 110- C im Trockenofen oder Trockenkanal in 30 Minuten härten. Auch jede andere Art der Trocknung und Härtung ist möglich.
Nach der Aushärtung werden die Schleifkörper, falls erforderlich, noch in an sich bekannter Weise abgerichtet und sind dann gebrauchsfertig.
Für eine besondere Ausführungsform hat es sich als günstig herausgestellt, dem Verarbeitungsgemisch kleingeschnittene Glasfasern von beispielsweise 5 bis 6 mm Länge beizugeben, wodurch Verbund, Schlagzähigkeit, Beigefestigkeit und Druckfestigkeit der Schleifkörper verbessert werden.
Sofern man bei der Herstellung von Schieifkörpern Glasfasern verwendet, werden diese zweckmässigerweise erst zugegeben, nachdem die Schleif- und Zuschlag- stoffe mit dem Bindemittel benetzt worden sind; das Mischen ist nur so lange fortzusetzen, bis ein homogenes Gemisch entstanden ist, denn zu langes Mischen kann zu einer übermässigen Verkleinerung der Glasfasern und dementsprechend zu einer Verminderung der mechanischen Festigkeit der Schleifkörper führen.
Als ungesättigtes Polyesterharze kann man bei spielsweise die Polyesterharze Leguval N 20 , Legu- val N 20 kombiniert mit Leguval E 80 oder Leguval E 81 , Roskydal N 20 oder Roskydlal N 21 , Roskydal N 20 oder Roskydal N 21 kombiniert mit Roskydal W 80 oder Roskydlal W 81 (sämtlich von Farbenfabriken Bayer AG, Leverkusen), Vestopal H , Vestopal H kombiniert mit Vestopal W oder Vestopal M (Chemische Werke Hüls AG, Marl), Palatal P 4 , Palatal P 6 , Palatal P 4 oder Palatal P 6 kombiniert mit Palatal E 200 oder Palatal E210 ,
Palatal P 51 kombiniert mit Palatal E 210 und Palatal A 410 kombiniert mit Palatal E 200 (Badische Anilin- und Sodafabrik, Ludwigshafen) benutzen. Verwendet man Polyeserharzkombinationen, so müssen die Harztypen miteinander mischbar sein.
Als flüssiges polymerisierbares Äthylenderivat kommt vor allem Styrol in Frage.
Zur Kalthärung der Schleifkörper eigenen sich als Katalysatoren bestimmte Peroxyde, unter Umständen in Kombination mit Beschleunigern. Verwendet mlan z. B. Ketonperoxyde (Methyläthylketonperoxyd, Cyolo- hexanonperoxyd), so können als Beschleuniger Metallsalze organischer Säuren, wie Kobaltnaphthenat und Kobaltoctoat, dienen. Für Peroxde, die sich von organischen Säure ableiten, wie Benzoylperoxyd, verwendet man als Beschleuniger beispielsweise tertiäre aromatische Amine,wie Dimethyl-oder Diäthylanilin. Zur Heisshärtung eignet sich z.B. Cumolhydroperoxyd als Katalysator.
Als Inhibitoren können unter anderem mehrwertige Phenole, wie z. B. Hydrochinon, verwendet werden.
Als Polyisocyanate, insbesondere Triisocyanate, man die Markenprodukte Desmodur SL oder Desmodur L (Farbenfablriken Bayer AG, Leverkusen) verwenden.
Als Schleifmittel kommen Siliciumcarbid, Elektro- korund, Edelkorund, Quarz usw. in Frage.
Unter Zuschlagstoffen versteht man Kryolith, Pyrit, Flint, Quarzmehl und dereleichen.
Als festes Polymerisat eines Äthylenderivates kommen beispielsweise Polystyrol und/odler Polyäthylen in Betracht, wie Polystyrol EF der Basischen Anilin- und Sodafabrik, Ludwigshafen, und Polyäthylene von Shell oder von ICI.
Als mehrfach ungesättigtes festes polymerisierbares Äthylenderivate kann Triallylcyanurat eingesetzt werden. Verwendet man dieses, so darf allerdings beim Pulverisieren, Mischen usw. dessen Schmelzpunkt (26,50 C) nicht erreicht werden.
Die in den folgenden Beispielen genannten Mengen sind Gewichtsteile.
In keiner Weise schränken die Beispiele ein, da man andere Mengen'verhältnisse anwenden kann. Die Poly esterhar2auslwahl, sowie die Verwendung von Schleifund Zuschlagstoffen, Polymerisationsbeschleunigern und Polymerisationskatalysatoren werden offengelassen.
Die Beispiele haben nur erläuternden Charakter; die Erfindung soll nicht auf diese Beispiele beschränkt sein.
In den Beispielen 2 bis 7 wird ein ungesättigter Polyester mit der Säurezahl 45 verwendet, der auf übliche Weise aus 2 Mol Maleinsäure, 1 Mol Phthalsäure und 3,2 Mol 1,2-Propylenglykol erhalten ist, wobei 70 bis 75 Teile Polyester in 30 bis 25 Teilen Styrol gelöst und durch Zusatz von 0,02 Teilen Hydrochinon stabilisiert worden sind.
Beispiel 1 95,5 Teile Normalkorund, Korn 46
4,5 Teile Kryoiith, 5 bis 30 Mikron
6,7 Teile ungesättigtes Polyesterharzgemisch, gelöst in Styrol (zwischen 70 und 75 , Polyes.er)
3,3 Teile Triisocyanatlösung (66 5') ige Lösung in
Styrol oder Äthylacetat)
0,4 Teile Beschleunigerlösung (Kobaltnaphthenat in
Styrol, 1% Metallgehalt)
0,22 Teile Katalysatorlösung (70 C Gumolhydroper- oxyd in Cumol)
Zwei handelsübliche ungesättigte Polyesterharze einer harten Type und einer weichen Type werden im Verhältnis 6:1 gemischt, Triisocyanat- und BeschReu- nigerlösunig werden zugesetzt.
Dann wird der Katalysator gut eingerührt.
Nunmehr wird das so erhaltene Flüssigkeitharz- gemisch dem Schlelfkron (Korund) intensiv eingearbei- tet. Danach wird Kryolith als Füllmittel zugegeben.
Das so erhaltene Fertiggemisch wird in die Form gefüllt, die mit einem Trenumittel oder einer Beilage versehen werden kann. Mit 200 kg/cm wird während 30 Sekunden gepresst.
Nach Ausformung wird der Formkörper auf eine glatte Unterlage gebracht und in einem Trockenofen zwischen + 70 und + 100 C gehärtet.
Der Schleifkörper kann nach Abkühlung auf Form und Dimension abgerichtet werden.
Beispiel 2 95,5 Teile Normalkorund, Korn 46
4,5 Teile Kryolith, 5 bis 30 Mikron
6,7 Teile vorpolymerisiertes Gemisch aus ungesättig ten Polyesterharzen und Styrol (70 bis 75% un gesättigte Polyesterharze)
3,3 Teile Trüsocyanatlösung wie in Beispiel 1
0,4 Teile Beschleunigerfösung wie in Beispiel 1
0,22 Teile Katalysatorlösung wie in Beispiel 1
Dem vorpolymcrisierten Polysesterharz-Monomer gemisch werden Triisocyanat- und Beschleun,igerlösung zugemischt, und dann wird die Katalysatorlösung gut eingerührt.
In einer Mischeinrichtung werden Schleifkorn und Zuschlagstoff (Kryolith) vermengt und dann die obige von ungesättigten Polyesterharzen und Styrol vor der Vorpolymerisation zusetzen.
Um erfindungsgemässe Schleifkörper herzustellen, die senkrecht zur Rotationsachse mindestens eine Lage eines Gewebes aus künstlichen Fasern, z. B. Glas oder synthetischen Fasern, enthalten, kann man als Beilage (an der Aussenseite des Schleifkörpers) und/oder Einlage ein mit mindestens einem ungesättigten Polyesterharz imprägniertes Gewebe, z.B. Glasfaser-Gewebe (Prepreg), verwenden. Die Prepregs werden mit eingepresst und einpolymerisiert.
Process for the production of grinding wheels
Swiss Patent No. 481 723 relates to abrasive articles with improved physical properties and a method for producing abrasive articles that is particularly economical.
The abrasive articles according to this patent are characterized in that, in addition to abrasives and optionally additives, they contain a binder which is a copolymer of at least one unsaturated polyester resin and at least one liquid polymerizable ethylene derivative, and optionally glass fibers.
The process for producing these abrasive articles according to this patent is characterized in that one
1. to an unpolymerized or prepolymerized mixture, which consists of at least one unsaturated polyester and at least one first polymerizable, ethylene derivative, at least one catalyst and optionally a small accelerator and / or an inhibitor admitted that one
2.
the included. Mixture optionally mixed with an unpolymerized.n or prepolymerized second polymerizable ethylene derivative, wherein the first and second ethylene derivative can be the same or different and the two prepolymers can be prepolymerized to different extents that one
3. The mixture obtained according to 1. and 2. is mixed with abrasives, optionally additives and / or glass fibers, that one
4th
the resulting mass is shaped into abrasive bodies and these hardened by copolymerization.
It has now been found that if one wishes to produce stable # green # (unhardened) panes, i. H. Disks that are easy to demold, and solid powdered unsaturated polyester resin and / or solid powdered polystyrene and / or solid powdered polyethylene can add to the mass, which consists of unsaturated polyester resin, ethylene derivative and optionally abrasives, etc., which increases the viscosity of the same becomes.
The unsaturated solid, powdered polyester resin is polymerized into the binder, becoming a component of the same and thus strengthening the bond: the solid, powdered polystyrene is a polymer filler and improves elasticity and toughness: (finely powdered polyethylene acts as a flow agent.
A stronger bond of the grinding wheel, which enables the use of higher speeds, can be achieved by adding polyisocyanates, e.g. B. triisocyanates, to achieve the prepolymerized mixture of at least one unsaturated polyester resin and at least one liquid polymerizable ethylene derivative. Through the reaction of the isocyanate groups with real hydrogen atoms of the polyester with addition, a stronger crosslinking is achieved than with the liquid ethylene derivative alone. This increases the tear strength and abrasion resistance of the grinding wheel.
Flexural strength and compressive strength are also improved.
If solid, pulverized unsaturated polyester resin is used to increase viscosity, a polyunsaturated solid polymerizable ethylene derivative, preferably triallyl cyanurate, can be added to it as a reactant, if appropriate in part of the liquid polymerizable ethylene derivative, which promotes crosslinking and heat resistance.
The abrasive articles according to the invention are therefore characterized in that, in addition to abrasives and optionally additives, they are a binder which is a copolymer of at least one unsaturated polyester resin and at least one liquid polymerizable ethylene derivative and optionally a polyisocyanate and / or at least one polyunsaturated solid polymerizable ethylene derivative , and optionally contain glass fibers.
It is particularly advantageous if the grinding body is perpendicular to the axis of rotation at least one layer of a fabric made of artificial fibers, for. B. glass fibers, or synthetic fibers.
The method according to the invention for producing these abrasive bodies is characterized in that one
1. to an unpolymerized or pre-polymerized mixture which consists of at least one unsaturated polyester and at least one first liquid polymerizable ethylene derivative, at least one catalyst and optionally an accelerator and / or an inhibitor and / or a polyisocyanate is added that
2.
the resulting liquid to viscous mixture is optionally mixed with an unpolymerized or prepolymerized second liquid polymerizable ethylene derivative, wherein the first and second ethylene derivative can be the same or different and the two prepolymers can be prepolymerized to different extents that one
3. the liquid to viscous mixture obtained according to 1. and 2. mixes with abrasives, optionally aggregates and / or solid unsaturated polyester resins and / or at least one solid polymer of an ethylene derivative and / or a polyunsaturated solid polymerizable ethylene derivative and / or glass fibers, that man
4th
the resulting mass is shaped into grinding wheels and cured by copolymerization.
For this purpose, one can proceed in such a way that a mixture of at least one unsaturated polyester and at least one first liquid polymerizable ethylene derivative is prepolymerized and the prepolymerized mixture thus obtained is prepolymerized with a second liquid polymerizable ethylene derivative, the first and second ethylene derivative being the same or different, optionally mixes in the presence of an accelerator, wherein abrasives and optionally additives and / or solid unsaturated polyester resins and / or at least one solid polymer of an ethylene derivative and / or a polyunsaturated solid polymerizable ethylene derivative and,
or glass fibers are added in any process stage and that the mass is shaped.
Favorable results are also obtained if, on the one hand, a mixture of at least one unsaturated polyester resin and at least one first liquid polymerizable ethylene derivative and, on the other hand, a second liquid polymerizable ethylene derivative, where the first and second ethylene derivative can be the same or different, separately and, if necessary, in different ways Pre-polymerized to the extent that the incompletely polymerized mixtures obtained in this way are then mixed, if appropriate in the presence of an accelerator,
grinding tools and optionally additives and / or solid unsaturated polyester resins and / or at least one solid polymer of an ethylene derivative and / or a polyunsaturated solid polymerizable ethylene derivative and / or glass fibers are added in any process stage, and that the mass is formed.
The incorporation of the polymerized binder or binder mixture into the abrasives and aggregates etc. is preferably carried out when the catalyst has already been added to the prepolymerized binder or binder mixture.
According to a preferred embodiment, abrasive bodies can be produced as follows: A mixture of at least one unsaturated polyester resin and at least one liquid polymerizable ethylene derivative, for example styrene, is applied with the application of heat at temperatures from above room temperature to around the boiling point of the ethylene derivative used, advantageously between about 35 and about 45 C, and prepolymerized by the action of atmospheric oxygen, oxidizing substances and / or light for preferably about 100 to about 120 minutes, then cooled back to room temperature and thus interrupted the polymerization; in this way polymerizable end groups remain. which are required in the final polymerization.
A further mixture of a liquid polymerizable ethylene derivative, for example styrene, and optionally an accelerator is then prepolymerized by applying heat; this mixture is between room temperature and the boiling temperature of the ethylene derivative used, expediently between about 50 and about 60 C, under the action of running oxygen, oxidizing substances and / or light, expediently for between about 20 and about 40 minutes. preferably about 30 minutes, heated and then cooled to room temperature.
The polymerization is thereby interrupted, and polymerizable end groups remain, which are also necessary again for the final polymerization.
The two prepolymerized mixture parts produced in this way are then put together, at least one polymerization catalyst, for example methyl ethyl ketone peroxide. Cyclohexanone peroxide. Cumolhy droperoxide, eenzoyl peroxide and the like, and optionally an inhibitor. for example hydroquinone, added and mixed thoroughly. Abrasives and aggregates can be added together or separately in one or more of any process steps; however, it is practical. to carry out the mixing after the addition of the catalyst.
If a polyisocyanate is used, it is expedient to add this to the liquid to viscous components before the catalyst is mixed in.
If one uses solid, uni, saturated polyester resin and / or solid polymer of an ethylene derivative and / or a polyunsaturated solid polymerizable ethylene derivative, such substances are advantageously mixed into the mixture of liquid to viscous components and abrasives.
The now dough-like to fleselfälige mass is filled into the mold, which is preferably provided with a release agent and / or a supplement. As release agents, silicone spray, silicone oil, Teflon spray, kerosene, and waxy substances can be used. Graphite, etc. can be used, as an insert such as foil, paper or fleece. It is under pressure, expediently at 150 to 250 kg / om- or more. preferably at 200 kg / cm, expediently for a short time between 1 and 60 seconds.
The compaction can also be done with a vibrating system.
Immediately after pressing, it can be removed from the mold. Molded compacts can be hardened at room temperature. If you want to accelerate the suspension. This can be done by applying heat, na ,, e-, for example in a drying room between +40 and +500 C; you can also work with preheated or heatable molds, or you can cure the pellets hot; For example, abrasive resin combinations can be worked in intensively so that all abrasive grain surfaces are wetted.
The free-flowing mass obtained in this way is poured into the mold, optionally provided with a release agent; you can also use foil, paper or fleece inserts. With 200 kg / am; is pressed for 20 to 60 seconds; preferably 30 seconds.
The resulting compact is shaped, placed on a flat surface and cured in a drying oven between + 70 and + 1050 ° C. After about
The grinding wheel can be removed from the drying oven for 1 hour, and after cooling it can be dressed as usual.
In a further embodiment, polyester resin-impregnated glass fabric inserts are used for mechanical stabilization (prepregs made of glass fiber fabric with taffeta weave or leno fabric. Leno fabric is understood to be a fabric in which 2 or 3 adjacent warp threads are looped around each other).
Example 3 95.3 parts of normal corundum, grain 46
4.8 parts of cryolite, 5 to 30 microns
6.7 parts prepolymerized mixture from 70 to
75% unsaturated polyester resins and 30 to
25% styrene
3.2 Telile triisocyanate solution as in Example 1
2.7 parts solid powdered polystyrene
0.15 part accelerator solution as in Example 1
0.21 part of the catalyst solution as in Example 1
Accelerator solution and triisocyanate solution are mixed into the prepolymerized polyester resin-monomer mixture, and the catalyst is then stirred in thoroughly.
The abrasive grain goes into a mixing or kneading device, and now the above liquid resin mixture is added and worked in intensively so that all the abrasive grain surfaces are wetted. Powdered ones are then added one after the other. Polystyrene and cryolite.
The processing mixture obtained in this way comes into the form optionally provided with a release agent and / or a supplement. Pressing is carried out at 200 kg / cm2 for 20 to 60 seconds; preferably 30 seconds.
The compact is molded, placed on a flat surface and cured in a drying oven between + 70 and + 1050 ° C. After about 1 hour, the grinding wheel can be removed from the drying oven, and after cooling it can be dressed in the usual way.
The grinding tools can also be made with glass fabric inserts (on the outside) or glass fabric inserts (Prepfeg).
Example 4 95.3 parts of normal grain, grain 46
4.8 parts of cryolite, 5 to 30 microns
6.7 parts prepolymerized mixture of 70-75% unsaturated polyester resins and
30-25% styrene
3.2 parts of triisocyanate solution as in Example 1
4.8 parts solid powdered unsaturated polyester resin
0.7 parts of triallyl cyanurate
0.18 part of accelerator solution as in Example 1
0.21 part of catalyst solution as in Example 1
This is because the pre-polymerized polyester resin monomer mixture is mixed in with the accelerator solution and triisocyanate solution, and the catalyst is then stirred in thoroughly.
The liquid resin mixture obtained in this way is added to the abrasive grain in a mixing or kneading device and worked in intensively so that all the abrasive grain surfaces are wetted. The pulverized polyester resin is mixed with the pulverized triailyl cyanurate and mixed in with the mass located in the mixing device. Finally, cryolite is added.
The processing mixture obtained in this way comes into the form provided, if necessary, with a release agent and / or a supplement. Pressing is carried out at 200 kg / cm2 for 20 to 60 seconds; preferably 30 seconds.
The compact is molded, placed on a flat surface and cured in a drying oven between + 70 and + 1080 ° C. After about 2 hours, the grinding wheel can be removed from the drying oven and, after cooling down, it can be dressed as usual.
Example 5 93.5 parts of normal corundum, grain 46
4.8 parts of cryolite, 5 to 30 microns
6.3 parts prepolymerized mixture of 70-75% unsaturated polyester resins and
30-25 S styrene
3.1 parts of triisocyanate solution as in Example 1
2.7 parts of solid powdered unsaturated polyester resin
0.8 parts of triallyl cyanurate
2.7 parts of solid, powder-coated polystyrene
0.25 part of accelerator solution as in Example 1
0.27 part of catalyst solution as in Example 1
Triisocyanate and accelerator solution are mixed into the prepolymerized polyester resin-monomer mixture, and then the catalyst or the catalyst is stirred in thoroughly.
The liquid resin mixture thus obtained is added to the abrasive grain in a mixing or kneading device, and this is worked in intensively so that all the abrasive grain surfaces are wetted.
The powdered polyester resin is mixed with powdered triallyl cyanurate. Then powdered polystyrene and cryolite are added. This dry mixture is then mixed well into the mass in the mixing device.
The processing mixture obtained in this way is poured into the mold, optionally provided with a release agent and / or an insert (paper, glass fiber fabric), and pressed at 200 kg / cm2 for 20 to 60 seconds; preferably 30 seconds.
The compact is molded from, placed on a smooth surface and hardened in a drying oven between + 70 and + 1100 ° C. After about 2 hours, the grinding wheel can be removed from the drying oven and, after cooling, it can be dressed as usual.
You can also proceed according to Examples 2 to 5 with non-prepolymerized unsaturated polyester resin-monomer mixtures. In Examples 2 to 5, the accelerator solution can also be cured to the mixed body of a certain order of magnitude between +70 and + 110- C in a drying oven or drying tunnel in 30 minutes. Any other type of drying and hardening is also possible.
After hardening, the grinding bodies are dressed, if necessary, in a manner known per se and are then ready for use.
For a particular embodiment, it has been found to be advantageous to add finely chopped glass fibers, for example 5 to 6 mm in length, to the processing mixture, which improves the bond, impact strength, adhesive strength and compressive strength of the grinding bodies.
If glass fibers are used in the production of grinding bodies, these are expediently only added after the grinding and aggregate materials have been wetted with the binder; Mixing is only to be continued until a homogeneous mixture is obtained, because mixing for too long can lead to an excessive reduction in size of the glass fibers and accordingly to a reduction in the mechanical strength of the grinding wheel.
As unsaturated polyester resins, for example, the polyester resins Leguval N 20, Leguval N 20 combined with Leguval E 80 or Leguval E 81, Roskydal N 20 or Roskydlal N 21, Roskydal N 20 or Roskydal N 21 combined with Roskydal W 80 or Roskydlal W 81 (all from Farbenfabriken Bayer AG, Leverkusen), Vestopal H, Vestopal H combined with Vestopal W or Vestopal M (Chemische Werke Hüls AG, Marl), Palatal P 4, Palatal P 6, Palatal P 4 or Palatal P 6 combined with Palatal E 200 or Palatal E210,
Use Palatal P 51 combined with Palatal E 210 and Palatal A 410 combined with Palatal E 200 (Badische Anilin- und Sodafabrik, Ludwigshafen). If you use polyester resin combinations, the resin types must be miscible with one another.
A particularly suitable liquid, polymerizable ethylene derivative is styrene.
Certain peroxides, possibly in combination with accelerators, are suitable as catalysts for the cold hardening of the grinding tools. Used mlan z. B. ketone peroxides (methyl ethyl ketone peroxide, cyolohexanone peroxide), metal salts of organic acids such as cobalt naphthenate and cobalt octoate can serve as accelerators. For peroxides derived from organic acids, such as benzoyl peroxide, the accelerator used is, for example, tertiary aromatic amines, such as dimethylaniline or diethylaniline. For hot hardening, e.g. Cumene hydroperoxide as a catalyst.
As inhibitors, inter alia, polyhydric phenols, such as. B. hydroquinone can be used.
The branded products Desmodur SL or Desmodur L (Farbenfablriken Bayer AG, Leverkusen) are used as polyisocyanates, in particular triisocyanates.
Silicon carbide, electrical corundum, high-grade corundum, quartz, etc. can be used as abrasives.
By aggregates one understands cryolite, pyrite, flint, quartz powder and their corpses.
As a solid polymer of an ethylene derivative, for example, polystyrene and / or polyethylene come into consideration, such as polystyrene EF from the Basische Anilin- und Sodafabrik, Ludwigshafen, and polyethylene from Shell or from ICI.
Triallyl cyanurate can be used as the polyunsaturated solid polymerizable ethylene derivative. If this is used, however, its melting point (26.50 C) must not be reached when pulverizing, mixing, etc.
The amounts given in the following examples are parts by weight.
The examples are in no way restrictive, since other proportions can be used. The selection of polyester resins and the use of abrasives and aggregates, polymerization accelerators and polymerization catalysts are left open.
The examples are only illustrative; the invention is not intended to be limited to these examples.
In Examples 2 to 7, an unsaturated polyester with the acid number 45 is used, which is obtained in a conventional manner from 2 moles of maleic acid, 1 mole of phthalic acid and 3.2 moles of 1,2-propylene glycol, 70 to 75 parts of polyester in 30 to 25 parts of styrene have been dissolved and stabilized by adding 0.02 part of hydroquinone.
Example 1 95.5 parts of normal corundum, grain 46
4.5 parts of Kryoiite, 5 to 30 microns
6.7 parts of unsaturated polyester resin mixture, dissolved in styrene (between 70 and 75, polyes.er)
3.3 parts of triisocyanate solution (66 5 ') solution in
Styrene or ethyl acetate)
0.4 part accelerator solution (cobalt naphthenate in
Styrene, 1% metal content)
0.22 part catalyst solution (70 C gumene hydroperoxide in cumene)
Two commercially available unsaturated polyester resins of a hard type and a soft type are mixed in a ratio of 6: 1, triisocyanate and desiccant solution are added.
The catalyst is then stirred in thoroughly.
The liquid resin mixture obtained in this way is now intensively worked into the Schlelfkron (corundum). Then cryolite is added as a filler.
The finished mixture obtained in this way is filled into the mold, which can be provided with a release agent or a supplement. Pressing is carried out at 200 kg / cm for 30 seconds.
After shaping, the molding is placed on a smooth surface and cured in a drying oven between + 70 and + 100 ° C.
After cooling, the grinding wheel can be dressed in terms of shape and dimensions.
Example 2 95.5 parts of normal corundum, grain 46
4.5 parts of cryolite, 5 to 30 microns
6.7 parts prepolymerized mixture of unsaturated polyester resins and styrene (70 to 75% unsaturated polyester resins)
3.3 parts of trisocyanate solution as in Example 1
0.4 part of accelerator solution as in Example 1
0.22 part of catalyst solution as in Example 1
Triisocyanate and accelerator solution are mixed into the prepolymerized polyester resin monomer mixture, and the catalyst solution is then thoroughly stirred in.
Abrasive grain and aggregate (cryolite) are mixed in a mixing device and then the above unsaturated polyester resins and styrene are added before the prepolymerization.
In order to produce abrasive articles according to the invention which, perpendicular to the axis of rotation, have at least one layer of a fabric made of artificial fibers, e.g. Glass or synthetic fibers, a fabric impregnated with at least one unsaturated polyester resin can be used as an insert (on the outside of the grinding wheel) and / or insert, e.g. Use fiberglass fabric (prepreg). The prepregs are also pressed in and polymerized.