CH528951A

CH528951A - Schleifkörper und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: CH528951A
Application number: CH735768A
Authority: CH
Inventors: Gerhard Dr Bauer
Original assignee: Esterol Ag
Priority date: 1967-05-19
Filing date: 1968-05-17
Publication date: 1972-10-15

Description

Schleifkörper und Verfahren zur Herstellung derselben
Die vorliegende Erfindung betrifft einen, gegenüber jenem gemäss Hauptpatent verbesserten Schleifkörper.

Der Schleifkörper gemäss Hauptpatent ist dadurch gekennzeichnet, dass er Schleifmittel und ein Bindemittel, das ein Copolymerisat aus mindestens einem ungesättigten Polyester und einer anderen olefinisch ungesättigten Verbindung ist, enthält.

Nun besteht die erwähnte Verbesserung darin, dass die endständige Carboxylgruppe des bzw. der Polyester mindestens teilweise in Form von Salzen von mindestens zweiwertigen Metallen vorliegt.

Das entsprechende Herstellungsverfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man zu einem nicht vorreagierten Gemisch, das mindestens einen ungesättigten Polyester mit mindestens einer endständigen Carboxylgruppe und eine andere olefinisch ungesättigte Verbindung enthält, oder zu einem Vorreaktionsprodukt dieses Gemisches einen Katalysator und ein Oxyd eines mindestens zweiwertigen Metalls und danach Schleifmittel zugibt, die erhaltene Masse zu Schleifkörpern formt und diese härtet.

Die praktische Durchführung des Verfahrens erfolgt vorzugsweise folgendermassen. Man setzt farblose feinpulverige Oxyde von mindestens zweiwertigen Metallen, z.B. Erdalkalimetallen, wie Calciumoxyd oder Aluminiumoxyd, vorzugsweise aber Magnesiumoxyd, zu. Die Oxyde sollen keine Verfärbung der fertigen Schleifkörper hervorrufen, weswegen Eisen-III-oxyd nicht gut geeignet ist. Durch Salzbildung mit endständigen Carboxylgruppen der Polyester rufen die Oxyde eine Kettenverlängerung des ungesättigten Polyesters hervor.

Will man standfeste grüne (ungehärtete) Presslinge haben, d. h. frisch gepresste Scheiben, die sich leicht formen lassen, so kann man überdies einen festen pulverisierten ungesättigten Polyester und/oder festes pulverisiertes Polystyrol und gegebenenfalls festes pulverisiertes Polyäthylen der Masse zusetzen, welche mindestens einen ungesättigten Polyester mit mindestens einer endständigen Carboxylgruppe, eine andere olefinisch ungesättigte Verbindung und einen Katalysator enthält, wobei Schleifmittel vorher oder nachher zugegeben werden können.

Der ungesättigte feste pulverisierte Polyester wird in das Bindemittel einpolymerisiert, wobei er 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, insbesondere höhermolekularen, Polyisocyanaten, z. B. Triisocyanaten, zu dem vorpolymerisierten Gemisch von mindestens einem ungesättigten Polyester mit mindestens liner endständigen Carboxylgruppe, einer anderen olefinisch ungesättigten Verbindung und einem Polymerisationskatalysator erzielen. Durch Reaktion der Isocyanatgruppen mit reaktionsfähigen Wasserstoffatomen der Polyester unter Addition wird eine stärkere Vernetzung erzielt als mit der anderen olefinisch ungesättigten Verbindung allein. Dadurch werden Zähigkeit, Zerreiss- und Abriebfestigkeit der Schleifkörper erhöht; weiter werden auch Biege- und Druckfestigkeit verbessert.

Verwendet man einen festen, pulverisierten ungesättigten Polyester zur Viskositätserhöhung und Bindungsverstärkung, so kann man diesem, gegebenenfalls anstelle eines Teils der anderen olefinisch ungesättigten Verbindung, ein mehrfach ungesättigtes normalerweise festes polymerisierbares Äthylenderivat, vorzugsweise Triallylcyanurat, als Reaktionspartner zusetzen, wodurch Vernetzung und Wärmebeständigkeit gefördert werden.

Ausserdem kann der Schleifkörper gegebenenfalls Glasfasern bzw. Glastextilgewebeeinlagen 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. Bei Trennscheiben (sehr dünnen Scheiben) wird ein Mittelträger aus Gewebe verwendet oder auch Scheiben aus imprägniertem Glastextilgewebe an den Aussenflächen (Prepregs).

Unter Berücksichtigung der bereits erwähnten, zur Verbesserung der Schleifkörpereigenschaften beitragenden, all fälligen Zusätze kann das Verfahren nun so ausgeführt werden, dass man
1. zu einem unpolymerisierten oder vorpolymerisierten Gemisch, das mindestens einen ungesättigten Polyester mit mindestens einer endständigen Carboxylgruppe und eine andere olefinisch ungesättigte Verbindung enthält, 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 einer unpolymerisierten oder vorpolymerisierten weiteren olefinisch ungesättigten Verbindung mischt, wobei diese beiden Verbindungen gleich oder verschieden sein können und die beiden Vorpolymerisate in verschiedenem Ausmass vorpolymerisiert sein können, dass man
3. die nach 1. oder 2. erhaltene flüssige bis viskose Mischung mit Schleifmitteln, gegebenenfalls Zuschlagstoffen und/oder festen ungesättigten Polyestern und/oder mindestens einem festen Polymerisat eines Äthylenderivats und/ oder einem mehrfach ungesättigten festen polymerisierbaren Äthylenderivat, einem Oxyd eines mindestens zweiwertigen Metalls und gegebenenfalls Glasfasern mischt, dass man
4. die erhaltene Masse zu Schleifkörpern formt und diese härtet.

Die praktische Durchführung des Verfahrens sowie auch das Formen und Pressen zu grünen Scheiben und die Härtung erfolgen wie im Hauptpatent bereits beschrieben wurde.

Verwendet man ein Polyisocyanat, so gibt man dieses zweckmässig zu den flüssigen bis viskosen Bestandteilen, bevor der lCatalysator eingemischt wird. Verwendet man festes ungesättigtes Polyesterharz und/oder festes Polymerisat eines Äthylenderivats und/oder ein mehrfach ungesättigtes normalerweise festes polymerisierbares Äthylenderivat, so gibt man solche Substanzen zweckmässigerweise in das Gemisch von flüssigen bis viskosen Bestandteilen und Schleifmitteln.

Das Oxyd eines mindestens zweiwertigen Metalls wird vor der Schleifmittelzugabe in das Flüssigharz eingearbeitet.

Um 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. Glasfasergewebe (Prepreg), verwenden. Die Prepregs werden mit eingepresst und einpolymerisiert.

Als flüssiges polymerisierbares Äthylenderivat kommt vor allem Styrol oder auch Methylmethacrylat in Frage.

Als ungesättigte Polyesterharze, Polymerisationskatalysatoren, Inhibitoren, Beschleuniger, Schleifmittel und Zuschlagstoffe können dieselben Stoffe wie im Hauptpatent beschrieben verwendet werden.

Als festes Polymerisat eines Äthylenderivates gelten beispielsweise Polystyrol und/oder Polyäthylen. Als Fliessmittel eignen sich insbesondere Polyäthylenfeinstpuder mit einem Schmelzindex von 20 bis 250 und einer Dichte von 0,915 bis 0,925. Die Korngrösse derartiger Pulver liegt zwischen 5 und 75 Mikron, wobei 80% des Pulvers < 40 Mikron sind, und beträgt im Mittel 15 Mikron. Auch andere niedere Polyalkylene, wie Polypropylen, kommen für diesen Zweck in Frage.

Als mehrfach ungesättigtes normalerweise festes polymerisierbares iithylenderivat kann Triallylcyanat eingesetzt werden. Verwendet man dieses fest, so darf allerdings beim Pulverisieren, Mischen usw. dessen Schmelzpunkt (26,5 C) nicht erreicht werden.

Im Beispiel 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 95,45 Teile Normalkorund, Korn 46
4,55 Teile Kryolith, 5 bis 30 Mikron
7,0 Teile vorpolymerisiertes Gemisch von 70 bis 75 % un gesättigten Polyesterharzen und 30 bis 25 % Styrol
3,0 Teile Triisocyanatlösung (66 %ige Lösung in Styrol oder Äthylacetat)
2,75 Teile festes pulverisiertes ungesättigtes Polyesterharz,
80 bis 90 Mikron
2,75 Teile festes pulverisiertes Polystyrol, 80 bis 90 Mikron
0,5 Teile festes feinpulverisiertes Polyäthylen, Hochdruck
Poiyäthylen-Feinpuder 15 bis 17 Mikron, Schmelz index 200
0,23 Teile Magnesiumoxyd
0,23 Teile Katalysatorlösung (70% Cumolhydroperoxyd in
Cumol)
Dem vorpolymerisierten Polyesterharz-Monomer-Gemisch wird die Triisocyanat-Lösung zugemischt und danach der Katalysator eingearbeitet;

dann werden Magnesiumoxyd und Polyäthylen-Feinpuder zugegeben und gut verrührt.

In einer Misch- oder Kneteinrichtung wird dem Schleifkorn das vorerwähnte Gemisch zugegeben und intensiv eingearbeitet, damit sämtliche Schleifkornflächen benetzt werden.

Nun werden das pulverisierte Polyesterharz, das pulverisierte Polystyrol sowie Kryolith zugegeben und danach das Gesamtgemisch in der Mischeinrichtung gut homogenisiert.

Das so erhaltene Verarbeitungsgemisch wird in die gegebenenfalls mit einem Trennmittel und/oder einer Beilage versehene Form gefüllt und mit 200 kg/cm2 während 20 bis 60 Sekunden, vorzugsweise 30 Sekunden, gepresst.

Der Pressling wird ausgeformt, auf eine flache Unterlage gelegt und in einem Trockenofen zwischen +70 und +110 C (1 Stunde bei +80 C und 2 Stunden bei +110 C) gehärtet.

Der Schleifkörper kann danach dem Trockenofen entnommen werden; man lässt den Schleifkörper langsam abkühlen, und danach kann man ihn wie üblich abrichten.

Man kann auch mit nicht vorpolymerisierten ungesättigten Polyesterharz-Monomer-Gemischen verfahren. Auch kann man eine Beschleunigerlösung (z.B. Kobaltnaphthenat in Styrol, 1% Metallgehalt) dem Gemisch von ungesättigten Polyesterharzen und Styrol vor der Vorpolymerisation zusetzen. Falls man heiss härtet, ist nicht unbedingt ein Beschleuniger erforderlich, weil die Aktivierung durch die Wärmeanwendung eintritt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

I; Schleifkörper, dadurch gekennzeichnet, dass er Schleifmittel und als Bindemittel ein Copolymer enthält, an dessen Aufbau (a) mindestens ein ungesättigter Polyester mit mindestens einer endständigen Carboxylgruppe und (b) eine andere olefinisch ungesättigte Verbindung beteiligt sind, wobei die endständigen Carboxylgruppen des bzw. der Polyester mindestens teilweise in Form von Salzen von mindestens zweiwertigen Metallen vorliegen.

II. Verfahren zur Herstellung eines Schleifkörpers nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man zu einem nicht vorreagierten Gemisch, das mindestens einen ungesättigten Polyester mit mindestens einer endständigen Carboxylgruppe und eine andere olefinisch ungesättigte Verbindung enthält, oder zu einem Vorreaktionsprodukt dieses Gemisches einen Katalysator und ein Oxyd eines mindestens zweiwertigen Metalls und danach Schleifmittel zugibt, die erhaltene Masse zu Schleifkörpern formt und diese härtet.

UNTERANSPRÜCHE 1. Schleifkörper nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die endständigen Carboxylgruppen des bzw. der Polyester mindestens teilweise in Form des Calciumsalzes, des Aluminiumsalzes oder vorzugsweise des Magnesiumsalzes vorliegen.

2. Schleifkörper nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifmittel aus Siliciumcarbid, Elektrokorund, Edelkorund oder Quarz besteht.

3. Schleifkörper nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die andere olefinisch ungesättigte Verbindung aus Styrol besteht.

4. Schleifkörper nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Copolymer aus dem ungesättigten Polyester und mehreren anderen olefinisch ungesättigten Verbindungen aufgebaut ist.

5. Schleifkörper nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Aufbau des Copolymers ausserdem ein Polyisocyanat beteiligt ist.

6. Schleifkörper nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er ausserdem Zuschlagstoffe und/oder Glasfasern enthält.

7. Schleifkörper nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuschlagstoffe aus Kryolith, Pyrit, Flint oder Quarzmehl, z. B. Kryolith mit 5 bis 30 Mikron Korngrösse, bestehen.

8. Schleifkörper nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er ausserdem senkrecht zur Rotationsebene mindestens eine Lage eines Gewebes aus künstlichen Fasern, z.B. Glasfasern, oder synthetischen Fasern enthält.

9. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man als Oxyd eines mindestens zweiwertigen Metalls Calciumoxyd, Aluminiumoxyd oder vorzugsweise Magnesiumoxyd verwendet.

10. Verfahren nach Patentanspruch II oder Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorreaktion bzw.

Vorpolymerisation bei einer Temperatur erfolgt, die zwischen Raumtemperatur und der Siedetemperatur der verwendeten anderen olefinisch ungesättigten Verbindung liegt.

11. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass man 70 bis 75 Teile eines ungesättigten Polyesters mit der Säurezahl 45, der aus 2 Mol Maleinsäure, 1 Mol Phthalsäure und 3,2 Mol 1,2-Propylenglykol hergestellt ist, in 30 bis 25 Teilen Styrol löst, durch Zusatz von 0,02 Teilen Hydrochinon stabilisiert und das erhaltene Gemisch vorpolymerisiert.

12. Verfahren nach Patentanspruch II oder Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass man dem nicht vorreagierten oder vorreagierten Gemisch ausserdem Zuschlagstoffe und/ oder Glasfasern zugibt.

13. Verfahren nach Patentanspruch II oder Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Gemisch mehrere andere olefinisch ungesättigte Verbindungen vorhanden sind.

14. Verfahren nach Unteranspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass man zusätzlich einen festen ungesättigten Polyester oder ein festes Polymerisat eines Äthylenderivats oder ein mehrfach ungesättigtes festes polymerisierbares Äthylenderivat oder ein Gemisch derselben in das Geinisch von flüssigen bis viskosen Bestandteilen und Schleifmitteln mischt.

15. Verfahren nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass man festes pulverisiertes Polystyrol, festes pulverisiertes Polyäthylen und/oder Triallylcyanurat verwendet.

16. Verfahren nach Patentanspiuch II oder Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass man dem nicht vorreagierten oder vorreagierten Gemisch ausserdem ein Polyisocyanat zugibt, bevor der Katalysator eingemischt wird.

17. Verfahren nach Patentanspruch II oder Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass man dem nicht vorreagierten oder vorreagierten Gemisch ausserdem einen Beschleuniger und gegebenenfalls einen Inhibitor zugibt.

18. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteranspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass man als Katalysator ein Peroxyd, beispielsweise zur Kalthärtung Ketonperoxyde, wie Methyläthylketonperoxyd und Cyclohexanonperoxyd, und als Beschleuniger Metallsalze organischer Säuren, wie Kobaltnaphthenat und Kobaltoctoat, oder zur Kalthärtung Peroxyde, die sich von organischen Säuren ableiten, wie Benzoylperoxyd, und als Beschleuniger tertiäre aromatische Amine, wie Dimethyl- oder Diäthylanilin, oder zur Heisshärtung Cumolhydroperoxyd verwendet.

19. Verfahren nach Unteranspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass man als Inhibitor ein mehrwertiges Phenol, wie z.B. Hydrochinon, verwendet.

20. Verfahren nach Patentanspruch II oder Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Formung der Schleifkörper unter Anwendung einer Press- oder Rüttelvorrichtung erfolgt.

21. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteranspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass man die nunmehr teigartige bis rieselfähige Masse in die vorzugsweise mit einem Trennmittel, beispielsweise Silikonsprühmittel, Silikonöl, Poly (tetrafluoräthylen), Kerosin, wachsartige Stoffe oder Graphit, oder einer Beilage, beispielsweise aus Folie, Papier oder Vlies, versehene Form füllt und unter Druck, zweckmässigerweise bei 150 bis 250 kg/cm2 oder mehr, vorzugsweise bei 200 kg/cm2, zweckmässig kurzzeitig zwischen 1 und 60 Sekunden, presst oder mit einer Rüttelvorrichtung verdichtet.

22. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man die Pressformen und/oder die aus der Form genommenen ungehärteten Schleifkörper zur Beschleunigung der Trocknung und Härtung erwärmt, beispielsweise in einem Trockenraum zwischen 40 und 50 C oder während 30 Minuten im Trockenofen oder Trockenkanal zwischen 70 und 110 C.

23. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man die geformten Schleifkörper durch Lagerung bei Raumtemperatur oder unter Wärmeeinwirkung, beispielsweise bei etwa 80" C, härten lässt.