-
Verfahren zur Herstellung von hitzehärtbaren Preßmassen Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von hitzehärtbaren Preßmassen aus
ungesättigten Polyesterharzen, feinzerteilten mineralischen Füllstoffen und gegebenenfalls
anpolymerisierbaren Verbindungen, die mindestens eine CH2 = CH-CH2-oder CH2 = CH-Gruppe
besitzen.
-
Es ist bekannt, daß nicht mit Füllstoffen versehene Polyesterharze
nur unter großen Schwierigkeiten mit Erfolg warmgeformt werden können. Es wurde
vorgeschlagen, zur Ermöglichung des Warmformens dem Polyesterharz Füllstoffe zuzusetzen,
und es ist eine große Zahl von Füllstoffen, wie a-Cellulose, gebleichter Holzstoff,
Bariumsulfat, Asbest, Schiefermehl, Kreide, gemahlenes Glas, Glimmer, Diatomeenerde,
empfohlen worden.
-
Es ist auch bekannt, daß Füllstoffe während des Formens erwünschte
rheologische Eigenschaften entwickeln und unerwünschtes Schrumpfen in der Form verhindern
sowie die stark exotherm verlaufende Polymerisationsreaktion mäßigen, wodurch während
des Warmformens Spannungen verringert und Rißbildungen verhindert werden. Mit Füllstoffen
versehene warmgeformte Polyesterharze besitzen bekanntlich dielektrische Festigkeit,
einen guten Lichtbogenwiderstand, gute Formbeständigkeit und Widerstandsfähigkeit
gegen Lösungsmittel und Chemikalien. Derartige Preßmassen besitzen jedoch den Nachteil
einer geringen Biege-, Druck-und Schlagfestigkeit und je nach dem zugesetzten Füllstoff
gewisse andere Nachteile, wie z. B. die von Cellulosefüllstoffen herrührende geringe
Hitzebeständigkeit und chemische Widerstandsfähigkeit.
-
Obwohl die Verwendung von Glasfasergeweben bei der Herstellung von
schichtförmigen Erzeugnissen aus Glasfasermatten als vorteilhaft bereits erkannt
worden ist (vgl. Modern Plastics Encyclopedia, 1950, S. 922 bis 924), so haben tatsächlich
doch Glasfasern als solche als Füllmittel in Preßmassen keine breitere technische
Verwendung gefunden, wie sich aus der USA.-Patentschrift 2 549 732 ergibt.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von hitzehärtbaren
Preßmassen aus ungesättigten Polyesterharzen, feinzerteilten mineralischen Füllstoffen
und gegebenenfalls anpolymerisierbaren Verbindungen, die mindestens eine C H2 =
C HC H2-oder C H2 = C H-Gruppe besitzen, ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein
Gemisch dieser Stoffe in einem organischen Lösungsmittel zu einem Schlamm mit einer
Viskosität von 20 bis 1000 Centipoise aufschlämmt, dazu eine kleine Menge eines
Polymerisationskatalysators gibt, dem so erhaltenen Schlamm Stränge von nicht miteinander
verfilzten Glasfäden von jeweils etwa 6 bis 50 mm Länge und etwa 0, 0025 bis 0,
025 mm Dicke ohne Beschädigung der Oberfläche der Glasfäden und unter Erhaltung
der Strangform und Länge der Glasfäden einverleibt und schließlich das Lösungsmittel
entfernt.
-
Die erfindungsgemäß erhaltenen Preßmassen sind lagerbeständig, und
die daraus durch Polymerisation erhaltenen Gegenstände zeichnen sich durch eine
erhöhte mechanische und dielektrische Festigkeit, gute Formbeständigkeit und Widerstandsfähigkeit
gegen Wasser, Lösungsmittel und Chemikalien aus.
-
Im allgemeinen können die erfindungsgemäßen Preßmassen derart hergestellt
werden, daß man ungesättigten Polyesterharzen, wie z. B. solchen der Maleinsäuregruppe,
die, wie nachfolgend beschrieben, modifiziert worden sind, in Anwesenheit eines
Polymerisationskatalysators auf geeignete Weise einen mineralischen Füllstoff zusetzt,
der zu einem wesentlichen Teil aus Glasfasern bestimmter Art besteht. Diesen Preßmassen
können nach Wunsch verschiedene Farben, Riechstoffe und Pigmente zugesetzt werden.
Aus der sich ergebenden Masse entsteht ein hitzegehärtetes Erzeugnis, wenn sie in
eine Form gefüllt und Druck und Hitze ausgesetzt wird. Weiterhin sind die Preßmassen
bei gewöhnlichen Temperaturen lagerfähig, ohne ihre Fähigkeit zu verlieren, sich
zu einem harten und starken, wasserfesten Gegenstand formen und polymerisieren zu
lassen.
-
Die erfindungsgemäß verwendbaren Bindemittel umfassen die ungesättigten
Polyester, die durch Umsetzung einer a"B-ungesättigten zweibasischen organischen
Säure mit einem mehrwertigen Alkohol erhalten werden.
-
Mischungen ungesättigter Polyester und organischer Substanzen, die
die polymerisierbaren reaktionsfähigen Gruppen CH2 = CHCH2 oder CH2 = CH enthalten,
wie auch Mischungen ungesättigter Polyester und einer Vielzahl mischbarer flüssiger
monomerer ungesättigter polymerisierbarer Verbindungen können ebenfalls verwendet
werden. Einige der typischen Monomeren, die als geeignet für Preßmassen gefunden
wurden, sind Allylester, wie z. B. Diallylphthalat, Allylester von Phosphorsäuren,
wie z. B. Diallylphenylphosphonat, und Glykolester der Acryl-und Methacrylsäuren,
wie z. B.
-
Athylenglykoldimethacrylat.
-
Die bevorzugten a, ß-ungesättigten zweibasischen organischen Säuren
sind Maleinsäure, Fumarsäure, Glutaconsäure, Itaconsäure, Mesaconsäure und Citraconsäure.
-
Stattdessen können aber auch Maleinsäure-, Itaconsäure-und Citraconsäureanhydride
verwendet werden. Andere Isomeren der Maleinsäurereihe, wie z. B. Allylmalonsaure,
Allylsuccinsäure und Xeronsäure, können gleichfalls mit zufriedenstellender Wirkung
verwendet werden. Die Verwendung gewisser mehrbasischer Säuren, die unter der Einwirkung
von Hitze zu maleinsäureähnlichen Säuren, wie Apfelsäure oder Zitronensäure, zerfallen,
ist ebenfalls zufriedenstellend. Ungesättigte zweibasische organische Säuren, die
mit gesättigten zweibasischen Säuren, z. B. Phthalsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure
vermischt sind, sind ebenfalls geeignet.
-
Geeignete mehrwertige Alkohole sind zweiwertige Alkohole und Mischungen
derselben oder Mischungen zweiwertiger Alkohole mit kleinen Mengen von Alkoholen
höherer Wertigkeit. Die Glykole, wie z. B. Diäthylenglykol, Äthylenglykol, Triäthylenglykol,
Trimethylenglykol, Monoäthylen-und Propylenglykol und seine Abkõmmlinge, werden
im allgemeinen vorgezogen, da sie mit zweibasischen Säuren lösliche Polyester hohen
Molekulargewichts ergeben, die in Anwesenheit von CH2 = CH-CH2-Gruppen oder anderen
polymerisierbaren substituierten Äthylenverbindungen leicht erhärten, ohne die Anwesenheit
größerer Mengen von Polymerisationskatalysatoren zu erfordern. Beispiele höherwertiger
Alkohole, die zufriedenstellend in etwa 5 Molprozent nicht übersteigenden Mengen
verwendet werden können, sind Glycerin, Pentaerythrit, Mannit usw. Die Verwendung
kleinerer Mengen einwertiger Alkohole ist gleichfalls möglich, ist aber nicht empfehlenswert,
da die Bildung einfacher Ester unerwünscht ist.
-
Die vorzugsweise verwendeten ungesättigten Polyesterharze werden
nach Standardverfahren und wohlbekannten Verfahren hergestellt und besitzen eine
nicht oberhalb 50 liegende Säurezahl, obwohl Harze mit einer Säurezahl bis zu 100
in einigen Fällen nützlich und erwünscht sein können. Im allgemeinen sollte die
Säurezahl so niedrig wie möglich sein, und bei einer zwischen 15 und 50 liegenden
Säurezahl wurden besonders günstige Ergebnisse erzielt.
-
Der aus Maleinsäure und mehrwertigem Alkohol hergestellte Ester mit
ausreichend niedriger Säurezahl kann, falls erwünscht, mit einer gewissen Menge
einer polymerisierbaren flüssigen monomeren Verbindung, z. B. mit einer eine CH2
= CH-CH2-Gruppe enthaltenden Verbindung mit einem Siedepunkt von mindestens 80°
vermischt werden, die mit ihm mischbar ist. Der Zusatz von flüssigen monomeren Verbindungen
nach Art des substituierten Äthylens zu dem ungesättigten Polyester ergibt mehr
polymerisierbare Doppelbindungen für die Vernetzung, verkürzt infolgedessen die
erforderliche Härtungszeit und verringert dadurch die erforderliche Menge des Polymerisationskatalysators.
Durch den Zusatz von nur 2 9/o substituierter Athylenverbindung, bezogen auf das
Gewicht des gemischten Harzes, wurden günstige
Ergebnisse erzielt, und Monomere können
bis zu einer Menge von 55 Gewichtsprozent mit Vorteil verwendet werden. Ein wesentliches
Kennzeichen der vorliegenden Erfindung liegt in der Erhöhung der oberen zulässigen
Grenze der flüssigen monomeren Verbindung, die in weit über der bisher verwendeten
Höchstmenge von l0 °/0 liegenden Mengen verwendet werden kann. Obwohl keine Theorie
als bindend angegeben werden soll, wird vermutet, daß die Stabilität der erfindungsgemäßen
Preßmassen in Anwesenheit von Allylestern in Mengen bis zu 55 Gewichtsprozent des
gemischten Harzes durch den diskontinuierlichen Charakter des physikalischen Zustandes
des Materials erhalten wird, wie nachfolgend eingehender besprochen wird. Monomere
nach Art des substituierten Äthylens in Mengen oberhalb 55 Gewichtsprozent, bezogen
auf das Gewicht des gesamten Harzes in der Preßmasse, beginnen die Härtungseigenschaften
des Harzes unerwünscht zu beeinflussen und sind nicht zu empfehlen.
-
Die Preßmasse wird erfindungsgemäß hergestellt, indem man dem oben
beschriebenen Bindemittel einen Katalysator und einen mineralischen Füllstoff, wie
z. B.
-
Porzellanerde, Talkum, Glimmer oder Anthophyllit, und Glasfasern in
den nachfolgend angegebenen Gewichtsprozenten zusetzt.
-
Harzbindemittel............... 20 bis 50 °/0 vorzugsweise 30"40 °l0
Mineralischer Fiillstoff......... 15"50°/0 vorzugsweise 20"40 °/o Glasfasern....................
20"60 °/0 vorzugsweise 30"40 °/0 Um das Vorhandensein einer für das Überziehen der
Oberflächen der verwendeten Glasfasern ausreichenden Menge Bindemittel sicherzustellen,
ist die Menge des verwendeten Bindemittels vorzugsweise ungefähr so groß wie die
Menge der in der Preßmasse enthaltenen Glasfasern. Annähernd gleich große Mengen
Harzbindemittel und Glasfasern sind für die Mehrzahl der Anwendungsarten gut geeignet,
wobei der Rest aus Porzellanerde besteht. In jedem Fall sollte das Verhältnis von
Glas zu Harz 3 : 1 nicht übersteigen.
-
Es wurde gefunden, daß von den verschiedenen verwendbaren anorganischen
Füllstoffen Porzellanerde oder Kaolin zusammen mit Glasfasern am geeignetsten sind.
Porzellanerde hat keine nachteilige Wirkung auf die Glasfasern und verbessert die
Fließeigenschaften der Preßmasse während des Formens. Kaolin neigt gleichfalls nicht
dazu, eine Trennung des Bindemittels von den Glasfasern zu verursachen.
-
Eine Verringerung der Korrosion der Form, Verbesserung der Wasserfestigkeit
und der elektrischen Eigenschaften der geformten Gegenstände werden erzielt, wenn
der Preßmasse eine Base eines Metalls der II. Gruppe des Periodischen Systems mit
einem zwischen 10 und 220 liegenden Atomgewicht in einer Menge von 2 bis 20°/o zugesetzt
wird. Verschiedene Stoffe, wie die Oxyde, Hydroxyde, Borate, Karbonate, Alkoholate,
wie z. B. die Methoxyde und Athoxyde der Metalle Magnesium, Calcium, Zink, Strontium,
Cadmium, Barium und Quecksilber, wirken den Polyestern gegenüber basisch, das heißt,
die endständigen Säuregruppen der Polyester werden durch diese Stoffe neutralisiert
oder annähernd neutralisiert. Aus dieser Gruppe werden Bariumcarbonat und Zinkoxyd
bevorzugt. Mengen von etwa 3 bis 10% sind etwas zweckmäßiger als Mengen in dem obenerwähnten
größeren Bereich. Die obere Grenze ist jedoch insofern
nicht ausschlaggebend,
als größere als die zur Reaktion mit den endständigen Säuregruppen notwendigen Mengen
nicht schädlich sind.
-
Es wurde gefunden, daß das Verfahren zur Vereinigung der Füllstoffe,
deren wesentlicher Bestandteil Glasfasern sind, mit Polyesterharzen der zuvor beschriebenen
Art außerordentlich wichtig für die erfolgreiche Herstellung geformter Gegenstände
hoher Festigkeit ist. Das Mischen von Glasfasern mit Polyesterharzen nach einem
der bisher in Zusammenhang mit anderen Füllstoffen, wie z. B. Cellulose, Asbest,
verwendeten Verfahren führt nicht zum Erfolg, wenn es bei Glasfasern angewendet
wird, d. h., das erhaltene Produkt weist kein wesentliches Anwachsen der Festigkeitseigenschaften
auf.
-
Es wurde gefunden, daß hitzehärtbare Gegenstände mit überraschend
hohen Festigkeiten erhalten werden, wenn Polyesterharze in Anwesenheit anderer Füllstoffe,
wie z. B. Porzellanerde, Schiefer, Glimmer, Talkum und Anthophyllit, im wesentlichen
nach dem nachfolgend beschriebenen, bevorzugten Verfahren mit Glasfasern gefüllt
werden. Verglichen mit mineralgefüllten, geformten Polyesterharzgegenständen wurden
Erhöhungen der Biegefestigkeit und Druckfestigkeit von ungefähr 100°l0 und eine
Verbesserung der Schlagfestigkeit von über 1000°/o erzielt.
-
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung umfaßt die folgenden Verfahrensstufen
: Erstens wird dem oben beschriebenen ungesättigten Polyester und dem Füllstoff
eine gewisse Menge Lösungsmittel, wie z. B. Methylenchlorid, Chloroform, Aceton,
Benzol oder Methylpropylketon, zur Erzeugung einer dünnen Aufschlämmung zugesetzt.
Es ist schwierig, die genauen Mengen des Lösungsmittels anzugeben, die zur Herstellung
einer dünnen Aufschlämmung erforderlich sind, da die Menge des Lösungsmittels sich
je nach der Menge des anwesenden Füllstoffs ändert ; in jedem Fall aber sollte eine
so große Menge Lösungsmittel verwendet werden, daß die Glasfasern leicht mit der
Aufschlämmung vermischt werden können, ohne daß kräftiges Rühren erforderlich ist.
Eine dünne, für die Zwecke der vorliegenden Erfindung zufriedenstellende Aufschlämmung
besitzt eine bei Zimmertemperatur mit einem Standard-Brookfield-Viskositätsmesser
gemessene Viskosität von nicht mehr als 25 000 Centipoise. Die untere Grenze ist
nicht kritisch.
-
Es wurde gefunden, daß Aufschlämmungen, bei denen das Harz, das Lösungsmittel
und die Feststoffe so aufeinander abgestimmt waren, daß sich eine Viskosität im
Bereich von 20 bis 1000 Centipoise ergab, im Gebrauch und in der Anpassungsfähigkeit
ihrer Verwendung überlegen waren.
-
Zweitens wird der Aufschlämmung ein geeigneter Polymerisationskatalysatorzugesetzt.
Härtungskatalysatoren sind z. B. Peroxyde, Ozonide, z. B. von Diisobutylen oder
Terpenen, Persäuren, Ozon, Phthalylperoxyde, Acetylbenzoylperoxyde. Der bevorzugte
Katalysator ist Benzoylperoxyd in Mengen von etwa 0, 1 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen
auf das Gewicht der polymerisierbaren Bestandteile, wobei etwa 2°/o im allgemeinen
zufriedenstellend sind.
-
Dann werden Glasfasern in den oben angegebenen Mengen der Aufschlämmung
zugesetzt und langsam und behutsam gemischt, wobei besondere Sorgfalt darauf verwendet
wird, daß die Glasfasern nicht zerdrückt oder geschlagen werden, was bei der Verwendung
der gebräuchlichen Mischvorrichtung, wie z. B. von Banburymischern oder Differenzialwalzen,
der Fall sein würde. Es wurde gefunden, daß es zweckmäßig ist, einen Kessel mit
langsam rotierendem Planetenrührwerk (z. B. den in Chemical Engineers Handbook,
1950, S. 1206, beschriebenen Hobart-Mischer) zu verwenden. Gute Ergebnisse wurden
dadurch
erzielt, daß man eine Glasfaserschicht die Aufschlämmung absorbieren ließ. Bei Verwendung
eines Überschusses an Aufschlämmung ist kein Rühren erforderlich. Statt das Mischen
durch eine Drehbewegung zu bewirken, können langsam hin-und herbewegte Schaufeln
oder vorzugsweise Stangen verwendet werden. Wenn hin und her bewegt wird, neigen
die Glasfasern dazu, sich parallel zueinander und in Schichten mit minimaler gegenseitiger
Vernetzung anzuordnen. Geformte Gegenstände, die im wesentlichen parallel gerichtete
Glasfasern enthalten, besitzen bessere Festigkeitseigenschaften als Gegenstände,
die aus Preßmassen hergestellt werden, welche mit einem eine Drehbewegung ausführenden
Mischer gemischt wurden.
-
Die gefüllte Aufschlämmung wird dann zur Entfernung des Lösungsmittels
an Luft oder unter Anwendung von Wärme getrocknet. Nach dem Trocknen erliält man
die überlegenen Preßmassen der vorliegenden Erfindung. Der physikalische Zustand
der so erhaltenen Preßmasse unterscheidet sich dadurch deutlich von den gewöhnlich
bekannten körnigen Preßmassen, daß die erstere aus einer heterogenen Masse von Konglomeraten
unterschiedlicher Größe besteht, wobei jedes Konglomerat eine diskontinuierliche
Glasfaserphase besitzt. Die Glasfasern neigen dazu, das Material strohartig zu machen,
so daß es luftdurchlässig ist. Es wird vermutet, daß die Stabilität der Preßmasse
weitgehend auf diese I uftdurchlässigkeit zurückzuführen ist.
-
Im allgemeinen sollte das Mischen der Glasfasern enthaltenden Füllstoffe
und der verdünnten Polyesterharzaufschlämmung so durchgeführt werden, daß die Glasfasern
nach dem Mischen im wesentlichen unzerbrochen bleiben und ihre Oberflächen möglichst
nicht abgeschliffen werden.
-
Ein anderes vorteilhaftes Verfahren besteht darin, daß ein kontinuierlicher
Glasfaserstrang durch die Polyesterharzaufschlämmung gezogen wird, das Lösungsmittel
dann entfernt und der mit einem Überzug versehene Strang in für die Formung geeignete
Längen zerteilt wird.
-
Die Konzentration der Polyesterharzaufschlämmung wird zwecks Regulierung
der an dem Glasfaserstrang haftenbleibenden Menge Harz auf geeignete Weise abgestimmt.
-
Dies wird durch Veränderung der Konsistenz der Aufschlämmung erreicht.
Bei Verwendung dieses Verfahrens kann die Viskosität bis zu einer nahe 100 000 Centipoise
liegenden oberen Grenze erhöht werden. Es wird vermutet, daß bei dieser erhöhten
Viskosität die Aufschlämmung thixotrope Eigenschaften aufweist, wodurch das Ablaufen
des Überzuges von dem Glasfaserstrang verhindert wird. Nach dem Trocknen und Zerkleinern
liegt die nach diesem Verfahren erhaltene Preßmasse in Gestalt von spaghettiartigem
Material mit Längen von etwa 13 bis 50 mm vor.
-
Es wurde gefunden, daß jede Art von Glasfasern verwendet werden kann,
wenn diese den Polyesterharzen nach der vorliegenden Erfindung zugesetzt werden.
Es ist aber vorzuziehen, gezogene Glasfasern von etwa 6 bis 50 mm zu verwenden.
Durch Verwendung von Fasern mit Längen von etwa 6 bis 25 mm werden bessere Ergebnisse
erzielt, und die zweckmäßigste Lange beträgt etwa 13 mm. Es ist nicht notwendig,
daß alle Fasern die gleiche Lange besitzen. Mischungen von Fasern verschiedener
Lange können verwendet werden. Wenn jedoch Mischungen von Fasern verschiedener Lange
zur Verwendung kommen, ist es vorzuziehen, daß die kürzeren Fasern überwiegen. Fasern
mit sehr kleinem Durchmesser sind wünschenswert. Zum Beispiel kommen in Frage Durchmesser
von 0, 0025 bis etwa 0, 025 mm. Die Verwendung von Fasern mit einem Durchmesser
von nicht mehr als 0, 01 mm ist jedoch zweckmäßiger, und auf jeden
Fall
ist es vorzuziehen, daB der Durchmesser des überwiegenden Teils der Fasern nicht
mehr als 0, 01 mm beträgt. Die Fasern liegen vorzugsweise in Gestalt von Strängen
vor, wobei jeder Strang aus einer Vielzahl nicht verzwirnter, einzelner Fasern besteht,
da die Strangform die Schwierigkeit beseitigt, die bei der Auflockerung auftritt,
wenn einzelne Fasern verwendet werden. Mit Erfolg verwendete Fasern sind im Handel
als svgeschnittene Glasfaserstränge « bekannt.
-
Weitere Verbesserungen der Festigkeitseigenschaften sowie eine erhöhte
Warmfestigkeit wurden festgestellt, wenn die einzelnen Glasfasern nach dem Ziehen
mit einer wasserabstoßenden organischen Chromkomplexverbindung, wie z. B. die unter
dem Handelsnamen prolan « bekannte Methacrylat-Chrom-Chlorid-Komplexverbindung,
behandelt werden. Dieser Komplex kann durch folgende Formel dargestellt werden.
-
Fasern, die mit anderen Gleitmitteln, z. B. Stärkebindemitteln, überzogen
worden sind, welche Stärke, Gelatine, Pfanzenöl und ein geeignetes Emulgiermittel
enthalten, sind gleichfalls verwendbar. Obwohl die mit diesen Fasern hergestellten
Erzeugnisse unter feuchten Bedingungen leichter zu Mängeln führen, sind sie doch
in einigen Anwendungsarten, z. B. dort, wo eine außerordentlich hohe Schlagfestigkeit
erforderlich ist, vorzuziehen. Mit Stärke überzogene Fasern ergeben ein weniger
sprödes Erzeugnis als Fasern, die mit einem Chromchloridkomplex überzogen worden
sind. Die Fasern können auch mit Polyvinylacetat oder gewissen Organosiliciumverbindungen,
wie z. B. Allylsilanol, Diallylsilanol, oder solchen Abkömmlingen überzogen werden,
die ungesättigte Silane, z. B. Allyltrichlorsilan, ergeben.
-
Im Falle der mit dem Methacrylat-Chromchlorid-Komplex überzogenen
Fasern entsteht vermutlich sowohl eine chemische Bindung zwischen den Methacrylatkomponenten
und den Polyesterharzen als auch eine physikalische Bindung, und das gleiche ist
vermutlich bei den Organosiliciumverbindungen der Fall.
-
In den folgenden Beispielen, außer Beispiel 1, das nur zum Vergleich
dient, werden die Preßmassen und das Verfahren der vorliegenden Erfindung näher
erläutert. Alle Prozentsätze sind Gewichtsprozente. Die Zusammenstellungen enthalten
neben den angegebenen Bestandteilen noch ein übliches Gleitmittel, wie z. B. eine
Metallseife oder eine Mischung von Metallseifen, in einer Menge von etwa 2"/ der
Gesamtmasse.
-
Beispiel 1 Ungesättigter Polyester..................... 34,6% Diallylphthalat
.......................... 3, 8 °/0 Peroxydkatalysator.........................
1, 6 °/0 Porzellanerde.............................. 15, 0 °/o Bariumcarbonat............................
5, 0% Glasfasern, etwa 22 mm lang, chrombehandelt.. 40, 0 °/o
Die obige Preßmasse
wurde nach dem oben beschriebenen Verfahren gemischt, mit der Ausnahme, daß dem
Harzteil der Masse kein organisches Lösungsmittel zugesetzt wurde und die Glasfasern
in einem üblichen Mischer gemischt wurden, wobei eine Beschädigung ihrer Oberfiächen
durch Abrieb eintrat. Es wurde gefunden, daß die aus der Preßmasse geformten Gegenstände
die folgenden Eigenschaften besitzen (Bestimmungsmethode ASTM D 256-54T) :
| Kerbschlagprobe Kerbsclilagprobe |
| senkrecht parallel |
| festigkeit festigkeit zum Druck zum Druck |
| @@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@ in mkg in mkg |
| in kg/cm2 in kg/cm2 |
| pro 2,54 cm pro 2,54 cm |
| Kerbenbreite Kerbenbreite |
| 766 1399 0, 345 0, 304 |
Beispiel 2 Eine Preßmasse wurde aus den Bestandteilen des Beispiels 1 hergestellt,
nachdem den Harzbestandteilen 35 °/O Aceton zugesetzt worden waren, bevor die Glasfasern
in einem sich langsam drehenden Mischer der Masse einverleibt wurden. Es wurde gefunden,
daß geformte Gegenstände dieser Zusammensetzung gutes Aussehen und guten Glanz und
die folgenden physikalischen Eigenschaften besaßen :
| Kerbschlagprobe Kerbschlagprobe |
| Biege-Druck-senkrecht parallel |
| @@@@@ @@@@@@ zum Druck zum Druck |
| festigkeit festigkeit |
| in mkg in mkg |
| in kg/cm2 in kg/cm2 |
| pro 2,54 cm pro 2,54 cm |
| Kerbenbreite Kerbenbreite |
| 1884 1813 2, 90 1, 94 |
Beispiel 3 Ungesättigter Polyester..................... 34, 6 °/o Diallylphthalat.............................
3, 8 °/0 Benzoylperoxydkatalysator in einem Trikresylphosphatträger 1, 6 °/o Porzellanerde...............................
15, 0 °/o Bariumcarbonat............................ 5, 0 °/O Glasfasern, etwa 22
mm lang, chrombehandelt.. 40, 0% Den Harzbestandteilen wurde ein großer Überschuß
an Aceton zugesetzt und das Glas damit wie im Beispiel 2 vermischt. Die Mischung
wurde dann in eine Schale gegossen und zu einem porösen Erzeugnis erstarren gelassen.
-
Es wurde gefunden, daß daraus geformte Gegenstände gutes Aussehen
und guten Glanz sowie physikalische Eigenschaften besitzen, die denen des Beispiels
2 vergleichbar sind.
-
Die Auswirkung einer Veränderung des Verhältnisses von Glas zu Harz
in der Preßmasse wird durch die folgende Reihe von Zusammenstellungen erläutert,
die sämthlich nach dem oben beschriebenen bevorzugten Verfahren hergestellt wurden.
Als Lösungsmittel wurde Aceton verwendet.
-
Tabelle I
| I II III IV |
| % in % in % in % |
| Ungesättigter |
| Polyester..... 31, 9 23, 8 19, 0 33, 8 |
| Diallylphthalat.. 3, 4 2, 6 2, 1 3, 7 |
| Peroxydkataly- |
| sator....... 1, 4 1, 1 0, 91 1, 5 |
| Porzellanerde... 18, 3 27, 5 33, 0 26, 0 |
| Bariumcarbonat. 5, 0 5, 0 5, 0 5, 0 |
| Glasfasern...... 40, 0 40, 0 40, 0 30, 0 |
| (2, 54cm, (2, 54cm, (2, 54cm, (2, 54cm, |
| Stärke) Stärke) Stärke) Stärke) |
Die nebenstehenden Preßmassen besaßen nach dem Formen die folgenden Eigenschaften
:
| Kerbschlagprobe Kerbschlagprobe |
| Biege-Druck-senkrecht parallel |
| @@@@@@@@ @@@@@@@ zum Druck zum Druck |
| festigkeit festigkeit |
| in mkg in mkg |
| in kg/cm2 in kg/cm2 |
| pro 2,54 cm pro 2,54 cm |
| Kerbenbreite Kerbenbreite |
| I... 1659 1153 3, 32 2, 35 |
| II... 1223 1307 2, 35 2, 07 |
| III.. 1019 977 2, 21 1, 93 |
| IV.. 1307 1532 1, 24 1, 11 |
Eine weitere Reihe von Preßmassen wurde in gleicher Weise unter Verwendung verschiedener
Faserlängen und Anwendung verschiedener Arten der Oberflächenbehandlung der Glasfasern,
wie nachfolgend beschrieben, hergestellt : Tabelle II
| I II III IV V VI |
| in % in % in % in % in % in % |
| Ungesättigter Polyester ........................ 31,8 37,5
34,6 34,6 34,6 35,8 |
| Diallylphthalat ................................ 3,5 4,2 3,8
3,8 3,8 3,6 |
| Peroxydkatalysator 1, 4 1, 6 1, 6 1, 6 1, 6 1, 5 |
| Porzellanerde 18, 3 21, 7 20, 0 15, 0 15, 0 20, 7 |
| Bariumcarbonat 5, 0 5, 0 5, 0 5, 0 5, 0 5, 5 |
| 40, 40, 0 30, 0 5, 0 40, 0 40, 0 32, 9 |
| (12, 7 mm, (6, 3 mm, (22, 2 mm, (22, 2 mm, (22, 2 mm, (12,
7 mm, |
| Stärke) Chrom) Chrom) Stärke) Chrom) Chrom) |
| 30, 0 |
| (11, 1 mm, |
| Chrom) |
Die Preßmassen der Tabelle II ergaben zufriedenstellerid gehärtet Gegenstände von
gutem Aussehen und Glanz. Im allgemeinen erwies sich, daß Faserlängen von ungefähr
12, 7 mm am zweckmäßigsten waren und daß Glasfasern mit chrombehandelten Oberflächen
etwas bessere Festigkeitseigenschaften ergaben.
-
In der folgenden Reihe von Preßmassen wurden unterschiedliche Mengen
Ester mit wenigstens einer Allylgruppe im Bindemittelanteil der Preßmasse untersucht
: Tabelle III
| I II III IV |
| in in % in % in °/0 |
| Ungesättigter |
| Polyester..... 14, 0 26, 9 24, 0 41, 6 |
| Diallylphthalat.. 5, 0 11, 5 18, 0- |
| Peroxydkataly- |
| sator........ 1, 0 1, 6 1, 8 1, 7 |
| Porzellanerde... 35, 0 15, 0 20, 0 16, 7 |
| Bariumcarbonat. 5, 0 5, 0 5, 0 5, 0 |
| Glasfasern...... 40, 0 40, 0 31, 2 35, 0 |
| (12.7 mm, (25,4mm, (12,7 mm, (12, 7mm, |
| Stärke) Stärke) Chrom) Chrom) |
Die obigen Preßmassen ergaben nach dem Pressen Gegenstände mit gutem Glanz, Aussehen
und guten physikalischen Eigenschaften. Die Abwesenheit von Diallylphthalat in der
Preßmasse IV ergab eine etwas geringere Biegefestigkeit als die der Preßmassen I,
II
und III, sie lag aber immer noch hoch über der Biegefestigkeit des Beispiels 1.
-
Veränderungen in den Lösungsmitteln und die Verwendung anderer Katalysatoren
werden in Tabelle IV erläutert. Aus diesen Preßmassen geformte Gegenstände waren
in ihrem Aussehen und ihren physikalischen Eigenschaften den ausgezeichneten Preßmassen
des Beispiels 2 und der Tabelle I vergleichbar.
-
Tabelle IV
| I II III |
| % in % in % |
| Ungesättigter |
| Polyester..... 31, 9 31, 9 35, 3 |
| Diallylphthalat.. 3, 5 3, 5 4, 0 |
| Katalysator.... 1, 4 1, 4 0, 8 |
| (Peroxyd) (Peroxyd) (t-Butyl |
| perbenzoat) |
| Porzellanerde... 18, 3 18, 3 20, 0 |
| Bariumcarbonat. 5, 0 5, 0 5, 0 |
| Glasfasern...... 40, 0 40, 0 35, 0 |
| (12, 7 mm, (12, 7 mm, (12, 7 mm, |
| Stärke) Stärke) Chrom) |
| Lösungsmittel... Methylen-Chloroform Aceton |
| chlorid |
An Stelle von Porzellanerde wurden in den Preßmassen der Tabelle V andere mineralische
Füllstoffe verwendet.
-
Es wurde gefunden, daB dieser Austausch keine nachteiligen Wirkungen
hatte.
-
Tabelle V
| I II III IV |
| in % in % in % in % |
| Ungesättigter |
| Polyester.. 51, 8 34, 6 34, 6 34, 6 |
| Diallylphthalat 5, 7 3, 8 3, 8 3, 8 |
| Peroxyd- |
| katalysator 2, 4 1, 6 1, 6 1, 6 |
| Füllstoff.....-20, 0 10, 0 20, 0 |
| Glimmer Porzellan-Antho- |
| erde phyllit |
| 10, 0 |
| Antho- |
| phyllit |
| Barium- |
| carbonat... 5, 0 5, 0 5, 0 5, 0 |
| Glasfasern... 35, 0 35, 0 35, 0 35, 0 |
| (12, 7mm, (12, 7mm. (12, 7mm, (12,7 mm, |
| Chrom) Chrom) Chrom) Chrom) |