DE102006050281A1 - Electrolysis frame manufacturing method involves reaction injection molding of a pure, non-filled liquid polymer in closed tool - Google Patents

Electrolysis frame manufacturing method involves reaction injection molding of a pure, non-filled liquid polymer in closed tool Download PDF

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Abstract

A pure, liquid and additive free polymer is injected into a closed tool and polymerized to form a molded frame. Frames are produced by a reaction injection molding process in which the polymer is injected into a closed tool at room temperature. One part of the tool is heated to 50-70[deg]C while the other is cooled to 10-20[deg]C, to permit control of polymerization and shrinkage. A high speed finishing operation produces the final frame shape and gives a frame 10cm thick. An independent claim is included for an electrolysis frame which is particularly resistant to hydrochloric acid attack and is produced as a single item using the claimed process.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen, wie Elektrolyserahmen, sowie einen Elektrolyserahmen, der nach dem besagten Verfahren hergestellt ist.The The present invention relates to a process for the preparation of Molded parts, such as electrolysis frames, as well as an electrolysis frame, which is produced by the said method.

Bei den Elektrolyseverfahren benutzt man allgemeingültig ein Basiselement, bildend eine Zelle, das als ein Elektrolyserahmen ausgestaltet ist, der einem erheblichen Druck, insbesondere über 5 kg/cm2, und der korrosiven Wirkung eines elektrolytischen Mediums bei Temperaturen in der Größenordnung von 100°C ausgesetzt ist.The electrolysis methods generally use a base element constituting a cell designed as an electrolysis frame exposed to considerable pressure, in particular above 5 kg / cm 2 , and the corrosive action of an electrolytic medium at temperatures of the order of 100 ° C is.

Gegenwärtig ist es bei der Herstellung von Elektrolyserahmen bekannt, Elektrolyserahmen durch Formung herzustellen, indem man eine Formmasse auf der Basis von Phenolharz der Art Resol benutzt, die mit Fasern und anderen Zusatzstoffen, wie insbesondere hydratisiertem Aluminiumsilikat, Kaolin oder dergleichen, gefüllt ist.Present is it is known in the manufacture of electrolysis frames, electrolysis frames by forming by molding a molding compound on the base of type Resol phenolic resin used with fibers and others Additives, in particular hydrated aluminum silicate, Kaolin or the like, filled is.

Das Phenolresol ist ein flüssiges Harz, das genug reaktivierte Methylolfunktionen enthält, um dem Harz zu erlauben, im Laufe der späteren Reaktion ein fester Körper zu werden.The Phenol resol is a liquid Resin containing enough reactivated methylol functions to the resin to allow in the course of later Reaction a solid body to become.

Das Resol ist ursprünglich mit Asbestfasern gebraucht worden, da diese die Versprödung des Polymers signifikant verbessern. Aus Gründen der Hygiene und insbesondere der Sicherheit sind die Asbestfasern durch Glasfasern ersetzt worden.The Resol is original been used with asbestos fibers, as these embrittlement of Significantly improve polymers. For reasons of hygiene and in particular In safety, the asbestos fibers have been replaced by glass fibers.

Bei dieser Sachlage weist eine solche Lösung, obwohl sie sehr verbreitet ist, zahlreiche Nachteile auf.at This situation shows such a solution, although it is very widespread is, numerous disadvantages.

Zuallererst ist ein erster Schwachpunkt auf das Vorhandensein von mit dem Polymer vermischten Glasfasern zurückzuführen, was die Gebrauchsdauer der Ausrüstungen reduziert.first of all is a first weak point on the presence of the polymer attributed mixed glass fibers to what the service life of the equipment reduced.

Außerdem ist die Stoßfestigkeit kleiner. Weiterhin schafft die Nachbearbeitung wegen der Fasern Porösitäten, die chemische Angriffe erlauben.Besides that is the impact resistance smaller. Furthermore, the post-processing creates because of the fibers Porosities that allow chemical attacks.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen, wie Elektrolyserahmen, vorzuschlagen, das die oben erwähnten Nachteile beseitigt, insbesondere, was die Widerstandsfestigkeit des besagten Rahmens gegenüber Stößen und gegenüber Temperaturen über 120°C betrifft.The The aim of the invention is a process for the preparation of moldings, such as electrolysis frames, to suggest that the above mentioned Disadvantages eliminated, in particular, what the resistance strength of the said framework Bumps and across from Temperatures above 120 ° C is concerned.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Elektrolyserahmen vorzuschlagen, der eine gute mechanische und chemische Festigkeit insbesondere gegenüber Chlor und Salzsäure aufweist.One Another object of the invention is to provide an electrolysis frame to propose a good mechanical and chemical resistance especially opposite Chlorine and hydrochloric acid having.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Elektrolyserahmen vorzuschlagen, dessen Nachbearbeitung sogar bei hoher Geschwindigkeit unkompliziert ist, ohne besondere Beschädigung der Werkzeuge und der Struktur des Rahmens.One Another object of the present invention is to provide an electrolysis frame to propose its post-processing even at high speed is uncomplicated, without special damage to the tools and the Structure of the frame.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden im Laufe der folgenden Beschreibung erscheinen, die nur zur Information gegeben wird und nicht zum Ziel hat, sie zu begrenzen.Further Objects and advantages of the invention will become apparent in the course of the following description that is given for information only and not the target has to limit it.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen, wie Elektrolyserahmen, um insbesondere gegen Chlor und Salzsäure beständig zu sein.The The present invention relates to a process for the preparation of Moldings, such as electrolysis frames, in particular against chlorine and hydrochloric acid resistant to be.

Nach der Erfindung wird der besagte Rahmen im vorliegenden Fall durch das Einspritzen von einem reinen, flüssigen, nicht verstärkten und zusatzfreien Polymer in eine geschlossene Form geformt.To of the invention, the said frame in the present case by the injection of a pure, liquid, non-fortified and additive-free polymer molded into a closed mold.

Die Polymerisation eines solchen nicht verstärkten und zusatzfreien reinen flüssigen Polymers erlaubt, ein homogenes, sehr stoßfestes Material zu erhalten.The Polymerization of such a non-reinforced and additive-free pure liquid Polymer allows to obtain a homogeneous, very impact resistant material.

Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung kann Anwendungen finden zum Beispiel für die Herstellung von Elektrolyserahmen, insbesondere, um gegen Chlor und Salzsäure beständig zu sein, aber auch für die Herstellung von Aufbauformteilen insbesondere im Verkehr in ihrer Eigenschaft als Fahrzeugstoßstangen oder noch für die Herstellung von Containern oder Behältern.The method of the present invention may find applications, for example, in the manufacture of electrolysis frames, in particular to resist chlorine and hydrochloric acid, but also for the manufacture of structural parts, especially in traffic in their capacity as vehicle shocks or for the production of containers or containers.

Nach einer besonderen Art der vorliegenden Erfindung wird der besagte Elektrolyserahmen durch Reaktionsspritzguß des besagten Polymers in der besagten Form hergestellt.To a particular type of the present invention is the said Electrolysis frame by reaction injection molding of said polymer in made of said mold.

Bei diesem Verfahren mit der Bezeichnung RIM (vom Englischen: Reaction Injection Moulding) werden die Komponente eingespritzt und in einem Mischkopf unter hohem Druck vermischt, anschließend in eine geschlossene Form unter Niederdruck eingebracht, wonach die Polymerisation des Gemisches folgt.at this method called RIM (from English: Reaction Injection molding), the component is injected and in one Mixing head mixed under high pressure, then in a closed mold introduced under low pressure, after which the polymerization of the mixture follows.

Mit einem solchen Verfahren ist es möglich, Formteile mit großen Abmessungen und komplizierten Formen im kurzen Arbeitstakt zu produzieren.With Such a method makes it possible Moldings with large To produce dimensions and complicated shapes in a short work cycle.

Nach der Erfindung wird das besagte flüssige Polymer bei Raumtemperatur in die besagte Form eingespritzt, deren einer Teil auf eine Temperatur zwischen 50 und 70° geheizt ist, und der andere Teil auf eine Temperatur zwischen 10 und 20°C abgekühlt ist.To the invention becomes said liquid polymer at room temperature injected into said mold, one part of which is at a temperature heated between 50 and 70 ° is, and the other part is cooled to a temperature between 10 and 20 ° C.

Zum Beispiel sei eine Form vorgesehen, die eine auf ungefähr 60°C geheizte Matrize aufweist, und deren Stempel auf ungefähr 15°C abgekühlt ist.To the For example, suppose a mold was provided which heated to about 60 ° C Die and whose stamp has cooled to about 15 ° C.

Die Strömung des polymerisierbaren Gemisches ins Innere der Form muß laminar sein, und man reguliert die Temperatur, um einen Temperaturunterschied zwischen den beiden Teilen der Form zu behalten. Dieser Unterschied ist notwendig, um die Polymerisation zu kontrollieren und zu richten, und um eine bearbeitungsfertige Oberflächenqualität zu erhalten.The flow of the polymerizable mixture inside the mold must be laminar be, and you regulate the temperature to a temperature difference to keep between the two parts of the form. This difference is necessary to control and direct the polymerization, and to get a finished surface finish.

Dank dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung vermeidet man, daß die Schrumpfung des Materials unregelmäßig erfolgt, was sich in Hohlräumen in Form von Schichtenbildung äußern würde, die bei der Nachbearbeitung nachteilig sind.thanks the process of the present invention avoids that the shrinkage the material is irregular, which is in cavities in the form of stratification that would are disadvantageous in post-processing.

Im Gegenteil ist die Schrumpfung nach der Erfindung gänzlich kontrolliert und der Kern des geformten Produktes ist nicht geschichtet und weist keine Porösitäten auf.in the On the contrary, the shrinkage according to the invention is completely controlled and the core of the molded product is not layered and facing no porosities on.

Nach einer besonderen Art der vorliegenden Erfindung wird das besagte Polymer, das den besagten Elektrolyserahmen bildet, aus Dicyclopentadien gewonnen.To a particular type of the present invention is the said Polymer, which forms the said electrolysis frame, from dicyclopentadiene won.

Nach der vorliegenden Erfindung ist das Polymer, das den besagten Elektrolyserahmen bildet, das Polydicyclopentadien (PDCPD), das aus Dicyclopentadien durch Metathesereaktion gewonnen wird.To of the present invention is the polymer comprising said electrolysis frame which forms polydicyclopentadiene (PDCPD), which consists of dicyclopentadiene is obtained by metathesis reaction.

Insbesondere wird das Polydicyclopentadien durch ringöffnende Metathesepolymerisation ROMP (vom Englischen: Ring Opening Metathese Polymeration) hergestellt.Especially becomes the Polydicyclopentadien by ring-opening Metathesepolymerisation ROMP (Ring Opening Metathesis Polymerization).

Im Gegensatz zu den anderen duroplastischen Polymeren, wie Polyurethane, Epoxyde oder ungesättigte Polyester, in denen die Eigenschaften des Polymers von den Strukturen des Präpolymers abhängen, bietet das Polymer aus Polydicyclopentadien einen homogenen Stoff an, dessen Eigenschaften mit jenen des Monomeren verbunden sind. Die Stoßfestigkeit des Polydicyclopentadiens ist hervorragend, was auf die Vernetzung der Polymerketten zurückzuführen ist.in the Unlike the other thermosetting polymers, such as polyurethanes, Epoxides or unsaturated Polyester, in which the properties of the polymer of the structures of the prepolymer depend, For example, the polydicyclopentadiene polymer provides a homogeneous material whose properties are associated with those of the monomer. The impact resistance Polydicyclopentadiene is excellent, indicating the crosslinking attributable to the polymer chains.

Die Eigenschaften dieses Polymers (PDCPD) sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefaßt:

Figure 00040001
The properties of this polymer (PDCPD) are summarized in the table below:
Figure 00040001

Ein weiterer Vorteil des Polymers aus Polydicyclopentadien ist die Tatsache, daß es keines Wirkstoffes zum Entnehmen aus der Form benötigt, denn es ist polyolefinischer Natur.One another advantage of the polydicyclopentadiene polymer is the fact that it no active ingredient required for removal from the mold, because it is polyolefinic in nature.

Außerdem bietet dieser Polymertyp den zusätzlichen Vorteil eines isotropen Materials an in Anbetracht des Fehlens von Verstärkungen der Art Mineralfasern oder Mineralzusatzmaterial.Also offers this polymer type the extra Advantage of an isotropic material in view of the absence of reinforcements the type of mineral fibers or mineral supplement.

Sobald der Elektrolyserahmen hergestellt ist, kann dieser mit hoher Geschwindigkeit nachbearbeitet werden, um ihm seine endgültige Geometrie ohne besondere Beschädigung der Werkzeuge zu verleihen. Man kann so Rippen, Abwandlungen der Dicke von 2 mm bis mehrere Zentimeter, Einbohrungen gemäß den Anforderungen nach Starrheit und nach Funktionalität erzielen.As soon as the electrolysis frame is made, this can be done at high speed be reworked to give him his final geometry without any special damage to lend to the tools. One can so ribs, modifications of the Thickness from 2 mm to several centimeters, drilling according to the requirements to achieve rigidity and functionality.

Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem einen Elektrolyserahmen, insbesondere, um gegen Chlor und Salzsäure beständig zu sein, der nach dem weiter oben beschriebenen Verfahren hergestellt ist.The The present invention also relates to an electrolysis frame, in particular, to be resistant to chlorine and hydrochloric acid, which after the prepared above.

Dieser Rahmen kann aus einem einzigen Stück bestehen, also monolitisch sein.This Frame can consist of a single piece, that is monolithic be.

In der Tat ist das Polydicyclopentadien (PDCPD) ein Polymer, das geeignet ist, um benutzt zu werden, um Gegenstände aus einem einzigen Stück herzustellen.In In fact, polydicyclopentadiene (PDCPD) is a polymer that is suitable is to be used to make items from a single piece.

Dieses Polymer weist außerdem eine gute Stoßsicherheit bei niedriger Temperatur und bei hoher Temperatur, im allgemeinen über 120°C, auf.This Polymer also shows a good shock resistance at low temperature and at high temperature, generally above 120 ° C, on.

Nach einer besonderen Art der vorliegenden Erfindung kann man einen Elektrolyserahmen herstellen, wie in der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, aufweisend nach Formung eine Dicke von 10 cm, eine Breite und eine Länge von 2 Metern, der in der Masse eine gute Homogenität ohne Lamination aufweist.To One particular type of the present invention may be an electrolysis frame as described in the present invention After forming a thickness of 10 cm, a width and a length of 2 meters, which has a good homogeneity without lamination in the mass.

Natürlich könnten weitere Ausführungsarten in der Reichweite des Fachmanns in Betracht gezogen werden, ohne trotzdem aus dem Rahmen dieser Erfindung herauszukommen.Of course, more could embodiments be considered within the reach of the skilled person, without Nevertheless, to get out of the scope of this invention.

Claims (9)

Verfahren zur Herstellung von Formteilen, wie Elektrolyserahmen, insbesondere, um gegen Chlor und Salzsäure beständig zu sein, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Rahmen durch Spritzgießen von einem reinen, flüssigen, nicht verstärkten und zusatzfreien Polymer in einer geschlossenen Form geformt wird.Process for the production of molded parts, such as electrolysis frames, in particular to resist chlorine and hydrochloric acid, characterized in that said frame is formed by injection molding of a pure, liquid, unreinforced and additive polymer in a closed mold. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Elektrolyserahmen durch Reaktionsspritzguß des besagten Polymers in der besagten Form hergestellt wird.Process according to Claim 1, characterized in that the said electrolysis frame is replaced by Reak injection molding of said polymer in said mold. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte flüssige Polymer bei Raumtemperatur in die besagte Form eingespritzt wird, deren einer Teil auf eine Temperatur zwischen 50 und 70° geheizt ist, und der andere Teil auf eine Temperatur zwischen 10 und 20°C abgekühlt ist.Method according to claim 1, characterized in that that this said liquid Polymer is injected at room temperature into said mold, one part of which is heated to a temperature between 50 and 70 ° C, and the other part is cooled to a temperature between 10 and 20 ° C. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Polymer, das den besagten Elektrolyserahmen bildet, aus Dicyclopentadien gewonnen wird.Method according to claim 1, characterized in that that this said polymer, which forms said electrolysis frame out Dicyclopentadiene is recovered. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Polymer, das den besagten Elektrolyserahmen bildet, Polydicyclopentadien ist.Method according to claim 4, characterized in that that this said polymer forming said electrolysis frame, polydicyclopentadiene is. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Polydicyclopentadien aus Dicyclopentadien durch Metathesereaktion gewonnen wird.Method according to claim 5, characterized in that that this Polydicyclopentadiene from dicyclopentadiene by metathesis reaction is won. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Elektrolyserahmen mit hoher Geschwindigkeit nachbearbeitet wird, um ihm seine endgültige Geometrie zu verleihen.Method according to claim 1, characterized in that that the said electrolysis frame reworked at high speed will give him his final To give geometry. Elektrolyserahmen, um insbesondere gegen Salzsäure beständig zu sein, der nach irgendeinem der vorgehenden Ansprüche hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem einzigen Stück besteht.Electrolysis frame, in particular resistant to hydrochloric acid be made according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that from a single piece consists. Elektrolyserahmen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß er nach Formung eine Dicke von 10 cm aufweist.Electrolysis frame according to claim 8, characterized that he after forming has a thickness of 10 cm.
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