DE1103016B

DE1103016B - Verfahren zum Herstellen eines elastischen Phenolharzformkoerpers

Info

Publication number: DE1103016B
Application number: DES54835A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gerlinde Buerklin; Dr Rudolf Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1957-08-22
Filing date: 1957-08-22
Publication date: 1961-03-23

Description

Verfahren zum Herstellen eines elastischen Phenolharzformkörp ers Formkörper aus hitzehärtbarem Preßharz, insbesondere aus Phenolformaldehydkondensationsbarzen, sind infolge ihrer Härte und Sprödigkeit für solche Anwendungen schlecht brauchbar, bei denen eine gewisse Elastizität gefordert wird. Es sind Versuche bekanntgeworden. die gewünschte Elastizität durch Zusätze erzielen. Die Schwierigkeit besteht darin, Zusätze zu finden, die eine ausreichende Verträglichkeit mit dem Phenolharz aufweisen; hierzu gehört vor allem eine gewisse Reaktionsfähigkeit der beiden Stoffe, wobei es nicht notwendig ist. daß die Reaktionsfähigkeit zur Entstehung von Bindungen mit großer Bindungsenergie führt.
Es ist z. B. vorgeschlagen worden, nach Erreichung der durch Kondensation erzielten Novolakstufe nitrilhaltige elastifizierende Stoffe zuzusetzen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines elastischen Phenolharzformkörpers unter Verwendung eines nitrilhaltigen elastifizierenden Zusatzes. Der Formkörper zeichnet sich gegenüber den bekannten Phenolharzen durch wesentlich verbesserte Elastizitätseigenschaften bei außerordentlich großer Schlagzähigkeit aus. Beim Verfahren gemäß der Erfindung wird der nitrilhaltige elastifizierende Stoff beim Einsetzen der Unlöslichkeit in der wäßrigen Reaktionsphase zugesetzt. Als elastifizierender Stoff wird z. B. Acrylnitril oder Vinylidencyanid verwendet.
Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung wird als elastifizierender Stoff ein Gemisch aus einem Nitril und einem Alken zugesetzt, z.B. ein Gemisch aus Acrylnitril und Hexen. Dabei kann der Hexenanteil des elastifizierenden Zusatzes weit überwiegen. Hervorragende Ergebnisse ergibt weiterhin ein Gemisch aus einem Nitril und einem Alkin als elastifizierender Zusatz, z.B. ein Gemisch aus Acrylnitril und Diphenylacetylen, wobei wiederum der Alkinanteil überwiegen kann. Derartige Formkörper zeichnen sich durch eine besonders gute Abriebbeständigkeit aus.
Schließlich seien als elastifizierende Stoffe hervorragend geeignete Zusätze Gemische aus einem Nitril und einem Vinyläther genannt. z. B. ein Gemisch aus Acrylnitril und Vinyläther, wobei die beiden letzteren im tSberschuß verwendet werden können.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird an Hand der nachfolgenden Beispiele noch näher erläutert: 1 Mol Phenol wird mit 2,5 Mol Formaldehyd in Form einer 370/oigen wäßrigen Lösung in alkalischem Medium in einer Kondensationsapparatur bei 70 bis 800 C erhitzt. Beim Einsetzen der Unlöslichkeit in der wäßrigen Reaktionsphase - sie wird auf einen pH-Wert von 6,5 bis 7 eingestellt - wird ein Gemisch von 100/o Acrylnitril-Hexen (bezogen auf die Harzmenge) im Verhältnis 40 : 60 zugesetzt und dann bis zur Bildung eines homogenen Harzes weiterkondensiert. Vor der Erreichung des zum Einmischen der Füllstoffmenge erwünschten Kondensationsgrades wird das Harz ausgewaschen. entwässert und dann als Füllstoff 400/0 Holzmehl auf der Walze zugemischt.
Ein aus dieser Masse hergestellter Preßkörper ist zähelastisch und außerordentlich unempfindlich gegen Stöße und mechanische Einwirkungen. Diese Eigenschaften bleiben selbst bei komplizierten Formkörpern erhalten. Ein nach dem vorbeschriebenen Verfahren unter den üblichen Preßbedingungen für Phenolharz-Preßmassen hergestellter DIN-Normstab (120 15 10 mm) weist eine Schlagzähigkeit von 16 cmkgkm auf. Ein entsprechender, nach dem bekannten Verfahren hergestellter Formkörper erreicht dagegen nur Werte von 7 bis 8 cmkgZcm2.
Erhöht man den Acrylnitril-Hexen-Zusatz auf 20 °/o, so erreicht man eine Schlagzähigkeit von 23cmkg/cm2; sie steigt auf 40 cmkg/cm2 mit einem Zusatz von 30e/o an.
Allgemein gilt für die Bemessung des nitrilhaltigen elastifizierenden Zusatzes, daß er zwischen 5 und 300in liegen soll. Die vorstehenden Daten zeigen zwar, daß die Schlagzähigkeit mit steigendem Zusatz zunimmt.
Es ist jedoch zu berücksichtigen, daß die Verarbeitbarkeit in gleichem Maße abnimmt und insbesondere bei Zusätzen über 300/o Schwierigkeiten bereitet.
Hinzu kommt, daß mit zunehmendem Zusatz die Oberflächenbeschaffenheit des Formkörpers ungünstiger wird und bei Zusätzen iiber 30 °/o die Oberfläche klebrig bleibt. Im allgemeinen empfehlen sich daher besonders Zusätze zwischen 10 und 15 Oio. bei denen ein für die meisten Anwendungen vorteilhafter Rom- promiß zwischen Schlagzähigkeit, Verarbeitbarkeit und Oberflächenbeschaffenheit erzielt wird.
Die elastifizierenden Stoffe können in monomerem oder in polymerisiertem oder vorpolymerisiertem Zustand zugesetzt werden.
Von den obengenannten, gemäß der Erfindung als elastifizierende Zusätze geeigneten Stoffgruppen sind jene Verbindungen auszuschließen, die saure Reste enthalten oder zur Bildung stark saurer Reste führen, z. B. Formiate, Acetate oder Chloride.

Claims

PATENTANSPRUCHE.

1. Verfahren zum Herstellen eines elastischen Phenolharzformkörpers, bei dem ein nitrilhaltiger elastifizierender Stoff zugesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der nitrilhaltige elastifizierende Stoff beim Einsetzen der Unlöslichkeit in der wäßrigen Reaktionsphase zugesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elastifizierender Stoff Acrylnitril oder Vinylidencyanid zugesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gel;ennzeichnet, daß als elastifizierender Stoff ein Gemisch aus einem Nitril und einem Alken zugesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Alken ein Hexen zugesetzt wird und daß vorzugsweise der Alkenanteil des elastifizierenden Stoffes überwiegt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als elastifizierender Stoff ein Gemisch aus einem Nitril und einem Alkin zugesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekeiiiizeichnet, daß als Alkin Diphenylacetylen zugesetzt wird und daß vorzugsweise der Alkinanteil des elastifizierenden Stoffes überwiegt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als elastifizierender Stoff ein Gemisch aus einem Nitril und einem Vinyläther zugesetzt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Vinyläther Vin~läthuläther zugesetzt wird und daß vorzugsweise der Vinvlätheranteil des elastifizierenden Stoffes überwiegt.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der elastifizierende Stoff entweder in monomerem oder in polymerisiertem bzw. vorpolymerisiertem Zustand zugesetzt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der elastifizierende Zusatz auf 5 bis 300/0, vorzugsweise 10 bis 150/0, bemessen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 897 011, 829 663., 904589, 950 498; USA.-Patentschriften Nr. 2617 819, 2461 349, 9 658 047.