DE1125166B - Verfahren zum Undurchlaessigmachen von Glasfaserkunststoffkoerpern fuer Fluessigkeiten und Gase - Google Patents

Description

• Verfahren zum Undurchlässigmachen von Glasfaserkunststoffkörpern für Flüssigkeiten und Gase Zur Herstellung glasfaserverstärkter Kunststoffe werden in erster Linie Gießharze, die aus Gemischen ungesättigter Polyester und Styrol bestehen, verwendet. In geringerem Umfange werden Kunstharze der Äthoxylingruppe und Gießphenolformaldehydharze sowie einige bei hoher Temperatur beständige Harze, wie aus Triallylcyanurat, eingesetzt. Bei der Aushärtung der zunächst hochviskosen Gemische aus Glasfasern und Gießharzen tritt eine mehr oder minder starke Volumenkontraktion der sich bei diesem Vorgang vernetzenden Gießharze ein, die bei Polyestergießharzen bis zu 9 °/o betragen kann. Auch durch die aus technologischen Gründen begrenzte Beimischung von Füllstoffen oder durch Aushärten unter erhöhtem Druck vermag man nicht, die durch diese Kontraktion bewirkte Bildung feiner Haarrisse und Kapillaren, die sich vornehmlich entlang den Glasfasern finden, völlig zu verhindern. Diese zusammenhängenden Feinstporen lassen Wasser und Wasserdampf in den Glasfaserkunststoff eindringen und ermöglichen damit eine Reaktion der eingedrungenen Feuchtigkeit mit der Oberfläche der eingelagerten Glasfasern. Die Reaktionsprodukte des Wassers mit dem Glas vermögen vor allem, Polyester zu zersetzen, und geben Anlaß zu einer erheblichen Festigungsminderung oder sogar zur Zerstörung des Glasfaserkunststoffverbandes.
• Wesentlich geringer als die durch die Kapillaren eingedrungenen Wasser- oder Dampfmengen und praktisch ohne Wirkung sind die Feuchtigkeitsmengen, die durch reine Diffusion durch den Kunststoff selbst an die Oberfläche der Glasfasern gebracht werden.
• Der schädigenden Wirkung des Eindringens von Feuchtigkeit in den Glasfaserkunststoff kann durch Überziehen der Glasfasern mit Schutzschichten, die sowohl wasserabweisend sind als auch eine innigere Verbindung der Glasfaseroberfläche mit dem Kunststoff herbeizuführen gestatten, im gewissen Umfange begegnet werden. Die Wirksamkeit solcher Glasschutzmittel oder Schlichtemittel läßt sehr deutlich das Naßfestigkeits-Trockenfestigkeits-Verhältnis, ein Kennzeichen des Widerstandes gegen die Einwirkung der Feuchtigkeit, ansteigen. Es gelingt allerdings nicht, die festigkeitsmindernde Wirkung längerer Bewässerung oder Feuchtigkeitsaussetzung von Glasfaserkunststoffen völlig zu unterbinden oder die Festigkeitswerte durch nachfolgendes Trocknen wieder auf den ursprünglichen Trockenfestigkeitswert zu bringen.
• Noch ungünstiger wirkt sich eine lang dauernde Bewässerung von Glasfaserkunststoffen auf die elektrischen Eigenschaften aus. Haarrisse und feine, zusammenhängende Poren saugen Wasser auf oder bedecken sich mit Feuchtigkeitshäutchen, die zu einer wesentlichen Verminderung des elektrischen Widerstandes der Glasfaserkunststoflkörper führen. So kann die Durchschlagfestigkeit von Glasfaserkunststoffen durch Langzeitbewässerung ohne weiteres auf ein Viertel und mehr des ursprünglichen Wertes sinken. Solche Körper verlieren nach Behandlung mit Wasser praktisch diese sie sonst in so außerordentlichem Maße auszeichnende Eigenschaft eines hochwertigen elektrischen Isolators.
• Weiterhin ist bekannt, daß es sehr schwer ist, Rohre aus glasfaserverstärkten Kunststoffen herzustellen, in die bei hohen Drucken Flüssigkeiten oder Gase eingefüllt oder gefördert werden können, ohne daß es wegen der auftretenden Porosität dieser Erzeugnisse zu Druckminderungen und Verlusten bzw. zu einem Durchtreten dieser Stoffe durch die Rohrwände aus Glasfaserkunststoff kommt. Die Mikroporosität von glasfaserverstärkten Kunststoffen ist im wesentlichen Grund dafür, daß es bisher nicht gelang, einwandfreie, auf Drücke über 6 atü beanspruchbare Rohre herzustellen.
• Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung dichter Körper aus glasfaserverstärkten Kunststoffen, die selbst nach lang dauernder Einwirkung von Feuchtigkeit in Form von Wasserdampf, Wasser oder wäßriger Lösungen nicht nur ihre mechanischen Eigenschaften, sondern ihre guten chemischen und elektrischen Eigenschaften bewahren und infolge hoher Druckdichtigkeit für Hochdruckbehälter oder -leitungen Verwendung finden können.
• Gemäß Erfindung werden die mit bekannten Arbeitsverfahren hergestellten Körper aus glasfaserverstärkten Kunststoffen nach Formung und Aushärtung nachträglich einer Imprägnierung mit Flüssigkeiten unterzogen, die gegenüber diesen Werkstoffen eine möglichst gute Benetzbarkeit aufweisen, also bestrebt sind, selbst in feinste Hohlräume rasch einzuwandern.
• Diese Imprägnierflüssigkeiten sollen weiterhin wasserabweisend sein oder unter Umständen auch mit Wasser dergestalt in Reaktion treten können, daß die entstehenden Reaktionsprodukte für Wasser undurchlässig sind und eine schlechte Wasserbenetzung aufweisen.
• Geeignete Imprägniermittel sind beispielsweise Silane, insbesondere Polyvinyltrichlorsilan und fl-Chlorallyloxyvinyldichlorsilan, allein oder in Mischung mit Polyestern, Epoxyharzen.
• Auch können Tränkmittel verwendet werden, die durch anschließende Temperaturzufuhr in den Poren der glasfaserverstärkten Kunststoffe polymerisieren und sich verfestigen. Hierzu gehören Gießharze, die eine möglichst niedrige Viskosität mit geringster Aushärtungsschwindung verbinden. Vorteilhaft ist der Einsatz polymerisierbarer Tränkmittel, die infolge guter Adhäsion sich bei der Härtungsschrumpfung nicht von den Porenflächen lösen und einen geschlossenen, inneren Hohlraum bilden. Hierfür können beispielsweise Athoxylinharze (Epoxyharze), die Reaktionsprodukte der Bisphenole mit Epichlorhydrin, verwendet werden.
• Schließlich müssen diese Tränkmittel, soweit Teile für elektrische Isolationen in Frage kommen, selbst elektrisch indifferent sein, also eine möglichst geringe Leitfähigkeit und dielektrische Verluste aufweisen.
• Dieser Forderung genügen siliziumorganische Stoffe der verschiedensten Zusammensetzung am besten, insbesondere Siliconöle.
• Die Tränkung der Werkstücke aus glasfaserverstärkten Kunststoffen erfolgt am zweckmäßigsten unter Druck (Druckimprägnierung), wobei das Werkstück zunächst einem Vakuum ausgesetzt und dann unter hohem Druck mit dem Tränkmittel imprägniert wird. Diese Operation wird vorteilhafterweise bei Temperaturen von mehr als 800 C durchgeführt.
• Werden polymerisierbare Tränkmittel verwendet, so ist dieTränkung derart vorzunehmen, daß es während des Imprägniervorganges noch nicht zu einer wesentlichen Polymerisierung kommt. Ein Aushärteprozeß kann in diesem Fall angeschlossen werden.
• Das Vakuum-Druck-Imprägnierverfahren ist allen anderen Tränkverfahren vorzuziehen, da es mit dessen Hilfe möglich ist, eine sehr tiefwirkende Tränkung vorzunehmen. Auch werden etwaige geringe, in den Poren befindliche Feuchtigkeitsschichten durch vorherige Evakuierung entfernt und somit die Füllung der Poren begünstigt und die Haftung des Imprägniermittels verstärkt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Undurchlässigmachen von Glasfaserkunststoffkörpern für Flüssigkeiten und Gase, dadurch gekennzeichnet, daß diese Körper nach Formung und Aushärtung einer Tränkung mit gut netzenden, wasserabweisend- und/oder wasserundurchlässigmachenden, in alle Haarrisse und Poren des Kunststoffes eindringenden organischen Imprägniermitteln bzw. polymerisierbaren flüssigen Kunststoffen unterworfen werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper zunächst einem Vakuum ausgesetzt werden und dann die Tränkung unter hohem Druck durchgeführt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Tränkmittel Stoffe mit möglichst geringer elektrischer Leitfähigkeit und möglichst geringen dielektrischen Verlusten verwendet werden.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Beyer, Glasfaserverstärkte Kunststoffe, 1955, S. 98; schweizerische Patentschrift Nr. 285 783.