DE1454845C3

DE1454845C3 - Verfahren zum Herstellen einer Spritzgießmasse aus verstärktem Kunstharz

Info

Publication number: DE1454845C3
Application number: DE1454845A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Nv Koninklijke Nederlandsche Maschinefabriek Voorheen Eh Begemann Helmond (niederlande)
Current assignee: Nv Koninklijke Nederlandsche Maschinefabriek Voorheen Eh Begemann Helmond (niederlande)
Priority date: 1962-08-31
Filing date: 1963-08-31
Publication date: 1974-01-17
Also published as: DE1779918B2; DE1454845A1; GB1041574A; DE1779918C3; DK118919B; DE1454845B2; CH423210A; DE1779918A1; LU44317A1; SE319897B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Spritzgießmasse aus verstärktem, in der Wärme aushärtendem Kunstharz, bei dem in das als knetbare Masse vorliegende Kunstharz mineralische Verstärkungsfasern und anorganische Füllstoffe eingebracht und in ihm verteilt werden.

Zur Herstellung vorgemischter Polyester-Preßmassen ist es bekannt, Harze mit einer Viskosität von höchstens 80 000 cP sowie nicht backende oder klumpende Füllstoffe zu verwenden. Die Massen sollen eine solche Konsistenz besitzen, daß man von Hand daraus eine annähernd formbeständige Kugel bilden kann und daß stramm gepreßte Profile vor der Härtung nicht zerfließen. Zur Verstärkung solcher Polyester-Preßmassen kommen dabei Glasfasern von 6 bis 13 mm Länge, aus Fasersträngen mit 150 Einzelfasern geschnitten, sowie Sisalfasern von 10 bis 20 mm Länge zur Verwendung. Hinsichtlich Sisalfasern ist angegeben, daß diese nicht zur Verwendung kommen sollen, wenn die Preßteile dauernd mit Wasser in Berührung kommen. Auch die Verwendung von verstärkend und versteifend auf die ungehärtete Masse wirkender Asbestfasern ist in diesem Zusammenhang bekannt. Für die Herstellung solcher Polyester-Preßmassen werden Tcontinuierlich arbeitende Spiralmischer verwendet.

Es sind auch Polyestermassen von kittartiger Konsistenz bekannt, die als Harzträger für geschnittene Glasfasern von etwa 0,01 mm Durchmesser und 20 bis 30 mm Länge dienen. Das Verhältnis von Länge zum Durchmesser beträgt also bei diesen Glasfasern etwa 2000 bis 3000. Für die Verarbeitung dieser Polyestermassen ist die Verwendung normaler Preß- oder Spritzpreßwerkzeuge angegeben, die zur Erleichterung der Entformung möglichst hart verchromt, zumindest aber an senkrechten Flächen poliert sein sollen. Bei der Gestaltung von Preßteilen mit geringen Wanddicken soll darauf geachtet werden, daß die Ränder verstärkt werden, damit beim Preßvorgang die Glasfasern optimal verfilzen.

Schließlich sind noch Polyester-Preßmassen bekannt, bei welchen die verwendeten Glasfasern Längen von 3, 6, 12, 20 und 30 mm aufweisen. Für einen Glasfaseranlcil von beispielsweise 60 Gewichtsprozent ist dabei angegeben, daß damit Festigkeitswerte erreicht werden können, die denen von Stahl entsprechen.

Die Verwendung der bekannten Polyestermassen zur Herstellung von Teilen durch Spritzgießen ist in der Vergangenheit im Regelfall fehlgeschlagen, und zwar insbesondere dann, wenn die herzustellenden Teile kompliziert gestaltet waren und verhältnismäßig kleine Abmessungen haben sollten, weil dann Formen zur Verwendung kommen müssen, die im Querschnitt enge und gekrümmte Kanäle aufweisen. Die Teile besitzen eine unzureichende mechanische Festigkeit und neigen

ίο zur Rißbildung, insbesondere an Krümmungsstellen. Es wurde gefunden, daß diese Nachteile aus der Zusammensetzung der Polyestermassen, insbesondere bezüglich der Verteilung ihrer mineralischen Verstärkungsfasern resultieren. Die herkömmlichen Polyestermassen sind also nicht ausreichend homogen. Außerdem hat sich gezeigt, daß aus derartigen Massen hergestellte Teile nach einer Bearbeitung leicht korrodieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Spritzgießmasse der eingangs genannten Art zu schaffen, welches eine Spritzgießmasse herzustellen ermöglicht, die eine ausreichend homogene Zusammensetzung aufweist, so daß die aus ihr herzustellenden Teile eine große Festigkeit, insbesondere eine große Biegefestigkeit, besitzen, nicht zur Rißbildung neigen und ohne Korrosionsgefahr bearbeitet werden können.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß mindestens 85% der einen Durchmesser von 0,01 bis 0,02 mm aufweisenden Verstärkungsfasern als einzelne Fasern zugegeben werden, deren Verhältnis von Länge zum Durchmesser 100 bis 500 beträgt und der Teilchengröße der Füllstoffe von 0,005 bis 0,05 mm proportional angepaßt ist.

Mit diesen Maßnahmen wird eine Spritzgießmasse erhalten, die als homogen anzusprechen ist und bei welcher die einzelnen Fasern so verteilt sind, daß die aus ihr hergestellten Teile ohne Korrosionsgefahr bearbeitet werden können. Die angepaßte Teilchengröße ermöglicht weiterhin eine Beibehaltung der Streckung der einzelnen Fasern bei der Verarbeitung der Masse durch Spritzgießen, was mit eine Ursache ist für die sehr wesentliche Vermeidung jeglicher Rißbildung bei den aus ihr hergestellten Teilen, die außerdem wesentlich verbesserte Festigkeitseigenschaften besitzen. Diese können dadurch auf einen optimalen Wert.gesteigert werden, daß man gemäß einem weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens den einzelnen Verstärkungsfasern höchstens eine Länge gibt, die der kleinsten Wandstärke des mit der Spritzgießmasse herzustellenden Gegenstandes entspricht.

Beispiel 1

. 1 kg Polyester wird mit 1 kg Asbestfüllstoff (Teilchengröße etwa 0,05 mm) bei Zusatz von 20 g Benzoyl-Peroxyd gemischt. Die gebildeten Probestäbe weiseneine Zugfestigkeit von 458 kg/cm² auf. Die Masse ist nicht als Spritzgießmasse verwendbar, die aus ihr hergestellten Gegenstände weisen keine hohe mechanische Festigkeit auf.

B e i s ρ i e 1 2

1 kg Polyester gemäß Beispiel 1 wird bei Zusatz von 20 g Benzoyl-Peroxyd mit 0,35 kg Glasfasern einer Länge von 6 mm und einem Durchmesser von 0,015 mm, was einem Verhältnis von Länge zum Durchmesser von 400 entspricht, und 0,50 kg Asbestfüllstoff mit einer Teilchengröße von 0,05 mm gemischt. Die Glasfasern werden homogen verteilt (30% der Glasfasern war

noch in Büscheln von 100 Fasern vorhanden), wobei die aus der knetbaren Masse erhaltenen Probestäbe eine Zugfestigkeit von 652 kg/cm² aufweisen. Bei der Untersuchung der Probestäbe hat sich herausgestellt, daß deren bearbeitete Oberflächen insbesondere an den Stellen, an welchen die Glasfasern noch in Büscheln vorhanden waren, bei Einwirkung konzentrierter Säuren rasch angefressen wurden.

Beispiel 3

1 kg Polyester gemäß Beispiel 1 wird bei Zusatz von 20 g Benzoyl-Peroxyd mit 0,5 kg Asbestfüllstoff einer Teilchengröße von 0,05 mm und 350 g Glasfasern einer Länge von 6 mm und einem Durchmesser von 0,015 mm, was einem Verhältnis von Länge zum Durchmesser von 400 entspricht, gemischt. Bei Verteilung der Fasern zu 85% als einzelne Fasern in der knetbaren Masse erhielt man eine Zugfestigkeit der Probestäbe von 852 kg/cm². Bearbeitete Oberflächen von aus dieser Masse angefertigten Spritzgußgegenständen wiesen durch die homogene Verteilung der Fasern eine große Beständigkeit gegen den Einfluß konzentrierter Säuren auf.

B e i s ρ i e 1 4

Verfahrensmäßig ging man hier in Analogie wie bei dem Beispiel 3 vor, verwendete aber Glasfasern einer Länge von 14 mm, um ein Verhältnis von Länge zum Durchmesser von 930 zu erhalten, die Probestäbe wiesen dann eine Zugfestigkeit von 600 kg/cm² auf. Eine Masse dieser Zusammensetzung eignet sich also nicht zur Herstellung von Spritzgußgegenständen hoher mechanischer Festigkeit.

B e i s ρ i e 1 5

Aus einer Masse, hergestellt gemäß Beispiel 3, wird ein Gegenstand mit einer Mindestwandstärke von

ίο 3 mm hergestellt. In diesem Fertigteil zeigen sich an der Stelle der Mindestwandstärke bald Risse.

Keine Risse stellen sich dann ein, wenn die Faserlänge der Verstärkungsfasern auf 3 mm herabgesetzt wird. Durch Verkleinerung der Teilchengröße des Füllstoffes von einem Durchmesser von 0,05 auf 0,02 mm kann die Festigkeit um etwa 20°/₀ erhöht werden. Aus einer derartigen Masse hergestellte Gegenstände genügen chemischen Anforderungen.

B e i s ρ i e I 6

1 kg Epoxydharz wird mit 0,50 kg Asbestfüllstoff einer Teilchengröße von 0,05 mm sowie mit 0,35 kg Glasfasern und 0,40 kg Metaphenylendiamin gemischt. Der Durchmesser der Glasfasern beträgt 0,015 mm. Aus dieser Masse hergestellte Probestäbe wiesen eine Zugfestigkeit von 880 kg/cm² auf, wenn die Länge der .Glasfasern 3 mm betrug.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen einer Spritzgießmasse aus verstärktem, in der Wärme aushärtendem Kunstharz, bei dem in das als knetbare Masse vorliegende Kunstharz mineralische Verstärkungsfasern und anorganische Füllstoffe eingebracht und in ihm verteilt werden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 85% der einen Durchmesser von 0,01 bis 0,02 mm aufweisenden Verstärkungsfasern als einzelne Fasern zugegeben werden, deren Verhältnis von Länge zum Durchmesser 100 bis 500 beträgt und der Teilchengröße der Füllstoffe von 0,005 bis 0,05 mm proportional angepaßt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Verstärkungsfasern höchstens eine Länge aufweisen, die der kleinsten Wandstärke des mit der Spritzgießmasse herzustellenden Gegenstandes entspricht.