DE1469948A1 - Permanente Magnete und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents
Permanente Magnete und Verfahren zu deren HerstellungInfo
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- DE1469948A1 DE1469948A1 DE1962D0038883 DED0038883A DE1469948A1 DE 1469948 A1 DE1469948 A1 DE 1469948A1 DE 1962D0038883 DE1962D0038883 DE 1962D0038883 DE D0038883 A DED0038883 A DE D0038883A DE 1469948 A1 DE1469948 A1 DE 1469948A1
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Description
Com pa» y
Dunem Rleotrio €jr, Ine.
Dunem Rleotrio €jr, Ine.
Es wird die Priorität dor USA-Patentanmeldung Serial No. 1o9 839» eingereicht a» 15« Mai 1961,
in Anspruch genommen.
Permanente Magnete und Verfahren zu deren Herstellung«
und Hassen bzw. Zusammensetzungen zu deren Herstellung·
Permanente Magnete sind bisher aus festen magnetischen Materlallen
hergestellt worden« beispielsweise aus SpezialStählen oder Alnicolegierungen, d.h. unter Zuhilfenahme einer Bearbeitung
wenigstens an dan PoIflachen. Obwohl solche Magnete in der Art
ihres Betriebes oftmals zufriedenstellend sind, sind sie schwierig
und kostspielig herzustellen, insbesondere wenn eine Gestalt und ein Genauigkeitsgrad erwünscht sind« welche umfangreiche
Bearbeitung erfordern. Ferner neigen ihre magnetischen Eigenschaften
dazu« daß al« In verschiedenen Richtungen unterschiedlich
sind; dies führt mir Erzeugung eines nicht-gleichfBrmlgen
Kraftatrömungsmueters, wobei dies manchmal nachteilig 1st.
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Zur Überwindung der Schwierigkeit bei der Bildung und Bearbeitung von permanenten Magneten sind Verfahren entwickelt worden,
bei denen das magnetische Material zunächst in die Form eines feinen Pulvers gebracht und anschließend gepreßt und zu der geeigneten
Gestalt gesintert wurde. Dieses Verfahren führte wesentlich leichter zur Herstellung von zufriedenstellenden permanenten Magneten
als durch Bearbeitung aus dem Zustand des festen Materials<.
Jedoch ist die Sinterung verhältnismäßig kostspielig und unzweckmäßig, da hohe Temperatur und hoher Druck erforderlich sind.
Bei Untersuchungen zur Vermeidung der schwierigen Bedingungei
wie sie bei der Sinterung von Magneten erforderlich sind, wurden Verfahren zum Verformen bzw. Pressen des pulverisierten magnetischen Materials in Vermischung mit Kunststoffbindemitteln entwickelt»
Nach dieser Arbeitswelse konnten permanente Magnete erzeugt werden« welche durch Verformung bzw. Pressen bei niedriger
Temperatur leicht zu bilden waren. Ks entstand jedoch ein neues Problem darin, daß die verformten bzw. gepreßten Magnete einer
Dimensionsverzerrung bei erhöhten Temperaturen unterlagen. Dementsprechend
konnten sie nicht für solche Anwendungszwecke eingesetzt
werden,' wobei Dimensionsstabilität unter Bedingungen erhöhter Temperatur erforderlich warο
Ein Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung einer permanent magnetisierbaren Masse bzw« Zusammensetzung, welche leicht
verformt bzw· gepreßt werden kann·
Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung einer solchen Masse bzw. Zusammensetzung, welche bei Raumtempera-
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's
tür durch Druck verformt und anschließend erhitzt werden kann»
so daß das harzartige Bindemittel, welches darin enthalten ist, gehärtet wird.
Ferner besteht ein Zweck der Erfindung in der Schaffung einex
solchen preßbaren bzw. verformbaren Masse, welche dann, wenn sie unter Druck kalt gepreßt bzv. kalt verformt und anschließend durct
Anwendung von Wärme gehärtet ist, ihre Dimensionen während des Harteverfahrens beibehält, to daß sie genau zu der erwünschten
Endgestalt verformt bzw. gepreßt und in der Form zu Ende behandelt
werden kann.
Weiterhin besteht ein Zweck der Erfindung in der Schaffung einer solchen magnetischen Kasse bzw. Zusammensetzung, aus welcher gepreßte bzw. verformte Magnete erzeugt werden können, d.h.
gegebenenfalls durch kaltes Pressen bzw. Verformen, wobei die
Produkte eine hohe Formbeständigkeit aufweisen.
Durch die Masse gemäß cer Erfindung werden ferner andere erwünschte
Eigenschaften erzielt, welche am Ende der nachstehenden
Beschreibung erläutert sind«
Gemäß der Erfindung wird eine verformbare bzw. preßbare magnetische
Masse bzw. ZusarnmerSetzung dadurch geschaffen, daß man
ein feinteiliges permanent n.agnetisierbares Material, beispielsweise
eine Alnicolegierung, mit einer besonderen Epoxyharz-Phenolharz-Masse
zusammenmischt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die harzartige Masse liter Einzelteilchen des magnetlslerbaren
Materials vor der Verformung bzw. vor dem Pressen übergezogen. Die verformbare bzv. preßbare Masse kann danach unter
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Druck bei Rauntemperatur zu der erwünschten Form gepreßt bzw.
formt werdent und das verfoxrate bzw. gepreßte Stück wird alsdann
während einer Zeit erhitzt, welche zur HUrtung der harzartigen Hasse hinreichend ist. Das verformte bzw. gepreßte Stück kann
dann magnetisiert werden. Όεβ Ergebnis ist ein permanenter Magnet
mit ausgezeichneter Festigkeit, genau vorbestimmter Gestalt und Dimensionen und ferner mit hoher Formbeständigkeit» so daß er bei
Anwendungszwecken eingesetzt werden kann, bei denen die Dimensionen
kritisch sind und dir Dimensionsstabilität bei Arbeitsbedingungen unter erhöhter Temperatur eingehalten werden muß.
Irgendwelche Materialien aus einer großen Anzahl von magnetischen
Materialien können zur Anwendung gebracht werden, beispielsweise
pulverisiertes Alnico und pulverisiertes keramisches magnetisches Material. Wenn eine Magnetisierung während des Härteverfahrens
in Betracht gebogen 1st, kann axial orientiertes magnetisches Material angewendet werden* Wenn Jedoch eine Magnetisierung
angewendet werden soll, nachdem Magnete verformt bzw. gepreßt und ausgehärtet sind, wird bevorzugt, daß man ein nicht—
^ orientiertes magnetisches Material verwendet. Kin bevorzugtes Ma-
τ- terial ist gepulvertes Alnioo XXX, welches die folgende Zus
0^ setzung (in Gew.-Teilen) au rweist:
£J Kobalt 35
ο Nickel 18
Aluminium 6
Titan 8
Eisen 33
Andere magnetische Legierungen in gepulverter Form können
ebenfalls angewendet werdenf beispielsweise Alnico V oder keramische
magnetische Materialien, welche in der Technik bekannt sind und im allgemeinen aus einer Mehrzahl von Oxyden bestehen,
beispielsweise Fe2O3, BaO, FbO, SrO und verwandte Oxyde.
Verformbare bzw. preßbare Massen gemäß der Erfindung werden
dadurch erzeugt, daß man zunächst nach einem der verschiedenen Verfahren eine Epoxyharz-Pheaolharz-Masse bildet. Bei dem ersten
Verfahren werden dio beiden Harze bei erhöhter Temperatur zusammen erhitzt, bis sie schmelzen« Das geschmolzene Genisch wird dann
zusammengemischt, und es kann erwUnschtenfalls noch zusammen umgesetzt
werden; danach wird as mit einer katalytischen Menge
des speziellen tertiären Amlnkatalysators gemischt· Es wird alsdann
abgekühlt, und das verfestigte Harz wird zu feinen Teilchen gemahlen, welche dann mit den Magnetteilchen gemischt werden, und
es kann mit einem Überzugsmittel, beispielsweise MethylathyIketon,
überzogen werden.
Bei einem zweiten Verfaliren werden jeweils das Epoxyharz und
das Phonolharz in einem geeigneten Lösungsmittel aufgelöst, beispielsweise
in Methylethylketon, d.h, entweder in demselben Lösungsmittelanteil
oder in getrennten Lösungsmittelanteilen· Wenn getrennte LfssungsmittelanteiJe angewendet werden, werden nach der
Lösung die beiden Anteile zusammengemischt, so daß eine einzige
Lösung der beiden harzartiger Komponenten gebildet wird,, An diesem
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Punkt kann eine katalytische Menge des speziellen tertiären Amins
in eine der beiden Lh sunken oder in das Gemisch der beiden Lösungen
hineingegeben werden« Wenn die beiden Lösungen während langer Zeiträume getrennt gehalten werden sollen, kann der Katalysator
in die Phenolharzlösung eingeschlossen werden. Bei einer anderen Ausführungsform ist das Gemisch aus der Phenolharzlösung und der-Epoxyharzlösung
für eine unbegrenzte Zeitdauer lagerungsstabil, und der Katalysator kann unirlttelbar vor der Anwendung oder inner«
halb weniger Wochen vor der Anwendung dort hinzugegeben, werden« Die Metallteilchen werden denn mit der Lösung zusammengemischt«
und das Lösungsmittel wird -verdampft, wobei ein Überzug aus Harz
auf den einzelnen Teilchen hinterlassen wird. Die feste Masse kann anschließend zu feinen Teilchen zerkleinert werden.
Bin drittes Verfahren umfaßt das Vermählen des Epoxyharze«
und des Phenolharzes mit dem Gehalt an dem Katalysator in getrennter Form und Bildung eines physikalischen Gemisches der vermähl
enen Teilchen. Die Harzteilchen können dann mittels eine« Überzugsmittel, beispielsweise mit Methyläthylketon, über den
magnetischen Teilchen überzogen werden, wie nachstehend näher er»
läutert ist, oder sie können mit den Magnetteilchen zu einem physikalischen Gemisch lediglich vermischt und anschließend ge»
preßt bzw. verformt werden.
Die ersten beiden Verfahren werden bevorzugt, da die sich
daraus ergebenden Magnete eine wesentlich verbesserte Zugfestig» keit aufweisen. Wenn jedoch eine hohe Zugfestigkeit nicht not»
wendig zu sein scheint, kann das dritte Verfahren angewendet wer»
den" 809812/1377
Die magnetische Preß- bzw· Verformunganasse, welche nach
irgendeiner der vorstehend beschriebenen Arbeitsweisen hergestellt
ist, kann kalt gepreßt bzw. kalt verformt werden (gepreßt bzw. verformt bei Räumtemporatur), d.h. genau zu der erwünschten Ge*
stalt und den erwünschten Dimensionen» und sie kann anschließend
gehärtet werden« so daß Magnete geschaffen werden, welche ihre Dimensionsstabilität beibehalten, selbst wenn sie erhöhten Ar»
beitetemperaturen unterworfen werden.
Die meist übliche Art von Glycidylepoxyharzen wird dadurch hergestellt, daß man ein mehrwertiges Phenol, beispielsweise
Bisphenol A, welches chemisch auch als Ί,*ί'-Isopropylidendiphenol
bekannt ist, mit einer Epoxyverbindung, beispielsweise Epichlorhydrln,
umsetzt. Die Reaktion wird in Gegenwart einer starken nase, beispielsweise Natriumhydroxyd, folgendermaßen ausgeführt
i
HO
CH
/ I
- OH ♦ Cl-CH2-CH2-CH2
NaOH
CH,
CH9-CH-CH9-T
</ L
r - I - ■ ■■"
-C
-CH9-CH-CH, 2 V,/ O
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wobei η den Polymer!satlonegrad darstellt· Produkte, bei denen
η sich dem Wert 0 nähert» sind bei Raumtemperatur flüssig» während höhere Polymerisationegrade (n gleich 1, 2, 3» etc·) *u
Polymeren iri Rereich von Flüssigkeiten bis zu Feststoffen fuhren«
welche bei einer Temperatur schmelzen, welche so hoch wie 15o C
liegt.
Außer Glycidyläthern können auch Glycldylester entweder
allein oder in Korabination üiit GlycidylHthern angewendet werden.
In der nachstehenden Tabelle A ist eine Anzahl von geschützten
Epoxyharzen der vorstehend genannten Art zusammengestellt, welche für die Anwendung bei der Herstellung von harzartigen
Massen mit Phenolharzen gemäß der Erfindung geeignet ist, wobei einige ihrer Eigenschaften zusätzlich angegeben sindt
Harz
S chme1zpunkt (Durran-Queck-
Viskosität bei 250C
Silbermethode) (Gardner.Holdt)
Epotuf 6iko
Epon 828
Epon 828
Epon 834 2o° - 28°C Epon 864 ko° - 45°C
Epotuf 63o1 63° - 77°C Epon 1oo1 64° - 76°C Epotuf 63o4 93° -1o4°c
Epon 1oo4 95°-1o5° C Epotuf 6307 127°-133°C
Epon 1oo7 127°-133°C Epotuf 6309 1^5°-155°C
Epon I009
-155°C
Z5-Z6
Z5-Z6
Z5-Z6
Epoxy-Äquivalentgewioht
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185-19o-225.
3oo«
3oo«
875
870
155ο
155ο
24oo
24oo
870
155ο
155ο
24oo
24oo
>2oo »2I0 .290
•375 •525 •525 I000 I025 2ooo 2ooo Λ000
Λ000
Epotuf ist ein eingetragenes Warenzeichen der Firma Reiohold
Chemicals« Inc., und Epon ist ein eingetragenes Warenzeichen der Shell Chemical Corporation.
Eine bevorzugte Epoxyharz-Phenolharz-Masse kann dadurch hergestellt
werden, daß man als EiOxyharzkomponente ein flüssiges
Epoxyd, beispielsweise Epotuf 6iho, oder ein Gemisch desselben
mit einem festen Epoxyharz, beispielsweise Epotuff 6301, verwendet.
Durch Auswahl des geeigneten Verhältnisses der beiden Harze können der Schmelzpunkt und die Flleßelgensehaften der endgültigen
preßbaren bzw. verformbaren Masse den besonderen Anfor«·
düngen angepaßt werden.
Anstelle des Ei'Oxyharzes vom Typ Bisphenol A können Glycidyläther
von teilweise kondensierten Phenol-Forraaldehyd-Novolak-Harzen
angewendet werden. Diese Art eines Epoxyharze* wird dadurch erzeugt, daß man ein Novolak-Harz mit Epichlorhydrin in
Gegenwart von starkem Alkali umsetzt· Novolak-Harze werden auf solche Weise hergestellt, daß sie permanent schmelzbar sind und
nicht in den unschmelzbaren Zustand verfestigt werden, selbst
wenn sie bei erhöhten Temperaturen gehalten werden. Es gibt zwei allgemeine Arbeitsweisen zur Erzeugung eines permanent schmelzbaren
Phenolharzes. Die erste besteht darin, daß man Phenol oder ein substituiertes Phenol mit Formaldehyd in solchen Anteilen
kondensiert, daß das molare Verhältnis von Formaldehyd zu Phenol geringer als 1:1 ist. Wegen des molaren Unterschusses an Formaldehyd
werden lediglich genügend Methylengruppen erzielt, damit die Phenolmoleklile in einer linearen Kette kondensieren 1 sie sind
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- Io - ·
für eine Quervernetzung der linearen Ketten nicht ausreichend· Eine solche Struktur kann theoretisch folgendermaßen angegeben
werden:
OH QR
. +2 CH2O —>
I / IsJ »I+ 2H2O
OH OH
ΙΓ CH2-li
Eine zweite Arbeitsweise zur Erzeugung eines permanent schmelzbaren Phenol-Forraaldehyd-Harzes oder Novolak-Harzes besteht
in der Anwendung eines Phenols mit einer Alkylgruppensubstitution
in wenigstens einer der aktiven Stellungen (ortho oder para). Ein solches Phenol ist p-tart,Dutylphenol, welches dann»
wenn es mit Formaldehyd kondensiert 1st, die folgende lineare Struktur bildet:
OH OH pH
I I I
CH3 CH3 CH3
Da die Parastellung jeder Phenolgruppe substituiert ist, ist
eine Quervernetzung nicht möglich, durch welche das Harz beim Erhitzen
in den unschmelzbaren Zustand ausgehärtet werden würde.
Das permanent schmelzbare Phenol-Formaldehyd-Harz oder Novolak-Harz
jeden Typs kann dann mit einer Epoxyverbindung, beispielsweise mit Epichlorhydrin, zur Erzeugung eines linearen
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Epoxyharzeβ kondensiert werden» welches ebenfalls an sieh permanent
schmelzbar 1st» Solch· Massen sind in der US-Patentschrift 2 761 099 (ausgegeben *·'» 23· August 1955» Theodore P. Hradley
und Herbert A» Newey) beschrieben·
Eine technische Form eines GlycidylHthers eines l'henol-Forraaldehyd-Novolak-Harzes
ist DEN ^38 (auf den Markt gebracht von
Pow Chemical Company). Dieses Epoxyharz ist ein klebriger Feststoff,
welcher leicht oberhalb von Raumtemperatur schmilzt, ein Epoxyäquivalentgewicht von t77 aufweist und etwa 3,5 Epoxydgruppen
Je Molekül enthält. Eine andere Art eines Glycidylepoxyharzee
, welche bei den erwünschten Her ztunwand lungs syst eraen für Magnetanordnungen brauchbar ist» wird beispielsweise durch die
gemischten Glycidyläther-Glycidyloster veranschaulicht« welche
aus PiphenolsKure
OH
I I
.-CCH.
CH,-CCHoCHoC0oH
3,222
3,222
durch Reaktion mit E] ichlorhydrin in Gegenwart von Alkall hergestellt
werden, wobei sich eine Glycidylesterbindung an der Carboxylgruppe
und GlycidylHtherbindungen an den Phenolgruppen ergeben.
Untersuchungsmengen dieser Diphenolsäurederivat« sind von
S.Cο Johnson and Son, Inc. erhältlich.
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Di6 Phenolharzkoraponente muß dieselben Eigenschaften aufweisen
wie die Phenolharze, welche vorstehend als Geeignet für die
Herstellung von phenolischen Novolak-Epoxyharz-Komponenten beschrieben
sind. Tn erster Linie müssen sie permanent schraelzbar
sein. Die technischen Novolalc-Produkte, welche für die Jferstel·»
lung von Glycidyläthern der phenolischen Novolake geeignet sind*
sind ebenfalls als Phenolharz-Novolak-Komponente der harzartigen
Masse gemäß der Erfindung brauchbar.
Unter den technischen Novolak-Harzen, welche gemäß der Rrfindung
geeignet sind« befinden sich Super Rackacite 3o11 (lieichol
Chemicals, Inc.), welches ein Kondensat von p-tert.Butylphenol
und Formaldehyd darstellt, Anberol SP-137 (Rohra A Haas Company)»
welches ein thermoplastisches Harz vom Novolak-Typ darstellt,
das durch Kondensation von Formaldehyd mit technischen Octylphenol,
in demdLe Ocylgruppe eine hoch verzweigte Kette darstellt,
hergestellt ist, und Founrirez 752o (Relchold Chemicals, Inc.),
d.h. ebenfalls ein Novolak-Harz aus Phenol und Formaldehyd.
Das Gewichtsverhältnis der Epoxyharzkonponente xu der Phenol«
Formaldehyd-Novolak-Harzkomponente kann von etwa 15 s 85 bis
85 : 15 reichen» Das erwünschte Verhältnis 1st etwas von dem Kpoxydäquivalentgewicht
des Epoxyharzes abhängig. Bevorzugte Massen weisen Verhältnisbereiche von etwa 25 : 75 bis etwa 75 : 25 auf.
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Epoxyharze können nach einer der drei allgemeinen Arbeite»
weisen umgewandelt oder gehärtet werden* Die erste umfaßt die Anwendung
von Katalysatoren» welche veranlassen, daß die Kpoxydgruppen
mit sich selbst reagieren, wobei dies zu Ketten- und {?uervernetzungspolymerisation führt« Eine zweite Arbeitsweise
umfaßt die Reaktion des Ki-oxyds mit Anhydriden» welche mit den
Epoxydgruppen Mischpolymerisioren. Eine dritte Arbeitsweise umfaßt
die Anwendung von Kupplern mit aktivem Wasserstoff, welche aktive Wasserstoffgruppen liefern, die die Epoxydgrupj»e aufspalten,
wodurch sie daralt verbunden werden.
Die organischen aktiven Vasserstoffkuppler schließen PoIysäuren,
Polyanine mit einem Gehalt von 2 oder mehr Wasserstoffgruppen,
die an Stickstoffatome gebunden sind, und mehrwertig« Phenole (Novolake stellen Glieder dieser Gruppe dar) ein. Tertiäre
Aminkatalysatoren können zusätzlich hinzugegeben werden, um eine
größere Aktivität der aktiven Wasseretoffkupplor anzuregen.
Wenn die tertiären Amine, welche im allgeneinen in der Technik
zur Umwandlung von Epoxyharzen angewendet werden, eingesetzt werden, um die Reaktion von Polyepoxyden mit permanent schmelzbaren
Phenolharzen zu katalysieren, ergeben sich dadurch Massen bzwβ Zusammensetzungen mit geringer Stabilität bei Raumtemperatur} und dies führt zu einer merklichen Umwandlung bei einer Temperatur
ira Bereich von 25° bis 65°C, d.h. desjenigen Bereiches,
welcher für die Vermischung der härtbaren Massen und die Anordnung
der Magnete angewendet wird. Das System wandelt sich auch
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U69948
zu schnell um, um dem Harz zu ermöglichen, daß es durch einen zufriedenstellenden
flüssigen oder halb-flüssigen Zustand während
der Aufheizzeitdauer hindurchgeht, welche während der HÜrtungsstufe
vor sich geht. Die Fähigkeit des Harzes» während dieser Zeitdauer iri flüssigen oder halb-flüssigen Zustand zu verbleiben,
ist zur Erzielung einer Benetzung der Metallteilchen und zur Ausfüllung der Leerstellen zwischen den Teilchen wesentlich· Kenn
diese Eigenschaften nicht vorhanden sind» ist die Masse zum Pressen,
bzw. Formen von Magneten nicht geeignet ο
Her Katalysator für die Umsetzung der linearen Epoxyharzkomponente
mit der l'henolharzkomponente gemäß der Krfindung wird
aus den hydroxyalkyliorten aliphatischen tertiären Aminen ausgewählt,
welche durch Reaktion von Epoxyden mit verhältnisnäßig
niedrigen Molekulargewicht, beispielsweise Äthylenoxyd und Propylenoxyd,
mit aliphatischen Mono- und Polyaminen hergestellt sind. Als Ergebnis der Hydroxyalkylierung werden die aktiven Wasserstoffatome
der Amlngruppen durch Hydroxyäthylgruppen substituiert. Dies
trifft jeweils unabhängig davon ein, ob Äthylenoxyd oder Propylenoxyd angewendet wird. Wenn Athylenoxyd angewendet wird, ist die
ITydroxyäthylgruppe nicht verzweigt. Wenn jedoch. Propylenoxyd angewendet wird, wird noch eine Hydroxyäthylgruppe gebildet; sie hat
jedoch eine abzweigende Methylgruppe.
Unter den hydroxyalkyl!erten aliphatischen tertiären Aminen,
welche als Katalysatoren bei der Erfindung angewendet werden können und bei der Erzeugung von Massen bzw. Zusammensetzungen*''
mit hoher Formbeständigkeit Wirksam sind, befinden sich die folgenden: 809812/1377
1 ο Triethanolamin
2β Quadro1 (Ν,Ν,Ν·,N'-Tetrakis-(2-hydroxypropyl)-Uthylendiamin)
3 ο Kt home en C-12 (ein hydroxyiithyliertee Laurylarainprodukt,
in we Ich ent etwa 1 bis 7 Mol Xthylenoxyd an die Amingruppe
addiert sind, wobei sieh Polyäthylenketten ergeben, die den aktiven Wasserstoff ersetzen, welcher an Stickstoff
gebunden ist) nit dor nachstehenden allgemeinen Strukturformelj
(
(CH2-CH2-O)1-7-CH2-CH2-OH
(CH2-CH2-O)1-7-CH2-CH2-OH
Ks ist gefunden worden, daß das ReaktIonseyetem aus Polyepoxyden
von der Art der Glycidylather oder Glycidylester, wie beispielsweise
Ki otuf 6301 und 6i4o, mit mehrwertigen Phenolen von
Novolak-Typ, z.B. Foundrez 752o, in Gegenwart von katalytlschen
Nennen an tertiären Aminen, in denen zwei oder mehr der Alkyl-(vruppen,
die an das tertiäre Aralnstickstoffatom gebunden sind»
Hydroxyäthyl- oder Hydroxyäthy1-Polyäthylenoxydgruppen (Triäthanolamin,
Quadrol und Ethomeen C-12) sind, hinsichtlieh der Pakkungsstabllität
und der geringen Reaktionsfähigkeit bei Temperaturen bis zu etwa 13o°C besonders geeignet ist« wodurch die Möglichkeit
besteht» daß das Gemisch beim Aufheizen zu einer Hartwigs temperatur von etwa 15o°C, bei welcher das System schnell auehärtet,
flüssig oder halb-flüssig verbleibt.
auf das gesamte Harzgewicht (sowohl einschließlich des Novolaks
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als auch der Polyepoxydharzkomponenten) soll bei etwa o,5 *t bis
etwa 5 $> liegen· Weniger ale etwa o,5 # ist nicht genügend wirksa*
während mehr als etwa 5 # im allgemeinen überflüssig sind und
das Harz nachteilig verdünnen» Es ist gefunden worden« daß etwa 1 «6 für die meisten Anwendungszwecke unter Anwendung von Triäthanolamin
und 2 # für solche unter Anwendung von Quadro1 optimal
sind.
Dei der Herstellung des Harzes gemäß der Erfindung werden
das Epoxyharz, der Phenolnovolak und der Katalysator zusammengemischt, und sie können teilweise umgesetzt werden. Das sich ergebende
Harz wird danach entweder pulverisiert und physikalisch mit dem magnetischen Pulver gemischt, oder es wird andererseits
nit einem lösungsmittel vermischt und auf das magnetische Pulver
auf- bzw. übergezogen. Die sich ergebende Masse wird dann feingemahlen. Das feingemahlene Material wird alsdann gepreßt bzw.
verforrat, und die gepreßten oder verformten Stücke werden anschließend
bei erhöhter Temperatur gehärtet» gekühlt und magnetisiert.
Die nachstehenden Beispiele 1 bis 6 veranschaulichen die Herstellung von harzartigen Massen bzw. Zusammensetzungen gemäß
der Erfindung.
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Biephenol-A-Typ- Epoxyharz-Phenolharz-i^ schkondenaat
Ein BehHlter aus korrosionsfestem Stahl tiiit einem Fassungsvermögen
von einer Gallone wurde auf eine heiße Platte aufgesetzt, welche in ein Ringgestell eingebracht wurde» und es wurde
für das Gefäß ein mechanischer Rührer angebracht« Xn das Gefäß
wurden 12oo Gramm Foundrez 752o, Qkο Gramm Kpotuf 630I und 360
Gramm Epotuf 6i4o hineingegeben, und es wurde Härme zugeführt.
Während des anfänglichen Krhitzons und vor der Benutzung des
mechanischen Rilhrers wurden die sich verflüssigenden Iiarzstticke
mit einem Spatel bewegt· Der mechanische Rührer wurde in Bewegung gesetzt, sobald das Gemisch einen ausreichend flüssigen
Zustand angenommen hatte. Das Genisch wurde erhitzt, bis säntliche
Bestandteile volletUndig bis zu einem homogenen Goiiisch
verflüssigt waren; das Geniech hatte eine Teni>eratur von 15©° bie
155°C erreicht. Die homogene Flüssigkeit wurde zur Abkühlung auf 13o° bis 135°C gebracht, wobei kontinuierlich gerührt wurde«
2k Gramm Triäthanolanin wurden hinzugefügt» und das Rühren wurde
etwa 2 Minuten lang unter Anwendung eines langen Spatel· fortgesetzt, um irgendwelches sich verfestigendes Harz von den Wandungen des Gefäßes zu entfernen. Das Harz wurde dann in eine Aluminiumfolienform
bis zu einer Dicke von 1/4 bis 1/3 engl. Zoll eingegossen und zum Abkühlen gebrachte Das sich ergebende Harz wog
2320 Gramm (5»1 engl„ Pfund).
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Beisj iel 2
In ein Gefäß aus korrosionsfestem Stahl mit einen Fassungsvermögen
von 2 Liter, welches auf einer heißen Platte gehalten wurde und mit einem mechanischen Rührer versehen war, wurden
5oo Gramm DEN 438-Harz und 5oo Gramm Foundrez 552o eingebrachtα
Das Gemisch wurde erhitzt, wobei zunächst mit einem Spatel und schließlich mit einem mechanischen Ri.hrer gerührt wurde, d.h. in
derselben Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, bis die Temperatur auf 135° bis i4o°C angestiegen war.
Das Rühren wurde fortgesetzt, bis das Geroisch eine homogen«
Flüssigkeit darstellte; an diesem Punkt wurde es auf 115° bis 12o°C abgekühlt. Während des kontinuierlichen Rtihrens des Gemisches
wurden 1o Gramm Triäthanolanin hinzugegeben» und das Gemisch
wurde weitere 3 Minuten lang gerührt, wobei sorgfältig das Harz von der Wandung des Gefäßes aus korrosionsfestem Stahl ab*
gekratzt wurde. Das flüssige Harz wurde in eine Aluminiumfolien» form bis zu einer Dicke von \/h bis 1/3 engl. Zoll eingegossen
und zur Abkühlung in eine Kühlvorrichtung eingebracht. Nach dem Abkühlen wurde das Harz zu kleinen Stücken zerkleinert.
Glycidylather von Novolak, kondensiert mit Phenolhar«
In ein Gefäß aus korrosionsfestem Stahl mit einem Fassungsvermögen
von 2 Liter, welches auf einer heißen Platte gehalten
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14699Λ8
wurde und mit einen mechanischen Rührer versehen war, wurden 4oo
Gramm DEN 438-Harz und 5oo Grame Super Heekaoite 3o 11-Hare eingebracht.
Das Gemisch wurde unter Rühren erhitzt} das Rühren mit einem Spatel wurde während der ersten Erhitzungedauer beibehalten;
darauf folgte mechanisches Rühren, sobald sieh genügend flüssiges Harz angesammelt hatte. Das Rühren wurde fortgesetzt, bis die
Temperatur 135° bis i4o°C erreicht hatte. Das Gemisch wurde auf
dieser Temperatur gehalten, bis sich sämtliche Harzteilchen su einer homogenen Flüssigkeit aufgelöst hatten· Nachdem das kontinuierlich
gerührte Gemisch auf 12o°C abgekühlt war, wurden 9 Gram Triäthanolamin hinzugegeben» und das i:fihren wurde weitere Io Minuten
lang bei 12o°C fortgesetzt; nach dieser Zeitdauer wurde das Harz in eine Aluminiumfollenfom bis zu einer Dicke von
bis 1/3 engle Zoll eingegossen und zur Abkühlung in eine Kühlvorrichtung
eingebracht·
In ein Gefäß aus korrosionsfestem Stahl mit einem Fassungs»
vermögen von 1 Liter, welches auf einer heißen Platte gehalten wurde und mit einem mechanischen Rührer versehen war, wurden
loo Gramm DEN ^38, loo Gramm Epotuf 6301 und 2oo Gramm Amberol
SP-137-Har» eingebracht. Die drei neetandteile wurden auf ein·
Temperatur von i4o° bis 1520C erhitzt und auf dieser Temperatur
gehalten, bis sich eine homogene Flüssigkeit ergeben hatte. Das Gemisch wurde während des ersten Teils der ErhitzungeZeitdauer
mit einem Spatel gerührt und schließlich mit einem mechanischen
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Rührer, sobald sich genügend Flüssigkeit angesammelt hatte, um
das Rühren zu ermöglichen. Das homogene flüssige Harzgemiseh wurde
auf 13o bis 135°C abgekühlt; danach wurden k Gramm Triäthanolamin
hinzugegeben. Das Gemisch wurde dann während weiterer 2 ?finuten
gerührt, wobei irgendwelches sich verfestigendes Harz von den Wandungen des Gefäßes aus korrosionsfestem Stahl abgekratzt
wurde. Die eingehend gemischte Lösung wurde dann in eine Aluniniumfolienform
bis einer Dicke von 1/4 bis I/3 englo Zoll eingegossen
und zur Abkühlung in eine Kühlvorrichtung eingebracht.
Unter Anwendung der Vorrichtung, wie sie in Beispiel 1 beschrieben
ist, werden I2oo Gramm Foundrez 752o, 84o Gramm Kpotuf
630ί und 360 Gramm Kpotuf 6i4o in das Gefäß eingebracht. Das Gemisch
wurde unter Rühren erhitzte bis sämtliche Materialien vollständig
zu einen homogenen Gemisch verflüssigt waren, wobei eine Temperatur von 150 bis 155 C erreicht wurde, wie in Beispiel 1
beschrieben ist» Die homoger.e Flüssigkeit wurde dann unter kontinuierlichem Rühren zur Abkühlung auf 13o° bis 135°C gebracht;
on diesem Punkt wurden 48 Gramm (»uadrol hinzugegeben, und das
Rühren wurde weitere 2 Minuten lang fortgesetzt, wobei ein langer Spatel benutzt wurde, um irgendwelches sich verfestigendes Harz
von den Wandungen des Gefäßes abzubrechen« Das Harz wurde in eine Aluminiumfolienform bis zu einer Dicke von 1/4 bis 1/3 engl. Zoll
eingegossen und zur Abktihlur.g gebracht«
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Novolak-Epoxy-Phenolnoyolak-Harz mit Quadro 1 al» Katalysator
Jn ein Gefäß aus korrosionsfestem Stahl mit einem Fassungsvermögen
von 2 Liter, wie in Beispiel 2 beschrieben, wurden 5oo
Gramm DEN 438 und 5oo Gramm Foundrez 752o eingebracht. Pas Gemiscl
wurde unter Rühren, wie gemäß Beispiel 2, bis zu einer Temperatur von. 135° bis iW*C erhitzt. Die Flüssigkeit wurde dann auf .115°
bis 12o°C abgekühlt, und es wurden 2o Gramm Quadro1 hinzugegeben;
das Gemisch wurde weitere 3 Minuten lang gerührt. Das flüssige
Harz wurde in eine Alurainiurafolienform bis zu einer Dicke von
l/k bis 1/3 englo Zoll eingegossen und zur Abkühlung in eine Kühlvorrichtung
eingebracht, .
Die nachstehenden Beispiele 7 his Io veranschaulichen weiten
harzartige Massen gemäß der Erfindung« Sie werden in einer Weise hergestellt, welche dem vorstehenden Beispiel 1 ahnlich ist· Die
Zahlenangaben, welche bei jedem Bestandteil stehen, veranschaulichen .Gewichteteile.
| Beispiel | 7 | 130 | 8 | 2oo |
| Epotuf 6i4o | 7o | 150 | ||
| Kpotuf 6301 | 2oo | 3 | ||
| Foundrez 752o | k | |||
| Trläthanolamin | ||||
| Beispiel | ||||
| Epotuf 6301 | ||||
| Foundrez 752o | ||||
| Triäthanolamin | ||||
| * 8098 12/1377 |
| Beispiel | DEN 438 | p | 250 |
| Epotuf 6301 | Foundrez 752o | I5o | |
| Foundrez 752ö | Quadrol | 3.4 | |
| Triethanolamin | |||
| Beispiel | 1o | loo | |
| loo | |||
| 4 | |||
Die nachstehenden Beispiele 11 und 12 veranschaulichen Massen
bzw. Zusammensetzungen* welche sich außerhalb des Bereiches gemäß
der Erfindung befinden; sie sind zu Verfiel ehe zwecken angegeben,
Sie beschreiben Massen, welche außerhalb der Erfindung liegen, da keine phenolischen Novolak-Komponenten angewendet
werden und da bei ihnen ein üblicherweise eingesetztes aromatisches
Diarainkuiplungsmittel anstelle des HydroxylKthyl-tert.Arain-Novolak-Kupplungasystem,
welches gemäß der Erfindung erforderlich ist, eingesetzt wird.
| Epotuf 6301 | 250 | 325 |
| Methylendianilin | 3o | 3o |
| Vergleichsbeispiel 12 | ||
| Epon 86k | ||
| Methylendianilln |
Π Q « 1 ? ,f 1 3 7 7
Beispiel 13
Herstellung einer Form-, bzw» Praßmasse
Herstellung einer Form-, bzw» Praßmasse
loo Gramm βine β -7o meeh-Alnico XXI-PuIvers wurden In eine
Porzellankugelnühle hineingegossen. Etwa 2o aaubere gehärtete
Stahlkugeln (i/2n) wurden in die Kugelmühle hineingegeben.
6 Gramm Harz, hergestellt gemäß den vorstehenden Beispiel 1,
welche sich in trockener gepulverter Form befanden, wurden dann
obenfalle in die Kugelmühle hineingegossen. Das AlnicopuTrer
und das Harzpulver wurden dann durch Drehen der Kugelmühle mit einer Geschwindigkeit von etwa loo KPM trocken vermischt? da«
Vermischen wurde 5 Minuten lang fortgesetzt; danach zeigte das
Gemisch eine einheitliche und gleichförmige Verteilung dea Harzes innerhalb der gesamten Masseο
Zehn ml Ilethyläthylketon wurden danach in dem trockenen
Gemisch gleichmäßig vorteilt und wirkten als t-berzugsmlttel. Die
Kugelmühle wurde während einer weiteren Hinute zum Drehen gebracht}
nach dieser Zeit wurde das Gefäß entfernt, und sämtliche Oberflächen des Gefäßes wurden abgekratzt, um irgendwelches kompaktes
Genieoh zu entfernen« Das Gefäß wurde in die Kugelmühle
eingebracht und eine weitere Minute lang gedreht. Der gesamte Vorgang der Entfernung des Gefäßes und des Abkratzens der Oberflächen
zur Entfernung kompakten Gemisches und das Vormischen während einer weiteren Minute wurde wiederholt; die Kugelmühle
wurde danach angehalten, und der Inhalt wurde in eine Pyrex-Schale
ausgeleert.
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- Zk -
einer Temperatur von etwa 65°C etwa eine Stunde lane in einen
Ofen eingebracht* Das getrocknete Geniech wurde dann zerkleinert.
Das zerkleinerte Gemisch wurde daraufhin in eine Kugelmühle eingebracht
und mit Kugeln aus korrosionsfestem stahl 5 Hinuten lane
vermählen. Daraufhin wurde der Inhalt aus der Kugelmühle herausgenommen
und durch ein Sieb hindurohgegeben, damit irgendwelche
großen Teilchen entfernt werden.
Die erforderliehe Menge des harzüberzogenen Alnico XII-PuI-vers,
hergestellt gemäß dem vorstehenden Deiepiol 13, wurde abgewogen.
Die Matrizen und Stempel für den Magneten wurden zunächst mit einer I πsung aus Lithiumstearat in Methylalkohol unter Anwendung
eines Baurawollwischere eingeschmiert. Der Pulveranteil wurde
dann in die Matrize hineingegeben, während die Matrize in Vlbration
gehalten wurde, damit eine gleichförmige Verteilung des Pulvere innerhalb der Matrizenvertiefung sichergestellt wird. Der
obere Stempel wurde dann in die Matrize eingebracht, und die Matrize wurde unter leichtem Fingerdruck geschlossen. Die Matrize
wurde in eine geeignete hydraulische Presse eingesetzt und unter Druck verschlossen, wobei ein Stempelweg von etwa 2oo" Je Minute
angewendet wurde; dies ergab etwa ko ooo psi. Das unter Druck vorform
te bzw. gepreßte Stück wurde dann sorgfältig aus der Matrize entfernt. Es wurde in einen geeigneten Behälter hineingegeben und
wenigstens 3<> Minuten lang bei etwa 149°C (3oo°F) zur Härtung
gebracht.
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Die nachstehend beschriebene Arbeiteweise ist das bevorzugte Verfahren für die praktische Ausführung der Krfindung. Bei
dieser Arbeiteweise werden die Epoxyharzkomponente und die Phenol· harzkomponente in einem Lösungsmittel bei nur wenig erhöhter Temperatur
aufgelöst» ohne daß die Notwendigkeit besteht, daß si« auf ihre Schmelztemperaturen gebracht werden· Die sich ergebende
Lösung wird dann direkt angewendet, um die magnetischen Teilchen zu überziehen, d,h· durch Vermischen der Teilchen und einer geeigneten
Menge der Lösung} danach wird das Lösungsmittel verdampft Diese Arbeitsweise bietet eine Reihe von Vorteilen. Sie bietet
eine erheblich vereinfachte Methode zur Vermischung der beiden Ilarzkomponenten, und sie gestattet das tiberziehen der magnetischen
Teilchen direkt in der sich ergebenden Lösung. Die Methode gestattet ferner die Erzeugung eines Harzes, welches leichter
feet zu packen ist, und sie führt zu einem kalt gepreßten bzw· verformten Magnetformling mit höherer Festigkeit bei niedrigerer
Konzentration des betreffenden Lösungsmittels in dem Gemisch· Sie führt ferner zu einer gleichförmigeren Verteilung des Harzes;
daraus ergeben sieh gepreßte bzw. verformte Magnete mit ungewöhnlich
hoher Zugfestigkeit.
Das nachstehende Beispiel veranschaulicht die Herstellung von Harzmasselösungen und da· Überziehen des Harzes auf die MagnetMlchen
duroh Einmischung derselben in die Lösung und Abdampfen de« Harzlösungsmittelsα
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Zwei getrennte Lösungen mit den folgenden Zusammensetzungen
wurden hergestellt:
Lösung Nr. 1:
Lösung Nr. 1:
Foundress 752o (Phenolnovolak) 648 Gramm Triäthanolarain 12 «
Lösung ^r, 2:
Epon 1oo1 (festes Epoxyharz) 567 Gramm
Epon 828 (flüssiges Epoxyharz) 2kj "
Methyläthylketon 236 ml
DIo Lösung Nr. 1 wurde folgendermaßen hergestellt: Die abgewogene
Menge Foundrez 752o wurde in ein geeignetes Gefäß eingebracht, und es wurde" die abgemessene Menge Methyläthylketon hinzugegeben.
Das Gemisch wurde auf eine Temperatur von 80 C erhitzt*
um das Harz aufzulösen; danach wurde sie auf etwa 5o°C abgekühlt. Das Triäthanolamin wurde dann zugegeben und 5 Minuten lang eingehend
vermischt. Man ließ die sich ergebende Lösung sieh auf
Raumtemperatur abkühlen.
Lösung Nr. 2 wurde dadurch hergestellt, daß die abgewogene
Menge Epon Iod in ein geeignetes Gefäß eingebracht wurde und
anschließend Epon 828 hinzugegeben wurde. Die abgemessene Menge Methyläthylketon wurde dann in das Gefäß hineingegossen» und
das Gemisch wurde unter Rühren auf etwa 5o°C erhitzt, um die
Harze aufzulösen. Die Lesung wurde dann auf Raumtemperatur abgekühlt.
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Fünf Gewichteteile Lösung Nr. 1 wurden dann mit vier Gewicht· teilen Lösung Nr. 2 venaieoht. Die beiden Lösungen wurden
Io Minuten lang eingehend gemischt, um die geeignete Vermischung
der beiden Harze sicherzustellen«
Zwei Kilogram Alnicopulvor wurden dann auf eine gleichförmige Temperatur von etwa *9°C * 3°C (12o°F - 5°F) erhitzt.
Ein Teil der gemäß den vorstehenden Angaben erhitzten vereinigten
LKsung in einer Menge von 2o6,5 Gramm wurde auf eine
Temperatur von etwa 6o°C * 30C (i*o°F t 5°F) erhitzt. Das erhitzte
Alnioopulver wurde dann langsam in die Harzlösung eingerührt.
Ktwa 12 Kieselsteine (Durchmesser 2,5 cm, d.h. 1 engl.
Zoll) wurden dann in das Gefäß hineingegeben} der obere Teil des Gofaßeβ wurde mit schwerer Aluminiumfolio bedeckt, um die Lösung
abzuschließent die Lösung wurde in einer FarbsohUttölvorrichtung
12 Minuten lang gemischt. Das Gemisch wurde dann auf Teflonbahnei in Schichten von etwa 1/8 bis 1/4 engl. Zoll Dicke auagesprüht.
Das Gemisch wurde in einem Trockenschrank mit umlaufender Luft bei einer Temperatur von etwa *»9°C ± 3°C (i2o°F ± 5°F) etwa 1
bis 9 Stunden lang getrocknet. Das getrocknete Gemisoh wurde dam von den Teflonbahnen in ein geeignetes Gefäß abgekratzt und in
einer senkrechten Hammermühle pulverisiert.
Zur Einarbeitung eines Schmiermittels wurde Garbowax 6ooo
(Polyäthylenglykol) pulverisiert und mit den harzüberzogenen Alnico
teilchen, welohe gemäß den vorstehenden Angaben hergestellt wurden, in einem Verhältnis von 11,ο >
1 g Carbowax je 6 Kilogramm harzüberzogenem Alnicopulver vermischt. Das Carbowax wurde
in die Alnicomasse während einer Minute eingemischt· Es wurde
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dann Lithiumstearat zu dem Gemisch in einem Verhältnis von k Granr
Lithiurastearat tür jeweils 6 Kilogramm Alnlcogemiseh dadurch hinzugegeben,
daß es gleichmäßig über die Geraischoberflache gesprüht
wurde. Die gesamte Masse wurde dann 3 Minuten lang gemischt· Si·
war daraufhin sum Pressen bzw. Verformen fertig.
Das auf diese Weise hergestellte Gemisch wird am besten in
dicht verschlossenen Behältern bei etwa -18°C (etwa O0P) aufbewahrt. Vor dem Pressen bzw. Verformen sollen die verschlossenen
Behälter der Raumtemperatur während wenigstens 6 Stunden vor der Anwendung ausgesetzt werden. Die Behälter sollen im verschlossenen
Zustand gehalten worden, bis sich das Gemisch auf Raumtemperatur erwärmt hat, damit Kondensation von Feuchtigkeit und Absorption
derselben durch das Gemisch verhindert werden.
Zur Veranschaulichung der Vorteile der gemäß der Erfindung
erzeugten Massen gegenüber den Massen, welche in der Technik bisher verwendet wurden, und auch gegenüber den bekannten Massen»
welche aus Epoxyharzen zusammengesetzt sind» wurden eine Anzahl
von magnetischen Preß- bzw* Formmassen hergestellt und Formbeständigkeit sprtifungen unterworfen. Die nachstehend aufgeführten
Massen wurden jeweils nach den vorstehend erläuterten Arbeitsweisen hergestellt. Die Harzhersteilung wurde gemäß der Arbeitsweise,
wie sie in Beispiel 1 beschrieben ist« ausgeführt» und die Herstellung der Preß- bzw. Formmasse und die Verformung und
Härtung der Prüfmagnete wurden gemäß den Beispielen 13 und Ik
durchgeführt.
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sion in einem Wattstundenzähler geeignet sind, wurden zunächst
aus verschiedenen Massen, vie sie in den Beispielen 9 bis 15 beschrieben sind, kalt gepreßt bzw· geformt und danach den Härtungsbedingungen
unterworfen, indem sie wenigstens 3o Minuten lang bei etwa I49«c (3oo°P) erhitzt wurden« Danach ließ man die
Magnete abkühlen. Jeder Magnet wurde auf einer Unterlage in eine
bestimmte Stellung gebracht, und eine Carbidkugel (carbide ball) mit einem Durchmesser von i/i6 engl· ZoIl1 welche am Ende eines
Messingetabes gehalten wurde, wurde über einen flachen Teil des Magneten gebracht und mit einem Gewicht von 5 engl. Pfund belastet
Die gesarate Anordnung wurde dann auf die ITUftemperatur, wie sie
in der nachstehenden Tabelle angegeben ist, gebracht, wobei die Temperatur durch ein Thermoelement gens sen wurde, welches in der
Aluininiumunterläge der Prüfvorrichtung angeordnet war. Die Magnete wurden 6 Stunden lang auf dieser Temperatur gehalten; danach
ließ man sie über Nacht im wesentlichen auf Raumtemperatur abkühlen. Die Magnete, welche die Kugel fast vollständig durchdrangen,
werden als vollständige Vorsager bezeichnet«
Die nachstehende Tabelle B veranschaulicht die Ergebnisse
der Prüfungen unter Anwendung der Massen gemäß den vorstehend erläuterten Beispielen:
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Tabelle B
Formbeatändigkeitsprufunften
Anzahl der Magnete, «reiche durchliefen! und mißlungene
Prüfungen bei den angegebenen Temperaturen·
(385°F) 185°C
(365°?)
169°C
221°C
durch- miß- durch- miß- durch- mili- durch·
ge- lungen ge- lungen ge- lungen ge-
laufen
Beieplel 2
Belepiel 7
Beieplel 8
Beieplel 9
Beieplel 11
laufen
5 h h k
O O
O O O O O
h k
laufen
2 2 2 2 2 O O
O O O O O
2 1
laufen _^
1 1 1 1 mm O O
mifi lun gen
Viel·
O O O O
| 1 | O |
| 1 | O |
| 1 | O |
| 1 | O |
viele
Wie aus den in der vorstehenden Tabelle B verzeichneten Daten ersichtlich ist, gingen sämtliche Magnete, velche mit den
Massen gemäß der Erfindung, d»h. den Beispielen 1, 2, 7 bis
und 15f hergestellt waren, erfolgreich durch die Formbeständigkeit
eprtifungen durch, während sämtliche Mangete, welche unter Anwendung
der Massen hergestellt waren, wie sie in den Beispielen 11 und 12 beschrieben sind, d„h. Massen, welche nicht der Erfindung
entsprechen, mißlungen waren; sie sind daher für die Anwendung, auf welche die Erfindung in erster Linie gerichtet ist,
nicht zufriedenstellend, dch. Magnete für magnetische Suspen-
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8ionen in Vattstunden-zählera; es handelt sich hierbei um eine Anwendung, wobei eine hohe Formbeständigkeit von sehr wesentlicher
Bedeutung ist.
Die preßbaren bzw« verformbaren Massen und die Magnete, welche
daraus gemäß der Erfindung hergestellt werden können, haben viele Vorteile gegenüber den Massen und Arbelteweisen, wie sie
gemäß dem Stand der Technik für die Erzeugung von Präzisionamagne«
ten angewendet werden. KdLn Vorteil besteht darin, daß die Masse
leicht und mit geringem Kostenaufwand gepreßt bzw. verformt werden kann, d.h. im Vergleich mit Alnico- oder Stahlmagneten, welche
zum Zweok der Präslsion bearbeitet werden müssen. Ein zweiter
Vorteil besteht darin, daß dlo Massen bei Kaumtemperatur unter
Druck gepreßt bzw. geformt worden kOnnen; sie werden ansohllessend
in der Form in einem Ofon zur Aushärtung des Harze· erhitzt.
Dies ist bei der Industriellem Massenproduktion von wesentlicher Bedeutung, wo die Formen während der Periode, in welcher die gepreßten
bzw. verformten Stücke gehärtet werden, nicht festgebunden worden müssen. Da die unter Druck verformten bzw. gepreßten Magnetetücke, welche aus den Massen gemäß der Erfindung hergestellt
sind, ihre Form und ihre Dimensionen innerhalb enger Toleranzen beibehalten, selbst wenn sie anschließend in einem Ofen
erhitzt werden, brauchen sie in der Form nloht zurückgehalten zu werden, während sie gehärtet werden. Bei dem Härtevorgang erfordern
eine große Anzahl von kalt verformten bzw« kalt gepreßten Magnetstücken in dem Ofen ohne Formen nicht viel Ofenraum.
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Von größter Bedeutung: iet die Tatsache, daß die Massen gtmäß
der Erfindung hergestellt werden können, davit nan Magnete erzeugt, welche sehr hohe Formbeständigkeitswerte aufweisen. Dies
wird durch die Prüfung veranschaulicht, deren Daten in der Tabelle B angegeben sind. Wegen der äußerst hohen Formbeständigkeit
können die Magnete, welche gemäß der Erfindung hergestellt sind, für Präelslonsanwendungen eingesetzt werden, wobei die Magnete
hohen Temperaturen unterworfen werden sollen.
Als Ergebnis der Erfindung stellt sich heraus, daß es außerordentlich
praktisch ist, daß man die Präzislonsmagnete in Mae sen-Produktionseinrichtungen
verwendet, beispielsweise in Wattstundenzählern; es kennen sogar Ausgestaltungen angewendet werden, welche
umfangreiche und kostspielige Bearbeitung erfordern, wenn es nicht praktisch wäre, daß man genaues Pressen bzw. Verformen
anwendet und Magnete mit hoher Fonabeständigkeitstemperatur erzeugt.
Eine Gestalt der Magnate, für welche die Erfindung sehr erwünscht 1st, ist zylindrisch, Jedoch ausgenommen,dass ein Ende
vergrößert ist, damit eine ringförmige, radial gegenüberstehende, axial enge Polfläche gebildet wird. Ein solcher Magnet ist besonders
für magnetische Suspension von Wattstundenzähler scheiben
geeignet, wenn sie innerhalb eines anderen Magneten laufen* welcher
innen gegenüberstehende ringförmige Polflächen aufweist β
Das Pressen bzw. Verformen unter Präzision führt von selbst zu einer sehr genauen Fugendimenslonierung. Ferner kann eine außerordentliche
Magnetglelchförmj.gkeit erzielt werden.
Die auf diese Weise hergestellten Magnete können nach üblichen Arbeitswelsen oder nach Irgendeiner Methode, bei welcher
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durch sie In dem erwünschten Weg ein ausreichender Fluß hindurchgeht,
magnetisiert werden* vorauf vorzugsweise eine stabilisierende
teilweise Entmagnetisierung folgt.
Bevorzugte Massen gemäß der Erfindung bieten ferner die folgenden
anderen erwünschten Digenschaften. Eine erwünschte Eigenschaft«
welche von einer solchen Masse gezeigt werden soll» wenn sie zum Pressen bzw. Formen von Magneten angewendet werden soll,
kann aus Gründen der Zweckmäßigkeit "Paekungsstabilität" genannt
werden. Diese Bezeichnung betrifft die Eigenschaft guter Stabilität der preßbaren bzw. foxmbaren Mischung bei Temperaturen von
etwa 650Ci d.h. einer Temperatur in dem Bereich, in welchem das
magnetische Material gewöhnlich vermischt und geformt wird. In anderen Worten bedeutet diet, daß die Masse in die Lage versetzt
1st, bei der Misch- und Fonutemperatur während einer vorlSngerten
Zeitdauer zu verbleiben« ohne daß sie umgewandelt oder gehärtet wird.
Im Fall der aus dem St&nd der Technik bekannten Epo?yharzaysterne
war die Eigenschaft der "Packungestabilität* gegensätzlich zu den anderen erwimachten Eigenschaften, doh. der hohen
Formbeständigkeit und der guten Dimensionsstabilität. Wenn die Harze beispielsweise für hohe Formbeständigkeit und gute Dimensions
Stabilität angesetzt w&ren, war die Packungsstabilität mittelmäßig.
Venn andererseits eine gute Packungsstabil!tat erzielt
wurde, war die Formbeständigkeit niedrig, und die DimenSionsatablIitat
war schlecht* Gewisse Epoxydumwandlungseyeteme sind
hinsichtlich der Erzielung einer besonderen Kombination von Dimensionsstabilität,
Adhäsion, hoher Formbeständigkeit und guter
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chemischer Widerstandsfähigkeit bekannt. Jedoch 1st bei diesen
bekannten Epoxyumwandlungssy steinen eine gute Stabilität bei Temperaturen
unterhalb des Rahnens der Härtung von etwa 15o°c, wobei
die Masse in erwünschter Weise gepreßt bzw« verfonat und bzw.
oder zum Pressen oder Verformen gehalten wird, nicht eingeschlossen, und sie wandelt sich noch schnell bei Härtungstemperaturen
in der Nähe von 15o°C um.
Die Eigenschaften müssen ferner derart liegen, daß sie ferner
eine geeignete Abgabe der organischen Lösungsmittel, welche bei der Handhabung angewendet werden, gestatten·
Außerdem ist es erwünscht, daß die Eigenschaften derart liegen, daß das Harz während des Aufheizverfahrens (heat up) mit
der Zeit, wenn die Härtung«temperatur von etwa 15o C erreicht
let, flüssig bzw. halb-fliiseig wird. Der erreichte flüssige Zustand
soll nicht ein hoch viskoser Zustand sein, so daß keine Gefahr des Abfallens oder der Veränderung von den genauen Di-raensionen
besteht. Trotzdem führt die Oberflächenspannung oder eine ähnliche Einwirkung dazu, daß die Flüssigkeit mit hoher Viskosität
an die brauchbaren Stellen fließt, beispielsweise unter Bildung von Aussparungen neben Berührungspunkten, so daß auf diese
Weise die gehärtete Gesamtfestigkeit verbessert wird«
Obwohl die Erfindung insbesondere bei der Lösung von Problemen
brauchbar ist, welche sich auf die genaue Ausbildung von permanenten Magneten beziehen, kann sie auch bei anderen pulverisierten
Materialien als einem permanent magnetlsierbaren Material
angewendet werden, vorausgesetzt, daß sie bei Iüirtungstemperaturen
nicht schmelzen und in solchen vorherrschenden An-
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3S
teilen vorliogen, daß sie denn» venn eie gehärtet werden, indem
sie außerhalb der gestaltgebenden Pore behandelt werden« aue
welcher die ohne Härtung entfernt werden, ihre genauen Dimensionen
beibehalten« Solche anderen pulverisierten Materialien können in endloser Zahl aufgezählt werden; jedoch sind davon
einige, welche besonders gut angewendet worden können, wenn eine Notwendigkeit zu einer genauen Verformung besteht, nicht-permanente
magnetische Materialien, Graphit und andere Materialien mit geringer Reibung, beispielsweise Nylon oder •'Teflon·' (Tetrafluoroäthylenhars)·
Obwohl die Erfindung lediglich in verhältnismäßig wenigen
Aueführungsformen beschrieben worden ist, sollen die angegebenen Beispiele gemäß der Erfindung diese nicht in Irgendeiner Welse be·
schränken} vielmehr sind gemäß der Erfindung sämtliche verschiedenen
Aueführungeformen eingeschlossen, in welchen sie durch den Fachmann praktisch ausgeführt werden kann.
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Claims (6)
1.) Kalt verfombare bzw. preßbare, durch Wärme härtbare
Masse bzw. Zusammensetzung für die Herstellung von Präzlsionsr
teilen, Gekennzeichnet durch (z) eine wärmehärtbare Epoxyharzmasse
bzw. Bpoxyharzzueammensetzung und (U) einen ausreichend
vorherrschenden Anteil an feinteiligem magnetislerbaren Material»
welche» bei Härtetemperaturen für da« betreffende Hare ungeschmolzen
bleibt» wobei genaue Dimensionen, zu welchen die Masse
bzw. Zusammensetzung durch Druck verformt bzw. gepreßt wird»
eingehalten werden, während eine VKrmehärtung außerhalb der
Form bei einer Temperatur erfolgt» wodurch das Harz zum Durchlaufen
durch eine flüssige Phase gebracht wird·
2«) Masse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen auereichend
vorherrschenden Anteil (Xl) an einen feint eiligen permanent
nagnetlslorbaren Material.
3· ) Verfahren zur Hers teilung von geformten bzw· gepreßten
Teilen» dadurch gekennzeichnet» daß man eine Masse gemäß Anspruch 1 in einer Form unter Druck verformt bzw« preßt» das Produkt
aus der Form entfernt» bevor es gehärtet wird, und es außerhalb der Font bei einer Temperatur einer Wärmebehandlung unterwirft,
wobei das Harz zum Durchlaufen durch eine flüssige Phase und zur Härtung ohne Änderung der Dimension des Produktes gebracht
wird.
4.) Verfahren zur Herstellung von genau verformten bzw· gepreßten, permanent magnetisierbaren Teilen» dadurch gekennzeich
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net, daß man feinteiliges, permanent magnetisierbares Material
mit einer geringeren Menge einer wärmehärtbaren Epoxyharzmasse
bzw. -zusammensetzung überzieht, das Gemisch in einer Form zu den erwünschten Dimensionen durch Druck verformt bzw. preßt,
es aus der Form entfernt, bevor Härtung erfolgt, und das Produkt außerhalb der Form durch Wärme aushärtet.
5») Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
man in einer Form eine Masse durch Druck verformt bzw. preßt,
welche ein wärmehärtbares Harz, das während einer frühen Stuf· der WKrmehärtung flüssig ist, und einen ausreichend vorherrschenden
Anteil eines feinteiligen magnetisierbaren Materials einschließt, das bei Härtetemperaturen des Harzes nicht schmilzt,
wobei das durch Druck verformte bzw. gepreßte Stück zur Beibehaltung
der genauen Dimensionen gebracht wird, wenn es aus der Form entfernt wird, das Stück aus der Form vor der Härtung entfernt
und es einer Wärmebehandlung außerhalb der Form bei einer Temperatur unterwirft, bei welcher Härtung erfolgt und
sich das Harz während eines Teiles der HärtungsZeitdauer in
einem flüssigen Zustand befindet.
6.) Verfahren nach Anspruch 5», dadurch gekennzeichnet, daß man einen ausreichend vorherrschenden Anteil eines feinteiligen
permanent magnetlsierbaren Materials verwendet.
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