DE1479548A1 - Verfahren zur Herstellung rotationssymmetrischer Kunststoffteile bzw. -koerper - Google Patents

Description

• Verfahren zur Heratellung rotationssymmetrischer Kunststofformteile bzw.-körper Es sind bereite zahlreiche Verfahren zur Herstellung rotationssymmetrischer Formkörper, insbesondere Rohre bekannt, so z. B. GuBverfahren, das sogenannte Gummisackverfahren, das Rohrwickelverfahren und das Schleuderverfahren. Bei dem Schleuderverfahren wurde bisher in eine mit oder gegebenenfalls auch ohne Trennungsmittel versetzte, z. B. aus Kupfer, Aluminium, Stahl oder anderen tietallen bestehende Hohlform die entsprechende venge Kunstharzbindemittel und Zuschläge (z. B. Katalysatoren) gebracht, je nach der gewWnschten Beschaffenheit der auszuschleudernden rotationssymmetrischen Formkörper FUllatoffe und/oder Farbpigmente zugefügt. Gegebenenfalls legte man für die Herstellung armierter rotationssymmetrischer Kunststofformteile Glasfasermatten in Hohlformen ein und tränkte diese durch eingegossenes Gießharz. Durch die Einwirkung der Zentrifugalkraft erfolgt eine Durchmischung und Verteilung, wobei sich bei dem Vorhandensein einer Armierung diese an die Schleuderform anschmiegt und die bei der Schleuderung an und für sich beginnende Aushärtung meist unter zusätzlicher Erwärmung, z. B. in luftbeheisten Öfen, beschleunigt werden muß. Durch die Anwendung von Wärme während des Schlouderverfahrens sind einerseits jedoch sehr kostspielige beheizbare Öfen notwendig, die möglichst die Einstellung einer konstanten Temperatur gewährleisten. Bei Uahl anderer Schleuderformen, Rohrstärken und/oder Gießharzen ist die Einstellung einer neuen Temperatur erforderlich, so daB also kaum der Fall eintritt, daß verschiedene Kunstharze oder auch Kunstharze in unterschiedlichen Formen bei der gleichen Temperatur geschleudert werden können, ohne die Nachteile der ungenügenden Aushärtung in Kauf zu nehmen. Bei Unterlassung der Erwärmung wahrend des Schleudervorganges werden sehr unvollständig ausgehärtete und daher klebende rotationssymmetrische Formkörper erhalten. Diese etwas unvollständige Härtung findet man sogar häufig auch bei den Formteilen, deren Härtung durch die Anwendung von Wärme beschleunigt wurde. Man mußte daher bei den im Schleuderverfahren hergestellten rotationssymmetrischen Körpern von der Voraussetzung ausgehen, daß eine sofortige Verwendung oder gemeinsame Lagerung infolge der Neigung zum Verkleben der Teile nicht erfolgen kann.
• Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daB diese Nachteile bei der Herstellung rotationssymmetrischer Formteile vermieden werden, wenn die gegebenenfalls vorher mit einem Trennmittel-Uberzug versehenen Metallrohrinnenflächen in mehreren, mindeatens jedoch zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsgangen in allen Aggregatzuständen als auch in der Suspensions- oder Dispersionsphase in allen möglichen Gewichtsverhältnissen mit Kunstharz und/oder Katalysator und/oder Füllmittel und/oder Armierung jedoch bei getrennter Zugabe von Aktivator bzw. Promotor und Beschleuniger im Schleuderverfahren versetzt werden. Dabei erreicht man gegebenenfalls unter Abänderung der Zentrifugalkraftgroßen eine schnellere Aushärtung als bei den nach bisher bekannten Schleuderverfahren hergestellten Formteilen.
• Durch die große Mannigfaltigkeit der auf die einzelnen Arbeitsgange aufteilbaren Stoffe sowie deren Gewichtsverhältnisse werden Variation in der Aushärteseit und der Eigenschaft der rotationssymmetrischen Formkörper ermöglicht.
• Die Aushärtungszeit ist jedoch auf jeden Fall kürzer als die bei den unter Verwendung gleicher Harse und gleicher bzw. ähnlicher Zusatzatoffe nach den bisher bekannten Schleuderverfahren hergestellten Formteilen mit vergleichbarer, häufig jedoch serbesserter Qualität. Wobei diese Qualitätsverbesserung einerseits durch eine Steuerung des Polyserisationaverlaufes von der Füllstoff- bzw. Armierungsberfläche, gegebenenfalls durch Vorbehandlung der Füllstoffe bewirkt wird, andererseits durch eine bessere Durchmlachung der Bestandteile durch eine getrennte Zugabe der Zuschlagstoffe im Schleuderverfahren erreicht wird.
• Als Kunstharz (Bindemittel) Im Sinne der Erfindung sind alle härtbaren Kunstharze, insbesondere Polyesterharze, Cumaron-, Inden-, Epoxydharze, Polyacrylate und Polymethacrylate aber auch Polyvinylverbindungen, z. B. Polyvinylchlorid geeignet.
• . bérraschenderweise wurde festgestellt, daß bei der Verwendung der Jindeoittel in Form ihrer. onomeren oder Vorpolymerisate eine @rößere mechanische Festigkeit erreicht wird, als bei der Verwendug der Polytmerisate bzw. der lösungsmittelnaltigen Polymerisate selbst.
• @@hrend sonst infolge des an und für sich bekannten, Leilweise explosionsartigen verlaufenden @erfalls Aktivator und Beschleuniger nie remischt werden und in den rsatzen bei den Gielsverfahren getrennt eingesetzt wurden, verzichtete man bei dem Schleuderverfahren, insbesondere bei der Anwendung ungesattigter Polyesterharze garez auf Aktivatoren oder setzte nur ungenügende mengen vermischt mit Weichmachungsmitteln zu. Daher mußten entweder auch die noch nicht ausgehärteten klebenden Formkörper, ehe sie uberhaupt verwendet werden konnten, einzeln gelagert werden, um eine Verklebung zu vermeiden und die Aushirtung zu beenden, oder eine nachfolgende Behandlung der Formkörper-Ober- und Innenfläche war anschließend notwendig. erfindungsgemäß wurde hier weiterhin festgestellt, daß der Effekt der Durchmischung und der gleichmäßigen Verteilung der im Schleuderverfahren in getrennten Arbeitsgängen zugesetzten Stoffe viel größer ist, so daß die Formteile gröBeren mechanischen Beanspruchungen standhalten als vergleichbare nach den bisher bekannten Schleuderverfahren hergestellte Formteile. Besonders gut ist der Effekt der gleichmäßigen Verteilung vor allem dann, wenn man die onomeren oder Vorpolymerisate der Kunststoffe einschleudert.
• Als Füllmittel eingnen sich bei diesem Verfahren die bekannten anorganischen oder organischen Füllstoffe bzw. deren @ischun@en, wie z. B. Sand, Gesteinsmehl, Schiefermehl, Kreide, Kaolin, Talkum, Asbest, Glaspulver, @etallpulver, gehürtete Kunststoffkägelchen, Schwerspat, Tonerdegel und Glimmerpulver. Die Füllstoffe können entweder in einem Arbeitsgang oder auf mehrere Arbeitsgänge verteilt eingeschleudert werden und zweckmäßig gleich mit einem Aktivato8r bzw. Promotor versetzt sein, wobei die Lusaczs hoffe gegebenenfalls unter Verwendung eines Lackes fixiert werden können. Nach der EinschleuderuIl,, der Füllstoffe oder eines heiles derselben können Beschleuniger und/oder der Katalysator gegebenenfalls mit dem restlichen Teil des BindeLiittels und/oder Farbnigmenten nachgeschleudert werden, wobei lediglich die gemeinsame Schleuderung von Beschleuniger und Aktivator und rroinotor in einem Arbeitsgang vermieden werden sollte. Als besondere zweckmäßige Ausführungsform der gemäß dieser Erfindung in mehreren getrennten @ rbeitsgängen vorzunehmenden Beschickung mit Zusatzstoffen während des Schleuderverfahrens wurden in der ersten Arbeitsstufe auf ein @etallohrinnenfl@che eine, einen gewissen Prozentsatz des Fiillmittels und @ktivator enthaltende Monomerenmischung oder das VOrpolymerisat geschleudert, anschließend die Katallysatorlösung, Farbpigment, der Beschleuniger und Reste des Füllstoffes bzw. der anderen vorgenannten Substanzen in gegebenenfalls mehreren Arbeitsvorgängen nachbeschickt. Weiterhin werden gute Ergebnisse erzielt, wenn man in einer ersten Arbeitsstufe die mit Beschleunigern versetzte Kunstharzmischung bzw. d@s Vorpolymerlisat vor- und in einer zweiten @rbeitssQuLe eine mit Katalysatorlösung ud Aktivator versetzte Full@toff@ischung nachschleudert, wobei nach @elieben der nit @ dem @ktivator versetzte Füllstoff @@ch @etrennt, darauffolgend erst die Katalysatorlösung eingeschleudert @erden @ann. @ei der ge@@i@@@@en Anwendung von esch@euni er, in@besondere sol@@er @u@ Pero@@@@@@@@is mit Füllstolfen, muß darauf @eachtet werden, da@ kein Füllstoff anvesend ist, der eine sofortige Zersetzung des Peroxydes bewirkt, sonst m@@te die @@@@schleuderung der @estant@ile getrennt in mereren Arbeitsstufen vor eno@@en werden.
• Will man eine noch bessere @ischung bzw. Verteilung der eir.jeschle'j.aercenJcoffeerreichen,sokannmanerfinuun-;cgemäß durch vor@bergehenden Einbringen bzw. Durchziehen fester Ge enstande, beispielsweise stahlkämme, Stäbe, kleine Rollen, Dr@hte usw. turbulente @ischungsströme der eingeschleuderten Substanzen erreichen, dergestalt, da@ darch die Turbulenz eine intensivere Durchmischung bewirxt wird.
• Durch die-nderung der Zentrifugalkräfte kann ebenfalls, jedoch in schwächeren Lase, ein verbesserter Durchmischungseffet hervorgerufen werden, denn eine Erhöhung der Zentrif@@alkräfte bezwirkt vorwiegend eine Verbesserung der Innenfl-iche.
• Die verwendeten Füllstoffe können beliebige Korngrößen alvtfweisen. Als zweckmäßig zeigte es sich jedoch, @örr@un@en ui : t. er 2 mm zu verwenden. Vlill man mit ; toff v @@ rkte R.) hre mit hoher mechanischer Festigkeit erhalten, o möglich t homogene Lörnungen verwendet oder @@llstoffe zugesetzt werden, die möglichst über 50% Korngrößen enthalten, deren radien im Verhaltnis 1 : 0,4 stehen und auf 2 Teile Füllstoff mit größerem Korndurchmesser 1 Teil Füllstoff entfallen.
• @l@ Ausgangsstoffe für die @erstellung der rotationssymmetrischen Formkörper dienen an sich bekannte hertbare Kunstharze mit Katalysator-, Aktivator-, iromotor und gegebenenfalls Weichmacher-, Füllstoff- und Pig@entzusatz. Unter Promotoren werden Verbindunr @ Katalysator - Beschleuniger " zusätzlich in der Wir@ung verstärken, z.B. Dimerthylanilin, Isocyanate ( Desmodur R), slapetrige Säure und Natriumnitrit. So wurden bei der Herstellung ungesättigter folyester enthaltende rotationssymnetrische Formkörper, vorzugsweise rperoxydische Beschleunige wie Benzblperoxyd, Laurylperoxyd, tertiäres Butylhydroperoxyd, zugesetzt. Als Aktivatoren dienten aie an sich bekannten Aktivatoren wie Cobaltnaphthenat und-octat, als weiterer Zusatz wurde Dimethylanilin (Promotor) verwendet.
• Die Verarbeitung der Epoxyharze bzw. Säureanhydride in Gegenwart von BF-Komplexen oder anderen 3eschleunigern erfolgte vorzugsweise mit Aminen oder Amiden als Härtungsmittel und gegebenenfalls unter Zusatz von Vernetzungsmitteln. Eine weitere vorteilhafte Variationsmöglichkeit ergiut sich bei der Verwendung von Epoxyharz-/Polyestergemischen bzw. Vorpolymerisaten oder Monomerenmischungen. Polyvinylchloridzusätze im Schleuderverfahren sind zweckmäßig als Vorpolymerisate im Gemisch mit Polyvinylacetat oder Polyacrylsäureestern oder unter Verwendung von Mischpolymerisaten bsw. im Gemisch mit deren Lonomeren bzw. Vorpolymerisaten anzuwenden.
• Auch Lei der Verwendung anderer Gießharze als Polyesterharze ist in jeden Fall die Verwendung von lionomeren oder deren Vorpolymerisaten sowie die Aufteilung der im Schleuderverfahren einzubringenden Stoffe in mehreren Arbeitsfnren sehr vorteilhaft, da eine bessere DurchmicchungundHortung der ochleuderteile, verbunden mit verbesserten hohen mechanischen Eigenschaften (Stoßfestigkeit usw.) erreicht wird. Das Verfahren kann auch unter We@fall einiger Zusatzstoffe, z. B. Füllstoffe, Pigmente usw. erfolgen.
• Für die Innenbeschichtung der Rohre können gegebenenfalls schon vor Beendigung des Jchleudervorganges andere, für die Innenbeschichtung geeignete Harze oder deren Vorolymerisate, z. B. Polyvinylchloridverbindungen, gegebenenfalls unter Verwendung von Füllstoffen, Zusatzstoffen, wie Katalysatoren, Pigmente, Beschleuniger, Aktivatoren oder Weichmacher, nachgeschleudert und gegebenenfalls vor weiteren Nachschleuderungen in die schon zum Teil gehärtete, geschleuderte Formasse noch Armierungen, z. B. Glasfasern, Gewebe usw., eingeschleudert werden, gegebenenfalls können bei dieser @ackschleuderung quellendwirkende. ittel oder Konomere eingesetzt werden.

Claims (6)

1. Patentansprüche; 1. Verfahren zur Herstellung von rotazionssymmetrischen @ Kunststofformteilen und -körpern durch Ausschleuderung in Formen, z. O in Rohren, insbesondere @etallrohren, dadurch gekennzeichnet, daß die gegebenenfalls vorher mit einem'frenuuitcelüuerzu versehene @etallronrinnenflache in mehreren, mindestens jedoch zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsgingen mit Kunsth@@zen i@@besondere in Form deren @onomeren und Vorpolymerisaten und zusätzen bzw. deren @ischungen wie Beschleuniger, Aktivator, Katalysator, Promotor, Füllmittel, @igmente und Armierungen im Schleuaerverfahren unter beliebiger Aufteilung der einzuschleudernden Gewichtsmenge, auf die einzelnen Arbeitsgänge versetzt werden, um eine schnellere Aushärtung und Durchmischung, gegebenenfalls unter abänderung der Zentrifugalkraftgrößen zu erreichen.
2. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Füllstoffe und/oder Armierungen aktiviert, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme eines Lackträgers, so daß infolge der großen Oberfläche der aktivierten Füllstoffe oder Armierungen unter Aufnahme eines eiles der Reaktionswärme eine gleichmäßige und rasche Polymerisation und Aushärtung erfolgt.
3. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daßin der ersten Arbeitsstufe auf die Hetallrohrinnenf @@che die mit gegebenenfalls auch chne Fülimittel und/oder Beschieuni@er bzw. Aktivator bzw. Pro@otor versetzte @unstharz- insbesondere deren Konomeren oder Vorpolyerisatmischung gebracht und in der 2. Arbeitsstufe eine Katalysatorlösung geschleudert werden.
4. 4. Verfanren @em@@@ Anspruch 1 und 2, dadurch @@ennzeichnet, daß in der 1. Arbeitsstufe mit Eschleun@gern bzw. Aktivatoren versetzte. unstharz- insbesondere deren @@onomeren- oder Voroolyi.'. erisatenmischungen und in der 2. Arbeiüsstufe eine aktive, mit Katalysatorlösung versetzte Füllstoffmischung geschleudert werden.
5. 5. Verfahren gemäß Anspr@chen 1 bis 4, dadurch gekgennzeichnet, da in die @etallronre vor der Ausschleuderung z uers ein in eine Beschleuniger- bz.w Aktivatorlösung eingetauchtes Gewebe, z.B. Glasgewebe oder Kunstotoffgewebe eingebracht und danach anschlie@end die, den.-acalyEator enthaltende Kunstharz-insbesondere deren @onomeren- bzw. Vorpolymerisatenmischungen zugegeben wird, wobei durch die Zentrifugalwirkung die Vermischung bzw. Verteilung bzw. Auspolymerisation und nachfolgende Aushärtung der Harz-Eatalysatormischung bewirkt wird.
6. 6. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dai3 die Vermischung der in den einzelnen Arbeitsgngeneligebrachten bzw. geschleuderten Bestand teil durch in das-Lohrinnere hineinragende Formörper, Stahlkämme, Rollen usw. erfolgt.