DE1479548B2 - Verfahren zum herstellen von rotationssymmetrischen kunststofformteilen im schleuderverfahren - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von rotationssymmetrischen Kunststofformteilen im Schleuderverfahren, bei dem Kunststoff und Füllmittel in beliebigen Anteilen sowie Armierungsmaterial in mehreren beliebig aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen in die Schleuderform eingebracht und geschleudert werden.

Es ist bereits bekannt, rotationssymmetrische Kunststofformteile, insbesondere Rohre, im Schleuderverfahren herzustellen. Bei dem Schleuderverfahren wurde bisher in eine mit oder gegebenenfalls auch ohne Trennungsmittel -versetzte, z. B. aus Kupfer, Aluminium, Stahl oder anderen Metallen bestehende Hohlform die entsprechende Menge Kunstharz- und Füllmittel in einen oder mehreren beliebig aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen in die Schleuderform eingebracht und geschleudert. 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 luftbehiezten Öfen, beschleunigt werden muß. Durch die Anwendung von Wärme während des Schleuderverfahrens sind einerseits jedoch sehr kostspielige beheizbare Öfen notwendig, die möglichst die Einstellung einer konstanten Temperatur gewährleisten. Bei Wahl anderer Schleuderformen, Rohrstärken und/ oder Gießharzen ist die Einstellung einer neuen Temperatur erforderlich, so daß 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 während des Schleudervorganges werden sehr unvollständig ausgehärtete und daher klebende rotationssymmetrische Kunststofformteile erhalten. Diese etwas unvollständige Härtung findet man sogar häufig auch bei den Formteilen, deren Härtung durch die Anwendung von Wärme beschleunigt wurde. Man konnte daher im Schleuderverfahren hergestellte Teile nicht sofort verwenden oder gemeinsam lagern, da die Teile zum Verkleben neigen.

Mit der vorliegenden Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die Aushärtung zu steuern und gegebenenfalls zu beschleunigen.

Die Lösung dieser Aufgäbe besteht erfindungsgemäß darin, daß auch Beschleuniger, Aktivator, Katalysator und Pigment unter beliebiger Aufteilung der einzubringenden Gewichtsmenge und beliebiger Verteilung auf die in den Arbeitsgängen einzubringenden Stoffe eingeschleudert werden.

Dabei erreicht man gegebenenfalls unter Abänderung der Zentrifugalkraftgrößen eine schnellere Aushärtung als bei den nach bisher bekannten Schleuderverfahren hergestellten Formteilen.

Durch die große Mannigfaltigkeit der auf die einzelnen Arbeitsgänge aufteilbaren Stoffe sowie deren Gewichtsverhältnisse werden Variation in der Aushärtezeit und der Eigenschaft der'rotationssymmetrischen Formkröper ermöglicht. Die Aushärtungszeit ist jedoch auf jeden Fall kürzer als die bei den unter Verwendung gleicher Harze und gleicher bzw. ähnlicher Zusatzstoffe nach den bisher bekannten Schleuderverfahren hergestellten Formteilen mit vergleichbarer, häufig jedoch verbesserter Qualität, wobei diese Qualitätsverbesserung einerseits durch eine Steuerung des Polymerisationsverlaufes, andererseits durch eine bessere Durchmischung durch eine getrennte Zugabe der Beschleuniger und Katalysatoren im Schleuderverfahren erreicht wird. ₅. .

Besonders zweckmäßig ist es, daß in einem ersten Arbeitsgang nur ein Teil des Vorpolymerisates bzw. des Monomeren vorgeschleudert wird und der restliche Teil oder ein-anderes. Vorpolymerisat oder ein anderes Monomerengemisch in einem oder mehreren darauffolgenden Arbeitsgängen nachgeschleudert wird. ■ · ,

Zum Verarbeiten sind alle härtbaren Kunstharze, insbesondere Polyesterharze, Cumaron-, Inden-, Epoxydharze, Polyacrylate und Polymethacrylate, aber auch Polyvinylverbindungen, z. B. Polyvinylchlorid, geeignet. Überraschenderweise wurde festgestellt, daß bei der Verwendung von Monomeren oder Vorpolymerisaten eine größere mechanische Festigkeit erreicht wird als bei der Verwendung der Polymerisate bzw. der lösungsmittelhaltigen Polymerisate selbst.

Als Füllmittel eignen sich bei diesem Verfahren die bekannten anorganischen oder organischen Füllstoffe

bzw. aeren Mischungen, wie z. B. Sand, Gesteinsmehl, Schiefermehl, Kreide, Kaolin, Talkum, Asbest, Glaspulver, Metallpulver, gehärtete Kunststoffkügelchen, Schwerspat, Tonerdegel und Glimmerpulver. Die Füllstoffe können entweder in einem Arbeitsgang oder auf mehrere Arbeitsgänge verteilt eingeschleudert werden und zweckmäßig gleich mit einem Aktivator bzw. Promotor versetzt sein, wobei die Zusatzstoffe gegebenenfalls unter Verwendung eines Lackes fixiert werden können. Nach der Einschleuderung der Füllstoffe oder eines Teiles derselben können Beschleuniger und/oder der Katalysator gegebenenfalls mit dem restlichen Teil des Bindemittels und/oder Farbpigmenten nachgeschleudert Werden, wobei lediglich die gemeinsame Schleuderung von Beschleuniger und Aktivator und Promotor in einem Arbeitsgang vermieden werden sollte. Besonders zweckmäßig ist es, in der ersten Arbeitsstufe eine einen gewissen Prozentsatz des Füllmittels und Aktivator enthaltende Monomerenmischung oder das Vorpolymerisat zu schleudern und anschließend die Schleuderform mit Katalysatorlösung, Farbpigment, Beschleuniger und Reste des Füllstoffes gegebenenfalls in mehreren Arbeitsgängen zu beschicken. Weiterhin werden gute Ergebnisse erzielt, wenn man in einer ersten Arbeitsstufe die mit Beschleunigern versetzte Kunstharzmischung bzw. das Vorpolymerisat vor- und in einer zweiten Arbeitsstufe eine mit Katalysatorlösung und Aktivator versetzte Füllstoff mischung nachschleudert, wobei nach Belieben der mit dem Aktivator versetzte Füllstoff auch getrennt, darauffolgend erst die Katalysatorlösung eingeschleudert werden kann. Bei der gemeinsamen Anwendung von Beschleuniger, insbesondere solcher auf Peroxydbasis mit Füllstoffen, muß darauf geachtet werden, daß kein Füllstoff anwesend ist, der eine sofortige Zersetzung des Peroxydes bewirkt, sonst müßte die Einschleuderung ■der Bestandteile getrennt in mehreren Arbeitsstufen vorgenommen werden.

Will man eine noch bessere Mischung bzw. Verteilung der eingeschleuderten Stoffe erreichen, so können erfindungsgemäß die in der Schleuderform eingebrachten Bestandteile durch in die Schleuderform hineinragende Stahlkämme, Stäbe, kleine Rollen, Drähte usw. vermischt werden. Hierdurch entstehen turbulente Mischungsströme, die eine intensivere Durchmischung bewirken. Durch die Änderung der Zentrifugalkräfte kann ebenfalls, jedoch in schwächerem Maße, ein verbesserter Durchmischungseffekt hervorgerufen werden, denn eine Erhöhung der Zentrifugalkräfte bewirkt vorwiegend eine Verbesserung der Innenfläche.

Die verwendeten Füllstoffe können beliebige Korngrößen aufweisen. Als zweckmäßig zeigte es sich jedoch, Körnungen unter 2 mm zu verwenden. Will man mit Füllstoff verstärkte Rohre mit hoher mechanischer Festigkeit erhalten, so sollten möglichst homogene Körnungen verwendet oder Füllstoffe zugesetzt werden, die möglichst über 50 % Korngrößen enthalten, deren Durchmesser im Verhältnis 1 :0,4 stehen.

Als Ausgangsstoffe für die Herstellung der rotationssymmetrischen Formkörper dienen Monomere bzw. Vorpolymerisate von an sich bekannten härtbaren Kunstharzen mit Katalysator-, Aktivator-, Promotor und gegebenenfalls Weichmacher-, Füllstoff- und Pigmentzusatz. Unter Promotoren werden Verbindungen verstanden, die das System »Katalysator-Beschleuniger« zusätzlich in der Wirkung verstärken, z. B. Dimethylanilin, Socyanate, salpetrige Säure und Natriumnitrit. So wurden bei der Herstellung ungesättigter Polyester enthaltende rotationssymmetrische Formkörper, vorzugsweise peroxydische Beschleuniger wie Benzolperoxyd, Laurylperoxyd, tertiäres Butylhydroperoxyd, zugesetzt. Als Aktivatoren dienten die an sich bekannten Aktivatoren wie Cobaltnaphthenat und -octoat, als weiterer Zusatz wurde Dimethylanilin (Promotor) verwendet. Die Verarbeitung der Epoxyharze bzw. Säureanhydride in Gegenwart von BF₃-Komplexen oder anderen Beschleunigern erfolgte vorzugsweise mit Aminen oder Amiden als Härtungsmittel und gegebenenfalls unter Zusatz von Vernetzungsmitteln. Eine weitere vorteilhafte Variationsmöglichkeit ergibt sich bei der Verwendung von Epoxyharz-/Polyestergemischen bzw. Vorpolymeriasaten oder Monomerenmischungen. "-Polyvinylchloridzusätze im Schleuderverfahren sind zweckmäßig als Vorpolymerisate im Gemisch mit Polyvinylacetat oder Polyacrylsäureestern oder unter Verwendung von Mischpolymerisaten bzw. im Gemisch mit deren Monomeren bzw. Vorpolymerisaten anzuwenden. Auch bei der Verwendung anderer Gießharze als Polyesterharze ist in jedem Fall die Verwendung von Monomeren oder deren Vorpolymerisaten sowie die Aufteilung der im Schleuderverfahren einzubringenden Stoffe in mehreren Arbeitsgängen sehr vorteilhaft, da eine bessere Durchmischung und Härtung der Schleuderteile, verbunden mit verbesserten hohen mechanischen Eigenschaften (Stoßfestigkeit usw.), erreicht wird. Das Verfahren kann auch unter Wegfall einiger Zusatzstoffe, z. B. Füllstoffe, Pigmente usw., erfolgen.

Für die Innenbeschichtung der Rohre können gegebenenfalls schon vor Beendigung des Schleudervorganges andere, für die Innenbeschichtung geeignete Harze oder deren Vorpolymerisate, 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 Formmasse noch Armierungen, z. B. Glasfasern, Gewebe usw., eingeschleudert werden, gegebenenfalls können bei dieser Nachschleuderung quellend wirkende Mittel oder Monomere eingesetzt werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von rotationssymmetrischen Kunststofformteilen im Schleuderverfahren, bei dem Kunststoff und Füllmittel in beliebigen Anteilen sowie Armierungsmaterial in mehreren beliebig aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen in die Schleuderform eingebracht und geschleudert werden, dadurchgekennzeichnet, daß auch Beschleuniger, Aktivator, Promotor, Katalysator. und Pigment unter beliebiger Aufteilung der einzubringenden Gewichtsmenge und beliebiger Verteilung auf die in den Arbeitsgängen einzubringenden Stoffe eingeschleudert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Arbeitsgang nur ein Teil des Vorpolymerisates bzw. des Monomeren vorgeschleudert wird und der restliche Teil oder ein anderes Vorpolymerisat oder ein anderes Monomerengemisch in einem oder mehreren darauffolgenden Arbeitsgängen nachgeschleudert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Schleuderform zuerst ein in eine Beschleuniger- bzw. Aktivatorlösung eingetauchtes Gewebe eingebracht und anschließend die den Katalysator enthaltende Monomeren- bzw. Vorpolymerisatenmischung zugegeben wird.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß-die in der Schleuderform eingebrachten Bestandteile durch in die Schleuderform hineinragende Stahlkämme, Stäbe oder Rollen vermischt werden.