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Verfahren zur Herstellung vorgeformter Formmassen und nach diesem
Verfahren hergestellte Formmassen Zusatz zu Patent . . . . . . . (Patentanmeldung
C 42. 662 IV c/39b) Gegenstand des patents . . . . .(Patentanmeldung C 42.662 IVc/39b)
ist ein Verfahren zur Herstellung vorgeformter Formmassen aus härtbaren in Wasser
und/oder organisohen Lösungsmitteln löslichen Kunstharzen und pulvrigen und/oder
faserigen FUll- bzw. Verstärkungsstoffen, Farbstoffen, Gleitmitteln und sonst Ublichen
Zusätzen, gemäß dem das Harz in Form einer Lösung oder in Pulverform unter Zusatz
von Harzlösungsmitteln mit den Füll- und/oder Verstärkungsstoffen und den Ubrigen
Zusätzen ohne wesentliche Wärme zufuhr vermisoht wird, und wobei nach der völligen
Imprägnierung der Füll- und/oder Verstärkungsstoffe mit der Harzlösung so viel Wasser
eingearbeitet wird, bis das Gemisch formbar geworden ist, wonach es durch eine geeignete
Vorrichtung vorgeformt und dann durch Trooknung auf den gewünschten Fließgrad gebracht
wird.
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Es wird also beispielsweise das Harz in Form einer Lösung mit 60 bis
90% Feststoffgehalt mit den üblichen Zusatzstoffen gemischt und das so erhaltene
Gemisch mit den Füll- und/oder Verstärkungsstoffen in einem Mischkneter so lange
verarbeitet, bis eine völlig homogene Verteilung erreicht ist. Dann wird Wasser
zugegeben, dessen Menge, bezogen auf den Feststoffgehalt des Gesamtgemisches, mindestens
5 % beträgt, und weitergeknetet, bis das Gemisch formbar geworden ist; Wärme wird
dabei, im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik, nicht zugeführt. Das formbar
gewordene Gemisch wird dann, beispielsweise in einer Strangpresse, vorgeformt und
durch Trooknung aur den gewUnsohten FlieBgrad gebracht0 Das Verfahren
ist
rUr die Herstellung von Formmassen mit pulverförmigen oder faserigen FUll- und Verstärkungsstoffen
geeignet.
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Es wurde nun festgestellt, daß Stränge, die naoh diesem Verfahren
unter Verwendung von wässrigen Lösungen von Phenol- oder Melamin-bzw. Harnstoff
-Formaldehyd rHarzen hergestellt worden sind, aneinander kleben, so daß die anschlie#ende
Nachzerkleinerung und Trooknung, beispielsweise gemäß dem Vorschlag der deutsohen
patentschrift . . . . . . . . (Patentanmeldung C 43.911 X/394a), ferner eine Dosierung
in die Vorrichtung zum Vorformen und eine kontinuierliche Arbeitsweise erschwert.
Die vorliegende Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gestellt, diesen Naohteil
zu vermeiden, da ein starkes Interesse besteht, auoh diese Formmassen ohne Schwierigkeiten
kontinuierlich herzustellen, d.h. das Gemisch aus Harzlösung und FUll- bzw. Verstärkungsstoffen
sowie den Ueblichen Zusätzen zu Strängen vorzuformen, diese zu zerkleinern und zu
trocknen.
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Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß die Misohungen aus den
Harzlösungen - insbesondere den wässrigen Lösungen von Phenol- und/oder Amin-Aldehyd-Harzen,
vor allem Formaldehyd-Harzenmit den FUll-und/oder Verstärkungsstoffen und den sonstigen
Ubhohen Zusätzen, durch Einarbeiten vo im al e Gewiohtsprozent, bezogen auf den
Feststoffgehalt der Gesamtmischung, organischen, mit Wasser ganz oder teilweise
mischbaren, bis etwa 100°C siedenden organischen Lösungsmitteln anstelle von oder
zusammen mit wasser vorgeformt werden können.
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Es ist demnaoh möglich, Gemische aus Harzlösungen in organischen Lösungsmitteln
mit den Füll- und/oder Verstärkungsstoffen durch Zugabe organischer Lösungsmittel
in den formbaren Zustand zu verwandeln.
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Als organische Lösungsmittel sind insbesondere aliphatische Alkohole
mit 1 bis 4 C-Atomen wie Methanol, Aethanol, n. oder Isopropanol, Isobutanol, tertiäres
oder n-Butanol, ferner auch
Aceton, Essigester und dergleichen brauchbar
; die Verwendung von Methanol ist bevorzugt. Auch Gemische können verwendet werden.
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Die zur Durohrtihrung der Vorformung erforderliche Menge an organischem
Lösungsmittel beträgt mindestens 5 Gewichtsprozent, bezogen auf den Feststoffgehalt
der Gesamtmischung. Sie hängt weitgehend von der Zusammensetzung der Mischung ab,
beispeilnweise von der Konzentration der Harzlösung, der Art und dem Kondensationsgrad
des Harzes sowie von der Menge, Art und Struktur der FUll- und/oder Verstärkungsstoffe.
Saugfähige Stoffe wie Holzmehl, Cellulose und dergleichen errordern höhere Flussigkeitsmengen
als porenfreies Gesteinsmehl, Glasfasern und dergleichen. In Jedem Fall ist die
erforderliche Menge an organischen Lösungsmitteln leicht durch einen einfaohen Vorversuch
zu ermitteln, Bei porenfreien Füll- und/oder Verstärkungsstoffen beträgt sie z.B.
5 bis 10 Oeniohtsprozent, während bei saugfähigen FUll-und/oder Verstärkungsstoffen
z.B. bis zu 50 Oewiohtsfi verwendet werden können.
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Besonders vorteilhaft ist das, daß man z,B, beim Arbeiten mit Melaminharzlösungen
nicht an eine besondere Verträgliohkeit dieser Harzlösungen mit Wasser gebunden
ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise ist vielmehr die Verträglichkeit
der Harzlösungen mit den organischen Lösungsmitteln von ausschlaggebender Bedeutung,
d.h. wieweit die Harzlösung mit dem organischen Lösungsmittel verdUnnt werden kann,
bis das Harz ausfällt; sie ist abhängig von der Konzentration der Harzlösung der
Art und dem Kondensationsgrad des Harzes sowie von der Art des zugesetzten Lösungsmittels.
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Es können folglich Lösungen von Harzen eingesetzt werden, deren Konzentration
und Kondensationsgrad sich von denen, die gemäß des Hauptpatent verwendet werden,
unterscheiden. Der Fest stoffe gehalt der verwendeten wässrigen Harzlösungen beträgt
im
allgemeinen etwa 50 bis 90, vorzugsweise 60 bis 80 %, Jedoch
ist auch das Arbeiten mit niedriger konzentrierten Lösungen möglich. Ein weiterer
Vorteil besteht darin, daß das durch Zusatz von organischen Lösungsmitteln in einen
vorformbaren Zustand gebrachte Gemisch aus den Harzlösungen und den Füll- und/oder
Verstärkungsstoffen nicht zusammenklebt, so daß es ohne Schwierige keit mittels
einer Dosiervorrichtung in eine Strangpresse eingespeist werden kann. Auch die damit
erhaltenen Stränge kleben im Gegensatz zum Arbeiten ohne organische Lösungsmittel
nicht aneinander und lassen sich einwandfrei nachzerkleinern und'trocknen, wie es
in der patentanmeldung C 43.911 X/39a vorgeschlagen wurde. Die Trooknung auf den
gewünschten Fließgrad kann z.B. bei vermindertem Druck oder mittals Bardtrodmer
vorgenommen werden Die organischen Lösungsmittel können in reiner Form eingearbeitet
werden. Sie können aber auoh natUrliche Harze, deren lösliche Salze, synthetische
Harze, Netzmittel, Gleitmittel oder Kombinationen davon, in organischen Lösungsmitteln
gelöst, oder dispergiert (z.B. emulgiert oder suspensiert) enthalten, Dabei können
auch geringe Mengen Wasser, die z.B. als Lösungsvermittler wirken, zugegen sein.
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Die Konzentration dieser Lösungen kann bis etwa 20, im Falle des
Arbeitens mit synthetischen Harzen bis etwa 50 % Feststoffgehalt betragen. Im allgemeinen
liegt sie bei 5 bis 15.
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Sie werden in einer Menge von mindestens 5 Gewichts% und höchstens
50 Gewichts%, bezogen auf den Feststoffgehalt der gesamten Formmasse.
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Vormisohung zugesetzt.
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Eine Abwandlung dieser Arbeitsweise besteht darin, daß man zuerZ
sämtliche FUll- und Zusatzstoffe miteinander vermischt, dann die Harzlösung zusetzt,
dann erneut mischt und schließlich das organische Lösungsmittel bzw. die an dessen
Stelle verwendbaren Lösungen usw. einarbeitet.
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Man kann auoh von Festharzen der vorstehend beschriebenen Harz. lösungen,
vorzugsweise solchen in feingemahlener Form, ausgehen
und diese
trocknen mit den FUll- und Zusatzstoffen mischen und dieses Gemisch dann mit soviel
Harzlösungsmittel, vorzugsweise Wasser, weitermischen bis die obenangegebenen Konzentrationen
der Harzlösungen und ein homogenes System vorliegen, in das man dann das organische
Lösungsmittel bzw. die an dessen Stelle verwendbaren Lösungen usw. einarbeitet.
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Die erfindungsgemäß hergestellten Formmassen verhalten sich z.B. hinsichtlich
des Fließverhaltens und der Härtungscharakteristik völlig analog den auf bisher
Ubliche Weise hergestellten Formmassen, sind diesen aber durch ihre sehr gleichmäßige
Form Uberlegen, was stich in ihrer guten Rieselfähigkeit und leichten Dosierbarkeit
zeigt.
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PUr die automatische Verarbeitung der Formmassen durch Spritzpressen
und Spritzgießen bedeutet der Einsatz granulierter Formmassen einheitlicher Form
und Körnung einen ganz besonderen Vorteil.
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Die aus den Formmassen gemäß Errindung in bekannter Weise hergestellten
Formteile entsprechen in ihrem Aussehen - z.B. Struktur der Oberfläche, Glanz -
und hinsichtlich ihrer PrUfwerte, z.B. an Prüfkörpern solchen Formteilen, die aus
den gemäß DIN 7708 hergestellten Formmassen gefertigt worden sind.
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Beispiels Herstellung einer Melamin-Formaldehyd-Formmasse des Typs
156.
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In 20 kg einer etwa 80 eigen wässrigen Lösung von Melamin-Formaldehydharz,
das durch alkalische Kondensation von Melamin und Formaldehyd im Verhältnis 1:1,8
erhalten wurde, werden 3,5 kg Zinkstearat und 350 g eines Esterwachses eingerührt.
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Diese Lösung wird in einem Mischkneter ohne Wärmezufuhr'mit etwa 19
kg faserigem Asbest bis zur Völligen Imprägnierung des Asbestes durchgeknetet. Dann
werden 9 kg Methanol zugegeben und nochmals durchgemischt.
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Die auf diese Weise in einen formbaren Zustand gebrachte Masse wird
mit Hilfe einer Dosierschnecke in eine Strangpresse eingespeist und durch eine Lochsoheibe
mit drei mm-Bohrungen zu Strängen vorgeformt. Diese Stränge kleben nicht aneinander;
sie werden anschlie#end durch eine Dosierschnecke gedrückt, wobei sie zu einem einheitlichen
Granulat, d.h. einzelnen Strangstücken von etwa 5 mm Länge, zerfallen.
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Die feuchten Strangstücke werden in einem Bandtrookner getrocknet
und dabei auf eine GesamtflUchte von etwa 3,8 % eingestellt.
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Die trookenen Granulate fallen praktisch völlig staubfrei an, sind
sehr einheitlich, ausgezeichnet rieselfähig und einwandfrei dosierbar.
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Prüfkörper gemäß DIN 7708, Blatt 2, lieferten folgende Werte: Typwerte
Prüfvorschrift Formmassen Norm gemä# Erfindung Biegefestigkeit kp/cm3 DIN 53452
560 500 Schlagzähigkeit kpcm/cm3 DIN 53453 3,7 3.5 Kerbschlagzähigkeit kpcm/cm2
DIN 53452 2,7 2,0 Formbeständigkeit in der Wärme naoh Martens °C DIN 53458 152 >
140 Glutbeständigkeit/GUtegrad VDE 0302 4 4 Wasseraufnahme mg DIN 53472 167 <200
Oberflächenwiderstand DIN 53482 8 8 (behandelt) VZ Kriechstromfestigkeit SWIb DIN
53480 KA30 K£3o Rohdichte g/oma DIN 53479 1,9 Schüttdichte g/cm3 DIN 53468 0,67
Verarbeitungsschwindung ffi DIN 53464 0,52 Die naoh dem Verfahren vorliegender Erfindung
hergestellten vorgeformten Formmassen ergeben somit Prüfkörper bzw. Prüfwerte, die
der Norm voll und ganz ents prechen.