DE1903326A1

DE1903326A1 - Verfahren zur Herstellung von Formkoerpern aus haertbarem Kunstharz und Fuellstoffen

Info

Publication number: DE1903326A1
Application number: DE19691903326
Authority: DE
Inventors: Kurt Smolka
Original assignee: INKU AUSSEN U BINNEN HANDELSGE
Current assignee: INKU AUSSEN U BINNEN HANDELSGE
Priority date: 1968-01-23
Filing date: 1969-01-23
Publication date: 1969-09-04
Also published as: BE727340A; FR2000614A1; NL6901140A; ES362831A1

Description

Patentanwälte

Zirmann

München 2, Ro
Tel. 2619 8ä

INKU Aussen-und Binnen-Handelsgesellschaft Kurt Smolka
in Wien

23, Jan. 1969

Verfahren zur Herstellung von Formkörper» aus härtbarem Kunstharz und Füllstoffen

üiS ist "bekannt, thermoplastische Kunst of fe durch

^ießen und duroplastische Kunstoffe durch Spritzpressen au verarbeiten. In beiden Fällen wird der Kunststoff in pulveriger oder körniger Form, gegebenenfalls in l'iisciiung mit Füllstoffen in heißem Zustand unter Druck gesetzt. Es ist auch bekannt, härtbare Kunststoffe, welche bei Raumtemperatur flüssig sind in offene ^ormen zu vergießen. Wenn man von bei Saumtemperatur festen Kunststoffen ausgeht, so ergibt sich beim Spritzgießen bzw. Spritzpressen eine verhältnismäßig hohe Viscosität, wodurch der Anteil an Füllstoffen begrenzt wird. Es wurde etU-ch. bereits vorgeschlagen, flüssige.to*«/ härtbare Kunststoffe· mit faserigen Füllstoffen vermischt, im Spritzpreßverfahren zu verformen. Auch hiebei sind in ^olge der faserigen Struktur der Füllstoffe verhältnismäßig geringe Püllstoffmengen verwendbar und es wurde daher vorgeschlagen, den Füllstoff mehr flüssigen Kunststoff zuzusetzen, ala im Formkörper gewünscht wird, und den Preßling dadurch mit faserigen Füllstoffen anzureichern, daß das flüssige Kunstharz aus der Form wieder abfließt, während der faserige Füllstoff in der Form zurückgehalten wird. Der Preßling

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Stellt hiebe! eine Art filterkuchen dar, welcher mit faserigen j£un~tstoffen weitgehend angereichert ist. Jedoch hat ein solches Verfahren den Fachteil, daß verhältnismäßig große' Mengen an Kunststoff als Abfall verloren gehen.

Die Erfindung zielt darauf ab, diese Nachteile zu vermeiden. ^Die Erfindung bezieht sich im besonderen auf ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus härtbarem Kunstharz und Füllstoffen, bei welchen Gemische aus bei Raumtemperatur flüssigen, Härtbaren Kunstharzen, bei deren Härtung keine flüchtigen Nebenprodukte entstehen, vorzugsweise ungesättigten Polyesterharzen oder Epoxyharzen, gegebenenfalls unter Zusatz von Aktivatoren und Härtebesohleunigern, mit anorganischen, insbeaonere mineralischen, Füllstoffen in beheizte Formen gespritzt werden. Me Erfindung besteht hiebei im wesentlichen darin, daß ein Gemisch von Harz und pulverigen bis feinkörnigen Füllstoffen in einem Gewichtsverhältnis Harz zu Füllstoff von 1 ϊ 2 bis 1 r; 4- unter einem Druck von 20-150 kp/cm über beheizte Kanäle in die Form gespritz wird. . ladureh daß als Füllstoff pulveriges bis feinkörniges Material und a.ls· Harz ein flüssiges, härtbares Kunstharz, gewählt wird, wird bei hohen Füllstoffgehalten eine verhältnismäßig geringe Viscosität erzielt. Dadurch, daß das Harz-Füllstoff-Gemisch über beheizte Kanäle in die Form gespritzt wird, Wird die Viscosität noch weiter verringert und durch die .anwendung von Drücken bis zu 150 kp/cm wird ermöglicht, auch ein hüherviscoses Harz-rFüllst off-Gemisch durch die Kanäle zu spritzen« Es wird auf diese Weise ein h.oher Füllstoffgehalt des Preßlings ermöglicht, wobei das Gevlichtsverhältnis von Harz zu Füllstoff bis zu 1 : 4 betragen kann. Auf diese Weise bietet die Erfindung den Vorteil, daß die Eigenschaft des Preßlings weitgehend vom

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Material des Füllstoffes bestimmt werden kann, und es

nnen auf diese Weise Formkörper erzeugt werden, welche ucn höchsten Ansprüchen in Bezug auf elektrisches Verhalten und in Bezu^ auf ihr wärmeleitendes Verhalten entsprechen. Dadurch, daß die engen Kanäle, durch welche die :-.".schung in die F_orm gespritzt wird, beheizt werden, wird ^-or allem auch der Vorteil erreicht, daß bereits beim ".Durchgang der Masse durch diese Kanäle eine gründliche - ..rerwärmung erfolgt, wodurch selbst bei größere Formkör-.rn die Dauer der Aushärtung wesentlich verkürzt wird.

3-durch, daß verhältnismäßig hohe Zusätze anorganischer

jillstoffe verwendet werden, welche ein wesentlich größeres ■ärmeleitvermögen haben, als organische Füllstoffe und als Jas Kunstharz, wird die Durohwärmung des Gemisches und da-Kit die Aushärtung beschleunigt. Es hat sich gezeigt, daß bei kleineren F.ormkörpern nur ein bis zwei Minuten für die . ^shärtung genügen, wodurch das erfindungsgemäße Verfahren ;iir die Serienherstellung von Formkörpern in besonderem Maße geeignet wird. Bei größeren oder dickwandigen F_ormkörpern kann gemäß der Erfindung die Ausformung bereits ..i.ch einer die Formbeständigkeit der Teile gewährleisten- --n Verfestigung erfolgen und hierauf eine Nachhäftung unoer Wärmeeinwirkung, beispielsweise in einem Wärmeschrank oder in einem hochfrequenten elektrischen Wech-selfeld, vorgenommen werden. Wesentlich ist-in allen Fällen, daß solche flüssige, härtbare Kunstharze verwendet werden, bei deren Härtung keine flüchtigen Nebenprodukte entstehen, welche da die Mischung in eine geschlossene Form einge-„;-ritz wird, aus der Form nicht entweichen können, und dauer die Herstellung diohter Formkörper unmöglich machen würden. Solche Kunstharze sind in erster Linie vernetzbare, ungesättigte Polyesterharze oder Epoxydharze, wobei zweckmäßig solche Kunstharze verwendet wercl· :;, welche eine niedrige ^igenviS.kosität aufweisen, damit <-.■:■■? Hoher Füllstoffermöglicht wird.

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Als Füllstoffe kommen beispielsweise Kaolin, Talkum, Schiefermehl, Kreide, Calcit, vorzugsweise aber Quarzmehl oder Calciumsulfat (Anhydrit, gebrannter ^Gips) in Frage. Die Korngröße kann je nach der Größe der Teile geregelt werden; für kleine Formkörper liegt sie im Durchschnitt zwischen 0,005 und 0,1 mm, für größere ' Formkörper werden zweckmäßig gröbere Körnungen verwendet. Mehlfeine Füllstoffe erfordern durchschnittlich mehr Harz als solche von gröberer Körnung. Die Mischung wird zweckmäßig bevor sie unter Druck gesetzt wird, in üblicher Weise entlüftet. Die Druckgebung kann beispielsweise in einem Zylinder durch einen KoIban erfolgen, von welchem aus die Einspritzungen zwex- oder mehrteilige Formen über die Kanäle erfolgt. Die Temperatur der Mischung im Zylinder wird zweckmäßig verhältnismäßig niedrig, beispielsweise zwischen 20 ^&wi 90° C gehalten, um.eine vorzeitige Härtung im Zylinder zu vermeiden. In der Form wird die Mischung auf Temperaturen zwischen .100 und 160 C erwärmt bzw. gehalten. Die Eurohwärmung der Mischung in den Kanälen begünstigt die schnelle Erwärmung und damit die schnelle Härtung der Mischung. E_s hat sich gezeigt, daß bei kleinen Formkörpern eine Härtungszeit von ein bis zwei Minuten genügt,so daß eine schnelle Arbeitsfolge ermöglicht wird.

Je nach dem Verwendungszweck können die Eigenschaften der formkörper durch entsprechende Füllstoffe eingestellt werden. Die Entflammbarkeit der Formkörper kann durch Verwendung flammwidriger Kunstherze herabgesetzt werden.

Die in erfindungsgemäßer Weise hergestellten Formkörper sind daher insbesondere für elektrische Isolationszwecke geeignet. Beispielsweise können auf diese Weise Isolatoren ähnlich den üblichen Keramik- oder Giasisolatoren hergestellt werden, wobei gegenüber diesen der

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Vorteil der Bruchsicherheit besteht, -^s können aber auch andere iOrmkörper, wie beispielsweise Platten .)der dgl., in erfindungsgemäßer \Vei3e hergestellt werden, wobei der hohe mögliche Füllstoffgehalt und der beschleunigte Arbeitszyklus bei der Herstellung die Schaffung eines billigen Materials ermöglichen.

Beispiel I: 95 Gew. ^Tle handelsüblicher niedrigviskoser Polyester, enthalten etwa 30 i° Styrol, 5 Gew. TIe Styrol, I Gew. ^Tle Benzoylperoxydpaste und 400 Gew. TLe Quarzmehl werden miteinander vermischt, worauf α ie Masse durch Spritzpressen zu .einem Isolator für ■Freileitungen verformt wurde, indem sie nach Vorwärmen auf ca. 50° C mittels eines Spritzkolbens unter einem -Druck von etwa 90 kp/cm über behexte Kanäle in eine auf 130° C erhitzte ^orm eingespritzt und unter ftufx'echterhaltung des Druckes darin 60 Sekunden zwecks Aushärtung belassen wurde. In dem so hergestellten Pormxvörpör waren keine Blasen oder Lunker festzustellen, aie Oberfläche w'ar dicht und glänzend und die Durchschlagsfestigkeit und Kriechstromfestigkeit entsprach jener von Porzellanisolatoren.

3eispiel 2: 93 Gew. TIe eines ungesättigten Polyesters, der etwa 30 fi Methylmethacrylat enthält, 7 Gew. TIe Methylmethacrylat, 1,5 Gew. TIe Benzoylperoxydpaste wurden miteinander vermischt, worauf in dieser Mischung Gew. TIe gebrannter Gips haldelsüblieher Körnung gleichmäßig verteilt wurden. Die erhaltende Mischung wurde mit einer Vorwärmetemperatur von oa. 60° C in eine auf 120 C erhitzte iOrm eingespritzt und darin innerhalb 60 Sekunden ausgehärtet.^Auoh hier wurden formkörper mit zufriedenstellenden mechanischen und elektrischen Eigenschaften erhalten.

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Beispiel 3: 94 Gew. Tie eines chlorhaltigen, ungesättig-

en Polyesters, der etwa 30 $ Styrol enthielt, 6 Gew. TIe Styrol und I Gew. TIe Benzoylperoxydpaste wurden miteinander vermischt, worauf 300 Gew. TIe Quarzmehl eingearbeitet und gleichmäßig verteilt wurden. Die so erhaltene Mischung wurde auf ca. 80° 0 vorgewärmt und in eine auf 120° 0 erhitzte Plattenform eingespritzt und darin innerhalb 90 Sekunden ausgehärtet, wobei der Druck auf 40 kp/cm gehalten wyrde, Das Material wurde als flammwidrig befunden, die mechanischen und elektrischen i-igenschaften waren auch hier zufriedenstellend,

3eispiel:4: Aus 100 Gew. . Ie ungesättigtem Poly3ster mit einem Gehalt von etwa 30 $ Styrol, 5 Gew. Tie Styrol 1,5 Gew. Tie Methyläthylketonperoxyd (Aktivator) und 0,5 Gew. 'J-¹Ie einer 10 #igen Lösung von Kobaltnaphthenat (Beschleuniger) wurde eine Mischung hergestellt, in die 250 Gew. Tie Oalcitmehl eingearbeitet wurden. Bei einer 3Ormentemperatur von 120° 0 und einer Härtungsdäuer von 60 Sekunden konnten Formkörper mit zufriedenstellenden Eigenschaften erhalten werden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zur Herateilung von Formkörpern aus härtbarem Kunstharz und Füllstoffen, bei welchem Gemische aus bei Raumtemperatur flüssigen, härtbaren Kunstharzen, bei deren Härtung keine flüchtigen Nebenprodukte entstehen, vorzugsweise ungesättigten Polyesterharzen oder Epoxyharzen, gegebenenfalls unter Zusatz von Aktivatoren und Härtungsbeschleunigern, anorganischen insbesondere mineralischen Füllstoffen in beheizte Formen gespritzt werden, 'dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch von Harz und pulverigen bis feinkörnigen Füllstoffen in einem Gewichtsverhältnis Harz zu Füllstoff von 1 : 2 bis 1 : 4 unter einem Druck von 20 - 150 kp/cm über beheizte Kanäle in die Form gegespritzt wird.

2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Styrol oder mit MethyImethacrylat vernetzbares, ungesättigtes Polyesterharz mit niedriger Eigenviskosität verwendet wird,

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität des Gemisches auf einen Wert zwischen 5.000 und 80.000 oP, vorzugsweise*10.000 und 25.000 cP eingestellt wird.

4# Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstoffe in einer Körnung von 0,005 bis 0,1 mm verwendet werden« ♦zwischen

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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß als Füllstoffe Anhydrit, gebrannter Gips, Quarzmehl oder-Caloit, vorzugsweise gebrannter Gips verwendet werden·

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 » dadurch gekennzeichnet, daß die Form auf einer Temperatur zwischen 100 und 160° G gehalten wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur im Druckraum zwischen 20 und 90° 0 gehalten wird,

8* Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei der Herstellung großer bzw, dickwandiger Teile die Ausformung bereits nach einer die Formbeständigkeit der Teile gewährleistenden Verfestigung erfolgt und hierauf eine Nachhärtung unter Wärmeeinwirkung, beispielsweise in einem Wärmeschrank oder in einem hochfrequenten elektrischen Weohselfeld, vorgenommen wird.

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