DE19523655A1 - Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus polymerkeramischem Verbundwerkstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung des Verfahrens zur Herstellung von Formkör­ pern aus polymerkeramischem Verbundwerkstoff nach Patentanmeldung P 44 28 465.9 mit dem Ziel einer Erweiterung der Möglichkeiten zur Formgebung.

Die in der zugrunde liegenden Patentanmeldung, welche sich in der Hauptsache mit der stofflichen Zusammensetzung und Struktur des erwähnten polymerkeramischen Verbund­ werkstoffe befaßt, erwähnten Formgebungsverfahren beschränken sich auf das Trockenpres­ sen und Granulieren. Insbesondere zur Herstellung von keramischen Kleinteilen komplizier­ ter Gestalt sowie von prismatischen Profilen wäre die Anwendbarkeit anderer, aus der klassi­ schen Keramiktechnologie bekannter Formgebungsverfahren wünschenswert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Stoffsystem der zur Formgebung ge­ langenden Ausgangsmasse so zu modifizieren, daß weitere keramische Formgebungsverfah­ ren anwendbar werden, ohne daß der für die sogenannte Polymerkeramik typische Aushär­ tungsprozeß durch chemische Bindung der beteiligten Keramikbildner und siliziumorgani­ scher Verbindungen unterhalb der Sintertemperatur der ersteren beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen beschriebene Erfindung gelöst.

Überraschend wurde gefunden, daß einerseits eine Erhöhung über den bisher üblichen Anteil von 15 Masse-% der an der Verfestigungs-Reaktion beteiligten siliziumorganischen Verbin­ dungen (nach Patentanspruch 1) über deren Schmelzpunkt gut formbare Massen ergibt und andererseits die Zusätze austreibbarer temporärer und damit nicht an der Verfestigungs-Re­ aktion beteiligter Bindemittel diese Reaktion nicht behindert, insbesondere dann, wenn nach Patentanspruch 6 die sterische Trennung der Feststoffteilchen durch intensive Druckeinwir­ kung reduziert wird.

Funktionswesentlich ist auch, daß das Austreiben der temporären Bindemittel so langsam, möglichst mit allmählicher Temperaturerhöhung, vorgenommen wird, so daß zeitlich parallel dazu die Verfestigungsreaktion ablaufen kann.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert: Durch Extru­ dieren sollen prismatische Schweißbadsicherungen hergestellt werden. 61 . . . 65 Masse-% Kaolin werden mit 15 Masse-% Silikonharz NH 2100 in einem Kneter 10 Minuten lang vorgemischt. Dann werden 3 Masse-% Celluloseäther MC 4000 PS und 1,5 Masse-% Cellulo­ seäther MHPC 20 000 P in Pulverform sowie 19,5 Masse-% Wasser zur Plastifizierung zuge­ geben. Das Gemisch wird eine Stunde lang geknetet und dann zur Formgebung in den Ex­ truder gegeben.

Die Trocknung und Verfestigung der geformten Profile erfolgt in drei Stufen:

• 1. Lufttrocknung bei Normaltemperatur über 4 Tage, davon 2 unter Folienabdeckung.
• 2. Trocknung im Trockenschrank über 20 Stunden bei 120°C.
• 3. Austreiben des temporären Bindemittels durch stufenweise Temperaturerhöhung auf 240°C über 6 Stunden.

Es wurden feste, glatte und rißfreie Schweißbadsicherungen erhalten, die beispielsweise durch einen Überzug aus Wasserglas gegenüber der Aufnahme von Feuchtigkeit zu schützen sind.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus polymerkeramischem Verbundwerkstoff aus

• - einem durch Stoffumwandlung unterhalb der Sintertemperatur beteiligter Keramikbildner verfestigten, zuvor zur Ermöglichung von Festkörperreaktionen vorverdichteten Gemisch
• - anorganischer Keramikbildner, die funktionelle Gruppen, insbesondere OH-Gruppen aufweisen oder mit solchen belegt sind
• - und siliziumorganischer Verbindungen
• - beide als aktive, zusammen den überwiegenden Masseanteil ausmachende Bestandteile

nach Patentanmeldung P 44 28 465.9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch mit 25 bis 30 Masse-% siliziumorganischer Verbindungen über deren Schmelzpunkt durch Spritzgießen oder Extrudieren geformt wird.

2. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus polymerkeramischem Verbundwerkstoff aus

• - einem durch Stoffumwandlung unterhalb der Sintertemperatur beteiligter Keramikbildner verfestigten, zuvor zur Ermöglichung von Festkörperreaktionen vorverdichteten Gemisch
• - anorganischer Keramikbildner, die funktionelle Gruppen, insbesondere OH-Gruppen aufweisen oder mit solchen belegt sind
• - und siliziumorganischer Verbindungen
• - beide als aktive, zusammen den überwiegenden Masseanteil ausmachende Bestandteile

nach Patentanmeldung P 44 28 465.9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch der oben genannten Stoffe mit zusätzlich 3 bis 7 Masse-% temporärer, bis 300°C austreibbarer Bin­ demittel durch Gießen, Spritzgießen oder Extrudieren geformt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß 3 . . . 7 Masse-% Paraffine als temporäres Bindemittel dienen und die Formung über deren Schmelzpunkt erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß 0,5 . . . 4 Masse-% Cellulose­ äther zuzüglich einer üblichen Menge Wasser als temporäres Bindemittel zur Formung bei Raumtemperatur dienen.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch den Zusatz von 0,2 . . . 1 Masse % oxidierter Polyethylenwachse und/oder 0,1 . . . 1 Masse-% Ölsäure, sowie 0,02 . . . 1 Masse-% eines Katalysators allein oder in Kombination mehrerer der ge­ nannten Stoffe.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das, im Falle des Einsatzes von Paraffinen über deren Schmelzpunkt erwärmte Gemisch im flüs­ sigen bis plastischen Zustand vor der Formung einer intensiven Druckeinwirkung zur Ver­ minderung der sterischen Trennung der Feststoffteilchen, insbesondere einem Knetprozeß, unterworfen wird.