DE1953062A1 - Polyesterharzsysteme zur Verwendung in Formmassen - Google Patents
Polyesterharzsysteme zur Verwendung in FormmassenInfo
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- C08L67/06—Unsaturated polyesters
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Description
1953Q62
DR. JUR. DIPL-CHEM. WALTER BEIL
ALFRED HOEPPENER
DR. JUR. DIPL-CHEM. H.-J. WOLFF
DR. JUR. HANS CHR. BEIL
ALFRED HOEPPENER
DR. JUR. DIPL-CHEM. H.-J. WOLFF
DR. JUR. HANS CHR. BEIL
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623FRAMKFURTAMAAAIM-HoCHST £ I. URI. iaua
Unsere UTr. 15821
Rohm and Haas Company Philadelphia, Pa., V.St.A .
Die Erfindung "betrifft Kunstharz systeme, die sich
zu hitzehärtbaren Produkten polymerisieren lassen, und die, wenn sie in Formmassen eingearbeitet werden, ver besserte
physikalische Eigenschaften ergeben. Die erfindungsgemäßen Harzsysteme bestehen aus (1) einem unge sättigten
Polyester, bestehend aus einem Polykondensa tionsprodukt
einer α,β-äthylenisch ungesättigten Dicarbonsäure
mit einem zweiwertigen Alkohol mit oder ohne gesättigte Dicarbonsäure, (2) einem thermoplastischen Polymeren
mit Säurefunktionen und (3) einem äthylenisch .ungesättigten Monomersystem und werden in faserverstärkten
Formmassen verwendet. In den erfindungsgemäßen Form massen ist das Harzsystem mit Metalloxyden oder -hydroxyden
unter Bildung von Formmassen in Schüttgutform oder Folienform verdickt, wobei durch diese Massen verbesserte
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physikalische Eigenschaften erhalten werdens wie z.B.
die Beseitigung oder wesentliche Verringerung des Schrumpfens beim Polymerisieren. Die das erfindungs gemäße
Harzsystem enthaltenden Formmassen werden unter üblichen Hitze- und Druckbedingungen in geeignete «Formen
gepreßt, gespritzt oder stranggepreßt.
laserhaltige Formmassen auf der Basis ungesättigter Polyesterharzsysteme finden weitgehend Verwendung
zur Herstellung von Karosserieteilen für Autos, von Möbeln, Gehäusen für Geräte und für viele andere Zwecke.
Zu den üblichen hitzehärtbaren verstärkten Formmassen gehören vorgemischte Formmassen undTgießbare Harzmassen,
die bei vorgeformten Körpern aus Fasermaterial oder zugeschnittenen Fasermatten zur Anwendung kommen. Im vorliegenden werden alle diese Techniken als. "liaßform massen"
bezeichnet. Dieser Ausdruck wird deshalb gebraucht, weil die Formmassen vor oder während des Verformens
entweder klebrig oder.gießbar sind. Vorgemisehte Formmassen enthalten üblicherweise ein ungesättigtes
Polyesterharzsystem, Faserverstärkung wie z.B. Glas fasern, Füllstoffe oder Streckmittel, einen Radikale
bildenden Katalysator für die Polymerisation des Harzsystems
und andere Zusätze wie Gleitmittel oder Pigmente. Die vorgemischten Massen werden zu einer teigartigen
Masse gemischt, die direkt in die Preß-, Spritz- oder Strangpressvorrichtung gefüllt wird. Formverfahren, bei
denen vorgeformte Faserverstärkungen, zugeschnittene Fasermatten und zugeschnittene Verstärkungsgewebe zur Anwendung
kommen, umfassen im allgemeinen die Verwendung einer gießbaren Formmasse auf der Basis von ungesättigten
Polyesterharzsystemen, Füllstoffen oder Streckmittel,
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Radikale bildenden Katalysatoren, Gleitmitteln und anderen
Bestandteilen. Die verstärkten Formmassen wer den zur Herstellung von Teilen verwendet, "bei denen ein
hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, eine hohe Schlagfestigkeit und die Beibehaltung dieser mechanischen
und physikalischen Eigenschaften erforderlich sind. ,Der Einsatz der verstärkten Kunststoffe unterliegt jedoch
bei Verwendung dieser und anderer Formmassen wesentlichen Einschränkungen. Die physikalischen Eigen schäften
dieser Sfaßfomnaassen macht die Verwendung von
mechanisierten Hochleistungsa&lagen zur Handhabung der
Masseh zwischen den Arbeitsgängen des Mischens und Formens
unpraktisch. Darüberhinaus verlieren die Naßformmassen eine wesentliche Menge des flüchtigen, äthylenisch
ungesättigten Mönomersystems, sodaß die Oberfläche der Masse austrocknet, wodurch Runzeln während des Formvorganges,
eine Einschränkung des Fließvermögens in komplexen Teilen und Unregelmäßigkeiten der Oberfläche verursacht
werden.
Man verwendet gewisse Verdickungsmittel, um die Formmassen vor dem Verformen zu verdicken und so die
Handhabung dieser Formmassen zu verbessern und den Verlust an flüchtigen Stoffen aus deren Oberfläche zu verringern.
Dieser Verdickungsvorgang verbessert auch die
Fließeigenschaften der Masse während des Verformens, sodaß
die Faserverstärkung und die Füllstoffe oder Streckmittel mit dem Kunstharz bis zu den äußersten Enden der
Form getragen werden, wodurch ein gleichmäßigeres Teil gebildet wird. Im vorliegenden betrifft der Ausdruck
"Formmassen in Schüttgutform" Massen auf der Basis eines
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äthylenisch ungesättigten Polyesterharzsystems, das mit einem Metall oxy d oder -hydroxyd zu einer Formmasse
verdickt wurde, die Faserverstärkung mit relativ kurzer Faserlänge, im allgemeinen von etwa 12,7 mm und im allgemeinen
geeignete Füllstoffe oder Streckmittel, Katalysatoren, Gleitmittel und gegebenenfalls auch andere Bestandteile
wie Farbstoffe und Inhibitoren enthält, wobei die gesamte Formmasse in einem intensiv arbeitenden
Mischer hergestellt wird. Der Ausdruck "Formmassen ·
in Folienform" bezieht sich auf eine im wesentlichen ähnliche Masse in Form von Folien, bei der die im allgemeinen
etwas langfasrigere Faserverstärkung in einer Ebene ausgerichtet ist.
Die Oberflächen der Formteile, die aus Form massen in Schüttgutform oder Folienform hergestellt wurden,
sind denen ähnlich, die aus Naß formmassen hergestellt
wurden. Die Oberflächen der Formteile sind wellig, rauh und ungleichmäßig, und Fasern ragen heraus. Die
Formteile neigen dazu sich infolge von Spannungen zu verziehen, die während des Polymerisationsvorganges entstehen,
und erleiden eine wesentliche Polymerisations schrumpfung während des Formungsvorganges. Die Oberflächen
der Formteile sind so beschaffen, daß sie bei Verwendungszwecken mit hohen Anforderungen an das Aussehen
mit Sandpapier abgeschliffen, planiert und poliert werden müssen, um ein zufriedenstellendes Aussehen zu erreichen.
Diese und andere Mängel haben die Verwendung von Formmassen in Schüttgutform oder Folien wesentlich
eingeschränkt.
Wie in der Deutschen Patentanmeldung Er. P 16948575
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beschrieben ist, werden durch gewisse ungesättigte Polyesterharzsysteme Schrumpfungen bei der Polymerisation
vermieden und hervorragende Oberflächeneigen schäften der Formteile erzielt, wenn diese Systeme
in Haßformmassen verwendet werden. Die Verwendung der Massen gemäß dieser Deutschen Patentanmeldung
in Formmassen in Schüttgutform und Folienfonn ergibt
jedoch nicht die gleichen Vorteile. Wenn die Massen gemäß dieser Patentanmeldung in Foimmassen in.Schüttgut
form oder Folienform verwendet werden, sind die physikalischen Eigenschaften einschließlich der Oberflächeneigensehaften
tatsächlich im allgemeinen schlecht. Brauchbare Formmassen in Schüttgutform und Folienform mit geringer Schrumpfung sind daher nicht
verfügbar.
Es wurde nun gefunden, daß gewisse ungesättigte Polyesterharzsysteme überraschende physikalische Eigenschaften
einschließlich geringer Schrumpfung bei der
Polymerisation in Formmassen in Schüttgutform oder Folienform aufweisen. Die Vorteile der Vermeidung oder
wesentlichen Verringerung der Schrumpfung und andere Vorteile können jetzt bei Formmassen in Schüttgutfoun
oder als Folien zusammen mit all den vorstehend als Vorteile beschriebenen Eigenschaften in Verbindung mit
zusätzlichen Verbesserungen erzielt werden.
Die erfindungsgemäßen Harzsysteme enthalten
(1) äthylenisch ungesättigte Polyester,
(2) thermoplastische Polymeren mit Säure funktionen, .
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und (3) äthylenisch ungesättigte Monomeren.
Die äthylenisch ungesättigten Polyester können als das Polykondensationsprodukt von α,β-äthylenisch
ungesättigten Dicarbonsäuren oder -Säureanhydriden, gesättigten Dicarbonsäuren oder -Säureanhydriden mit zweiwertigen
Alkoholen oder Oxyden hergestellt werden» Die genaue chemische Zusammensetzung der erfindungsgemäßen
Polyester hängt von der Polymerzusammensetzung, dem Monomersystem,
der Zusammensetzung der Formmasse, der Art des Formvorganges, z.B. Spritzgußverfahren und dem Verwendungszweck
der zu formenden Teile ab. Zu den geeigneten, ungesättigten Dicarbonsäuren oder Anhydriden gehören
Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Itakonsäure, Zitrakonsäure und Chlormaleinsäure. Maleinsäureanhydrid
und Fumarsäure werden bevorzugt. Ein kleinerer Anteil, bis zu etwa 25 Mol-# der ungesättigten Dicarbonsäure
kann durch nicht-äthylenisch ungesättigte Dicarbonsäuren
(nachstehend als "gesättigte Carbonsäuren" bezeichnet) ersetzt werden. Brauchbare gesättigte Carbonsäuren sind
z.B. ortho-Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthal säure,
Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebazinsäure oder Methylbernsteinsäure. Die bevorzugten gesättigten Carbonsäuren
sind ortho-Phthalsäure und Isophthalsäure. Vorzugsweise werden keine gesättigten Carbonsäuren ver wendet.
Brauchbare zweiwertige Glycole und Oxyde sind u.a. 1,2-Propandiol (Propylenglycol), Dipropylenglycol,
Diäthylenglycol, Äthylenglycol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol,
Hfeopentylglycol, Triäthylenglycol, Tripropylenglycol
oder Äthylenoxyd. Der Grad der Unsättigung der erfindungsgemäßen Polyesterkette (gemessen durch
das Molekulargewicht je Doppelbindung - je wieder -
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kehrender Einheit) ist größer als 142, jedoch kleiner
als 215. Vorzugsweise beträgt er mehr als 147, jedoch weniger als 186. Besonders interessant sind Polyester
wie Poly-(propylenfumarat), Poly-(äthylen/propylen fumarat),
Poly-(äthylen/diäthylen-fumarat), Poly-(di propylen-fumarat),
Poly- (propyl en/ dipropyl en-fumarat)
oder Poly-(propylen-isophthalat/fumarat. Diese Poly ester
können entweder mit Maleinsäureanhydrid oder mit Fumarsäure hergestellt werden. Die vorstehenden Beispiele
sollen nur geeignete Polyester erläutern und stellen keine vollständige Aufzählung dar.
Die Säuressahl der Polyester kann sehr verschieden
sein, ohne daß die Vorteile der vorliegenden Erfindung verloren gehen. Einige endständige zweibasisehe Säuregruppen sind sehr erwünscht. Polyester mit einer Säurezahl
von etwa 1 sind noch brauchbar, besonders wenn die Polyester hohe Molekulargewichte haben. Erwägungen hin- '
sichtlich der Handhabung der Formmassen und der physi — kaiischen Eigenschaften der Formteile ergeben jedoch im
allgemeinen, daß ein Polyester mit einer Säurezahl im Bereich zwischen 5 und 100 eine bessere allgemeine Ver wendbarkeit
besitzt. Säurezahlen zwischen 10 und 70 werden bevorzugt. Das Molekulargewicht des Polyesters ist
nicht kritisch und kann innerhalb eines weiten Bereichs liegen. Erfindungsgemäß verwendbare Polyester haben Molekulargewichte
zwischen etwa 500 und 5000, vorzugsweise zwischen etwa 700 und etwa 2000.
Der zweite wesentliche Bestandteil der Erfindung sind Polymeren mit Säurefunktionen. Die Polymeren mit
Säurefunktion müssen in dem Monomersystem oder, in des*
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Monomer/Polyestergemiseh löslich sein. Das ungehärtete
Polyester/Monomer/Polymergemisch kann in einigen i&llen
zwei deutlich verschiedene flüssige Phasen bilden. Bei der Polymerisation und Härtung des erfindungsgemäßen
Polymergemischs polymerisieren und härten die Polyester und das Monomersystem zu einem mindestens teilweise unmischbaren,
unverträglichen und optisch heterogenen Produkt. Dieser partielle heterogene Zustand des gehärteten
Harzsystems ist ein Kriterium für die Erreichung der erfindungsgemäßen
Ziele , insbesondere für die Beseiti gung des Schrumpf ens. Eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung liegt vor, wenn bei Härtung des ungesättigten Polyesters und des Monomersystems in
Gegenwart des Polymeren mit Säurefunktion die gehärtete
Masse in hohem Maße unverträglich ist, und bei mikroskopischer Untersuchung einer Probe, beispielsweise in reflektiertem
Licht bei 40-50 X die Form einer deutlich
zweiphasigen Struktur zeigt.
Zur Herstellung des Polymeren mit Säurefunktion geeignete äthylenisch ungesättigte Monomeren sind u.a.
(G1 bis C18)-Alkyl-methacrylate und (O1 bis C18)-Alkylacrylate,
wobei es sich bei der Alkylgruppe beispielsweise um eine Methyl-, Äthyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-,
Isobutyl-, 2-Äthylhexyl- oder Stearylgruppe handeltj zyklische Methacrylate und Acrylate, deren
zyklische Gruppe Cyclohexyl, Benzyl, bicyclische Gruppen
wie Isobornyl, Borayl, ffenehyl oder Isofenchyl bedeuten.
Monovinylaromatische Verbindungen wie Styrol, substituiertes
Styrol wie oc-Methylstyrol, Vinyl toluol, tert.-Butylstyrol,
halogensubstituiertes Styrol wie Chlorstyrol oder
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Dichlorstyrol, Acrylnitril und Methacrylnitril, Gemische
aus Vinylchlorid und Vinylacetat (und andere Monomeren, die in kleineren Mengen verwendet werden, welche die
wesentliche Funktion des Polymeren nicht "beeinträchtigen)
. Zelluloseazetatbutyrat und Zelluloseazetat propionat können ebenfalls verwendet werden. Bevorzugt
werden Mischpolymeren aus niederen Alkyl-(C1-C/)-me thacrylaten
und Alkylacrylaten mit Säurefunktion. Mischpolymeren
aus Methylmethacrylat und Alkylacrylaten, die eine Säurefunktion enthalten, werden am meisten bevorzugt.
.
Die Säurefunktion kann dem Polymeren nach bekannten
Verfahren eingearbeitet werden. Für den Fachmann liegen sofort viele Verfahren und viele Zusammensetzungs formen
auf der Hand, die die Säure haben kann. Hierzu gehören Garbonsäuren, Phosphonsäuren, Phosphorsäuren
oder Sulfonsäuren. Bevorzugt wird die Carbonsäure funktion» Die Säurefunktion kann nach der Bildung des
Polymeren eingearbeitet -werden, vorzugsweise wird die Säurefunktion jedoch durch Verwendung eines ungesättigten
Monomeren mit Säurefunktion als Komponente des zur Herstellung des Polymeren verwendeten Monomersystems eingearbeitet. Welches Monomere mit Säurefunktion verwendet
wird, hängt von der gewünschten Stärke der Azidität, dem verwendeten chemischen Verdicker, der gewünschten Geschwindigkeit
und Qualität der Verdickung, der Menge des verwendeten Polymeren, der Reaktionsfähigkeit des Monomeren
mit Säurefunktion und der gewünschten allgemeinen
Qualität der Formmasse ab. Typische Monomeren mit Säurefunktion, die sich mit den erfindungsgemäßen Mischmonomeren
leicht mischpolymerisieren lassen, sind u.a. Acryl-
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saures Methacrylsäre, Methaeryloxyessigsäure, Acryloxyessigsäure,
Methacrylpropionsäure, Methylenmalonsäure,
α-Chloracrylsäure, Itakonsäure, Monomethylitaeonatj a-Methylen-a'-methylglutarsäure,
p-Vinylbenzoesäure, ß-Methacryloxyäthylphosphonsäure,
ß-Methacryloxyäthyl phosphorsäure,
ß-Methacryloxyäthylsulfonsäure oder ß-Sulfatäthyl-methacrylat.
Monomeren, die -während der Mischpolymerisation etwas weniger Eeaktionsfähig sind, sind
beispielsweise Äthaorylsäure, a-Alkylacrylsäuren, Crotonsäure,
Zimtsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, α-Cyan acrylsäure, Monovinylbernsteinsäure, a-Carbomethoxy vinylphosphonsäur
e, p-Vinylbenzolphosphonsäure, a-Carbomethoxyvinylphosphorsäure,
p-Vinylben3zolphOEiph.orsäure,
Vinylsulfonsäure, α-Carbomethoxyvinylsulfon säure
oder p-Vinylbenzolsulfonsäure. Der Fachmann kennt
zahlreiche weitere Monomeren mit Säurefunktion i die zur
Herstellung des Polymeren mit Säurefunktion verwendet werden können. Viele dieser Monomeren mit Säurefunktiön
sind bei der Mischpolymerisation relativ weniger aktiv und sind nur aus diesem Grund nicht aufgeführt.
Der Grad der Säurefunktionalität in dem Polymeren ist sehr verschieden und hängt ab von der Stärke der Säure,
dem verwendeten chemischen Verdicker, der gewünschten Qualität der Verdickung, der Menge des verwendeten Polymeren
mit Säurefunktion und der allgemeinen Qualiiät der gewünschten geformten Masse. Die Menge der Säure kann als
Gewichtsprozent der Säurefunktionalität ausgedrückt werden und wird als Gewicht der Säuregruppen /1 Λ wobei
X ein Kohlenstoff-, Schwefel- oder Phosphoratom bedeuten
kann) je Gewicht des Polymeren berechnet·
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Wenn die Säurefunktion als Carboxylgruppe vorliegt, kann
Il
der Säuregrad als Gewichtsprozent Carboxyl (C-OH) ausgedrückt
werden. Die Säurefunktion, ist wirksam, wenn sie in Mengen von mehr als 0,1 Gew.-$, bezogen auf das Polymere,
vorliegt. "Wenn der Gewichtsprozentsatz der Säurefunktionen
auf einen Wert von mehr als 5 $> erhöht wird,
beginnen gewisse Verformungsschwierigkeiten aufzutreten und die Schrumpfung des Harzsystems wird größer. Der
Bereich von 0,5 bis 3 Gew.-^ Säuregruppen, bezogen auf
das Gewicht des Polymeren, wird bevorzugt. Ein Beispiel für die am meisten bevorzugten Polymeren ist das Ter polymere
aus 85$ Methylmethacrylat, 12,5 % Äthylacrylat
und 2,5 * Acrylsäure ( etm ^6 fo 8 _0H ).
Wenn die Menge der Säurefunktionen auf nahezu 0,1 $ reduziert
wird, verschlechtert sich die Qualität der gehärteten Masse, und die erfindungsgemäßen Vorteile werden
nicht erzielt.
Das Molekulargewicht der thermoplastischen Polymeren mit Säurefunktionen ist nicht besonders kritisch.
Es kann innerhalb eines weiten Bereiches zwischen etwa 5 000 und 10 ,000 000 schwanken. Die Struktur des Poly meren
kann im wesentlichen linear oder auch ausgiebig verzweigt sein. Der bevorzugte Molekulargewichtsbereich
liegt zwischen 25 000 und 500 000.
Der dritte wesentliche Bestandteil des erfindungsgemäßen
Harzsystems ist das Monomersystem, das rasch mit dem äthylenisch ungesättigten Polyester härtet.
Das Monomersystem mit oder ohne vorliegendem Polyester
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sollte das Polymere mit der Säurefunktion lösen. Das Monomersyst em muß zur Bildung einer vernetzten hitzegehärteten
Struktur mit dem ungesättigten Polyester mischpolymerisierbar sein. Beispiele für das Monomersystem
sind Styrol, substituierte Styrole wie Vinyl toluol oder tert.-Butylstyrol. Andere äthylenisch ungesättigte
Monomeren , die in Kombination mit den oben genannten Monomeren in Mengen von -weniger als 50 $ verwendet
werden können, sind beispielsweise niedere (Cp bis O2,)-Alkylester von Acrylsäure und Methacrylsäure,
α-Methylstyrol, cyclische Acrylate und Methacrylate
wie z.B. Cyclohexylmethacrylat und -acrylat., Benzyl methacrylat
und -acrylat; bicyclische Methacrylate und Acrylate wie z.B. Isobornylmethacrylat und -acrylat;
halogenierte Styrole wie z.B. Chlorstyrol, Dichiorstyrol;
1,3-Butandioldimethacrylat oder Diallylphthalat.
Das Mengenverhältnis der Komponenten des erfin dungsgemäßen Harzsystems schwankt weitgehend in Abhängigkeit
von den Anforderungen an die Formmasse und den vorgesehenen Verwendungszwecken. Der äthylenisch ungesättigte
Polyester kann in Mengen zwischen 20 und 80 i<» vorliegen,
25 bis 60 $ werden jedoch bevorzugt, und der Bereich
zwischen 30 und 50 Gew.-$ , bezogen auf das Gewicht
des Harzsystems wird am meisten bevorzugt. Das Monomer system kann in Mengen von 20 bis 80 Gew.-$, bezogen auf
das Harzsystem, vorliegen; bevorzugt werden 25 bis 75 Gew.-^, am meisten bevorzugt 40 bis 65 Gew.-^, bezogen
auf das Harzsystem. Das Polymere mit Säurefunktion kann in Mengen von 1 bis 25 Gew.-^, bezogen auf das Harz system,
vorliegen, bevorzugt werden 5 bis 20 Gew. -#>}
009820/188 8
am meisten bevorzugt 10 Ms 15 Gew.-$ des Polymeren mit
Säurefunktion, /bezogen auf das Gewicht des Harzsystems.
Das erfindungsgemäße Harzsystem kann in Haßform massen
unter Erzielung ausgezeichneter Ergebnisse verwendet werden. Die Ergebnisse mit Haßformmassen sind
in einigen Fällen bemerkenswert besser als die Ergebnisse,
die mit den bisher üblichen Harzsystemen erzielt werden; diese hervorragenden Ergebnisse werden jedoch
mit den erfindungsgemäßen Harzsystemen erzielt, wenn sie in formmassen in Schüttgut- oder Folienform verwendet werden.
Die wichtigsten Komponenten, die im allgemeinen in formmassen in Schüttgut- oder Folienform verwendet werden,
sind u.a. Harzsystem, chemischer Verdicker, Mill stoffe und Streckmittel, Faserverstärkung, Radikale bildender
Katalysator, Polymerisationsstabilisator, Gleitmittel und andere Bestandteile. Die Formmassen in Schüttgut-
oder Folienform werden entweder am Ort des Form Vorganges hergestellt oder können von einem externen Lieferanten
hergestellt und zum Verarbeiter versandt werden, wo sie möglicherweise erst viele Monate nach ihrer Herstellung
verwendet werden.
Die üblicherweise verwendeten chemischen.Verdicker sind u.a. Magnesiumoxyd, Magnesiumhydroxyd, Oalciumoxyd
und Calciumhydroxyd, Es wurde gefunden, daß viele
andere Metalloxyde und -hydroxyde die erfindungsgemäßen
Harzsysteme wirksam verdicken. Die Geschwindigkeit und Wirksamkeit des Verdickungsvorganges ist in Abhängigkeit
von dem Metalloxyd oder -hydroxyd sehr verschieden. Die Brauchbarkeit des verwendeten Verdickungsmittel wird
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auch durch seine korrosiven und andere Eigenschaften
"bestimmt. Zu den erfindungsgemäßen Metällhydroxyden undoxyden
gehören Oxyde und Hydroxyde von Metallen der : Gruppen I und II des periodischen Systems» wie z.B. .
Beryllium, Magnesium, Calcium, Zink, Strontium, Cad mium, Kupfer, Barium, Lithium, Kalium und Natrium.
Bevorzugte Verdickungsmittel sind die Oxyde und Hydroxyde von Metallen der Gruppe II. Davon sind -wiederum CaI-ciumhydroxyd
oder -oxyd und Magnesiumhydroxyd oder -oxyd am meisten "bevorzugt.
Die formmassen in Schüttgut- oder Folienform enthalten
im allgemeinen einen Verstärker in Form von faserartigen Materialien, insbesondere Giasfasern. Andere
Verstärkungsmittel können allein oder in Kombination mit Glasfasern zur Erzielung spezieller Effekte im Aussehen
oder in den physikalischen Eigenschaften verwendet werden. Andere Verstärkungsmittel sind "beispielsweise
Sisal, Asbest, Baumwolle, organische Synthese fasern wie Nylon, Polyester oder Polypropylen, oder
anorganische Pasern wie Quarz, Beryllium und andere Metallfasern,
form und Menge der verstärkenden Komponenten wird in Abhängigkeit von den gewünschten physikalischen
Eigenschaften im fertigen Formteil und der jeweiligen angewendeten Arbeitsweise sehr verschieden sein. Mlewn
beispielsweise Glasfasern in Formmassen in Schüttgutform verwendet werden, werden gehackte Glasfas erst ränge einer
Länge von etwa 6,35 mm bis 19»05 mm bevorzugt. Wenn Glasfasern
in Formmassen in Folienform verwendet werden, werden gehackte Stränge einer Länge von etwa 50,8 mm
bevorzugt. Bei Formmassen in Fblienform können die Glasfasern in Form einer Matte aus gehackten Glasfaser-
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strängen, die durch einen löslichen Binder zusammen gehalten
werden, oder vorzugsweise in Form von gehackten
kontinuierlichen Fäden ohne Binder vorliegen. Auch andere Formen von Verstärkungen können zusammen mit dem
erfindungsgemäßen Harz syst em verwendet werden, so z.B. Gewebe oder schleierartiger Stoff zur Erzielung besonderer
Effekte oder erhöhter Festigkeit oder Verstärkung in besonderen Bereichen des Normteils. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sollte das Ver stärkungsmaterial
frei mit der Formmasse in die äußeren Enden der Form fließen können. Daher wird die Länge und
die genaue Art der Faser durch das Verfahren bestimmt und es ist zweckmäßig, wenn die Glasfasern nicht miteinander verbunden sind.
Ben Formmassen werden im allgemeinen verschiedene Arten, Qualitäten und Konzentrationen von Füll stoffen
und Streckmitteln zugesetzt, um die physikalischen Eigenschaften der Fonnmasse und/oder des fertigen
gehärteten Teils zu verbessern oder zu verändern. Füllstoffe werden in Mengen zwischen 5 und. 70 Gew.-$, bezogen
auf das Gewicht des Systems oder der Formmasse, verwendet. Der Gehalt an Füllstoffen , die üblicher - weise
in Formmassen, in Schüttgut- oder Folienform enthalten sind, liegt zwischen etwa 50 und 300 Gew.-^, bezogen
auf das Gewicht des Harzsystems. Brauchbare Füllstoffe für das erfindungsgemäße Harzsystem, sind beispielsweise
Ton, Talkum, Caleiumearbonat, Kieselerde, Calciumsilikat,
Holzmehl, Phenolmikroperlen, Glasperlen und -kugeln, Titandioxyd oder Ruß. Die Verwendung relativ großer Füllstoffmengen
ist zweckmäßig zur Verbesserung der Ober flächenglätte, zur Verringerung der Kosten und zur Ver-
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besserung der Fließ- und Handhabungseigenschaften der.
Formmassen vor der Härtung sowie der Fließeigenschaften
■während des Förmungs— und Härtungsvorganges.
In Formmassen in Schüttgut- und Folienform sind
noch andere Zusätze erforderlich wie z.B. ein Radikale bildender. Katalysator, um eine möglichst vollständige
Härtung innerhalb einer relativ kurzen Zeit zu erzielen. Der Katalysator wird so ausgewählt, daß eine vollständige
Füllung der Form ermöglicht wird, bevor die Gelierung einsetzt und eine rasche Härtung nach dem Gelieren erzielt wird. Es werden die Radikale bildenden
Katalysatoren bevorzugt, die sich erstzersetzen, nachdem
eine relativ hohe Temperatur in der erhitzten Form erreicht ist. Beispielsweise wird tert.-Butylperbenzoat
bevorzugt, wenn die Formtemperatur im Bereich zwischen
135,0 und 162,8° liegt. Es können jedoch, auch viele andere Katalysatoren verwendet werden wie z.B. Benzoyl-
-peroxyd, tert.-Butylperoxyd, tert.-Butylperoetoat, Ditert.-butylperperoctoat,
Cyclohexanonperoxyd, Lauroyl— peroxyd. Ferner sind Inhibitoren für die Radikalbildung
erforderlich, um eine ausreichende Beständigkeit der Formmasse bei Umgebungstemperaturen vor dem Formvorgang
sicherzustellen. Die Inhibitoren bewirken auch, daß eine ausreichende Zeitspanne für das Fließen innerhalb
der Form vor der Gelierung zur Verfügung steht. Derartige
Inhibitoren sind beispielsweise Hydrochinon, p-Benzochinon und dgl.. Ferner sind Gleitmittel erforderlich, um
ein rasches und wirksames Ablösen der geformten Teile von der Formoberfläche nach dem Härten zu bewirken.
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Bei höheren Härtungstemperaturen sind Metallstearate,
z.B. von Zink, Calcium oder Aluminium geeignet. Die Gleitmittel können auf die Formoberfläche aufgesprüht
werden oder der formmasse in Schüttgut- oder Folien form
zugesetzt werden. Andere verwendbare Gleitmittel sind u.a. Lecithin und Phosphatgemische.
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Harzsysteme in Formmassen in Schüttgut oder Folienform ergibt Formmass
ensystene, die sowohl für den Verarbeiter als auch
für den Endverbraucher große Vorteile besitzen. Der wichtigste Vorteil ist die Beseitigung des Schrumpfens,
was den Einsatz der Formmassen in Schüttgut- oder Folienform für Verwendungszwecke ermöglicht, bei denen
Größe und Abmessungen außerordentlich kritisch sind. Während der Herstellung der Formmassen sowohl in Schüttgut
als auch in Folienform läuft der Verdickungsvorgang rascher, wirksamer und zuverlässiger ab. Die Formmassen
lassen sich leicht handhaben und extrudieren. Zur Herstellung der Massen und zu ihrer Einführung in
die Form können automatische Anlagen verwendet werden. Formmassen in Schüttgutform, die mit dem erfindungs gemäßen
Harzsystem hergestellt wurden, weisen einen geringeren Verlust an Monomeren aus der Oberfläche der
Formmasse auf, wodurch ein besseres Fließen und eine höhere Oberflächenqualität erzielt wird. Höhere Gehalte
an Füllstoffen und Streckungsmitteln sind in Formmassen
in Schüttgut und Folienform möglich. Die ungewöhnlich hohen Monomergehalte beeinträchtigen die Härtung und die
physikalischen Eigenschaften der Formteile nicht. Die Verformung und Härtung der aus dem erfindungsgemäßen
Harzsystem hergestellten Formmassen in Schüttgut- und
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Folienform werden wesentlich verbessert. Die Massen
besitzen ausgezeichnete fließeigenschaften, sodaß sie
die einzelnen Teile und äußersten Enden der Form füllen und sich frei in die Form bewegen. Das erfindungs -.
gemäße Harzsystem ergibt eine außerordentliche schnelle
und vollständige Härtung. Es sind höhere Bartungstemperaturen möglich als bei den meisten Formmassen. Die
erfindungsgemäßen Preßmassen in Schüttgut- oder Folienform ergeben während des Formverfahrens eine außerordentlich
hohe Zerreiß- und Bruchfestigkeit, wodurch das Ausschußverhältnis wesentlich reduziert wird. Während
des Formverfahrens wird das Schrumpfen während der Polymerisation und Härtung wesentlich verringert und in
einigen Fällen völlig beseitigt. Metallverstärkungen, Buchsen und Einsätze können während des Formvorganges
an der vorgesehenen Stelle eingepreßt werden. Die Formteile, die aus Formmassen in Schüttgut- oder Folienform
unter Verwendung des erfindungsgemäßen Harzsystems hergestellt
wurden, besitzen Oberflächen, die praktisch eine Duplizierung der Oberfläche der Form darstellen,
ob es sich dabei nun um eine spiegelglatte Oberfläche oder um ein besonderes Muster handelt. Die -wesentlich
verbesserte Oberflächenglätte der Formteile gestattet ein Lackieren und Überziehen ohne vorheriges Polieren
oder Schleifen. Es können Oberflächen erhalten werden, die denen zumindest gleichwertig sind, die beim Lackieren
von Blech erhalten werden. Beim Herausnehmen des gehärteten Teils aus der Form gibt es im wesentlichen
keine Verwerfungen, wodurch die Herstellung großer Formteile möglich wird, die große Veränderungen der Dicke
über ihre L&xige hinweg aufweisen. Die Formteile können
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große Stege und Verstärkungsrippen enthalten. ELe Konstruktionsfreiheit wird für die Verwendung verstärk ter
Kunststoffe wesentlich vergrößert. Die physikali —
sehen Eigenschaften .der "bei Verwendung der erfindungsgemäßen
Harzsysteme erhaltenen Formmassen sind ausgezeichnet. Insbesondere wird die Verfoimungstemperatur unter
Belastung stark erhöht.
Nachstehende Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung. Teile und Pro ζ entsatee "be ziehen
sich dabei, wenn nicht anders angegeben, auf das
G-ewieht.
Ein Dreikomponenten-Harz sys tem wurde auf folgende
Weise hergestellt: Durch Veresterung von 1,05 Mol Propylenglycol mit 1,0 Mol Maleinsäureanhydrid bis zur
Erreichung einer Säurezahl von 52 stellte man einen äthylenisch ungesättigten Polyester her. Dieser Polyester
wurde in Styrolmonomerem mit einem. Feststoffgehalt von 62,5 i° gelöst. Ein thermoplastisches Polymeres, das aus 85 Teilen Methylmethacrylat, 12,5 Teilen Äthylacrylat und 2,5 Teilen Acrylsäure hergestellt
wurde und ein Molekulargewicht von 100 000 bis 200 000
besaß, wurde in Styrol mit einem Feststoffgehalt von 31,5 1° gelöst. Es wurden 60 Teile der Polyester/Styrol-Lösung
zu 40 Teilen der thermoplastischen Polymer/Styrol-Lösung
zur Verwendung in den Formmassen zugesetzt.
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Man verfuhr nach Beispiel 1 mit der Abweichung, daß das verwendete thermoplastische Polymere aus 87
Teilen Methylmethacrylat und 13 Teilen Äthylacrylat hergestellt wurde.
Durch Veresterung von 1,05 Mol Propylenglycol mit 1,0 Mol Maleinsäureanhydrid, bis eine Säurezahl
von 52 erreicht war, stellte man einen ungesättigten
Polyester her. Der Polyester wurde in dem Styrol monomeren mit einem Feststoff gehalt von 65 <$>
gelöst.
Durch Veresterung von 1,05 Mol Dipropylenglycol
mit 1,0 Mol Maleinsäureanhydrid, bis eine Säurezahl von 52 erreicht war, stellte man einen ungesättigten
Polyester her. Der Polyester wurde in einem Styrol monomerem mit einem Feststoffgehalt von 65 °/o gelöst.
Die obigen Harzsysteme wurden in den folgenden Formmassen verwendet:
(a) Eine Formmasse in Schüttgutform wurde folgendermaßen
hergestellt:
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Harz, hergestellt nach den Beispielen 1, 2, 3 oder 4
Calciumcarbonat als Füllstoff Glasfasern einer Länge von 6,35 mm
CaIciumhydroxyd
tert.-Butylperbenzoat Zinkstearat
tert.-Butylperbenzoat Zinkstearat
25 Teile
55 Teile 20 Teile 0,275 Teile 0,25 Teile 1,0 Teile
Das GaIciumhydroxyd, tert.-Butylperbenzoat und
Zinkstearat wurden dem Harzsystem zugesetzt, das'seinerseits dem Füllstoff in.einem Sigma-Mischer zugesetzt
wurde. Das Gemisch wurde gerührt, bis eine glatte Paste
erhalten wurde, wonach die Glasfasern zugesetzt und gerade
so lange eingemischt wurden, bis eine gute Dispersion der Fasern erreicht war. Das teigartige Gemisch
wurde herausgenommen, in einen Plastikbeutel gefüllt oder in eine Folie eingewickelt und 48 Stunden zum Härten
stehengelassen. Während dieser Zeitspanne verdickte sich die Masse und die Oberfläche wurde deutlich weniger
klebrig. ·
Die Formmassen in Schüttgutform auf der Basis
der Harzsysteme der Beispiele 1, 2, 3 und 4 wurden auf
einer Preßform, deren Temperatur auf 149 G gehalten wurde, zu Transportbehältern geformt. Von jeder dieser
Formmassen in Schüttgutform wurden 1045 g in die Form
eingefüllt und 90 Sekunden lang unter einen Druck von
50 Tonnen gesetzt.
Die Formmasse in Schüttgutform auf der Basis des nach Beispiel 1 hergestellten Harzsystems ließ
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sich leicht mischen und leicht in die Form einfüllen.
Die Masse ließ, sich leicht formen und ausgezeichnet aus der Form lösen. Die Oberfläche der erhaltenen Transportbehälter
stellt eine fast genaue Wiedergabe der spiegelglatten Oberfläche der 3form dar. Messungen des
Oberflächenprofils (der Glätte) wurden erhalten, indem man über die Oberfläche des Formteile einen besonders
modifizierten Differential umwand! er führte und die
Schwankungen kontinuierlich aufzeichnete. Die Oberflächenrauheit
(der maximale Abstand zwischen Platz und Tal innerhalb des Rasters wurde in Mikrozoll der Welligkeit
oder Rauheit (in einem 12,7 mm Raster) ausge drückt. Die bei diesem Formteil hoher Oberflächenqualität
erzielte Oberflächenrauheit betrug etwa 50 Mikrozoll,
war also genauso glatt oder glatter als sich mit irgend einer bekannten Formmasse erzielen läßt. Diese
außerordentliche Oberfläche wurde ohne irgendwelches vorheriges Schleifen oder Polieren nach üblichen Üherzugsverfahren
für verstärkte Kunststoffe lackiert, und' man erhielt eine Oberfläche, die mindestens derjenigen
gleich war, welche bei Stahlplatten oder -blechen bester Qualität erzielt werden können. Am Boden des Transportbehälters
wurden folgende physikalische Eigenschaften erhalten;
Biegefestigkeit (Zg/cm2 χ 10""3) 0,91-1,12
Biegemodul (kg/cm2 χ ΙΟ"6) 0,084-0,14
Zugfestigkeit (kg/cm2 χ 10~5) 0,28-0,42
Zugfestigkeitsmodul (kg/cm 0,091-0,12
χ ΙΟ"6)
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Schlagfestigkeit nach Izod,
eingekerbt (m kg/cm Kerbe) 0,1906-0,3813
(3,5-7 foot-pound/
inch)
Schlagfestigkeit nach Izöd,
nicht eingekerbt (m kg/cm Kerbe) 0,4902-0,6536
(9-12 foot pibund/
inch)
Wenn das Harzsystem des Beispiels 2 in den obigen
Formmassen in Schüttgutform verwendet wurde, war der
Verdiekungsvorgang insoweit nicht wirksam, als auf der
Oberfläche der Masse eine Klebrigkeit festzustellen war. Die Formmassen waren nicht gleichmäßig und für in dustrielle
Zwecke nicht zufriedenstellend. Wenn die aus dem Harzsystem des Beispiels 2 hergestellten Formmassen
geformt -wurden, klebten sie nach dem Härten ziemlich an
der Formoberfläche fest und ein marmoriertes Aussehen der Oberfläche des Formteils war die Folge. Die Oberfläche
der Formteile war zwar eben, wies jedoch eine Rauheit auf, die bei der G-lättenmessung ein Rattern verursachte.
Es wurden Werte von 100 Mikrozoll oder mehr erhalten.
Wenn man die nach den Beispielen 3 und 4 erhaltenen Harzsysteme in den obigen Formmassen in Schüttgutform verwendete,
waren sowohl Oberflächenprofil als auch Glätte schlecht, wobei die Fasern heraüsragten und die Oberfläche
rauh war. Das Oberflächenprofil lag zwischen 550 Mikrozoll und mehr als 800 Mikrozoll. Ein Lackieren der Teile
ohne Oberflächenbehandlung ergab das charakteristische schlechte Oberflächenaussehen, das man bei faserverstärkten
Kunststoffen erwartet*
Die Formmasse in Schüttgutform nach dem Beispiel 1 wurde mit hervorragenden Ergebnissen zu komplizierten
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Teilen formgepreßt. Sie wurde außerdem nach dem Spritzgußverfahren zu komplizierten Teilen, z.B. Grillteilen
und Rollen mit fast messerscharfen Kanten geformt. Ausfüllung und Detail dieser Teile waren ausgezeichnet bei
wesentlich verringerter Faserzerstörung während des Preß- und Spritzvorganges. Die Teile hatten eine angemessen
gleichmäßige Beschaffenheit. Die Oberflächen der Formteile kamen denen von gepreßtem Stahlblech gleich,
(b) Die nach den Beispielen 1, 2, 3 s und 4 erhaltenen
Harzsysteme wurden in folgenden Formmassen in Folienform verwendet:
Harzsystem nach den Beispielen 1,
2, 3 oder 4 40 Teile
Calciumcarbonat 60 Teile
Magnesiumhydroxyd 1,8 Teile
tert.-Butylperbenzoat 0,4 Teile
Zinkstearat 1,6 Teile
All diese Bestandteile wurden zu einem gieß baren Gemisch vereinigt. Dieses Gemisch wurde zum Imprägnieren einer Glasfasermatte aus gehackten kontinuierlichen
Strängen verwendet, die vorzugsweise nicht verbunden war und noch zweckmäßiger aus gehackten Glasfasern
einer Länge von 5»08 cm hergestellt wurde. Es wurden
etwa 70 Teile des obigen Gemischs zum Imprägnieren von 30 Gewichtsteilen Glasfasern verwendet. Die Imprägnierung
erfolgte im allgemeinen zwischen zwei Kunststoffbahnen und das zusammengesetzte Produkt härtete zwei
Tage lang. Nach zweitägigem Härten wurde die Kunststoff-
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bahn abgezogen und die Formmasse in Folienform -wurde
auf eine Größe zugeschnitten, die im allgemeinen kleiner,
vorzugsweise jedoch fast genau so groß war wie die Größe des zu formenden Teils. Die Formmasse in Folien form,
die unter Verwendung des Harzsystems nach Bei spiel 1 hergestellt worden war, war im wesentlichen nicht
klebrig und konnte leicht gehandhabt werden. Die Stücke dieser Formmasse können zugeschnitten und für das Einbringen in die erhitzte Zweiformpresse übereinander gestapelt
werden. Diese Formmasse wurde zu Stücken mit den Abmessungen 20,32 χ 27,94 cm zugeschnitten, gegebenenfalls
zur Erzielung des gewünschten Einsatzgewichtes übereinandergeschichtet und in eine Preßform für die
Herstellung von Transportbehältern eingefüllt, die eine
Temperatur von 148,9°G hatte. Die Form wurde mit einem
Druck von 50 Tonnen geschlossen und 90 Sekunden unter diesem Druck gehalten. Das Formteil ließ sich leicht aus
der Form entfernen und besaß hervorragende Oberflächeneigenschaften
verglichen mit üblichen Formmassen in Folienform. Die Oberflächenglätte betrug etwa 100 Mikrozoll.
Auf dem Boden des Transportbehälters wurden folgende physikalische Eigenschaften ermittelt:
Biegefestigkeit (kg/cm2 χ 10"5) 1,828-1,969
Biegemodul (kg/cm2 χ 10~6) 0,106-0,141
Zugfestigkeit (kg/cm2 χ ΙΟ"5) 0,703-0,984
Zugfestigkeitsmodul (kg/cm2 χ 0,098-0,3,19 ΙΟ"6)
Schlagfestigkeit nach Izod, ein- 0,4357-0,6536 gekerbt (m kg/cm Kerbe) (8-12 foot-pound/
inch)
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Schlagfestigkeit nach Izod, 0,9804-1,1458 nicht eingekerbt (m kg/cm (18-21 foot pound/
Kerbe) inch)
Die Formmasse in Folienform nach Beispiel 1
wurde auf eine große Preßform für ein kompliziertes geripptes Yorderteil einer Autokarosserie gelegt, die
auf 148,9°C gehalten wurde. Die Preßform wurde mit einem Druck von 35} 2 kg/cm zweieinhalb Minuten lang
geschlossen. Die Form wurde bis in die äußersten Enden der Teile leicht ausgefüllt. Die Oberflächeneigenschaften
waren hervorragend - besser als jede jemals mit dieser Form erhaltene Oberfläche. Es gab praktisch
keine Hohlräume und die Oberflächenglätte war im wesentlichen der Glätte von gepreßten Karosserieteilen
aus Stahl gleich. E3 gab keine Einbuchtungen gegen über den dickeren Rippen und Verstärkungen, wie sie
normalerweise bei Kunststoffen auftreten. Ohne irgendwelche Schleifbehandlung oder Oberflächenvorbereitung
wurden die Formteile mit Überzügen lackiert, die unter dem Gesichtspunkt der guten sofortigen Haftung auf
diesen Karosserieteilen ausgewählt wurden. Das Aus sehen war demjenigen überlegen, das mit ufolichen verstärkten
Kunststoffmassen erzielt wird, selbst wenn diese zur Erzielung akzeptabler Oberflächen geschliffen
und poliert wurden. Nach zehntägigem Eintauchen in Wasser von 32,2 C war die Oberflächenbesehaffenheit im
wesentlichen unverändert. Die Lackhaftung wurde ge testet, indem man ein schmales "X" mit einem Rasiermesser
in die Oberfläche schnitt und einen selbstklebenden Zellophanstreifen zur Erzielung der bestmöglichen
Haftung mit einem Radiergummi festdrückte .
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Der Klebstreifen wurde heruntergerissen, wobei sich
zeigte, daß die Überzüge eine ausgezeichnete Dauer haftung besaßen.
Bei Verwendung des Harzsystems nach Beispiel 2 in den obigen Formmassen in Folienform lief der Verdi
ekizngsvorgang ungleichmäßig und relativ unwirksam ab.
Die Oberfläche der Formmasse war nach 48 Stunden klebrig. Nach dem Pressen besaßen die Formteile eine relativ
schlechte Qualität und die Oberflächeneigenschaften, waren denen der Formmassen in Folienform nach Beispiel
1 unterlegen. Bei diesem Vergleich wurden ahn liehe Unterschiede festgestellt wie zwischen Form massen
in Schüttgutform nach Beispiel 2 und solchen nach. Beispiel 1.
Bei Verwendung der Kunstharzsysteme nach den Bei~
spielen 3 und 4 in den obigen Formmassen in Folienform
waren die physikalischen Eigenschaften, insbesondere die Oberflächeneigenschaften den Eigenschaften weit unterlegen,
die mit Formmass'en nach Beispiel 1 erhalten wurden. Bei der Oberflächenglätte wurde die gleiche
Beziehung festgestellt, wie beim Vergleich von Form massen in Schüttgutform nach Beispiel 3 und 4 mit solchen
nach Beispiel 1.
Beispiel 6: .
Man verfuhr nach Beispiel 1 mit der Abweichung, daß der äthylenisch ungesättigte Polyester durch PoIy-/"propylen/dipropylenfumarat_7
(Molverhältnis Propylen/ ,
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. - 28 -
Dipropylen = 1:1)» Poly-/~propylen-o-phthalat/fumarat_7
(Molverhältnis 1:3)» Poly-/" dipropylen-fumarat_7 und
Poly-/" propylen/äthylen-f umarat J (Molverhältnis 1:1)
ersetzt wurde. Bei Verwendung dieser Harzsysteme in den Beispielen 4a und 4b erzielte man gute bis ausgezeichnete
Ergebnisse. Die Oberflächeneigenschaften waren
ausgezeichnet.
Man verfuhr nach Beispiel 1 mit der Abweichung, daß das thermoplastische Polymere mit Säurefunktionen
durch das Polymere aus 99 »9 bis 95 f° Methylmethacrylat
und 0,1 bis 5*0 <fo Acrylsäure, Polymeren aus 99»9 bis
95 $ Methylmethacrylat und 0,1 bis 5 % Methacrylsäure,
Polymeren aus 99,8 bis 90 fi Methylmethacrylat, 0,1 bis
10io Ithylacrylat und 0,1 bis 5 i° Acrylsäure, Polymeren
aus 99*8 bis 90 # Methylmethacrylat, 0,1 bis 10 # Äthylacrylat
und 0,1 bis 5 $ Methacrylsäure, Polymeren aus Methylmethacrylat, Butylacrylat und Acrylsäure, Polymeren
aus Styrol, Acrylnitril und Acrylsäure, Polymeren aus Styrol, Methylmethacrylat und Acrylsäure, Polymeren
aus Methylmethacrylat und Methacryloxyessigsäure, Polymeren aus Methylmethacrylat und Acryloxyessigsäure,
Polymeren aus Methylmethacrylat und Methacryloxypropionsäure, Polymeren aus Methylmethacrylat und a-Chloracrylsaure,
Polymeren aus Methylmethacrylat und p-Vinylbenzoesäure, Polymeren aus Methylmethacrylat und ß-Methacryloxyäthylphosphonsäure
oder p-Methacryloxyäthylphosphorsäure, Polymeren aus Methylmethacrylat und ß-Methacryl-
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oxyäthylsulfonsäure und Polymeren aus Methylmethacrylat
und ß-Sulfatoäthyl-methacrylat ersetzt wurde. Die Verwendung
dieser Harze in den Beispielen 4a und 4"b führte
zu hervorragenden Ergebnissen. Die gehärteten Form teile besaßen ausgezeichnete Oberfläeheneigenschaften.
Man verfuhr nach Beispiel 1 mit der Abweichung,
daß das Monomersystem durch Vinyltoluol, tert.-Butylstyrol, einem Gemisch aus Styrol, Methylmethacrylat
(75/25) oder Styrol, Chlorstyrol (75/25) ersetzt wurde. Diese Harzsysteme ergaben in den Beispielen 4a und 4b hervorragende Resultate. Die Oberflächeneigenschaf-' ten waren ausgezeichnet.
daß das Monomersystem durch Vinyltoluol, tert.-Butylstyrol, einem Gemisch aus Styrol, Methylmethacrylat
(75/25) oder Styrol, Chlorstyrol (75/25) ersetzt wurde. Diese Harzsysteme ergaben in den Beispielen 4a und 4b hervorragende Resultate. Die Oberflächeneigenschaf-' ten waren ausgezeichnet.
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Claims (22)
1. Kunstharzsystem mit verringerter Polymerisatipnsschrumpfung
in Formmassen in Schüttgutform unSL
Formmassen in Folien, "bei dem verbesserte Oberflächenglatte
erzielt wird, dadurch gekennzeichnet, daß es
(a) 20 Ms 80 Gew.-$>
eines α,ß-äthyleniseh ungesättigten Polyesters mit einem Molekulargewichtsfaktor
von 142 bis 215 je Doppelbindung;
(b) 20 bis 80 Gew.-ψ eines äthylenisch ungesättigten
Monomersystems und
(c) 1 bis 25 Gew.-9& eines thermoplastischen Polymeren
mit Säurefunktionen, enthaltend 0,1 bis 5 Gew.-^
Säuregruppen, das in (b) oder in Gemischen aus (a) und (b) löslich ist, enthält, wobei das gehartete Harzsystem
mindestens teilweise heterogen ist.
2. Harzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn —
zeichnet, daß es beim Härten eine Volumenänderung erfährt, die im Bereich zwischen 10 Vol.9& Ausdehnung und
5 VoI .# Schrumpfung liegt.
3. Harzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ungesättigte polymerisierbare Polyester
das Kondensationsprodukt einer α,β-äthylenisch
ungesättigten Dicarbonsäure mit einem zweiwertigen Al-
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kohol ist.
4. Harz system nach Anspruch 3» dadurch gekenn zeiebnet,
daß ein kleinerer Teil der ungesättigten Diearbonsäure durch eine gesättigte Dicarbonsäure ersetzt ist.
5. Barzsystem nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet,
daß die ungesättigte Dicarbonsäure Maleinsäureanhydrid
oder Fumarsäure und der zweiwertige Alkohol Propylenglycol·, Äthylenglycöl, 1,3-Butandiol, DiäthylengLycol
a Weopentylglycol oder Dipropylenglycol
ist.
6. Barzsystem nach Anspruch 3t dadurch gekennzeichnet,
daß der ungesättigte polymerisierbar Polyester Poly-(propyLen-fuiBarat) ist.
7. Barasystem nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet,
daß der ungesättigte polymerisierbare Polyester eine Säurezahl zwischen 5 und 100 hat.
8. Harzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn-· zeichnet, daß, das Monomersystem aus Styrol, Vinyltoluol
oder Gemischen aus Styrol oder Vinyltoluol mit tert.-Butylstyrol, Methylmethacrylat oder Ghlorstyrol besteht.
9. Harzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Polymere mit Säurefunktion (c) ein
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ßAD ORIGINAL
Methylmethaerylat, 1 thylacryl at, Methacrylsäure, Acrylsäure und/oder Styrolmonomerem hergestelltes Mischpolymeres ist»
10» Harz syst em nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet,
daß das Polymere mit Säurefunktion ein Molekulargewicht -von 25 000 bis 500 000 besitzt,
11. Harz syst em nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das Polymere mit Säurefunktion 0,5 "bis
3 Gew.-$ Säuregruppen enthält.
3 Gew.-$ Säuregruppen enthält.
12. Harz syst em nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet»
daß es im gehärteten Zustand bei mikroskopischer Untersuchung eine optisch heterogene Beschaffenheit
zeigt.
13· Harzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß (a) in Mengen zwischen 30 und 50 Gew.-$>,
(b) in Mengen zwischen 40 und 65 Gew.-^ und (c) in Mengen
zwischen 10 und 15 Gew.-^ vorliegt.
14. Starres gehärtetes Produkt aus dem Harz system
nach Anspruch 1 und 5.
15· Formmasse in Schüttgutform oder Folienform
mit geringer Schrumpfung, dadurch gekennzeichnet, daß
sie das Harzsystem nach Anspruch 1 und einen chemischen Verdicker enthält.
mit geringer Schrumpfung, dadurch gekennzeichnet, daß
sie das Harzsystem nach Anspruch 1 und einen chemischen Verdicker enthält.
16. Formmasse in Schüttgutform mit geringer
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- 53 -
Schrumpfung, dadurch, gekennzeichnet, daß sie das Harzsystem
nach Anspruch 1, chemischen Verdicker, feinteiligen
Füllstoff und Faserverstärkung enthält.
17. Formmasse nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet,
daß sie zusätzlich £einteiligen Füllstoff, FaserverStärkung, einen Radikale bildenden Katalysator,
Gleitmittel und Polymerisationsstabilisatoren enthält.
18. Formmasse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß der chemische Verdicker ein Metalloxyd oder -hydroxyd ist und die Faserverstärkung aus Glas fasern
besteht.
19. Formmasse nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet,
daß das Metall oxy d oder -hydroxyd aus einem Metall der Gruppe II besteht.
20. Starrer vernetzter Gegenstand mit glatter
Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß er aus der Formmasse
des Anspruchs 15 hergestellt wurde.
21. Gegenstand nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfasern in einer Menge von etwa 5
bis 60 io vorliegen.
22. Verfahren zur Herstellung eines faserver- stärkten
Gegenstandes mit glatten Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine flüssige polymerisierbare
Stoffzusammensetzung aus (a) 20 bis 80 Gew.-^ eines
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-■34 - ■ ■■ .
α,β-äthylenisch ungesättigten Polyesters mit einem
Molekulargewicht von 142-215, (b) 20 "bis 80 Gew.-$
eines mit (a)-mis einpolymerisierbar en Monomersystems
und (ο) 1 Ms 25 Gew.-$ eines thermoplastischen Polymeren,
das mit dem Monomersystem (h) oder Gemischen aus dem ungesättigten Polyester (a) und Monomersystem
(b) mischbar ist, wobei die Stoffzusammensetzung durch Einarbeitung einer Säurefunktion in das thermoplastische
Polymere verbessert ist, durch einen Metalloxydverdicker
zu Formmassen in Schüttgut- oder Folienform verdickt und zu einem vernetzten heterogenen Feststoff
härtet.
23· Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß man als (a) Poly-(propylen-fumarat),
als (b) Styrol, als (c) das lerpolymere aus Methyl methacrylate
Ä'thylacrylat und Acrylsäure und als chemischen Verdicker ein Oxyd oder Hydroxyd eines Metalls
der Gruppe II verwendet.
Für Rohm and Haas Company
Reelftsanwalt
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