DE2028891A1 - Abrasive articles - contng acrylic resins as binders - Google Patents
Abrasive articles - contng acrylic resins as bindersInfo
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Abstract
Description
Verfahren zur Herstellung von Schleifscheiben und Schleifkörpern Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Schleifscheiben und Schleifkörpein aller Art, z. B.Process for the production of grinding wheels and abrasive articles The invention is a method of making grinding wheels and grinding wheels of all kinds, e.g. B.
auch von Schleifpapieren, aus einem Schleifmittel und einem Bindemittel.also from sandpaper, from an abrasive and a binder.
Es ist bekannt, bei ddt Herstellung von Schleifscheiben als Bindemittel Phenolharze zu verwenden. Diese Bindemittel weisen jedoch eine Jeihe von Nachteilen auf. Zum einen werden relativ grosse Mengen a Phenolharz, üblicherweise zwischen 20 und 30 Gew.-%, bezogen auf die Mischung von Schleif- und Bindemittel, benötigt. Zum anderen müssen die Schleifmittel/ Phenolharzmischungen zur Aushärtung bei etwa 180°C ausgeheizt werden und die Aushärtung dauert zwischen 24 und 36 Stunden.It is known that grinding wheels are used as binders at ddt Use phenolic resins. However, these binders have a number of disadvantages on. On the one hand, relatively large amounts of a phenolic resin, usually between 20 and 30% by weight, based on the mixture of abrasive and binder, are required. On the other hand, the abrasives / phenolic resin mixtures have to cure at about 180 ° C and the hardening takes between 24 and 36 hours.
Es ist fcrner bekannt, als Bindemittel Magnesit zu verwnden.It is also known to use magnesite as a binder.
Magnesit hartet zwar bei Raumtemperatur aus, nachteilig ist aber auch hier, dass für die vollständige Aushärtung etwa 24 Stunden aufgewendet werden müssen.Magnesite hardens at room temperature, but it is also disadvantageous here that it takes about 24 hours to fully cure.
Es wurde nun gefunden, dass man Schleifscheiben und Schleifkörper aller Art durch Aushärten einer Mischung aus einem Schlcifmittel und aus einem Bindemittel in kurzer Zeit herstellen kann, wenn man als Bindemittel nlonomere Ester der Mthacrylsäure mit ein- und/oder mehrwertigon Alkoholen verwendet und die Mischung aus dem Schleif- und dem Bindemittel mit Hilfe bekannter Katalysatorsysteme aushärtot.It has now been found that you can get grinding wheels and grinding wheels of all kinds by hardening a mixture of a grinding agent and a binding agent Can be produced in a short time if the binder used is monomeric esters of methacrylic acid with single and / or multivalent Alcohols used and the mixture hardens from the abrasive and the binder with the aid of known catalyst systems.
Als Schleifmittel werden für diesen Zweck bekannte Substanzen, wie Korund, Borcarbid oder Siliziumcarbid, in geeigneter örnung eingesetzt. Durch Poliermehl- und Industrie-Diamant-Körnungen können durch die erfindungsgemäss verwendeten Bindemittel gebunden werden.As abrasive substances known for this purpose, such as Corundum, boron carbide or silicon carbide, used in a suitable grain size. By polishing flour and industrial diamond grits can be achieved by the binders used according to the invention be bound.
Als Bindemittel eignen sich alle monomeren Ester der Methacrylsäure mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen oder auch Gemische aus mehreren dieser Ester. Für die Auswahl des einzusetzenden Bindemittels ist ausschlaggebend, in welcher Zeit die vollständige Aushärtung erfolgen soll. Verwendet man z. B. einen Ester der Methacrylsäure mit einem einwertigen Alkohol, vorzugsweise Methacrylsäuremethylester, für sich alleine, so muss für die Aushärtung in Gegenwart eines bekannten Redox-Eatalysatorsystems etwa eine Stunde aufgowendet werden.All monomeric esters of methacrylic acid are suitable as binders with monohydric or polyhydric alcohols or mixtures of several of these esters. For the selection of the binding agent to be used, the decisive factor is which one Time for complete curing to take place. If you use z. B. an ester methacrylic acid with a monohydric alcohol, preferably methyl methacrylate, on its own, it must be cured in the presence of a known redox catalyst system can be used for about an hour.
Verwendet man dagegen z. B. ein Gemisch aus 90 % Methacrylsäuremethylester und 10 % Triäthylenglykoldimethacrylsäureester, so kann die Entformung bereits nach 20 Minuten erfolgen. Ganz allgemein gilt, dass unter sonst gleichen Bedingungen die Aushärtungszeit umso kürzer wird, je höher der Anteil an Estern der Methacrylsäure mit mehrwertigen Alkoholen im Bindemittel ist.If, on the other hand, you use z. B. a mixture of 90% methyl methacrylate and 10% triethylene glycol dimethacrylic acid ester, the demolding can already be done after 20 minutes. In general, all other things being equal the curing time becomes shorter, the higher the proportion of esters of methacrylic acid with polyhydric alcohols in the binder.
Die Aushärtungszeit kann daher auf sehr einfache Weise den Jewelligen Gegebenheiten angepasst werden und ist innerhalb eines weiteren Bereiches praktisch beliebig einzustellen.The curing time can therefore vary in a very simple way Conditions can be adapted and is practical within a wider area can be adjusted as required.
Unter den Estern der Methacrylsäure mit einwertigen Alkoholen sind insbesondere diejenigen geeignet, deren Alkoholkomponente 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthält; vorzugsweise wird Methacrylsäuremethylester eingesetzt.Among the esters of methacrylic acid with monohydric alcohols are particularly suitable those whose alcohol component has 1 to 4 carbon atoms contains; methyl methacrylate is preferably used.
Beispiele für Ester der Methacrylsäure mit mehrwertigen Alkoholen sind Äthylenglykoldimethacrylsäureester, 1,4-Butandioldimethacrylsäureoster, Trimethylolpropantrimethacrylsäureester, Pentaerythrittetramothacrylsäureester. Besonders günstig erweist sich die Verwendung von Triäthylenglykoldimethacrylsäureester.Examples of esters of methacrylic acid with polyhydric alcohols are ethylene glycol dimethacrylic acid esters, 1,4-butanediol dimethacrylic acid esters, trimethylolpropane trimethacrylic acid esters, Pentaerythritol tetramothacrylic acid ester. The use has proven to be particularly favorable of triethylene glycol dimethacrylic acid ester.
In besonderen Fällen ist es auch möglich einen Teil der Methacrylsäureester, etwa 10 bis etwa 20 Gew.-*, bezogen auf die Gesamtmenge an Bindemittel, durch andere Vinylmonomere zu ersetzen. Hierfür kommen z. fl. infrage Styrol, Acrylsäureätylester, Acrylsdure-2-äthylhexylester, Vinylacet, Acrylnitril und Acrolein.In special cases it is also possible to use some of the methacrylic acid esters about 10 to about 20 wt .- *, based on the total amount of binder, by others To replace vinyl monomers. For this come z. fl. in question styrene, acrylic acid ethyl ester, Acrylic acid 2-ethylhexyl ester, vinyl acetate, acrylonitrile and acrolein.
Die erfindungsgemäss verwendeten Bindemittel können durch Warmhärtung, vorzugsweise aber durch Kalthärtung auspolymerisiert werden. Die Warmhärtung nimmt man in Gegenwart von für die Polymerisation von Vinylmonomeren.bekannten Radikalbildnern vor.The binders used according to the invention can be hardened by heat, but are preferably polymerized out by cold curing. The heat curing takes place one in the presence of radical formers known for the polymerization of vinyl monomers before.
Solche sind z. B. Azodiisobuttersäuredinitril oder organische Peroxide, wie Benzoylperoxid, Lauroylperoxid, Diacetylperoxid.Such are z. B. Azodiisobutyric acid dinitrile or organic peroxides, such as benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, diacetyl peroxide.
Bei der Aushärtung in Gegenwart eines Peroxids kann gleichzeitig ein bekannter Beschleuniger, z. B. ein Kobaltbeschleuniger angewandt werden Die Aushärtung erfordert zwar auch dann noch die Zufuhr von Wärme, aber sie erfolgt bereits be niedrigerer Temperatur und verläuft schneller.When curing in the presence of a peroxide, a known accelerator, e.g. B. a cobalt accelerator can be applied The curing requires the supply of heat even then, but it already takes place lower temperature and runs faster.
Die Warmhärtung empfiehlt sich vor allem in solchen Fällen, wo aus besonderen Gründen'eine längere Verarbeitungszoit der fertigen Mischung aller Komponenten erwünscht ist. Normalerweise werden jedoch nur kurze Verarbeitungszeiten benötigt,,wodurch diq Gesamtzykluszeit für die serienmässige Herstellung von Schleifscheiben und Schleifkörpern entsprechend verkürzt werden kann, Dies geschieht bei der Kaithärtung in Gegenwart bekannter Redx-Katalysatorsysteme, insbesondere solcher aus einem Peroxid und einem tert. Amin. Besonders gut bewährt hat sich die Kombination von Benzoylperoxid und Dimethyl-p-toluidin.Warm curing is particularly recommended in cases where from special reasons'a longer processing time for the finished mixture of all components is desirable. Normally, however, only short processing times are required, which means diq total cycle time for the series production of grinding wheels and grinding tools can be shortened accordingly, This happens during the quay hardening in the presence of known Redx catalyst systems, especially those made from a peroxide and a tert. Amine. The combination of benzoyl peroxide has proven to be particularly effective and dimethyl-p-toluidine.
Die anzuwendenden Mengen an Peroxid liegen im Bereich zwischen etwa 2 und etwa 5 Gew.-, die an Beschleuniger zwischen etwa 0,5 und etwa 1,5 Gew.-%, bezogen auf die zu polymerisierende Bindemittelmenge.The amounts of peroxide to be used are in the range between approx 2 and about 5 wt .-%, the accelerator between about 0.5 and about 1.5 wt .-%, based on the amount of binder to be polymerized.
Bei der praktischen Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens kann so vorgegangen werden, dass man zunächst eine Mischung sämtlicher erforderlicher Komponenten herstellt. Diese Mischung zeichnet sich durch eine sehr gute Fliessfähigkeit aus, da das eingesetzte Bindemittel in diesem Stadium der Verarbeitung noc keine Polymeren'enthält und daher eine niedrige Viskosität aufweist. Sie lässt sich daher ohne weiteres in vorbereitete Formen giessen ohne dass im Mischgefäss ein nennenswerter Rückstand bleibt.In the practical implementation of the proposed method can proceed in such a way that one first mixes all of the required Manufactures components. This mixture is characterized by very good flowability because the binder used at this stage of processing does not have any Polymeren'contains and therefore has a low viscosity. You can therefore Pour easily into prepared molds without adding anything worth mentioning in the mixing vessel Residue remains.
Darüber hinaus erlaubt es die niedrige Viskosität des Bindemittels, den Anteil desselben sehr niedrig zu halten. Im Normalfall genügen Bindemittelmengen in der Grössenordnung von etwa 15 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung.In addition, the low viscosity of the binder allows to keep the proportion of it very low. Usually, quantities of binder are sufficient in the order of magnitude of about 15% by weight, based on the total mixture.
Das vorgeschlagene Verfahren kann jedoch auch so durchgeführt werden, dass man zunächst das trockene Schleifmittel in die vorbereitete Form einhüllt. Dieses ist sehr gut rieselfähig und gestattet ebenfalls ohne jede Schwierigkeit die Füllung der Form. Wenn nun die niedrigviskose Bindemittelmischung, welche alle übrigen erforderlichen Komponenten enthalt, auf die zunächst trockene Formfüllung einfach aufgegossen wird, so saugt diese die Plüssigkeit sehr schnell auf. Dabei bildet sich die Mischung aller erforderlichen Komponenten direkt in der Form.However, the proposed method can also be carried out in such a way that that you first wrap the dry abrasive in the prepared form. This is very free-flowing and also allows without any difficulty the filling of the form. If now the low-viscosity binder mixture, which all Contains other necessary components on the initially dry mold filling is simply poured on, it soaks up the liquid very quickly. Included the mixture of all necessary components is formed directly in the mold.
Bei beiden geschilderten Verfahrensweisen ist es erforderlich, eine gewisse Verdichtung in der Form herbeizuführen, was durch Rtitteln geschehen kann. Diese Verdichtung ist notwendig7 weil grössere Hohlräume eine Inhibierung der Polymerisation bewirken wUrden. Auf der anderen Seite ist es jedoch erwünscht, dass Hohlräume in den Schleifkörpern vorhanden sind, weil diese Hohlräume es gestatten, dass abgeschliffene Schleifmittelkörner herausgebrochen werden.In both of the procedures described, it is necessary to have a to bring about a certain compression in the form, which can be done by remedying. This compression is necessary7 because larger cavities inhibit polymerization would effect. On the other hand, however, it is desirable that voids in the grinding wheels are present because these cavities allow that abraded Abrasive grains are broken out.
Man kann diesos HerausbrQchen nun indirekt dadurch erreichen, dass neben dem Schleifmittel ein mehlkornartlger Füllstoff mitverwendet wird, der eine geringere Festigkeit aufweist als das Schleifmittel selbst. Pür diesen Zweck geeignet ist beispielsweise Kreide, die gleichzeitig noch eine gewisse Polierwirkung mitbringt.This breaking out can now be achieved indirectly by the fact that In addition to the abrasive, a flour-grain type filler is also used, the one Has less strength than the abrasive itself. Suitable for this purpose is, for example, chalk, which also has a certain polishing effect.
Anstelle des rehlkornartigen Püllstoffes können auch wasserlösliche Substanzen verwendet werden, die beim Naßschleifen an der Oberfläche einfach herausgelöst werden und dadurch eine definiert einstellbare Porosität liefern. Hierfür geeignete Stoffe sind z. B. Calciumchlorid, Kaliumnitrat, Zucker, IIarnstoff oder Oxalsäure. Vorzugsweise wird Kochsalz verwendet.Instead of the grain-like filler material, water-soluble ones can also be used Substances can be used, which are simply removed from the surface during wet grinding and thereby deliver a defined adjustable porosity. Suitable substances for this are z. B. calcium chloride, potassium nitrate, sugar, Iarnea or oxalic acid. Preferably table salt is used.
Es ist ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäss zu verwendenden Bindemittel, dass sie nach der Aushärtung gegen alle möglichen Agenzien gut beständig sind. Vielfach werden beim Schleifvorgang Schmiermittel, Suspensionsmittel und Waschmittel verwendet; das Bindemittel darf aber durch diese Zusätze nicht in seiner Festigkeit angegriffen werden.It is a particular advantage of those to be used according to the invention Binder that, after hardening, has good resistance to all possible agents are. Often lubricants, suspending agents and detergents are used in the grinding process used; however, the strength of the binding agent must not be reduced due to these additives to be attacked.
Beispiel 1 Mit einer trockenen Mischung aus 10 Gew. -Teilen Kreide und 75 Gew.-Teilen eines Schleifscheibenkorundes wird eine Form zur Herstellung von Schleifscheiben gefüllt. Diese trockene Mischung ist sehr gut fliessfähig und gestattet die Formfüllung ohne jede Schwierigkeit. Auf dieses trockene Füllstoffgemisch in der Form werden nun 13 Gew.-Teile einer Mischung aufgegossen, die aus 87 C' Methylmethacrylat, 10 Gew.-Gp Triäthylenglykoldimethacrylat, 1,5 Gew.- Dimethyl ls-toluidin und 1,5 $ Benzoylperoxid (jU G;ig) besteht. Das Füllstoffgemisch in der Form saugt diese Flüssigkeit sehr schnell auf. Die Polymerisation kommt bei Raumtemperatur zustande und nach 20 Minuten kann der fertige Schleifkörper der Form entnommen werden.Example 1 With a dry mixture of 10 parts by weight of chalk and 75 parts by weight of a grinding wheel corundum becomes a mold for manufacture filled by grinding wheels. This dry mixture is very flowable and allows the mold to be filled without any difficulty. On this dry mix of fillers 13 parts by weight of a mixture are now poured into the mold, which consists of 87 C 'methyl methacrylate, 10 parts by weight of triethylene glycol dimethacrylate, 1.5% by weight of dimethyl is-toluidine and 1.5 $ Benzoyl peroxide (jU G; ig) consists. The filler mixture in the mold soaks it up Liquid very quickly. The polymerization takes place at room temperature and after 20 minutes the finished abrasive can be removed from the mold.
Beispiel 2 Eine Mischung aus 14 Gew.-Teilen Kreide und 71 Gew.-Teilen Korund der Körnung 50 - 90 wird versetzt mit einer frisch hergestellten Lösung aus 14 Gew.-Tcilen Methylmethacrylat, dem auf 99 Gew.-Teile 1 Gew.-Teil Dimetyl-p-toluidin zugegeben sind, und 1 Gew.-Teil Benzoylperoxid (50 sir). Die gut fliessfähig Mischung wird in eine Schleifscheibenform eingefüllt und bei Raumtemperatur aushärten gelassen. Nach etwa50 Minuten kann entformt werden. Als Formtrennmittel wurde eine Mischung aus 85 Gew.-% Glycerin mit 15 Gew.-% feinteiliger Kieselsäure verwendet.Example 2 A mixture of 14 parts by weight of chalk and 71 parts by weight Corundum of grain size 50 - 90 is mixed with a freshly prepared solution 14 parts by weight of methyl methacrylate, to 99 parts by weight of 1 part by weight of dimethyl-p-toluidine are added, and 1 part by weight of benzoyl peroxide (50 sir). The easy-flowing mixture is poured into a grinding wheel mold and allowed to cure at room temperature. After about 50 minutes it can be removed from the mold. A mixture was used as the mold release agent used from 85 wt .-% glycerol with 15 wt .-% finely divided silica.
Beispiel 3 Es wird zunächst eine Peststoffmischung hergestellt aus 1,5 Gew.-Teilen Benzoylperoxid (50 %ig), 0,5 Gew.-Teilen feinteiliger gefällter Kieselsäure, 2,5 Gew.-Teilen Wasser und 79,5 Gew.-Teilen Korund der Körnung 90. Diese Fcststoffmischung wird homogenisiert mit 16 Gew.-Teilen Blethylmethacrylat, das auf 99 Gew.-Teile 1 Gew.-Teil Diiiiothyl-p-toluidin enthält. Der gut rührfähige Brei wird in eine Form eingefüllt und yolymerisiert innerhalb von 40 Minuten aus. Nach 50 Minuten kann entformt werden.Example 3 A pesticide mixture is first prepared from 1.5 parts by weight of benzoyl peroxide (50%), 0.5 parts by weight of finely divided precipitated Silica, 2.5 parts by weight of water and 79.5 parts by weight of corundum of grain size 90. This mixture of fibers is homogenized with 16 parts by weight of methyl methacrylate, which contains 1 part by weight diiiiothyl-p-toluidine per 99 parts by weight. The easy to stir Slurry is poured into a mold and polymerized within 40 minutes. The mold can be removed after 50 minutes.
Das in dieser Herstellungsweise verwendete Wasser dient dazu, die Festigkeit definiert herabzusetzen und eine indirekte Porosität herzustellen, weil an den Stellen, an denen das Wasser vorhanden ist, kein Polymerisat gebildet werden kann.The water used in this production method is used to Reduce strength defined and create an indirect porosity, because no polymer is formed at the points where the water is present can.
Beispiel 4 Es wird eine Feststoffmischung hergestellt aus 1,5 Gew.-Teilen Benzoylperoxid, 50 sig, 5 Gew.-Teilen pulverisiertem, wasserfreiem Natriumsulfat und 5 Gew.-Teilen kristallisiertem, wasserhaltigem Natriumsulfat (Na2S04 . 10 H20) und 72,8 Gew.-Teilen Korund. Diese Feststoffmischung wird homogenisiert mit 16 Gew.-Teilen Methylmethacrylat, dem auf 99 Gew.-Teile 1 Gew.-Teil Dimethyl-p-toluidin zugefügt worden ist. Es entsteht eine gut rührbare Scbleifscheibenmischung. Sie wird in eine Form eingefüllt. Nach 40 Minuten ist die Polymerisation beendet und der fertige Kunstschleifstein kann entnommen werden.Example 4 A solid mixture is prepared from 1.5 parts by weight Benzoyl peroxide, 50 sig, 5 parts by weight powdered, anhydrous Sodium sulfate and 5 parts by weight of crystallized, aqueous sodium sulfate (Na2S04. 10 H20) and 72.8 parts by weight of corundum. This mixture of solids is homogenized with 16 parts by weight Methyl methacrylate, to which 1 part by weight of dimethyl-p-toluidine is added to 99 parts by weight has been. The result is an easily stirrable grinding disk mixture. She will turn into a Form filled. After 40 minutes, the polymerization is complete and finished Artificial whetstone can be removed.
Beispiel 5 Es wird eine Mischung hergestellt aus 30 Gew.-% Methylmethacrylat, 0,3 Gew.-% Dimethyl-p-toluidin, 3,6 Gew.- Benzoylperoxid (50 %ig) und 66,1 Gew.-% Kreidepulver. Die Mischung ist ein gut rührbarer und gut fliessfähiger Brei, der dazu verwendet wird, eine Textilgewebe-Platte zu beschichten. Innerhalb von 30 - 40 Minuten findet bei Raumtemperatur die Pol,merisation statt und aus dem Textilgewebe-Träger entsteht eine weiche Polymerisat-Platte, die als Polier- und Schmirgelscheibe zu verwenden ist.Example 5 A mixture is produced from 30% by weight of methyl methacrylate, 0.3% by weight dimethyl-p-toluidine, 3.6% by weight benzoyl peroxide (50%) and 66.1% by weight Chalk powder. The mixture is an easily stirrable and easily flowable paste, the is used to coat a textile fabric plate. Within 30 - 40 minutes at room temperature, the polymerisation takes place and from the textile fabric backing the result is a soft polymer plate that can be used as a polishing and emery disk use is.
Für bestimmte Anwendungszwecke kann es von Vorteil sein, in einer solchen Polierplatte auch kleine Mengen an Industriediamant-Körnungen mit einzubetten.For certain purposes it can be advantageous to use a such a polishing plate also embed small amounts of industrial diamond grains.
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| DE19702028891 DE2028891A1 (en) | 1970-06-12 | 1970-06-12 | Abrasive articles - contng acrylic resins as binders |
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| DE (1) | DE2028891A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0114280A2 (en) * | 1983-01-21 | 1984-08-01 | Carborundum Schleifmittelwerke GmbH | Method of manufacturing abrasive bodies |
| DE4426831A1 (en) * | 1994-07-28 | 1996-02-01 | Zeller & Gmelin Gmbh & Co | Abrasion-resistant, radiation-cured coating materials e.g. for wood |
-
1970
- 1970-06-12 DE DE19702028891 patent/DE2028891A1/en active Pending
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| EP0114280A3 (en) * | 1983-01-21 | 1985-09-18 | Sea Schleifmittel Entwicklung Anwendung Gmbh | Method of manufacturing abrasive bodies |
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