DE2133396A1

DE2133396A1 - Verfahren zur Herstellung von Stoffen und Gegenstaenden aus bewehrten oder gefuellten Polyesterharzen

Info

Publication number: DE2133396A1
Application number: DE19712133396
Authority: DE
Inventors: Drostholm Frede Hilmar
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-07-06
Filing date: 1971-07-05
Publication date: 1972-01-13
Also published as: FR2098172B1; FR2098172A1; GB1353200A; CS183628B2; TR16907A; IL37168A; NL7109252A; ZA714108B; IL37168A0; SE394441B; ES393598A1; BE769592A; CH575974A5; AT307746B; CA949273A

Description

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Patentanwälte
Dipl. Ing.C.Wallach j-5, Juli J9?l

Diol. Ing. G. Koch

Dr. T. Haibach 2133396

8 Müi-chen 2

Kaulingerstr. 8. Tel. 240275

3*59*

Frede Hilmar Drostholra
G0ngehusvej IOS
DK-2950 Vedback

Verfahren zur Herstellung von Stoffen
und Gegenständen aus bewehrten oder
gefüllten Polyesterharzen.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Stoffen und Gegenständen aus be'jehrten oder gefüllten Polyesterharzen, bei welchem der Polyester rait. Hj.l£a._eines ungesättigten Monomeren,?ζκΚΜκ±χίχ»χκ*^: das eine Vernetzung bewirkt, sowie eines Katalysators und gegebenenfalls eines Beschleunigers gehärtet wird.

Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung solcher Stoffe und Gegenstände, bei denen der Polyester in fester Form und der Härter in flüssiger Form zuerst zu einer viskosen Harzmasse vermischt werden, wonach die 3ewehrung oder der Füllstoff eingerührt vrird, ist es ein bedeutender Nachteil, daß der Polyester so schnell von dem Härter vernetzt * 'wird, daß das fertige Gemisch der beiden Bestandteile eine sehr kurze Standzeit hat, die das Einmischen von Bewehrungsstoffen und anderen Füllstoffen erschwierigt, nicht zuletzt weil die Harzmasse schnell eine so hohe Viskosität annimmt, daß ein Umrühren unmöglich wird. Man ist deshalb bisher auf die /erwendung von niedrigen Mengen Bewehrungsstoffen und Füllstoffen beschränkt

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gewesen. Außerdem wijrkt das Umrühren in einer viskosen Harzmas&e von Füll- und Bewehrungsstoffen zerstörend auf einige derselben, besonders faserartige dewehrungsstoffe wie Asbest und Glasfasern. So hat man festgestellt, daß die Schlagfestigkeit einer traditionellen glasfaserbewehrten Preßmasse aus Polyesterharz nach einer Tischzeit von 20 Minuten auf etwa ein Zehntel des Viertes, der nach 5 länuten Mischung erreicht wird, zurückgeht, was auf eine Verkürzung dsr Fasern bei der mechanischen Bearbeitung zurückzuführen ist.

Es besteht deshalb ein Bedürfnis nach einem /erfahren, bei dem Bewehrungs- und Füllstoffe in Polyesterharze eingeführt v/erden können, ohne daß diese ßehandlungsSchwierigkeiten entstehen und ohne daß der Bewehrungs- oder Füllstoff zerstörenden mechanischen Einwirkungen ausgesetzt wird.

Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Bewehrungsstoff oder der Füllstoff trocken mit dem Polyester gemischt oder mit einer Schmelze oder Lösung oder Dispersion des Polyesters belegt wird, wonach der Härter dem Gemisch von Füll- oder Bewehrungsstoff und Polyester in fester ^orm zugesetzt wird, nachdem dieses -Gemisch an der Stelle, wo das Härten gewünscht ist, angebracht worden ist.

Hierdurch v/erden alle die MischungsSchwierigkeiten vermieden, die mit einem viskosen, härtenden Polyesterharz verbunden sind, indem der flüssige Härter den Polyester löst und in das Gemisch von Polyester und Bewehrungs- oder Füllstoff eindringt und die Hasse an Ort und Stelle härtet. Ein mechanisches Mischen von trockenem pulverformige m Polyester und Bewehrungs- oder Füllstoff wird diesen letzteren nicht so zerstörenden Kräften aussetzen, wie das Umrühren in einer viskosen Harzmasse, und kann in vielen Fällen ohne Bewegung des Fülloder 3ewehrungsstoffes erfolgen, indem die beiden Bestandteile einfach durch Ausschütten des Polyesterpulvers über den Füll- oder 'Sewehrungsstoff gemischt werden können. Dieselbe schonende Behandlung des Füll- oder Bewehrungsstoffes ohne Bewegung desselben kann dadurch erreicht werden, daß er mit einer Schmelze oder Lösung des Polyesters belegt wird. Das Verfahren hat desweiteren beträchtliche arbeitsmäßige Vorteile, weil man vermeidet, eine hochviskose, klebrige. Ka τ se dosieren und gegebenenfalls diese in einer Form anbringen zu müssen,

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wenn es sich um die Herstellung eines geformten Gegenstandes handelt. Hei dem Verfahren gemäß der Erfindung kann das Mischen des Füll- oder Sevjehrungs stoffes und des Polyesters in einer Form stattfinden, oder das leicht handliche fertige Gemisch kann an der gewünschten Stelle angebracht werden.

Als Polyester kann Dei dem /erfahren gemäß der Erfindung jeder der bekannten Polyester aus Fumarsäure und Maleinsäure mit Polyalkohole]! wie Äthylenglykol, Propylenglykol ur-^.-^i sühenol A und mit Phthalsäuren, HHT-Säure und Diallylphthalat modifiziert"Verwendet werden.^zS£i^e^er^T£Stkann auch jedes der für diesen Zweck bekannten ungesättigten Monomeren benutzt v/erden, wie Styrol, Hethylmethacrylat, Diallylphthalat;, Vinylacetat, Acrylnitril und Triallylcyanurat, vorzugsweise aber Styrol.

Als Katalysator können sowohl diejenigen verwendet werden, die durch einen freien radikalen Mechanismus wirken, v/ie :3enzoylperoxyd, HethyI-äthylketonperoxyd, Cyclohexanonperoxyd, tertiäres Sutylhydroperoxyd, als auch die UV-initierten Katalysatoren wie Benzoin. Der Katalysator kann zusammen mit den Härter, in diesen gelöst, zugesetzt werden.

Wird ein 3eschleuniger verwendet, so kann dieser dem Gemisch von Polyester und rewehrungs- oder Füllstoff zugesetzt werden, und dieses Gemisch kann dann als solches geliefert werden und erfordert nur ein Durchtränken mit der Lösung des Katalysators im Härter. Es ist dabei ein Vorteil, dai? das Verfahren nicht die Verwendung von Katalysatoren mit einem thermisch hoch liegenden Aktivisierungsniveau mit Rücksicht auf die Lagerungsfähigkeit der Preßmasse verlangt, sondern die Härtung bei Zimmertemperatur durchgeführt werden kann, wenn man nur den Zeitpunkt für die Auflösung des Katalysators im Härter auf die notwendige Standzeit des Gemisches abstimmt.

Die Bewehrung stoffe, die besonders bei dem Verfahren gemäf? der Erfindung in Frage kommen, sind Glasfasern, Sisalfasern, Metallfasern, synthetische Fasern, Kohlenstoffasern und Glaskugeln, und als ?üllstoffe können Kaolin, Talkum, Calciumcarbonat, Asbest, ;}uarz und Aluminiunoxyd und Pigmente genannt v/erden.

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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des /erfahrens gemäß der Erfindung zum Pressen von geformten Gegenständen besteht darin, das trockene Gemisch von Polyester, eevxehrun.^s- öler ^:ül lsto^f und

od-^r einer ^:i'orm gegebenenfalls Beschleuniger in einer porösen OrVmit eine·« oder mehreren Injektionskanälen anzubringen und danach eine Lösung des Katalysators in dem Härter durch die porösen Forrnwände oder die Injektionslöcher zuzuführen. Hierdurch kann eine Regelung der zugeführten Menge härter sehr einfach durch ilinsteilung des Druckes des Härters erfolgen, und eine Portionierung zur Herstellung jedes Gegenstandes ist nicht erforderlich.

Bei dem bekannten Verfahren zum Gießen von Preßmassen in einer Form ist es notwendig, kostspielige Preßwerkzeuge aus Stahl zu benutzen, weil das Gießen im Hinblick auf den Wunsch eines dichten Gefüges in Verbindung mit dem tragen Fließen der Preßmasse hohe Drücke in dem Werkzeug erfordert. Dies ist bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung nicht notwendig.

Eine zweite vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung, bei welchem ein faserförmiger 3ewehrungsstoff verwendet wird, besteht darin, die Pasern durch ein Bad von geschmolzenem Polyester oder eine Lösung oder Dispersion von Polyester zu fünren und nach Umbildung zu fester Form durch Abkühlen oder Abdampfen des Lösungsmittels das gewünschte Stück aus dem hergestellten Gemisch aus

zuschneiden und nachher eine Lösung von Katalysator in härter hinzuzugeben. Dieses Verfahren ist besonders schonend gegen einen faserigeη Bewehrungsstoff.

Das Gemisch von faserigem Bewehrungsstoff und Polyester in trockener Form kann erfindungsgemäß auch dadurch in einer effektiven und schonenden ^l.*/eise hergestellt werden, daß zuerst Pasern aus dem geschmolzenen Polyester hergestellt werden und danach eine endlose Bahn oder i^atte aus einem Gemisch von Polyesterfasern und ßevrehrungsfasern hergestellt wird. Diese kann beispielsweise durch Verweben oder Schmelzen oder Bildung eines Filzes aus den gemischten Fasern oder mit Hilfe eines Bindemittels oder durch punktweises Verschmelzen oder teilweise Lösung des Polyesters mit einem Lösungsmittel mechanisch gebunden werden.

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Eine andere Möglichkeit ist, eine bereits hergestellte Matte aus faserigem Bewehrungsstoff mit Polyester in Pulverform oestäuDeh zu lassen und. danach eine Wärmebehandlung vorzunehmen, wodurch ein Verkleben zwischen dem Polyesterpulver und der Matte erfolgt. Solche aus einem Gemisch von Polyester und Bewehrungsstoff bestehende Matten oder Bahnen können entweder in Stücke zerschnitten und durch Zugabe eines Härters in Gießformen gehärtet werden, oder sie können zur Herstellung von bewehrten Platten benutzt werden, indem die Matte oder Bahn durch einen sogenannten Teppichbeschichtungsapparat geführt wird, in dem die Lösung von Katalysator in Härter als ein konstanter Strops über die ganze 3reite der Matte oder Bahn dosiert xvird.

Eine besonders vorteilhafte Verwendung des 7erfahrens gemäß der Erfindung ist die Verwendung zur Herstellung von Verschleißschichten für Fußbodenbeläge, Straßenbeläge und ähnliches, enthaltend körnige Füllstoffe wie Gesteinsmaterial, wo die Verlegung großer Flächen wegen der zähen Massen, die nur eine kurze Standzeit haben, bisher groi Schwierigkeiten bereitet hat. Sei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird der körnige Füllstoff mit geschmolzenem Polyester überzogen, wonach das überzogene, körnige Material trocken aufgebracht und abgewälzt wird und die Flache mit einem Gemisch von Härter und Katalysator Despritzt wird. Auf diese Weise können übliche Straßenbelagmaschinen benutzt werden, wenn es sich beispielsweise um Straßenbau handelt.

Bei allen Herstellungen, wo Spritzen benutzt wird, bietet das Verfahrei gemäß der Erfindung auch wesentliche Vorteile, denn während man bei dem bekannten Verfahren komplizierte 2-Komponentenspritzen verwenden muß wegen der kurzen Standzeit von etwa 1 Stunde für das fertige Gemisch von Polyester, Härter und Katalysator, kann man sich bei dem Verfahren gemäß der Erfindung mit einer 1-Komponentenspritze für das Gemisch von Härter und Katalysator, das eine Standzeit von mehreren Tagen Dis mehreren '-lochen hat, begnügen.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist auch zur Herstellung von großen Werkstücken mit kleiner ./aricldicke durch !!abpressen besonders vorteilhaft vio man bei dem nekarmteri Verfahren eine konfektionierte Fatte aus Bewehrung;?, stoff auf der Patrize des Formwerkzeugs anbringt und dann das Gemisch von Polyester, Härter und Katalysator darübergießt, das

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Werkzeug schließt und unter Druck härtet. Bei dem /erfahren gemäß der Erfindung kann man zunächst auf elektrostatischem .fege die Patrize mit polyesterbelegten Bewehrungsfasern belegen und sodann die Patrize durch eine Kammer mit einem Nebel von Härter und Katalysator führen, welcher von den belegten Fasern aufgenommen wird, und darauf das Formwerkzeug schliefen und unter einem verhältnismäßig niedrigen Druck härten. Man erreicht dadurch eine gleichmäßigere Verteilung der Bewehrungsfasern und ein stärkeres Erzeugnis.

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch zur Herstellung von Profilen und Rohren mit einem bestimmten Querschnitt benutzt werden, ντο der Härter dem gleitenden otrom eines trockenen Gemisches von Polyester und Bewehrungsstoff in dem Düsenwerkzeus: zugeführt vrird, und zur Herstellung von Formungen in einem im voraus geschlossenen k Werkzeug, wo sowohl Polyester und Bewehrungsstoff als auch Härter durch Einspritzen zugeführt v/erden.

Die Erfindung wird an Hand folgender Beispiele veranschaulicht. Beispiel 1.

Eine Mischung von 50 Gewichtsteilen Kiessand in der Korngröße 3-5 mm und 20 Gewichtsteilen Kiessand in der Korngröße 1/2-1 mm wird auf ca. 200 C erwärmt und unter Bewegung mit einem Gemisch von 15 Gewichtsteile Polyester in Pulverform und 0,2 Gewichtsteilen 10?£ kobaltnaphthenat in Pulverform bestreut. Dadurch entsteht ein Überziehen des Kiessandes indem der Polyester schmilzt, iiach Abkühlung hat der Kiessand eine ) trockene Oberfläche. Der überzogene Kiessand wird auf eine Betonflächa ausgebreitet und abgewalzt, wonach auf die Oberfläche 13 Gewichtsteile Styrol, in dem 1,8 Gewichtsteile Hethyläthylketonperoxyd gelöst ist, ausgespritzt wird, und abschließend wird mit einer oorösen Holle leicht bearbeitet. Dadurch erreicht man eine griffige und verschleißfeste Oberfläche, die als Straßenbelag oder Fußbodenbelag in Pabrikräumen geeignet ist.

Beispiel 2.

30 Gewichtsteile Glasfasern in der Form einer i-atte -.;erien 'iii 'f Gewichtsteilen Polyester in Pulverform und 0,2 Gewichtsrei 1 pulv'orem Korvaltriaphthenat oostreut, wonach erwärmt wird, 30 di^l! ior

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Polyester schmilzt und in der hat to gebunden wird. Die trockene imprägnierte Glasfasermatte wird in einer Form angebracht, und 20 Gev/ichtsteile Styrol, in dem 1,P Gewichtsteile tfethyläthylketonperoxyd gelöst ist, werden durch Auflegen von Hand mit Rolle oder Pinsel über die i^v:atte verteilt, wonach man nach den Harten eine bewehrte blatte erhält.

Die imprägnierte Hatte kann auch gepreßt oder in Formen gegossen werden, indem das Gemisch von Styrol gegebenenfalls nach dem Schließen der Form eingespritzt wird.

Beispiel 3«

60 Gewichtsteile Glasfasern, in 30 mm Länge gehauen, 2 5 C-ewichtsteile Polyesterpulver und 0,1 Geviichtsteil 10?? Kobaltnaphthenat in Pulverform werden trocken gemischt, und das Gemisch in einer Form angebracht, die geschlossen wird, wonach unter Druck ein Gemisch von 14 Gewichtsteilen Styrol und 0,9 Gewichtsteil Cyclohexanonneroxyd eingespritzt wird. Hierdurch wird ein druckgegossener Körper erzielt, welcher dank dem größeren Gehalt an Glasfasern und der besseren Verteilung derselben, als man in den bekannten Prei?massen erreichen kann, eine bedeutend höhere Festigkeit aufweist, als man sie bisher hat erreichen können. Die Zugfestigkeit beträgt etwa 2500 kg/cm , während die Zugfestigkeit einer traditionellen Polyesterpre!?masse nicht 700 kg/cm übersteigt.

Claims

Patentansprüche .

11.1Verfahren zur Herstellung von Stoffen und Gegenständen aus bewehrten oder gefüllten Polyesterharzen, bei welchem der_ Polyester mit Hilfe eines ungesättigten !Monomeren, das eine Vernetzung bewirkt, sov/ie eines Katalysators und gegebenenfalls eines Beschleunigers gehärtet wird, dadurch gekennzeiohnet _f daß der Bewehrungs- oder Füllstoff trocken mit dem Polyester gemischt oder mit einer Schmelze oder Lösung oder, Dispersion .des Polyesters belegt wird, wonach der Härter dem Gemisch von Füll- oder Bewehrungs stoff und Polyester in fester Forrn zugesetzt wird, nachdem dieses Gemisch an der Stelle, wo das Härten gewünscht ist, angebracht worden ist.

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2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Pressen von geformten Gegenständen, dadurch gekennzeichnet, daß das -trockene Geraisch von Polyester, Bewehrungs- oder Füllstoff und gegebenenfalls Beschleuniger in einer porösen Form oder einer Form mit einem oder mehreren Injektionslöchern angebracht irärd, wonach eine Lösung des Katalysators in dem Härter durch die porösen Formwände oder die Injektionslöcher zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem ein faseriger Bewehrungsstoff verwendet wird, dadurch gekennzeiohnet. daß die Beivehrungsfasern durch ein Bad von geschmolzenem Polyester oder eine Lösung oder Dispersion von Polyester geführt wird und nach Umbildung zu fester Form durch Abkühlen oder Abdampfen ein gewünschtes Stück aus dem dadurch hergestellten Gemisch ausgeschnitten und nachher eine Lösung von Katalysator

w in härter hinzugegeben wird.

k. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem ein faseriger Bewehrungsstoff verwendet \*ird, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst Fasern aus dem geschmolzenen Polyester hergestellt werden und danach das Gemisch von Polyester und Bewehrungsstoff durch Herstellung einer endlosen Bahn oder Matte aus einem Gemisch von Polyesterfasern und Bewehrungsfasern gebildet

5. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von ^erschleißschichten für Fußbodenbeläge, Straßenbeläge und ähnliches, enthaltend körnige Füllstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß das körnige flaterial mit geschmolzenem Polyester überzogen wird, wonach das überzogene, körnige Material trocken aufgebracht und abgewalzt wird und die Fläche mit einem Gemisch von Harter und Katalysator bespritzt wird.

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