DE2238762A1

DE2238762A1 - Casting of hardenable plastics components - using layer of expandable plasti-cs compsn to maintain pressure during setting

Info

Publication number: DE2238762A1
Application number: DE19722238762
Authority: DE
Inventors: Wolfram Dr Phil Bauer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-08-07
Filing date: 1972-08-07
Publication date: 1974-02-21

Abstract

The coating resin (A), opt. contg. fillers, is poured into the mould and an expandable plastics compsn (B) introduced between (A) and the mould cover. The mould is closed and heated to cause blowing of (A), until the component has set sufficiently to be demoulded. The mould is pref. pre-heated to above the hardening temp. of (A), which is pref. an epoxy resin (B) is pref. a polyurethane or a thermoplast (pref. polyolefin) contg. a blowing agent 1-30 wt. pts (B) are used to 100 pts (A). The process is esp. suitable for electrical insulators. Press. exerted by expansion of (B) prevents sink-marks and cavities in a (A) as a result of contraction during hardening. Problems of leakage when applying press. by piston or compressed air are eliminated.

Description

Verfahren zur Herstellung von gehärteten Kunststoff-Formkörpern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gehärteten Kunststoff-Formkdrpern, insbesondere elektrischen Isolatoren, durch Gießen einer härtbaren Gießharzmasse in eine vorgewärmte Gießform.Process for the production of hardened plastic moldings The The invention relates to a method for the production of hardened plastic moldings, in particular electrical insulators, by pouring a hardenable resin compound into a preheated mold.

Nach einem bekannten Verfahren, dem sogenannten Druckgelierverfahren, wird eine flüssige hochreaktive härtbare Gießharzmasse in eine auf die Härtungstemperatur der Gießharzmasse vorgewärmte Gießform gegossen und mindestens teilweise unter Druck ausgehärtet. Bei der bekannten Arbeitsweise wirkt Druck auf die Gießharzoberfläche innerhalb der Form oder über einen Seitenkanal ein. Die chemische Reaktion zieht nun eine Volumenverminderung nach sich, die die Ausbildung von Einfailstellen und Lunkern bewirken kann. Durch die Druckeinwirkung wird bei dem bekannten Verfahren jedoch das sich im Oberteil bzw. im Seitenkanal der Form befindliche Gießharz während der Reaktion nachgedrückt. Der Druck, der 1-5 Atü betragen soll, kann mittels eines gewichtsbelasteten Stempels über einen Seitenkanal oder im Formenoberteil direkt auf die Gießharzmasse mittels Preßluft ausgeübt werden.According to a known process, the so-called pressure gelation process, is a liquid, highly reactive curable casting resin compound in a to the curing temperature the casting resin mass preheated casting mold poured and at least partially under pressure hardened. In the known way of working, pressure acts on the cast resin surface inside the mold or via a side channel. The chemical reaction takes off now a volume reduction, which leads to the formation of mailing points and Can cause blowholes. In the known method, the action of pressure however, the casting resin in the upper part or in the side channel of the mold during pressed for the reaction. The pressure, which should be 1-5 Atü, can be achieved by means of a weight-loaded stamp via a side channel or directly in the upper part of the mold be exercised on the cast resin mass by means of compressed air.

Nachteilig ist hierbei, daß bei Ausübung des Nachdruckes über einen Seitenkanal mittels eines gewichtsbelasteten Kolbens vielfach Dichtungsschwierigkeiten auftreten. Infolge dieser ungenügenden Dichtigkeit dringt Gießharz zwischen dem Kolben und den Druckkanal ein und härtet in der Dichtungsfläche aus Dies hat zur Folge, daß der Kolben in der entscheidenden Phase der Gelierung keinen Druck ausübt.The disadvantage here is that when exercising the reprint over a Side channel by means of a weight-loaded piston multiple sealing difficulties appear. As a result of this inadequate tightness, casting resin penetrates between the Piston and the pressure channel and hardens in the sealing surface The result is that the piston does not exert any pressure in the decisive phase of gelation.

Weiterhin wird ohne Seitenkanal bei geschlossener Form zwischen Formendeckel und der Gießharzmasse der Druck, vorzugsweise mittels Preßluft, aufgebracht. Auch in diesem Fall muß der Druckraum sehr dicht sein. Ist dies nicht der Fall, wird durch die nachfließende Preßluft das Gießharzgemisch im Druckraum abgekühlt und es entstehen Einfallstellen.Furthermore, there is no side channel between the mold cover when the mold is closed and the pressure is applied to the casting resin compound, preferably by means of compressed air. Even in this case the pressure space must be very tight. If not, will the cast resin mixture in the pressure chamber is cooled by the compressed air flowing in and sink marks arise.

tetzthin ist bei Härtung in beheizten Öfen und vor allem getakteten Durchlauf öfen der Anschluß bzw. Transport von Druckschläuchen schwierig und aufwendig.tetzthin is when curing in heated ovens and above all clocked Continuous ovens the connection or transport of pressure hoses difficult and expensive.

Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß zwischen die in die vorgewärmte Gießform eingefüllte hochreaktive härtbare, gegebenenfalls füllstoffhaltige, Gießharzmasse und dem oberen Formenabschlußdeckel ein aufschäumbares Kunststoffsystem eingebracht, die Form verschlossen und auf einer die Verschäumung auslösenden Temperatur gehalten und solange erhitzt wird, bis der Gießling entformbar gehärtet ist.According to the invention, these disadvantages are avoided in that between the highly reactive curable, optionally filler-containing, cast resin compound and the upper mold cover a foamable Plastic system introduced, the mold closed and the foaming on one The triggering temperature is maintained and heated until the casting can be removed from the mold is hardened.

Es hat sich vielfach als günstig erwiesen, die Form auf eine Temperatur über der Härtungstemperatur der Gießharzmasse vorzuwärmen. Das verschäumbare Kunststoffsystem übt beim Aufschäumen in der Form auf die Gießharzmasse den erforderlichen Druck aus und kompensiert durch die eigene Volumenzunahme die Reaktionsschwindung der Formmasse. Um die Härtungsgeschwindigkeit der zu verarbeitenden Gießharzmischung mit dem Zeitpunkt des Aufschäumens abzustimmen, wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dem Schaumstoffsystem ein Beschleuniger in entsprechender Menge zugesetzt. Es wird nun soweit ausgehärtet, daß der Gießling entformt werden kann. Vorzugsweise wird das aufschäumbare Harzsystem in Mengenverhältnissen von 1-30 Gewichtsteilen zu 100 Gewichtsteilen der Si3#harzmasse eingesetzt. Der aufschäumende Kunststoff kompensiert nicht nur die Volumenschwindung des #ießharzes, sondern dichtet auch Leckstellen innerhalb des Druckraumes in der Form gut ab. Die erhaltenen Formkörper sind risse- und lunkerfrei,- und es können insbesondere auch große kompakte Formkörper so hergestellt werden.It has proven to be beneficial in many cases to adjust the mold to one temperature preheat above the curing temperature of the cast resin compound. The foamable plastic system exerts the required pressure on the cast resin compound when it is foamed in the mold and compensates for the shrinkage of the reaction through its own increase in volume Molding compound. About the hardening speed of the cast resin mixture to be processed to coordinate with the time of foaming, according to a preferred embodiment an accelerator was added in the appropriate amount to the foam system. It will now hardened to such an extent that the casting can be removed from the mold. Preferably will the foamable resin system in proportions of 1-30 parts by weight to 100 Parts by weight of the Si3 # resin compound used. The foaming plastic compensates not only the volume shrinkage of the resin, but also seals leaks within of the pressure chamber in the form well. The moldings obtained are free of cracks and voids, and in particular large compact molded bodies can also be used so made.

Als Gießharzmassen bzw. -mischungen kommen Epoxyharze wie Glycidyläther auf Bisphenolbasis, cycloaliphatische Epoxyharze und auch Polyester-, Methacrylatharze und dgl. in Betracht, die nach bekannten Verfahren erhalten werden.Epoxy resins such as glycidyl ether are used as casting resin compounds or mixtures based on bisphenol, cycloaliphatic epoxy resins and also polyester, methacrylate resins and the like obtained by known methods.

Als besonders geeignetes aufschäumbares Kunststoffsystem haben sich Polyurethane erwiesen. Es sind aber auch aufschäumbare Polyester und Epoxyharzmischungen sowie treibmittelhaltige Thermoplaste geeignet.As a particularly suitable foamable plastic system have Polyurethanes proved. But there are also foamable polyesters and epoxy resin mixtures as well as thermoplastics containing blowing agents are suitable.

Als Füllstoffe für die Gießmischung werden meist pulverförmige mineralische Füllstoffe verwendet wie z.B. Gesteinsmehl, Quarzmehl, Quarzsand, Tonerdehydrat oder auch Glasfasern.Powdery mineral fillers are usually used as fillers for the casting mix Fillers used such as rock flour, quartz flour, quartz sand, alumina hydrate or glass fibers.

Als Härter werden die für die jeweilige-Rarzart üblichen verwendet.The hardeners used are those that are customary for the respective type of Rarz.

Geeignete Härtungsbeschleuniger sind u.a. tertiäre Amine wie z.B. Dimethylbenzylamin, Polyole, Lewis-Säuren, z.B.Suitable curing accelerators include tertiary amines such as e.g. Dimethylbenzylamine, polyols, Lewis acids, e.g.

Zinnoctoat und Kobaltverbindungen.Tin octoate and cobalt compounds.

Es hat sich gezeigt, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Isolierkörper lunker- und einfallstellenfrei sind.It has been shown that produced by the method according to the invention Insulating bodies are free of voids and sink marks.

Ein weiterer Vorteil ist in der guten Formhaltigkeit und Konturenschärfe zu sehen, so daß auch kompliziert geformte Teile wirtschaftlich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden können, wobei die Wirtschaftlichkeit noch durch die zu verwendenden Formen aus einfachen Materialien erhöht wird. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können beliebige Formkörper mit guten elektrischen und mechanischen Eigenschaften hergestellt werden. Es eignet sich insbesondere zur Herstellung von Stützern, Hängeisolatoren und Durchführungen.Another advantage is the good shape retention and sharpness of the contours to see, so that even complex shaped parts economically according to the invention Process can be produced, the economics still by the to be used forms from simple materials is increased. According to the invention Processes can produce any desired shaped bodies with good electrical and mechanical properties getting produced. It is particularly suitable for the manufacture of supports and suspension insulators and implementation.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.The invention is illustrated in more detail by the following examples.

Bei 1 Eine Mischung von 100 Gewichtsteilen eines bei Raumtemperatur flüssigen cycloaliphatischen Epoxyharzes, Epoxidzahl 0,6, 420 Gewichtsteile Quarzmehl, 100 Gewichtsteile Hexahydrophthalsäureanhydrid, 6 Gewichtsteile eines handelsüblichen hochreaktiven Beschleunigers und 2 Gewichtsteile einer Farbpaste wurden bei einer Temperatur von 900C aufbereitet. Unmittelbar nach der Aufbereitung wurde die Gießharzmischung in die entsprechende Form (Formentemperatur 1400C) gegossen. Anschließend wurde eine dem auszufüllenden Restvolumen entsprechende Menge eines schaumfähigen Polyurethangemisches bestehend aus 100 Gewichtsteilen einer Polyhydroxylverbindung, im Handel erhältlich als Desmophen B 611, 150 Gewichtsteilen Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat, im Handel erhältlich als Desmodur 44 P 90 und 6 Gewichtsteile eines Treibmittels auf der Basis von Fluor/Chlor-Kohlenwasserstoffen (Frigen (R)) ) auf die Gießharzmasse gegossen und die Form sofort verschlossen. Das nach einer Startzeit von ca. 30 Sekunden aufschäumende Gemisch füllt das Restvolumen auf und erzeugt einen auf die Gießharzmasse wirkenden Druck von ca. 3-5 kp/cm2.At 1 A mixture of 100 parts by weight one at room temperature liquid cycloaliphatic epoxy resin, epoxy number 0.6, 420 parts by weight quartz powder, 100 parts by weight of hexahydrophthalic anhydride, 6 parts by weight of a commercially available one highly reactive accelerator and 2 parts by weight of a color paste were used in one Temperature of 900C processed. Immediately after preparation, the casting resin mixture was used poured into the appropriate mold (mold temperature 1400C). Subsequently was an amount of foamable polyurethane mixture corresponding to the remaining volume to be filled consisting of 100 parts by weight of a polyhydroxyl compound, commercially available as Desmophen B 611, 150 parts by weight of diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, commercially available as Desmodur 44 P 90 and 6 parts by weight of a propellant based on it of fluorine / chlorine hydrocarbons (Frigen (R))) poured onto the cast resin compound and the mold closed immediately. The one that foams up after a start time of approx. 30 seconds Mixture fills the remaining volume and creates an effect on the cast resin compound Pressure of approx. 3-5 kp / cm2.

Im Anschluß an das Vergießen wurde die Form wieder bei einer Temperatur von 1400 C in einen Ofen gebracht. Nach ca. 10 Minuten ist der Gießling soweit gehärtet, daß er entfernt werden kann.Following the potting, the mold was again at one temperature placed in an oven at 1400 C. After approx. 10 minutes the casting is hardened to the point that that it can be removed.

Beispiel 2 100 Gew.Anteile eines Bisphenol-A-Epoxyharzes, Epoxidzahl ca. 0,25, 250 Gew.Anteile Quarzmehl, 30 Gew.Anteile Phthalsäureanhydrid und 0,07 Gew.Anteile Hexamethylentetramin, gemischt bei 1300C werden in eine auf 1900C vorgewärmte Gießform gegossen. Im Anschluß hieran wird das in Beispiel 1 angeführte schaumfähige Polyurethangemisch auf die Gießharzmasse gegossen und ctie Gießform sofort verschlossen. Die Form wird dann in einen auf 190 0C aufgeheizten Härteofen eingebracht und kann dann nach 10 min Temperatureinwirkung entformt werden.Example 2 100 parts by weight of a bisphenol A epoxy resin, epoxy number approx. 0.25, 250 parts by weight of quartz powder, 30 parts by weight of phthalic anhydride and 0.07 Parts by weight of hexamethylenetetramine, mixed at 1300C, are placed in a pre-heated to 1900C Casting mold. This is followed by the foamable form mentioned in Example 1 Polyurethane mixture is poured onto the casting resin compound and the casting mold is closed immediately. The mold is then placed in a hardening oven heated to 190 ° C and can then be removed from the mold after 10 minutes of exposure to temperature.

Beispiel 3 Gießharzmasse und Temperaturbehandlung einschließlich der Zeiten entsprechen den in Beispiel 2 angeführten. Anschließend wird auf die Gießharzmasse schäumbares Polystyrol 168 N gegeben und die Gießform sofort verschlossen. Nach 10 min Temperatureinwirkung im Trockenschrank bei ca. 19000 kann der Gießkörper entformt werden.Example 3 Cast resin composition and temperature treatment including Times correspond to those given in Example 2. Then it is applied to the cast resin compound Foamable polystyrene 168 N given and the mold closed immediately. To The cast body can be exposed to temperature in the drying cabinet at approx. 19000 for 10 minutes be demolded.

Beispiel 4 100 Gew.Anteile eines Bisphenol-A-Epoxyharzes, Epoxidzahl ca. 0,25, 250 Gew.Anteile Quarzmehl, 30 Gew.Anteile Phthalsäureanhydrid und 0,07 Gew.Anteile Hexamethylentetramin werden bei 13000 gemischt und in eine auf 19000 vorgewärmte Gießform gegossen. Im Anschluß hieran wird auf diese Gießharzmasse ein Gemisch aus 57 Gew.Anteilen eines ungesättigten Polyesterharzes, im Handel erhältlich unter dem Namen Leguval W 20, 23,5 Gew.Anteilen Kreide, 7,5 Gew.Anteilen tertiäres Butylperbenzoat, im Handel erhältlich unter dem Namen Trigonox C und 12 Gew.Anteilen Dichlormethan aufgebracht und die Form sofort verschlossen. Die Form wird dann in einen auf 0 190 0 aufgeheizten Härteofen eingebracht und kann nach 10 min Temperatureinwirkung geöffnet und der Gießkörper entfernt werden.Example 4 100 parts by weight of a bisphenol A epoxy resin, epoxy number approx. 0.25, 250 parts by weight of quartz powder, 30 parts by weight of phthalic anhydride and 0.07 Parts by weight of hexamethylenetetramine are mixed at 13,000 and in one to 19,000 cast preheated mold. Following this, a cast resin compound is applied to this Mixture of 57 parts by weight of an unsaturated polyester resin, commercially available under the name Leguval W 20, 23.5 parts by weight chalk, 7.5 parts by weight tertiary Butyl perbenzoate, commercially available under the name Trigonox C and 12 parts by weight Dichloromethane applied and the form closed immediately. The shape will then be in introduced a hardening oven heated to 0 190 0 and can after 10 minutes of exposure to temperature opened and the cast body removed.

6 Patentansprüche O Figuren6 claims O figures

Claims

Patent claims 3 method for producing hardened plastic molded parts using a curable casting resin compound and a casting mold, characterized in that that between a curable, optionally filler-containing, poured into the casting mold Cast resin compound and the upper mold cover a foamable plastic system introduced, the mold closed and at a temperature that triggers the foaming held and heated until the casting is cured so that it can be removed from the mold.

2. The method according to claim 1, characterized in that the shape is preheated above the curing temperature of the cast resin compound.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that as Cast resin compound an epoxy resin is used.

4. The method according to claim 1-3, characterized in that as a foamable Resin a polyurethane resin is used.

5. The method according to claim 1-3, characterized in that da3 as foamable Component a blowing agent-containing thermoplastic, preferably based on polyolefin is used.

6. The method according to claim 1-5, characterized in that the foamable Resin system in a proportion of 1-30 parts by weight to 100 parts by weight of the Cast resin compound is used.