DE2339490A1 - THERMAL MOLDING COMPOUNDS AND THEIR USE FOR THE MANUFACTURE OF MOLDED BODIES - Google Patents
THERMAL MOLDING COMPOUNDS AND THEIR USE FOR THE MANUFACTURE OF MOLDED BODIESInfo
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- B29C45/0001—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor characterised by the choice of material
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Description
Dlpl.-lng. P. WIRTH ■ Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK Dipl.-Ing. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDELDlpl.-lng. P. WIRTH ■ Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK Dipl.-Ing. G. DANNENBERG Dr. P. WEINHOLD Dr. D. GUDEL
281134 β FRANKFURT AM MAIN281134 β FRANKFURT AM MAIN
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New York, ii.a.'. 1001?, USAUNION CMSIDE C
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Wärmehärtbare Formmasse und deren Verwendung zur HerstellungThermosetting molding compounds and their use for production
von Formkörpernof molded bodies
Die Erfindung betrifft neue wärnehärtbare Formmassen, Verfahren zu ihrer Herstellung, deren Verwendung zur Herstellung von Formkürpern und neue Harze für die Verwendung in den Formmassen; sie betrifft insbesondere wärmehärtbare Formmas Jen, die Harze enthalten, die in "einer Stufe", d.h. ohne Zugabe von Härtungs- oder Vernetzungsmitteln, wärmegehortet werden können und die eine Kombination von vorteilhaften Eigenschaften aufweisen, aufgrund deren sie höchst vorteilhaft sind für die Verwendung in Spritzguß-, Preßspritzund Druckverformungsverfahren.The invention relates to new thermosetting molding compositions and methods for their manufacture, their use for the manufacture of moldings and new resins for use in the Molding compounds; in particular it relates to thermosetting molding materials containing resins which are used in "one stage", i. without the addition of hardening or crosslinking agents, heat-cured and which have a combination of advantageous properties due to which they are highly are advantageous for use in injection molding, compression molding and compression molding processes.
dem Gebiet der Verformung von Kunstharzen ist nan seit langem auf der Suche nach einem wärmehärtbären Harz, das in "einer Stufe" aushärtet, einem Formmaterial oder einerthe field of deformation of synthetic resins has been nan since have long been searching for a thermosetting resin that cures in "one step", a molding material or a
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Formverbindung zugemischt werden kann, das (die) die folgenden Eigenschäften aufweist und/oder erhält:Molding compound can be admixed, which (which) has the following properties and / or receives:
(1) eine helle Anfangsfarbe und die Fähigkeit, zu Pastell-, tönen pigmentiert zu werden;(1) a light initial color and the ability to pastel, tones to be pigmented;
(2) eine gute Farbstabilität, selbst wenn es (sie) erhitzt und ultraviolettem Licht ausgesetzt wird;(2) good color stability even when heated and exposed to ultraviolet light;
(3) ausgezeichnete Verformungseigenschaften, wie z.B.:(3) excellent deformation properties such as:
(a) die Fähigkeit, während des Aufenthalts :.n Y.'armgießkanälen* bei etwa 1200C, die in vielen opritzguß-(a) the ability, during the stay: .n Y.'arm pouring channels * at about 120 0 C,
vorrichtungen verwendet werden, ihre Plastizitäts- und Fließeigenschaften in ausreichendem Maße aufrechtzuerhalten; devices are used to sufficiently maintain their plasticity and flow properties;
(b) die Fähigkeit, in der Wärme schnell auszuhärten, wenn sie auf eine bestimmte Verformungstemperatur gebracht werden, und(b) the ability to cure quickly in heat when they are brought to a certain deformation temperature, and
(c) eine geeignete Fließfähigkeit (Fluidität) in der Form, so daß es die Form ausfüllt unter Ausschluß der Bildung von Hohlräumen und die Herstellung von komplizierten Formkörpern erlaubt;(c) A suitable flowability (fluidity) in the mold so that it fills the mold to the exclusion of formation of cavities and the production of complex moldings allowed;
(4) eine minimale Schrumpfung während der Aushärtung in der Form und nach der Alterung bei Umgebungsraumtemperatur (z.B. 20 bis 250C);(4) minimal shrinkage during curing in the mold and after aging at ambient room temperature (for example 20 to 25 ° C.);
(5) der daraus hergestellte Formkörper sollte cehr steif sein und bei erhöhten Temperaturen seine Gestalt beibehalten, so daß er aus der Form herausgenommen werden kann, während diese noch heiß ist. Dadurch wird die zeitraubende Stufe der Abkühlung der Form vor dem Herausnehmen des Formkörpers vermieden; diese Eigenschaft wird technisch als sogenannte "Warmfestigkeit bzw. Yiarmsteifheit" oder als hoher Modul bei erhöhten Temperaturen bezeichnet;(5) the molded body produced from it should be very stiff and retain its shape at elevated temperatures, so that it can be removed from the mold while it is still hot. This becomes the time consuming stage the cooling of the mold before removing the molded body is avoided; this property is technically called a "Heat resistance or Yiarm stiffness" or as a high modulus referred to at elevated temperatures;
(6) der daraus hergestellte Formkörper sollte bei hohen Temperaturen, beispielsweise bei mehr als 200 G, einen geringen Deformationsgrad aufweisen;(6) the molded body produced therefrom should be used at high temperatures, for example at more than 200 G, have a low degree of deformation;
(7) da die aus den gemischten v/ärmehärtbaren Harzen hergestellten Formkörper vermutlich wärmebeständig sind, sollten sie auch die Fähigkeit haben, den durch Feuchtigkeits-(7) as those made from the mixed thermosetting resins Moldings are believed to be heat-resistant, they should also have the ability to absorb moisture
*(warm runners)* (warm runners)
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und Temperaturunterschiede in den Wänden der Formkörper hervorgerufenen Spannungen zu widerstehen. Dies kann als hohe Wasserdanpfrißbildungsbeständigkeit (Wasserdampf rißfestigkeit) definiert werden und Formkörper, die diese Eigenschaft aufweisen, können für solche Verwendungszwecke eingesetzt werden, bei denen zu erwarten ist, daß sie Y/ärme und Wasserdampf ausgesetzt sind, wie z.B. bei Trageisen;and to withstand stresses caused by temperature differences in the walls of the moldings. This can can be defined as high resistance to water vapor cracking (water vapor cracking resistance) and moldings, that have this property can be used for such purposes as would be expected is that they are exposed to poor and water vapor, such as with stretcher irons;
(8) da wärmehärtbare Harze häufig zur Herstellung von Formkörpern verwendet werden, wie sie für elektrische und elektronische Anwendungsswecke eingesetzt werden, sind ausgezeichnete elektrische Eigenschaften höchst erwünscht.(8) since thermosetting resins are widely used in the manufacture of molded articles such as those used for electrical and electronic applications are used excellent electrical properties highly desirable.
Dem Former steht eine Reihe von wärmehärtbaren "i Harzen zur Verfügung, die zur Herstellung von brauchbaren Formmassen verwendet werden können,und die dabei auftretende Frare ist die, ob eines davon bei richtiger Compoundierung eine Formmasse (ein Formmaterial) liefert, das eventuell alle oben angegebenen erwünschten Kriterxen erfüllt.A variety of thermosetting resins are available to the moulder that can be used to make useful Molding compounds can be used, and the resulting Frare is whether one of these, when properly compounded, yields a molding compound (a molding material), possibly all of them Desired criteria given above are met.
An erster Stelle sind hier die das "1-otufen"-Phenol-Formaldehyd-Harz enthaltenden Formmassen zu erwähnen. Sie erfüllen eine Reihe der oben angegebenen Kriterxen nicht, z.B.First and foremost are the "1-step" phenol-formaldehyde resin Mentioning molding compositions containing. You do not meet a number of the criteria given above, e.g.
(1) sie weisen eine dunkle Anfangsfärbung auf und können nicht zu Pastelltönen pigmentiert werden;(1) they have a dark initial color and cannot be pigmented into pastel shades;
(2) sie weisen eine geringe FärbStabilität auf, wenn sie erhitzt und/oder UV-Licht ausgesetzt werden;(2) They are poor in staining stability when heated and / or exposed to UV light;
(3) sie sind bei hohen Temperaturen viskositätsempfindlich und die Viskosität nimmt zu schnell zu, wenn sie in Y/armgießkanälen, wie sie bei der Spritzverformung verwendet werden, gehalten werden, und wenn die Viskosität oder das Fließvermögen durch Umformulierung der Formmasse bzw. des Formmaterials eingestellt wird, tritt ein Verlust an Varmfestigkeit in den daraus hergestellten Formkörper auf;(3) They are viscosity sensitive at high temperatures and viscosity increases too quickly when in Y / arm runners, as used in injection molding, are kept and when the viscosity or the flowability is adjusted by reformulating the molding compound or the molding material a loss of heat strength in those made therefrom Molded body on;
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(4) sie schrumpfen in einem unerwünschten Ausmaß, obwohl sie diesbezüglich besser sind als die meisten anderen wärmehärtbaren Harze, und(4) they shrink to an undesirable extent, although they are better than most in this regard thermosetting resins, and
(5) die Wasserdampfrißfestigkeit einer phenolischen Formmasse mit einem guten FormungsZeitraum (-Spielraum) ist nicht ausreichend.(5) the water vapor cracking resistance of a phenolic molding compound with a good molding period (margin) is not sufficient.
Deshalb erfüllen Formmassen bzw. Formmaterialien, welche 1-Stufen-Phenol-Formaldehyd-Harze enthalten, obwohl sie in vielerlei Hinsicht vorteilhaft sind, sehr wichtige Fox-mkriterien und Produktanforderungen nicht.Therefore, molding compounds or molding materials which contain 1-stage phenol-formaldehyde resins, although they are beneficial in many ways, very important Fox-m-criteria and product requirements do not.
Als nächstes sind die "1-Stufen"-Melamin- oder-Harnstoff-Formaldehyd-Harze zu erwähnen· Diese Formmassen weisen bekanntlich gute helle Farbeigenschaften auf, weil die Harze in dieser Hinsicht nicht nachteilig sind. Diese Formmassen haben jedoch die folgenden Nachteile:Next are the "1-stage" melamine or urea-formaldehyde resins to mention · These molding compounds are known to have good light color properties because the resins are not disadvantageous in this regard. However, these molding compounds have the following disadvantages:
(1) die Formmassen weisen einen hohen Schrumpfungsgrad in der Form auf und die Schrumpfung setzt sich bein altern bei Raumtemperatur fort;(1) the molding compounds have a high degree of shrinkage the shape and the shrinkage continues as we age continued at room temperature;
(2) eine Melamin- oder Harnstoff-Formmasse, die einen guten VerformuiigsZeitraum (-Spielraum) aufweist, weist schlechte V/armfestigkeitseigenschaften auf; und(2) a melamine or urea molding compound that has a good DeformuiigsZeitraum (margin) has, has poor V / arm strength properties; and
(3) sie besitzen eine schlechte \7ass er dampf rißf estigkeit.(3) They have poor steam crack resistance.
Polyesterharze stellen bekannte wärmehärtbare Harze dar, es sind jedoch keine "1-ütufen"-Harze und wenn sie einer Formmasse einverleibt werden, schrumpft die Formmasse beträchtlich in der Form und wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Um diesen Hachteil minimal zu halten, muß der Former der Formmasse einen Niedrigprofil-Zusatz zusetzen, welcher bewirkt, daß sich die Harzoberfläche an der Formoberfläche ausdehnt, um dadurch einen Formkörper zu erzeugen, der sich enger an die Kapazität \.ind Konfiguration der Form annai.'t.Polyester resins are known thermosetting resins, but they are not "1-stage" resins and if they are Molding compound are incorporated, the molding compound shrinks considerably in shape and when exposed to high temperatures is exposed. To keep this disadvantage to a minimum, the moulder must add a low profile additive to the molding compound, which causes the resin surface to expand expands on the mold surface to thereby form a molded body to produce that is closer to the capacity \ .ind configuration of the form annai.'t.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Formmasse, die mindestens einen inerten Füllstoff enthält, der auf überlegene Weise jede der erwünschten oben erwähnten Eigenschaften 1 bis 8 erfüllen kann.The present invention relates to a molding compound which contains at least one inert filler which is superior to any of the desired properties mentioned above 1 to 8 can meet.
Die Formmasse (das Formmaterial) der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 20 bis etwa 70 Gev/.-% eines hell gefärbten Harzes, das durch Umsetzung von Bisphenol A (nachfolgend abgekürzt mit Bis-A, bekannt unter der chemischen Bezeichnung 2,2-Bis-(4--hydroxyphenyl)propan) mit Formaldehyd hergestellt worden ist, und etwa 30 bis etwa 80 Gew.->£, jeweils bezogen auf das Gewicht der Formmasse, eines verstärkenden Füllstoffes für das Harz enthält. Bei dem Harz handelt es sich um das Produkt der Umsetzung von Formaldehyd mit Bis-A in einem Molverhältnis von et?/a 2 biaetwa 3j75 in Gegenwart eines Alkalimetall- oder Bariumhydroxyd-Kondensationskatalysators unter Bildung eines wärmehärtbaren 1-Stufen-Harzes, Es weist einen pH-Wert von etwa 3 bis etwa 8 auf. Bei dem Verstärkungsfüllstoff kann es sich um einen teilchenförmigen, beispielsweise pulverförmicen oder faserigen, Feststoff handeln, der nach dem Mischen mit dem Harz und nach dem Aushärten des Harzes zu dem festen Zustand mindestens eine der folgenden Eigenschaften des Harzes verbessert: Zugfestigkeit, Zugmodul, Izod-Kerbschlagzähigkeit, Biegefestigkeit und Biegemodul.The molding compound (molding material) of the invention is characterized by being about 20 to about 70 Gev /.-% one light-colored resin, which is produced by reacting bisphenol A (hereinafter abbreviated to bis-A, known under the chemical Description 2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) propane) with formaldehyde has been made, and about 30 to about 80 wt.> £, each based on the weight of the molding compound, contains a reinforcing filler for the resin. The resin acts it is the product of the reaction of formaldehyde with bis-A in a molar ratio of et? / a 2 bia about 3j75 in the presence an alkali metal or barium hydroxide condensation catalyst to form a 1-stage thermosetting resin. It has a pH of about 3 to about 8. The reinforcement filler it can be a particulate, for example pulverulent or fibrous, solid, that after mixing with the resin and after curing the resin to the solid state, at least one of the following Resin properties improved: tensile strength, tensile modulus, notched Izod impact strength, flexural strength and flexural modulus.
Die ersten, von Dr. Leo H. Baekeland 1910 hergestellten phenolischen Formmassen bzw. Formverbindungen wurden unter Verwendung einer Vorrichtung, die ursprünglich für die Ver-r formung von Kautschuk vorgesehen war, unter Druck verformt. Bei der Verformung unter Druck (Formpressen), die in der Regel mit einem Hohlraum und einer Kraft von oben oder einem Pflockabschnitt (plug section) durchgeführt wird, werden ein kaltes Pulver oder vorgewärmte Vorfornien verwendet. Das Formpressen bleibt weiterhin ein Hauptverfahren zur Herstellung von wärmegehärteten Formkörpern bzw. Teilen.The first, by Dr. Leo H. Baekeland 1910 produced phenolic molding compounds or molding compounds were under Use of a device originally designed for ver-r Forming of rubber was intended to be deformed under pressure. When deforming under pressure (compression molding), usually with a cavity and a force from above or a A cold powder or preheated preforms are used. That Compression molding continues to be a main process for the production of thermoset molded articles or parts.
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Das Spritzpreß- oder Plunger-Formverfahren wurde später entwickelt. In diesem Verfahren wird die vorerwärmte Formmasse in einen getrennten Plunger oder in eine Welle eingeführt und dann in die Form überführt (oder eingespritzt). Das Verfahren eignet sich ideal zum Formen um Einsätze herum und zum Formen von komplizierten Teilen oder zum Formen mit geringen Toleranzen.Transfer molding or plunger molding was later developed. In this process, the preheated molding compound inserted into a separate plunger or shaft and then transferred (or injected) into the mold. The process is ideal for molding around inserts and for molding intricate parts or for molding with small tolerances.
Das Spritzverformen mit hin- und hergehenden Schneckenpressen ist der jüngste Fortschritt auf dem Gebiet der Verformung von wärmehärfbaren Materialien, ein Fortschritt, der das Interesse an den 60. Jahre alten phenolischen .Formmassen sowie an anderen wärmehärtbaren Formmaterialien wiederbelebt hat. Die hin- und hergehende ochneckenvorrichtung wurde bisher für Thermoplaste verwendet und erst kürzlich für die Bearbeitung von wärmehärtbaren Materialien modifiziert. Im Prinzip wird mit der Vorrichtung die Formmasse in Form eines Pulvers aus dem Trichter in die Schneckengänge (screw flights) transportiert, wobei das Material erhitzt, geschmolzen und plastifiziert wird, und dann wird mit Hilfe der Schnecke, die als Kolben wirkt, das Material direkt in die Form eingespritzt. Zu den Vorteilen der Spritzverformung mit hin- und hergehenden Schneckenvorrichtungen gehören ein hoher Grad an Automation und Kontrolle, die Eliminierung von vorerwärmten Vorformen, sehr schnelle Härtungscyclen und die vertikale Herausnahme des Formkörpers bzw. geformten Teils, Die Formen und die Vorrichtung entsprechen in bezug auf die Kosten und die Komplizierthiet des Aufbaus denjenigen, wie sie für die Spritzpreßverformung verwendet werden.Injection molding with reciprocating screw presses is the most recent advance in the field of molding of thermosetting materials, an advance that Interest in the 60th year old phenolic molding compounds and other thermosetting molding materials revived Has. The reciprocating auger device has heretofore been used for thermoplastics and has only recently been used modified for the processing of thermosetting materials. In principle, with the device, the molding compound is in Form of a powder from the funnel into the screw flights (screw flights) transported, whereby the material is heated, is melted and plasticized, and then with the help of the screw, which acts as a piston, the material is directly in injected the mold. The advantages of injection molding with reciprocating screw devices include high degree of automation and control, the elimination of preheated preforms, very fast curing cycles and the vertical removal of the molded body or molded part, the molds and the device correspond with respect to The cost and complexity of construction are those used for transfer molding.
Die kürzlich entwickelte Fähigkeit, xvärmehärtbare Formmassen der Sprit ζ verformung zu unterwerfen, hat zu einer Neubewertung der auf vielen Gebieten der Spritzverformung verwendeten Materialien geführt. Die Härtungscyclen für phenolische, wärmehärtbare Formmassen sind häufig kürzer als die Kühlcyclen für technische Thermoplaste, insbesondere bei dickenThe recently developed ability to produce thermosetting molding compounds Subjecting to injection deformation has reevaluated those used in many areas of injection deformation Materials led. The curing cycles for phenolic, thermosetting molding compounds are often shorter than the cooling cycles for engineering thermoplastics, especially thick ones
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oder großen Formkörpern· Die meisten wärmehärtbaren Materialien werden beim Aushärten steif und können, während sie noch heiß sind, aus der Form herausgenommen werden, während die Thermoplaste in der Form gekühlt werden müssen. Die Kosten für die Herstellung von Formkörpern aus wärmehärtbaren Formmassen sind' nun viel günstiger als bei Verwendung der Konkurrenzmaterialien. So nehmen sich beispielsweise die Eigenschaften von geformten Phenolharzteilen (insbesondere ihre 'Wärmebeständigkeit und Dimensionsbeständigkeit) günstig aus gegenüber den Eigenschaften von aus Spritzgußmetallen (Druckgußmetallen) hergestellten Teilen. Natürlich waren die Y/ärmebe ständigkeit und die Dimensionsbeständigkeit von wärmehärtbaren Harzen schon immer denjenigen der sogenannten technischen bzw. ausgeklügelten (engineered) Thermoplaste überlegen.or large moldings · Most thermosetting materials become stiff when cured and can while they are still hot, must be removed from the mold while the thermoplastics in the mold have to be cooled. The costs for the production of moldings from thermosetting molding compositions are now much cheaper than when they are used of the competing materials. Take, for example, the properties of molded phenolic resin parts (especially their 'heat resistance and dimensional stability) are favorable to the properties of Parts made from injection-molded metals (die-cast metals). Of course, the heat resistance and dimensional stability of thermosetting resins have always been those superior to so-called technical or sophisticated (engineered) thermoplastics.
Gleichzeitig mit der Entwicklung des Spritzverformungsverfahrens verlief die Entwicklung von verbesserten wärmehärtbaren Fonnmaterialien, z.B. phenolischen Formverbindungen, die für die jeweiligen Anforderungen der Spritzverformung besser geeignet sind. Beispiele für Eigenschaften, die verbessert wurden, sind folgende: die Dichte und die Granulation, welche eine stetige Zuführung sowohl in den Maschinentrichter als auch in die Schneckengänge erlauben, die Gleitfähigkeit des Materials zur besseren Kontrolle der Reibungswärme in der Trommel und zur besseren Formtrennung und die Schmelz- und Fließeigenschaften, die es ermöglichen, daß die Materialien für die meisten kritischen Anwendungszwecke verwendet werden können. Neuartige Harzentwicklungen machen es möglich, daß Formmassen in der erhitzten Trommel der Spritzmaschine bei einem geringeren Verlust an Fließfähigkeit über längere Zeiträume hinv/eg gehalten werden können. Außerdem liefert das Material, wenn es einmal in die Form eingeführt worden ist, wegen seiner hohen Warmfestigkeit (V/armsteif he it) in Kombination mit der Verwendung von heißeren Formen (innerhalb des Bereiches von etwa 175 "bis 2üO G) bessere verzerrungsfreie Teile bei extrem kurzenSimultaneously with the development of the injection molding process progressed the development of improved thermosetting molding materials, e.g. phenolic molding compounds, which are more suitable for the respective requirements of injection molding. Examples of properties that improve are as follows: the density and the granulation, which are a steady supply both in the machine hopper as well as in the screw flights allow the sliding ability of the material for better control of the frictional heat in the drum and for better mold release and the melting and flow properties that allow the materials for most critical applications can be used. New resin developments make it possible that molding compounds in the heated drum of the Spraying machine can be kept for longer periods of time with a lower loss of flowability. In addition, once inserted into the mold, the material delivers because of its high heat resistance (V / arm stiff he it) in combination with the use of hotter molds (within the range of about 175 "to 2üO G) better distortion-free parts with extremely short ones
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Formungscyclen.Forming cycles.
Es ist zu erwarten, daß in den nächsten Jahren die "warm runner"-Methode zur Verarbeitung von wärmehärtbaren Harzen noch sehr populär wird, insbesondere bei den Formern, die derzeit Formen mit vielen Hohlräumen und Abscheidungs-"sprue and runner"-Systeme verwenden, die 20 bis 50 % der gesamten Ladungsgröße (shot size) betragen. Die "warm runner"-Verformung wird manchmal auch als "cold runner"-, "hot manifold"- oder "runnerless"-Verformung bezeichnet.It is expected that the "warm runner" method of processing thermosetting resins will become very popular in the next few years, particularly in the form of molds that currently use multi-cavity molds and deposition "sprue and runner" systems. which are 20 to 50 % of the total shot size. The "warm runner" deformation is sometimes referred to as "cold runner", "hot manifold" or "runnerless" deformation.
In der Standardform für die Spritzverformung von wärmehärtbaren Materialien wird das Material in dem "sprue and runner"-System zusammen mit den Teilen (Formkörpern) gehärtet und zerschlagen, wenn der gesamte Formkörper aus der Form herausgenommen wird. In einer "warm runner "-Form wird das Material in dem Eingießtrichter und ein größerer Abschnitt des "runner"-Systems bei einer solchen Temperatur gehalten, bei der es fließt, jedoch nicht härtet, indem man das "sprue and runner"-System in einem getrennten isolierten Abschnitt der Form anordnet. Wenn nun die gehärteten Teile aus der Form herausgenommen werden, wird das Material in dem "sprue and runner" zu einem Teil der nächsten Verformung, anstatt weggeworfen zu werden.In the standard form for injection molding thermosetting materials, the material is in the "sprue and runner" system together with the parts (moldings) hardened and smashed when the entire moldings are removed from the mold will. In a "warm runner" form, the material is in the pouring sprue and a larger section of the "runner" system kept at a temperature at which it flows but does not harden by using the "sprue and runner" system in a separate isolated section of the mold. If now the hardened parts are removed from the mold the material in the sprue and runner becomes part of the next deformation, rather than being thrown away to become.
Die beiliegende Zeichnung zeigt eine Querschnittsansicht mit einer aus sich heraus verständlichen Beschriftung einer typischen "warm runner"-Form. Daraus ist zu ersehen, daß die Abstichrinne (runner), der Eingießtrichter (sprue) und die Düsen von dem heißen Abschnitt der Form durch ein Übergangsstück getrennt und von Wasserkanälen umgeben sind, welche die Rohrleitungs- und Düsentemperaturen bei etwa 90 bis 1100C halten. Bei einer wirksamen Temperaturkontrolle in diesen Abschnitten bleibt das Formmaterial tatsächlich fließfähig, nur 0,952 cm (3/8 inch) oder weniger entfernt von einem anderen Abschnitt in der Form, in dem die Teile bei Formtemperaturen bis zu 205°C gehärtet v/erden.The accompanying drawing shows a cross-sectional view with self-understandable lettering of a typical "warm runner" shape. It can be seen that the tapping spout (runner), the pouring funnel (sprue) and the nozzles of the hot portion of the mold separated by a transition piece and are surrounded by water channels which hold the pipeline and nozzle temperatures at about 90 to 110 0 C. . With effective temperature control in these sections, the molding material will actually remain flowable, only 0.952 cm (3/8 inch) or less from another section in the mold where the parts will cure at mold temperatures up to 205 ° C.
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Aus der obigen Diskussion ergibt sich, daß der offensichtlichste Vorteil der Anwendung der "warm runner"-Verformungsmethode der ist, daß Formmaterial eingespart werden kann, das nicht weggeworfen wird, sondern in wirksamer Weise verwendet wird. Erfindungsgemäß können jedoch noch zusätzliche Vorteile erzielt werden, beispielsweise eine bessere Dimensionskontrolle, verbesserte Cyclen und ein höherer Grad der Automation.From the above discussion it can be seen that the most obvious advantage of using the "warm runner" deformation method is that molding material can be saved, that is not thrown away but used effectively. According to the invention, however, additional Benefits can be achieved, for example better dimensional control, improved cycles and higher Degree of automation.
Die Eigenschaften des in der "v/arm runner "-Form verwendeten Formmaterials (Formmasse) sind kritisch. Die Verbindung muß eine außergewöhnlich gute Lebensdauer (Haltbarkeit) haben, d.h. sie darf ihr Fließvermögen nur sehr langsam verlieren, wenn sie bei der erhöhten Leitungstemperatur gehalten wird. Gleichzeitig muß das Material, wenn es einmal in die Form eingetreten ist, die eine beträchtlich höhere Temperatur aufweist, so schnell wie möglich aushärten. .The properties of the used in the "v / arm runner" form Molding material (molding compound) are critical. The connection must have an exceptionally long service life (durability), i.e. it must only lose its fluidity very slowly if it is kept at the elevated pipe temperature. At the same time, once the material has entered the mold, which is at a considerably higher temperature, it must cure asap. .
In dem Spritzverformungsverfahren wird die körnige Formverbindung direkt in den Trichter der Spritzmaschine gegossen. Die Schnecke rotiert dann und bewegt sich rückwärts, wobei sie Material aus dem Trichter abzieht und gleichzeitig dieses zu einer kittartigen weichen Masse plastifiziert. Wenn das erforderliche Materialgewicht plastifiziert worden ist, wird die rotierende Schnecke gestoppt und dann bewegt sie sich vorwärts, wobei sie als Kolben wirkt, und drückt die Formverbindung durch den Eingießtrichter, Gießrinnen und Schieber in die Hohlräume der Form· Nach der erforderlichen Härtung.szeit wird die Form geöffnet, die fertigen Teile bzw. Formkörper werden herausgenommen und der Oyclus beginnt erneut.In the injection molding process, the granular molding compound is poured directly into the hopper of the injection molding machine. The auger then rotates and moves backwards, drawing material from the hopper and at the same time pulling it plasticized to a putty-like soft mass. When the required weight of material has been plasticized, will the rotating screw stops and then it moves forward, acting as a piston, and pushes the mold joint through the pouring funnel, pouring chutes and slide into the cavities of the mold · After the required hardening time the mold is opened, the finished parts or moldings are removed and the cycle begins again.
Es können die meisten thermoplastischen Spritzmaschinen für die Verformung von wärmehärtbaren Massen umgebaut werden, indem man eine neue Schnecke und -eine neue Trommel (eine Plastifiziereinheit) installiert, die insbesondere für diese Materialien geeignet sind. Das Längen/Durchmesser-Verhältnis der Schnecke für wärmehärtbare Massen beträgt normalerweiseMost of the thermoplastic injection molding machines can be converted for the shaping of thermosetting compounds, by installing a new screw and a new drum (a plasticizing unit) specially designed for this Materials are suitable. The length / diameter ratio of the screw for thermosetting compositions is normally
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14:1 und ist geringer als das Verhältnis von 20:1 bis 24:1 für Thermoplaste. Das Kompressionsverhältnis (Eompressionsvolumen zwischen den Schneckengängen zwischen Zuführungsende und Einspritzende) beträgt normalerweise 1:1 für wärmehärtbare Materialien im Vergleich zu etwa 2,5:1 für Thermoplaste. Bei Thermoplasten wird der Zylinder auf etwa 2GO bis etwa 320 G erhitzt. Die Temperaturkontrolle in der Form erfolgt innerhalb des Bereiches von etwa 35 bis etwa 95°C· Bei wärmehärtbaren Massen liegt die Tromrielteniperatur normalerweise innerhalb des Bereiches von etwa 60 bis etwa 1100C. Die Verformungstemperaturen betragen etwa I50 bis etwa 205°C.14: 1 and is less than the 20: 1 to 24: 1 ratio for thermoplastics. The compression ratio (compression volume between the screw flights between the feed end and injection end) is typically 1: 1 for thermosetting materials compared to about 2.5: 1 for thermoplastics. In the case of thermoplastics, the cylinder is heated to around 2GO to around 320 G. The temperature control in the mold is within the range of about 35 to about 95 ° C · In the case of thermosetting compositions, the Tromrielteniperatur is normally within the range of about 60 to about 110 0 C. The deformation temperatures are about 205 to about I50 ° C.
Die Schneckengeschwindigkeit in UpM ist ein wesentlicher Faktor für die richtige Plastifizierung des die Schneckengänge passierenden Materials. Eine höhere Schneckengeschwindigkeit führt bei einer gegebenen Beschickung zu einer kürzeren Plastifizierungszeit. Wärmehärtbare Materialien werden in der Hegel mit einer Schneckengeschwindigkeit zwischen 5° und 75 UpM verarbeitet, die geringer ist als diejenige von 90 bis 220 UpM, die normalerweise für Thermoplaste angewendet wird. Der Schneckengegendruck ist der Druck, der auf das Material ausgeübt wird, wenn die Schnecke sich während der Plastifizierungsstufe rückwärts gegen den angelegten hydraulischen Widerstand bewegt. Dieser hydraulische Widerstand wird durch das Gegendruck-Einspritzzylinder-FlieBventil gesteuert und normalerweise liegen die Plastifizierungsdrucke in dem Material innerhalb des Bereiches von 28 bis 211 kg/cm" (400 bis 3OOO psi).The screw speed in rpm is an essential factor for the correct plasticization of the screw flights passing material. A higher screw speed leads to a shorter one for a given load Plasticizing time. Thermosetting materials are usually produced with a screw speed between 5 ° and 75 rpm, which is less than that of 90 to 220 rpm, normally used for thermoplastics will. The screw back pressure is the pressure that is exerted on the material when the screw moves during the Plasticizing stage backwards against the applied hydraulic Resistance moves. This hydraulic resistance is controlled by the counter-pressure injection cylinder flow valve and normally the plasticizing pressures in the material are within the range of 28 to 211 kg / cm " (400 to 3,000 psi).
Die erfindungsgenäßen Harze werden hergestellt durch Umsetzung von etwa 2 bis etwa 3j75 Mol Formaldehyd mit 1 Mol Bis-Δ. Obwohl die Umsetzung von Formaldehyd mit Bis-A in der Literatur beschrieben ist (vgl. z.B. die US-Patentschriften: 1 225 748. 1 614 172, 1 637 512, 1 873 849,The resins according to the invention are prepared by reacting from about 2 to about 3.55 moles of formaldehyde with 1 mole of bis-Δ. Although the reaction of formaldehyde with Bis-A is described in the literature (see, eg, US Patent Nos. 1,225,748 1,614,172, 1,637,512, 1,873,849.
1 933 124, 1 948 469, 1 970 912, 2 017 877, 2 031 557, 1 933 124, 1 948 469, 1 970 912, 2 017 877, 2 031 557,
2 050 366, 2 059 526, 2 070 148, 2 O79 210, 2 O79 606, 2 050 366, 2 059 526, 2 070 148, 2 O79 210, 2 O79 606,
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2 169 361, 2 279 526, 2 389 078. 2 464- 207, 2 522 569, 2 169 361 , 2 279 526, 2 389 078 . 2,464-207, 2,522,569,
2 621 164, 2 623 891, 2 667 466, 2 854 415, 3 OOP 847, 2 621 164 , 2 623 891, 2 667 466, 2 854 415, 3 OOP 847 ,
3 024 285, 3 080 331, 3 159 597, 3 211 652, 3 264 266, 3024285, 3080331, 3159597, 3211652, 3264266,
3 390 128, 3 586 735 und 3 644 269, ist darin kein Harz beschrieben, das säitliehe der oben genannten Eigenschaften aufv/eist, wenn es in geeigneter V7eise compoundiert (gemischt) ist. In vielen Literaturstellen sind aus diesen Reaktanten hergestellte Novolak-Harze (2-Stufen-Harze) beschrieben. Diese Reaktionsprodukte wurden als Klebrigmacher in Klebstoffen vorgeschlagen. Die von anderen beschriebenen Resol-Harze (1-Stufen-Harze) werden hauptsächlich für Lacke empfohlen· Nirgends ist die Umsetzung dieser beiden Reaktanten auf die in der vorliegenden Anmeldung beschriebene Weise vorgeschlagen worden, bei der die erfindungsgemäßen neuen Harze entstehen.3 390 128, 3 586 735 and 3 644 269, no resin is described therein, all of the above properties up / down if it is compounded in a suitable manner (mixed) is. Novolak resins (2-stage resins) prepared from these reactants are described in many references. These reaction products have been suggested as tackifiers in adhesives. Resole resins described by others (1-step resins) are mainly recommended for paints · Nowhere is the conversion of these two reactants has been proposed in the manner described in the present application, in which the inventive new resins are created.
Es wurde festgestellt, daß die Umsetzung zwischen Formaldehyd und Bisphenol A in der V/eise durchgeführt werden sollte, daß man sie mit einem Alkalimetall- oder Bariumhydroxydoder -oxyd-Katalysator mischt zur Erzielung einer Anfangsmischung mit einem pH-Wert von etwa 8 bis etwa 11. Das Harz wird anschließend mit einer Säure behandelt, um den pH-Wert der Harzlösung auf einen Wert unterhalb etwa 8, vorzugsweise zwischen etwa 3 und etwa 8, insbesondere zwischen 5 und 8, herabzusetzen. Bevorzugt verwendete Säuren sind Mineralsäuren, wie Schwefelsäure, Phosphorsäure, Phosphorige Säure und dgl., Carbonsäuren, wie Milchsäure, Zitronensäure, Essigsäure, Trichloressigsäure, Honochloressigsäure, Oxalsäure und dgl. Die für die Neutralisation am meisten bevorzugten Säuren sind Phosphorsäure, Schv/efelsäiire, Milchsäure und Zitronensäure.It has been found that the reaction between formaldehyde and bisphenol A in the V / s should be ise carried out by treating them with an alkali metal or Bariumhydroxydoder -oxyd catalyst mixed to obtain an initial mixture with a pH of about 8 to about 11. The resin is then treated with an acid in order to lower the pH of the resin solution to a value below about 8, preferably between about 3 and about 8, in particular between 5 and 8. Acids used with preference are mineral acids such as sulfuric acid, phosphoric acid, phosphorous acid and the like, carboxylic acids such as lactic acid, citric acid, acetic acid, trichloroacetic acid, honochloroacetic acid, oxalic acid and the like. The acids most preferred for neutralization are phosphoric acid, acidic acid, lactic acid and citric acid.
Die Anfangsmischung von Bis-A und Formaldehyd wird bei einer Temperatur unterhalb der schnellen Kondensation durchgeführt und die Mischung wird unter Rühren auf die Kondensationstemperatur gebracht. In der Regel beträgt die Reaktionstemperatur mindestens 80°0, vorzugsweise wird die Umsetzung bei etwa 90 bis 100 C durchgeführt. Die Temperatur wird vor-The initial mixture of Bis-A and formaldehyde is a Temperature carried out below the rapid condensation and the mixture is stirred to the condensation temperature brought. As a rule, the reaction temperature is at least 80 ° 0; the reaction is preferred carried out at about 90 to 100.degree. The temperature is
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zugsweise in der Weise kontrolliert, daß man die Umsetzung unter Rückfluß durchführt und es kann ein verminderter Druck oder Atmosphärendruck angewendet werden· Die Umsetzung wird so lange fortgesetzt, bis der gewünschte Reaktionsgrad erzielt ist, dies kann etwa 30 Minuten bis 1 Std. oder langer dauern· Im allgemeinen wird der Umsetzungsgrad durch die gewünschte Polydispersie (polydispersity) bestimmt. Wenn einmal dieser Realctionsgrad erreicht ist, wird das Produkt abgekühlt, mit Säure neutralisiert und dann unter Anwendung von Wärme und vermindertem Druck von Wasser und nicnt-umgesetzten Materialien befreit. Diese Verfahrensschritte sind an sich bekannt.preferably controlled in such a way that the reaction is carried out under reflux and it can be a reduced Pressure or atmospheric pressure can be applied · The implementation is continued until the desired degree of reaction is achieved, this can be about 30 minutes to 1 hour or longer last · In general, the degree of conversion is determined by the desired polydispersity. if once this degree of realization is reached, the product becomes cooled, neutralized with acid and then subjected to the application of heat and reduced pressure of water and unreacted Materials freed. These process steps are known per se.
In einigen !Fällen kann es sein, daß das abgestreifte Harz noch nicht—umgesetzten Formaldehyd enthält. Wenn die Menge des nicht-umgesetzten Formaldehyde während der Verformung des Harzes zu einem widerwärtigen Geruch führt, dann kann es zweckmäßig sein, dem Harz während seiner Herstellung, vor oder nach dem Abstreifen oder als Teil der Formmaterialzusammensetzung ein Formaldehydentfernungsmittel zuzusetzen. Bei dem Entfernungsmittel (Reinigungsmittel) handelt es sich um irgendeine Verbindung, die mit Formaldehyd reagieren kann, wie Amide, Amine und Alkohole. Beispiele für geeignete Verbindungen sind Melamin, Harnstoff, n-Butanol, sec.-Butanol, n-Hexanol, Polyvinylalkohol, üthylenglykol, Glycerin und dgl. Die Menge an verwendetem Reinigungsmittel kann innerhalb des Bereiches von 0 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Harzes, liegen und sie hängt in erster Linie von der Menge des vorhandenen freien Formaldehyds ab. In den meisten Fällen ist es Jedoch zweckmäßig, nicht mehr als etwa 15 Gew.-vo des Aldehydreinigers bzw. Aldehydentferners, bezogen auf das Gewicht des Harzes, zu verwenden·In some cases, the stripped resin may contain unreacted formaldehyde. If the amount of unreacted formaldehyde results in an offensive odor during molding of the resin, it may be desirable to add a formaldehyde removal agent to the resin during its manufacture, before or after stripping, or as part of the molding material composition. The remover (cleaning agent) is any compound that can react with formaldehyde, such as amides, amines, and alcohols. Examples of suitable compounds are melamine, urea, n-butanol, sec-butanol, n-hexanol, polyvinyl alcohol, ethylene glycol, glycerol and the like. The amount of cleaning agent used can be within the range from 0 to 25% by weight , based on the weight of the resin, and it depends primarily on the amount of free formaldehyde present. In most cases, however, it is advisable not to use more than about 15% by weight of the aldehyde cleaner or aldehyde remover, based on the weight of the resin.
Das erhaltene Harz weist in der Regel eine Viskosität von nicht mehr als etwa 30 cSt bei 25°C auf, bestimmt an Hand einer 35 gew.-%igen Lösung in Äthanol. Eine Viskosität von 7 bis 15 cSt bei 25°C ist für die meisten Gompoundier- undThe resin obtained generally has a viscosity of no more than about 30 cSt at 25 ° C., determined by hand a 35 wt .-% solution in ethanol. A viscosity of 7 to 15 cSt at 25 ° C is suitable for most compounding and
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Verformungsverfahren häufig bevorzugt. Diese Viskositäten sind jedoch für die praktische Durchführung der Erfindung nicht kritisch.Deformation process is often preferred. These viscosities however, are essential to the practice of the invention not critical.
Die erfindungsgemäßen Harze sind durch eine verhältnismäßig enge Molekulargewichtsverteilung und ein niedriges Molekulargewicht charakterisiert. So ist beispielsweise die "PoIydispersie" dieser Harze gering und liegt innerhalb des Bereiches von etwa 1,5 oder etwas darunter bis etwa 5 oder etwas darüber. Die Polydispersie beträgt vorzugsweise etwa 1,7 bis etwa 3· Unter "Polydispersie" ist hier das Verhältnis des gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewichtes zu dem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht zu verstehen. Das Harz ist in der Regel eine Mischung aus D.imeren, HJrimeren und Tetrameren als vorherrschenden Komponenten und weist einen Methylolgehalt auf, der während der Härtungsreaktion kondensieren kann.The resins of the invention are proportionate by one characterized by a narrow molecular weight distribution and a low molecular weight. For example, the "polydispersia" of these resins and is within the range of about 1.5 or slightly below to about 5 or less something about it. The polydispersity is preferably about 1.7 to about 3. The "polydispersity" here is the ratio the weight average molecular weight to the number average molecular weight. The resin is usually a mixture of dimers and primers and tetramers as the predominant components and has a methylol content that condenses during the hardening reaction can.
Wie für wärmehärtbare Harze typisch, werden sie mit Verstärkungsmaterialien gemischt (compoundiert)lum die oben angegebenen physikalischen Festigkeitseigenschaften zu verbessern. Die Füllstoffmaterialien können in Form von nicht-faserigen Partikeln und in Form von faserigen Partikeln vorliegen. Sie können anorganisch oder organisch sein und bei ihnen kann es sich um die verschiedensten Materialien, wie z.B. Baumwollfasern oder -gewebe bis Glasfasern, um Asbest bis Holzmehl, um einen Siliciumdioxydfüllstoff bis ein hydratisiertes Aluminiumoxyd, um Sisal bis zu gemahlenen Nußschalen (z.B. Walnußschalen), um Kohlenstoffasern bis Zirkonium- oder Borfasern, um Polypropylenfasern bis Polyvinylalkoho!fasern und dgl., handeln. Borfasern werden beispielsweise in Mengen bis zu etwa 50 Gew.-% der Formverbindung (Formmasse) verwendet. Sie haben ein geringes Gewicht und erhöhen die Festigkeit. Kohlenstoff- und Graphitfasern werden in Mengen bis zu etwa 50 Gew.-% verwendet zur Erzielung einer hohen mechanischen Festigkeit, die auch bei hohen Temperaturen beibehalten wird. Bei Asbest, z.B. Chrysotil-, Anthophyllit-, Grocidolit-,As is typical of thermoset resins, mixed with reinforcing materials (compounded) l to improve the above physical strength properties. The filler materials can be in the form of non-fibrous particles and in the form of fibrous particles. They can be inorganic or organic and they can be a wide variety of materials, such as cotton fibers or fabric to glass fibers, from asbestos to wood flour, from a silicon dioxide filler to hydrated aluminum oxide, from sisal to ground nut shells (e.g. walnut shells), from carbon fibers to zirconium or boron fibers, from polypropylene fibers to polyvinyl alcohol fibers and the like. Boron fibers are used, for example, in amounts of up to about 50% by weight of the molding compound (molding compound). They are light in weight and increase strength. Carbon and graphite fibers are used in amounts up to about 50% by weight to achieve a high mechanical strength that is maintained even at high temperatures. In the case of asbestos, e.g. chrysotile, anthophyllite, grocidolite,
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Tremolit- oder Octinolit-Asbest, handelt es sich um einen •faserförmigen Füllstoff,·der in Mengen von . etwa-5 "bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Formverbindjdung, verwendet wird zur Verbesserung der Festigkeit und Wärmebeständigkeit. Faserige Aluminiumoxyd- und Zirkoniumoxyd-Füllstoffe werden in Mengen bis zu etwa 60 Gew.-% verwendet zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften, zur Erzielung eines hohen Festigkeits/Gew.-Verhältnisses und zur Verbesserung der Beständigkeit bei erhöhten Temperaturen. Glasfasern sind besonders vorteilhaft in Mengen von etwa 30 bis etwa 4-5 Gew.-/■£ zur Erzielung einer hohen Festigkeit und Beständigkeit gegenüber Wasser, Alkoholen, und anderen Chemikalien· PoIyvinylalkoholfasern sind hervorragend geeignet für die erfindungsgemäßen Formmassen in Mengen von etwa 10 bis etv/a 50 Gew.-% zur Erzielung außergewöhnlich hoher Schlagfestigkeiten· In Stücke zerrissene Baumwolle ist vorteilhaft, insbesondere dann, wenn die Formverbindung für solche Zwecke verwendet wird, bei denen keine Izod-Kerbschlagzähigkeiten von mehr als etwa 0,024-5 mkg/cm (0,4-5 ft.-lbs./inch) erforderlich sind.Tremolite or octinolite asbestos, it is one • fibrous filler, · in amounts of. about -5 "to 50 % By weight, based on the weight of the molding compound, is used is used to improve strength and heat resistance. Fibrous alumina and zirconia fillers are used used in amounts up to about 60% by weight to improve physical properties, to achieve high Strength / weight ratio and to improve resistance at elevated temperatures. Are glass fibers particularly advantageously in amounts from about 30 to about 4-5 Wt .- / ■ £ to achieve high strength and durability to water, alcohols and other chemicals · Polyvinyl alcohol fibers are eminently suitable for the molding compositions according to the invention in amounts of about 10 to about 10 to about 1 / a 50% by weight to achieve exceptionally high impact strengths Cotton torn into pieces is beneficial, especially when the molded joint is used for such purposes which do not have notched Izod impact strengths greater than about 0.4-5 ft.-lbs./inch (0.024-5 mkg / cm) is required are.
Partikelförmige Füllstoffe vom Pigment- und Nicht-Pigment-Typ (d.h. solche, die färben oder nicht färben) sind höchst erwünscht und dazu gehören Sand, Quarz, Tripel -Siiieiumdioxyd, Diatomeenerde, Aluminiumsilikate (z.B. Tone), Glimmer, Talk (Magnesiumsilikat), modifizierter Novaculit, abgerauchtes kolloidales Siiiciumdioxyd, Nephelin, Syenit, Wollasto- . nit (Calciumsilikat), Glaskügelchen, Kaolinton, Calciumcarbonat, Zinkoxyd, Aluminiumoxyd, Magnesiumoxyd, Titandioxyd, Berylliumoxyd, Bariumsulfat, Holzmehl, liusc.helmehl, Borcarbid, hohle Kohlenstoff-Mikrokügelchen (Microballoons ), hohle Phenolharz-Mikrokügelchen (Microballoons L). Diese Arten von Füllstoffen werden in Mengen von 2 bis zu etwa 70 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Formverbindung, verwendet· Häufig werden zur Erzielung spezieller Eigenschaften, beispielsweise spezieller Fließeigenschaften,Particulate fillers of the pigment and non-pigment type (i.e. those that color or not color) are highly desirable and include sand, quartz, triple silicon dioxide, diatomaceous earth, aluminum silicates (e.g. clays), mica, talc (magnesium silicate), modified novaculite, fumed colloidal silicon dioxide, nepheline, syenite, wollasto-. nit (calcium silicate), glass beads, kaolin clay, calcium carbonate, zinc oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, titanium dioxide, beryllium oxide, barium sulfate, wood flour, liusc.helmehl, boron carbide, hollow carbon microbeads (microballoons), hollow phenolic resin microbeads (microballoons L ). These types of fillers are used in amounts of 2 to about 70% by weight, based on the weight of the molding compound.
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elektrischenEigenschaften in dem geformten Harz, spezieller Festigkeitseigenschaften, Schlagbeständigkeitseigenschaften und dgl.,Gemische aus diesen Füllstoffen verwendet. Diesbezüglich sei hingewiesen auf "SPE Journal", Band 28, Nr. 6, Juni 1972, Seiten 21-36, veröffentlicht von der Society of Plastics Engineers, Inc.,'Greenwich, Connecticut, USA. Darin sind auch die verschiedensten anderen Zusätze beschrieben, von denen viele erfindungsgemäß verwendet werden < können, wie z.B. Antioxydationsmittel, Färbemittel, optische Aufheller, Schmiermittel und Ultraviolettabsorptionsmittel. Vor der Formulierung zu einer Formmasse können dem Harz auch Verarbeitungs- und Formungshilfsmittel, wie Schmiermittel (z.B. Stearinsäure),zugesetzt werden und/oder sie können während der Oompoundierung (des Mischens) des Harzes zugesetzt werden unter Bildung der Formmasse und/oder sie können sowohl dem Harz per se als auch der Formmasse zugesetzt werden. Ein Hilfsmittel, das während der Oompoundierung zur Herstellung der Formmasse zugesetzt werden kann, ist Calciumoxyd und/oder Calciumhydroxyd. Es hat die Aufgabe, die Warmfestigkeitseigenschaften (Warmsteifheitseigenschaften) der Formverbindung bzw. der Formmasse zu verbessern. Calciumoxyd oder Calciumhydroxyd kann in Mengen bis zu 11, vorzugsweise von etwa 2 bis 7 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Formmasse, zugegeben werden. Die für wirksame Formmassen gemäß der Erfindung geeigneten Kombinationen sind unzählig und vorteilhafte Formmassen sind in den weiter unten folgenden Beispielen angegeben.electrical properties in the molded resin, more specific Strength properties, impact resistance properties and the like, mixtures of these fillers are used. Regarding this see "SPE Journal", Vol. 28, No. 6, June 1972, pages 21-36, published by the Society of Plastics Engineers, Inc., 'Greenwich, Connecticut, USA. It also describes a wide variety of other additives, many of which can be used in the present invention, such as antioxidants, colorants, optical Brighteners, lubricants and ultraviolet absorbers. Before formulating into a molding compound, the resin can also Processing and shaping aids such as lubricants (e.g. stearic acid) can be added and / or they can may be added during the compounding (mixing) of the resin to form the molding composition and / or they may can be added both to the resin per se and to the molding composition. A tool that can be used during Oompounding Production of the molding compound can be added is calcium oxide and / or calcium hydroxide. Its job is the heat resistance properties (Heat stiffness properties) to improve the molded connection or the molding compound. Calcium oxide or calcium hydroxide can be used in amounts up to 11, preferably from about 2 to 7 wt .-%, based on the weight of the molding compound, be admitted. The combinations suitable for effective molding compositions according to the invention are innumerable and advantageous molding compositions are given in the examples below.
Das Compoundieren bzw. Mischen wird auf die übliche Weise durchgeführt, wobei jedoch bestimmte Faktoren berücksichtigt werden müssen. Wenn die Herstellung eines hell gefärbten (schwach gefärbten) Formkörpers angestrebt wird, dann sollten die Verstärkungskomponenten hell bzw. schwach gefärbt sein und sie sollten während des Aushärtens der Formmasse keine unerwünschte zusätzliche Färbung bewirken. Wenn das Formmaterial für die Spritzverformung verwendet werden soll, dann sollte die Viskosität des Harzes für die Formungsbe-The compounding or mixing is carried out in the usual manner, but taking certain factors into account Need to become. If the production of a light-colored (light-colored) shaped body is desired, then should the reinforcement components should be light or faintly colored and they should not be any during the curing of the molding compound cause unwanted additional coloring. If the molding material is to be used for injection molding, then the viscosity of the resin for the molding process should
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— Ib-- Ib-
dingunfjen zur Erzielung der gewünschten Fließfähigkeit geeignet sein· Wenn das Formmaterial beim Spritzpreßoder Spritzverformen verwendet werden soll, dann ist es zweckmäßig, daß die Verbindung Fließwerte von mindestens 38,1 cm (15 inches) und vorzugsweise von nicht mehr als 114- cm (4-5 inches) aufweist, die nach dem folgenden Verfahren bestimmt v/orden sind: das Verformungsverhalten der wärmehärtbaren Harzverbundmasse wird durch einen Fließtest charakterisiert, der ähnlich demjenigen ist, wie er von K.E. Hoffmann und E.E. Fiala in "Paper ZZIV-2 from the Annual Technical Conference of the Society of Plastics Engineers", Band 12, 1966, unter dem Titel "A Simple Earn Following Apparatu s Applied to Spiral Flow of Plastic Holding Compounds" beschrieben ist, jedoch nit den folgenden Modifikationen: (a) der Querschnitt des Flioßkanals betrügt 0,518 cm x 0,952 cm (0,125 inches χ 0,375 inches); (b) das Formmaterial wird in Form einer auf 1210C vorerwärmten Vorform in die Vorrichtung eingeführt; (c) es wird eine Formtemperatur von 168°C angewendet und (d) der Preßdruck auf den Kolben beträgt 619 kg/cm (8800 psi). Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird die "Verformbarkeit" einer wärmehärtbaren Verbindung charakterisiert durch die Anzahl der cm (inches), welche das Material innerhalb des Formkanals fließen kann, bevor sie unter den Testbedingungen hart wird (abbindet). Es wurde empirisch festgestellt, daß für eine gute Spritzverformung ein Testfließwert von ^. 61,0 cm £24- inches) erforderlich ist und daß für eine gute Jpritzpreßverformung ein Testfließwert von "> 4-517 cm φ18 inches) in diesem Test erforderlich ist. Materialien mit Spiraltestfließwerten unterhalb 38,1 cm (15 inches) sind im allgemeinen nur für die geringere Anforderungen stellenden Formpreßmethoden geeignet.If the molding material is to be used in transfer molding or injection molding, it is desirable that the compound have flow values of at least 38.1 cm (15 inches), and preferably no more than 114- cm (4- 5 inches), which are determined by the following method: the deformation behavior of the thermosetting resin composite is characterized by a flow test similar to that described by KE Hoffmann and EE Fiala in "Paper ZZIV-2 from the Annual Technical Conference of the Society of Plastics Engineers ", Volume 12, 1966, entitled" A Simple Earn Following Apparatus Applied to Spiral Flow of Plastic Holding Compounds ", but with the following modifications: (a) The cross-section of the flow channel is deceptive 0.518 cm x 0.952 cm (0.125 inches 0.375 inches); (b) the molding material is introduced in the form of a pre-heated to 121 0 C preform into the device; (c) a mold temperature of 168 ° C is used; and (d) the compression pressure on the piston is 619 kg / cm (8800 psi). For the purposes of the present invention, the "deformability" of a thermosetting compound is characterized by the number of centimeters (inches) that the material can flow within the molding channel before it hardens (sets) under the test conditions. It has been empirically found that a test flow value of ^. 61.0 cm (24 inches) is required and that a test flow value of "> 4-517 cm φ18 inches is required in this test for good injection compression. Materials with spiral test flow values below 38.1 cm (15 inches) are generally only suitable for compression molding methods with less stringent requirements.
Eine vorteilhafte Eigenschaft der erfindur^jemäßen Formmaterialien bz.v. Fornn-^.ssen ist die, daß ei? bei Fließtemperaturen von boin-Ielsweise etvy 90 bin etwa 125°0 über längere Zeitxv \ν_:·.η. hinv/eg, bei;::-.iolsv/oise 1 Stunde oderAn advantageous property of the mold materials according to the invention or Fornn - ^. Ssen is that that ei? at flow temperatures of about 90 to about 125 ° 0 over a longer period of time x v \ ν_: ·. η . hinv / eg, at; :: -. iolsv / oise 1 hour or
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mehr, in der Formtrommel und in den Gießkanälen gehalten werden können, ohne daß sie aushärten, daß sie jedoch dann, wenn sie auf die Härtungstemperatur von beispielsweise etv/a 175°c gebracht v/erden, schnell zu einem harten bzw. starren Produkt aushärten, das praktisch frei von einer Deformations- und Formschrumpfung ist, was mindestens um 30 % schneller geht als bei einem vergleichbaren 'M-Stufen"-Phenol-Formaldehyd-Harz-Formmaterial, das in ähnlicher Weise compoundiert worden ist.more, can be held in the molding drum and in the casting channels without hardening, but when they are brought to the hardening temperature of, for example, about 175 ° C , they harden quickly to a hard or rigid product which is virtually free of deformation and mold shrinkage, which is at least 30% faster than a comparable 'M-stage' phenol-formaldehyde resin molding material which has been compounded in a similar manner.
Das Compoundieren bzw. Mischen kann in den verschiedensten · Vorrichtungen, beispielsweise in einem Banbury-Mischer, einem Extruder, einer Kneteinrichtung, einer Zwei- oder Drei-Walzenmühle und d^jl., durchgeführt werden. Es ist für die praktische Durchführung der Erfindung xvichtig, daß die Komponenten der Formmasse innig und gründlich dispergiert werden, so daß jeder Teil derselben praktisch die gleiche Zusammensetzung wie jeder beliebige andere Teil derselben aufweist.Compounding or mixing can take place in the most varied of Devices, for example in a Banbury mixer, an extruder, a kneading device, a two or Three-roller mill and d ^ jl., To be carried out. It is for In practicing the invention, it is important that the components of the molding compound are intimately and thoroughly dispersed so that each part of them practically the has the same composition as any other part thereof.
Ein Aspekt des erfindungsgemäßen Harzes scheint eine Anomalie in bezug auf die ausgezeichneten Warmfestigkeitseigenschaften der aus den erfindungsgemäßen Formmaterialien hergestellten Formkörper zu sein. Das erfindungsgemäße Harz liefert ein Formmaterial, das nach der Herausnahme aus der Form bei schnellen Formcyclen vollständig ausgehärtet ist, eine hohe Wärmeverzerrungstemperatur von etwa "IJO C aufweist und der daraus hergestellte Harzformkörper weist elektrische Eigenschaften auf, die gleichwertig denjenigen sind, die bei den meisten phenolischen Formmassen erhalten werden, wenn der Formkörper aber nachgehärtet wird, weist er überlegene elektrische Eigenschaften auf. Dies legt den Schluß nahe, daß der scheinbar ausgehärtete Formkörper, der so viele ausgezeichnete Eigenschaften besitzt, noch nicht-umgesetzte Hethylolgruppen aufweist, welche das Potential der Erreichung der optimalen elektrischen Eigenschaften nachteilig beein-One aspect of the resin of the present invention appears to have an anomaly in excellent heat resistance properties to be the moldings produced from the molding materials according to the invention. The resin of the present invention provides a Molding material that is fully cured after removal from the mold in rapid molding cycles, a high Has a heat distortion temperature of about "IJO C and the resin molded article made therefrom has electrical properties equivalent to those of can be obtained with most phenolic molding compositions, but when the molding is post-cured it is superior electrical properties. This suggests that the apparently cured molding that so many has excellent properties, not yet implemented Has Hethylolgruppen, which has the potential to achieve the optimal electrical properties adversely
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flüssen. Es wird angenommen, daß durch die Nachhärtung diese ■ restlichen'Gruppen kondensieren und daß dadurch bewirkt wird, daß die elektrischen Eigenschaften des Formkörpers in so signifikanter Weise verbessert werden. Die Nachhärtung kann bei Temperaturen erfolgen, welche die Reaktionstemperatur der Methylolgruppen übersteigen. Sie beträgt in der Regel mindestens etwa 35» vorzugsweise mindestens 9O0C. Nach dem Nachhärten weist der Formkörper des erfindungsgemäßen corapoundierten Harzes außergewöhnlich gute elektrische Eigenschaften auf, die den besten Eigenschaften, die mit einem geformten Phenol-Formaldehyd-Harz, das in vergleichbarer Weise compoundiert v/orden ist, erzielbar sind, mindestens gleichv/ertig sind.rivers. It is assumed that these "residual" groups condense as a result of the post-curing and that this has the effect that the electrical properties of the molded body are improved in such a significant manner. Post-curing can take place at temperatures which exceed the reaction temperature of the methylol groups. It is generally at least about 35 », preferably at least 9O 0 C. After the post cure, the molded body of the corapoundierten resin of the invention exceptionally good electrical properties, the best properties, with a shaped phenol-formaldehyde resin in a comparable manner compounded, are achievable, are at least equal.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie jedoch darauf zu beschränken. In den folgenden Beispielen ist die Zusammensetzung der Formmasse jeweils vor dem zur Herstellung des Harzes angewendeten Verfahren angegeben. The following examples are intended to explain the invention in more detail. but without limiting it to that. In the following examples, the composition of the molding compound is given in each case the process used to make the resin is given.
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In einen mit einem Kühler, einem Rührer und einer Temperaturaufzeichnungseinrichtung versehenen Reaktor vmrden 6000 g (26,4 Mol) Bisphenol A und 3000 g (40 Mol) einer 40 %igen wäßrigen Formaldehydlösung eingeführt. Der pH-Wert der Mischung wurde durch Zugabe von 72 g (4,5 MoI)- einer 25 gew.-fügen wäßrigen Natriumhydroxydlösung auf 9,8 eingestellt. Die Mischung wurde dann auf 95° C erhitzt und eine Stunde lang unter Rühren bei dieser Temperatur gehalten. Dann wurde die Reaktionsmischung auf 55°C abgekühlt und ihr pH-V/ert wurde durch Zugabe einer durch Mischen von 18 g einer 75 %igen Phosphorsäurelösung mit 18 g ".Yasser hergestellten wäßrigen Lösung auf 6,0 eingestellt. Der Inhalt des Reaktors v/urde dann bei einer Temperatur zwischen 95 und 100 G einem Vakuum von 7"I1I cm (28 inches) Hg ausgesetzt und auf ein 150°C-HeizplattenG;el von 120 Sekunden eingestellt. Das Harz wurde dann, in Kühlvorrichtungen überführt, um die Kondensationsreaktionen sofort zu stoppen. Die r.iit diesem Harz erhaltene Formmasse konnte nicht Gehärtet werden.6000 g (26.4 mol) of bisphenol A and 3000 g (40 mol) of a 40% strength aqueous formaldehyde solution are introduced into a reactor equipped with a condenser, a stirrer and a temperature recording device. The pH of the mixture was adjusted to 9.8 by adding 72 g (4.5 mol) of a 25% by weight aqueous sodium hydroxide solution. The mixture was then heated to 95 ° C. and kept at this temperature for one hour with stirring. The reaction mixture was then cooled to 55 ° C. and its pH was adjusted to 6.0 by adding an aqueous solution prepared by mixing 18 g of a 75% strength phosphoric acid solution with 18 g of water / was then subjected to a vacuum of 7 "I 1 cm (28 inches) Hg at a temperature between 95 and 100 G and placed on a 150 ° C hotplate for 120 seconds. The resin was then transferred to coolers to immediately stop the condensation reactions. The molding compound obtained with this resin could not be cured.
Verfahrenprocedure
In einen mit einem Kühler, einem Rührer und einer Temperaturaufzeichnungseinrichtung versehenen Reaktor wurden 6000 g (26,4 Mol) Bisphenol A und 9000 g (120 Mol) einer 40 gew.-%igen wäßrigen SOrmaldehydlösung eingeführt. Der pH-Wert der Mischung wurde durch Zugabe von 72 g (4,5 Mol) einer 25 gew.-%igen wäßrigen Natriumhydroxydlösung auf 9,5 eingestellt. Die Mischung wurde dann auf 95°° erhitzt und 1 Stunde lang unter Rühren bei dieser Tempera-• tür gehalten. Die Reaktionsmischung wurde anschließend auf 55°C abgekühlt und ihr pH-Wert wurde durch Zugabe einer durch Mischen von 18 g einer 75 %igen Phosphorsäurelösung mit Π8 g Wasser hergestellten wäßrigen Lösung auf 6,5 eingestellt. Der Inhalt des Reaktors wurde dann unter Anwendung von Wärme einem Vakuum von 71,1 cm (28 inches) Hg unterworfen. Bei etwa 75 C wurde die Viskosität des Harzes extrem hoch, so daß der Rührer stehen-blieb. Bei Erhöhung der Temperatur auf 95° C drehte sich der Rührer wieder, er blieb jedoch wegen der sehr hohen Viskosität erneut stehen.In one with a cooler, a stirrer and a temperature recorder provided reactor were 6000 g (26.4 moles) of bisphenol A and 9000 g (120 moles) of one 40% strength by weight aqueous sormaldehyde solution was introduced. The pH of the mixture was determined by adding 72 g (4.5 mol) of a 25% strength by weight aqueous sodium hydroxide solution set to 9.5. The mixture was then at 95 ° heated and stirred for 1 hour at this temperature held door. The reaction mixture was then cooled to 55 ° C. and its pH was adjusted by adding a by mixing 18 g of a 75% phosphoric acid solution adjusted to 6.5 with Π8 g of water prepared aqueous solution. The contents of the reactor were then subjected to a vacuum of 71.1 cm (28 inches) Hg with the application of heat subject. At about 75 ° C. the viscosity of the resin became extremely high, so that the stirrer stopped. When increasing the temperature of 95 ° C turned the stirrer again, but it remained again because of the very high viscosity stand.
Bisphenol A 6000Bisphenol A 6000
Formaldehyd (4Ö %ig) 5220Formaldehyde (40%) 5220
Bariumhydroxydmonohydrat 72Barium hydroxide monohydrate 72
Phosphorsäure (87 %ig) 18Phosphoric acid (87%) 18
Wasser 18Water 18
Verfahrenprocedure
In einen mit einem Kühler, einem Rührer und einer Temperaturaufzeichnungseinrichtung ausgestatteten Reaktor wurdenIn one with a cooler, a stirrer and a temperature recorder equipped reactor
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6000 g (26,4 Mol) Bisphenol A und 5220 g (69,6 Mol) einer 40 gew.-%igen wäßrigen Formaldehydlösung eingeführt. Der pH-Wert der Mischung wurde durch Zugabe von 72 g (0,38 Mol) Bariumhydroxydmonohydrat auf 9S2 eingestellt.6000 g (26.4 mol) of bisphenol A and 5220 g (69.6 mol) of a 40% strength by weight aqueous formaldehyde solution were introduced. The pH of the mixture was adjusted to 9 S 2 by adding 72 g (0.38 mol) of barium hydroxide monohydrate.
Die Mischung wurde dann auf 95°C erhitzt und unter ständigem Rühren eine Stunde lang "bei dieser Temperatur gehalten. Danach wurde die Reaktionsmischung auf eine Temperatur von 55°C abgekühlt und ihr pH-Wert wurde durch Zugabe einer durch Mischen von 18 g Wasser mit 18 g einer 87 gew.-%igen wäßrigen Phosphorsäurelösung hergestellten wäßrigen Lösung auf 6 eingestellt. Der Inhalt des Reaktors wurde unter Anwendung von Wärme einem Vakuum von 68,6 cm (27 inches) Hg unterworfen. Beim Erhitzen des Harzes auf 90 bis 100°C blieb der Rührer bei 70°0 wegen der sehr hohen Viskosität des Harzes stehen. Das Harz wurde sofort in Kühlvorrichtungen überführt und ihr 150°C-Heizplattengel betrug 58 Sekunden.The mixture was then heated to 95 ° C and under constant Stirring was held at this temperature for one hour. Thereafter, the reaction mixture was brought to a temperature of Cooled 55 ° C and their pH was by adding a by mixing 18 g of water with 18 g of an 87 wt .-% The aqueous solution prepared with an aqueous phosphoric acid solution was adjusted to 6. The contents of the reactor were taking Apply heat to a vacuum of 68.6 cm (27 inches) Hg. When the resin is heated to 90 to 100 ° C the stirrer remained at 70 ° 0 because of the very high viscosity of the resin. The resin was immediately transferred to coolers and its 150 ° C hot plate gel was 58 seconds.
Zusammensetzung Gew.-Teile, κ Bisphenol A 6000 Composition parts by weight, κ bisphenol A 6000
Formaldehyd (40 %ig) 5220Formaldehyde (40%) 5220
Kaliumhydroxyd (25 %ig) 72Potassium hydroxide (25%) 72
Phosphorsäure (87 %ig) 18Phosphoric acid (87%) 18
Wasser ' 18 ·Water '18
Verfahrenprocedure
In einen mit einem Kühler, einem Rührer und einer Temperaturaufzeichnungseinrichtung ausgestatteten Reaktor wurden 6000 g (26,4 Mol) Bisphenol A und 5220 g (69,60 Mol) einer 40 gew.-%igen wäßrigen Formaldehydlösung eingeführt. Der pH-Wert der Mischung wurde durch Zugabe von 72 g (0,32 Mol) einer 25 gew.-%igen wäßrigen Kaliumhydroxydlösung auf 9t3 eingestellt. Dann wurde die Mischung auf 95°° erhitzt und unter ständigem Rühren eine Stunde lang bei dieser TemperaturIn one with a cooler, a stirrer and a temperature recorder equipped reactor was 6000 g (26.4 moles) of bisphenol A and 5220 g (69.60 moles) of one 40 wt .-% aqueous formaldehyde solution introduced. The pH of the mixture was adjusted by adding 72 g (0.32 mol) a 25% strength by weight aqueous potassium hydroxide solution to 9t3 set. Then the mixture was heated to 95 ° and with constant stirring for one hour at this temperature
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gehalten. Anschließend wurde die Reaktionsmischung auf eine Temperatur von 55°C abgekühlt und ihr pH-Wert wurde durch Zugabe einer durch Mischen von 18 g Wasser mit 18 g einer 87 %igen wäßrigen Phosphorsäurelösung hergestellten wäßrigen Lösung auf 6,0 eingestellt. Der Inhalt des Reaktors wurde bei einer !Temperatur zwischen 98 und 1100C einem Vakuum von 68,6 cm (27 inches) Hg unterworfen. Das Harz wurde auf ein 15O°C-Heizplattengel von 110 Sekunden eingestellt und dann wurde es in Kühlvorrichtungen überführt,held. The reaction mixture was then cooled to a temperature of 55 ° C. and its pH was adjusted to 6.0 by adding an aqueous solution prepared by mixing 18 g of water with 18 g of an 87% aqueous phosphoric acid solution. The contents of the reactor were subjected to a vacuum of 68.6 cm (27 inches) Hg at a temperature between 98 and 110 ° C. The resin was placed on a 150 ° C hot plate gel for 110 seconds and then it was transferred to coolers,
Zusammensetzung Gew.-Teile, g Bisphenol A 6000 Composition parts by weight, g bisphenol A 6000
Formalin (40 %ig) 5220Formalin (40%) 5220
Natriumhydroxyd (25 %ig) 72Sodium hydroxide (25%) 72
Phosphorsäure . 18Phosphoric acid . 18th
Wasser 18Water 18
Verfahrenprocedure
In einen mit einem Kühler, einem Rührer und einer Temperaturauf zeichnungSBinrichtung ausgestatteten Reaktor wurden 6000 g (26,4 MoI)Ms-A und 5220 g (69,60 Mol) einer 40 gew.-%igen wäßrigen Formaldehydlösung eingeführt. Der pH-Wert der Mischung wurde durch Zugabe von 72 g (4,5 Mol) einer 25 gew.-%igen wäßrigen Natriumhydroxydlösung auf 9,5 eingestellt. Danach wurde die Mischung auf 95°C erhitzt und unter Rühren eine Stunde lang bei dieser Temperatur gehalten. Dann wurde die Reaktionsmischung auf 55°G abgekühlt und ihr pH-Wert wurde durch Zugabe einer durch Mischen von 18 g einer 75 %igen Phosphorsäurelösuiig mit 18 g Wasser hergestellten wäßrigen Lösung auf 6,5 eingestellt.In one with a cooler, a stirrer and a temperature drawing equipment equipped reactor 6000 g (26.4 mol) of Ms-A and 5220 g (69.60 mol) of a 40% strength by weight aqueous formaldehyde solution were introduced. The pH the mixture was made by adding 72 g (4.5 mol) a 25% strength by weight aqueous sodium hydroxide solution 9.5 set. The mixture was then heated to 95 ° C and kept at this temperature for one hour with stirring. The reaction mixture was then cooled to 55 ° G and its pH was determined by adding a solution by mixing 18 g of a 75% phosphoric acid solution with 18 g of water aqueous solution adjusted to 6.5.
Der Inhalt des Reaktors wurde bei einer Temperatur zwischen · 95 und 1000G einem Vakuum von 71,1 cm (28 inches) Hg unterworfen, und auf ein 150°C-Heizplattengel von 190 Sekunden eingestellt. Das Harz wurde dann in Kühlvorrichtungen über-The contents of the reactor was maintained at a temperature of between 0 · 95 and 100 G a vacuum of 71.1 cm (28 inches) Hg subjected, and adjusted to a 150 ° C-Heizplattengel of 190 seconds. The resin was then transferred to cooling devices.
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führt, um die Kondensationsrealctionen sofort zu stoppen. Beispiel 6 leads to stop the condensation reactions immediately. Example 6
Die Bestandteile, insgesamt 2500 g, wurden entsprechend der obigen Zusammensetzung ausgewogen und in einer Steinkugel-, mühle 15 Minuten lang gemischt. Nach 15-minütigem Mischen wurde eine 500 g-Gharge der Ausgangsmischung auf eine Zwei-Walzen-Mühle gegeben· Die vordere Walze wurde bei 88 bis 95°O und die hintere Walze wurde bei 138 bis 1440C gehalten. Dann wurde das Material zu einer Folie (einem Blatt) verformt und auf der Mühle 70 Sekunden lang weiter compoundiert. Dann wurde es zum Abkühlen von den Walzen heruntergenommen und wurde steif und durch Mahlen bis zu der gewünschten Partikelgröße granuliert. Dann wurden die Körnchen mit dem Rest der Ausgangsmischung gemischt und auf die gleiche Weise wie oben beschrieben ausgewalzt, gekühlt und gemahlen.The ingredients, a total of 2500 g, were weighed out according to the above composition and mixed in a stone ball mill for 15 minutes. After 15 minutes of mixing, a 500 g-Gharge the starting mixture on a two-roll mill was added · The front roll at 88 to 95 ° O and the rear roller was maintained at 138-144 0 C. The material was then formed into a film (sheet) and further compounded on the mill for 70 seconds. It was then removed from the rollers to cool and became stiff and granulated by grinding to the desired particle size. The granules were then mixed with the remainder of the starting mixture and rolled, cooled and ground in the same manner as described above.
Dann wurden der Spritzverformungszeitraum (-Spielraum) und die Warmfestigkeit (Warmsteifheit) getestet. Durch Verformen unter Druck hergestellte Schüttelbecher wurden mehr als 1 Jahr lang dem Wasserdampf—Rißbestandigkeitstests unterzogen. Bis heute weisen die Becher keine Risse auf.Then the injection deformation period (margin) and the heat resistance (hot stiffness) tested. Shaker beakers made by molding under pressure were more than Subjected to the water vapor crack resistance test for 1 year. To date, the cups do not show any cracks.
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Verformungszeitraum WarmfestigkeitDeformation period high temperature strength
86 Minuten86 minutes
5,4- cm (2 1/8 inches5.4- cm (2 1/8 inches
Nachfolgend sind die physikalischen Eigenschaften von durch Spritzverformung hergestellten Formkörpern angegeben. Die Verformungstemperatur betrug 171 C bei einer Härtungszeit von 90 Sekunden.The physical properties of moldings produced by injection molding are given below. the The deformation temperature was 171 C with a curing time of 90 seconds.
Izod-Kerbschlagzähigkeit in mkg/cm (ft.-pounds/inch) Kerbe (ASTM D 256)Notched Izod impact strength in mkg / cm (ft.-pounds / inch) notch (ASTM D 256)
Biegefestigkeit in kg/cm (psi) (ASTM D 790)Flexural strength in kg / cm (psi) (ASTM D 790)
Elastizitätsmodul in kg/cm (psi) (ASTM D 790)Modulus of elasticity in kg / cm (psi) (ASTM D 790)
Biegearbeit bis zum Bruch in mkg/cm^ (ft.-lbs/inch^) (ASTM D 790) ung Bending work to break in mkg / cm ^ (ft.-lbs / inch ^) (ASTM D 790) ung
maximale Durchbieg/in cm (inches) (ASTM D 790)maximum deflection / in cm (inches) (ASTM D 790)
Zugfestigkeit in kg/cm (psi) (ASTM D 651)Tensile strength in kg / cm (psi) (ASTM D 651)
Druckfestigkeit in kg/cm (psi) (ASTM D 695)Compressive strength in kg / cm (psi) (ASTM D 695)
Rockwell-Härte E (ASTM D 785)Rockwell hardness E (ASTM D 785)
Wärmeverzerrungstemperatur (AJTLI D 64-8) 203 C"
Wasserabsorption (ASTLI D 570) 0,89 % Heat distortion temperature (AJTLI D 64-8) 203 C "
Water absorption (ASTLI D 570) 0.89 %
0,0174- (0,32) 738 (10 500) 0,067.10° (0,95x10°)0.0174- (0.32) 738 (10,500) 0.067.10 ° (0.95x10 °)
0,00795 (0,37) 0,365 (0,144) 575 (8170) 1850 (26 200)0.00795 (0.37) 0.365 (0.144) 575 (8170) 1850 (26,200)
Das Verfahren des Beispiels 6 wurde wiederholt, wobei diesmal aus den folgenden Bestandteilen eine Formmasse hergestellt wurde:The procedure of Example 6 was repeated, this time producing a molding compound from the following ingredients became:
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100,00100.00
Die dabei erhaltene Formmasse hatte einen Fließwert von 46,36 cm (18,25 inches), gemessen bei 168°0 nach dem weiter oben beschriebenen Fließverfahren. Die Formmasse wurde durch Preßspritzen verformt unter Bildung von ΑΒΐΜ-Proben, die 2 Minuten lang bei einer Formtemperatur von 168 bis 1710O gehärtet wurden. Wie in der folgenden Tabelle angegeben, wurden die Proben 8 Stunden lang bei 1770O nachgebrannt bzw. nachgehärtet und mit den zuerst gehärteten Proben verglichen.The resulting molding compound had a flow value of 46.36 cm (18.25 inches), measured at 168 ° 0 using the flow method described above. The molding compound was molded by transfer molding with the formation of ΑΒΐΜ samples, which were cured for 2 minutes at a mold temperature of 168 to 171 0 O. As indicated in the following table, the samples were post-baked for 8 hours post-cured at 177 0 O, respectively, and compared with the first cured samples.
ASTM- im geformten im nachge-Verfahren Zustand härtetenASTM cured in the as-molded post-process condition
Zustand (8 Std. bei ' 177°0) Condition (8 hours at '177 ° 0)
Biegefestigkeit inFlexural strength in
kg/cm2 (psi) (D 79O) 710 (10100) 850 (12100)kg / cm 2 (psi) (D 79O) 710 (10100) 850 (12100)
Zugfestigkeit in kg/cmTensile strength in kg / cm
(psi) (D 651) 502 (7 140) 472 (6710)(psi) (D 651) 502 (7 140) 472 (6710)
Druckfestigkeit in kg/cmCompressive strength in kg / cm
(psi) (D 695) 1890 (26900) 2025 (28800)(psi) (D 695) 1890 (26900) 2025 (28800)
Izod-KerbschlagzähigkeitNotched Izod Impact Strength
in mkg/cm (ft.-lbs./inch)in mkg / cm (ft.-lbs./inch)
Kerbe (D 256) 18,0 (330) 0,0174 (0,320)Notch (D 256) 18.0 (330) 0.0174 (0.320)
Hitzeverzerrungstemp. inHeat distortion temp. in
0G (0F) (I) 648) 232 (450) 254 (490) 0 G ( 0 F) (I) 648) 232 (450) 254 (490)
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spez. Gewicht . (D 792) 1,46 1,4-3spec. Weight . (D 792) 1.46 1.4-3
• Rockwell-Härte E (D 785) 69 80• Rockwell hardness E (D 785) 69 80
dielektrische Durchschlagsfestigkeit S/T
in V/mm (mils) (D 149) 15,5 (395) 16,0 (406)dielectric strength S / T
in V / mm (mils) (D 149) 15.5 (395) 16.0 (406)
LichfrbogenbeständigkeitLight arc resistance
in Sek. (D 495) 173 184in sec. (D 495) 173 184
spezifischer Volumenwider- Λο Λ~ specific volume resistance Λο Λ ~
stand in Ohmxcm (D 257) 9,3x10^ 2,9x10 ]d Dielektrizitätskonstante (D I50)stand in Ohmxcm (D 257) 9.3x10 ^ 2.9x10 ] d dielectric constant (D I50)
60 Hz 10,1 5,560 Hz 10.1 5.5
1 EHz 8,1 5,21 EHz 8.1 5.2
1 UHz 5,7 4-,51 UHz 5.7 4-, 5
Verlustfaktor (D I50)Loss factor (D I50)
60 Hz 0,18 0,0460 Hz 0.18 0.04
1 KHz 0,11 0,041 KHz 0.11 0.04
1 MHz 0,07 0,031 MHz 0.07 0.03
Die nachfolgende Tabelle zeigt einen Vergleich zwischen den Effekten, die bei Verwendung von kurzen PoIy(vinylalkohol)-Fasern (PV-OH), Holzmehl, Pulpenausschußwolle und Asbestschwimmkörpern als schlagfestmachendem Mittel für das Bisphenol A-Formaldehyd-Harz des Beispiels 5 erzielt wurden. Die dabei verwendeten Pasern und Füllstoffe sind in der nachfolgenden Tabelle zusammen mit den Festigkeitseigenschaften der Formkörper angegeben:The following table shows a comparison between the effects when using short poly (vinyl alcohol) fibers (PV-OH), wood flour, pulp rejects wool and asbestos floating bodies as an impact-resistant agent for the bisphenol A-formaldehyde resin of Example 5 were obtained. The fibers and fillers used are listed below Table given together with the strength properties of the moldings:
FormkörperMoldings
Füllstoff system in Gew.-% A BGFiller system in% by weight A BG
Holzmehl - - 23Wood flour - - 23
Pulpenausschußwolle ■ 8Rejected pulp wool ■ 8
Asbestschwimmkörper -30-Asbestos float -30-
PV-OH-Fasern (0,01 cm (1/25 inch),PV-OH fibers (0.01 cm (1/25 inch),
6 Denier) - 206 denier) - 20
Izod-Kerbschlagfestigkeit in mkg/cmNotched Izod impact strength in mkg / cm
(ft.-lbs./inch) . 0,087 0,0191 0,0136(ft.-lbs./inch). 0.087 0.0191 0.0136
(1,6) (0,35) (0,25)(1.6) (0.35) (0.25)
Kugelfall-Schlagfestigkeit in cm 102 38,1 35,6Ball drop impact strength in cm 102 38.1 35.6
(inches) (40) (I5) (14)(inches) (40) (I5) (14)
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Der vorstehend angegebene Verformungszeitraum (molding latitude) wurde in der Weise bestimmt, daß man die Formmasse in die Trommel einer sich hin- und herbewegenden Schneckenspritzgußmaschine einführte, während sie im plastifizierten Zustand vorlag, und sie einer Reihe von " zunehmenden Verzögerungszeiten zwischen den Spritzverformungen nach der Plastifizierungsstufe aussetzte. Die maximale Verzögerungszeit, bei der die Schnecke innerhalb der Büchse in einem Zeitraum von 30 Sekunden noch den Boden erreicht (bottoming) ist als opritzverformungs-Zeitraum (-Spielraum), ausgedrückt durch die Verweilzeit in der Büchse, angegeben. Die Warmfestigkeit (Wärmesteifheit) wurde in der Weise bestimmt, daß ein Testformkörper hergestellt und sofort horizontal auf einen vertikalen Stab gelegt und die Durchbiegung des so angeordneten Teils gemessen wurde. Die Spritzverformungs-Warmfestigkeit ist als Durchbiegung in cm (inches) des Teils gegenüber der Horizontalen angegeben. Die Wasserdampf-Rißbeständigkeit wurde in der Weise gemessen, daß man einen durch Druckverformung hergestellten Schüttelbecher (Durchmesser 17,8 cm χ 7,6 cm (7 inches χ 3 inches) χ Dicke von 0,64 cm (1/4 inches), geformt bei 165 bis 177°C mit einer Härtungszeit von 60 bis 120 Sekunden und 72 Stunden lang"konditioniert bei 22°G und 50 % relativer Feuchtigkeit) über einen Wasserdampfstrahl legte, wobei kühle Luft so auf die äußere Oberfläche strömte, daß der Wasserdampf mit dem Innern des Bechers in Kontakt kam. Die wasserdampfrißbeständigkeit wurde als der Zeitraum bestimmt, bis zu dem die Bildung von sichtbaren Rissen in dem Becher auftraten.The molding latitude given above was determined by introducing the molding compound into the barrel of a reciprocating screw injection molding machine while it was in the plasticized state and following a series of "increasing delay times between injection deformations" The maximum delay time in which the screw still reaches the bottom within the liner within a period of 30 seconds (bottoming) is given as the injection deformation period (margin), expressed by the dwell time in the liner. heat stiffness) in the W e determined ise that produced a test molding and immediately placed horizontally on a vertical rod and the deflection of the thus-arranged portion was measured. the spray deformation temperature strength is expressed as the deflection in cm (inches) of the part relative to the horizontal The water vapor crack resistance ise accuracy was measured in the W e in that the beaker (diameter 17.8 cm χ 7.6 cm (7 inches produced by pressure deformation χ 3 inches) χ thickness of 0.64 cm (1/4 inches) is formed, wherein 165 to 177 ° C with a curing time of 60 to 120 seconds and 72 hours "conditioned at 22 ° G and 50% relative humidity) was placed over a jet of water vapor, with cool air flowing onto the outer surface so that the water vapor with the inside of the cup came into contact. The water vapor cracking resistance was determined as the time taken for visible cracks to form in the cup.
Patentansprüche ιClaims ι
409822/0998409822/0998
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
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US30762872A | 1972-11-17 | 1972-11-17 |
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ID=23190546
Family Applications (1)
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