DE2539606C3

DE2539606C3 - Spritzgußverfahren mit warmen Hauptkanal für Phenolharze

Info

Publication number: DE2539606C3
Application number: DE2539606A
Authority: DE
Inventors: Marvin Edward Belle Mead N.J. Sauers (V.St.A.)
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1974-09-06
Filing date: 1975-09-05
Publication date: 1980-06-19
Also published as: FR2283929A1; GB1526305A; SE427845B; FR2283929B1; JPS5152490A; US3959433A; JPS5745768B2; BE842447Q; DE2539606B2; CA1076290A; SE7509920L; DE2539606A1; AU8448675A; IT1054906B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Spritzgußverfahren mit warmem Hauptkanal oder Angußverteiler unter Verwendung von Phenolharzen und Formzusammensetzungen.

Eines der neuesten Verfahren zur Herstellung von Teilen aus Phenol-Formmassen ist das Spritzgußverfahren. Diese Technik bietet den Vorteil schneller Verfahrenszyklen und einer besseren Kontrolle der Formparameter, verglichen mit den herkömmlicheren Techniken des Formpressens und des Preßspritzens. In der DE-OS 16 94 853 ist ein Spritzgußverfahren für Novolak-Harz-Preßmassen beschrieben, wobei die Formmasse aus einer Einspritzvorrichtung, in der sie auf 80 bis 120⁰C erwärmt wird, direkt in den Formhohlraum übergeführt wird, in dem sie bei 150 bis 180⁰C möglichst schnell aushärten muß. Als Additive sind Phenol oder/und deren Substitutionsprodukte in Mengen von 10 bis 35 Gew.-°/o erwähnt. Große Mengen an überschüssigem F'henol beeinflussen die physikalischen Eigenschaften der Formmassen nachteilig. Der Hauplnachteil des Spritzgußverfahrens, insbesondere wenn Formen mit vielen Hohlräumen verwendet werden, liegt darin, daß im: Kanalsystem viel Ausschuß erzeugt wird. Bei Verwendung eines hitzehärtbaren Materials kann dieser Ausschuß nicht wieder verwendet werden. Kürzlich wurde eine neue Technik entwickelt, die als Spritzgußverfahren mit warmem Hauptkanal oder Angußverteiler bekannt wurde. Bei diesem Spritzgießen mit warmem Hauptkanal bleibt das geschmolzene Material im Hauptkanal der Spritzgußvorrichtung geschmolzen. Unter normalen Bedingungen härtet es im Hauptkanal nicht aus. Es wird dann in den warmen Formraum durch die nächste Charge des Materials eingespritzt. Der dabei erfolgte Ausschuß ist sehr gering, weil das Material im Hauptkanal nicht verloren geht

Um erfolgreich im warmen Hauptkanalsystem verwendet werden zu können, sollten die hitzehärtbaren Zusammensetzungen eine Anzahl von Eigenschaften haben. Zunächst sollte die Formzusammensetzung bei den im Hauptkanal herrschenden Temperaturen fließfähig mit ausreichend niedriger Viskosität sein, um im Hauptkanalsystem verarbeitet werden zu können; sie sollte jedoch nicht so schnell bei der dort vorherrschenden Temperatur aushärten, daß die Zusammensetzung dort schon hitzegehärtet wird. Die Formzusammensetzung sollte jedoch nach dem Einspritzen in den Formhohlraum schnell aushärten. Des weiteren sollten die Endeigenschaften des geformten Artikels, der aus diesen Zusammensetzungen besteht, nicht fühlbar schlechter sein als die Artikel, die aus herkömmlichen Formzusammensetzungen gespritzt werden.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Spritzgußverfahren, bei dem eine Formmasse, welche aus einem Preßphenolharz besteht und Phenol und/oder dessen Substitutionsprodukte als Additive enthält, in einer Einspritzeinrichtung geschmolzen und plastifiziert wird und die geschmolzene und plastifizierte Formmasse durch ein Hauptkanalsystem in einen Fcrmhohlraum gespritzt wird und wobei das Hauptkanalsystem bei einer Temperatur gehalten wird, bei der die Zeitspanne, in der die Formzusammensetzung hitzehärtet, größer ist als die normale Verweilzeit der Formmasse im Hauptkanalsystem während des Spritzgießens, das dadurch gekennzeichnet ist, daß etwa 10 bis 35 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des Preßphenolharzes einer reaktiven, p-substituierten Phenolverbindung, bei der der p-Substituent eine Alkyl-, Cycloalkyl-, Cycloalkenyl-, Phenyl-, Alkylphenyl- oder Hydroxyphenyl-alkyl-Gruppe ist und welche einen Schmelzpunkt zwischen 35 bis 160° C besitzt, zugesetzt werden.

Im folgenden werden die wichtigsten technischen Ausdrücke erläutert.

Spritzgußverfahren

Dies ist ein Formverfahren, bei dem das Formmaterial in geschmolzenem oder plastifiziertem Zustand in einen Formhohlraum eingespritzt wird. Typischerweise wird eine kalte Formzusammensetzung aus einem Einfülltrichter in einen beheizten Zylinder gefördert, der eine Schnecke enthält. Die Formzusammensetzung wird geheizt, geschmolzen und in den Schneckenflügeln plastifiziert. Die ais Kolben oder Stempel wirkende Schnecke spritzt anschließend das geschmolzene und plastifizierte Material in den Formhohlraum.

Preßphenolharz

Dies ist ein Phenolharz, entweder ein Resol oder ein Novolak, welches bei Zimmertemperatur fest ist, und welches bei erhöhten Temperaturen hitzehärtet. (Es kann per se hitzehärtend sein, wie dies bei Resol der Fall ist, oder auch wenn es mit einem reaktiven Vernetzungsmittel gemischt wird, beispielsweise Hexamethylentetramin, wie dies bei Novolak ist. Dieses Phenolharz ist geeignet für das Spritzgußverfahren. Die einzelnen Eigenschaften des Preßphenolharzes werden weiter unten beschrieben.

Formmasse

Dies ist ein Material, welches herkömmlicherweise zerkleinert ist und welches ein Preßphenolharz enthält, ferner ein Vernetzungsmittel, beispielsweise Hexame-

thylentetramin, sofern dies erwünscht ist, Füllmittel und dgL und welches zum Spritzgießen verwendet wird. Formmassen werden weiter unten noch erläutert

Verarbeitbare Viskosität

Eine wie vorstehend definierte Formzusammensetzung hat eine verarbeitbare Viskosität, wenn das Phenolharz und andere schmelzbare Bestandteile, sofern diese vorhanden sind, verschmolzen sind und eine ausreichend niedrige Viskosität haben, so daß die Fonnzusammensetzung im Hauptkanalsystem einer Spritzgußmaschine fließen und den Formhohlraum füllen kann, und zwar unter den in der Spritzgußmaschine herrschenden Temperatur- und Druckverhältnissen.

Hauptkanal oder Angußverteiler

Darunter wird das gesamte Leitungssystem verstanden, welches die Formzusammensetzun3 zwischen der Misch- und/oder Schmelzzone (beispielsweise der beheizten Schnecke eines Extruders) einer Spritzgußmaschine einerseits und dem heißen Formabschnitt andererseits durchströmt

Hitzehärtbarer Zustand

Eine Formzusammensetzung hat den hitzehärtbaren Zustand erreicht, wenn eine ausreichende Vernetzung stattgefunden hat, so daß die Zusammensetzung nicht länger mehr wirksam formbar ist. In den meisten Fällen ist die Formzusammensetzung nicht länger wirksam formbar, wenn sie unter den in der Form herrschenden Temperatur- und Druckbedingungen nicht länger schmelzbar ist

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, aus denen sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt

F i g. 1 teilweise schematisch in einem Querschnitt eine Spritzgußmaschine, mit der das Verfahren zum Spritzgießen mit warmem Hauptkanal durchgeführt werden kann,

F i g. 2 und 3 Diagramme, in denen gegenüber der Zeit die Viskosität bei verschiedenen Temperaturen aufgetragen ist, und zwar bei einer auf Phenolharz basierenden Formzusammensetzung für einen warmen Hauptkanal nach der Erfindung (F i g. 2) bzw. bei einer herkömmlichen Formzusammensetzung auf Phenolharzbasis.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 soll im folgenden die typische Betriebsweise einer Spritzgußmaschine mit warmem Hauptkanal erläutert werden:

Formmaterial wird einem Einfülltrichter 11 zugeführt, von wo das Material in eine Schmelz- und Plastifizierungszone gelangt, beispielsweise in das Innere einer beheizten Zylinderbüchse 13, die eine Schnecke 15 enthält. Das Formmaterial wird durch die Hitze von der Zylinderbüchse 13 geschmolzen und plastifiziert, sowie von der mechanischen Arbeit, die durch die Drehung der Schnecke 15 hervorgerufen wird. Eine vorbestimmte Menge von geschmolzenem und plastifiziertem Formmaterial wird über die als Kolben wirkende Schnecke 15 durch t'.r.e Spritzdüse 17 in das Hauptkanalsystem 19 der Maschine gespritzt. Das Einspritzen dieser vorbestimmten Menge von geschmolzenem und plastifiziertem Formmaterial in das Hauptkanalsystem 19 dient dazu, das nicht gehärtete, geschmolzene und plastifizierte Formmaterial 20, welches sich schon ifn Hanptkanalsystem 19 befindet, in den Formhohlraum ^l zu drücken. Der Druck wird von der Schnecke 15 lai'ge genug aufrechterhalten, so daß das in den Formhohlraum 21 eingespritzte Material aushärten kann. Dann wird die Schnecke 15 im Gegendrehsinn gedreht, wodurch der auf das Material irr Formhohlraum 21 ausgeübte Druck abgebaut wird. Gleichzeitig wird das in der Zylinderbüchse 13 vorhandene Formmaterial plastifiziert und geschmolzen, so daß es für den nächsten Zyklus bereit ist Die Form wird geöffnet, und der geformte Artikel wird aus dem Formhohlraum 21 herausgenommen, nachdem die

ι ο Schnecke 15 die Rückwärtsbewegung beendet hat

Beim Spritzgußverfahren mit warmem Hauptkanal ist der einzige erzeugte Ausschuß der kleine Anteil an Formmaterial, der im Kanal in F i g. 1 bei Pos. 23 gezeigt ist und der sich im warmen Formabschnitt der Maschine befindet

Die Temperatur der Zylinderbüchse 13 wird im allgemeinen im Bereich zwischen etwa 54 und 99° C gehalten. Der Abschnitt mit dem warmen Hauptkanal der Maschine wird normalerweise in einem Temperaturbereich zwischen etwa 82 und 122° C gehalten, vorzugsweise zwischen etwa 93 und 105⁰C. Dies geschieht auf herkömmliche Weise, beispielsweise durch Zirkulieren von heißem Wasser durch Kanäle 25. Der Formhohlraum wird normalerweise bei einer Temperatur zwischen etwa 166 und 205° C gehalten, und zwar durch herkömmliche Heizmittel, beispielsweise elektrische Heizpatronen 27. Es wird bevorzugt, wenn eine Schicht 29 aus wärmeisolierendem Material sich zwischen dem Abschnitt mit der heißen Form und dem

jo Abschnitt mit dem warmen Hauptkanal befindet.

Der Druck im Hauptkanalsystem 19 beim Einspritzen und Halten liegt normalerweise in der Größenordnung zwischen 352 und 1406 kp/cm². Typische Härte- und Haltezeiten im Formhohlraum liegen im Bereich

js zwischen etwa 10 Sekunden bis 90 Sekunden. Dies hängt von der Geometrie und der Größe des zu formenden Artikels ab. Die Verweilzeit des nicht gehärteten Formmaterials 20 im Hauptkanalsystem 19 kann von etwa einem bis zu etwa zehn Betriebszyklen reichen.

Verwendet man längere Aushärtzeiten, so wird das Hauptkanalsystem vorzugsweise so konstruiert, daß das nicht gehärtete Formmaterial 20 im Hauptkanalsystem 19 nicht länger als 8 Minuten verbleibt.

Beim herkömmlichen Spritzgießen wird das Hauptkanalsystem auf derselben Temperatur wie der Formhohlraum gehalten. Daher wird alles Material im Hauptkanalsystem bei jedem Zyklus Ausschuß und nicht der relativ kleine Betrag an Ausschuß, der beim Verfahren mit warmem Hauptkanal erzeugt wird. Die bei der Erfindung verwendeten Phenolharze sind Preßphenol-Resole oder Novolake. Derartige Preßphenolharze sind bekannt. Kurz gesagt sind Preßphenolharze bei Zimmertemperatur fest sie können mit herkömmlichen Techniken geschliffen werden und haben eine mittlere Viskosität, wenn sie bei Misch- und Formtemperaturen verschmelzen. Formresole sind normalerweise basisch katalysierte Kunstharze mit einem Formaldehydfaktor in der Größenordnung von etwa 90-180. (Das bedeutet, daß 40 Gew.-% wäßriges

bo Formaldehyd pro 100 Gew.-% nicht-substituiertem Phenol vorliegt.) Formnovolake sind normalerweise sauer katalysierte Kunstharze mit einem Formaldehydfaktor in der Größenordnung von etwa 50 - 75.
Normalerweise werden Preßphenolharze aus nicht-

b5 substituiertem Phenol und Formaldehyd hergestellt. Es können aber auch andere Phenole und Aldehyde verwendet werden. Besonders illustrative Beispiele sind Kresole, Bisphenol-A und Furfurylaldehyd. Wenn

Materialien, beispielsweise Bisphenol-A und Furfurylaldehyd verwendet werden, deren Gruppen sich von nicht-substituiertem Phenol und Formaldehyd unterscheiden, verändern sich die Eigenschaften von Phenol und Aldehyd ir. bekannter Weise von den vorstehend angegebenen repräsentativen Proportionen.

Die vorstehend beschriebenen Phenolharze werden bei Formzusammensetzungen oder Materialien verwendet. Herkömmliche Formzusammensetzungen auf Phenolharzbasis werden bei der Erfindung verwendet. Formzusammensetzungen auf Kunstharzbasis enthalten herkömmlicherweise von etwa 30 bis etwa 55, vorzugsweise von etwa 40 bis etwa 45 Gew.-% Preßphcnoiharz. (Phenolharz bedeutet in diesem Zusammenhang entweder Resol oder Novolak plus Hexamethylentetramin.) Die anderen Materialien, die beim Formen verwendet werden, schließen ein oder mehrere Füllmittel, Extender, Versteifungsmittel, Pigmente, Schmier- oder Gleitmittel, Verstärkungsmittel und dergleichen ein. Die folgende Tabelle zeigt repräsentative Materialien, die herkömmlicherweise verwendet werden, in verschiedenen Kombinationen bei Formmaterialien auf Phenolharzbasis, und deren herkömmliche Proportionenbereiche:

25

Tabelle I

30

35

40

Zusammensetzung	Proportion in Gew.-Teilen
	pro 100 Teile Resol oder
	Novolak
Hexamethylentetramin	20-30
Holzmehl	10-60
Asbest	10-40
Glimmer	10-40
Kalk	5-20
Talkum	5-30
Wollflocke	5-30
Kohlenstoff-Füllmittel	5-30
Pigmente	2,5-5
Zinkoxid	5-40
Bariumsulfat	5-40
Kieselerde	10-40
Glasfaser	10-40
Calciumstearat (Gleit- oder	etwa 1
Schmiermittel)

Die grundlegende Neuheit der Erfindung besteht in der Verwendung eines additiven Materials bei andererseits herkömmlichen Formzusammensetzungen auf Phenolharz-Basis. Dieses Additiv ist eine reaktive Zusammensetzung, die die Viskosität der Formzusammensetzungen auf Phenolharz-Basis derart verringern kann, daß die Formzusammensetzung eine verarbeitbare Viskosität bei einer Temperatur hat, bei der die Aushärtrate langsam genug ist, so daß die Zusammensetzung auf dieser Temperatur gehalten werden kann, ohne daß sie in den hitzehärtbaren Zustand während der Zeitspanne übergeht, in der die Formzusammensetzung normalerweise im Hauptkanal beim Spritzgießen mit einem warmen Hauptkanal anwesend ist (Der Ausdruck »reaktive Zusammensetzung« bedeutet eine Zusammensetzung, die mit der Fonnzusammensetzung während eines herkömmlichen Aushärtzyklus reagieren kann.) Solche reaktiven Zusammensetzungen schließen Phenolzusammensetzungen ein, die Schmelzpunkte im Bereich von etwa 35 bis etwa 160⁰C haben. Die reaktive

50

55 Zusammensetzung ist vorzugsweise eine Phenolzusam mensetzung, die wenigstens zwei Positionen in Benzolring hat, die mit dem phenolischen Resol odei Novolak reagieren, der bei der Formzusammensetzuni verwendet wird. Spezifische Beispiele derartiger Additi ve sind p-Äthylphenol, p-lsopropylphenol, p-t-Butylphe nol, p-Cumylphenol, para-PhenylphenoI, mit Styro umgesetztes Phenol (styrenated phenol), para-Cyclohe xylphenol, para-Cyclohexenylphenol, Bisphenol-A, unc beta-Naphthol. Von diesen phenolischen Materialier eignen sich p-t-Butylphenol und p-Cumylphenol für die Erfindung am besten.

Erfindungsgemäß verwendbare Additive sind para substituierte Phenole, in denen der para-Subsiitiicn eine Alkyl-, Cycloalkyl-, Cycloalkenyl-, Phenyl-, Alkyl phenyl-, oder Hydroxyphenylalkyl-Gruppe ist, wöbe die Schmelzpunkte im vorstehend angegebenen Bereicl· zwischen etwa 35 und etwa 160⁰C liegen. (Dei Schmelzpunktbereich gilt für im wesentlichen rein« Verbindungen. Wenn Mischungen verwendet werden können diese viel niedrigere Schmelzpunkte haben.)

Das reaktive Additiv wird bei der erfindungsgemät verwendeten Phenolharz-Zusammensetzung in einei wirksamen Menge verwendet, so daß bei Verwendung des Preßphenolharzes bei einer Formzusammensetzung diese Formzusammensetzung eine verarbeitbare Viskosität bei einer Temperatur hat, die niedrig genug liegt, se daß die Aushärtrate derart ist, daß die Formzusammensetzung nicht in den hitzegehärteten Zustand in· Hauptkanal während des normalen Spritzgußverfahrens mit warmem Hauptkanal übergeht Während siel der genaue Betrag ändert, und zwar abhängig von dei spezifischen Natur des Phenolharzes, wurde gefunden daß das additive reaktive Kompound und die Tempera tür im Hauptkanal in wirksamen Mengen im Bereich von etwa 10 bis etwa 35 Gew.-% pro 100 Gew.-Teile von Resol oder Novolak (ausschließlich Hexa) zi verwenden ist

Das additive reaktive Kompound kann dem Phenolharz nach Herstellung des Harzes zugefügt werden oder es wird der Formzusammensetzung zugefügt wenn das Phenolharz ebenfalls der Formzusammenset zung zugegeben wird. Die Formzusammensetzunger werden auf herkömmliche Art und Weise hergestellt mit Ausnahme des Zufügens des additiven reaktiver Kompoundes.

Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung:

Beispiel 1

Eine Formzusammensetzung wurde aus den folgenden Komponenten hergestellt:

Gew.-Teile

Novolak A*)
Hexamethylentetramin
Füllmittel und Pigmente
ω p-t-Butylphenol

44

42

65 *) Ein herkömmliches Preßnovolak für allgemeine Zwecke, hergestellt durch sauer katalysierte Reaktion von 87 Gew.-Teilen von Phenol und 57 Gew.-Teilen Formaldehyd als Formalin.

Die Komponenten wurden in einer Zweiwalzenmfihlc bei einer Temperatur von 85" C 60 Sekunden lang gemischt, als Blatt ausgezogen und granuliert Da;

granulierte Formmaterial wurde dem Einfülltrichter einer Spritzgußmaschine mit warmem Hauptkanal ähnlich der Maschine nach F i g. 1 zugeführt. Die rückwärtige Zone der Zylinderbüchse (die ersten 45,7 cm vom Einfülltrichter) wurden bei einer Temperatur von 65,6° C gehalten. Die Vorderzone der Zylinderbüchse (die nächsten 50,8 cm und die Spritzdüse wurden bei einer Temperatur von 88° C gehalten. Die Temperatur des geschmolzenen und plastifizierten Formmaterials beim Austritt aus der Spritzdüse lag bei etwa 93° C.

Das Formmaterial wurde über einen warmen Hauptkanal einem Formhohlraum für 4 Aschenbecher eingespritzt. Das Wasser im Abschnitt mit dem warmen Hauptkanal lag bei einer Temperatur von 104° C. Die Oberflächentemperatur in den Formhohlräumen lag bei 182° C.

Ein typischer Formzyklus war wie folgt:

10 Sekunden Spritzzeit, wobei die Schnecke als Kolben wirkte, um das Formmaterial in die Formhohlräume zu drücken;

25 Sekunden Haltezeit in den Formhohlräumen;

19 Sekunden Rückwärtsdrehung der Schnecke zur Druckminderung im Formhohlraum, und um die nächste Charge des Materials zu schmelzen und zu plastifizieren.

Die Form wurde dann geöffnet, und vier geformte Aschenbecher wurden herausgenommen. Dann wurde die Form geschlossen, und der Zyklus wurde wiederholt. Der Spritzdnick am Formmaterial lag bei etwa 773 kp/cm². Der Haltedruck lag bei etwa 703 kp/cm².

Jeder Aschenbecher wog 70 g. Pro Aschenbecher ergab sich ein Ausschuß von lediglich 1 g. Wenn sich das Material im Hauptkanalsystem bei jedem Zyklus ausgehärtet hätte, wäre pro Aschenbecher ein Ausschuß von etwa 15 g angefallen.

Der vorstehend beschriebene Formzyklus wurde mehrere Stunden lang durchgeführt, und zwar an einem Werktag mit 8 Arbeitsstunden. Dabei ergab sich, daß die Anlage nicht abgestellt werden mußte, etwa wegen Verstopfens oder sonstiger Fehler des Hauptkanalsystems. Hätte man dasselbe Formen unter denselben Bedingungen mit demselben Formmaterial aber unter Fortlassen des p-t-Butylphenol aus der Zusammensetzung durchgeführt, so hätten lediglich 20 Zyklen durchgeführt werden können, bevor die Maschine wegen verstopfter Hauptkanäle hätte abgestellt werden müssen.

Die Eigenschaften der ausgehärteten Formartikel waren durch die Anwesenheit von p-t-Butylphenol in der Zusammensetzung nicht wesentlich geändert Mit der oben beschriebenen Zusammensetzung, sowohl mit als auch ohne p-t-Butylphenol*), wurden Zugstangen im Spritzgußverfahren hergestellt. Die Eigenschaften der ausgehärteten Zugstangen sind in der folgenden Tabelle II niedergelegt.

*) Die Zusammensetzung ohne p-t-Butylphenol war wie folgt:

NovolakA

Hexamethylentetramin
Füllstoffe und Pigmente

Gew.-Teile

49

42

Tabelle II

Eigenschaften der Vergleichsstücke

Eigenschaft	Ohne	Mit
	p-t-Butylph<:nol	p-t-Butylphenol
Zugfestigkeit (kp/cm²)	738	492
Biegefestigkeit (kp/cm²)	991	870,6
Elastizitätsmodul (kp/cm²)	74,900	67,900
Druckfestigkeit (kp/cm²)	2,300	2,250
Izod-Schlagzähigkeit (kg)	1,58	1,74
Spezifisches Gewicht	1,38-1,42	1 37
Wärme-Biegungstemperatur bei einem Druck von	191	185
18,48 kp/cm² in C
Wasserabsorptionsvermögen (%)	0,28	0,22
Durchschlagsfeldstärke (Volt/0,0254 mm)	238	233
Spezifischer Widerstand (Ohm/cm)	0,9XlO¹⁰	IXlO¹"
Dielelrtrische Konstante
60Hz	18,8	22,8
10³Hz	10,1	11,2
10⁶Hz	5,8	5,9
Dielektrischer Verlustfaktor
60Hz	0,81	0,83
10³Hz	0,33	0,39
10⁶Hz	0,06	0,08

Beispiel 2

Eine Spritzguß-Formzusammensetzung für einen wärmen Hauptkanal auf Resol-Basis wurde aus den folgenden Komponenten hergestellt:

Komponente Gew.-Teile

Resol A*)

Füllmittel und Pigmente

p-t-Butylphenol

44

52

*) Resol A ist ein kalt-gehärtetes Phenol-Formaldehydharz, Faktor 129.

Das Mischen, Granulieren und Formen wurde wie in Beispiel 1 erläutert durchgeführt Alle Temperaturen wurden auch unverändert beibehalten.

Folgender Zyklus fand statt: 10 Sekunden Einspritzzeit; 58 Sekunden Haltezeit im Formhohlraum; 18 Sekunden Rückwärtsdrehung der Schnecke.

Der Druck auf das Formmaterial lag bei etwa 703 kg/cm² sowohl beim Einspritzen wie auch beim Halten.

Unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen wurden Formzyklen mehrere Stunden lang durchgeführt Dabei ergab sich kein Zeichen für ein Verstopfen oder eine sonstige Fehlfunktion im Hauptkanalsystem. Ohne p-t-Butylphenol in der Zusammensetzung hätten wahrscheinlich lediglich 10 Zyklen durchgeführt werden können, bevor ein Verstopfen oder ein sonstiger Fehler im Hauptkanalsystem ein Abstellen der Maschine verlangt hätte.

Beispiel 3

Die Viskosität (in Centipoise) wurde über der Zeit bei drei verschiedenen Temperaturen (100,110 und 120⁰C) gemessen bei einer Shear-Rate von 0,07/sec in einem Wissenberg Rheometer, und zwar für die beiden in Beispiel 1 beschriebenen Formmaterialien auf Novolak-Basis. Die Ergebnisse für das p-t-Butylphenol enthaltende Material sind in Fig.2 wiedergegeben. Die Ergebnisse für dasselbe Material, jedoch ohne p-t-Butylphenol, sind in F i g. 3 gezeigt

Bei einer Temperatur von 100° C hatte das herkömmliche Formmaterial eine mehr als zweifach größere Viskosität als das Material mit p-t-Butylphenol. Nach drei Minuten war die Viskositätsdifferenz etwa dreifach. Bei einer Temperatur von 110° C war die Viskositätsdifferenz etwa dreifach, nach vier Minuten stieg die Viskosität beim herkömmlichen Material sehr stark an, nicht jedoch die von dem Material mit p-t-ButylphenoL Bei einer Temperatur von 125° C waren die Anstiegsraten etwa gleich, obwohl das p-t-Butylphenol enthaltende Material eine geringere Anfangsviskosität hatte. Ähnliche Wachstumsraten der Viskosität bei dieser Tempera-

10

tür zeigen ähnliche Aushärtraten bei Formtemperaturen an.

Es sei bemerkt, daß in den F i g. 2 und 3 die Viksosität in Poise über der Zeit in Minuten aufgetragen wurde.

Beispiel 4

Eine Formzusammensetzung wurde aus folgenden Komponenten hergestellt:

Komponente

Gew.-Teile

Resol A*)

Füllstoffe und Pigmente

Bisphenol A

44

52

*) Resol A ist ein durch Calciumhydroxyd katalysiertes Phenol/Formaldehydharz; Faktor 129.

Das Kompoundieren wurde in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise durchgeführt Unter Anwendung der Methoden von Beispiel 3 wurde die Minimalviskosität der Formmasse bei 110° C, 125° und bei 135° C bestimmt, wobei sich ergab, daß bei allen Temperaturen die Minimal-Viskosität um einen Faktor von mehr als 2 gegenüber einen Standardmaterial, das kein Bisphenol A enthielt, reduziert war. Die Härtungsgeschwindigkeit und die Viskositätszunahme waren bei niedrigen Temperaturen (Einspritztemperatur) wesentlich langer, bei der Verformungstemperatur dagegen nur geringfügig langer.

Beispiel 5

Eine Formzusammensetzung wurde aus folgenden Komponenten hergestellt:

Komponente

Gew.-Teile

Resol A*) 44

Füllstoffe und Pigmente 52 Cumylphenol 4

*) Resol A ist ein durch Calciumhydroxyd gehärtetes Phenol/ Formaldehydharz; Faktor 129.

Das Kompoundieren wurde in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise durchgeführt Unter Anwendung der Methode von Beispiel 3 wurde die Minimal-Viskosität der Formmasse bei 110°, 125° und bei 135°C bestimmt, wobei sich ergab, daß bei allen Temperaturen die Minimal-Viskosität um einen Faktor von etwa 2,5 gegenüber einem Standardmaterial, das kein Cumylphenol enthielt, reduziert war. Die Härtungsgeschwindigkeit und die Viskositätszunahme waren bei niedrigen Temperaturen (Einspritztemperatur) wesentlich langer. Bei den höheren Verformungstemperaturen war die Härtungsgeschwindigkeit nur geringfügig langsamer als beim unmodifizierten Material.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Spritzgußverfahren, bei dem eine Formmasse, welche aus einem Preßphenolharz besteht und Phenol und/oder dessen Substitutionsprodukte als Additive enthält, in einer Einspritzeinrichtung geschmolzen und plastifiziert wird und die geschmolzene und plastifizierte Formmasse durch ein Hauptkanalsystem in einen Formhohlraum gespritzt wird und wobei das Hauptkanalsystem bei einer Temperatur gehalten wird, bei der die Zeitspanne, in der die Formzusammensetzung hitzehärtet, größer ist als die normale Verweilzeit der Formmasse im Hauptkanalsystem während des Spritzgießens, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 10 bis 35 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des Preßphenolharzes einer reaktiven, p-substituierten Phenolverbindung, bei der der p-Substituent eine Alkyl-, Cycloalkyl-, Cycloalkenyl-, Phenyl-, Alkylphenyl- oder Hydroxyphenyl-alkyl-Gruppe ist und weiche einen Schmelzpunkt zwischen 35 bis 160⁰C besitzt, zugesetzt werden.

2. Spritzgußverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Phenolharz p-t-Butylphenol zugesetzt wird.

3. Spritzgußverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Phenolharz p-Cumylphenol zugesetzt wird.

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