DE2557789A1

DE2557789A1 - Polyvinylalkoholhaltige waessrige bindemittel fuer schleifmittel

Info

Publication number: DE2557789A1
Application number: DE19752557789
Authority: DE
Inventors: Albrecht Dipl Chem Dr Harreus; Richard Dipl Chem Sattelmeyer; Hermann Dipl Chem Dr Schindler; Eckart Teschner; Wolfgang Dipl Chem Zimmermann
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1975-12-22
Filing date: 1975-12-22
Publication date: 1977-06-30
Also published as: SE7614331L; CH602852A5; GB1566890A; ATA942276A; JPS5281694A; DE2557789B2; NL7614051A; DE2557789C3; ES454274A1; BE849755A; FR2336445A1; IT1070441B; AT353920B; FR2336445B1; FI763648A

Description

Polyvinylalkoholhaltxge wäßrige Bindemittel für Schleifmittel

Als Bindemittel zum Befestigen von Schleifkorn auf einer Unterlage aus Gewebe, Papier, Vulkanfiber oder Vliesstoffen werden einerseits wärmehärtbare, wasserverdünnbare Kunstharzvorkondensate, insbesondere Phenol-Formaldehyd-Vorkondensate, und andererseits Haiitleim verwendet.

Phenolharze ergeben Schleifmittel mit sehr guten thermischen und mechanischen Eigenschaften, die aber für empfindliche Schleifarbeiten zu hart sind. Außerdem erfordern sie eine Vorbehandlung der Schleifmittelunterlage und zum einwandfreien Aushärten lange Härtungszeiten.

Melamin- und Harnstoffharze lassen sich zwar bei mäßigen Temperaturen härten und sind weicher als Phenolharze. Sie neigen aber zum Verspröden und verlieren bei Lagerung an feuchter Luft ihre Festigkeit.

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Hautleim kann ohne besondere Behandlung der Unterlage bei mäßigen Temperaturen verarbeitet werden, und mit Hautleim gebundene Schleifmittel sind vor allem für empfindliche Schleifarbeiten geeignet. Ihre Wärmestandfestigkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit ist aber sehr gering.

Aus der DT-OS 1 69h 123 ist es .bekannt, Phenol-Formaldehyd-Vorkondensatenpolyvinylalkohol zuzusetzen, um die Härtung der ersten Beschichtung zu beschleunigen, ohne daß - vie es bei reinen Phenolharzen bei schneller Härtung der Fall ist - sich das Schleifkorn verschiebt oder das Harz versprödet. Der dort erwähnte Polyvinylalkohol ist als Verseifungsprodukt eines Polyvinylacetats mit einem K-Wert von 30 charakterisiert. Man erreicht mit diesem Zusatz wohl eine Verkürzung der Härtungszeit für die erste Beschichtung, muß aber für die zweite Beschichtung immer noch sehr lange Härtungszeiten in Kauf nehmen.

Ziel der Erfindung war es, die Schwierigkeiten bei der Verarbeitung von Phenol-Formaldehyd-Vorkondensaten zu beseitigen und daneben Harnstoff- und Melamin-Formaldehyd-Vorkondensate so zu modifizieren, daß sie als Bindemittel für Schleifmittel verarbeitet werden können, so daß eine Palette von synthetischen Bindemitteln zur Verfugung steht, die den Forderungen der Praxis nach Wärme- und Feuchtigkeitsbeständigkeit einerseits und variabler Härte des Schliffs andererseits gerecht wird.

Die Aufgabe wird gelöst durch polyvinylalkoholhaltige wäßrige Bindemittel, die gemäß der Erfindung enthalten (A) ein mit Wasser verdünnbares, durch Wärme härtbares Vorkondensat aus Formaldehyd und Phenol oder Melamin oder Harnstoff und (b) einen Polyvinylalkohol mit einer Esterzahl von 5 - 270,vorzugsweise I60 - 210 mg KOH/g und einer Viskosität der $igen wäßrigen Lösung von höchstens k_f vorzugsweise

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2,3 - 3,5 cP, wobei das Gewichts verhältnis der Komponenten (A) und (b) 1:9 bis 9:1, vorzugsweise 1,5:1 bis 1:1, beträgt.

Den erfindungsgemäßen Bindemitteln ist gemeinsam, daß sie ohne besondere Vorbehandlung der Unterlage aufgetragen werden können, und daß sie sehr rasch und mit verhältnismäßig hohen Temperaturen gehärtet werden können, ohne daß sie verspröden, und ohne daß sich das Schleifkorn während der Härtung verschiebt oder die Unterlage sich verzieht, wie es vor allem beim Schnellhärten von Phenolharzen geschieht. Bei Melamin- und Harnstoffharzen wird außerdem die Feuchtigkeitsbeständigkeit erheblich gesteigert.

Dieses Verhalten ist besonders überraschend, weil der erfin— dungsgemäß verwendete Polyvinylalkohol als alleiniges Bindemittel Schleifmittel mit völlig unzureichender Standzeit und sehr hoher Feuchtigkeitsempfindlichkeit liefert.

Die Kunstharz-Bindemittel sind wasserlösliche oder mit Wasser verdünnbare und unter dem Einfluß von Wärme härtbare Vorkondensate aus Formaldehyd und Phenol oder Melamin oder Harnstoff. Typische Produkte dieser Art sind z. B* Formaldehyd-Phenol-Vorkondensate mit einem Molverhältnis von 1,85:1, Formaldehyd-Melamin-Vorkondensate als teilweise methylverätherte Trimethylolmelamin-Verbindungen und Formaldehyd-Harnstoff-Vorkondensate mit einem Molverhältnis von 2,4:1, die teilweise methylveräthert sein können.

Die Erfindung wird an den nachfolgenden Beispielen erläutert,

Als Polyvinylalkohol diente in allen Beispielen ein Polyvinylalkohol mit einer Viskosität in k $iger wäßriger Lösung von 3 cP und einer Esterzahl von 200 mg KOH/g. Das Schleifkorn war in allen Fällen ein Norraalkorund der Körnung FEPA-Nr. 36 nach DIN 69100 Blatt" 1 in einer Menge von 700 g/m².

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Als Unterlage diente ein Spezialkraftpapier für Schleifbänder mit einem Flächengewicht von 180 g/m .

Zur Ermittlung des Zerspanungsindex, der ein Maß für die thermische und mechanische Belastbarkeit des Schleifmittels darstellt, wurden die hergestellten Schleifpapiere drei Tage bei 20°C und 6O $ relativer Luftfeuchtigkeit klimatisiert und zu endlosen Schleifbändern verklebt.

Diese Bänder wurden mit einem Andruck von 20 N/m und einer Geschwindigkeit von 28 m/s 10 Minuten lang gegen eine 3 mm dicke Lamelle aus Chromnickelstahl gedrückt. Der Zerspanungsindex ist das Verhältnis Gewicht des zerspanten Stahls/Gewichtsverlust des Schleifbandes.

Beispiel 1t

Vorkondensat aus Harnstoff und Formaldehyd im Molverhältnis 1:2,4.

Bindemittelt

50 GT einer 40 $igen wäßrigen Lösung des Polyvinylalkohole 36 GT einer 55 $igen wäßrigen Lösung des Vorkondensats, pH-Wert 7» Viskosität hOO cP bei 20°C.

14 GT lasser

Topfzeit! ca. 60 Stunden.

Auf die Unterlage wurden bei 22°C 110 g/m des Bindemittels aufgetragen und das Schleifkorn eingestreut. Diese Schicht wurde I5 Minuten bei 90 C im Uml.uftofen getrocknet, auf die getrocknete Schicht wurden nochmals k^O g/m*" Bindemittel aufgetragen, und das Schleifpapier wurde K) Minuten bei 90 C anti '{) Minuten bfi Π0 0 fit-hart« t»

7 U

Zerspanungsindex: h6

Beispiel 2:

Vorkondensat aus Formaldehyd und Phenol im Molverhältnis 1,85:1.

Bindemittel:

50 GT einer hO ^igen wäßrigen Lösung des Polyvinylalkohole 30 GT einer 70 ?oigen wäßrigen Lösung des Vorkondensats, pH-Wert 8,

Viskosität 500 cP bei 20°C.

Kontaktmittel: Bariumhydroxid

20 GT Wasser Topfzeit: ca. k Wochen Herstellung der Schleifpapiere wie im Beispiel 1 Zerspanungsindex:

Beispiel 3:

Vorkondensat: Teilweise methylveräthertes Trimethylol— Melamin.

Bindemittel:

50 GT einer 40 $igen wäßrigen Lösung des Polyvinylalkohol 27 GT einer 75 ^igen wäßrigen Lösung des Vorkondensate, pH-Wert 8,5,

Viskosität 500 cP bei 20°C

23 GT Wasser Topfzeit: ca, k Tage Herstellung des Schleifpapiers wie in Beispiel 1, Zerspanungsindex i T")

VERGLEICHSBEISPIELE: Beispiel 1a

37 GT des in Beispiel 1 verwendeten Vorkondensats wurden mit 13 GT Wasser und 1,5 Gew.-Teilen einer Lösung von 20 GT Ammoniumchlorid und 10 GT konzentrierter Ammoniaklösung in 70 GT Wasser .vermischt. Die Mischung hat eine Topfzeit von ca. 30 Minuten. Die Herstellung des Schleifpapiers und die Prüfung erfolgte wie in den vorangehenden Beispielen.

Die Schleifpapiere sind so spröde, daß ein großer Teil der hergestellten Schleifbänder beim Laufen über eine Umlenkrolle mit einem Radius von 45 mm bricht. Der Zerspanungsindex beträgt 8.

Beispiel 2a

29 GT des Vorkondensats gemäß Beispiel 2 wurden mit 21 GT Wasser versetzt und in den Mengen wie in den vorhergehenden Beispielen gezeigt zur Herstellung von Schleifpapieren verwendet. Unter den Härtungsbedingungen der vorhergehenden Beispiele erhält man keine brauchbaren Schleifmittel, weil das Vorkondensat unter diesen Bedingungen schaumig aufgeblähte Schichten ergibt. Es wurde deshalb abweichend von Beispiel 2 die Grundbindung 60 Minuten bei 90°C und die Deckbindung 90 Minuten bei 90°C und anschließend 30 Minuten bei 130 C gehärtet. Der Zerspanungsindex beträgt 85. Die Schleifpapiere zeigen eine deutliche Neigung zum Versprödungsbruch.

Das Beispiel 3 läßt sich mit Melamin-Vorkondensat alleine nicht nacharbeiten. Verwendet man unter den Beschichtungsund Härtungsbedingungen der Beispiele den in den Bindemitteln enhaltenon Polyvinylalkohol als alleiniges Bindemittel, so erhält man ein Schleifpapier mit einem Zei'spanungsin-

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dex von 14 (Beispiel 4a in der folgenden Tabelle).

Die Schleifpapiere gemäß den Beispielen 1, 2, 3 und 1a und 4a. wurden in. einer weiteren. Untersucliuiig 3 Tage bei 90 ηο relativer Luftfeuchtigkeit gelagert und anschließend der Zerspanungsindex ermittelt. Die folgende Tabelle zeigt die klare Überlegenheit der erfindungsgemäß hergestellten Schielfbänder.

Tabelle

Schleifband nach Beispiel	Zerspanur ursprünglich	Lgsindex n. 3 Tagen Feuchtlagerung
1	46	38
2	58	52
3	29	25
1 a	8	2
4 a	14	1,6

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Claims

Patentanspruch;

Polyvinylalkoholhaltige wäßrige Bindemittel enthaltend

(a) ein mit Wasser verdünnbares, durch Wärme härtbares Vorkondensat aus Formaldehyd und Phenol oder Melamin oder Harnstoff* und

(b) einen Polyvinylalkohol mit einer Esterzahl von 5-270, vorzugsweise 160-210, mg KOH/g und einer Viskosität der k $igen wäßrigen Lösung von höchstens h_t vorzugsweise 2.3-3·5» cP, wobei das Gewichtsverhältnxs der Komponenten (A) und (b) 1:9 bis 9:1» vorzugsweise 1.5:1 bis 1:1, beträgt.

ORIGINAL INSPECTED

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