DE2621459A1 - Harnstoff-formaldehyd-verbundstoffe - Google Patents

Harnstoff-formaldehyd-verbundstoffe

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DE2621459A1 DE19762621459 DE2621459A DE2621459A1 DE 2621459 A1 DE2621459 A1 DE 2621459A1 DE 19762621459 DE19762621459 DE 19762621459 DE 2621459 A DE2621459 A DE 2621459A DE 2621459 A1 DE2621459 A1 DE 2621459A1
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verbundwerkstoffe, wie beispielsweise Schichtstoffe, Formlinge, Gußlinge, Überzüge und dergl. (nachstehend als "Verbundstoffe" bezeichnet), auf Basis eines warmhärtbareη Harzes (insbesondere Harnstoff-Formaldehyd, Melamin-Formaldehyd, Phenol-Formaldehyd und irgendwelchen Mischungen davon), die eine Verstärkung aus einem Fasermaterial enthalten. Das Harz kann üblicherweise durch Zugabe von Natriumsilikat und/oder einem Latex, beispielsweise durch Zugabe von bis zu 25 Gew.-% Latex auf 100 Gewichtsteile Harz modifiziert werden.
Verfahren zur Herstellung von Gußlingen, Formungen, Klebestoffen, Klebemassen, Überzügen und dergl. aus warmhärtbaren Harzen, insbesondere Harnstoff-Formaldehyd, sind in den britischen Pa-
609850/0916
VIII/13
Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 Postscheck (München) Kto. 670-43-804
262U59
tentanmeldungen Nr. 37196/73, 51225/73, 33579/74, 34783/74, 5281/75 und 6773/75 beschrieben, die den US-Patentanmeldungen Nr. 493150, 518966, 595756, 595573, 656088 bzw. 656586 entsprechen.
Harnstoff-Formaldehyd-Verbundstoffe können hergestellt werden, indem man eine Verstärkung aus Fasermaterial mit angesäuertem, wässrigem Harnstoff-Formaldehyd-Harz imprägniert, welches modifiziert oder unmodifiziert sein kann und das imprägnierte Material, beispielsweise auf einer heißen Oberfläche erhitzt, um das Wasser zu vertreiben und das Harz zu härten, so daß auf diese Weise ein Verbundstoff gebildet wird. Es wurde gefunden, daß der Verbundstoff reißen kann und daß dies um so wahrscheinlicher ist, wenn einer oder beide der folgenden Zustände vorliegen, nämlich wenn
(a) eine Oberfläche des Verbundstoffes ohne eine faserartige Verstärkung vorliegt, so daß er austrocknet und einschrumpft, während er durch die entgegengesetzte faserverstärkte Fläche festgehalten wird;·
(b) die Fläche des Verbundstoffes in der Nähe der zum Trocknen und Härten des Verbundstoffes verwendeten heißen- Fläche nicht rasch genug Wasser verlieren kann, welches typischerweise der Fall ist, wenn der Verbundstoff eine bestimmte Stärke überschreitet^d.h. etwa über 1 mm aufweist). In diesem Fall härtet diese Oberfläche des Verbundstoffes, bevor eine erhebliche Wassermenge entfernt ist, und der Verbundstoff schrumpft und springt bei der Entfernung von der heißen Oberfläche.
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"■ O "-
Es wurde gefunden, daß das Einreißen bzw. Springen unter diesen und ohne Zweifel anderen Umständen verhindert werden kann, falls die Mischung aus Harnstoff-Formaldehyd und dem Fasermaterial mit einem teilchenförmigen Material gefüllt wird, welches eine höhere Dichte als das Harnstoff-Formaldehyd-Harz besitzt. Während der Erhitzungsstufe sinkt dieses Material mit höherer Dichte leicht durch die Harnstoff-Formaldehyd/Faser-Mischung oder wird auf andere Weise angereichert, so daß der Anteil des Verbundstoffes in der Nähe der heißen Oberfläche eine höhere Konzentration des Füllstoffs enthält. Dieses teilchenförmige Füllmaterial kann so ausgewählt werden, daß unter den Bedingungen der Erhitzungsstufe die Absetzgeschwindigkeit des Füllstoffs durch die Harnstoff-Formaldehyd-und Fasermischung ausreichend ist, um eine größere Anreicherung des Füllstoffes im unteren Teil des Verbundstoffes als in dessen oberen Teil zu bilden. Andererseits kann das teilchenförmige Füllmaterial zuerst als ein Bett oder als eine Schicht mit irgendeiner gewünschten Form eingelagert werden, und .danach kann ,vor dem Erhitzen ,die Harnstoff-Formaldehyd-und Fasermischung auf dessen Oberteil aufgebracht bzw.eingelagert werden,so daß das teilchenförmige Füllmaterial schon in der Bodenfläche des Verbundstoffes angereichert ist. Falls andererseits die Harnstoff-Formaldehyd-und Fasermischung zunächst teilweise gehärtet werden soll, kann der Füllstoff danach auf die obere Fläche der teilweise gehärteten Mischung ausgebreitet werden und die Teilchen sinken nur eine kurze Strecke in den Verbundstoff, bevor die Härtung vollständig ist. Somit wird eine größere Konzentration des Füllstoffes im oberen Teil des Verbundstoffes als in dessen unteren Teil erzeugt.
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-A-
Gegenstand der Erfindung ist ein Verbundstoff aus einer Mischung aus wenigstens einem wärmehärtbaren Harz (insbesondere Harnstoff-Formaldehyd, Melamin-Formaldehyd, Phenol-Formaldehyd und irgendwelchen Mischungen davon} einem verstärkenden Fasermaterial und einem absetzbaren, teilchenförmigen Füllmaterial, welches eine höhere Dichte als das Harz besitzt, wobei das absetzbare, teilchenförmige Füllmaterial in einer größeren Konzentration an oder in der Nähe einer Oberfläche des Verbundstoffes als an oder in der Nähe der entgegengesetzten Oberfläche des Verbundstoffes vorliegt.
Das verstärkende Fasermaterial kann irgendeines von denjenigen Materialien sein, die üblicherweise zur Verstärkung von Blöcken, Verkleidungen, Rohren, Schichtstoffen oder dergl. verwendet werden, insbesondere diejenigen, die aus wärmehärtbaren Harzen hergestellt werden. Zu Beispielen von geeigneten verstärkenden Fasermaterialien zählen anorganische Fasern, wie Glas und Asbest, organische Fasern, wie Jute und Sisal, Kunststoffasern, wie Nylon und Zellstoff, das bei der Papierherstellung verwendet wird.
Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundstoffes, wie in dem unmittelbar vorstehenden Absatz beschrieben ist, wobei man eine Mischung aus dem Harz oder den Harzen, dem verstärkenden Fasermaterial und dem absetzbaren, teilchenförmigen Füllmaterial in irgendeine gewünschte Form bringt, und die Mischung zur Vertreibung des Wassers und zur Härtung des Harzes oder der Harze erhitzt.
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262H59
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird das teilchenförmige Füllmaterial zuerst als eine Schicht oder als ein Bett von irgendeiner gewünschten Gestalt niedergelegt und danach wird vor dem Erhitzen eine Mischung aus dem Harz oder den Harzen und dem verstärkenden Fasermaterial darauf aufgebracht.
Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Mischung aus dem Harz oder den Harzen und dem verstärkenden Fasermaterial in irgendeine gewünschte Form gebracht, und zur Vertreibung eines Teils des Wassers und zur teilweisen Härtung des Harzes oder der Harze erhitzt. Danach wird das absetzbare, teilchenförmige Füllmaterial über die teilweise gehärtete Mischung ausgebreitet, welche weiter erhitzt wird, um weiteres Wasser zu vertreiben und das Harz oder die Harze vollständig zu härten. Das Erhitzen wird vorzugsweise auf einer heißen Oberfläche durchgeführt. Die Parameter des teilchenförmigen Füllmaterials, welche diesen absetzenden Effekt leicht herbeiführen, sind in erster Linie hohe Dichte, vorzugsweise verbunden mit großer Korngröße und im wesentlichen mit gleicher Teilchenform. Feiner Sand und Aluminiumoxid sind gute Beispiele von geeigneten Füllstoffen, da sie a.n oder in der Nähe der Oberfläche des Verbundstoffes angereichert werden. Der Füllstoff (beispielsweise Sand) kann in Zumischung mit einem nichtabsetzbaren Füllstoff, verwendet werden, welcher im v/esentlichen gleichförmig überall in dem Verbundstoff verteilt ist, beispielsweise ein feinerer Gips, Stuckgips, Ton oder ein noch feiner gemahlener Sand. Wenigstens 100 Teile (und vorzugsweise etwa 150 Teile)Füllstoff je 100 Harzteile werden Verwendet).
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Diese Ansätze sind insbesondere verwendbar, wenn das Absetzen des Füllstoffes durch Zentrifugieren beschleunigt werden kann, beispielsweise bei der Herstellung eines Rohres, wobei man eine Harnstoff-Formaldehyd-Mischung innerhalb eines heißen Tubus verspinnt. Wenn zentrifugiert wird, können feinere oder weniger dichte Teilchen in der äußeren Haut des Materials zum Absetzen gebracht werden ( als ohne Zentrifugieren.
Beispiel
Ein Blatt aus Verbundstoff wurde hergestellt f j_n^em man 150 Teile
Siliciumdioxidsand (BDH-Katalog Nr. 33093) und 100 Teile eines modifizierten Harnstoff-Formaldehyd-Harzes vermischt, wie in der anhängigen britischen Patentanmeldung Nr. 34783/74 beschrieben ist.
Dieses Harz wurde aus 80 Teilen Aerolite 300 (Ciba Geigy Ltd - eine 66 % ige Harzlösung in Wasser) und 20 Teilen Neoprene 400 (Du Pont - ein Polymerlatex mit einem Gehalt von 50% Wasser) hergestellt.
Die Mischung wurde durch Zugabe von 10 Teilen einer 10 % igen Ameisensäurelösung angesäuert und auf ein Aluminiumfolienblatt ausgebreitet und mit einer einzelnen zerhackten Glasfaserstrangmatte überzogen (Supremat, hergestellt von Fibreglass Ltd, Gewicht
_2
300gm ). Das Harz wurde durch die Matte mit einer Schaufelwalze "durchgetrieben" unc* die Oberfläche der Harz/Sand-Mischung wurde abge-
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glättet. Die ganze Zubereitung wurde dann auf eine heiße Platte bei einer Oberflächentemperatur von 65 C gestellt. Nach 6 Minuten wurde der gelierte Verbundstoff entfernt und die Aluminiumfolie von der unteren Fläche abgeschält. Dieses Verfahren war mit der Freisetzung von Dampf und Formaldehyddämpfen begleitet.
Das Verfahren wurde unter Verwendung eines niedrigeren Sandanteils (100 Teile) in der Mischung wiederholt.
Die erste Probe besaß eine größere Sandanreicherung in der unteren Fläche als die zweite Probe. Nach der Nach-Härtung bei 90°C erfolgte eine ganz leichte Verformung des Verbundstoffes, wobei die Proben auf der unteren Fläche leicht konkav wurden. Die erste Probe wurde nur ganz leicht gehärtet, und zeigte keine Risse. Die zweite Probe wurde mehr gehärtet und Risse wurden beobachtet, die bis zu den Glasfasern eindrangen.
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Claims (10)

262H59 Patentansprüche
1. Verbundstoff aus eineif Mischuhg aus wenigstens einem wärmehärtenden Harz, einem verstärkenden Fasermaterial und einem teilchenförmigen Füllmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige Füllmaterial eine höhere Dichte als das Harz besitzt und in einer höheren Konzentration an oder in der Nähe einer Oberfläche des Verbundstoffes als an oder in der
Nähe der entgegengesetzten Oberfläche des Verbundstoffes abgesetzt und vorhanden ist.
2. Verbundstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmehärtende Harz ein Harnstoff-Formaldehyd-, Melamin-Formaldehyd-, Phenol-Formaldehydharz oder irgendeine Mischung davon ist.
3. Verbundstoff nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er ein weiteres nicht-absetzbares, teilchenförmiges Füllmaterial enthält, welches im wesentlichen gleichförmig überall in dem Verbundstoff verteilt ist.
4. Verbundstoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere nicht- absetzbare teilchenförmige Füllmaterial eine geringere Dichte und/oder eine kleinere Korngröße als das absetzbare, teilchenförmige Füllmaterial besitzt.
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262H5.9
5. Verfahren zur Herstellung eines Verbundstoffes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mischung aus dem Harz oder den Harzen, dem verstärkenden Fasermaterial und dem absetzbaren, teilchenförmigen Füllmaterial in irgendeine gewünschte Gestalt bringt und die Mischung zum Austreiben des Wassers und zur Härtung des Harzes oder der Harze erhitzt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige Füllmaterial zuerst als eine Schicht oder als ein Bett von irgendeiner gewünschten Gestalt eingelagert wird und danach vor der Erhitzungsstufe eine Mischung aus dem Harz oder den Harzen and dem verstärkenden Fasermaterial darauf aufgebracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mischung aus dem Harz oder den.Harzen und dem verstärkenden Fasermaterial zuerst in irgendeine gewünschte Form bringt und zum Austreiben, eines Teils des Wassers und zur teilweisen Härtung des Harzes oder der Harze erhitzt und danach das absetzbare, teilchenförmige Füllmaterial über die teilweise gehärtete Mischung ausbreitet, welche ferner zur Austreibung des weiteren Wassers und zur vollständigen Härtung des Harzes oder der Harze erhitzt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man in die Mischung ein weiteres nicht-absetzbares teilchenförmiges Füllmaterial einsetzt, welches eine geringere Dichte und/oder eine kleinere Korngröße als das absetzbare, teilchenförmige Füllmaterial besitzt.
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262U59
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das Erhitzen auf einer heißen Oberfläche
durchführt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mischung innerhalb eines heißen Tubus
zur Herstellung eines Rohres zentrifugiert. .
609850/0916
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NL (1) NL7605177A (de)
SE (1) SE7605460L (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3107852A1 (de) * 1981-03-02 1982-09-16 Sika AG, vorm. Kaspar Winkler & Co., 8048 Zürich Verfahren zur herstellung von hochkonzentrierten, niedrigviskosen, waessrigen loesungen von melamin/aldehydharzen
DE3107853A1 (de) * 1981-03-02 1982-09-16 Sika AG, vorm. Kaspar Winkler & Co., 8048 Zürich Verfahren zur herstellung von hochkonzentrierten, niedrigviskosen, waessrigen loesungen von n-modifizierten melamin/aldehydharzen
DE19535158A1 (de) * 1995-09-22 1997-03-27 Schock & Co Gmbh Integrales plattenförmiges Bauteil und Verfahren zu seiner Herstellung

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AU502091B2 (en) 1979-07-12
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JPS51140981A (en) 1976-12-04
IT1061057B (it) 1982-10-20
BE841881A (fr) 1976-11-16
AU1380676A (en) 1977-11-17

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