DE2752653B2

DE2752653B2 - Fließfähige, wärmehärtbare Formmasse

Info

Publication number: DE2752653B2
Application number: DE19772752653
Authority: DE
Inventors: Horst 4370 Marl Bogdanski
Original assignee: Chemische Werke Huels AG
Current assignee: Huels AG
Priority date: 1977-11-25
Filing date: 1977-11-25
Publication date: 1979-10-11
Also published as: FR2410015A1; FR2410015B1; DE2752653A1

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind fließfäh'ge, wärmehärtbare Formmassen, bestehend aus

A. einem Kondensationsharz

B. einem anorganischen Füllstoff

C. Glasfasern

D. üblichen Hilfs- und Zusatzstoffen.

In der chemischen Technik besteht ein großer Bedarf an korrosionsfesten, cheinikalienbeständigen Werkstoffen zur Auskleidung bzw. Herstellung von Apparaten, die aggressive Substanzen bei Temperaturen von oberhalb 100⁰C enthalten. Derartige Werkstoffe werden z. B. in Chemie-Ingenieur-Technik, 37, 317ff. (1965) oder in Kunststoffe, 54, 279 rechte Spalte (1964) beschrieben. Die dort genannten Stoffe besitzen grundsätzlich zufriedenstellende Eigenschaften; im Verlauf der Zeit haben sich aber einige Mangel gezeigt, die abgestellt werden müssen.

Wesentlicher Nachteil ist die erforderliche Verwendung von Asbest als Füllstoff. Einmal zeigt der faserige Asbest eine Dochtwirkung, welche das Eindringen der korrosiven Flüssigkeiten in den Werkstoff verursachen, so daß die Verwendung einer zusätzlichen ungefüllten Schicht erforderlich wird (Dublieren). Ferner haben neuere Untersuchungen ergeben, daß Asbest aller Voraussicht nach kancerogene Eigenschaften besitzt.

Aufgabe der Erfindung war es, einen Werkstoff zu finden, der — unter Aufrechterhaltung der bekannten guten Allgemeineigenschaften — ohne die Verwendung von Asbest als Füllstoff hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß als Ausgangsmaterial für den Werkstoff eine Formmasse verwendet wird, die 25 bis 50 Gewichlsprozent der Komponente A., 15 bis 35 Gewichtsprozent das Mineral Wollastonit als Komponente B. und 30 bis 60 Gewichtsprozent 5 bis 26 mm lange Glasfasern als Komponente C. enthält.

Als Komponente A. werden wärmehärtbare Kondensationsharze auf der Basis von Amino- oder Phenoplasten bzw. Furanharzen eingesetzt. Diese Produkte sind bekannt und handelsüblich. Bevorzugt verwendet werden erfindungsgemäß Phenol/Formaldehyd-Harze, in den Formmassen ist die Komponente A. bevorzugt in Mengen von 30 bis 40 Gewichtsprozent enthalten. Bei der Wahl der Kondensationsharze sowie deren Mengenanteil ist zu berücksichtigen, daß die Formmasse bei der Verarbeitungstemperatur noch auswalzbar ist

Ein weiterer wesentlicher Bestandteil ist als Komponente B. das Mineral Wollastonit. Nach Hollemann/

Hi Wieberg — Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 37.-39. Auflage (1956), Seite 329, letzter Absatz, ist Wollastonit ein Calciumsilikat mit der allgemeinen Grundformel Ca[SiO₃]. Das eingesetzte Minerai hat eine Korngröße von 30 bis 100, vorzugsweise von 35 bis

ι > 50 μπι. Unter Korngröße wird der kleinste Durchmesser eines einzelnen Teilchens verstanden. Erfindungsgemäß wird insbesonders handelsüblicher synthetischer Wollastonit, wie z. B. CASIFLUX®-Typen B 90; VP 413-004 der Quarzwerke GmbH Frechen, eingesetzt. Die bevorzugten Mengen der Komponente B. liegen bei 20 bis 30 Gewichtsprozent.

Ferner werden in an sich bekannter Weise noch Glasfasern verwendet. Es hat sich gezeigt, daß für den erfindungsgemäßen Zweck ein Glasfaseranteil von 40 bis 50 Gewichtsprozent besonders geeignet ist. Die bevorzugte Faserlänge liegt bei 13 bis 26 mm.

Als übliche Hilfs- und Zusatzstoffe können noch weiterhin Füllstoffe, Thixotropiermittel etc. eingesetzt werden.

jo Zur Herstellung der Formmasse werden alle Bestandteile in z. B. einen Vakuumkneter gegeben und bis zu 15 Minuten lang gut durchgearbeitet. Hierbei sollte die Temperatur etwa 40⁰C nicht übersteigen. Anschließend wird die plastische Masse zu Blöcken geformt, die auf

r> Kalandern zu Bahnen gewünschter Breite und Dicke ausgewalzt werden. — Das hier nur allgemein beschriebene Verfahren entspricht demjenigen Verfahren, wie es für ähnliche Stoffe bereits vom Stand der Technik ausgeübt wird.

4() Die Verarbeitung der erfindungsgemäßen Formmassen zu fertigen Apparaten oder Auskleidungen geschieht nach bekannten Verfahren. Eine eingehende Beschreibung kann z. B. Chemie-Ingenieur-Technik 37, 317-322 (1965) entnommen werden.

v-, Die erfindungsgemäßen Formmassen sowie die daraus hergestellten Teile besitzen eine Reihe von Vorteilen. Es kann auf die Verwendung von Asbest als Füllstoff verzichtet werden; im Gegensatz zu den bekannten Massen, die elektrisch leitend sind und daher mit Hilfe der herkömmlichen Materialprüfgeräte nicht untersucht werden können, sind die erfindungsgemäßen ausgehärteten Massen den üblichen elektrischen Meßmethoden zugänglich.
Ferner hat es sich überraschenderweise gezeigt, daß die erfindungsgemäßen ausgehärteten Massen bessere mechanische Kennwerte als die Massen des Standes der Technik aufweisen.

Alle Mengenangaben in der Beschreibung sowie in den Beispielen be/.ichen sich auf das Gewicht.

Beispiele
1. Be i spiel
(erfindungsgemäß)

b5 In einen Vakuumkneter werden 8 kg handelsübliches, geschnittenes Textilglas (EC 10-80-K 26 der Fa. GEVE-TEX) mit einer durchschnittlichen Faserlänge von 19,5 cm, 5,5 kg eines handelsüblichen, mittelflüssigen

Phenol/Formaldehyd-Harzes (T 77 der Fa. Dynamit Nobel AGi sowie 4 kg handelsübliches Wollastonit (CASIFLUX® VP 413-004) mit einer überwiegenden Korngröße von 45 μπι gegeben. Das verwendete Wollastonit weist nachstehende analytische Daten auf:

CaO	45%
SiO₂*)	52%
Fe₂O₃	0,1%
MgO	2%
Al₂O₃	0,1%
Glühverlust	0,5%

*) Anteil freier kristalliner Kieselsäure < 1%

Die Bestandteile werden in etwa 15 Min. zu einer homogenen Masse durchgeknetet, wobei darauf geachtet wird, daß die Temperatur der Masse nicht 40⁰C übersteigt. Über einer beheizten Düse mit rechteckigem Querschnitt (80 mm χ 300 mm) wird die Masse ausgetragen und abgelaugt.

Die erhaltenen Blöcke werden auf einem Zweiwalzenkalander unter gleichzeitigem Bepudern mit WoIlastonitpulver, um Anbackungen zu vermeiden, zur gewünschten Stärke ausgewalzt.

Die so erhaltenen Bahnen werden auf die vorgtsehene Form zugeschnitten und unter Einwirkung von Druck und Wärme ausgehärtet. Die Aushärtung erfolgt im Autoklav bei 3 bar nach folgendem Temperaturprogramm: Aufheizen auf 80⁰C innerhalb von 90 Min. und anschließendem Konstanthalten der Temperatur über

Tabelle

120 Min.; Erhohen der Temperatur innerhalb von 120 Min. auf 100⁰C und Konstanthalten hierbei 90 Min. lang; Steigerung der Temperatur um 20⁰C innerhalb von 120 Min. und nochmaligem Konstanthalten über 90 Min.; schließlich wird innerhalb von 120 Min, die Endtemperatur von 135°C eingestellt und 90 Min. lang gehalten. — Die Formteile läßt man im Ofen abkühlen.

2. B e i s ρ i e I

(Vergleich)

Es wird ein Werkstoff gemäß dem Stand der Technik (Chem. Ing. Techn. 37,318 (1965) hergestellt. Er wird aus nachstehenden Bestandteilen hergestellt:

20 kg grober Graphit, Korngröße 0,2— 1 min

(ATO IN® 321)

20 kg Edelgraphit (ATOIN 321)
15 kg Blauasbestwolle
4 kg Bleiglätte (TEGO®)
49 kg Phenol/Formaldehydharz

(T 77 der Dynamit Nobel AG)

Der für die Dublierung verwendete Anteil enthält keinen Blauasbest.

Aus den jeweils ausgehärteten Werkstoffen werden gemäß den DIN-Vorschriften Normstäbe (4 mm χ 15 mm; Länge 200 mm) hergestellt. Die nach der Prüfung erhaltenen mechanischen Kennwerte können nachstehender Tabelle entnommen werden.

Biegefestigkeit

Biege-E-Modul

Durchbiegung

Schlagzähigkeit

Zugfestigkeit

Prüfmethode	Einheiten	1. Beispiel	quer
		(erfindungsgemäß)	75,0
(DIN)		längs	19 000
53 452	N/mm²	80,0	1,70
53 457	N/mm²	21000	2,8
53 452	mm	1,64	20
53 453	KJ/m²	3,4
53 455	N/mm²	38

2. Beispiel	quer
(erfindungsgemäß)	54
längs	16 000
56	1,60
21000	1,62
1,30
1,80

Claims

Patentansprüche:

1. Fließfähige, wärmehärtbare Formmasse, bestehend aus

A. einem Kondensationsharz

B. einem anorganischen Füllstoff

C. Glasfasern

D. üblichen Hilfs- und Zusatzstoffen

dadurch gekennzeichnet, daß die Formmasse 25 bis 50 Gewichtsprozent der Komponente A, 15 bis 35 Gewichtsprozent das Mineral Wollastonit als Komponente B. und 30 bis 60 Gewichtsprozent 5 bis 26 mm lange Glasfasern als Komponente C. enthält.

2. Formmasse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 30 bis 40 Gewichtsprozent eines Phenol/Formaldehyd-Harzes als Komponente A, 20 bis 30 Gewichtsprozent eines synthetischen Wollastonits als Komponente B. und 40 bis 50 Gewichtsprozent 13 bis 26 mm lange Glasfasern als Komponente C. enthält.