DE2907195A1

DE2907195A1 - Waermebestaendiges material

Info

Publication number: DE2907195A1
Application number: DE19792907195
Authority: DE
Inventors: Aleksej Jakovlevi Tschernichov
Original assignee: TSCHERNICHOV
Current assignee: TSCHERNICHOV
Priority date: 1979-02-23
Filing date: 1979-02-23
Publication date: 1980-08-28

Description

Wärmebeständiges Material
Die Erfindung bezieht sich auf wärmebeständige Materialien.
Derartige Materialien werden auf den verschiedellsten Gebieten der Technik in breitem Maße eingesetzt, beispielsweise im Maschinenbau, im Gerätebau, in der Elektrotechnik und Elektronik, in der Flugzeugindustrie, im Werkzeug- und Vorrichtungsbau, in der Weltraumtechnik sowie etwa in der Kerntechnik.
Auf der Grundlage wärmebeständiger Materialien werden verschiedene Werkstoffe wie Preßstoffe, Mischungen, Adhäsionsmittel, glasfaser-, kohlenstoffaser- und borfaserverstärkte Kunststoffe und Schaumstoffe hergestellt.
Zu den tlauptanforderungen, die der heutige Stand der Technik an derartige Stoffe stellt, gehört, daß sie über längere Zeit ihre physikalischen und mechanischen Eigenschaften (zB Biege-, Druck- und Zugfestigkeit sowie Formbeständigkeit udgl) sowie die dielektrischen Eigenschaften (spezifischer Volumen- und Oberflächenwiderstand, Durchschlagspannung udgl) bei Temperaturen von 300 OC und darüber beibehalten.
Es sind bereits zahlreiche Werkstoffe auf der Pasis von Materialien bekannt, die wärmebeständige heterozykiische Polymere enthalten.
Zur Herstellung solcher Werkstoffe werden jedoch nur fertige Polymere verwendet. Ausgangsmonomere können nicht unmittelbar hierfür herangezogen werden, da bei ihrer Umwandlung in Polymere Nebenprodukte wie beispielsweise H20, C02 und NH3 auf treten, durch deren Ausscheidung die Eigenschaften der Werkstoffe wesentlich verschlechtert werden. Aus diesem Grund werden zur Herstellung von Werkstoffen mit optimalen Eigenschaften zuerst entsprechende Polymeren synthetisiert, abgetrennt und gereinigt, die dann zum Werkstoff weiterverarbeitet werden. Durch die zusätzlichen Stufen der Synthese, Isolierung und Reinigung des Polymers wird die erstellung derartiger Werkstoffe wesentlich kompliziert und verteuert und erfordert außerdem zusätzliche Produktionsflächen. Die Verarbeitung der -fertigen heterozyklischen Polymeren selbst ist ebenfalls mit wesentlichen Schwierigkeiten behaftet. Die aromatische Natur dieser Polymeren gewährleistet eine hohe thermische und thermooxidative Beständigkeit der Polymerketten und bestimmt zugleich ihre starken intermolekularen Wechselwirkungen.
Daher liegen ihre Erweichungstemperaturen bzw. die zur Verarbeitung zu Fertigerzeugnissen wie beispielsweise Preßstoffen anzuwendenden Temperaturen oft in der Nähe der Zersetzungstemperatur, dh im Bereich von 350 bis 400 Die oben genannten Schwierigkeiten können durch Verwendung von Reaktionsteilnehmern beseitigt werden, bei deren Umsetzung keine Ausscheidung irgendwelcher Nebenprodukte erfolgt. Dabei können die Stufen der Synthese, der Isolierung und Reinigung der Polymeren als selbständige Verfahrensschritte entfallen, da der Aufbau der Polymerstruktur zusammen mit der Herstellung des Werkstoffs erfolgen kann. Da die Ausgangsreaktanten höhere Beweglichkeit als die aus ihnen entstehenden Makromoleküle besitzen und der Aufbau der heterozyklischen polymeren Struktur in der Hauptsache bei Temperaturen bis 300°C abgeschlossen wirdm kann die Herstelung von Fertigerzeugnissen in diesem Fall bei Temperaturen bis 300 OC durchgeführt werden. Zu den Reaktanten mit solchen Eigenschaften gehören Bis-o-aminonitrile und Bis-o-hydroxynitrile, die bei der Umsetzung mit polyfunktionellen Isocyanaten wärmebeständige Polymere heterozyklischer Struktur der allgemeinen Formeln bilden, in denen bedeuten: Neue Beschriebungsseiten wobei R2 C1- bis C4-Alkenyl, -N=N- oder bedeutet und R3 und R4 C1- bis C3-Alkyl oder Aryl ist, und R1 C2-bis C40-Alkenyl, wobei bedeuten: R5 C1- bis C3-Alkyl, R6 C1- bis C4-Alkenyl, mit R7 und R gleich C1- bis C3-Alkyl oder Aryl (vgl. die US-PSen 3 657 186 und 3 674 749).
Die Umsetzung von Bis-o-aminonitrilen bzw. Bis-ohydroxynitrilen mit polyfunktionellen Isocyanaten wird 1 bis 24 h bei 130 bis 300 OC durchgeführt.
Wie experimentelle Untersuchungen jedoch zeigten, besitzen die unmittelbar aus den genannten Reaktanten hergestellten Werkstoffe eine hohe Sprödigkeit. Während längerem Einsatz an der Luft bei Temperaturen von 300 OC und darüber wird eine wesentliche Verringerung der Festigkeit beobachtet, wobei Risse auftreten, die oft zu einer vollständigen Zerstörung der Werkstoffe führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges wärmebeständiges Material ohne die genannten Nachteile zu entwickeln, das eine ausreichende thermische Beständigkeit aufweist und hohe physikalische Kennwerte bei Temperaturen von 300 OC und darüber beibehält.
Diese Aufgabe wird gemäß dem Anspruch gelöst.
Das erfindungsgemäße wärmebeständige Material, das ein organisches oder ein elementorganisches Bindemittel und einen Füllstoff enthält, weist als Bindemittel mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel auf, in der bedeuten: R einen organischen Rest mit 2 bis 1000 C-Atomen oder - für einen Rest mit 2 bis i000 C-Atomen, der 1 bis 1000 Si-Atome undXoder 1 bis 1000 F-Atome und/oder 1 bis 1000 Cl-Atome und/oder 1 bis 1000 Br-Atome und/oder 1 bis 1000 N-Atome und/oder 1 bis 1000 S-Atome und/oder 1 bis 1000 P-Atome und/oder 1 bis 1000 B-Atome und/oder 1 bis 1000 O-Atome enthält; X und Y zugleich oder unabhängig -NH2, -OH, -SH, -NCO, -NSO oder -NCS; Z -C=-N oder -C=CH, wobei sich Z in gleichen oder unterschiedlichen Stellungen befindet, die unter s-, ß-, ortho- und peri-Stellung in Bezug auf X und Y gewählt sind; und m, n und p ganze Zahlen mit m a 1, n > 1 und p a 1, wobei das Gewichtsverhältnis von Bindemittel zu Füllstoff 100:(0,1 bis 10000) beträgt.
Das erfindungsgemäße Material kann sowohl eine individuelle Verbindung der allgemeinen Formel als auch ein Gemisch von Verbindungen dieser Formel aufweisen.
Zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit sowie in einer Reihe von Fällen zur Verbesserung der physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Materials ist es günstig, in das Material 1 bis 99 Gew.-Teile mindestens einer Verindung der allgemeinen Formel R - Pq einzubrigen, worin bedeuten: R einen organischen Rest mit 2 bis 1000 C-Atomen oder einen Rest mit 2 bis 1000 C-Atomen bedeuten, der 1 bis 1000 Si-Atome und/oder 1 bis 1000 F-Atome und/oder 1 bis 1000 Cl-Atome und/oder 1 bis 1000 Br-Atome und/oder 1 bis 1000 N-Atome und/oder 1 bis 1000 S-Atome und/oder 1 bis 1000 P-Atome undXoder 1 bis 1000 B-Atome und/oder 1 bis 1000 O-Atome enthält, P -NCO, -NSO, -NCS, -C-N, -C=CH, -NH2, -OH oder SH; und q eine ganze Zahl ) 1.
Zur Verbesserung der physikalischen und mechanischen Eigenschaften ist es empfehlenswert, 8 bis 180 Gew.-Teile mindestens einer der folgenden Verbindungen Polybenzoxazol Polymid, PolvphenvlchinoxalinB Polyphenylensulfid, Polybenzimidazol, Polyoxadiazol und Polytriazin in ule erfindungsgemäße Zusammensetzung einzubringen.
Als Füllstoffe können erfindungsgemäß beispielsweise verschiedene faserförmige Füllstoffe wie etwa Gewebe, streifen- und bandförmige Materialien oder gehäckselte Fasern und feindisperse pulverförmige Püllstoffe wie beispielsweise Molybdändisulfid, Titandioxid, Graphit, Quarzpulver, Kupfer, Kobalt, Nickel, Blei, Wolfram, kolloidales Silber und kolloidales Eisen verwendet werden.
Außerdem können in das Material verschiedene spezielle Additive wie beispielsweise Stabilisierungsmittel, Katalysatoren, Verschäumungs- und Antifriktionsmittel oder etwa Weichmacher eingebracht werden.
Untersuchungen ergaben, daß unter Verwendung des erfindungsgemäßen Materials ein breites Sortiment verschiedener Werkstoffe zugänglich ist, die sich durch Langzeitstabilität ihrer physikalischen Eigenschaften beim Einsatz bei Temperaturen von 300 OC und-darüber auszeichnen. So weist beispielsweise ein Preßstoff auf der Basis von 3.3'-Diamino-4.4'-dicyandiphenyloxid (50 Gew.-Teile), 4.4'-Diphenylmethandiisocyanat (50 Gew.-Teile), Graphit (20 Gew.-Teile) und pulverförmigem Poly-1.3.4-oxadiazol (250 Gew.-Teile), der ausgehend von 4.4'-Diphenylphthaliddicarbonsäure und Isophthalsäuredihydrazid hergestellt und bei einem Druck von 245 bar 1 h bei 130 °C, 1 h bei 170 C und 1 h bei 200 OC verpreßt und anschließend 30 min bei 300 OC ohne Druck wärmebehandelt wurde, eine Druckfestigkeit bei 300°C von 96 MN/m² (980 kp/cm²) im Ausgansgzustand und von 108 MN/m² (1100 kp/cm²) nach 500 h thermischer Alterung an Luft bei 300 OC auf. Im Gegensatz dazu besitzt ein Preßstoff auf der Basis von 3.3'-Diamino-4.4'-dicyandiphenyloxid (50 Gew.-Teile) und 4.4'-Diphenylmethandiisocyanat (50 Gew.-Teile), der keinen Füllstoff enthält, bei 300 °C eine Druckfestigkeit von 103 MN/m² (1050 kp/cm²) im Ausgangszustand und von 64 MN/m² (650 kp/cm²) nach 500 h thermischer Alterung an Luft bei 300 °C, was einer wesentlich schlechteren Hochtemperaturfestigkeit entspricht.
Preßstoffe ohne Füllstoff besitzen ferner eine wesentlich größere Sprödigkeit, was insbesondere die Schlagfestigkeit ungünstig beeinflußt. Bei der thermischen Alterung treten Mikrorisse in derartigen Werkstoffen auf, die zur vollständigen Zerstörung führen können.
Insgesamt vereinigen die erfindungsgemäßen Materialien erstmals alle gewünschten Eigenschaften in sich, dh hohe thermische Stabilität, hohe Wärmebeständigkeit, hohe physikalische, mechanische und dielektrische Kennwerte der hergestellten Werkstoffe bei gleichzeitigem Fehlen von Lösungsmitteln, niedrige Viskosität, die Fähigkeit zur Bildung hoch füllstoffhaltiger Systeme sowie niedrige Verarbeitungstemperaturen (nicht über 300 OC) und -drucke (nicht über 490 bar (500 kp/m²)).
Preßstoffe aus dem erfindungsgemäßen Material besitzen ausgezeichnete physikalische und mechanische Eigenschaften (Druck- und Biegefestigkeitsgrenze), hohe Festigkeit von Leimverbindungen (Scherfestigkeitsgrenze) bei 20 0,300 °, 350 ° und 400 OC sowie hohe Abriebfestigkeit beispielsweise bei Schleifscheiben, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Materials hergestellt sind.
Das erfindungsgemäße Material kann bei der Herstellung verschiedener Werkstoffe nach herkömmlichen Verfahren, beispielsweise von Textoliten, Preßstoffen, Schleifwerkzeugen, ueberzügen, für Klebeverbindungen und Schaumstoffen udgl verwendet werden. Diese Werkstoffe behalten ihre physikalischen und mechanischen sowie dielektrischen Eigenschaften bei Temperaturen von 300 bis 400 OC und darüber bei.
Das erfindungsgemäße Material ermöglicht es, die Polymersynthese der Herstellung eines Erzeugnisses seiner Basis zu vereinigen und dabei die Stufen der Abtrennung und der Reinigung des Polymers einzusparen.
Außerdem ermöglicht das Vorliegen von Monomeren und/oder von Oligomeren im erfindungsgemäßen Material, die Herstellung von Erzeugnissen bei mäßigen Temperatur- und Druckwerten durchzuführen.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Materialien bietet keine Schwierigkeiten. Die Bestandteile können unmittelbar im erforderlichen Verhältnis gemischt werden. In einer Reihe von Fällen ist es zweckmäßig, das Gemisch der Bindemittelkomponenten vorher 0,5 bis 50 h auf einer Temperatur von 20 bis 180 °C zu halten. Dabei führt das entstehende Addukt bei der Herstellung eines Erzeugnisses daraus zu einem geringeren Schwund sowie zu höheren physikalischen und mechanischen Kennwerten.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.
Beispiel 1 Ein feinzerkleinertes Gemisch von 2 g einer Verbindung der Formel und 1 g Titandioxid wird in eine kalte Preßform eingebracht, darin 1 h auf 170 OC erhitzt und bei dieser Temperatur unter einem Druck von 49 bar (50 kp/cm2) 30 min gepreßt. Dann wird das Material 30 min ohne Druckeinwirkung auf 300 °C gehalten. Danach wird die Form auf 20 °C abgekühlt und das Probestück aus der Preßform entnommen (Zylinder mit 6 mm Durchmesser und 58 mm Länge). Die Eigenschaften des erhaltenen Produkts sind in der Tabelle 1 angeführt.
Beispiel 2 Ein feinzerkleinertes Pulver aus 2,567 g 3.3'-Diamino-4.4'-dicyanodiphenyloxid und 2,5 g 4.4'-Diphenyloxiddiisocyanat wird mit 95 g feindispersem Wolframpulver (Teilchengröße < 20 um) vermischt, in eine kalte Preßform eingebracht und darin 1,5 h auf 175 OC erhitzt. Das Probestück wird 2 h bei einem Druck von 98 bar (100 kp/cm2) und einer Temperatur von 175 OC gepreßt, dann 30 bis 40 min auf 300 OC erhitzt, auf 20 OC abgekühlt und aus der Form entnommen (Zylinder mit 10 mm Durchmesser und 108 mm Länge). Die Eigenschaften des erhaltenen Produkts sind in der Tabelle 1 angeführt.
Beispiel 3 Ein sorgfältig vermischtes Gemenge aus 1,5 g feinzerkleinertem 4.4'-Diphenylmethandiisocyanat und 1,42 g feinzerkleinertem 3,3'-Diamino-4,4'-dicyanodiphenylmethan wird zwischen Glasfasergewebeschichten eingebracht. Das Material (Bindemittelgehalt 30 %) wird anschließend zwischen Preßplatten gebracht, wobei 2 h unter einem Druck von 18,6 bar (20 kp/cm²) auf 175 °C und 2 h unter dem gleichen Druck auf 175 OC sowie danach 1 h ohne Druck auf 300 OC erwärmt, danach auf 20 °C abgekühlt und das Produkt aus der Presse entnommen wird. Es wird eine glasfasexplastverstärkte Kunststoffplatte von 2 mm Dicke und 100x200 mm Größe hergestellt.
Die Eigenschaften sind in der Tabelle 1 angeführt.
Beispiel 4 Ein Gemisch von 0,95 g 2.4-Toluylendiisocyanat' 1,8 g 3.3'-Diamino-4.4'-dicyanodiphenyloxid und 24,3 g gehäckseltengohlenstoffaser wird in eine Preßform eingebracht und 1,5 h auf 185 OC erhitzt, dann 1,5 h unter einem Druck von 88 bar (90 kp/cm2) auf 185 OC gehalten, danach ohne Druck 30 min auf 300 OC erhitzt und schließlich abgekühlt und aus der Form entnommen. Es werden Probestücke von 20 mm Durchmesser und 42 mm Höhe hergestellt. Die Eigenschaften sind in der Tabelle 1 angeführt.
Beispiel 5 Ein Gemisch von 3,28 g 2.5-Diamino-3.4-dicyanothiophen, 5,12 g 4.4'-Diphenyloxiddiisocyanat, 14,3 g gehäckselten Glasfasern und 10 g feindispersem Kobaltpulver wird in eine Preßform gebracht,2 h auf 190 OC 2 erhitzt, dann 1 h unter einem Druck von 49 bar (50 kp/cm²) auf 190 °C gehalten, anschließend ohne Druck 1 h auf 300 OC erhitzt und schließlich auf 20 OC abgekühlt und aus der Form entnommen. Es wird ein Probestück von 20 mm Durchmesser und 63 mm Länge hergestellt. Die Eigenschaften sind in der Tabelle 1 angeführt.
Beispiel 6 Ein Gemisch von 0,16 g 3.3'-Diamino-4.4'-dicyanodiphenyloxid, 0,16 g 4.4'-Diphenylmethandiisocyanat, 0,78 g Poly-1.3.4-oxadiazol-Pulver auf der Basis von 4.4'-Diphenylphthalid carbonsäure und Isophthalsäuredihydrazid und 0,2 g Graphit werden in eine Form gegeben und darin unter einem Druck von 245 bar (250 kp/cm2) 1 h auf 130 OC, 1 h auf 170 OC und 1 h auf 200 °C sowie danach ohne Druck 30 min auf 300 OC erhitzt und anschließend aus der Preßform entnommen.
Es wird ein Probestück von 10 mm Durchmesser und 12 mm Höhe hergestellt. Die Eigenschaften sind in den Tabellen 3 und 4 angeführt.
Beispiel 7 Ein Gemisch von 0,4 g pulverförmigem Polybenzoxazol auf der Basis von 3.3'-Dioxy-4.4'-diaminodiphenylmethan und Isophthalsäure (Dispersionsgrad 0,25 mm), 0,8 g Asbest, 0,24 g 2.5-Diamino-3.4-dicyanothiophen und 0,36 g 4.4'-Diphenylmethandiisocyanat wird in eine Preßform gegeben und darin unter einem Druck von 294 bar (300 kp/cm2) 1,5 h auf 190 °C, 1,5 h auf 250 OC sowie 30 min ohne Druck auf 300 °C erhitzt.
Es wird ein Probestück von 10 mm Durchmesser und 15 mm Höhe hergestellt. Die Eigenschaften sind in den Tabellen 3 und 4 angeführt.
Beispiele 8 bis 20 Nach der in Beispiel 7 beschriebenen Verfahrensweise werden verschiedene Werkstoffe hergestellt, die bei 300 °C stabil sind. Die Zusammensetzung der Materialien und ihre Härtungsbedingungen sind in der Tabelle 2 angegeben. Die Eigenschaften der hergestellten Werkstoffe gehen aus den Tabellen 3 und 4 hervor.

Tabelle 1

Bruchspannung bei 300 °C, MN/m² *
Bei-
spiel Druckfestigkeit Biegefestigkeit
Nr. im Ausgangszustand nach 500 h an im Ausgangszustand nach 500 h
Luft bei 300 °C an Luft bei
1 103 (1050) 64 Ä(650) 51 (520) 39 (400)
2 123 (1250) 79 (810) 57 (585) 42 (430)
3 - - 304 (3100) 152 (1550)
4 130 (1325) 90 (920) 59 (600) 43 (440)
5 125 (1270) 89 (910) 53 (545) 43 (435)

# Werte in Klammern in kp/cm² Tabelle 2

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1 2 3 4 5 6

Polyphenylchinoxalin (auf der Basis von

p-Diphenylglyoxalyloxalylbenzol und 3.3',4.4'-

Tetraaminobenzophenon) 30

16 # 3.3'-Dicyanobenzidin 14 # 250 490 (500) 2

2.5-Diisocyanatopyridin 11

gehäckeselte Glasfaser 100

glasfasercerstärkte Kugeln 2

17 # 2.5-Diamino-3.4-dicyanofuran 0,5 # 220 196 (200) 1

4.4'-Diphenylmethandiisocyanat 0,7

Polytriazin (auf der Basis von Terephthal-

säuredinitril) 7,0

Molybdändisulfid 10,0

# 130 0,7 (0,7) 1

18 # Zinkchlorid 2,1

# 230 49 (50) 0,5

2.4-Toluylendiisocyanat 10,0

2.6-Diamino-3.7-dicyanonaphthalin 20,0

12 3 4 5 6

Polyphenylensulfid 20

o 5-diamino-3. 4-dicyanopyrrol 3

19 4.4'-Diphenylmethandiisocyanat 5 230 392 (400) 1

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# Werte in Klammern in kp/cm² Tabelle 3 Bruch-Druckspannung bei 300°C, MN/m²# Beispiel Nr. im Ausgangs Zustand bei 300 °C 6 96 (980) 108 (1100) 7 98 (1000) 113 (1150) 8 103 (1050) 108 (1100) 9 108 (1100) 113 (1150) 10 98 (1000) 105 (1070) 11 98 (1000) 103 (1050) 12 118 (1200) 137 (1400) 13 98 (1000) 108 (1100) 14 64 (650) 71 (720) 15 2 (20) 2 (20) 16 60 (610) 64 (650) 17 49 (500) 50 (510) 18 59 (600) 61 (620) 19 49 (500) 53 (540) 20 49 (500) 49 (500) Werte in Klammern in kp/cm2 Tabelle 4

20*
Bruch-Biegespannung bei 300 OC, MN/m
Beispiel - nach 500 h an Luft
Nr. im Ausgangszustand bei 300 h °C
6 31 (320) 35 (360)
7 33 (340) 37 (380)
12 36 (370) 37 (380)
16 69 (700) 76 (770)
18 29 (300) 31 (320)
19 X+ C- 38 (390)
20 37 (380) 37 (380)

Werte in Klammern in kp/cm2 Beispiel 21 Mit einem Gemisch aus 1,5 Gew.-Teilen einer Verbindung der Formel 1 Gew.-Teil einer Verbindung der Formel n1 = 100 und 1,5 Gew.-Teilen einer Verbindung der Formel n=5 werden zwei Stahlstreifen zusammengeklebt. Die Klebefuge wird bei einer Temperatur von 190 OC 3 h unter einem Druck von 1 bar (1 kp/cm2) gehärtet. Die Eigenschaften der Klebefuge sind in Tabelle 6 angeführt.

Beispiele 22 bis 61 Nach der Verfahrensweise von Beispiel 21 wurden Klebeverbindungen auf der Basis verschiedener erfindungsgemäßer Materialien hergestellt. Ihre Zusammensetzung und die Härtuflgsbedingungen sind in der Tabelle 5, die Eigenschaften der Klebeverbindungen in Tabelle 6 angeführt.
Wie aus den Beispielen hervorgeht, lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Material Klebeverbindungen herstellen, die ihre hohe Festigkeit bis 400 OC beibehalten, wobei zugleich die Anwendung von Lösungsmitteln sowie hoher Temperatur- und Druckwerte bei der Herstellung der Klebeverbindungen entfällt.

Tabelle 5

Zusammensetzung Härtungsbedingungen

spiel Bestandteile Menge Temperatur Druck Dauer

Nr. g 0C bar 2) h

1 2 3 4 5 6

r o r 8 10

H2b(

a

22 0CN NCO 8 180 1 (1) 3

n 1

1311

10 10

{ Asbest 5

7-410 10

H2N CN

23 OCff¼0O$2NCH2OL0NCO 20 180 1 (1) 3

-c-c - CH2-0-C-(CH2)5-cOOH

1 h 0

Q) 5

CI QI 10

Pu Z

12 3 4 5 6

NC

OC NCO

NC5 CN

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24 S 200 4,9 (5> 2

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10 10

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30 HCOCCN)¼O G[:0C=CH 20 180 0,5 (0,5) 3

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0 CN NCO n 500

31 H0\OH 25 200 1 (1) 2

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12 3 4 5 6

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HC=C 00--H2

32 SCN-QSO2 - SO2NC5n = 20 200 0,5 (0,5)

MC - 1

13i01110

Eukryptit 10

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33 H2NCH2NH2 19 190 0,7 (0,7) 1,5

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12 4 5 6

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34 NH2 200 4,9 <5)

NC0 . . . . 30

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Nickel 150

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n = 200 5

35 ONCNC)½ 50 170 1 (1) 4

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12 3 4 5 6

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36 00K0 NCQ 20 200 0, (0,5) 5

NCO 10 10

0

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37 210 1 (1) 2

113 C\0yCCH3 2

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39 200 2 <2)

NCO NCO

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12 3 4 5 6

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110=-CB N,-N'c=c11

rr N t v N 19

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11 0-0 -c -011 15

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Nickel 10

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12 3 4 5 6

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110

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43 u NCO 195 4,9 (5)

o CN 30

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Nickel 30

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NC½ CN

m

3: 20

44 C113-C----C O-OC -C-C11 190 Q,1 (9,1)

0 3

a, 0,5

., 1

OCN 11

4¾ 1\NC0 1 50

SCN

45 11O-C112%-----csÄ -C112-011 300 2OQ O4 (0,4)

B1,01110

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3 4 5 6

12

OCN NCO

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11 11

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11

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B10H10

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H0-C112 ü0¼HCCH2OH 15

10 10

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10 10

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# Werte in Klammern in kp/cm² Tabelle 6 Bruch- und Schubspannung einer Klebeverbindung, MN/m² # Beispiel Nr. im Ausgangszustand bei nach Halten an Luft bei 20°C 300°C 350°C 400°C Prüftempe- 300°C 350°C 400°C ratur °C 100 h 100 h 50 h 1 2 3 4 5 6 7 8 9 21 26 (270) 9,8 (100) 7,8 (80) 7,4 (75) 20 9,8 (100) 9,8 (100) 9,8 (100) 300 9,8 (100) 350 - 9,8 (100) - -350 - 7,8 (80) -400 - - 7,4 (75) 22 29 (300) 8,8 (90) 8,8 (90) 7,8 (80) 20 15 (150) 14 (140) 9,8 (100) 400 - - 7,8 (80) 23 25 (250) 9,8 (100) 8,8 (90) 8,8 (90) - - - -24 29 (300) 15 (150) 8,8 (90) 8,8 (90) - - - -25 26 (265) 13 (130) 7,8 (80) 7,8 (80) 20 15 (150) 14 (140) 13 (130) 400 - -7,8 (80) 26 26 (265) - - 8,3 (85) 400 - - 8,3 (85) 27 19 (190) 13 (130) 9,3 (95) 9,3 (95) 400 - - 8,3 (85) 28 30 (310) - - 9,1 (93) 400 - - 9,1 (93) 29 25 (250) - - 8,8 (90) 400 - - 8,8 (90) 30 29 (300) - - 8,3 (85) 400 - - 8,3 (85) 31 26 (270) - - 8,8 (90) 400 - - 8,8 (90) 32 25 (250) - 7,6 (78) 7,6 (78) 400 - - 7,6 (78) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 33 19 (195) - - 8,8 (90) 400 - - 8,8 (90) 34 34 (350) - - 9,6 (98) 400 - - 9,6 (98) 35 34 (350) - - 9,3 (95) 400 - - 9,3 (95) 36 20 (200) - - 7,8 (80) 400 - - 7,8 (80) 37 34 (350) - - 9,0 (92) - - - -38 28 (290) - - 8,3 (85) 400 - - 7,4 (75) 39 36 (370) - - 7,4 (75) 400 - - 5,9 (60) 40 20 (200) 20 (200) 9,6 (98) 9,3 (95) 400 - - 9,3 (95) 41 31 (320) - - 8,5 (87) 400 - - 8,3 (85) 42 27 (275) - - 7,7 (79) 400 - - 7,5 (76) 43 29 (300) - - - - - - -44 25 (250) 15 (150) 7,8 (80) 7,4 (75) - - - -45 19 (195) - - 8,8 (90) - - - -46 23 (230) - - 7,7 (79) 400 - - 7,7 (79) 47 22 (225) - - 7,8 (80) 400 - - 7,8 (80) 48 24 (240) 19 (190) 7,7 (79) 8,5 (87) 400 - - 8,3 (85) 49 19 (195) 9,8 (100) - 8,6 (88) 400 - - 8,6 (88) 50 28 (285) - - 7,4 (75) 400 - - 6,9 (70) 51 34 (350) - - 7,4 (75) 400 - - 7,4 (75) 52 29 (300) 20 (200) 8,8 (90) 8,8 (90) 350 - 8,8 (90) -53 25 (250) 20 (200) 8,7 (89) 8,3 (85) 400 - - 8,3 (85) 54 19 (195) 18 (180) 7,8 (80) 7,8 (80) 400 - - 7,8 (80) 55 27 (280) - - 9,3 (95) 400 - - 9,1 (93) 56 29 (295) - - - - - - - - 1 2 3 4 5 6 7 8 9 57 38 (385) - - 9,6 (98) 400 - - 9,3 (95) 58 20 (200) - - 5,9 (60) 400 - - 5,9 (60) 59 19 (190) 18 (180) 17 (170) 6,7 (68) 400 - - 6,7 (68) 60 22 (220) - - - 400 - - 8,8 (90) 61 30 (310) - - - 350 - 9,3 (95) -# Werte in Klammern in kp/m² Beispiel 62 3,5 g gepulverter Diamant mit einem Dispersitätsgrad unter 50 Xum werden mit 0,6 g einer Verbindung der Formel 0,8 g einer Verbindung der Formel und 20 g Kupferpulver vermischt. Das Gemisch wird in eine Preßform gebracht, darin ohne Druck auf 120 OC und unter einem Druck von 490 bar (500 kp/cm²) auf 210°C erhitzt und danach 0,5 h unter einem Druck von 549 bar (560 kp/cm2) auf 210 OC gehalten. Die Eigenschaften einer damit hergestellten Schleifscheibe sind in Tabelle 8 angegeben.

Beispiele 63 bis 97 Nach der. Verfahrensweise von Beispiel 62 wurden Schleifwerkzeuge auf der Basis verschiedener erfindungsgemäßer Materialien hergestellt. Ihre Zusammensetzung sowie die Härtungsbedingungen sind in der Tabelle 7, die Kennwerte der Schleiffestigkeit der hergestellten Werkzeuge in Tabelle 8 angeführt.
Das auf der Basis des erfindungsgemäßen Materials hergestellte Werkzeug ist universell verwendbar, da es die Beurteilung sowohl von Stahl als auch von superfesten Werkstoffen vom Typ des kubischen Bornitrids ermöglicht. Die damit hergestellten Werkzeuge weisen erhöhte Schleiffestigkeit auf und behalten ihre Schleiffestigkeitskennwerte auch unter harten Praxisbedingungen bei,d.h.ohne Abkühlung und bei großem Schleifwerkzeugvorschub. Die entsprechenden Werkzeuge lassen sich auf den verschiedensten Gebieten einsetzen, beispielsweise im Maschinenbau, im Flugzeugbau und in der Glas-und Schmuckindustrie.

Tabelle 7

O, n

a Bestandteile Menge Temperatur Druck Dauer

EN g 0c bar 2)

1 2 3 4 5 6

OX C112 -%)-NCo 0,9

NC

G a tr 0,6

63 H2N N112 250 294 (300) 0,5

iQ)

Diamant 3,9

X Ò Q O re O O

NC OI 0,8

=I rc O

64 230 490 <500) 0,4

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a

12 3 4 5 6

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un / ot l o

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o l n

0 19

o 4

a, C112-0 NH 0,7

r - 2

OC CO

o 0 0,8

66 OCN NCO 250 382 (390) 0,4

noo

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Kupfer 20

O Q

NCN 0 0,

SCN C112cs 8

68 110 3;rC,

U O 15

Z 8

Diamant 3,5

N O L h x

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113C 13 CH 0,9

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n

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7.6 oy)i){i sulfid NCO 7 250 392 (400) 0,75

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I 0,7

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Werte in Klammern in kp/cm² Tabelle 8 Beispiel Schleiffestigkeit, mg/g feste Legierung Nr.

6) 0,26 65 0,28 69 0,30 72 0,25 74 0,21 r7 0,20 79 0,18 89 0,11 94 0,17 96 0,30 Beispiel 98 Man vermischt 20 g eines Polyisocyanats der Struktur n = 1 bis 100 20 g 3.3'-Dicyano-4.4'-diaminophenylmethan, 60 g Aceton und 30 g Asbest. Das resultierende Gemisch wird in eine Form gegossen, in einen hermetisch abgeschlossenen Behälter gebracht und 24 h bei 20 °e gehärtet. Das fertige Erzeugnis mit den Abme.ssungen 4 x 4 x 5 cm wird 3 h bei 50 0c und 2 h bei 120 OC thermisch behandelt. Die Eigenschaften des erhaltenen Materials sind in den Tabellen 11 und 12 angeführt.
Beispiele 99 bis 107 Nach der Verfahrensweise von Beispiel 98 wurden Werkstoffprobestücke auf der Grundlage verschiedener erfindungsgemäßer Materialien hergestellt. Ihre Zusammensetzung sowie die Härtungsbedingungen sind in Tabelle 9, die Eigenschaften der erhaltenen Probe-: stücke in den Tabellen 11 und 12 angeführt.

Tabelle 9

110

Nr. 3estanteile Menge Temperatur Dauer Te.pratur Dauer

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Beispiel 108 Man vermischt 20 g eines Polyisocyanats der Struktur n s 1 bis 10, 20 g 3.3'-Dicyano-4.4'-diaminodiphenylmethan und 20 g eines Epoxyharzes auf der Basis von Epichlorhydrin und Diphenylolpropan (Epoxygruppengehalt 18 %).

Das Gemisch wird in eine Form gegossen und 20 h bei einer Temperatur von 60 °C gehärtet. Das erhaltene Probestücke wird aus der Form entnommen und zusätzlich 5 h bei einer Temperatur von 200°C nachgehärtet.
Beispiele 109 bis 111 Nach der Verfahrensweise von Beispiel 108 wurden WerkstofSprob.estücke auf der Basis verschiedener erfindusgemäßer Materialien hergestellt. Ihre Zusammensetzung sowie die Härtungsbedingungen sind in Tabelle 10, die Eigenschaften der erhaltenen Probestücke in den Tabellen 11 und 12 angeführt.

Tabelle 10

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Nr. Bestandteile Menge Tempratur Dauer Tempratur Dauer

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Tabelle 11 Beispiel Dauer der thermischen Gewichtsverlust % Alterung an Luft bei 250 °C h 98 300 3 99 100 1 100 500 2,5 1(1 )00 5 102 100 0,5 105 500 1 104 500 2 105 100 1 106 100 0,6 107 500 3 108 500 0,2 109 500 0,5 110 100 0,1 111 500 1 Tabelle 12

Beispiel Testtemperatur Druckfestigkeit v

Nr. oO MN/m2 (kp/cm2)

Druck

98 20 69 (logo)

99 20 O ( 800)

100 20 3do ( 900)

101 20 tD 4 ( 900)

300 tse ( 490)

102 20 zog ( 8ovo)

103 20 soW't ( 800)

104 20 ihre ( 950)

105 20 ,4-æ+ ( (1000)

1o6 20 C ( 900)

300 %j 4CH2( 600)

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108 20 iz -r-1 (1200)

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110 20 4& (1900)

300 tM S ( 900)

111 0 20 ;L3! ( 8ovo)

Claims

Neue Ansprüche 1 und 2 1. Wärmebeständiges Material mit einem organischen bzw.

elementorganischen Bindemittel und einem Füllstoff, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel als Bindemittel, in der bedeuten: R einen organischen Rest mit 2 bis 1000 C-Atomen1 der gegebenenfalls t bis 1000 Si-Atome und/oder 1 bis 1000 F-Atome undZoder 1 bis 1000 Cl-Atome und/oder 1 bis 1000 Br-Atome und/oder 1 bis 1000 N-Atome und/oder 1 bis 1000 S-Atome und/oder 1 bis 1000 P-Atome und/oder 1 bis 1000 B-Atome und/oder 1 bis 1000 O-Atome enthält, X und Y zugleich oder unabhängig -NH2, -OH, -SH, -NCO, -NSO oder NCS; Z -C#N oder -C#CH in gleichen oder unterschiedlichen 530-(P.76510-x-61)-SF-Bk Positionen, die gegenuber X und Y a-, ß-, ortho oder periständig sind, und m, n und p-ganze Zahlen mit m>' 1, n 1 und p # 1, wobei das Gewichtsverhältnis von Bindemittel zu Füllstoff 100:(0,1 bis 10000) beträgt.
2. Wärmebeständiges Material nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß es 1 bis 99 Gew.-Teile mindestens einer Verbindung der allgemeinen Formel R - Pq enthält, in der bedeuten: R einen organischen Rest mit 2 bis 1000 C-Atomen, der gegebenenfalls 1 bis 1000 Si-Atome und/oder 1 bis 1000 F-Atome und/oder 1 bis 1000 Cl-Atome und/oder 1 bis 1000 Br-Atome und/oder 1 bis 1000 N-Atome und/oder 1 bis 1000 S-Atome und/oder 1 bis 1000 P-Atome und/oder 1 bis 1000 B-Atome und/oder 1 bis 1000 0-Atome enthält, P -NCO, -NS0, -NCS, -C=N, -C=-CH, -NH2, -OH oder -SH und q eine ganze Zahl # 1.
3. Wärmebeständiges Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es 8 bis 180 Gew.-Teile Polybenzoxazol, Polyimid, Polyphenylchinoxalin, Polyphenylsulfid, Polybenzimidazol, Polyoxadiazol und/oder Polytriazin enthält, die einzeln oder miteinander kombiniert vorliegen können.