DE3818942A1 - Formmasse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Formmasse zur Herstellung von duroplastischen, chemisch beständigen Apparaten, Behältern, Rohren und dgl., bestehend aus etwa 25-60 Gewichtsteilen ei­ nes Phenolformaldehyd-Resolharzes und etwa 40-75 Gewichtstei­ len einer Mischung aus Füllstoffen, Verstärkungsfasern und üb­ lichen Hilfsstoffen.

Aus den DE-PSen 27 38 490, 27 38 491 und 31 48 326 sind tei­ gige, insbesondere von Hand verarbeitbare Formmassen bekannt, die zur Herstellung von chemisch beständigen, einschichtigen Apparaten, Behältern, Rohren und dgl. in selbsttragender Bau­ weise verwendet werden. Dabei besteht die Mischung aus heißhär­ tenden, vorkondensierten Phenolformsldehydharzen, pulverförmi­ gen, mineralischen Füllstoffen, wie Schwerspat, Kaolin, Glim­ mer, Graphit, Kokspulver, Ruß oder dgl., aus Verstärkungsfa­ sern, insbesondere Glas- und/oder Kohlenstoffasern sowie aus üblichen Hilfsstoffen, zu denen Katalysatoren, Verdickungsmit­ tel, Beschleuniger und dgl. gehören. Bei den aus diesen Form­ massen hergestellten Formteilen können, insbesondere bei einer Temperaturwechselbeanspruchung, Risse auftreten, die sich nach­ teilig auf die Formteile auswirken.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Form­ masse zu schaffen, die eine höhere Beständigkeit gegenüber Tem­ peraturwechselbeanspruchungen aufweist und deren Beständigkeit bei der Einwirkung chemischer Medien, insbesondere organischer Lösungsmittel verbessert wird, ohne daß die mechanischen Eigen­ schaften und die Wärmestandfestigkeit beeinträchtigt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei der ein­ gangs beschriebenen Formmasse vorgeschlagen, daß das Phenol­ formaldehyd-Resolharz 0,5 bis 20 Gewichtsprozent eines oder mehrerer Polymerer auf der Basis von Butadien-1,3, 2-Chlor-bu­ tadien-1,3 oder Isopren oder deren Copolymerisate mit Acrylni­ tril mit einem Acrylnitrilanteil von 0,5 bis 45 Gewichtsprozent oder Styrol mit einem Styrolanteil von 0,5 bis 65 Gewichtspro­ zent enthält, daß die Polymeren einen Gelanteil von mindestens 45 Gewichtsprozent aufweisen und im Phenolformaldehyd-Resolharz mit einer mittleren Teilchengröße von unter 3 µm dispergiert sind.

Die Polymeren werden bevorzugt in Form feinteiliger Polymerdis­ persionen eingebracht. Derartige Polymerdispersionen sind im Handel erhältlich.

Im Hinblick darauf, daß Polymerdispersionen unterschiedliche Emulgatoren und Schutzkolloide enthalten und somit eine unter­ schiedliche Verträglichkeit mit dem Phenolformaldehydharz auf­ weisen können, ist es zweckmäßig, vorher Mischversuche durch­ zuführen, um auszuschließen, daß bei der Mischung des Phenol­ formaldehydharzes mit der Polymerdispersion eine zu starke Ver­ dickung, Klumpen- oder Gelbildung entsteht.

Neben dem erfindungsgemäßen Phenolformaldehyd-Resolharz enthält die Formmasse noch Füllstoffe, Verstärkungsfasern und übliche Hilfsstoffe. An Füllstoffen können z.B. Schwerspat, Kaolin, Glimmer, Graphit, Kokspulver oder Ruß eingesetzt werden.

Beispiele für Verstärkungsfasern sind handelsübliche Glasfa­ sern, Kohlenstoffasern, Aramidfasern, Keramikfasern oder Si­ liciumdioxidfasern. Die Fasern können z.B. als Einzelfasern mit einer mittleren Länge von 0,5-60 mm eingemischt oder als textile Fasern in Form von Geweben, Matten, Vliesen oder Gelegen in die Formmasse eingebracht werden.

Zur Beschleunigung der Härtungsreaktion können z.B. Alkali- oder Erdalkalihydroxide oder -oxide oder Säuren, wie organi­ sche Sulfonsäuren, zugesetzt werden.

Die aus einer solchen Formmasse hergestellten Formteile wei­ sen eine höhere Festigkeit gegenüber Temperaturwechselbean­ spruchungen auf und besitzen eine verbesserte Beständigkeit, insbesondere gegenüber organischen Lösungsmitteln, ohne daß die sonstigen mechanischen Eigenschaften beeinträchtigt werden.

Weitere Merkmale einer Formmasse gemäß der Erfindung sind in den Ansprüchen 2-4 offenbart.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spieles näher erläutert.

Zur Herstellung einer Formmasse gemäß der Erfindung wird ein handelsübliches Phenolformaldehyd-Resolharz mit einem Molver­ hältnis Phenol zu Formaldehyd von 1 zu 1,6, einer Viskosität von 5 000 mPas bei 25 Grad Celsius, einem pH-Wert von 7,2 und einem Wassergehalt von etwa 14 Gewichtsprozent verwendet.

100 g dieses Phenolformaldehydharzes werden mit 11 g einer han­ delsüblichen, wäßrigen Dispersion eines Copolymers aus 2-Chlor­ butadien-1,3 und Methacrylsäure (Feststoffgehalt 47% Viskosi­ tät 400 mPas bei 25 Grad Celsius, pH-Wert 7, mittlere Teilchen­ größe etwa 0,3 µm, Gelanteil im Polymer größer als 80%) homo­ gen vermischt. Dabei wird die Polymerdispersion zweckmäßiger­ weise dem Phenolformaldehydharz unter Rühren zugesetzt.

In 100 g dieser Mischung werden dann die Füllstoffe, beispiels­ weise 90 g Glimmer, eingerührt. Zusätzlich werden Katalysatoren, beispielsweise 0,5 g Magnesiumoxid, zur Beschleunigung der Här­ tungsreaktion, und weitere Hilfsstoffe wie Verdickungsmittel eingearbeitet. Aus dieser Masse und Verstärkungsfasern, bei­ spielsweise fünf Lagen eines handelsüblichen Glasrovinggewebes mit einem Flächengewicht von 400 g/qm, wird ein Laminat-Form­ teil mit einem Glasgehalt von etwa 30 Gewichtsprozent herge­ stellt. Dieses Formteil wird anschließend bei einer Tempe­ ratur von 135 Grad Celsius und einem Druck von 8 bar über einen Zeitraum von etwa 6 Stunden gehärtet.

Nach der Aushärtung des Formteiles wird dasselbe einer Tempe­ raturwechselbeanspruchung ausgesetzt. Dabei wird eine Probe dieses Formteiles zunächst 5-6 Tage bei einer Temperatur von 170 Grad Celsius und anschließend einen Tag bei Raumtemperatur gelagert. Diese Tempersturwechselbeanspruchung wird viermal wiederholt. Anschließend wird die Probe durchgeschnitten, die Schnittfläche geschliffen und poliert. Bei einer Betrachtung unter dem Mikroskop sind keine Risse feststellbar.

Claims (4)

1. Formmasse zur Herstellung von duroplastischen, chemisch be­ ständigen Apparaten, Behältern, Rohren und dgl., bestehend aus etwa 25-60 Gewichtsteilen eines Phenolformaldehyd-Re­ solharzes und etwa 40-75 Gewichtsteilen einer Mischung aus Füllstoffen, Verstärkungsfasern und üblichen Hilfsstof­ fen, dadurch gekennzeichnet, daß das Phenolformaldehyd-Resolharz 0,5-20,0 Gewichtspro­ zent eines oder mehrerer Polymerer auf der Basis von Buta­ dien-1,3, 2-Chlor-butadien-1,3 oder Isopren oder deren Co­ polymerisate mit Acrylnitril mit einem Acrylnitrilanteil von 0,5-45 Gewichtsprozent oder Styrol mit einem Styrolanteil von 0,5-65 Gewichtsprozent enthält, daß die Polymeren ei­ nen Gelanteil von mindestens 45 Gewichtsprozent aufweisen und im Phenolformaldehyd-Resolharz mit einer mittleren Teilchen­ größe von unter 3 µm dispergiert sind.

2. Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Phenolformaldehyd-Resolharz 3-12 Gewichtsprozent eines oder mehrerer Polymerer enthält.

3. Formmasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymeren zusätzlich Carboxyl- oder Methylolgruppen enthalten.

4. Formmasse nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer oder die Polymeren in Form wäßriger Polymer­ dispersionen mit einer mittleren Teilchengröße von unter 1 µm dem Phenolformaldehyd-Resolharz zugesetzt werden.