DE4036557C3 - Verfahren zur Herstellung von Schleifkörpern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schleifkörpers, bei dem rieselfähiges Schleifkorn und ein pulverförmiger Kunststoff vermischt, die Mischung zu einem grünen Schleifkörper-Formling verpreßt und dieser einer Wärmehärtung unterworfen wird.

Ein sehr großer Anteil aller Schleifkörper wird mit Phenol­ harzen gebunden. Die Phenolharzbindung geht von der gleich­ zeitigen Verwendung pulverförmiger Phenolnovolake mit Hexa­ methylentetramin als Härterkomponente und Flüssigkeiten wie Phenolresolen, Kresol und/oder Furfurol aus. Abgesehen von den notwendigen arbeitshygienischen Maßnahmen bei der Her­ stellung stellt das bis zu dreitätige Brennen bei gesteuert steigenden Temperaturen bis zu 185°C eine Umweltbelastung auch insoweit dar, als hierbei erhebliche Mengen an freiem Phenol, an Formaldehyd und Ammoniak neben Wasser freiwerden und entsorgt werden müssen.

Wie bei keramisch gebundenen Schleifkörpern wird auch bei der Phenolharzbindung das Schleifkorn in einem Mischer vorgelegt und mit einer Flüssigkeit befeuchtet, hier also entweder flüssige Phenolresole und/oder Kresol und/oder Furfurol. Anschließend wird das pulverförmige Novolak-Hexa- Gemisch, meist in Verbindung mit sogenannten Schleifhilfs­ mitteln zugegeben und bis zur Erzeugung einer rieselfähigen Masse gemischt.

Die resultierende rieselfähige Masse wird dann in rotieren­ den Formen gleichmäßig eingefüllt und mit einem sogenannten Kamm eingeebnet und anschließend unter definiertem Druck verpreßt. Der aus der Form ausgestoßene "grüne" Formling wird anschließend, wie oben bereits erwähnt, ausgehärtet.

Massenware auf diesem Gebiet, also z. B. Schrupp- oder Trennscheiben für den Einsatz von Winkelkopfschleifern für den handgeführten Schliff, werden auf automatisch arbeiten­ den Pressen hergestellt. Solche Scheiben, aber auch größere Trennscheiben mit Durchmessern von 100 cm und mehr, werden mit eingelegten und mitverpreßten Glasseidengeweben ver­ stärkt wegen der bei diesen Schleifverfahren benötigten hohen Arbeitsumfangsgeschwindigkeiten von bis zu 120 m/sec.

Die weitaus meisten Schleifkörper mit Phenolharzbindung werden mit Phenolresolen aus Kornbenetzungsmitteln herge­ stellt wegen der damit erzielbaren besseren Haftung zwischen Harz und Schleifkorn. Die anderen oben erwähnten Kornbenetzungsmittel werden bei hochdichten Schleifkörpern verwendet, weil diese, im Gegensatz zu den Resolen, bei der Härtung keine Gase abspalten, die zu einer Zerstörung des Schleifkörpers bei der Aushärtung führen würden.

Phenolresole verändern ihre Viskosität jedoch nicht nur mit der Temperatur, sondern, als selbsthärtende Harze, auch mit der Zeit. Es ist dadurch nicht möglich, über einen Zeitraum von z. B. zwei Wochen die Rezepturen exakt einzuhalten. Mit der Zunahme der Viskosität muß stetig etwas mehr an Resol eingesetzt werden, ein entsprechender Betrag ist bei dem Novolak abzuziehen. Da sich aber die mechanischen Eigen­ schaften, auf die es bei Schleifkörpern hauptsächlich an­ kommt, bei ausgehärteten Resolen und Novolaken unterschei­ den, ist eine Qualitätskonstanz in erträglichen Grenzen kaum möglich.

Phenolharzgebundene Schleifscheiben werden auch im Naß­ schliff eingesetzt, insbesondere beim Schleifen von Walzen aller Art. Die eingesetzten Kühlschmiermittel sind grund­ sätzlich alkalisch wegen der Korrosionsinhibierung, und zwar beim Schleifen von Aluminium, Magnesium u. a. bis zu einem pH-Wert von bis zu 8, sonst meist um pH = 9 bis 10. Unter solchen Bedingungen wird die Phenolharzbindung, die zwar säure- aber nicht alkalibeständig ist, mehr oder weniger abgebaut.

Zusammenfassend ist also zu sagen, daß die Phenolharzbin­ dung für Schleifkörper neben verschiedenen Vorteilen einige gravierende Nachteile hat, und zwar: arbeitshygienische Bedenklichkeit, große Schwankungsbreite der Qualität bei gegebener Rezeptur, Unbeständigkeit gegenüber alkalischen Kühlmitteln und Aushärtung über einen längeren Zeitraum.

Hinsichtlich der arbeitshygienischen Bedenklichkeit ist ferner noch anzumerken, daß sich umweltfreundliche, nicht­ toxische Kühlschmiermittel in die Phenolharzbindung nicht einarbeiten lassen, ohne die Scheibenfestigkeit unerträg­ lich zu beeinflussen. Bei Trennscheiben größerer Durchmesser zum Trennen z. B. von Edelstahlknüppeln und -brammen mußten zwecks Vermeidung des gefürchteten "blauen Schnitts" blei- und antimonhaltige Verbindungen eingesetzt werden.

Das gilt im wesentlichen auch für die Herstellung von Schleifkörpern, bei denen mit einem Bindemittel gearbeitet wird, das in nicht ausgehärtetem Zustand polyacrylische Addukte von Polyisocyanaten und Polyester von Acrylsäuren aufweist (EP 0 115 160).

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung von Schleif­ körpern, die universell einsetzbar sind, eine gute Schleif­ leistung aufweisen und arbeitshygienisch unbedenklich sind.

Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren benutzt als Hauptbindemittel Pulverlacke, wie sie z. B. auch bereits zum Lackieren von Automobilkarosserien eingesetzt werden, und im Rotations- oder Flockverfahren, durch Pulverspritzverfahren wie Flamm­ spritzen, Kunststoff-Flammspritzen, im Wirbelsinterbad sowie durch elektrostatische Beschichtung aufgebracht werden. Hierbei handelt es sich um verschiedene Harze, die noch schmelzbar sind und in Abhängigkeit des Harztyps bei bestimmten Temperaturen in definierten Zeiten in den duro­ plastischen Zustand übergehen. Derartige Kunstharzpulver sind beispielsweise solche auf der Basis von Epoxidharzen, Polyesterharzen, Polyurethanharzen und vernetzten Acryla­ ten, sowie anderen Harzen.

Das vorgelegte Schleifkorn wird mit einem Flüssigharz benetzt, welches seine Viskosität über die Zeit nicht ändert, beispielsweise bei Verwendung eines Pulverlackes auf Epoxidharzbasis als Hauptbindemittel, mit einem flüssigen Epoxidharz oder einer wässrigen Dispersion eines solchen Harzes. In diesem Fall ist es günstig, wenn das Hauptbindemittel ausreichende Mengen an reaktiven Stellen für die reaktiven Gruppen des Bindemittels enthält.

Das derart benetzte Schleifkorn wird nun im Mischer mit dem Pulverlack zu einer rieselfähigen Masse verarbeitet und in üblicher Weise formgepresst und ausgehärtet. Bei der Aushärtung kann sorgloser als bisher verfahren werden, weil außer Waser, falls überhaupt, keine gasförmigen Stoffe abgegeben werden und es nach diesem neuen Verfahren mithin auch mög­ lich ist, sehr dichte Schleifkörper drucklos auszuhärten, was bei Schleifkörpern in Phenolharzbindungen undenkbar ist.

Je nach Art des verwendeten Hauptbindemittels liegt die Härtungstemperatur zwischen 150 und 250°C. Diese Tempera­ tur ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wesentlich schneller erreichbar, als dies bisher der Fall war. Allen­ falls bei der Verwendung wäßriger Bindemittel muß bei etwa 100°C eine Haltepause eingelegt werden, deren Länge sich nach der Dicke des Schleifkörpers richtet. Auch die Zeit, die bei der Endtemperatur einzuhalten ist, richtet sich nach der Dicke des Schleifkörpers. Insgesamt sind die Aus­ härtungszeiten gegenüber denjenigen der Phenolharzbindungen um rund 50% geringer.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsge­ mäßen Verfahrens hat es sich gezeigt, daß es möglich ist, bei der Herstellung der rieselfähigen Masse das Schleifkorn zunächst auf eine Temperatur zu bringen, die etwa 10°C oder mehr über der Erweichungstemperatur des Pulverlackes liegt, anschließend der Pulverlack mit dem erwärmten Schleifkorn vermischt wird, wobei der Pulverlack ganz oder teilweise aufschmilzt und eine lagerstabile Masse bildet, die formgepreßt und ausgehärtet wird.

Als Schleifkorn kommen alle bekannten Arten in Frage, wie beispielsweise Glas, Bimsstein, Quarze, Korunde, verschie­ dene Carbide, wie Siliciumcarbid (Carborundum), Borcarbid, Wolframcarbid, Nitride, wie Bornitrid, Oxide, wie Titan- Zirkonoxid und Diamant. Die Korngrößen bewegen sich im üblichen Bereich, beispielsweise nach der FEPA-Norm bei Größen von 8-1200. Die Menge des zugesetzten Schleifkorns liegt im üblichen Bereich, je nach gewünschtem Verwendungs­ zweck, beispielsweise in der Größenordnung von 30 bis 70 Vol.-%, bezogen auf das fertiggestellte Produkt.

Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, bei der Herstel­ lung des Pulverlacks der neuartigen Scheiben Hochdruck­ schmiermittel in der Schmelze einzuarbeiten. In Frage kommen hier beispielsweise Polymere wie Polyethylen, Poly­ propylen, Polyamide, Nastearat u. a. Durch diese Maßnahme wurde es möglich, Trennscheiben herzustellen, welche einen rein weißen Schnitt ergeben. Dadurch wurde der Einsatz toxischer Stoffe als Hochdruckschmiermittel, wie z. B. Blei- und Antimonverbindungen, unnötig.

Gegenüber den bekannten Schleifkörpern auf Phenolharzbasis können die erfindungsgemäß hergestellten Körper reprodu­ zierbarer in ihrer Qualität umweltfreundlich und energie­ sparender hergestellt werden. Da sie darüber hinaus alkali­ beständig sind, können sie ohne Festigkeitseinbuße auch im Naßschliff eingesetzt werden.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung eines Schleifkörpers, bei dem rieselfähiges Schleifkorn und ein pulverförmiger Kunst­ stoff vermischt, die Mischung zu einem grünen Schleifkör­ performling verpreßt und dieser einer Wärmehärtung unter­ worfen wird, gekennzeichnet durch fol­ gende Merkmale:

• 1. 1.1) Als Kunststoff wird ein Pulverlack verwendet, der bei der Wärmehärtung in den duroplastischen Zustand über­ geht, in seiner für die Mischung mit dem Schleifkorn vorliegenden Pulverform sich jedoch noch in einem schmelzfähigen Zustand befindet.
• 2. 1.2) Das vorgelegte Schleifkorn wird mit einem Flüssigharz benetzt, welches seine Viskosität über die Zeit nicht ändert, beispielsweise bei Verwendung eines Pulver­ lacks auf Epoxidharzbasis als Hauptbindemittel, mit einem flüssigen Epoxidharz oder einer wässrigen Dis­ persion eines solchen Epoxidharzes.
• 3. 1.3) Die Mischung wird unter Verzicht lauf die Beigabe von Reaktionskomponenten zu dem Schleifkörperformling ver­ preßt,
  wobei die Wärmehärtung bei Temperaturen von 150°C bis 250°C erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Pulverlack einem Kunstharz der Gruppe Epoxidharze, Polyesterharze, Poly­ urethanharze, vernetzte Acrylate angehört.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei in den Pulverlack ein Hochdruckschmiermittel eingearbeitet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Schleifkorn und der Pulverlack als rieselfähige Mischung eingesetzt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Schleifkorn zunächst auf eine Temperatur gebracht wird, die etwa 10°C über der Erweichungstemperatur des Pulverlackes liegt, anschließend der Pulverlack mit dem erwärmten Schleifkorn vermischt wird, wobei der Pulverlack ganz oder teilweise aufschmilzt und eine lagerstabile Masse bildet, die formgepresst und ausgehärtet wird.