DE4427722C2

DE4427722C2 - molding compound

Info

Publication number: DE4427722C2
Application number: DE4427722A
Authority: DE
Inventors: Boris Gibbesch
Original assignee: Keramchemie GmbH
Current assignee: Keramchemie GmbH
Priority date: 1994-08-05
Filing date: 1994-08-05
Publication date: 2003-11-06
Anticipated expiration: 2014-08-06
Also published as: DE4427722A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Formmasse zur Herstel lung von duroplastischen, chemisch beständigen Formteilen wie Apparaten, Rohren, Behältern und dgl., bestehend aus etwa 25-60 Gewichtsteilen eines Phenolformaldehyd - oder Furanharzes und etwa 40-75 Gewichtsteilen einer Mischung aus Füllstoffen, Fasern und Hilfs- bzw. Modifizierungsmit tel.The invention relates to a molding compound for manufacture treatment of thermoset, chemically resistant molded parts such as apparatus, pipes, containers and the like, consisting of about 25-60 parts by weight of a phenol formaldehyde - or Furan resin and about 40-75 parts by weight of a mixture from fillers, fibers and auxiliary or modification mit tel.

Aus den deutschen Patentschriften 27 38 490 und 27 38 491 sind teigige, insbesondere von Hand bearbeitbare Formmas sen bekannt, die zur Herstellung von chemisch beständigen, insbesondere einschichtigen Apparaten, Behältern, Rohren oder dgl. in selbstragender Bauweise verwendet werden. Da bei besteht die Formmasse aus einer Mischung aus einem heißhärtenden, vorkondensierten Phenolformaldehyd- oder Furanharz, pulverförmigem, mineralischen Füllstoff, wie Schwerspat, Kaolin, Glimmer, Graphit, Kokspulver, Ruß oder dgl., aus Verstärkungsfasern, insbesondere aus Glas- und/ oder Kohlenstoffasern, sowie aus üblichen Hilfs- und Mo difizierungsmitteln, zu denen Katalysatoren, Verdickungs mittel, Beschleuniger und dgl. gehören.From German patents 27 38 490 and 27 38 491 are doughy, especially hand-workable formmas known for the manufacture of chemically resistant, in particular single-layer apparatus, containers, pipes or the like can be used in self-supporting construction. because in the molding compound consists of a mixture of one thermosetting, precondensed phenol or formaldehyde Furan resin, powdered, mineral filler, such as Heavy spar, kaolin, mica, graphite, coke powder, soot or Like., from reinforcing fibers, in particular from glass and / or carbon fibers, as well as from conventional auxiliaries and Mo dififying agents, including catalysts, thickeners medium, accelerator and the like.

Die ausgehärtete Formmasse und damit die fertigen Formtei le besitzen eine verhältnismäßig hohe Sprödigkeit und eine geringe Reißdehnung. Die Wärmeformbeständigkeit und die Wechseltemperaturbeständigkeit sind ebenfalls gering. Darüber hinaus besitzt die ausgehärtete Formmasse aber auch eine verhältnismäßig geringe Beständigkeit gegenüber bestimmten Säuren und Lösemitteln. Die fertig gemischte, teigige Formmasse läßt sich sehr gut, insbesondere auch von Hand verarbeiten. Die Anisotropie einer Formmasse, die Phenolformaldehyd-Furanharz enthält, ist in der thermischen Dehnung verhältnismäßig hoch.The hardened molding compound and thus the finished molding le have a relatively high brittleness and a low elongation at break. The heat resistance and the Resistance to changes in temperature are also low. In addition, the hardened molding compound also has a relatively low resistance to certain acids and solvents. The ready mixed, pasty molding compound can be very well, especially from Process by hand. The anisotropy of a molding compound, the Phenol formaldehyde furan resin is in the thermal Elongation relatively high.

Aus der EP 0 343 433 B1 ist eine Phenolharz-Formmasse bekannt, aus der bei Verformung unter Hitze und Druck Form teile von ausreichender Biege- und Schlagfestigkeit beispielsweise für die Automobilindustrie hergestellt werden können. Die Formmasse besteht aus 20 bis 40 Gewichtsteilen Phenolharz, 20 bis 50 Gewichtsteilen eines faserigen Verstärkungsmittels und 25 bis 50 Gewichtsteilen eines nichtfaserigen teilchenförmigen Füllstoffs. Der Anteil des Phenolharzes setzt sich zusammen aus Novolak und Resol im Verhältnis 70 : 30 bis 20 : 80.EP 0 343 433 B1 is a phenolic resin molding compound known from the shape when deformed under heat and pressure parts of sufficient bending and impact resistance manufactured for the automotive industry, for example can be. The molding compound consists of 20 to 40 Parts by weight of phenolic resin, 20 to 50 parts by weight of one fibrous reinforcing agent and 25 to 50 parts by weight a non-fibrous particulate filler. The Portion of the phenolic resin is composed of novolak and Resole in a ratio of 70:30 to 20:80.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Form masse zu schaffen, die - ohne daß die Verarbeitungs eigenschaften beeinträchtigt werden - bessere mechanische, thermische Eigenschaften aufweist. Dabei soll insbesondere die Sprödigkeit verringert und die Reißdehnung der ausgehärteten Formmasse erhöht werden.The invention is based on the object, a form create mass that - without the processing properties are impaired - better mechanical, has thermal properties. In particular, it should the brittleness is reduced and the elongation at break of the cured molding compound can be increased.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Formmasse der eingangs beschriebenen Gattung vor geschlagen, dass die Formmasse etwa 40 bis 75 Gewichtsteile einer Mischung aus Füllstoffen, Fasern und Hilfs- bzw. Modifizierungsmitteln enthält, wobei die die Füllstoffe enthaltende Mischung 25 bis 70 Gewichtsteile Alpha- Aluminiumoxid, 0 bis 25 Gewichtsteile Graphitpulver, 3 bis 10 Gewichtsteile Kohlefasern und 0,1 bis 3 Gewichtsteile Silane aufweist.To solve this problem, according to the invention a molding compound of the type described above struck that the molding compound about 40 to 75 parts by weight a mixture of fillers, fibers and auxiliary or Contains modifiers, the fillers containing mixture 25 to 70 parts by weight of alpha Aluminum oxide, 0 to 25 parts by weight of graphite powder, 3 to 10 parts by weight of carbon fibers and 0.1 to 3 parts by weight Has silanes.

Alpha-Aluminiumoxid (Al₂O₃) ist ein weißes, sowohl in Wasser als auch in Säuren und Laugen unlösliches Pulver, welches der ausgehärteten Formmasse und damit den hergestellten Formteilen eine geringere Sprödigkeit und eine höhere Reiß dehnung verleiht. Die Wärmeformbeständigkeit und die Wechseltemperaturbeständigkeit werden erhöht, während sich gleichzeitig die Beständigkeit gegenüber bestimmten Säuren und Lösemitteln verbessert. Bei einer Formmasse, die Phenolformaldehyd-Furanharz enthält, verringert sich die Anisotropie in der thermischen Dehnung.Alpha aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) is a white powder that is insoluble in water as well as in acids and alkalis, which gives the hardened molding compound and thus the molded parts a lower brittleness and a higher elongation at break. The heat resistance and the resistance to alternating temperatures are increased, while at the same time the resistance to certain acids and solvents improves. In the case of a molding composition which contains phenolformaldehyde furan resin, the anisotropy in the thermal expansion is reduced.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungs beispielen näher erläutert.The invention is based on execution examples explained in more detail.

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel werden 50 kg Phenol formaldehydharz, 34 kg Alpha-Aluminiumoxid, 6 kg Kohlen stoffasern mit einer Länge von 6 mm und einer Dicke von 7 µm, 3 kg Graphitpulver, 0,3 kg Magnesiumoxid, 0,3 kg eines handelsüblichen Silans, 0,8 kg eines handelsüblichen Flexibilisierungsmittels und 4,3 kg eines Verdickungs mittels in einen Kneter eingefüllt und gleichmäßig vermischt. In a first embodiment, 50 kg of phenol formaldehyde resin, 34 kg alpha alumina, 6 kg carbon fabric fibers with a length of 6 mm and a thickness of 7 µm, 3 kg graphite powder, 0.3 kg magnesium oxide, 0.3 kg one commercial silane, 0.8 kg of a commercial Flexibilizer and 4.3 kg of a thickener poured into a kneader and evenly mixed.

Bei einer weiteren Mischung werden 47 kg Phenolformaldehyd- Resolharz, 40 kg Alpha-Aluminiumoxid, 6 kg Kohlenstoff fasern mit einer Länge von 6 mm und einer Dicke von 7 µm, 0,3 kg Magnesiumoxid, 0,3 kg eines handelsüblichen Silans, 5,3 kg eines handelsüblichen Verdickers und 0,8 kg eines handelsüblichen Flexbilisierungsmittels in einen Kneter eingefüllt und ebenfalls gleichmäßig vermischt.In another mixture, 47 kg of phenol formaldehyde Resole resin, 40 kg alpha alumina, 6 kg carbon fibers with a length of 6 mm and a thickness of 7 µm, 0.3 kg of magnesium oxide, 0.3 kg of a commercially available silane, 5.3 kg of a commercial thickener and 0.8 kg of one commercial Flexbilisierungsmittel in a kneader filled and also mixed evenly.

Die dabei entstandenen Formmassen lassen sich sehr gut von Hand oder auch mittels Pressen verarbeiten. Darüber hinaus sind diese Formmassen auch gut spachtelfähig.The resulting molding compounds can be very well from Process by hand or using presses. Furthermore these molding compounds are also easy to fill.

Aus den beiden Mischungen wurden Quader mit den Abmessungen von 300 × 180 × 150 mm hergestellt und bei einer Temperatur von 140°C und einem Druck von 7 bar ausgehärtet. Der aus gehärtete Quader wurde halbiert auf die Abmessungen von 150 × 180 × 150 mm. Jedes so entstandene Probestück wurde vier mal einer Wechseltemperaturbelastung von 140°C und 23°C jeweils über einen Zeitraum von 16 Stunden unterzo gen. Dabei entstanden keinerlei Risse. Bei gleichen Probe körpern, die ohne Alpha-Aluminiumoxid hergestellt wurden, konnte bereits innerhalb der ersten beiden Temperaturwech sel Risse festgestellt werden.Cuboids with dimensions were made from the two mixtures Made of 300 × 180 × 150 mm and at a temperature of 140 ° C and a pressure of 7 bar. The one out hardened cuboid was halved to the dimensions of 150 × 180 × 150 mm. Each sample thus created was four times an alternating temperature load of 140 ° C and 23 ° C each over a period of 16 hours There were no cracks. With the same sample bodies made without alpha alumina, could already change within the first two temperatures sel cracks are found.

Zur Herstellung weiterer Probekörper wird ein Phenolform aldehyd-Furanharz verwendet, welches eine Viskosität von etwa 8000 mPas besitzt. Dabei werden für eine erste Mi schung 51,5 kg Phenolformaldehyd-Furanharz, 32 kg Alpha- Aluminiumoxid, 11 kg Graphit, 3 kg Kohlenstoffasern mit einer Länge von etwa 6 mm und einer Dicke von etwa 18 µm, 0,3 kg eines handelsüblichen Härtungskatalysators und 0,8 kg eines handelsüblichen Verdickungsmittels in einen Kneter eingefüllt und gründlich miteinander vermischt.A phenol form is used to produce further test specimens aldehyde furan resin used, which has a viscosity of has about 8000 mPas. For a first Wed. 51.5 kg phenol formaldehyde furan resin, 32 kg alpha Aluminum oxide, 11 kg graphite, 3 kg carbon fibers with a length of about 6 mm and a thickness of about 18 µm, 0.3 kg of a commercially available curing catalyst and 0.8 kg of a commercially available thickener in one The kneader is filled in and mixed thoroughly.

Für eine zweite Mischung werden 51,5 kg Phenolformalde hyd-Furanharz, 32 kg Alpha-Aluminiumoxid, 22 kg Graphit, 4 kg Kohlenstoffasern mit einer Länge von etwa 6 mm und einer Dicke von etwa 18 µm, 0,3 kg eines handelsüblichen Härtungskatalysators und 0,8 kg einer handelsüblichen Verdickungsmittels ebenfalls in einen Kneter eingefüllt und sorgfältig gemischt.For a second mixture, 51.5 kg of phenol formalde hyd furan resin, 32 kg alpha alumina, 22 kg graphite, 4 kg of carbon fibers with a length of about 6 mm and a thickness of about 18 microns, 0.3 kg of a commercially available Hardening catalyst and 0.8 kg of a commercially available Thickener also poured into a kneader and mixed carefully.

Auch aus diesen beiden Mischungen werden ebenfalls Quader mit den Abmessungen 300 × 180 × 150 mm hergestellt und bei 140°C und 7 bar ausgehärtet. Auch hier werden die ausge härteten Quader halbiert, so daß Probekörper mit den Ab messungen 150 × 180 × 150 mm entstehen. Diese Probekörper werden vier mal einer Temperaturwechselbeanspruchung bei 140°C und 23°C für jeweils 16 Stunden unterzogen. Auch dabei traten keinerlei Risse in den Probekörpern auf. Pro bekörper, die ohne Alpha-Aluminiumoxid hergestellt wurden, wiesen schon innerhalb des ersten Temperaturwechsels Risse an der Schnittfläche auf. Bei den Probekörpern aus der er findungsgemäßen Formmasse konnte keine Anisotropie in der thermischen Dehnung festgestellt werden, während bei den Probekörpern ohne Alpha-Aluminiumoxid eine Anisotropie vorhanden war.These two mixtures also become cuboids made with the dimensions 300 × 180 × 150 mm and at 140 ° C and 7 bar hardened. Here, too, they are released hardened cuboid halved so that test specimens with the Ab measurements 150 × 180 × 150 mm arise. These test specimens are subjected to four times a change in temperature Subjected to 140 ° C and 23 ° C for 16 hours each. Also there were no cracks in the test specimens. per bodies made without alpha alumina, already showed cracks within the first temperature change on the cut surface. In the test specimens from which he Molding composition according to the invention could not anisotropy in the thermal expansion can be determined, while at the Test specimens without alpha alumina anisotropy was present.

Claims

Molding composition for the production of thermoset, chemically resistant molded parts, in particular apparatus, pipes and containers, consisting of 25 to 60 parts by weight of a phenol formaldehyde or furan resin and 40 to 75 parts by weight of a mixture of fillers, fibers and auxiliary and / or modifying agents, characterized in that that the mixture containing the fillers contains 25 to 70 parts by weight of alpha alumina, 0 to 25 parts by weight of graphite powder, 3 to 10 parts by weight of carbon fibers and 0.1 to 3 parts by weight of silanes.