DE613051C - Verfahren zur Herstellung von Schleif- und Polierwerkzeugen - Google Patents

Description

Es ist bekannt, Schleif- oder Polierwerkzeuge aus gekörnten Schleifmaterialien unter Verwendung von Phenolaldehydharzen als Bindemittel herzustellen. Nach dem bekannten Verfahren arbeitet man z. B. in der Weise, daß man das Schleifmaterial mit dem härtbaren Phenolharz bzw. der Phenolharzkomposition vermischt und darauf durch gleichzeitige Anwendung von Druck und Hitze in die gewünschte Form, z. B. zu Schleifscheiben, verpreßt. Man kann aber auch so arbeiten, daß man das geschmolzene oder mit Verdünnungs- oder Plastizierungsmitteln versetzte Phenolharz nach dem Vermischen mit dem Schleif material bei gewöhnlicher oder bei mäßig erhöhter Temperatur nach dem sogenannten Kaltformungsverfahren verpreßt und die Überführung der in den gepreßten Gegenständen enthaltenen härtbaren Phenol-

ao harzbindemittel erst dann durch Erhitzen vornimmt.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung dieser bekannten Verfahren. Es wurde gefunden, daß man die Eigenschaften der Schleif- oder Polierwerkzeuge wesentlich verbessern kann, wenn man das Schleifmaterial mit Lösungen von härtbaren Harzen verarbeitet, in denen die Harze in den sogenannten B-Zustand oder Resitol-Zustand übergeführt worden sind. Unter B-Harzen oder Resitolen sind harzartige Kondensationsprodukte aus Phenolen und Aldehyden bzw. Aldehyd abgebenden Körpern zu verstehen, deren Polymerisation so weit vorgeschritten ist, daß sie beim Erhitzen nicht mehr schmelzen, sondern nur erweichen und demzufolge unschmelzbar, aber in der Wärme noch plastisch sind. Man war früher der Ansicht, daß diese Produkte in Lösungsmitteln unlöslich sind. In Wirklichkeit sind sie zwar, wie es sich herausgestellt hat, in den üblichen Lösungsmitteln für Phenolaldehydharze, wie z.B. Spiritus, teilweise oder gänzlich unlöslich, doch können sie in den nachstehend genannten Flüssigkeiten bzw. Flüssigkeitsgemischen gelöst und in Form dieser Lösungen verwendet werden.

Man geht bei der Ausführung der Erfindung z. B. in der Weise vor, daß man die härtbaren Harze in Form von Anfangskondensationsprodukten, z. B. Resole, oder das Gemisch eines Novolaks mit Härtungsmitteln in einer Flüssigkeit löst, die die Fähigkeit hat, die Harze auch im B-Zustand zu lösen, die Schleifmaterialien mit dieser Lösung vermischt und das Gemisch von Schleifmaterialien und Lösung bis zur Überführung der Kondensationsprodukte in den B-Zustand erhitzt. Dieser Zustand ist erreicht, wenn die Kondensation des härtbaren Phenolharzes so weit vorgeschritten ist, daß das Harz in der Hitze erweicht und noch plastisch ist, aber

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dr. Ernst Elbel und Dr. Otto Süssenguth in Erkner b. Berlin.

nicht mehr, schmilzt. Der Eintritt dieses Zustandes macht sich dadurch- bemerkbar, daß bei dem Erhitzen des gelösten Harzes keine Wasserbildung mehr stattfindet. Man kann auch so vorgehen, daß man die harzbildenden Bestandteile, z. B. Phenol, Aldehyd und Katalysator, mit den Schleif materialien und den Lösungsmitteln vermischt, die imstande sind, die härtbaren Harze sowohl im A-Zustand ίο als auch im B-Zustand zu lösen und dann die Kondensation der Harzkomponenten, gegebenenfalls unter Zusatz von Härtungsmitteln, bis zur Bildung der B-Harze durchführt. Als Lösungsmittel kommen cyclische Ketone, z.B. Cyclohexanon, entsprechende Alkohole, wie z. B. Cyclohexanol oder seine Homologen, wie z. B. Methylcyclohexanol, ferner Furfurol; Ester der Cyclohexanole, wie z. B. Cyclohexanolacetat, Phenolester oder Mischungen dieser Stoffe in Frage. Den Lösungsmitteln kann man auch solche Flüssigkeiten, z. B. Tetrahydronaphthalin oder Brombenzol, zusetzen, die keine Lösungsfähigkeit für härtbare Harze im .B-Zustand haben. Neben den Harzen im B-Zustand bzw. im Gemisch mit denselben können in allen Fällen noch andere härtbare oder nicht härtbare, natürliche oder künstliche Harze verwendet werden. Man kann ferner die Lösungen der B-Harze bzw. die dieselben enthaltenden Mischungen unter Zusatz von Katalysatoren, Plastizierungsmitteln, Härtungsmitteln, Flammenschutzmitteln o. dgl. verarbeiten. Diese Stoffe können TU* der Masse in einem beliebigen Stadium der Aufbereitung zugesetzt werden. Man kann auch ein Gemisch von mehreren B-Harzen verwenden bzw. Lösungen, die mehrere B-Harze nebeneinander gelöst enthalten.

Die Herstellung der Schleif- oder Polierwerkzeuge erfolgt in üblicher Weise, indem man die Schleifmaterialien mit der Resitolharzlösung innig vermischt und dann die Gegenstände durch Heißpressung oder durch Kaltformung und darauffolgendes Erhitzen herstellt. Man kann natürlich bei der Verarbeitung von Schleif materialien und Harzbindemitteln auch jedes andere geeignete Verfahren benutzen. Die für die Resitolharzlösung verwendeten Lösungsmittel kann man unter Umständen aus den Mischungen, z. B. vor dem Härtungsvorgang, ganz oder teilweise entfernen.

Beispiel 1

8 kg Phenolaldehydharz im Resolzustand werden in pulverisierter Form in einer Knetmaschine mit 2 kg Methylcyclohexanol und kg Siliciumcarbid unter Erwärmen auf iio° ι Stunde vermischt. Unter geringer Wasserdampfentwicklung wird das Mischgut immer zäher, und es wird so lange unter Erwärmen gemischt, bis sich das Mischgut mit der Hand gerade noch zusammenballen läßt.

Diese Mischung wird unter Druck geformt. Der Druck richtet sich nach dem Trockengrad des Mischgutes und beträgt normalerweise 300 bis 600 kg pro Quadratzentimeter Formen-, stempelfläche. Man kann aber auch mit wesentlich niedrigeren und höheren Druckten arbeiten. Findet die Formgebung unter gleichzeitiger Einwirkung von Wärme statt, so ist vorteilhaft, bei einer Temperatur von etwa i8o° zu arbeiten. Man kann aber auch niedrigere und höhere Temperaturen anwenden. Wenn man ohne gleichzeitige Einwirkung von Wärme preßt, so sind die geformten Gegenstände nachträglich mit oder ohne Form einem Härteprozeß bei 60 bis i8o° auszusetzen. Man kann dabei so verfahren, daß man den Härteprozeß zunächst bei niedrigen Temperaturen beginnt und die Wärme dann allmählich steigert, oder man kann den geformten Gegenstand sofort einer Temperatur über ioo° aussetzen.

Beispiel 2

10 kg nichthärtbares Phenolaldehydharz (Novolak) werden mit 0,8 kg Hexamethylentetramin, 2,5 kg Furfurol und 90 kg Siliciumcarbid in der Knetmaschine wie unter Beispiel ι vermischt und weiterverarbeitet.

Beispiel 3

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iokgKresol, 2,8kgHexamethylentetramin, i 3 kg Cyclohexanol und 85 kg Korund werden in der Knetmaschine wie unter Beispiel 1 vermischt und weiterverarbeitet.

Die angegebenen Lösungsmittel, wie Methylcyclohexanol, Furfurol oder Cyclohexanol können zum Teil aus der nach dem vorangegangenen Beispiel hergestellten Mischung durch Vakuumdestillation, vorteilhaft im Kneter, wieder entfernt werden. Wenn eine teilweise Abdestillation erwünscht ist, kann man dabei auch so verfahren, daß man den Mischungen noch leicht siedende Lösungsmittel, wie Spiritus oder Benzol, beimischt und dann destilliert, wobei eine verhältnismäßig bequeme Entfernung des Furfurols usw. erfolgt.

Der Vorteil des vorliegenden Verfahrens besteht vor allem darin, daß die Schleif- oder Polierwerkzeuge wesentlich größere Festigkeiten als die nach den bekannten Verfahren hergestellten Produkte aufweisen. Die Erklärung für diesen Fortschritt liegt wohl darin, daß die restlose Überführung des Phenolharzes in den C-Zustand durch die Anwendung des Harzes in dem bereits poly-

merisierten B-Zustand erleichtert wird und daß andererseits die Lösungen die Teilchen des gekörnten Schleif materials gleichmäßig" benetzen, so daß eine gleichmäßige Verteilung des Bindemittels und eine ebenso gleichmäßige Verkittung der einzelnen Schleifmaterialteilchen gewährleistet ist. Hierdurch erklärt sich, daß man mit Hilfe des vorliegenden Verfahrens Schleifwerkzeuge herstellen kann,

to deren Festigkeit bei Anwendung gleicher Bindemittelmengen diejenige der nach dem bekannten Verfahren hergestellten Produkte wesentlich übersteigt. Werden andererseits in einzelnen Fällen Schleifwerkzeuge mit geringeren Festigkeiten verlangt, so kann man diese bei Anwendung des vorliegenden Verfahrens unter Benutzung von geringeren Harzmengen als nach dem bekannten Verfahren erzielen.

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Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Herstellung von Schleif- und Polierwerkzeugen aus z. B. gekörnten Schleifmaterialien und Phenolharzen bzw. Phenol-Harz-Gemischen, z.B. nach dem Kaltformungsverfahren oder durch Heißpressung, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung der zu formenden Masse Lösungen in cyclischen Ketonen, ζ. Β. Cyclohexanon, den entsprechenden Alkoholen, wie z. B. Cyclohexanol oder seinen Homologen, wie z. B. Methylcyclohexanol, Furfurol, Estern der Cyclohexanole, wie z. B. Cyclohexanolacetat, Phenolestern oder Mischungen dieser Stoffe, verwendet, in denen die Phenolharze in den B-Zustand übergeführt, d.h. so weit polymerisiert sind, daß das Harz unschmelzbar, aber in der Wärme noch plastisch und in den üblichen Lösungsmitteln für Phenolaldehydharze, wie z. B. Spiritus, unlöslich oder unvollständig löslich ist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Lösungen von Resolen mit Schleifmaterialien vermischt und die Umwandlung der Harze nach dem Vermischen vornimmt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Lösungen von Novolaken mit den Schleifmaterialien vermischt und die Umwandlung der Harze mit Hilfe von Härtungsmitteln nach dem Vermischen vornimmt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Lösungen der Phenolharz bildenden Bestandteile mit den Schleif materialien vermischt und die Bildung der Phenolharze sowie deren weitere Polymerisation gegebenenfalls unter Zusatz von Härtungsmitteln nach dem Vermischen vornimmt.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man d}e Lösungsmittel für die unschmelzbaren, aber in der Wärme noch plastischen und in Alkohol unlöslichen oder unvollständig löslichen Phenolaldehydharze in Gemischen mit solchen Flüssigkeiten verwendet, die keine Lösungsfähigkeit für diese Harze haben.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die verwendeten Lösungsmittel aus den Mischungen der Schleifmaterialien mit Bindemitteln während der Herstellung ganz oder teilweise entfernt.