DE660986C - Verfahren zur Herstellung von mit kuenstlich erzeugten Hohlraeumen durchsetzten Schleif- und Polierkoerpern aus Schleifkoernern und Kunstharz - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Schleif- und Polierkörpern, welche infolge Durchsetzung mit künstlich erzeugten Hohlräumen eine aufgelockerte, z. B. zellige Struktur besitzen, aus Schleifmitteln, wie Korund, Siliciumcarbid, Schmirgel,, Glaspulver u. dgl., und Kunstharzbindern, wie Phenolformaldehydharzen, Harnstofformaldehydharzen, Alkydharzen u. dgl.

Die Herstellung derartiger Schleifkörper durch Treibprozesse, d. h. Gasblasenentwicklung, innerhalb der aus Schleif material und Kunstharz bestehenden Masse bietet große Schwierigkeiten, da es wesentlich ist, daß stets gleich große Erzeugnisse entstellen und die Masse von praktisch gleich großen Hohlräumen gleichmäßig durchsetzt ist. Dies ist besonders wesentlich für schnell umlaufende Schleifkörper, da hierbei bereits geringe Ver-

ao schiedenheiten in der Struktur und Gewichtsverteilung den Schleifvorgang störende Erscheinungen auslösen können.

Versuche haben gezeigt, daß die Durchführung des Treibvorganges in offenen For-

s5 men zu befriedigenden Ergebnissen nicht geführt hat. Hierbei entstehen in der Regel Schleifkörper von verschieden großen Abmessungen und verschiedenartiger Struktur.

Auch Versuche, bei welchen eine Form mit der Schleifkorn-Kunstharz-Mischung teilweise gefüllt, hierauf verschlossen und dann getrieben wurde, haben zu befriedigenden Ergebnissen nicht geführt, da die in dem Oberteil der Form befindliche Luft und durch Entweichen von Gasblasen aus der Masse entstehendes Gas als Luftpolster wirkt und den Treibvorgang ungünstig beeinflußt.

Diese Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß dadurch überwunden, daß der Gastreibeprozeß in geschlossenen Formen durchgeführt wird, deren Oberteil mit feinen Öffnungen versehen ist, welche ein Entweichen von Luft bzw. Gas gestatten, aber einen Durchtritt der getriebenen Masse nicht zulassen. Hierbei werden Zwischenkondensationsprodukte bzw. Zwischenpolymerisationsprodukte von Kunstharzen angewendet, welche bei der Wärmebehandlung der Mischung von Schleifmaterial und Kunstharz in der Form weich, ζ. Β. weichplastisch, aber unter dem Einfluß der Wärme nicht dünnflüssig werden dürfen. Hierdurch gelingt es, die Gasbläschen weitgehend an ihrer Entwicklungsstelle innerhalb des Kunstharzes festzuhalten, einen gleichmäßigen Trieb zu erzielen und ein Zusammenfallen der getriebenen Pro-

*} Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden: . . Dr. Rudolf Thileriius in Frankfurt, Main, und Josef Schneider in Oberursel, Taunus.

dukte zu vermeiden. Versuche haben gezeigt, daß bei Verwendung Von Kunstharzen in Zustandsf armen,; welche beim Erhitzen der Mischung flüssig (fließfähig) werden, das Harz die Neigung zeigt, nach unten zu fließen, während die Hauptmengen der Gasbläschen nach oben entweichen. Hierdurch wird ein gleichmäßiger Trieb verhindert. Das mehr oder weniger getriebene Material neigt

ίο dazu, wieder zusammenzufallen. Eine Herstellung von Produkten, welche mit Hohlräumen gleichmäßig durchsetzt sind und welche in allen Teilen gleiche Festigkeit besitzen, hat sich bei Verwendung derartiger Kunstharze als nicht "möglich erwiesen. . ;' : _ Bei Anwendung der bekannten Phenolformaldehydkunstharze werden diese erfindungsgemäß z. B. in einem Kondensationsstadium angewendet, welches sich zwischen der A- und der B-Form befindet. Bei Durchführung des Gastreibeprozesses findet unter dem Einfluß der Wärme eine Weiterkondensation statt, so daß gegen Ende des Gastreibevorganges z. B. eine Mischung vorliegen kann, die in der Hauptsache aus der B-Form besteht und Harz in der A-Form nur noch in untergeordneten

■ Mengen enthält. Selbstverständlich darf bei Durchführung des Gastreibeprozesses das Kunstharz nicht in den unschmelzbaren und unlöslichen Endzustand (C-Form) übergehen, bevor die Form-vollständig von der gleich-. mäßig getriebenen Mischung ausgefüllt ist.

Geht man von einem im Anfangskondensationsstadium befindlichen, leicht schmelzbaren Kunstharz aus, so wird dasselbe zunächst gegebenenfalls unter Mitwirkung von Katalysatoren auf einen für die Durchführung vorliegenden Verfahrens geeigneten Kondensationsgrad eingestellt. Dies kann in üblicher Weise durch Erwärmen, gegebenenfalls, auch durch längeres Lagern· des Kunstharzes bei gewöhnlicher Temperatur geschehen« Man

' ■■■kann.z: B. auch eine Mischung von Kunstharz und Schleifniaterial, gegebenenfalls eine Teilmenge des anzuwendenden Schleifmaterials der thermischen Vorbehandlung unterwerfen. Bei Anwendung von Phenolformaldehydkunstharzen haben sich Vorbehandlungstem-; peraturen von etwa 50bis i6o° als geeignet

erwiesen. Die Dauer der thermischen Vorbehandlung ist abhängig von der Höhe, der -angewendeten Temperatur. Das Fortschreiten der Kondensation kann durch Entnehmen von Proben und Prüfung derselben überwacht werden. Man kann die thermische Vorbehandlung im allgemeinen abbrechen, wenn Proben

: des Kunstharzes beim Erkalten auf Zimmertemperatur sich zu langen, Fäden ziehen lassen.

Als Treibmittel kommen insbesondere solche in Betracht, welche sich bei Temperatursteigerung unter Gasabgabe zersetzen, wie z. B. Carbonate oder Bicarbonate des Ammoniaks oder der Amine bzw. Bicarbonate der Alkalien, ferner Körper, wie Harnstoffwasserstoffperoxyd, deren Zersetzung gegebenenfalls durch Katalysatoren, wie Mangansuperoxyd, begünstigt werden kann. Die Menge des Treibmittels kann innerhalb beträchtlicher Grenzen schwanken. Man kann gegebenenfalls schon mit äußerst geringen Mengen, z, B. einigen Hundertstel Prozent, auskommen. Hierbei wirken die gebildeten winzigen Bläschen gewissermaßen als Keimblasen für die sich entwickelnden Dämpfe. Es gibt auch Kunstharze,' welche befähigt sind, ohne Zusatz von Treibmitteln beim Erhitzen eine für den Treibprozeß genügende Menge von Gasbläschen zu entwickeln. Bei Verwendung derartiger Kunstharze kann auf Zusatz vonTreibmitteln .verzichtet werden.

Bringt man z. B. ein resolreiches Phenolformaldehydharz zur Anwendung, so wird durch Weiterkondensation des Resols in der Form Wasser frei, und die hieraus gebildeten Dampfbläschen wirken treibend.

Bei Verwendung von Kunstharzen, welche bei gewöhnlicher Temperatur fest bzw. trocken sind, verwendet man vorteilhaft Treibmittel, welche erst bei höherer Temperatur, bei weleher der Binder plastisch wird, sich zersetzen.

In Ausübung der Erfindung kann man z.B. derart verfahren, daß man eine innige Mischung von Schleifmaterial, Kunstharzzwischenprodukt und Treibmittel herstellt, diese Mischung in die Form bringt, wobei man einen mehr oder weniger großen Teil unbeschickt läßt und die Form verschließt. Hierauf wird erwärmt, z. B. derart, daß man die Temperatur allmählich z. B. von etwa 50 bis 60 ° auf etwa 100 bis 120 ° steigen läßt. Im Verlaufe des' Erhitzungsvorganges wird die Masse infolge ihrer Durchsetzung mit den entwickelten Gasbläschen $0 weit getrieben, bis sie den Gesamtinhalt der Form ausfüllt, während die im Oberteil der Form befindliche Luft durch die feinen öffnungen entweicht. Wenn die Masse die ganze Form ausfüllt, schließt sie die im Oberteil der Form befindlichen feinen öffnungen selbsttätig ab. Es wird alsdann weitererhitzt, bis das Kunstharz den gewünschten Härtungsgrad erreicht hat. Man kann die Überführung des Kunstharzes in den unschmelzbaren Endzustand in der Form selbst vornehmen. Man kann aber auch so verfahren, daß man die weitere Härtung durch Erhitzen in der Form nur so weit treibt, bis das Produkt, z. B. die Schleifscheibe, eine genügende Formbeständigkeit erhalten hat, alsdann den Formkörper herausnehmen und in entformtem Zustand zwecks Herbeiführung des Endzustandes weitererhitzen.

Die Härtung des Kunstharzes in der getriebenen Masse findet bei Temperaturen statt, die von der Art des verwendeten Kunstharzes abhängen und bei Anwendung ■ von Phenolformaldehydharzen z.B. etwa i8o° betragen können.

Die Erfindung gestattet die Herstellung von Schleifkörpern von stets gleicher Größe und gleicher Beschaffenheit. Durch geeignete Wahl

to der Arbeitsbedingungen, z. B. mit Bezug auf Mengen des Schleifmittels, Art und Menge des Bindemittels, Art und Menge des Treibmittels, Temperaturregelung usw., ist man in der Lage, Schleifkörper von gewünschten Hohlraumvolumen und gewünschten Hohlraumgrößen zu erzielen. Man kann z. B. Schleifkörper herstellen, deren scheinbare Dichte o,2 und weniger beträgt. Derartige Schleifkörper haben eine außerordentliche

so Festigkeit und können mit sehr hohen Umlaufgeschwindigkeiten betrieben werden. Bei Anwendung feinen Schleifkorns können auch poröse Körper hergestellt werden, die mit Vorteil als Polierkörper verwendbar sind.

Beispiele

i. 300 g Phenolformaldehydkunstharz im Α-Zustand werden einige Stunden auf etwa 150 ° erhitzt; das Fortschreiten der Kondensation wird durch Entnahme von Proben überwacht. Sobald die Proben nach Erkalten auf Raumtemperatur sich zu langen Fäden ziehen lassen, wird · die thermische Vorbehandlung abgebrochen.

³S 30 g des erhaltenen Kondensationsproduktes werden mit 0,1 g Ammoniumcarbonat und 70 g Siliciumcarbid (Korn 80) innig vermischt. Die Mischung, die ein Volumen von etwa 55 ecm einnimmt, wird in eineverschließbare Form von etwa 82 ecm gebracht, deren Oberteil mit feinen Öffnungen versehen ist. Die Mischung wird auf etwa 120 bis 140 ° erhitzt. Durch die einsetzende Gasentwicklung wird die Masse getrieben und die in der Form vorhandene Luft und etwa frei werdendes Gas aus der Form verdrängt. Nachdem die Masse den Gesamtinhalt der Form ausfüllt und eine genügende Härtung des Kunstharzgebildes stattgefunden hat, kann entformt werden. Die Herstellungsdauer in der Form kann z. B. "etwa 1 bis 3 Stunden betragen. Der erhaltene Schleifkörper besitzt blasigporöse Struktur; er hat eine Volumenzunahme von etwa 50O/0 erfahren.

2. Eine Mischung von 4 kg geschmolzenem Aluminiumoxyd (Korn 80), 1,25kg geschmolzenem Aluminiunioxyd (Schlämmgut, 30 Min. Schwebezeit), 1,75 kgvorkondensiertesPhenolformaldehydkunstharz und 6 g Ammoniumbicarbonat wird derart verarbeitet, daß je 1,1.6 1 der Mischung in Formen, deren Oberteile mit feinen Öffnungen versehen sind und welche zu ²/₅ mit der Mischung ausgefüllt werden, getrieben und verfestigt wird. Die Dichte des fertigen Schleifkörpers beträgt 1,28, das Hohlraumvolumen etwa 6o°/₀.

3. 50 g vorkondensiertes Glyoerinphthalsäureanhydridharz wird mit 100 g Siliciumcarbid (Korn 400) und 0,2 g Natriumbicarbonat innig gemischt und in einer Form, deren Oberteil mit feinen Öffnungen versehen ist und welche zu ²/₅ mit der Mischung ausgefüllt wird, 6 Stunden auf 170 bis i8o° erhitzt. Der erhaltene Schleifkörper ist außerordentlich feinporig und leicht; seine Porosität liegt zwisehen 50 und 60 °/₀.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von mit künstlich erzeugten Hohlräumen durchsetzten Schleif- und Polierkörpern aus Schleifkörnern und Kunstharz, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch von Schleifkörnern und geeignet vorkondensiertem oder vorpolymerisiertem Kunstharz, das an sich beim Erhitzen Poren bildet oder gasabspaltende Substanzen' enthält, in einer Form, deren Oberteil mit feinen, ein Entweichen von Luft bzw. Gas gestattenden Öffnungen versehen ist, durch '9° Erhitzen in an sich bekannter Weise treibt und verfestigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die nach Austritt der vorhandenen Luft und des überschüssigen Gases den Gesamtinhalt der Form ausfüllende Masse noch einige Zeit in der Form weitererhitzt.