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Verfahren zur Herstellung von Kunstharzmassen In der Isolierstoffindustrie,
Radiotechnik und im allgemeinen Gebrauch werden in immer steigender Vervollkommnung
Preßstoffe und Preßstücke verwendet, die überwiegend aus Phemolharzen und damit
imprägnierten anorganischen und organischen Füllstoffen gefertigt sind. Derartige
Preßstücke werden z. B. in der Weise hergestellt, daß man das härtbare Phenolharz
im sog. A-Zustand, z. B. einen Novolak, dem die nötigen Härtungsmittel einverleibt
worden sind, oder ein Resol in flüssiger, fester oder gelöster Form mit dem Füllstoff
nach bekanntem Verfahren vermischt bzw. die Füllstoffe mit den Harzen imprägniert.
Aus diesen Mischteigen werden dann geformte Gegenstände durch Pressen und darau@ffolgende
Erwärmung oder durch gleichzeitige Anwendung , von Druck und Hitze in der Heißpresse
hergestellt. Man hat bereits vorgeschlagen, härtbare Phenolharze im sog. B-Zustand
mit Füllstoffen zu vermischen und diese Mischungen zu geformten Gegenständen zu
verpressen. Diese Versuche haben indessen nicht zu einem befriedigenden Ergebnis
geführt, da die Gleichmäßigkeit und mechanische Beschaffenheit der mit vorgehärteten
unschmelzbaren Phenolharzen Uergestellten Erzeugnisse hinter den Eigenschaften der
mit A-Harzen hergestellten Produkte wesentlich zurückbleiben.
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Es wurde nun gefunden, daß man unter Verwendung von Phenolaldehyd'h.arzen
,als Bindemittel zu wertvollen Preßmischungen gelangt, wenn man zur Herstellung
der zu formenden Massen Lösungen in cyclischen Ketonen, z. B. Cyclohexanon, den
entsprechenden Alkoholen, wie z. B. Cyclohexanol oder seinen Homologen, wie z. B.
Methylcyclohewiol, Furfurol, Estern der Cyclohexanole, wie z. B. Cyclohexanolacetat,
Phenolestern oder Mischungen dieser Stoffe verwendet, in, denen die Phenolaldehyd!harze
in @ den B-Zustand übergeführt, d. h. so weit polymerisiert sind, daß die Harze
unschmelzbar, aber in der Wärme noch plastisch und in den üblichen Lösungsmitteln
für Phenolaldehydharze, wie z. B. Spiritus, unlöslich oder unvollständig löslich
sind, entweder durch Imprägnieren bzw. Vermischen von Füllstoffen mit diesen Lösungen
oder durch Entstehenlassen dieser Lösungen in den Füllstoffen. Man geht dabei z.
B. in der Weise vor, daß maul die härtbaren Harze in Form von Anfangskondensationsprodukten,
z. B. Resole oder das Gemisch eines Novolaks mit Härtungsmitteln, in einem der oben
genannten Lösungsmittel löst, das die Fähigkeit hat, die Harze auch im B-Zustand
zu lösen, die Füllstoffe mit dieser Lösung imprägniert und das Gemisch von Füllstoffen
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, aber
nicht mehr schmilzt. Wird das gelöste B-Harz weiter erhitzt, so findet keine Wasserbildung
mehr statt. Man kann auch so vorgehen;, daß man die harzbildenden Bestandteile (z.
13: Phenol, Aldehyd und Katalysator) mit dehn Füllstoff und einen: der oben ;genannten
LÜ-@ sungsmittel vermischt, das also imstande isst, die härtbaren Harze sowohl im
A-Zustand als auch im B-Zustand zu lösen und dann die Kondensation der Harzkomponenten,
gegebenenfalls unter Zusatz von Härtüngsmitteln, bis zur Bildung der B-Harze durchführt.
Den Lösungsmitteln kann man auch solche Flüssigkeiten, z. B. Tetrahydronaphthalin
oder Brombenzol, zusetzen, die keine Lösungsfähigkeit für härthaxe 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 Ka.talysa,-toren, Plastizierungsmitteln, Härtungsmitteln,
Flammenschutzmitteln o. dgl. verarbeiten. Diese Stoffe -können der- Masse in einem
beliebigen. Stadium der Aufbereitung zugesetzt werden.
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Die Füllstoffe können beliebiger Natur sein. Man kann solche verwenden,
die mit der Resitolharzlösung imprägniert werden, z. B. Faserstoffe, oder auch solche,
die nu:r miteinander verkittet werden, d. h. in erster Linie mineralische Stoffe.
Die Herstellung von geformten Gegenständen erfolgt dann in üblicher Weise, nachdem
das Lösungsmittel aus der Mischung ganz oder teilweise entfernt worden ist. Die
Mischungen zeigen eine gute Fließbarkeit, sofern das Lösungsmittel nicht vollständig
entfernt worden ist. Sie lassen sich sehr schnell härten und ergeben geruchlose
Erzeugnisse mit ausgezeichneten mechanischen und elektrischen Eigenschaften. Beispiel
t Man löst 8o kg Phenolaldehydharz im Resolzustand oder Resorcinaldehydharz im Re-'solzustand
in 2o kg Cyclohexanol und erhitzt '/, bis i Stunde auf i i o° C. Es findet dabei
eine sichtbare Wasserabspaltung unter Zunahme der Viscosität statt. Diese Lösung
vermischt man beispielsweise mit i oo kg Holzmehl und verpreßt die erhaltene Mischung
in an . sich bekannter Weise unter gleichzeitiger oder nachfolgender Einwirkung
von Wärme. - Beispiel 2 8 kg Phenolaldehydharz im Resolzustand werden in
pulverisierter Form in einer Knetmaschine mit 2 kg Methylcyclohexanol und
i o kg Quarzmehl unter Erwärmen auf i i o' C i Stunde vermischt. Unter geringer
Wasserdampfentwicklung wird das Mischgut immer zäher, und es wird so lange unter
Erwärmen gischt, bis sich das Mischgut mit der Hand gÜäcle noch zusammenballen läßt.
Diese Mi-,chtrng wird unter Druck geformt. Der Druck richtet sich nach dem Trockengrad
des Mischgutes und beträgt normalerweise 3oo bis 6oo kg/qcrn Formenstempelfläche.
Man kann aber .auch mit wesentlich niedrigeren und höheren Drucken arbeiten. Findet
die Formgebung unter gleichzeitiger Einwirkung von Wärme statt, so ist es vorteilhaft,
bei einer Temperatur von etwa i8o° C 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 6o bis i8o° C auszusetzen. Man kann dabei so verfahren, daß man den Härteprozeß
zunächst bei niedrigen Temperaturen beginnt und die Wärme dann allmählich steigert
oder den geformten Gegenstand sofort einer Temperatur über ioo° C aussetzt. Beispiel
3 25 kg Asbest werden mit i o kg Kresol, 3 kg Paraformaldehyd, 0,2 kg Hexamethylentetramin,
2 kg Methylcyclohexanol unter Erwärmen. auf ioo° C vermischt. Es bildet sich
dann unter Wasserabspaltung das Resol und bei weiterem Erhitzen das B-Harz, was
ebenfalls durch Wasserabspaltung erkennbar ist. Das Erhitzen wird so lange fortgesetzt,
bis die Mischung-so weit trocken ist. daL, sie sich gerade noch mit der Hand zusammenballen
läßt. Die Verarbeitung dieser Mischung erfolgt dann in an sich bekannter Weise durch
einen Preßprozeß unter gleich, zeitiger oder nachfolgender Einwirkung von Wärme.
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Beispie-1 q.
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i o kg nicht härtbares Phenolaldehydharz (Novolak) werden mit o,8
kg Hexamethylentetramin, 2,5 kg Furfurol und io kg Talkum wie in Beispie12 in der
Knetmaschine vermischt und weiterverarbeitet.
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Beispiel 5 i o kg Kresol, 2,8 kg Hexamethylentetramin, 3 kg Cyclohexanol
und 15 kg Quarzmehl werden wie in Beispiele in der Knetmaschine vermischt
und weiterverarbeitet.
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Der Vorteil des vorliegenden besteht vor allem darin, daß die geformten
Geigenstände wesentlich größere Festigkeiten als die nach den bekannten Verfahren
hergestellten Produkte aufweisen. Die Erkllärang für diesen Fortschritt liegt wohl
darin,
daß die restlose Überführung des Phenolharzes in den C-Zustand
durch die Anwendung des Harzes in dem B-Zustand erleichtert wird, und daß andererseits
die Lösungen die Teilchen der Füllstoffe gleichmäßig benetzen, so daß eine gleichmäßige
Verteilung des Bindemittels und eine gleichmäßige Verkittung der einzelnen Teilchen
gewährleistet ist. Hierdurch erklärt sich, daß man mit Hilfe des vorliegenden Verfahrens
Produkte herstellen kann, deren Festigkeit bei Anwendung gleicher Bindemittelmengen
diejenigen der nach den bekannten Verfahren hergestiellten Produkte wesentlich übersteigt.
Werden andererseits in einzelnen Fällen geformte Gegenstände mit geringeren Festigkeiten
verlangt, so kann man diese bei Anwendung des vorliegenden Verfahrens unter Benutzung
von geringeren Harzmengen als nach den bekannten Verfahren erzielen. Die hohe Festigkeit
der nach dem vorliegenden. Verfahren hergestellten Formstücke hängt ferner auch
damit zusammen, daß die erfindungsgemäß verwendeten Harze vollkommen wasserfrei
sind und bei weiterem Erhitzen kein Wasser mehr abspalten. Es ist bekannt, daß Resole
noch eine geringe Menge Wasser enthalten, und daß bei der Überführung von Resolen
oder Gemischen von Novolaken mit Härtungsmitteln in höher polymerisierte Produkte
Wasser abgespalten wird. Im Gegensatz hierzu erfolgt der Übergang der B-Harze in
den Resit-Zustand durch Polymerisation der Harzmole-küle ohne Abspaltung
von Wasser.