DE890129C - Verfahren zur Herstellung von Formkoerpern - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Formkörpern Die Herstellung von Kunsfharzformstücken durch Pressen ist ein Verfahren, das für d.ie Polymerisatharze bei weitem nicht .die praktische Bedeutung erlangt hat wie für die härtbaren Kondensationsprodukte. Für den Preßvorgang Ibei den im allgemeinen fhermoplastischen Polymerisatharze-n ist vor allem störend, daß ,die Preß;formen vor dem Öffnen mindestens auf Temperaturen unterhalb .des Erweichungspunktes abgekühlt werden müssen., da sich. die Preßkörper sonst verziehen und nicht aus der Form nehmen lassen. Eine längere Verarbeitungsdauer ist auch dadurch bedingt, daß die Verschweißung des thermoplastischen Materials nur bei guter Durchwärmung unter erhöhtem Druck vollständig erfolgt. Durch .das dauernde Erhitzen und Kühlen der Preßformen wird auch deren Material Übermäßig beansprucht. Ein Nachteil .der aus thermoplastischen Polymerisaten hergestellten Preßkörper sind die in ihnen enthaltenen erheblichen inneren Spannungen, welche bewirken, daß die Preßkörper sich auch ohne äußere mechanische Beanspruchung bei nachträglichem Erwärmen verziehen.
• Es i,s.t andererseits bekannt, Formkörper durch Polymerisieren von flüssigen polymerisierbaren Verbindungen in Formen herzustellen. Die polymerisierbaren Verbindungen sind hierbei schon in Form von teilweise polymerisierten zähflüssigen Gemischen, auch von solchen, die durch Auflösen von Polymeren in Monomeren erhalten werden, angewendet worden. Man hat bei .diesem Verfahren auch schon Druck angewendet, einerseits allseitigen Druck, damit bei höheren Temperaturen polymerisiert werden kann, und andererseits geringen Druck auf die Hauptwandungen der Formen, um die Schrumpfung bei der Polymerisation auszugleichen. Nach- derartigen Verfahren urfiter Pollymerisation in .der Form erhält .man zwar- spannungsfreie Körper; braucht aber zur Herstellung blasenfreier Formlinge Polymerisationszeiten von mehreren, oft io bis 2o Stunden, ja zum Teil sogar von mehreren Tagen.
• Es wurde gefunden, daß sich mitPolymerisationskata-lysatoren versetzte Mischungen aus flüssigen monameren Estern der Methacrylsäure einwertiger, insbesondere, niederer Alkohole und festen polymeren Verbindungen der allgemeinen Formel C H2 = C C und gegebenenfalls Zusatzstoffen, die eine tritt- .bis ,kautschukartige Konsistenz haben, leidht in FoTimen pressen und idabei unter gleichzeitiger Anwendung von Druck und: Hitze in feste Polymerisationskörper umwandeln lassen. Es hat sich hierbei im allgemeinen als zweckmäßig erwiesen, den Druck in dem Maße zu steigern, wie die Palymerisätion und damit die Erhärtung der Masse fortschreiten.
• Als feste Polymiere können mit besonderem Vorteil die Derivate der Methacrylsäure, insbesondere die Ester der niederen Alkohole, ferner beispielsweise Acrylsäureester, Styrol., Vinylester, allein oder miteinander gemischt, sowie die daraus erhältlichen Misohpolymerisatedienen. Die zu verwendendem Polymerisate müssen eine gewisse Löslichkeit oder wenigstens Quell!barkeit in. den Monomeren besitzen. Die monomeren und polymeren Bestandteile der erfindungsgemäß zu verarbeitenden Gemische brauchen sich nicht zu entsprechen; es ist aber vorteilhaft wenn wenigstens ein geringer Anteil des. Polymerisates ,dem verwenideten Monomeren entspricht. Als moeomere Bestandteile können außer den Estern der Methacrylsäure auch Verbindungen mit mehreren CH2 = C<-Gruppen mitverwendet werden, @z. B. Divi@nylbenzol. Der Zusatz von schon geringen Mengen solcher Verbindungen begünstigt .die Entstehung von Polymerisaten, welche -in der Wärme erheblich weniger oder gar nicht mehr erweichen.
• Den erfindungsgemäß zu verarbeitenden Preßmas,sen können übliche Zusätze einverleibt werden, z. B. Natur- und Kunstharze, andere Kunststoffe, z. B. Celluloseacetat, Faserstoffe, Füllstoffe, Pigmente, Farbstoffe, Weichmacher u. 4g1. In den erfindungsgemäß zu verwendenden Gennischen überwiegen ran allgemeinen die festen Bestandteile die flüssigen gewichtsmäklig.
• Es: hat sich in vielen Fällen als .zweckmäßig erwiesen, die zu verpresisenden Massen. zwischen Folien zu bringen, welche seit den Massen zusammen. in die heiße Form eingeführt werden und beim Verpressen formbeständige Überzüge über den herzustellenden Körpern :bilden. Als geeignet haben sich. z. B. Zinnfolien von o,5 arm Stärke erwiesen. Bei dieser Arbeitsweise i-st die oben angegebene langsame Drucksteigerung entbehrlich. Dadurch, daß nach der Pressung .der Preßkörper zusammen mit der umhüllenden Folie aus .der heißen Form entnommen werden ,kann, kann man außerdem die sonst nötige Abkühlung der Form vermeiden und dadurch die Preßkörper in sehr schneller Aufeinanderfolge in ein und .dersellben Form herstellen. Selbst wenn beirr Pregvorgang 'keine vollständige Poiymerisation in der Forni erfolgen würde, kann .man .die mit Zinnfolien überzogenen Preßkörper .ohne Schaden der Form-entneh amen. Die Nachpolymerisation kann dann dürcti Anlagerung des eingehüllten Preßkörpers in der Wärmt, gegebenenfalls auch -bei erhöhter Temperatur, ,durchgeführt werden, wobei zwecks Vermeidung der Blasenbildung durch. Verdampfen des noch nicht polymerisierten Monomers unter Druck, beispielsweise im Autoklav,gearbeitet werden kann. Man kann- aber völlig ohne jede Nachbehandlung auskommen. Es genügt !beispielsweise zur Herstellung eines Formstückes aus einem Gemisch, aus monomerem und polymerem Met'hacrylsäuiremethy4-ester von etwa 3 :bis 4-mm Wandstärke unter praktischvollständiger Polymerisationeine Einwirkungsdauer von etwa 3 bis 4 Minuten bei etwa ioo° und einem Enddruck von ioo bis 200 kg/cm2. Zum Vergleich sei angeführt, d-aß die Herstellung eines Freßkörpers gleicher Art aus dem. Polymerisat ,nach Iden bekannten Preßverfahren eine Temperatur von mindestens- i,6o° erfordert, wobei allein für eine genügende Durchwärmung :der Masse mehr als 3 Minuten erforderlich sind. Bei .den bekannten Verfahren muß die Form vor der Entnahme -des Formkörpers auf etwa .5o ibis 6o° abgekü!hlt werden, während. man nach dem neuen Verfahren den -Formkörper schon: !bei etwa 8:o° ahne Schaden aus .der Form nehmen kann, bei Anwendung einer Zinnfolie praktisch ohne jede Abkühlung.
• Gegenüber dem Preßverfahren mit härtlbaren Harzen (besteht noch ein besonderer Vorteil insofern, als :der als Preßgrat entstehende Abfall nach. dem Vermahlen wiederum als Ausgangsstoff verwendbar ist. Bei splede i. 54 Teile einest feinen Pulvers von polymerenn Met'hacrylsäurennet'hylester werden -mit 46 Teilen monoaperem Methacrylsäuremethylester und o,o2_ Teilen Benzoylperoxyd zu einer gummiartigen Masse verrührt. Die Masse wird in eine auf ioo° vorgeheizte Preß@form ,für eine 3 bis 4 mm dicke Platte eingebracht. Es wird nun langsam gepreßt, so daß nach 2 Minuten ein Druck von ioakg/cm2 erreicht -ist. Innerhailib weiterer -2 Minuten, wird-,der Druck auf 25o kg/cam2 gesteigert. - Hierauf wird unter Druck auf 7o° abgekühlt. Der erhaltene Preßkörper ist fest und ,klar, gänzlich .blasenfrei und geruchlos. Bei`24stündi-gem Erhitzen eines-solchen Preßkörpers auf 65 bis 70° tritt ein Gewichtsverlust von nur 0,5 °/a ein: 2. 6o Teile eines perlförmigen Polymerisates aus Met ,acrylsäuiremet'hylester -werden mit 4o Teilen monomerean Methacrylsäuremefhylester und o,o2 Teilen Benzoyllperoxyd gemischt und 36 Stunden zur Quellung stehengelassen. Das erhaltene kautschukartige Produkt !kann, ähnlich wie in Beispiel i angegeben, verarbeitet werden. Die Drucksteigerung zu Beginn :des Prozesses kann innerhalb noch kürzerer Zeit erfolgen..
• 3. 54 Teile eines feinpulverigen Mischpolymerisates: aus go Teilen Methacrylsäure.methylester und ioTeilen Acrylsäurebutylester werden mit 46Teilen des entsprechenden Monomerengemisches, io Teilen Zinkoxyd (als Füllstoff) und o,o2 Teilen Ben;zoylperoxyd innig gemischt. Der Preßvargang erfolgt, wie bei Beispiel i beschrieben.
• 4. 6o Teile eines pulverförmigen Polymerisatproduktes, erhalten aus 8,5 Teilen Methacrylsäuremet'hylester, 14 Teilen Acrylsäurebutylester und i Teil Lanette-vvachs, werden mit 4o Teilen rcnonomerem Methacrylsäuremetlhylester und o,o2 Teilen Benzoylperoxyd ,zu einer gummiartigen Masse angerührt.
• Die Masse wird zwischen zwei je o.,5, mm dicken Zinnfolien in eine auf ioo° vorgeheizte Matrize eines flachen, reliefartigen Formstückes eingeführt und mit sofortigem Druck von i2okg/cm2 4Minuten verpreßt. Nach dem ÖEnen der Form werden die Zinnfolien. .mit dem PreBkörper in kaltes Wasser geworfen. Nach dem Abziehen erhält man ,ein vollkommen klares, geruchloses Preß.stück, das bei einer 24stündigen Erwärmung lauf 65° nur o,28°/0 an Gewicht verliert.
• 5. 54 Teile eines feinpulverigen Polymerisates von Methacrylsäuremethylester werden mit 46 Teilen monomerem Ivlethacrylsäuremethylester, o,o2 Teilen Benzoylperoxyd und i Teil Cadmiumrot innig gemischt. Die Pressung erfolgt, wie in Beispiel 4 beschrieben, zwischen Zinnfolien. Die Prelldauer beträgt bei ioo° 2 Minuten bei 2.oo kg/cm2. Der Preßkörper wird wie in Beispiel 4 abgeschreckt und zwischen den Zinnfolien im Autoklav bei i25° i ,Stunde nachgehärtet.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern unter Verwendung kitt- bis kautschukartiger Gemische von flüssigen monomeren Met'hacrylsäureeste@rn einwertiger, insbesondere niederer Alkohole und gegebenenfalls anderen monomeren Bestandteilen. sowie üblichen Zusatzstoffen mit festen Polymerisaten, dadurch gekennzeichnet, .daß .die Verformung durch Pressen in heißen Formen erfolgt.
2. 2. Verfahren .nach Anspruch i, .dadurch gekennzeichnet, daß die Formen mit Folien ausgekleidet werden, welche imstande sind, die Prefkörper bei der Preßtemiperatur formbeständig .zu erhalten.
3. 3. Verfahren nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Preß.druck etwa in leim Maße gesteigert wird, wie » die Polym:erisatiom fortschreitet. Angezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 433 540; deutsche Patentschrift Nr. 491 727; USA.-Patentschrift Nr. 2 ioi' io7; Industrial & Engineering Chemistry, B;d. 28 (i936), S. i1:61, Tabelle II, und lBd. 25 (1933), S. 65o, linke Spalte, Abs. 3.