-
Verfahren zur Herstellung von gießfähigen Kunststoffen Es ist bekannt,
durch Umsetzung von linearen Polyestern mit überschüssigen, Mengen: Diisocyaxiat
unter Zusatz einer dem Isocyanatüberschuß äquivalenten Menge von reaktionsfähigen
Polyaminen, Polyalkoholen, Oxyaminen usw. hochwertige gummielastische Kunststoffe
herzustellen. Man hat es dabei in der Hand, durch Variation, des Diisor cyanatüberschusses
und entsprechend der erforderlichen Menge Polyamin bzw. Polyoxyverbindung usw. bei
weitgehender Erhaltung der Kautschukelastizität das Eigenschaftsbild der erhaltenen
Kunststoffe von weichen, leicht dehnbaren Produkten mit geringem Modul bis zu Typen
von Harzkunststoffcharakter mit hoher Härte und, großem Modul abzuwandeln, die gegen
Stoß und Schlag unempfindlich sind und nur unter dem Ein,-fluß starker Kräfte elastisch
verformt werden können. Verarbeitungstechnisch ist bei diesen letzteren Produkten
noch von Vorteil, daß sie neben der Verarbeitbarkeit aus flüssigerPhase auch spanabhebend
bearbeitet .werden können.
-
Die Herstellung dieser Polyesterdiisocyanatrea@ktionsprodukte erfolgt
in bekannter Weise so, da,ß man die Polyester möglichst weitgehend entwässert und
mit den Diisocyanaten bei Temperaturen zwischen ioo und i5o° umsetzt. Die noch freie
Diisacyanatgruppen enthaltenden Umsetzungsprodukte werden dann mit den, sogenannten
Vernetzern, z. B. zweiwertigen Alkoholen, Aminen oder Oxyaminen, vermischt, in die
gewünschten, Formen gegossen und bei Temperaturen von ioo bis 130° gehärtet.
-
Bei der Umsetzung der Polyester mit den Diisoocyanaten und auch bei
der weiteren Umsetzung dieser Reaktionsprodukte mit den.Dialkoholen usw.,
die
meist im Rührkessel im Vakuum vorgenommen wird, tritt häufig eine starke Schaumbildung
auf, die sich äußerst störend bemerkbar macht und besondere Maßnahmen erfordert.
So ist man gezwungen, die Reaktionskessel so groß zu wählen, daß ein genügend freier
Raum für die Aufnahme des Schaumes bleibt. Es muß unbedingt vermieden werden, daß
dieser in die Rohrleitungen gelangt, da, diese dann leicht verstopft werden können.
-
Beim Gießen. der Reaktionsprodukte, besonders bei dickwandigen oder
kompliziertem; Formkörpern., beobachtet man nach. der Verfestigung des Reaktionsproduktes
häufig Luftblasen bzw. Lunker, die durch mitgerissene Luft hervorgerufen werden.
Dies kann man bekanntlich dadurch vermeiden, daß man. nach, dem Schleudergußverfahren
arbeitet oder daß man den gegossenen Artikel in noch flüssigem Zustand kurze Zeit
evakuiert. Die Durchführung dieser Maßnahmen erfordert aber kostspielige technische
Einrichtungen und läßt sich häufig überhaupt nicht durchführen.
-
Es. wurde nun gefunden;, daß man diese Nachteile bei der Herstellung
von gegossenen Kunststoffen vermeiden kann, wenn man vor oder während der Reaktion
Kohlenwasserstoffe oder deren. mit den obigen Komponenten nicht reagierende Substitutionsprod-ukte
zusetzt, die bei 150' noch nicht in nennenswertem Umfang flüchtig sind. Geeignete
Kohlenwasserstoffe für das vorliegende Verfahren sind insbesondere Hartparaffin,
Paraffinöl, Spindelöl, Hochv akuumöl usw. Man kann von, diesen Kohlenwasserstoffen
Mengen, von etwa. i bis 2o %, bezogen auf die eingesetzten Polyester, anwenden,
vorzugsweise nimmt man 2 bis 30/@. Der Zusatz kann. in jedem Stadium der
Umsetzung erfolgen. MitVorteil setzt man sie aber schon den Polyestern: vor oder
kurz nach der Entwässerung zu.
-
Ein besonderer Vorteil dieses Zusatzes von Kohlenwasserstoffen. besteht
weiter darin; da,ß die Abriebfestigkeit der so verarbeiteten gegossenen Kunststoffe
bedeutend erhöht wird. Die folgenden Vergleichszahlen zeigen deutlich die Überlegenheit
der mit Koh;len.wa-ssers,toffen versetzten Reaktionsprodukte.
| Abrieb einer Natur- |
| kautschuklaüffläche ....... 8o Volumeinheiten |
| Abrieb eines aus Polyestern |
| und. Diisocy ana:ten erhal- |
| tenen, Reaktionsproduktes |
| ohne Zusatz ...... . .. 5o - |
| Abrieb, eines aus dem glei- |
| chen Polyester und Diiso- |
| cya:natein erhalten.enReak- |
| tionsprod.uktes mit Koh- |
| lenwasserstoffzusätzen 5 bis io - |
Besonders vorteilhaft wirkt sich der Kohlen.-wasserstoffzusatz aus bei der Herstellung
von im Gießverfahren, gewonnenen Formkörpern, die starker mechanischer Beanspruchung
unterworfen werden, wie, z. B. Kegelrädern, Zahnrädern, Kupplungen, Lagerschalen,
Klauenkupplungen, Reibrädern für Kegelantrieb usw. Bei derartigen Formkörpern tritt
eine weitere Erscheinung auf, die sich in vielen Fällen als Vorteil erweist und
unter Umständen, überhaupt erst den Einsatz der gegossenen Kunststoffe als Konstruktionselement
erlaubt. Die Haftreibung wird stark vermindert, so daß bewegliche Maschinenteile
aus diesen Kunststoffen: nicht aneinander, oder falls. sie gegen: Metalle laufen.,
an diesen haften, sondern einfach abrollen. Dabei hat man es in der Hand, durch
geeignete Dosierung der Kohlenwasserstoffe jede gewünschte Haftreibung einzustellen.
-
Bei denn bisher für die genannten: und. ähnlichen Artikeln verwandten,
Materialien handelt es sich hauptsächlich um Produkte, die aus schichtweise aufeinandergelegten.
und mit Kunststoffen. oder natürlichen Harzen imprägnierten Gewebelagen. aufgebaut
sind. Dabei werden Platten erhalten., aus denen die Formkörper dann durch mechanische
Bearbeitung, wieBohren, Drehen, Fräsen. Sägen: usw., herausgearbeitet werden müssen.
Dieses Verfahren ist außerordentlich zeitraubend. und umständlich und auch unwirtschaftlich,
weil große Mengen nicht verwertbarer Abfälle anfallen;. Stellt man diese Formkörper
durch Gießen aus den: obigen Materialien, unter Zusatz von Kohlenwasserstofffen.
her, so werden: diese Nachteile vermieden.
-
Die nach, dem beschriebenen Verfahren erhaltenen Formkörper sind.
maßhaltig, so daß eine mechanische Nachbearbeitumgunterbleiben kann. Falls erwünscht,
können sie aber auch in der üblichen Weise durch, Bohren, Drehen oder Fräsen in
ihrer Form verändert werden. Als: besonders geeignet für diese Kunststoffe haben
sich Umsetzungsprodukte aus. Adipinsäureglykolestern. mit einer Hydro:cylzahl von.
etwa 50 bis 6o und einem überschuß an i, 5-Naphthalindiisocyanat erwiesen.
So kann: man das Diisocyanat in Mengen anwenden, die, etwa 50001& und
mehr über der theoretisch erforderlichen. liegen, wobei man. dann selbstverständlich
eine entsprechend hohe Menge an: Glykolen: oder Diaminen: usw. anwenden muß. Die
auf diese Weise erhaltenen: Kunststoffe besitzen sehr große Härte und. Festigkeit
und trotzdem noch kautschukelastische Eigenschaften, die, sie für die, genannten,.
Zwecke besonders geeignet machen.
-
Falls erforderlich, können den: Kunststoffen vor lern Gießen weitere
Zusätze, wie Füllstoffe, zugesetzt werden. Als solche kommen insbesondere die in
der Kautschuk- und Kunststoffindustrie häufig angewandten organischen und anorganischen
Füllstoffe in Betracht. Beispiel Man gibt vor der Entwässerung zu dem Polyester
i bis 2»/o Hartparaffin, führt die Kondensation in der üblichen Weise durch und
gießt Formartikel oder Platten u. dgl. Beispie12 Man entwässert den, Polyester,
mischt unter gutem, Rühren i bis. 2% Paraffinöl ein und führt die Kondensation in
der üblichen Weise nach dem Gießverfahren zu Ende.
Beispie13 In
den entwässerten Polyester werden. im Kne@ter i bis 2 % Hochvakuumöl eingemischt.
Nach Beendigung der Kondensation und der Vernetzung mit Wasser werden auf der Walze
Felle gezogen, die unter der Presse zu Formartikeln geheizt werden. Beispiel4 Man
führt die Kondensation im Kneter unter Vernetzung mit Wasser aus und mischt auf
der Walze i bis :21/o Spindelöl ein und arbeitet weiter wie unter Beispiel 3.