PL208966B1 - Sposób wytwarzania wkładek tkaninowych do kształtek ze spoiwem z żywicy syntetycznej oraz środek impregnujący do wytwarzania wkładek tkaninowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania wkładek tkaninowych impregnowanych utwardzalnym środkiem wiążącym albo mieszaniną środków wiążących do kształtek ze spoiwem z żywicy utwardzalnej, w szczególności do tarcz szlifierskich, oraz środka impregnującego do wytwarzania wkładek tkaninowych.

Kształtki ze spoiwem z żywicy syntetycznej wytwarza się z reguły metodą współprasowania i następnego utwardzania wkładki tkaninowej nasyconej żywicą utwardzalną oraz masy do kształtowania złożonej ze środka wiążącego, napełniaczy i dodatków. Istotne znaczenie techniczne mają kształtki ze spoiwem z żywicy syntetycznej z wkładką tkaninową stanowiące tarcze szlifierskie.

W celu ich wytworzenia przygotowuje się wstępnie wkładki tkaninowe impregnowane utwardzalnym środkiem wiążącym albo mieszaniną środków wiążących, czyli tkaninę nasyca się żywicą utwardzalną, mieszaniną żywic albo mieszaniną złożoną z utajonego utwardzacza oraz utwardzalnej żywicy bądź mieszaniny żywic, po czym, żywicę tak długo suszy się i ewentualnie wstępnie utwardza aż utraci ona płynność, ale w temperaturze utwardzania materiału szlifierskiego będzie jeszcze zdolna do reakcji ze środkiem wiążącym w ulegającej ukształtowaniu masie ściernej i do usieciowania z utworzeniem jednolitego układu polimerycznego (patrz Gardziella, Pilato, Knop Phenolic Resins, Springer Verlag 2000, strony 333-336). Niestety również wysuszona żywica wykazuje pewną kleistość. Z drugiej zaś strony, przygotowane wstępnie wkładki tkaninowe przeznaczone do bezpośredniego tłocznego wykrawania z nich tarcz układa się w stosy i w tej postaci transportuje oraz przechowuje. Poszczególne wkładki tkaninowe sklejają się więc ze sobą i przed użyciem trzeba je ręcznie rozdzielać.

Aby zapewnić niezawodność operacji rozdzielania wkładek tkaninowych umieszcza się między nimi folie izolujące je od siebie, korzystnie w postaci silikonowanego papieru, które po rozdzieleniu stanowią odpad. Jest to postępowanie kosztowne wymagające dodatkowego nakładu pracy; przez urządzenia zautomatyzowane jest ono realizowane doskonale, jednak w przypadku wykonywania ręcznego prowadzi do bardzo dużego dodatkowego obciążenia pracowników.

Znana specjalistom nasuwająca się tu metoda uzyskiwania efektu rozdzielenia wkładek tkaninowych w wyniku dodania zwykłego wosku do żywicy nasycającej nie może być wykorzystywana, ponieważ taki dodatek działa jako środek antyadhezyjny również w stosunku do ulegającej ukształtowaniu masy ściernej i zmniejsza wytrzymałość otrzymywanych tarcz ściernych.

Celem wynalazku jest więc opracowanie sposobu pozwalającego na wytworzenie impregnowanych utwardzalnym środkiem wiążącym albo mieszaniną środków wiążących wkładek tkaninowych do kształtek ze spoiwem z żywicy syntetycznej, w szczególności do tarcz szlifierskich, które to wkładki można bez zastosowania folii izolującej je od siebie układać w stosy bez ewentualności ich sklejania i które po okresie przechowywania można łatwo oraz niezawodnie rozdzielić; sposób ten powinien zapewnić taką samą jakość kształtek, jaką uzyskuje się z zastosowaniem folii izolującej podczas układania wkładek tkaninowych w stosy.

Cel ten osiąga się według wynalazku dzięki sposobowi wytwarzania impregnowanych utwardzalnymi środkami wiążącymi albo mieszaniną środków wiążących wkładek tkaninowych do kształtek ze spoiwem z żywicy syntetycznej, zwłaszcza do tarcz szlifierskich charakteryzującemu się tym, że stosuje się do impregnacji alkoholowe roztwory środków wiążących albo mieszaniny środków wiążących stanowiących rezol i/lub nowolak, albo układ nowolak/utwardzacz, do których dodaje się amid kwasu etylenobisstearynowego, w ilości 1-15% wagowych w przeliczeniu na masę środka wiążącego albo mieszaniny środków wiążących. Korzystnie amid kwasu etylenobisstearynowego dodaje się w postaci dyspersji do środka wiążącego stosowanego do impregnacji.

Przedmiotem wynalazku jest także środek impregnujący służący do wytwarzania impregnowanych wkładek tkaninowych do kształtek ze spoiwem z żywicy syntetycznej, zwłaszcza do tarcz szlifierskich, charakteryzujący się tym, że zawiera występujący w postaci roztworu alkoholowego utwardzalny środek wiążący stanowiący rezol i/lub nowolak, albo układ nowolak/utwardzacz oraz 1-15% wagowych amid kwasu etylenobisstearynowego w przeliczeniu na masę środka wiążącego albo mieszaniny środków wiążących.

Utwardzalny środek wiążący ma korzystnie postać metanolowego roztworu.

Stosowany amid kwasu etylenobisstearynowego ma postać wodnej dyspersji.

Stwierdzono, że można otrzymać nasycone żywicą utwardzalną wkładki tkaninowe, które bez komplikacji układa się w stosy i które również po przechowaniu ich w podwyższonej temperaturze łatwo i niezawodnie ulegają rozdzieleniu, przy czym nie pogarszają one jakości wytwarzanych z nich

PL 208 966 B1 tarcz szlifierskich, wówczas gdy do stosowanej do impregnacji tkaniny utwardzalnej żywicy albo mieszaniny złożonej z utajonego utwardzacza i utwardzalnej żywicy doda się amid kwasu etylenobisstearynowego.

Jeżeli tkaninę nasyca się zawierającą ten amid żywicą utwardzalną albo mieszaniną złożoną z utajonego utwardzacza i żywicy utwardzalnej (środek wiążący lub mieszanina ś rodków wiążących) to dodatek ten działa jako środek zmniejszający przyczepność pomiędzy poszczególnymi warstwami impregnowanej tkaniny i przeciwdziałają ich sklejaniu się podczas układania w stosy.

Trudno było jednak przewidzieć, że ten dodatek nie działa jako środek zmniejszający przyczepność między utwardzalnym środkiem wiążącym lub mieszaniną środków wiążących i tkaniną; zatem po utwardzeniu otrzymuje się pełnowartościowe połączenie. Nie działa on też jako środek zmniejszający przyczepność między wkładką tkaninową i sprasowaną z nią ulegającą ukształtowaniu masą szlifierską, zatem po utwardzeniu powstaje całkowicie jednorodne usieciowanie łączące żywicę impregnującą i spoiwo obecne w ulegającej ukształtowaniu masie szlifierskiej, co pozwala na uzyskanie pożądanej wytrzymałości i trwałości tarcz szlifierskich.

Takie oddziaływanie amidu wprowadzonego do impregnujących żywic, a więc również i zgodny z wynalazkiem sposób wytwarzania odpowiednich wkł adek tkaninowych moż na wykorzystać nie tylko w otrzymywaniu tarcz szlifierskich, ale i bardziej ogólnie w wytwarzaniu kształtek ze spoiwem z żywicy syntetycznej, które są wzmocnione wkładkami tkaninowymi.

Zastosowanie tego rodzaju amidu z żywicami epoksydowymi albo żywicami fenolowymi jest jako takie znane. Tak więc zgodnie z japońskim opisem patentowym nr 10130462 (C. A. 129, 55 251) podobne amidy tłuszczowe służą w charakterze środków przeciwprzyczepnych w kompozycjach epoksydowych. Środki wiążące z żywic fenolowych w połączeniu z podstawionymi i niepodstawionymi amidami kwasów tłuszczowych są przedstawiane głównie jako spoiwo do piasku w otrzymywaniu form odlewniczych [japoński opis patentowy nr 60111734 (C. A. 103, 182 359) lub 57209741 (C. A, 98, 165 573)]. W wyniku badania wpływu dodatków na płynięcie i przebieg utwardzania mas do kształtowania na podstawie żywic fenolowych (C. A. 104, 34 743) stwierdzono, że ze zwiększaniem zawartości środka przeciwprzyczepnego polepsza się płynność, ale także wraz ze wzrostem ilości np. amidu kwasu etylenobisstearynowego zmniejsza się szybkość utwardzania w masie. Dlatego z fachowego punktu widzenia należało się spodziewać, że wytrzymałość tarcz szlifierskich wytworzonych z udziałem tego rodzaju dodatków również ulegnie zmniejszeniu.

Zgodnie ze sposobem według wynalazku, do środka wiążącego albo do mieszaniny środków wiążących (żywicy nasycającej) dodaje się w/w amid w ilości 1-15% wagowych, korzystnie 3-5% wagowych w przeliczeniu na żywicę nasycającą. Stosowany amid nie rozpuszcza się w metanolu i z tego powodu z reguły nie można go wrobić do środków wiążących stosowanych według wynalazku. Dlatego korzystnie wprowadza się go w postaci dyspersji umożliwiającej trwałe ich wrobienie do metanolowej mieszaniny środków wiążących.

Jako utwardzalne środki wiążące albo mieszaniny środków wiążących na masy ulegające ukształtowaniu, w szczególności na ulegające ukształtowaniu masy szlifierskie można stosować odpowiednie do takich mas znane jako takie stałe żywice odpowiednie do takich mas znane jako takie stałe żywice proszkowe na podstawie żywic fenolowych, alkilofenolowych, epoksydowych, poliestrowych lub poliuretanowych, a także farby proszkowe i zawierające grupy reaktywne pozostałości farb proszkowych, jak również żywice ciekłe oraz mieszaniny stałych i ciekłych żywic utwardzalnych; wprowadza się je razem z utajonym utwardzaczem w ilości 5-20% wagowych, korzystnie 10% wagowych w przeliczeniu na całkowity ciężar masy ulegającej ukształtowaniu.

Korzystne żywice utwardzalne to nowolaki. Korzystny utajony utwardzacz do nowolaków stanowi heksametylenotetraamina, którą miesza się z nowolakiem w ilości 3-16% wagowych w przeliczeniu na ciężar nowolaku.

Jako nowolaki można stosować wszystkie otrzymywane w środowisku kwaśnym produkty kondensacji związków fenolowych z aldehydem, w szczególności z formaldehydem; stosunek molowy związek fenolowy:aldehyd wynosi przy tym od 1:0,9 do 1:0,2. Temperatura topnienia użytecznych nowolaków mieści się w przedziale 50-110°C.

W charakterze związków fenolowych można wykorzystywać fenole jedno- albo wielopierścieniowe bądź mieszaniny złożone z substancji zaliczanych do tej grupy, mianowicie z fenoli zarówno jedno-, jak i wielopierścieniowych. Ich przykłady to sam fenol oraz jego alkilopodstawione homologii, np. o-, m- lub p-krezol, ksyleny bądź fenole z wyższymi podstawnikami alkilowymi, ponadto chlorow4

PL 208 966 B1 cowe pochodne fenoli, np. chloro- albo bromofenol, oraz fenole polihydroksylowe, takie jak rezorcyna lub pirokatechina, jak również fenole wielopierścieniowe, np. naftole, bisfenol A albo bisfenol F.

Fenol bądź związek fenolowy poddaje się reakcji z aldehydem, w szczególności z formaldehydem, albo ze związkiem odszczepiającym formaldehyd, otrzymując pożądany nowolak. Nowolaki można modyfikować typowymi modyfikatorami, np. żywicami epoksydowymi, kauczukami, poliwinylobutyralem oraz dodatkami nieorganicznymi.

Do zaimpregnowania wkładek tkaninowych stosuje się w zasadzie takie same rodzaje spoiw jak środki wiążące używane w masach ulegających ukształtowaniu. Jeżeli nie wykorzystuje się takiego samego środka wiążącego lub mieszaniny środków wiążących, to dobiera się je tak, aby sieciowały się one ze środkiem wiążącym zawartym w masie ulegającej ukształtowaniu i aby ich utwardzanie przebiegało w możliwie zbliżonym przedziale temperatury oraz czasu. Stosowane do impregnacji spoiwa muszą występować w postaci ciekłej, czyli bądź jako żywica ciekła, bądź też roztwór albo dyspersja. Z reguły używa się roztworów metanolowych, mianowicie roztworów zarówno rezoli, jak i nowolaków, a także roztworów zawierających rezole i nowolaki

Do środka wiążącego lub mieszaniny środków wiążących stosowanych w charakterze żywicy impregnującej przed procesem impregnacji dodaje się 1-15% wagowych amidu kwasu etylenobisstearynowego i dzięki temu uzyskuje się nowy środek impregnujący do wkładek tkaninowych. Impregnowanie tkaniny za pomocą tego środka impregnującego odbywa się w znany jako taki sposób.

Środki impregnujące według wynalazku przeznaczone do wytwarzania impregnowanych wkładek tkaninowych do kształtek ze spoiwem z żywicy syntetycznej stanowią zatem mieszaniny zawierające utwardzalny środek wiążący występujący w postaci ciekłej oraz 1-15% wagowych w/w amidu mogą ewentualnie zawierać inne środki pomocnicze i dodatki.

Utwardzalny środek wiążący to bądź utwardzalna żywica lub mieszanina żywic, bądź też układ żywica/utwardzacz.

Utwardzalną żywicą jest rezol, nowolak lub układ nowolak/utwardzacz.

Korzystną utwardzalną mieszaninę żywic stanowi mieszanina rezolu z nowolakiem o dowolnym wzajemnym stosunku tych składników.

Utwardzalny środek wiążący to albo żywica ciekła, albo roztwór utwardzalnej żywicy, mieszaniny żywic lub układu żywica/utwardzacz, przy czym korzystny rozpuszczalnik stanowi alkohol, w szczególnoś ci metanol.

Impregnowana tkanina może być wykonana z włókien naturalnych i sztucznych, nieorganicznych i organicznych. Korzystną tkaniną jest tkanina z włókien szklanych.

Zgodne z wynalazkiem impregnowane wysuszone oraz ewentualnie wstępnie utwardzone i rozcięte tłocznie wkładki tkaninowe można bez używania dodatkowych środków przeciwprzyczepnych lub pomocniczych układać w stosy i przechowywać w postaci stosów; podczas użytkowania można je łatwo oraz bez komplikacji rozdzielić i następnie w znany jako taki sposób zastosować do wytwarzania kształtek ze spoiwem z żywicy syntetycznej, w szczególności tarcz szlifierskich.

P r z y k ł a d

Wytworzono w laboratorium żywicę Bakelite ^®PF 6212 IL (stanowiącą rezolową modyfikowaną żywicę fenolową), podzielono ją na dwie części i dodano do każdej z nich 3% wodnej dyspersji amidu kwasu etylenobisstearynowego.

Wyżej scharakteryzowanymi żywicami impregnowano tkaninę szklaną i suszono w temperaturze 125°C około 2 minut aż do osiągnięcia wilgotności 10%.

Każdorazowo dwa prepregi impregnowane w ten sam sposób umieszczano jeden na drugim pomiędzy dwoma płytami szklanymi, obciążano ciężarem 2,2 kg i składowano w zmiennej temperaturze przez 7 dni, następnie obciążenie usunięto i ręcznie oddzielono prepregi i płyty szklane.

Rozdzielność oceniono optycznie i ręcznie.

Analogicznie przeprowadzono badania z żywicą Bakelite ^®PF 6212 IL, która jednak nie była modyfikowana dodatkiem dyspersji w/w amidu.

Stwierdzono zadawalającą kleistość, rozdzielanie musiało być jednak przeprowadzone ręcznie.

Natomiast w w/w badaniach przeprowadzonych z modyfikowaną EBS żywicą Bakelite ^®PF 6212 IL stwierdzono całkowity brak kleistości do płyt i rozdzielanie ich było bezproblemowe.

Claims (5)

1. Sposób wytwarzania impregnowanych utwardzalnymi środkami wiążącymi albo mieszaniną środków wiążących wkładek tkaninowych do kształtek ze spoiwem z żywicy syntetycznej, zwłaszcza do tarcz szlifierskich, znamienny tym, że do impregnacji stosuje się alkoholowe roztwory środków wiążących albo mieszaniny środków wiążących stanowiących rezol i/lub nowolak, albo układ nowolak/utwardzacz, do których dodaje się amid kwasu etylenobisstearynowego, w ilości 1-15% wagowych w przeliczeniu na masę środka wiążącego albo mieszaniny środków wiążących.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że amid kwasu etylenobisstearynowego dodaje się w postaci dyspersji do środka wiążącego stosowanego do impregnacji.

3. Środek impregnujący służący do wytwarzania impregnowanych wkładek tkaninowych do kształtek ze spoiwem z żywicy syntetycznej zwłaszcza do tarcz szlifierskich, znamienny tym, że zawiera występujący w postaci roztworu alkoholowego utwardzalny środek wiążący stanowiący rezol i/lub nowolak, albo układ nowolak/utwardzacz oraz 1-15% wagowych amidu kwasu etylenobisstearynowego w przeliczeniu na masę środka wiążącego albo mieszaniny środków wiążących.

4. Środek impregnujący według zastrz. 3, znamienny tym, że utwardzalny środek wiążący ma postać metanolowego roztworu.

5. Środek impregnujący według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że amid kwasu etylenobisstearynowego ma postać wodnej dyspersji.