DE2133396A1 - Verfahren zur Herstellung von Stoffen und Gegenstaenden aus bewehrten oder gefuellten Polyesterharzen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Stoffen und Gegenstaenden aus bewehrten oder gefuellten PolyesterharzenInfo
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Description
1 3 3
Patentanwälte
Dipl. Ing.C.Wallach j-5, Juli J9?l
Dipl. Ing.C.Wallach j-5, Juli J9?l
Diol. Ing. G. Koch
Dr. T. Haibach 2133396
8 Müi-chen 2
Kaulingerstr. 8. Tel. 240275
3*59*
Frede Hilmar Drostholra
G0ngehusvej IOS
DK-2950 Vedback
G0ngehusvej IOS
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Verfahren zur Herstellung von Stoffen
und Gegenständen aus bewehrten oder
gefüllten Polyesterharzen.
und Gegenständen aus bewehrten oder
gefüllten Polyesterharzen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Stoffen und Gegenständen aus be'jehrten oder gefüllten Polyesterharzen,
bei welchem der Polyester rait. Hj.l£a._eines ungesättigten
Monomeren,?ζκΚΜκ±χίχ»χκ*^: das eine Vernetzung bewirkt, sowie eines
Katalysators und gegebenenfalls eines Beschleunigers gehärtet wird.
Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung solcher Stoffe und Gegenstände,
bei denen der Polyester in fester Form und der Härter in flüssiger Form zuerst zu einer viskosen Harzmasse vermischt werden,
wonach die 3ewehrung oder der Füllstoff eingerührt vrird, ist es
ein bedeutender Nachteil, daß der Polyester so schnell von dem Härter vernetzt * 'wird, daß das fertige Gemisch der beiden Bestandteile
eine sehr kurze Standzeit hat, die das Einmischen von Bewehrungsstoffen und anderen Füllstoffen erschwierigt, nicht zuletzt weil
die Harzmasse schnell eine so hohe Viskosität annimmt, daß ein Umrühren unmöglich wird. Man ist deshalb bisher auf die /erwendung
von niedrigen Mengen Bewehrungsstoffen und Füllstoffen beschränkt
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gewesen. Außerdem wijrkt das Umrühren in einer viskosen Harzmas&e
von Füll- und Bewehrungsstoffen zerstörend auf einige derselben, besonders faserartige dewehrungsstoffe wie Asbest und Glasfasern.
So hat man festgestellt, daß die Schlagfestigkeit einer traditionellen glasfaserbewehrten Preßmasse aus Polyesterharz nach einer Tischzeit
von 20 Minuten auf etwa ein Zehntel des Viertes, der nach 5 länuten
Mischung erreicht wird, zurückgeht, was auf eine Verkürzung dsr Fasern bei der mechanischen Bearbeitung zurückzuführen ist.
Es besteht deshalb ein Bedürfnis nach einem /erfahren, bei dem
Bewehrungs- und Füllstoffe in Polyesterharze eingeführt v/erden können, ohne daß diese ßehandlungsSchwierigkeiten entstehen und ohne daß
der Bewehrungs- oder Füllstoff zerstörenden mechanischen Einwirkungen
ausgesetzt wird.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß der Bewehrungsstoff oder der Füllstoff trocken mit
dem Polyester gemischt oder mit einer Schmelze oder Lösung oder Dispersion des Polyesters belegt wird, wonach der Härter dem Gemisch
von Füll- oder Bewehrungsstoff und Polyester in fester ^orm zugesetzt
wird, nachdem dieses -Gemisch an der Stelle, wo das Härten gewünscht
ist, angebracht worden ist.
Hierdurch v/erden alle die MischungsSchwierigkeiten vermieden, die
mit einem viskosen, härtenden Polyesterharz verbunden sind, indem der flüssige Härter den Polyester löst und in das Gemisch von Polyester
und Bewehrungs- oder Füllstoff eindringt und die Hasse an Ort und Stelle härtet. Ein mechanisches Mischen von trockenem pulverformige
m Polyester und Bewehrungs- oder Füllstoff wird diesen letzteren nicht so zerstörenden Kräften aussetzen, wie das Umrühren in einer
viskosen Harzmasse, und kann in vielen Fällen ohne Bewegung des Fülloder 3ewehrungsstoffes erfolgen, indem die beiden Bestandteile einfach
durch Ausschütten des Polyesterpulvers über den Füll- oder 'Sewehrungsstoff
gemischt werden können. Dieselbe schonende Behandlung des Füll- oder Bewehrungsstoffes ohne Bewegung desselben kann dadurch
erreicht werden, daß er mit einer Schmelze oder Lösung des Polyesters
belegt wird. Das Verfahren hat desweiteren beträchtliche arbeitsmäßige Vorteile, weil man vermeidet, eine hochviskose, klebrige. Ka τ se
dosieren und gegebenenfalls diese in einer Form anbringen zu müssen,
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wenn es sich um die Herstellung eines geformten Gegenstandes handelt.
Hei dem Verfahren gemäß der Erfindung kann das Mischen des Füll- oder
Sevjehrungs stoffes und des Polyesters in einer Form stattfinden, oder
das leicht handliche fertige Gemisch kann an der gewünschten Stelle angebracht werden.
Als Polyester kann Dei dem /erfahren gemäß der Erfindung jeder der
bekannten Polyester aus Fumarsäure und Maleinsäure mit Polyalkohole]!
wie Äthylenglykol, Propylenglykol ur-^.-^i sühenol A und mit Phthalsäuren,
HHT-Säure und Diallylphthalat modifiziert"Verwendet werden.zS£ie^erT£Stkann
auch jedes der für diesen Zweck bekannten ungesättigten Monomeren benutzt v/erden, wie Styrol, Hethylmethacrylat, Diallylphthalat;,
Vinylacetat, Acrylnitril und Triallylcyanurat, vorzugsweise aber
Styrol.
Als Katalysator können sowohl diejenigen verwendet werden, die durch
einen freien radikalen Mechanismus wirken, v/ie :3enzoylperoxyd, HethyI-äthylketonperoxyd,
Cyclohexanonperoxyd, tertiäres Sutylhydroperoxyd,
als auch die UV-initierten Katalysatoren wie Benzoin. Der Katalysator
kann zusammen mit den Härter, in diesen gelöst, zugesetzt werden.
Wird ein 3eschleuniger verwendet, so kann dieser dem Gemisch von Polyester und rewehrungs- oder Füllstoff zugesetzt werden, und
dieses Gemisch kann dann als solches geliefert werden und erfordert nur ein Durchtränken mit der Lösung des Katalysators im Härter.
Es ist dabei ein Vorteil, dai? das Verfahren nicht die Verwendung
von Katalysatoren mit einem thermisch hoch liegenden Aktivisierungsniveau
mit Rücksicht auf die Lagerungsfähigkeit der Preßmasse verlangt, sondern die Härtung bei Zimmertemperatur durchgeführt werden kann,
wenn man nur den Zeitpunkt für die Auflösung des Katalysators im Härter auf die notwendige Standzeit des Gemisches abstimmt.
Die Bewehrung stoffe, die besonders bei dem Verfahren gemäf? der
Erfindung in Frage kommen, sind Glasfasern, Sisalfasern, Metallfasern,
synthetische Fasern, Kohlenstoffasern und Glaskugeln, und als ?üllstoffe
können Kaolin, Talkum, Calciumcarbonat, Asbest, ;}uarz und
Aluminiunoxyd und Pigmente genannt v/erden.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des /erfahrens gemäß
der Erfindung zum Pressen von geformten Gegenständen besteht darin,
das trockene Gemisch von Polyester, eevxehrun.^s- öler :ül lsto^f und
od-^r einer :i'orm
gegebenenfalls Beschleuniger in einer porösen OrVmit eine·« oder
mehreren Injektionskanälen anzubringen und danach eine Lösung des Katalysators in dem Härter durch die porösen Forrnwände oder die
Injektionslöcher zuzuführen. Hierdurch kann eine Regelung der zugeführten Menge härter sehr einfach durch ilinsteilung des Druckes
des Härters erfolgen, und eine Portionierung zur Herstellung jedes
Gegenstandes ist nicht erforderlich.
Bei dem bekannten Verfahren zum Gießen von Preßmassen in einer Form
ist es notwendig, kostspielige Preßwerkzeuge aus Stahl zu benutzen, weil das Gießen im Hinblick auf den Wunsch eines dichten Gefüges
in Verbindung mit dem tragen Fließen der Preßmasse hohe Drücke in dem Werkzeug erfordert. Dies ist bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung nicht notwendig.
Eine zweite vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens gemäß der
Erfindung, bei welchem ein faserförmiger 3ewehrungsstoff verwendet
wird, besteht darin, die Pasern durch ein Bad von geschmolzenem
Polyester oder eine Lösung oder Dispersion von Polyester zu fünren
und nach Umbildung zu fester Form durch Abkühlen oder Abdampfen des Lösungsmittels das gewünschte Stück aus dem hergestellten Gemisch aus
zuschneiden und nachher eine Lösung von Katalysator in härter hinzuzugeben. Dieses Verfahren ist besonders schonend gegen einen faserigeη
Bewehrungsstoff.
Das Gemisch von faserigem Bewehrungsstoff und Polyester in trockener
Form kann erfindungsgemäß auch dadurch in einer effektiven und schonenden l.*/eise hergestellt werden, daß zuerst Pasern aus dem geschmolzenen
Polyester hergestellt werden und danach eine endlose Bahn oder i^atte
aus einem Gemisch von Polyesterfasern und ßevrehrungsfasern hergestellt
wird. Diese kann beispielsweise durch Verweben oder Schmelzen oder Bildung eines Filzes aus den gemischten Fasern oder mit Hilfe eines
Bindemittels oder durch punktweises Verschmelzen oder teilweise Lösung des Polyesters mit einem Lösungsmittel mechanisch gebunden werden.
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Eine andere Möglichkeit ist, eine bereits hergestellte Matte aus
faserigem Bewehrungsstoff mit Polyester in Pulverform oestäuDeh zu
lassen und. danach eine Wärmebehandlung vorzunehmen, wodurch ein
Verkleben zwischen dem Polyesterpulver und der Matte erfolgt. Solche aus einem Gemisch von Polyester und Bewehrungsstoff bestehende
Matten oder Bahnen können entweder in Stücke zerschnitten und durch Zugabe eines Härters in Gießformen gehärtet werden, oder sie können
zur Herstellung von bewehrten Platten benutzt werden, indem die Matte oder Bahn durch einen sogenannten Teppichbeschichtungsapparat geführt
wird, in dem die Lösung von Katalysator in Härter als ein konstanter Strops über die ganze 3reite der Matte oder Bahn dosiert xvird.
Eine besonders vorteilhafte Verwendung des 7erfahrens gemäß der Erfindung
ist die Verwendung zur Herstellung von Verschleißschichten für Fußbodenbeläge, Straßenbeläge und ähnliches, enthaltend körnige
Füllstoffe wie Gesteinsmaterial, wo die Verlegung großer Flächen wegen der zähen Massen, die nur eine kurze Standzeit haben, bisher groi
Schwierigkeiten bereitet hat. Sei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird der körnige Füllstoff mit geschmolzenem Polyester überzogen,
wonach das überzogene, körnige Material trocken aufgebracht und abgewälzt wird und die Flache mit einem Gemisch von Härter und Katalysator
Despritzt wird. Auf diese Weise können übliche Straßenbelagmaschinen
benutzt werden, wenn es sich beispielsweise um Straßenbau handelt.
Bei allen Herstellungen, wo Spritzen benutzt wird, bietet das Verfahrei
gemäß der Erfindung auch wesentliche Vorteile, denn während man bei
dem bekannten Verfahren komplizierte 2-Komponentenspritzen verwenden
muß wegen der kurzen Standzeit von etwa 1 Stunde für das fertige Gemisch von Polyester, Härter und Katalysator, kann man sich bei dem
Verfahren gemäß der Erfindung mit einer 1-Komponentenspritze für das
Gemisch von Härter und Katalysator, das eine Standzeit von mehreren Tagen Dis mehreren '-lochen hat, begnügen.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist auch zur Herstellung von großen
Werkstücken mit kleiner ./aricldicke durch !!abpressen besonders vorteilhaft
vio man bei dem nekarmteri Verfahren eine konfektionierte Fatte aus
Bewehrung;?, stoff auf der Patrize des Formwerkzeugs anbringt und dann
das Gemisch von Polyester, Härter und Katalysator darübergießt, das
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Werkzeug schließt und unter Druck härtet. Bei dem /erfahren gemäß
der Erfindung kann man zunächst auf elektrostatischem .fege die Patrize
mit polyesterbelegten Bewehrungsfasern belegen und sodann die Patrize
durch eine Kammer mit einem Nebel von Härter und Katalysator führen,
welcher von den belegten Fasern aufgenommen wird, und darauf das Formwerkzeug schliefen und unter einem verhältnismäßig niedrigen Druck
härten. Man erreicht dadurch eine gleichmäßigere Verteilung der
Bewehrungsfasern und ein stärkeres Erzeugnis.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch zur Herstellung von Profilen
und Rohren mit einem bestimmten Querschnitt benutzt werden, ντο
der Härter dem gleitenden otrom eines trockenen Gemisches von Polyester
und Bewehrungsstoff in dem Düsenwerkzeus: zugeführt vrird, und
zur Herstellung von Formungen in einem im voraus geschlossenen
k Werkzeug, wo sowohl Polyester und Bewehrungsstoff als auch Härter
durch Einspritzen zugeführt v/erden.
Die Erfindung wird an Hand folgender Beispiele veranschaulicht. Beispiel 1.
Eine Mischung von 50 Gewichtsteilen Kiessand in der Korngröße 3-5 mm
und 20 Gewichtsteilen Kiessand in der Korngröße 1/2-1 mm wird auf ca.
200 C erwärmt und unter Bewegung mit einem Gemisch von 15 Gewichtsteile
Polyester in Pulverform und 0,2 Gewichtsteilen 10?£ kobaltnaphthenat
in Pulverform bestreut. Dadurch entsteht ein Überziehen des Kiessandes indem der Polyester schmilzt, iiach Abkühlung hat der Kiessand eine
) trockene Oberfläche. Der überzogene Kiessand wird auf eine Betonflächa
ausgebreitet und abgewalzt, wonach auf die Oberfläche 13 Gewichtsteile
Styrol, in dem 1,8 Gewichtsteile Hethyläthylketonperoxyd gelöst ist,
ausgespritzt wird, und abschließend wird mit einer oorösen Holle
leicht bearbeitet. Dadurch erreicht man eine griffige und verschleißfeste
Oberfläche, die als Straßenbelag oder Fußbodenbelag in Pabrikräumen
geeignet ist.
30 Gewichtsteile Glasfasern in der Form einer i-atte -.;erien 'iii 'f
Gewichtsteilen Polyester in Pulverform und 0,2 Gewichtsrei 1 pulv'orem
Korvaltriaphthenat oostreut, wonach erwärmt wird, 30 dil! ior
109883/1252
Polyester schmilzt und in der hat to gebunden wird. Die trockene
imprägnierte Glasfasermatte wird in einer Form angebracht, und 20
Gev/ichtsteile Styrol, in dem 1,P Gewichtsteile tfethyläthylketonperoxyd
gelöst ist, werden durch Auflegen von Hand mit Rolle oder
Pinsel über die iv:atte verteilt, wonach man nach den Harten eine
bewehrte blatte erhält.
Die imprägnierte Hatte kann auch gepreßt oder in Formen gegossen
werden, indem das Gemisch von Styrol gegebenenfalls nach dem Schließen der Form eingespritzt wird.
60 Gewichtsteile Glasfasern, in 30 mm Länge gehauen, 2 5 C-ewichtsteile
Polyesterpulver und 0,1 Geviichtsteil 10?? Kobaltnaphthenat in Pulverform
werden trocken gemischt, und das Gemisch in einer Form angebracht,
die geschlossen wird, wonach unter Druck ein Gemisch von 14 Gewichtsteilen Styrol und 0,9 Gewichtsteil Cyclohexanonneroxyd eingespritzt
wird. Hierdurch wird ein druckgegossener Körper erzielt, welcher dank dem größeren Gehalt an Glasfasern und der besseren Verteilung
derselben, als man in den bekannten Prei?massen erreichen kann, eine
bedeutend höhere Festigkeit aufweist, als man sie bisher hat erreichen können. Die Zugfestigkeit beträgt etwa 2500 kg/cm , während die Zugfestigkeit
einer traditionellen Polyesterpre!?masse nicht 700 kg/cm
übersteigt.
Claims (1)
- Patentansprüche .11.1Verfahren zur Herstellung von Stoffen und Gegenständen aus bewehrten oder gefüllten Polyesterharzen, bei welchem der_ Polyester mit Hilfe eines ungesättigten !Monomeren, das eine Vernetzung bewirkt, sov/ie eines Katalysators und gegebenenfalls eines Beschleunigers gehärtet wird, dadurch gekennzeiohnet f daß der Bewehrungs- oder Füllstoff trocken mit dem Polyester gemischt oder mit einer Schmelze oder Lösung oder, Dispersion .des Polyesters belegt wird, wonach der Härter dem Gemisch von Füll- oder Bewehrungs stoff und Polyester in fester Forrn zugesetzt wird, nachdem dieses Gemisch an der Stelle, wo das Härten gewünscht ist, angebracht worden ist.109883/12522. Verfahren nach Anspruch 1 zum Pressen von geformten Gegenständen, dadurch gekennzeichnet, daß das -trockene Geraisch von Polyester, Bewehrungs- oder Füllstoff und gegebenenfalls Beschleuniger in einer porösen Form oder einer Form mit einem oder mehreren Injektionslöchern angebracht irärd, wonach eine Lösung des Katalysators in dem Härter durch die porösen Formwände oder die Injektionslöcher zugeführt wird.3. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem ein faseriger Bewehrungsstoff verwendet wird, dadurch gekennzeiohnet. daß die Beivehrungsfasern durch ein Bad von geschmolzenem Polyester oder eine Lösung oder Dispersion von Polyester geführt wird und nach Umbildung zu fester Form durch Abkühlen oder Abdampfen ein gewünschtes Stück aus dem dadurch hergestellten Gemisch ausgeschnitten und nachher eine Lösung von Katalysatorw in härter hinzugegeben wird.k. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem ein faseriger Bewehrungsstoff verwendet \*ird, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst Fasern aus dem geschmolzenen Polyester hergestellt werden und danach das Gemisch von Polyester und Bewehrungsstoff durch Herstellung einer endlosen Bahn oder Matte aus einem Gemisch von Polyesterfasern und Bewehrungsfasern gebildet5. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von ^erschleißschichten für Fußbodenbeläge, Straßenbeläge und ähnliches, enthaltend körnige Füllstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß das körnige flaterial mit geschmolzenem Polyester überzogen wird, wonach das überzogene, körnige Material trocken aufgebracht und abgewalzt wird und die Fläche mit einem Gemisch von Harter und Katalysator bespritzt wird.109883/1252
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