DE1192090B

DE1192090B - Verfahren zur Herstellung von Gegenstaenden aus keramischen Massen, die einen Zusatzvon organischen Kunststoffen aufweisen

Info

Publication number: DE1192090B
Application number: DES71240A
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Nat Wolfram Dipl-Chem; Dr Rer Nat Emil Singer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1960-11-12
Filing date: 1960-11-12
Publication date: 1965-04-29

Description

Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus keramischen Massen, die einen Zusatz von organischen Kunststoffen aufweisen Es ist bekannt, sowohl keramische Massen mit einem Zusatz von organischen Kunststoffen als Bindemittel als auch Kunststoffmassen mit anorganischen Füllstoffen zu verarbeiten. Bei der Verarbeitung keramischer Massen ist die Formgebung, z. B. durch Kaltpressen oder Gießen, verhältnismäßig einfach. Nachteilig ist jedoch der einen sehr großen Wärmeaufwand erfordernde Sinterprozeß, bei dem die organischen Stoffe ausgebrannt werden.
Nachteilig ist auch die hierbei auftretende hohe Schwindung sowie die Sprödigkeit der hergestellten Gegenstände. Bei der Verarbeitung von Kunststoffmassen, die einen hohen Anteil an anorganischen Füllstoffen aufweisen, macht die Formgebung besondere Schwierigkeiten, da teuere geheizte bzw. gekühlte Preß- oder Spritzwerkzeuge erforderlich sind. Ferner wirkt sich auch die lange Standzeit der Werkzeuge bei hartbaren Kunststoffen auf die Wirtschaftlichkeit des Herstellungsverfahrens sehr nachteilig aus. Vorteilhaft ist jedoch der verhältnismäßig geringe Wärmebedarf und die im Vergleich zur Keramik geringe Schwindung bei der Herstellung. Die hergestellten Gegenstände sind nicht spröde, so daß sie leicht durch Bohren, Feilen, Schneiden od. dgl. bearbeitet werden können.
Es sind auch Verfahren zum Herstellen von keramischen Erzeugnissen durch Formung der Erzeugnisse aus mit organischen Bindemitteln versetzter keramischer Masse im Spritzguß bekannt. Hierbei bestand ein Teil der dem organischen Grundstoff zugesetzten organischen Bindemittel aus mindestens einem aushärtbaren Kunstharz und das Spritzen wurde unterhalb der Aushärtungstemperatur des Kunstharzes vorgenommen. Für die Aushärtung des Kunstharzes war eine nachfolgende besondere Erwärmung der aus der Form genommenen Körper erforderlich. Derartige mehrstufige Verfahren erfordern einen besonderen Zeitaufwand und komplizierte Hilfsmittel in der Fertigung.
Gemäß der Erfindung werden die genannten Nachteile vermieden und ein Arbeitsverfahren geschaffen, das nur die Vorteile der bekannten Verfahren ausnutzt. Erfindungsgemäß werden mit überwiegendem Anteil keramische Massen, z. B. Porzellan oder Steatitmassen mit Kunststoffen (Thermo- oder Duroplasten) als Bindemittel nach bekannten keramischen Verfahren aufbereitet und im kalten Zustand einer Formgebung, z. B. durch Pressen (Naß- und Trockenpreßverfahren) oder Gießen und danach einer Wärmeeinwirkung unterzogen, die über der Erweichungstemperatur, aber unter der Zersetzungstemperatur der Kunststoffe liegt. Als anorganische Werkstoffe eignen sich in vorteilhafter Weise Kaolin, Ton, Talk, Speckstein, Feldspat, Sand, Tonerde, Korund, Rutil und Zirkonsilikate, die außerdem auch in geglühter Form einzeln oder gemischt als Schrühscherben verarbeitet werden können. Die Vorbehandlung der Werkstoffmischungen kann nach bekannten keramischen Methoden durch Vorpressen und Körnen erfolgen, wodurch die Möglichkeit besteht, eine Masse mit definiertem Schüttgewicht zu erhalten. Als Kunststoffe können Thermo-oder Duroplaste verwendet werden, beispielsweise Polyvinylchlorid, Polyamide, Polystyrole, Polyäthylene, Epoxydharze oder Polyesterharze.
Der keramische Anteil der erfindungsgemäßen Masse kann ein Mehrfaches der Kunststoffmasse betragen. Beispielsweise können 60 bis 90"/, keramische Werkstoffe mit einem Kunststoffanteil von -10 bis 30 °/o verarbeitet werden. Die hergestellten Erzeugnisse weisen zwar eine geringere mechanische Festigkeit als Gegenstände, die nach dem üblichen keramischen Verfahren verarbeitet sind, auf, es ergibt sich jedoch der große Vorteil einer billigen Formgebung, der Wegfall der Schwindung und eine geringe Sprödigkeit, so daß eine nachträgliche Bearbeitung auf verschiedene Art möglich ist. Außerdem ist es möglich, Metallteile einzupressen.
Nachstehend sind einige Beispiele für die erfindungsgemäß zu verarbeitenden Massen angegeben: Beispiel l 22 °/o Polyäthylen, 78 °/o Porzellanmasse (ungebrannt).
Das Polyäthylen wird in einem Emailgefäß geschmolzen und mit der Porzellanmasse durch Rühren vermischt. Nach dem Abkühlen wird das Material in einer Stahlmühle gemahlen. Beispiel 2 17 % Polyäthylen, 83 % Speckstein, gemahlen.
Die Härtezeit beträgt etwa 30 Minuten, die Temperatur liegt zwischen 150 und 170°C.
Die hergestellten Gegenstände haben folgende Eigenschaften Rohfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 kg/cm2 Schwindung ..................... 0% Fuchsindichte ................... dicht Raumgewicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,9 dms/kg Kriechstromfestigkeit nach T 5 DIN 53 480 Bearbeitbarkeit durch Feilen, Bohren, Schneiden ist sehr gut. Beispiel 3 10 bis 300/0 Polystyrol, 70 bis 90% Steatitmasse, bestehend aus 5 bis 15 % Ton, 5 bis 15 % Feldspat, 70 bis 900/, Speckstein. Die gemahlene Masse wird nach Art einer Steatitmasse vorgepreßt und abgesiebt. Die geeigneten Korngrößen werden nach der Siebung verpreßt. Beispiel 4 10 bis 300/0 Polystyrol, 70 bis 90% gemahlenen Speckstein oder Talkum ähnlich dem Beispiel 3. Beispiel s 10 bis 300/, Polystyrol, 70 bis 90% Porzellanmasse, roh.
Durch Zusatz von Elektrolyten, z. B. Soda und/oder Wasserglas, wird die Masse zu einem Gießschlicker verarbeitet und dann das an sich bekannte Schlickergießverfahren mit Gipsformen angewendet. Beispiel 6 Auch aushärtbare Kunststoffe, wie Epoxydharze oder Polyesterharze sind geeignet.
10 bis 400/, Epoxydharz und Härter (bzw. Polyester und Katalysator), 60 bis 90% Steatitmasse, roh.
Die Aushärtetemperatur beträgt 150 bis 220°C.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus keramischen Massen, die einen Zusatz von organischen Kunststoffen enthalten, als Isolierteile in der Elektrotechnik und Wärmetechnik, dadurch gekennzeichnet, daß mit überwiegendem Anteil eine keramische Masse mit Kunststoffen (Thermo- oder Duroplasten) als Bindemittel nach bekannten keramischen Verfahren aufbereitet und im kalten Zustand einer Formgebung und danach einer Wärmebehandlung unterzogen wird, die über der Erweichungstemperatur, aber unter der Zersetzungstemperatur dre Kunststoffe liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Masse verarbeitet wird, die einen keramischen Anteil von 60 bis 90 % z. B. aus Porzellan oder Steatit und einen Kunststoffanteil von 10 bis 400/, z. B. aus Polystyrol, Polyäthylen, Epoxydharzen oder Polyesterharzen aufweist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 898 720, 869 313; deutsche Patentanmeldung W 5766 VI b/806 (bekanntgemacht am 22. 11. 195l). Prospekt »Mowilith«, Farbwerke Hoechst, 1954.