DE1117298B - Schleudergussverfahren zur Herstellung von Rohren aus warmhaertbaren Epoxydkunstharzen - Google Patents

Description

• Schleudergußverfahren zur Herstellung von Rohren aus warmhärtbaren Epoxydkunstharzen Die Erfindung betrifft ein Schleudergußverfahren zur Herstellung von Rohren aus warmhärtbaren Epoxydkunstharzen, wobei die zu vergießenden Bestandteile in Granulat- oder Pulverform der Schleuderform zugeführt und dort zum Schmelzen und Aushärten gebracht werden.
• Es ist bereits bekannt, Rohre aus Kunststoffen nach dem in der Metallindustrie angewandten Schleudergußverfahren herzustellen, wobei entweder der verflüssigte Kunststoff oder aber Kunststoffpulver in die Form eingeführt wird.
• Will man dieses Verfahren mit warmhärtenden Epoxydharzen ausführen, so ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten. Derartige Kunststoffe haben bekanntlich die Eigenschaft, nach mehr oder weniger kurzer »Topfzeit« auszuhärten. Beim Füllen einer Mehrfachschleuderanlage, welche eine gewisse Zeit in Anspruch nimmt, ist bei Verwendung genannter Kunstharze damit zu rechnen, daß der Ansatz mit Härter vorzeitig aushärtet und unbrauchbar wird. Versucht man in Abhilfe dessen die einzelnen Komponenten, Kunstharz und Härter - soweit sie in Pulverform vorliegen, vorher zu mischen und das Pulver in der sich drehenden Rohrschleuder zu schmelzen, so tritt keine zufriedenstellende Durchmischung der Schmelze ein. Dies ist besonders dadurch bedingt, daß das Harz etwa bei 60 bis 70"C, der Härter aber - je nach chemischer Natur - bei Temperaturen zwischen 100 und 2000 C schmilzt. Beim Schleudern macht sich dies nachteilig bemerkbar, denn der noch ungeschmolzene Härter wandert infolge der Zentrifugalkraft in dem bereits geschmolzenen Harz nach außen. Ergebnis ist ein ungleichmäßig vom Härter durchsetztes Endprodukt mit allen daraus resultierenden nachteiligen Eigenschaften.
• Es hat sich gezeigt, daß man wärmehärtende Epoxydharze in Mehrfachschleuderanlagen zu Rohren wirtschaftlich verarbeiten kann, wenn man gemäß der Erfindung wie folgt verfährt: Das Kunstharz und der härtende Zusatz werden getrennt geschmolzen, die Schmelzen zusammengegeben, rasch gründlichst gemischt, sofort in Wannen oder auf ein Band in dünner Schicht ausgegossen und rasch - gegebenenfalls unter zusätzlicher Kühlung - zum Erstarren gebracht. Durch diese Maßnahmen wird die beginnende Härtereaktion unterbrochen, d. h., die Molekülvernetzung vollzieht sich nur teilweise, und zwar derart, daß durch den vorzeitigen Abbruch nur eine geringe Vernetzung eintritt, die einerseits die Gewähr dafür gibt, daß beim nachfolgenden Wiederaufschmelzen des in zerkleinertem Zustand in die Schleudergußform eingebrachten Kunstharzes in der umlaufenden Form keine Entmischung eintreten kann, andererseits aber die Schmelze eine genügend niedrige Viscosität aufweist, welche für die einwandfreie Verteilung der Schmelze über die ganze Formlänge Voraussetzung für die Erzielung einwandfreier Rohre ist.
• Als Härter kommen zur Verwendung die hierfür bekannten Chemikalien, wie Anhydride organischer Säuren, ferner Phenolharze, Harnstoff- und Melaminharze. Arbeitet man mit kombinierten Härtern, beispielsweise mit einem Säureanhydrid und einem Phenolharz, so werden die beiden Härter jeweils für sich geschmolzen und dann mit der Kunstharzschmelze vereinigt.
• Soll das Kunstharzrohr z. B. Farbstoffe bzw. Füllstoffe enthalten, so werden diese Stoffe der Kunstharzschmelze zugesetzt, gründlichst vermischt und dann erst die Härterschmelze zugegeben.
• Diese so hergestellten Vormischungen, entweder mit oder ohne Füllstoff, wobei sich der Füllstoff hinsichtlich einer Härtung inert in der Mischung verhalten muß, sind lagerfähig. Ihre Verwendung ergibt eine wesentliche Vereinfachung des Herstellungsprozesses von Kunststoffrohren genannter Art bzw. ermöglicht überhaupt erst deren wirtschaftliche Herstellung, da man hinsichtlich der relativ kurzen »Topfzeit« unabhängig geworden ist, denn bisher waren nur jeweils kleine Ansätze von Schmelze möglich, die nur zur Füllung von ein oder zwei Gußformen ausreichten.
• Die beschriebenen Vormischungen eignen sich auch vorzüglich zur Herstellung von Kunststoffrohren, welche als Füllmaterial Glas- oder andere Fasern enthalten.
• Abgesehen von den verfahrenstechnischen Vorzügen hat das Verfahren den Vorteil, daß feste Epoxydharze verwendet werden, welche sich gegenüber flüssigen Epoxydharzen durch eine gewünschte geringere Reaktionsfreudigkeit, höheres Molekulargewicht und günstigeren Preis auszeichnen. Die daraus hergestellten Rohre besitzen zudem - den Vorzug höherer Wärmestandfestigkeit, größerer Elastizität und besserer Chemikalienbeständigkeit.
• Es hat sich weiterhin gezeigt, daß es nicht notwendig ist, bei der Herstellung von Rohren aus Kunstharzen genannter Art die Rohre bis zur völligen Aushärtung in der Form zu schleudern. Vielmehr genügt es, das Schleudern nur so lange vprzunehmen, bis die ausgebildeten Rohre in der Form auch ohne Rotation nicht mehr zusammenfallen. Die Endaushärtung wird dann außerhalb der Schleuderanlage im Wärmeofen vorgenommen, während die Schleuderanlage bereits wieder weiterverwendet werden kann.
• Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dies in drei näher beschriebenen Arbeitsverfahren dargestellt.
• Beispiel 1 Als Epoxydharz wird ein handelsübliches, durch Kondensation von Epichlorhydrin und Diphenylolpropan gewonnenes Harz verwendet mit einem Schmelzpunkt von etwa 70"C und einem Epoxyäquivalentgewicht von etwa 500. Als Härter dient Phthalsäureanhydrid.
• 700 g des genannten Harzes werden vorsichtig aufgeschmolzen und die Schmelze auf etwa 1000 C eingestellt. 300 g Phthalsäureanhydrid (Schmelzpunkt 125°C) werden geschmolzen und die Temperatur auf 128 bis 1300C eingestellt. Beide Schmelzen werden in einem mit einem schnellaufenden Rührer versehenen Mischgefäß zusammengegeben und die Mischung nach kurzer Laufzeit des Rührwerkes in dünner Schicht in einer Blechwanne ausgegossen, wobei die Wanne notwendigenfalls von außen noch gekühlt wird. Die Schmelze erstarrt sofort zu einem gelblichen, undurchsichtigen Produkt, welches nach kurzer Zeit aus der Wanne herausgeschlagen und auf einer geeigneten Mühle zu erbsen- bis bohnengroßen Stücken zerkleinert werden kann.
• Beispiel 2 Hier wird neben dem Anhydrid noch ein vorzugsweise butyliertes Phenolharz als Härter mitverwendet, wodurch die Chemikalien- und Wärmebeständigkeit des Endproduktes beeinflußt wird. Epoxydharz und Anhydrid sind die gleichen wie im Beispiel 1.
• 640 g Epoxydharz, 180 g Phthalsäureanhydrid und 180 g Phenolharz werden jeweils für sich geschmolzen, die Temperaturen von Epoxydharz- und Anhydridschmelze auf 100 bzw. 130"C, diejenige der Phenol- harzschmelze auf 120"C eingestellt, alle drei Schmelzen vereinigt und nach Beispiel 1 weiter verfahren.
• Beispiel 3 Für die Herstellung eines gefärbten und gefüllten Vorproduktes werden zunächst Farbstoffe und Füllmittel in einem Trockenmischer vereinigt, und zwar 250 g Quarzmehl und 50 g Titandioxyd. Dann werden 490 g Epoxydharz des Beispiels 1 geschmolzen und bei etwa 130 bis 140"C die 300 g Farbstoff-Füllmittel-Gemisch unter kräftigem Rühren zugegeben, wobei die Temperatur auf etwa 100 bis 110°C absinkt. Die zwischenzeitlich hergestellte Schmelze von 210 g Phthalsäureanhydrid mit einer Temperatur von etwa 130"C wird anschließend hinzugefügt und nach Beispiel 1 weiter verfahren.
• Die nach den angeführten Beispielen erhaltenen Granulate oder Pulver werden in die Rohrformen (Kokillen) gefüllt, diese verschlossen und in Rotation versetzt. Nach wenigen Minuten wird mit der äußeren Zufuhr von Wärme begonnen, wobei die Rohrform möglichst rasch auf etwa 150"C erwärmt wird. Bei dieser Temperatur wird das Schleudern während einer Stunde fortgesetzt. Die Rohrform wird dann aus der Schleudervorrichtung herausgenommen und noch 6 Stunden im Wärmeofen bei 150"C gehalten.
• Bei dem phenolharzhaltigen Produkt erfolgt die Nacherhitzung bei 170 bis 180°C. Anschließend wird die Rohrform erkalten gelassen und das fertige Kunststoffrohr entnommen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Sehleudergußverfahren zur Herstellung von Rohren aus warmhärtbaren Epoxydkunstharzen mit die Härtung bewirkenden Zusätzen, wobei die zu vergießenden Bestandteile in Granulat- oder Pulverform der Schleuderform zugeführt und dort zum Schmelzen und Aushärten gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst aus dem Kunstharz und dem Härtemittel jeweils eine Schmelze außerhalb der Schleuderform hergestellt wird, diese Schmelzen zu einer Vorschmelze vereinigt und zum raschen Abkühlen und Erstarren gebracht, zerkleinert und in dieser Form in die Gußform eingebracht wird.
2. 2. Schleudergußverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an sich gebräuchlichen Zusätze zur Füllung den für die Vorschmelze hergestellten Schmelzen zugesetzt werden.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 864 450; schweizerische Patentschrift Nr. 226 983; »Kunststoffe«, 1950, Heft 6, S. 183.