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DE1769950A1 - Verfahren zur Herstellung von Profilen aus faserverstaerkten Duroplasten - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Profilen aus faserverstaerkten Duroplasten

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DE1769950A1
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fibers
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Glanzstoff AG
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Description

Verfahren zur Herstellung von Profilen aus faserverstärkten Duroplasten
Olinittoff AO Wuppertal
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Profilen aus faserverstärkten Duroplasten unter der Benutzung von Extrudern.
Bs sind verschiedene Wege bekanntgeworden, wie man zu Profilen aus faserverstärkten Duroplasten gelangen kann. So besteht die Möglichkeit, zunächst Preßmassen herzustellen, d.h., nan vermischt z.B. In einem Knetwerk kurzgeschnittene Stapelfasern mit dem noch ungehärteten Harz und den üblichen Zusätzen wie Härter, Füllmittel, Pigmenten usw.j der dabei entstehende sogenannte Premix wird dann in Pressen bei erhöhter Temperatur zu dem gewünschten Profil geformt. Man kann auch Fasermatten mit dem Harz und den entsprechenden Zusätzen tränken oder imprägnieren und dann unter Druck und unter Einwirkung von Wärme in einer Form das Preßteil aushärten lassen.
Bs sind auch Verfahren bekanntgeworden« bei denen man auf einem Kern wie s.B. eine« Dorn zunächst mit harzgetränkten Garnen einen Wickelkörper herstellt und das Hars dann aushärten läßt. Bine weitere
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Möglichkeit 1st das sogenannte Fasersprltzverfahren« bei den man die Form mit Hilfe einer Mehrkomponentenplstole beschickt, dl· gleichzeitig Harz mit Zusätzen und Fasern beispielsweise Olaafasern spritzt.
Ee wurde nun gefunden, daß man Profile aus faserverstärkten Duroplasten auf besonders vorteilhafte Weise kontinuierlich herstellen kann, wenn man mit Hilfe einer Schneckenpresse ein Gemisch aus 20 * 40 Gewichtsprozent synthetischer Fasern einer Schnittlänge von etwa 5 - 50 mm sowie 25-50 Gewichtsprozent Duroplasten, wobei der restliche Anteil des Gemisches aus Härter, Fällmittel u.dgl. besteht, bei gleichzeitiger Kühlung des Zylinders und Heizen des Werkzeuges extrudlert.
Zm Rahmen der Erfindung können Fasern, welche aus den Üblichen synthetischen hochpolymeren Stoffen wie Polyester, Polyamid, Polyacrylnitril usw. erhalten werden, zum Einsatz gelangen. Besonders geeignet sind die Fasern aus Kondensationsprodukten wie Polyamid und Polyestern, wobei Polyäthylenterephthalat hervorzuheben 1st. Die Fasern können aus Homoplymeren, Mischpolymeren oder auch aus Polymergemischen hergestellt sein. Selbstverständlich 1st es auch möglich, Fasergemische zu verwenden. Es können Fasern genommen werden, deren Einzeltlter Werten entspricht, wie sie für textile Produkte Ublioh sind. Dazu gehören vor allem die Titer von etwa 3 bis 22 dtex.
Die zum Einsatz gelangenden Fasern sollten eine Schnittlänge von etwa 5 - 50 mm aufweisen, am günstigsten erweisen sich Schnittlängen von oa. 10 bis 20 mm. Der Gehalt an Fasern liegt Je nach Verwendung»· zweck des erfindungsgemäe hergestellten Profile bei 20-40 Oewichtaproζent. Besonders vorteilhaft sind Gemische, la denen der Faseranteil bei 25-35 Gewichtsprozent liegt.
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Als Duroplaste können die aus der Literatur bekannten härtbaren Kunststoffe verwendet werden. Dazu zählen u.a. die Epoxidharze, vorzugsweise aber die ungesättigten Polyesterharze. Polyesterharze sind seit längerem bekannt und sind im Handel erhältlich. Bei der Herstellung dieser Stoffe geht man von mehrbasischen, ungesättigten Carbonsäuren wie Maleinsäure ggf. in Mischung mit gesättigten Carbonsäuren wie z.B. Bernsteinsäure aus und stellt durch Umsetzung mit ungesättigten einwertigen Alkoholen wie Allylalkohol oder Glykolen wie Äthylenglykol ein lineares Kondensationsprodukt her, das dann unter Verwendung von ungesättigten Verbindungen wie z.B. Styrol gehärtet, d.h. vernetzt wird. Zur Förderung der Vernetzung werden dem Gemisch Katalysatoren wie Peroxide sowie Beschleuniger wie z.B. Kobaltverbindungen zugesetzt.
Nähere Angaben über derartige Polyesterharze finden sich z.B. in dem Chemie-Lexikon von Hermann Römpp, Franckh'sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart 1966.
Neben den synthetischen Fasern und dem Kunstharz einschließlich der Kätalysatorzusaninensetzung enthält die Mischung, welche zu Profilen verarbeitet werden soll, Füllmittel wie Kreide, Kaolin, Dolomit o.a. und Gleitmittel wie Zinkstearat oder auch Calciumetearat sowie Thixotroplemittel. Thixotropiemittel sind Substanzen, { welche bei der Verarbeitung bestimmter Massen den Fließwiderstand herabsetzen. Für ungesättigte Polyesterharze hat sich dafür z.B. Siliciumdioxid als sehr geeignet erwiesen. Selbstverständlich können in der Mischung weitere Bestandteile wie Farbstoffe, Pigmente u.a.m. vorhanden sein. Sehr geeignet erweisen sich Mischungen, die etwa 30 1> Fasern, 40 % Kunstharz, 20 £ Füllmittel sowie 10 £ Hartwigs-, Gleit- und Thiotropiemittel enthalten.
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Zur Durchführung dee erfindungsgemäßen Verfahrens werden zunächst das ungehärtete Harz mit den Füllstoffen und den übrigen Zusatzmitteln vermengt. Sodann wird der Faserkurzschnitt hinzugegeben und innig vermischt. Es ist zweckmäßig, sich dabei eines Knet-Werkes zu bedienen. Die Mischung wird sodann bei etwa 10 - 20 C zur Reifung mindestens 2-3 Tage gelagert, die Nasse kann dann extrudlert werden.
Dazu verwendet man einen Extruder, bei dem der Zylinder gekühlt wird, als Kühlmittel eignet sich Wasser, das eine Temperatur von . etwa 200C oder darunter haben sollte. Die Kühlung soll ein vor-™ zeitiges Anhärten des Materials im Zylinder unterbinden* Es wird so vermieden, daß die Schnecke blockiert wird und beim Durchgang der Masse durch das Werkzeug Schwierigkeiten auftreten. Das an den Zylinder der Schneckenpresse angeschlossene Werkzeug 1st Bit Heizelementen versehen.
Im Werkzeug herrscht eine erhöhte Temperatur, so dafl die Aushärtung dort vonstatten geht. Vorzugswelse wird hler eine Temperatur von 125 - I1K)0C angewandt. Die Länge des Werkzeuges und die Austrittsgeschwindigkeit müssen aufeinander abgestimmt sein, damit im Werkzeug eine ausreichende Härtung stattfindet. So wird bei einer Austrittsgeschwindigkeit von 5#5 cm/min, und Auehärtungszelten von ^ etwa 5 min. ein Werkzeug von ca. JO cm Länge benOtlgt, bei höheren Austrittsgeschwindigkeiten 1st eine entsprechende grufiere Länge erforderlich.
le Härtezeit kann bis zu einem gewiesen MaS durch die Auswahl des Härtemittels und durch die Temperatur im Werkzeug gesteuert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich gegenüber den bisherigen Verfahren durch eine besonders einfache Handhabung aus· Bb
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fallen wie z.B. bei den bisher üblichen Preßverfahren außerhalb der Form keine Materialverluste durch Gratbildung an. Da kontinuierlich gearbeitet wird, nuß nicht, wie dies bei diskontinuierlicher Arbeltswelse der Fall 1st, die Form häufig gereinigt werden. Das Verfahren ist besonders für die Herstellung von hinterschnlttenen Profilen geeignet.
Profile, welche nach den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, weisen vorzügliche mechanische Eigenschaften auf. Da die Verstärkungsfasern in der Masse gleichmäßig verteilt sind und sie bei der erfindungsgemäßen Arbeltsweise nicht in eine bevorzugte Richtung orientiert werden, sind die mechanischen Eigenschaften des I Profils In allen Richtungen praktisch gleich, so daß die Formkörper ohne weiteres größere Beanspruchungen aus verschiedenen Richtungen gewachsen sind.
Die Oberfläche der auf diese Art und Welse hergestellten Gegenstände 1st besondere glatt und zeichnet sich durch ein gefälliges Aussehen aus.
Die Erfindung wird Im folgenden durch ein Beispiel näher erläutert! Beispiel
2ooo Gewicht steile eines ungesättigten Polyesterharzes, 13190 Gewichts- λ teile Polyesterfasern einer Schnittlänge von 20 mm, 40 Gewichtsteil· eines Härters auf Peroxidbasis, 1000 Gewichtstelle Kreide, l6o Gewichtstelle Farbpigmente, 24 Gewichtsteile eines Thixotropieraittele sowie 200 Oewichtsteile eines Gleitmittels werden in einem Kneter Innig vermischt. Das dabei entstehende Gemisch wird mindestens 2 Tage bei 200C reifen gelassen und dann auf einen Extruder mit Wasser gekühltem Zylinder und auf 14O°C geheiztem Werkzeug kontinuierlich zu einem Flachstab mit den Ausmaßen 6 mm χ 25 mm verarbeitet. Der Formkörper hatte eine besondere glatt· Oberfläche, wies keine Oratbildung auf, so daß ein· Nachbearbeitung nicht mehr notwendig war und dadurch •In Materialverlust nicht auftrat. Das Profil ließ sich auf Grund seiner guten Mechanischen Eigenschaften al« Konstruktionselement verwerten«
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Claims (4)

  1. - 6 - 6v/
    Patentansprüche
    1· Verfahren zur Kontinuierlichen Herstellung von Profilen aus faserverstärkten Duroplasten, dadurch gekennzeichnet, daß man mit Hilfe einer Schneckenpresse ein Gemisch aus 20-40 Gewichtsprozent synthetischer Pasern einer Schnittlänge von etwa 5 - 50 mm sowie 25-30 Oewlchtsprozent Duroplasten, wobei der restliche Anteil des Oemlsches aus Härter, Füllmittel und dgl. besteht, bei gleichzeitiger Kühlung des Zylinders und Heizen des Werkzeuges extrudlert.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafl man Polyesterfasern verwendet.
  3. 3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dafl nan Fasern aus Polyäthylenterephthalat verwendet.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafl man 25-35 Oewlchtsprozent synthetische Pasern verwendet. ■
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DE1769950A 1968-08-10 1968-08-10 Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Profilen aus wärmehärtbarem Kunstharz Expired DE1769950C3 (de)

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