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Verfahren zur Herstellung von flächenartigen Gebilden
Die Erfindung betrifft ein neuartiges Verfahren zur Herstellung von flächenartigen Asbestfasergebilden.
Die Verwendung von Silikonen auf flächenartigen Gebilden aus organischen und/oder anorganischen
Fasern ist bekannt. Flächenartige Gebilde aus organischen oder anorganischen Fasern können lackiert, im- prägniert oder mit Silikonharzen verklebt werden. Ferner können auch Fasern, Körner, Blättchen, Pulver u. dgl. mit Hilfe von Silikonharz-Bindern zu Pressmassen verarbeitet werden. Die mittels dieser bekann- ten Verfahren hergestellten flächenartigen Gebilde und Presslinge sind wasserabstossend und zeichnen sich durch sehr gute elektrische Eigenschaften aus.
Die bisher zur Herstellung von flächenartigen Gebilden und Presslingen aus Fasern und Körnern übli- chen Verfahren, bei denen Silikone als Imprägniermittel, Bindemittel u. dgl. angewandt wurden, haben keine sehr grosse Verbreitung gefunden, u. zw. wegen des verhältnismässig hohen Silikonharzanteils, der erforderlich ist, um den gewünschten Grad an Wasserfestigkeit und die gewünschten elektrischen Eigenschaften zu erhalten. Das Überziehen oder Lackieren der flächenartigen Gebilde mit Silikonharzen in Lösungsmitteln erfordert grosseMengen an Silikonen und an Lösungsmittel, so dass diese Verfahren infolge der hohen Kosten unwirtschaftlich sind.
Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung flächenartiger Gebilde oder Schichtstoffe unter Verwendung von Silikonharzen müssen häufig Binde- oder Grundiermittel zugesetzt werden. Organische Bindemittel, beispielsweise Vinylpolymere, Acrylpolymer, Leime usw. sind für diesen Zweck am weitesten verbreitet. Die organischen Bindemittel haben einen nachteiligen Einfluss auf die fertigen Flächengebilde aus Glasgewebe, Asbest oder andern anorganischen Stoffen, wenn diese später für elektrische Isolierzwecke bei hohen Temperaturen und/oder grosser Feuchtigkeit eingesetzt werden. Ausserdem verhindern diese organischen Bindemittel und Grundiermittel ein gleichmässiges Durchtränken des fertigen Glasund Asbestpapiers u. dgl. bei der nachträglichen Behandlung mit Silikonharzen.
Somit wurde weiter nach einem flächenartigen Material gesucht, das sich für die elektrische Isolierung usw. eignet und im wesentlichen frei von organischem Material ist. Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Einführung eines wirtschaftlich tragbaren Verfahrens zur Herstellung von AsbestfaserFlächengebilden unter Verwendung von Silikonharzen als Bindemittel, Imprägniermittel und Überzugsmittel für Asbestfasern und/oder-körner. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein vollständig anorganisches flächenartiges Material, das für elektrische Isolierzwecke Verwendung findet.
Weiter betrifft die Erfindung die Herstellung von Schichtstoffen aus Asbest-Flächengebilden sowie die Herstellung von Asbest-Flächengebilden unter Verwendung von Silikonen als Bindemittel, wobei anschliessend das Fasergebilde mit weiteren Mengen an Silikon imprägniert wird.
Erfindungsgemäss werden Asbestfasern oder-teilchen oder eine Aufschlämmung eines derartigen Asbestmaterials einer leicht trennbaren wässerigen Dispersion von Silikonharz, deren Emulgatorgehalt so gering wie möglich ist, zugesetzt. In manchen Fällen kann die leicht trennbare wässerige Dispersion des Silikonharzes einem Papierbrei aus Asbestfasern oder-teilchen während der Bereitung des flächenartigen Asbestmaterial zugegeben werden.
Aus der USA-Patentschrift Nr. 2,530, 906 ist es zwar bekannt, Asbestfasem in Gegenwart von Silikonharzen zu verarbeiten ; hienach werden jedoch die Harze in Form ihrer Lösungen verwendet. Dies hat sowohl apparative wie auch verfahrenstechnische Schwierigkeiten zur Folge. Demgegenüber ist das Wesentliche der vorliegenden Erfindung die Tatsache, dass das Silikonharz in Form einer wässerigen Emul-
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sion vorliegt, welche im Gegensatz zu Lösungen von Polysiloxanen ohne weiteres auf den üblichen Apparaturen zur Herstellung von Asbestpapieren und-pappen verwendet werden kann. Obwohl das Harz beständig emulgiert ist, bricht die Emulsion leicht und vollständig bei Anwesenheit von Asbestfasern.
Das Harz flockt nicht, wie zu erwarten wäre, in Form von Klumpen aus, sondern verteilt sich gleichmässig auf die Fasern.
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worinBeispiel l : 35 g eines gemäss der deutschenPatentschrift Nr. 873433 hergestellten Methylsiloxanharzes werden in 965 g Wasser gründlich dispergiert und die erhaltene Emulsion, die 1% Emulgator, hergestellt durch Umsetzung von Dibutylamin und synthetischer Fettsäure mit hohem Molekulargewicht, enthält, wird mit 250 g Asbestfasern und 50 g Glimmermehl gemischt. Diesem Gemisch wird 1 g Dibutylzinndilaurat zugegeben. In den so entstandenen Asbestpapierbrei wird Wasserdampf eingeleitet, bis die Emulsion gebrochen ist. Anschliessend wird der Brei auf einem Sieb abgesaugt und 8 Tage an der Luft getrocknet.
Das so hergestellte Asbestpapier ist vollständig hydrophob und besitzt ausgezeichnete elektrische Isoliereigenschaften. Aus diesem Papier hergestelltes Nutenauskleidungsmaterial kann für elektrische Maschinen verwendet werden und zeigt bei erhöhten Temperaturen und hoher Feuchtigkeit ausgezeichnete elektrische Isoliereigenschaften.
Beispiel 2 : Ein teilweise kondensiertes Methylsiloxanharz, das restliche Alkoxygruppen enthält, wird mit Hilfe des in Beispiel 1 beschriebenen Emulgators gründlich in Wasser dispergiert und ergibt eine Emulsion von 1010 Siloxanharz in Wasser. Ein Papierbrei aus 500 g Glasfasern und 100 g Asbestmehl wird hergestellt und 1 kg der Siloxanharzemulsion zugegeben. Der Brei wird gerührt und 1, 5 g Triäthanolamin sowie 20 cms konzentrierte wässerige Ammoniaklösung werden zugesetzt. Die Siloxanemulsion bricht und der Brei wird auf einem Sieb abgesaugt und durch 10 min langes Erhitzen auf 1200C getrocknet. Das so hergestellte Glaspapier wird mit einer Silikonkautschuklösung imprägniert und ergibt ein ausgezeichnetes elektrisches Isolierband.
Beispiel 3 : Manbereitet einestabileSilikonharzemulsion infolgenderWeise : 50 g eines hydroxylgruppenhaltigen Methylsiloxanharzes, das in 50 g Toluol gelöst ist, 50 g Wasser und 1 g des in Beispiel 1
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sion werden diesem Brei zugesetzt. 1 g Dibutylzinndilaurat, das in 9 cm3 Wasser dispergiert ist, wird dem Papierbrei zugegeben. Durch Berührung von Asbestmehl und Silikonharzemulsion bricht die Emulsion und das Asbestmehl nimmt das Silikonharz auf, was man dadurch erkennt, dass das Wasser nur noch opalisiert. Durch Zusatz eines Tropfens Essigsäure wird die Emulsion vollständig gebrochen, so dass beim Abquetschen auf einem Sieb ein klares, harzfreies Filtrat erhalten wird. Der Trocknungsprozess erfolgt bei Raumtemperatur, jedoch können Temperaturen bis zu 100 C angewandt werden, um das Trocknen zu beschleunigen.
Während des Trocknens härtet das Harz, und man erhält eine feste Asbestplatte.
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4 :Beispiel 6 : Wird die Emulsion nach Beispiel 5 einem Papierbrei aus Asbestfasern zugesetzt, ein wasserlösliches Amin zugegeben und die Emulsion durch Erhitzen des Breies auf 110 C gebrochen, so kann der Brei über einem Sieb abgesaugt und das Harz durch Erhitzen auf 1200C gehärtet werden, wobei man ein ausgezeichnetes, vollständig anorganisches Papier erhält, das sich für elektrische Isolationszwecke eignet.
Beispiel 7 : Zu 62, 5 kg eine"8 Öligen Lösung eines Methylsilikonharzes in Toluol gibt man 0, 5 kg eines Emulgators auf Polyäthylenglykolbasis und mischt mittels Turrax-Mischer kräftig durch. Nun gibt man langsam 37,5 kg Wasser zu und erhält somit eine beständige Emulsion. Daneben setzt man in einem Holländer 500 kg Asbestfasern mit etwa 7 cm Wasser an und verarbeitet zu einer gleichmässigen Aufschlämmung. Nun wird zu dieser Aufschlämmung 100 kg der obengenannten Emulsion, welche man zuvor mit 0, 5 kg einer 25'0gen wässerigen Emulsion von Dibutylzinndilaurat vermischt hat, zugesetzt. Die Emulsion bricht in Anwesenheit der Faser und das Harz zieht auf das Asbestmaterial auf. Zur Beschleunigung des Vorganges kann man noch 0, 5-1 kg Essigsäure zugeben.
Der Ansatz wird in üblicher Weise auf einer Papiermaschine zu Asbestpapieren oder-pappen verarbeitet. Während der Trocknung tritt eine Härtung des Harzes ein und man erhält feste Asbestplatten. Durch Erhitzen auf 80-200 kann der Härtungsund Trocknungsvorgang entsprechend beschleunigt werden.
Beispiel 8 : Ein nach der deutschen Patentschrift Nr.873433 hergestelltes Silikonharz wird, wie im Beispiel 7 beschrieben, mit 0, ff1/o eines Emulgators auf Polyäthylenglykolbasis zu einer 50%gen wässerigen Emulsion verarbeitet. Die Emulsion ist für sich allein stabil. 1 kg dieser Emulsion wird mit 2 kg As-
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bestmehl und 0, 5 kg Glasfasern unter Zusatz von 5 g Essigsäure zu einem Brei verrührt. Die Emulsion bricht und das Harz zieht vollständig auf das Glas- und Asbestmaterial auf. Das Wasser wird anschliessend durch Abnutschen entfernt und der Rückstand bei etwa 500 getrocknet. Aus dem gewonnenen Material können durch Verpressen in der Hitze auf übliche Weise Formkörper hergestellt werden.
Beispiel 9 : Zu 1 kg der nach Beispiel 7 hergestellten Methylsilikonharzemulsion gibt man 40 g einer 2eigen Emulsion von Dibutylzinndilaurat und mischt gut durch. Die Emulsion wird mit 1 kg Wasser verdünnt und zu einer Mischung von 1,5 kg Asbestfasern und 1 kg Glimmermehl gegeben. Nach entsprechendem Durchrühren bricht die Emulsion und das Harz zieht vollständig auf das Glimmer- und Asbestmaterial auf. Kurzzeitiges Einleiten von Wasserdampf beschleunigt das Brechen der Emulsion. Anschliessend wird auf einem Sieb abgesaugt und an der Luft getrocknet. Die erhaltene Masse kann durch Pressen in der Hitze weiter verdichtet werden. Das somit erhaltene Plattenmaterial eignet sich für elektrische Isolierzwecke.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von flächenartigen Gebilden unter Verwendung einer wässerigen Aufschlämmung von Asbestmaterial und eines Silikonharzes als Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, dass die Asbestfasern oder-teilchen einer Dispersion eines Silikonharzes, eines Härtungskatalysators und minimaler Mengen eines vorzugsweise nicht ionogenen Emulgators zugesetzt werden, die Dispersion gebrochen und das Asbestmaterial als flächenartiges Gebilde abgezogen wird, worauf man das flächenartige Gebilde trocknet und das Harz härtet.