Verfahren zur Herstellung von Strangerzeugnissen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Strangerzeugnissen, beispielsweise von Rohren, Platten und Folien, aus einer aus einem härtbaren Kunstharzbindemittel, beispielsweise einem ungesättigten Polyesterharz oder Epoxyharz und pulverförmigen, körnigen oder faserigen Füllstoffen, bestehenden Formmasse, gegebenenfalls unter Zusatz eines Lösungsmittels bzw. eines Beschleunigers, mittels einer Schneckenstrangpresse.
Es sind Verfahren zum Auspressen von härtbaren Kunststoffmassen mittels Kolbenstrangpressen bekannt, bei denen die Presse beheizt wird und demnach das Kunstharz während des Pressvorganges durch hohen Druck und Wärme in einen plastischen Zustand übergeführt wird.
Bei einem anderen bekannten Verfahren der eingangs erwähnten Art ist der Düse einer Schneckenstrangpresse eine heizbare Stützform nachgeschaltet, um die aus der Düse austretende noch pastöse Formmasse zu härten. Das Produkt gleitet hiebei der Wandung der Stützform entlang. Dieses Verfahren ist nur für relativ einfache Profile verwendbar, da nur bei diesen die Wahrscheinlichkeit besteht, dass sie in der Stützform nicht verletzt werden. Die Erfindung bezweckt nun bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art eine Stützform und damit alle Unzulänglichkeiten einer solchen, wie Beschädigungen des Stranges, Beschränkung auf die Herstellung relativ einfacher Strangprofile, sowie erhöhten Platzbedarf der Anlage zu beseitigen.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass eine Formmasse mit 10 bis 25, vorzugsweise 15 Gew. %, Kunstharzbindemittel in der Schneckenstrangpresse ohne Wärmezufuhr von aussen in den plastischen Zustand übergeführt und in teilweise gehärtetem Zustand formbeständig von der Düse abgezogen wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Strangerzeugnissen ermöglicht einerseits durch den hohen Füllstoffgehalt der Formmasse und anderseits durch das an sich billige Formgebungsverfahren die kontinuierliche Erzeugung eines preisgünstigen strangförmigen Endproduktes in Form von Stäben, Rohren, Platten oder Folien. Diese Formkörper weisen gute physikalische und chemische Eigenschaften auf, welche die Abhängigkeit von der Wahl des Kunstharzbindemittels und der Füllstoffe in weiten Grenzen variierbar sind.
Weiterhin kann das duroplastische Kunstharzbindemittel in fester Form zugesetzt und ausschliesslich durch Zusatz von Lösungsmitteln in den zur Herstellung der Formmasse erforderlichen flüssigen Zustand übergeführt werden.
Zur Beschleunigung des Aushärtens kann dem Strangpresskörper Wärme unmittelbar nach dessen Austritt aus der Düse zugeführt werden.
Bei der Herstellung eines Strang erzeugnisses wird im allgemeinen wie folgt vorgegangen:
1. Vormischen der Füllstoffe: Diese können pulverförmig, körnig oder faserig sein oder aus einer Mischung verschiedener Füllstoffe bestehen. Sie sind im allgemeinen chemisch inert, beeinflussen aber die Werte der mechanischen und elektrischen Eigenschaften des erzeugten Stranges, insbesondere die Festigkeit. Meistens bezwecken sie nur die Verbilligung des Produktes.
2. Vormischen der reaktiven Komponenten des Kunstharzbindemittel. Die für die Bildung des duroplastischen Kunstharzbindemittels erforderlichen Komponenten werden in flüssiger oder pulveriger Form, gegebenenfalls unter Zugabe eines Beschleunigers oder eines Lösungsmittels miteinander gemischt.
3. Mischen der Füllstoffe mit dem Bindemittel. Das Ergebnis ist eine nicht fliessfähige, krümelige, klumpige, nicht homogene Kunststofformmasse.
4. Einbringen der Formmasse in den Einfülltrichter einer Schneckenstrangpresse und Auspressen durch Profildüsen, z. B. Ringdüsen, Breitschlitzdüsen u. dgl., je nach der Gestalt des gewünschten Stranges. Die Schneckenpresse muss hierbei so gebaut sein, dass in der Masse ausreichender Druck zum Schliessen aller Hohlräume entsteht. Der aus der Düse austretende Formkörper ist noch nicht ausgehärtet, jedoch so formsteif, dass er während des Aushärtens seine Gestalt beibehält.
Es wurden Formmassen wie folgt hergestellt, doch soll die Erfindung darauf nicht beschränkt sein:
Beispiel 1
Ungesättigtes Polyesterharz 23,70 Gew. %
Peroxydpaste 50 %ig 0,47 Gew. % chrysotilasbest 7R 4,73 Gew.% Microdol 1 71,10 Gew.%
100,00 Gew.%
Aus dieser Masse wurden durch Strangpressen Rundstangen hergestellt. Die Aushärtung des Kunstharzbindemittels erfolgt in einem Ofen bei 1000 C in 8 Stunden.
Die nach 3 Tagen vorgenommene Biegeprüfung ergab eine Biegezugfestigkeit von 874 kp/cm2.
Beispiel 2
Epoxyharz 16,75 Gew. %
Härter 1,45 Gew.%
Chrysotilasbest 5D 4,80 Gew.%
Füllstoff T 67,20 Gew. %
Chrysotilasbest 7R 9,60 Gew. %
99,80 Gew. %
Pigmentpulver 0,20 Gew. %
100,00 Gew.%
Diese Masse wurde zu einem Rohr mit einem Verhältnis des Durchmessers zur Wandstärke von 7,5 : 1 stranggepresst.
Die Aushärtung des Kunstharzbindemittels wurde in einem Ofen bei 800 C in 4 Stunden vorgenommen.
Die drei Tage später vorgenommene Biegeprüfung ergab eine Biegezugfestigkeit von 665 kp/cm2, während die zum selben Zeitpunkt durchgeführte Scheiteldruckprobe eine Druckspannung von 565 kp/cm2 anzeigte.
Process for the manufacture of strand products
The invention relates to a method for the production of extruded products, for example pipes, plates and foils, from a molding compound consisting of a curable synthetic resin binder, for example an unsaturated polyester resin or epoxy resin and powdery, granular or fibrous fillers, optionally with the addition of a solvent or a Accelerator, by means of a screw extruder.
There are known methods for pressing out curable plastic masses by means of piston extrusion, in which the press is heated and accordingly the synthetic resin is converted into a plastic state during the pressing process by high pressure and heat.
In another known method of the type mentioned at the outset, the nozzle of a screw extruder is followed by a heatable support mold in order to harden the still pasty molding compound emerging from the nozzle. The product slides along the wall of the support mold. This method can only be used for relatively simple profiles, since only with these is there a likelihood that the support shape will not be damaged. In a method of the type mentioned at the outset, the invention aims to eliminate a support form and thus all the inadequacies of such a form, such as damage to the strand, restriction to the production of relatively simple extruded profiles, and increased space requirements for the system.
According to the invention, this is achieved in that a molding compound with 10 to 25, preferably 15% by weight, synthetic resin binder is converted into the plastic state in the screw extruder without external heat supply and, in the partially hardened state, is removed from the nozzle in a dimensionally stable manner.
The inventive method for the production of strand products enables the continuous production of an inexpensive strand-like end product in the form of rods, tubes, plates or foils on the one hand due to the high filler content of the molding compound and on the other hand due to the inherently cheap shaping process. These moldings have good physical and chemical properties, which can be varied within wide limits as a function of the choice of synthetic resin binder and fillers.
Furthermore, the thermosetting synthetic resin binder can be added in solid form and converted into the liquid state required for the production of the molding compound solely by adding solvents.
To accelerate the hardening process, heat can be supplied to the extruded body immediately after it has emerged from the nozzle.
When manufacturing a strand product, the general procedure is as follows:
1. Premixing the fillers: These can be powdery, granular or fibrous or consist of a mixture of different fillers. They are generally chemically inert, but affect the values of the mechanical and electrical properties of the strand produced, in particular the strength. Mostly they only aim to make the product cheaper.
2. Premix the reactive components of the synthetic resin binder. The components required for the formation of the thermosetting synthetic resin binder are mixed with one another in liquid or powder form, optionally with the addition of an accelerator or a solvent.
3. Mixing the fillers with the binder. The result is a non-flowable, crumbly, lumpy, non-homogeneous plastic molding compound.
4. Introducing the molding compound into the hopper of a screw extruder and pressing it through profile nozzles, e.g. B. ring nozzles, slot nozzles u. Like. Depending on the shape of the strand desired. The screw press must be built in such a way that there is sufficient pressure in the mass to close all cavities. The shaped body emerging from the nozzle has not yet hardened, but is so dimensionally stable that it retains its shape during hardening.
Molding compositions were produced as follows, but the invention is not intended to be restricted thereto:
example 1
Unsaturated polyester resin 23.70% by weight
Peroxide paste 50% 0.47 wt.% Chrysotile asbestos 7R 4.73 wt.% Microdol 1 71.10 wt.%
100.00 wt.%
Round bars were produced from this mass by extrusion. The synthetic resin binder is cured in an oven at 1000 C in 8 hours.
The bending test carried out after 3 days showed a bending tensile strength of 874 kp / cm2.
Example 2
Epoxy resin 16.75% by weight
Hardener 1.45% by weight
Chrysotile asbestos 5D 4.80 wt.%
Filler T 67.20% by weight
Chrysotile asbestos 7R 9.60% by weight
99.80 wt.%
Pigment powder 0.20% by weight
100.00 wt.%
This mass was extruded into a tube with a ratio of diameter to wall thickness of 7.5: 1.
The synthetic resin binder was cured in an oven at 800 ° C. in 4 hours.
The bending test carried out three days later showed a flexural tensile strength of 665 kp / cm2, while the peak pressure test carried out at the same time indicated a compressive stress of 565 kp / cm2.