DE1228400B - Process for producing pipes from hardenable molding compounds containing mineral fillers and synthetic resin as binders by the centrifugal process - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

B29dB29d

Deutsche Kl.: 39 a3 - 23/08German class: 39 a3 - 23/08

Nummer: 1228 400Number: 1228 400

Aktenzeichen: F 39349 X/39 a3File number: F 39349 X / 39 a3

Anmeldetag: 28. März 1963 Filing date: March 28, 1963

Auslegetag: 10. November 1966Opening day: November 10, 1966

Es ist bekannt, Rohre aus Polyesterfonnmassen mit einem Gehalt an mineralischen Füllstoffen nach dem Schleuderverfahren herzustellen. Der Gehalt an solchen Füllstoffen liegt zwischen etwa 40 und etwa 70%. Derartige Rohre konnten bislang jedoch nur mit kleinem Durchmesser (5 bis 10 cm) hergestellt werden, weil Rohre mit einem größeren Durchmesser infolge des beim Aushärten der Formmassen auftretenden starken Schrumpfens reißen.It is known to post pipes made of polyester moldings with a content of mineral fillers the centrifugal process. The content of such fillers is between about 40 and about 70%. Up to now, however, such pipes could only be produced with a small diameter (5 to 10 cm) because pipes with a larger diameter as a result of the curing of the molding compounds severe shrinkage that occurs.

Es ist auch bereits bekannt, daß es bei Verwendung von Füllstoffen und Bindemitteln mit unterschiedlichen spezifischen Gewichten, bei genügender Fließfähigkeit des Bindemittels und bei genügender Umlaufgeschwindigkeit der Rohrform zu einer Anreicherung der Füllstoffe an der inneren oder äußeren Oberfläche des Rohres kommen kann (s. schweizerische Patentschrift 296 748, S. 3, Zeilen 10 bis 22). ■■ Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von Rohren aus Polyesterformmassen, mit dem sich Rohre mit Vorbesserten Eigenschaften und namentlich auch Rohre mit großen und größten Durchmessern bis z. B. 200 cm, wie sie z. B. für Kanalisationsanlagen für Abwässer gebraucht werden, erzeugen lassen.It is also already known that when using fillers and binders with different specific weights, with sufficient flowability of the binder and with sufficient circulation speed the tubular shape to an enrichment of the fillers on the inner or outer Surface of the tube can come (see Swiss Patent 296 748, p. 3, lines 10 to 22). The present invention relates to an improved method for producing pipes from polyester molding compounds, with which pipes with pre-improved properties and especially Pipes with large and large diameters up to z. B. 200 cm as they are, for. B. used for sewer systems for sewage, generate permit.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von Rohren aus mineralische Füllstoffe und Kunstharz als Bindemittel enthaltenden härtbaren Formmassen, bei welchen die Formmassen durch Schleudern zum Rohr geformt werden, wobei die Formmassen unter dem Einfluß der Massenkräfte fließen und wobei durch das Schleudern ein Anreichern der Füllstoffe in der äußeren Schicht des Rohres erreicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß man so stark schleudert, daß in der inneren Schicht des Rohres nur füllstofffreies Bindemittel und in der äußeren Schicht des Rohres nur noch höchstens 10 Gewichtsprozent Bindemittel, bezogen auf die gesamte äußere Schicht, verbleiben, die innere Schicht abtrennt und die äußere Schicht aushärtet und entformt. The method according to the invention for producing pipes from mineral fillers and synthetic resin as a binder containing curable molding compositions, in which the molding compositions by centrifugation be formed into a tube, the molding compounds flowing under the influence of inertial forces and wherein the centrifuging achieves an enrichment of the fillers in the outer layer of the pipe is characterized in that it is so strongly thrown that in the inner layer of the pipe only filler-free binder and only a maximum of 10 percent by weight in the outer layer of the pipe Binders, based on the entire outer layer, remain, the inner layer separates and the outer layer hardens and demolded.

Die Drehzahl der Form, die erforderlich ist, damit sich die erwähnten zwei Schichten bilden, hängt im wesentlichen einerseits von der Viskosität des Bindemittels und andererseits von dem Durchmesser des Rohres ab. Sie kann um so kleiner sein, je dünnflüssiger das Bindemittel und je größer der Durchmesser des Rohres ist, da die Zentrifugalkraft bei , gleicher Drehzahl mit zunehmendem Durchmesser bekanntlich stark ansteigt. Geeignete Drehzahlen liegpn im allgemeinen zwischen etwa 100 und etwa 500 U/min, während die Viskosität des Bindemittels Verfahren zum Herstellen von Rohren aus
mineralische Füllstoffe und Kunstharz als
Bindemittel enthaltenden, härtbaren
Formmassen nach dem SchleuderverfahrenThe speed of rotation of the mold which is required for the two layers mentioned to form depends essentially on the one hand on the viscosity of the binder and on the other hand on the diameter of the pipe. It can be all the smaller, the thinner the binder and the larger the diameter of the pipe, since the centrifugal force increases sharply with increasing diameter at the same speed. Suitable speeds are generally between about 100 and about 500 rpm, while the viscosity of the binder depends on processes for making pipes
mineral fillers and synthetic resin as
Curable binders containing
Molding compounds using the centrifugal method

Anmelder:Applicant:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft,Paint factories Bayer Aktiengesellschaft,

LeverkusenLeverkusen

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dr. Hermann Schirmer, KrefeldDr. Hermann Schirmer, Krefeld

vorzugsweise zwischen etwa 20 und etwa 1000 cP betragen kann.can preferably be between about 20 and about 1000 cP.

Als Bindemittel kommen die bekannten Lösungen ungesättigter Polyester, die unter Verwendung bzw. Mitverwendung «,/^-ungesättigter Dicarbonsäuren und Dihydroxyverbindungen hergestellt werden, in, wie oben bereits erwähnt, anpolymerisierbaren Monomeren, insbesondere Styrol und dessen Homologen, in Betracht, wobei die geeignete Viskosität durch den Polymerisationgrad des Polyesters und dessen Verdünnungsgrad in z. B. Styrol in bekannter Weise jeweils eingestellt werden kann. In der Regel wird der Polyestergehalt zwischen etwa 25 und etwa 70% liegen.The known solutions of unsaturated polyesters are used as binders. Concomitant use «, / ^ - unsaturated dicarboxylic acids and Dihydroxy compounds are produced in, as already mentioned above, polymerizable monomers, in particular styrene and its homologues, in consideration, the suitable viscosity by the Degree of polymerization of the polyester and its degree of dilution in z. B. styrene in a known manner, respectively can be adjusted. As a rule, the polyester content is between about 25 and about 70% lie.

Die Korngröße des Füllstoffes kann verschieden gewählt werden, je nachdem, welche Eigenschaften man den Rohren verleihen will. Sie liegt im allgemeinen zwischen etwa 0,05 und etwa 10 mm und kann bei Rohren mit großem Durchmesser bis auf 30 mm ansteigen.The grain size of the filler can be selected differently, depending on the properties one wants to lend the pipes. It is generally between about 0.05 and about 10 mm and can increase up to 30 mm for pipes with a large diameter.

Die Lösungen werden außer mit dem Füllstoff mit einem oder mehreren der üblichen Polymerisationskatalysatoren, insbesondere Peroxyden, und, falls die Formmassen kaltgehärtet werden sollen, mit einem Beschleuniger, d. h. mit einem Schwermetallsalz, vorzugsweise einem Cobaltsalz, oder einem tertiären Amin versetzt. Dabei müssen Katalysator und Be-The solutions are not only with the filler but also with one or more of the usual polymerization catalysts, in particular peroxides, and, if the molding compositions are to be cold-cured, with a Accelerator, d. H. with a heavy metal salt, preferably a cobalt salt, or a tertiary Amine added. The catalyst and

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schleuniger so dosiert werden, daß die Massen erst dann härten, nachdem der abgeschleuderte Überschuß des Bindemittels entfernt wurde.be dosed more quickly so that the masses harden only after the thrown off excess the binder has been removed.

Die erfindungsgemäß hergestellten Rohre zeichnen sich einerseits durch gute mechanische Eigenschaften, insbesondere Scheiteldruckfestigkeit, Druckfestigkeit und Biegezugfestigkeit, sowie durch große Beständigkeit gegenüber Chemikalien, insbesondere Säuren, aus. Sie sind deshalb vielseitig verwendbar, vor allem auch da, wo sie mit aggressiven Flüssigkeiten in Berührung kommen, so z. B. mit Industrieabwässern u. dgl.The pipes produced according to the invention are characterized on the one hand by good mechanical properties, especially vertex compressive strength, compressive strength and flexural strength, as well as by large Resistance to chemicals, especially acids. They are therefore versatile, especially where they come into contact with aggressive liquids, e.g. B. with industrial wastewater and the like

Beispiel 1example 1

In einem horizontal liegenden, der Länge nach dreigeteilten Stahlzylinder mit einer Länge von 400 mm, einem Außendurchmesser von 310 mm und einer Wandstärke von etwa 7 mm, der an beiden Enden durch Ringe zusammengehalten wird und mit Scheiben geschlossen ist, wird eine homogen gemischte Masse aus 1 Gewichtsteil Polyesterharzmischung und 7 Gewichtsteilen einer Sandmischung so gefüllt, daß man nach dem Schleudern ein Rohr mit 18 mm Wandstärke erhält.In a horizontal steel cylinder with a length of 400 mm, an outer diameter of 310 mm and a wall thickness of about 7 mm, the one on both Ends held together by rings and closed with washers, becomes a homogeneously mixed Mass of 1 part by weight of polyester resin mixture and 7 parts by weight of a sand mixture filled in such a way that a tube with a wall thickness of 18 mm is obtained after centrifugation.

Die Polyesterharzmischung besteht aus:The polyester resin mixture consists of:

Polyesterlösung, mittelreaktiv,Polyester solution, medium reactive,

7O°/oig in Styrol 2,645 kg70% in styrene 2.645 kg

Dimethylanilinlösung, 5°/oig in Styrol .... 0,080 kgDimethylaniline solution, 5% in styrene .... 0.080 kg

Styrol 2,082 kgStyrene 2.082 kg

Benzoylperoxydpaste, 5O°/oig 0,193 kgBenzoyl peroxide paste, 50% 0.193 kg

5,000 kg und hat eine Viskosität von etwa 50 cP.5,000 kg and has a viscosity of about 50 cP.

Die Sandmischung besteht aus folgenden Korngrößen: The sand mixture consists of the following grain sizes:

Sand 4 bis 6 mm 11,352 kgSand 4 to 6 mm 11.352 kg

Sand 1 bis 3 mm 5,650 kgSand 1 to 3 mm 5.650 kg

Sand 0,4 bis 1 mm 5,650 kgSand 0.4 to 1 mm 5.650 kg

Quarzsand 0,15 bis 0,3 mm 3,650 kgQuartz sand 0.15 to 0.3 mm 3.650 kg

Quarzsand 0,05 bis 0,2 mm 8,550 kg Quartz sand 0.05 to 0.2 mm 8.550 kg

34,825 kg34.825 kg

Die einzubringende Masse enthält:The mass to be introduced contains:

2,0 kg obiger Polyesterharzmischung und
14,0 kg obiger Sandmischung
16,0 kg2.0 kg of the above polyester resin mixture and
14.0 kg of the above sand mixture
16.0 kg

Nach dem Einfüllen wird der Stahlzylinder auf zwei Gummiwalzen gelegt und mittels Elektromotor rotiert. Nach einem Schleudervorgang von 15 Minuten bei einer Drehzahl von 265 wird stillgesetzt und die ausgeschleuderte Polyesterharzmischung (750 g) abgegossen. Nach etwa 3 Stunden wird das inzwischen gehärtete Rohr entschalt. Es enthält 8,2 Gewichtsprozent Bindemittel.After filling, the steel cylinder is placed on two rubber rollers and powered by an electric motor rotates. After a centrifugal process of 15 minutes at a speed of 265, the machine comes to a standstill and poured off the centrifuged polyester resin mixture (750 g). After about 3 hours it will now hardened pipe demoulded. It contains 8.2 percent by weight of binding agent.

Nach einer Woche wird die Scheiteldruckfestigkeit nach DIN4032 geprüft. Sie beträgt (auf Im Länge) = 2650 kg. Die Druckfestigkeit beträgt nach DIN 1164 = 900 kg/cm² und die Biegezugfestigkeit 200 kg/cm².After one week, the crest compressive strength is tested according to DIN4032. It is (in length) = 2650 kg. According to DIN 1164, the compressive strength is 900 kg / cm ² and the flexural tensile strength is 200 kg / cm ² .

Beispiel 2Example 2

Werden in der Polyesterharzmischung von Beispiel 1 an Stelle von 80 g Dimethylanilinlösung nur 8 g Dimethylanilinlösung verwendet, so erhält man das gleiche Rohr. Man muß jedoch bei 60 bis 75° C härten. Nachdem bei 75° C 6 Stunden getempert wurde, wird nach 3 Tagen eine Scheiteldruckfestigkeit von 2200 kg gemessen.If only 8 g of dimethylaniline solution are used instead of 80 g of dimethylaniline solution in the polyester resin mixture of Example 1, the same tube is obtained. However, you have to harden at 60 to 75 ° C. After heating at 75 ° C. for 6 hours, an apex compressive strength of 2200 kg is measured after 3 days.

Beispiel 3Example 3

Verwendet man im Beispiel 1 an Stelle einer kalthärtend eingestellten Polyesterharzmischung folgende heißhärtende Mischung (2 kg, Viskosität etwa 50 cP):In Example 1, the following is used instead of a cold-curing polyester resin mixture thermosetting mixture (2 kg, viscosity approx. 50 cP):

Polyesterlösung, niederreaktiv,Polyester solution, low reactive,

750/0 in Styrol 2,644 kg750/0 in styrene 2.644 kg

Styrol 2,164 kgStyrene 2.164 kg

Benzoylperoxydpaste 0,192 kgBenzoyl peroxide paste 0.192 kg

5,000 kg so muß man etwa 6 Stunden bei 90° C härten.5,000 kg so you have to harden for about 6 hours at 90 ° C.

Außerdem wird die Drehzahl beim Schleudern auf 320 gesteigert. Dadurch werden 850 g Polyesterharzmischung ausgeschleudert. Das fertige Rohr enthält dann 7,5 Gewichtsprozent Bindemittel.
In drei so hergestellten Rohren werden aus dem gleichen Material Böden eingesetzt. Die Rohre werden mit 10%iger Salzsäure bzw. lO'/oiger Natronlauge bzw. lO°/oiger Essigsäure gefüllt. Alle drei Monate werden die Chemikalien erneuert. Nach zwölf Monaten sind die Rohre noch unversehrt und dicht.In addition, the spin speed is increased to 320. This flings out 850 g of polyester resin mixture. The finished pipe then contains 7.5 percent by weight of binder.
Bottoms made of the same material are used in three pipes produced in this way. The tubes are filled with 10% hydrochloric acid or 10% sodium hydroxide solution or 10% acetic acid. The chemicals are renewed every three months. After twelve months, the pipes are still intact and tight.

Beispiel 4Example 4

In der gleichen Vorrichtung wie im Beispiel 1 wird ein Rohr nach folgender Vorschrift geschleudert:In the same device as in Example 1, a pipe is spun according to the following rule:

2,5 kg Bindemittel werden mit 30 kg Füllmittel in einem gut wirkenden Mischer vorgemischt und in die rotierende Rohrform eingebracht. Die Drehgeschwindigkeit ist eben so hoch, daß die Masse nicht von der Wand abfällt.2.5 kg of binder are premixed with 30 kg of filler in a good mixer and added to the introduced rotating tubular shape. The speed of rotation is just so high that the mass does not move from the wall falls off.

Das Bindemittel ist folgendermaßen zusammengesetzt: The binder is composed as follows:

Gewichtsteile Polyesterlösung, niederreaktiv,Parts by weight polyester solution, low reactive,

75%ig in Styrol 3,9675% in styrene 3.96

Styrol 1,21Styrene 1.21

Dimethylanilinlösung, 5°/oig in Styrol ... 0,05
Benzoylperoxydpaste, 5O°/oig 0,20Dimethylaniline solution, 5% in styrene ... 0.05
Benzoyl peroxide paste, 50% 0.20

5^425 ^ 42

Die Viskosität der Mischung beträgt 200 cP.The viscosity of the mixture is 200 cP.

Die Zuschlagstoffe liegen in der Korngröße von 0,05 bis 6 mm vor.The aggregates have a grain size of 0.05 to 6 mm.

Sobald die gesamte Menge eingebracht ist, wird die Drehzahl auf etwa 400 U/min erhöht und etwa 15 Minuten geschleudert.As soon as the entire amount has been introduced, the speed is increased to about 400 rpm and about Spun for 15 minutes.

Nach dem Stillsetzen werden 100 g Polyesterharzmischung abgetrennt.After the shutdown, 100 g of polyester resin mixture are separated off.

Das Aushärten erfolgt bei 30⁰C. Man erhält ebenfalls ein sehr festes, chemikalienresistentes Kunststoffrohr.The curing takes place at 30 ^° C. A very strong, chemical-resistant plastic pipe is also obtained.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zum Herstellen von Rohren aus mineralische Füllstoffe und Kunstharz als Bindemittel enthaltenden, härtbaren Formmassen, bei welchen die Formmassen durch Schleudern zum Rohr geformt werden, wobei die Formmassen unter dem Einfluß der Massenkräfte fließen und wobei durch das Schleudern ein Anreichern der Füllstoffe in der äußeren Schicht des Rohres erreicht wird, dadurch gekennzeichnet,Process for the production of pipes from mineral fillers and synthetic resin as a binder containing, curable molding compositions, in which the molding compositions by centrifugation for Tube are shaped, the molding compounds flowing under the influence of inertial forces and wherein the centrifugal enrichment of the fillers in the outer layer of the pipe is achieved is characterized by 5 65 6 daß man so stark schleudert, daß in der inneren ben, die innere Schicht abtrennt und die äußerethat one hurls so hard that in the inner ben, the inner layer separates and the outer one Schicht des Rohres nur füllstofffreies Bindemittel Schicht aushärtet und entformt.Layer of the pipe only filler-free binder layer hardens and demoulded. und in der äußeren Schicht des Rohres nur noch and only in the outer layer of the pipe höchstens 10 Gewichtsprozent Bindemittel, be- In Betracht gezogene Druckschriften:maximum 10 percent by weight binding agent, publications considered: zogen auf die gesamte äußere Schicht, verblei- 5 Schweizerische Patentschrift Nr. 296 748.moved to the entire outer layer, remaining 5 Swiss Patent No. 296 748. 609 710/234 ti. 66 © Bundesdruckerei Berlin609 710/234 ti. 66 © Bundesdruckerei Berlin