DE2637249C2

DE2637249C2 - Weichstoffplatte für insbesondere eine Zylinderkopfdichtung und ihr Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE2637249C2
Application number: DE19762637249
Authority: DE
Inventors: Horst Dr. Beyer; Martin Dr. 5093 Burscheid Morsbach; Hans-Rainer Dr. Zerfaß
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: Goetze GmbH
Priority date: 1976-08-19
Filing date: 1976-08-19
Publication date: 1982-07-22
Also published as: IT1125778B; BR7705231A; SU906392A3; DE2637249A1; FR2362316A1; FR2362316B1; GB1567223A; ES461744A1; JPS5324355A; JPS6045235B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Weichstoffplatte aus faserartigem und/oder porösem Werkstoff, und zwar insbesondere eine Zylinderkopfdichtung, aus einer gegebenenfalls metallisch verstärkten Weichstoffschicht aus überwiegend Asbest mit einer Imprägnation aus thermisch, peroxidisch, mit Schwefel oder anderen Verfahren vernetzter, vollständig polymerisierbarer, organischer, synthetischer Flüssigkeit und ihr Herstellungsverfahren.

Zylinderkopfdichtungen der eingangs beschriebenen Art sind beispielsweise aus der DE-AS 23 04 558 bekannt. Zu ihrer Herstellung wird dabei die Weichstoffschicht aus vorzugsweise Asbest der fertig ausgestanzten und eingebördelten Zylinderkopfdichtung durch beispielsweise Eintauchen in die organische, synthetische, vollständig polymerisierbare Flüssigkeit getränkt, und anschließend wird das Imprägniermittel, vorzugsweise unter Einwirkung von Vernetzern, auf Basis von Schwefel oder Peroxiden in der Hitze vernetzt. Die Vernetzer werden dabei zusammen mit gegebenenfalls weiteren Vulkanisationsmitteln und den erforderlichen Schutzmitteln in der polymerisierbaren Flüssigkeit gelöst oder suspendiert und durch den Tränkvorgang in die Weichstoffschicht eingebracht. Als Schutzmittel werden insbesondere handelsübliche Alterungsschutzmittel angewendet.

Nach dem »Kautschuk-Lexikon«, 1966, A. W. Gentner Verlag Stuttgart, Seiten 33 bis 36, können solche Alterungsschutzmittel, zum Beispiel Phenol — oder Formaldehyd — enthaltende Stoffe sein. Nach dem Taschenbuch von Hausen und Oelkers: »Kunststoff«, Fischer-Taschenbuchverlag, 1978, insbesondere Seiten 123 bis 129, wird das Reakticnsprodukt aus Phenol und Formaldehyd, nämlich Phenolformaldehydharz, vor allem als Kunstharz oder Bindemittel eingesetzt. Die bekannten handelsüblichen Mittel haben jedoch eine 5 oxydationsverzögernde Wirkung, und insbesondere beim Einsatz von peroxidischen Vernetzern erfolgen Wechselwirkungen von Vernetzern und diesen Alterungsschutzmitteln, so daß diese bei der Vulkanisation zumindest teilweise zerstört werden. Die so hrrgestell-

lu ten Zylinderkopfdichtungen haben dann sogar einen verringerten Alterungsschutz.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Weichstoffplatte, wie insbesondere eine Zylinderkopfdichtung, mit einem Mittel zu versehen,

ι-: welches der Platte ein verbessertes Alterungsverhalten gibt, und welches dabei gleichzeitig die nachteiligen Wechselwirkungen mit vor allem den peroxidischen Vernetzern nicht aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,

daß als Alterungsschutzmittel ein Phenol-Formaldehyd-Kunstharz in Gewichtsmengen von 0,2 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Asbesifaserschicht, eingesetzt wird.
Und zwar werden hierzu niedrig molekulare, vorkondensierte und wasserlösliche Phenol-Formaldehyd-Kunstharze verwendet. Diese Alterungsschutzmittel werden gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren jetzt vor dem Imprägnation mit polymerisierbarer Flüssigkeit in die Weichstoffschicht eingebracht und

anschließend auf der Asbestfaser vollständig auskondensiert. Meist werden die Weichstoffmaterialien durch Ausflocken, Absieben, Trocknen und Verdichten aus wäßrigen Aufschlämmungen von Asbestfasern mit Kautschuklatex als Bindemittel hergestellt. Dann

können die erfindungsgemäß verwendeten Phenol-Formaldehyd-Kunstharze in wäßriger Lösung direkt zur Aufschlämmung gegeben werden, und bei der angeschlossenen Trocknung kondensieren die Formaldehyd-Phenol-Kunstharze auf der Faser unter Bildung eines dünnen Filmes. Genauso kur.nen aber Asbestfaserplatten oder die noch nicht imprägnierten, aber fertig ausgestanzten Zylinderkopfdichtungen mit obiger wäßriger Phenol-Formaldehyd-Kunsiharzlösung getränkt werden, und bei der angeschlossenen Trocknung bilden sich, analog wie oben, auf den Fasern dünne Überzüge.

Bei Gewichtsmengen von 0,2 bis 2 Gewichtsprozent Phenol-Formaldehyd-Kunstharz, bezogen auf das Gesamtgewicht der Asbestfaserschicht, enthält die Weich-Stoffschicht 3 bis 10 Gewichtsprozent meist Acrylnitrilkautschuk als Bindemittel. 0,2 bis 2 Gewichtsprozent Phenol-Formaldehyd-Kunstharz, gegebenenfalls weitere Zusätze und als Rest Asbestfasermaterial. Entsprechend den Verarbeitungsbedingungen wird die Porositat auf 30 bis 70% eingestellt, und durch die angeschlossene Imprägnation mit organisch synthetischer, vollständig polymerisierbarer Flüssigkeit werden diese Poren meist zu 50 bis 100%, vorzugsweise aber zu 80%, ausgefüllt. Nach der Polymerisation des Imprägniermittels wird das Alterungsverhalten der fertigen DiQhtungsplatten durch Ermittlung der Kompressibilität, der Erholung und des Elastizitätsquotienten bei Lagerung in der Wärme bestimmt. Die erfindungsgemäß mit Phenol-Formaldehyd behandelten Dichtungsplatten zeigten erstaunlicherweise auch nach beispielsweise 500 Stunden bei 70⁰C nahezu keine Veränderung von Kompressibilität, Erholung und Elastizitätsquotient; bei den nicht Behandelten dagegen veränderten sie sich

bereits nach kurzer Lagerzeit sehr stark, obwohl die Ausgangswerte gleich waren.

Dieses Ergebnis war für uns überraschend, denn eine Alterungsschutzwirkung von Pheriol-Formaldehyd-Kunstharzen in diesem Zusammenhang ist uns nicht bekannt, und diese Mittel werden in der Praxis, auch in anderem Zusammenhang, als Alterungsschutzmittel nicht eingesetzt. Gegenüber den handelsüblichen Zusatzstoffen, jedoch mit bekannter Alterungsschutzwirkung, zeiger. Phenol-Formaldehyd-Kunstharze keine Wechselwirkung mit den Vernetzern. Unsere erfindungsgemäßen Dichtungen besitzen daraufhin demgegenüber schon bei Einsatz geringer Mengen ein erheblich verbessertes Alterungsverhaiten.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren beschrieben. Und zwar zeigt

F i g. 1 die Abhängigkeit der Kompressibilität von behandelten und nicht behandelten Dichtungsplatten von der Lagerung bei 70° C

Fig. 2 die Abhängigkeit der Erholung von behandelten und nicht behandelten Dichtungsplatten von der Lagerung bei 70° C.

Eine Asbestfaserdichtungsplatte mit 5 Gewichtsprozent Acrylnitrilkautschuk, einer Dicke von \2 mm und einer Porosität von 6;5% wird mit einer 40prozentigen Lösung eines vorkondensierten Phenol-Formaldehyd-Harzes getränkt. Nach dem Trocknen ist das Harz als dünner Film auf den Asbestfasern auskondensiert und

hat einen Gewichtsanteil von etwa 0,8 bis 1,2%. Anschließend wird in einem Bad mil 100 Teilen viskosem Polybutadien, 12 Teilen Mineralöl und 2 Teilen peroxidischem Vernetzer so imprägniert, daß 80% der Poren ausgefüllt sind. Daraufhin wird bei 270'-C fünf Minuten vernetzt.

In einem Vergleichsversuch wird analog eine Asbestfaserdichtungsplatte imprägniert, jedoch ohne daß eine Vorbehandlung mit einem Phenol-Formaldehyd-Kunstharz erfolgt.

Beide Dichtungsplatten werden bei 70⁰C im Dunkeln gelagert, und in definierten Zeitabständen werden nach ASTM F 36—66 Verfahren in H Kompressibilität und Erholung vermessen.

In F i g. 1 ist die Veränderung der Kompressibilität bei Lagerung bei 70° C dargestellt. Kurve 1 betrifft die erfindungsgemäß behandelte Dichtungsplatte. Die Werte für die Kompressibilität bleiben auch nach 500^cC nahezu konstant. Kurve 2 betrifft die unbehandelte Dichtung.cplatte. Hier fällt bei gleichen Ausgangswerten die Kurve sofort steil ab.

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Lagerung bei 70⁰C dargestellt. Die Kurve 3 betrifft die erfindungsgemäß behandelte Dichtungsplatte. Hier bleiben die Werte auch nach 500 Stunden nahezu konstant. Die Kurve 4 wurde von der vorbehandelten Dichtungsplatte aufgenommen. Bei gleichen Ausgangswerten steigt hier sofort die Erholung stark an.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Weichstoffplatte aus einem faserartigen und/ oder porösen Werkstoff, und zwar insbesondere eine Z>linderkopfdichtung, aus einer gegebenenfalls metallisch verstärkten Weichstoffschicht mit überwiegend Asbest und mit einer Impregnation aus thermisch, peroxidisch, mit Schwefel oder anderen Verfahren vernetzter, vollständig polymerisierbarer, organischer, synthetischer Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Weichstoffplatte 0,2 bis 2 Gewichtsprozent Phenol-Formaldehyd-Kunstharz, bezogen auf die fertige Dichtungsplatte der Asbestfaserschicht, als Alterungsschutzmittel enthält.

2. Verfahren zur Herstellung der Weichstoffplatten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen des Phenol-Formaldehyd-Kunstharzes vor der Imprägnation mit polymerisierbarer Flüssigkeit erfolgt

3. Verfahien nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phenoi-Forrna'dehyd- Kunstharz als wäßrige Lösung in vorkondensierter Form zur Aufschlämmung von Faser und Bindemittel vor dem bei der Plattenherstellung üblichen Ausflockung, Absieben und Pressen zugegeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Weichstoffplattenmaterial aus Faser, Bindemitteln und gegebenenfalls weiteren Zusätzen! mit einer wäßrigen Lösung eines vorkondensierten Phenol-Formaldehyd-Kunstharzes getränkt, und d.<ß anschließend getrocknet wird.