Способ изготовления формованных изделий на основе полиэфиров

 

(») 450 39 I

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимый от патента (22) Заявлено 01.07.71 (21) 1679719/23-5 (32) Приоритет 02.07.70 (31) 10048/70 (33) Швейцария

Опубликовано 15.11.74. Бюллетень № 42 (51) М. Кл, В 29с 5/00

С 081 43/02

Госудерстееииый комитет

Совете ГЛииистров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 678.674(088.8) Дата опубликования описания 30.05.75 (72) Автор изобретения

Иностранец

Ханс А. Юнгелл (Швейцария) Иностранная фирма

«Эстерол А. Г.» (Швейцария) 71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОРМОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ

НА ОСНОВЕ ПОЛИЭФИРОВ

Изобретение относится к области изготовления формованных изделий, например шлифовальных кругов.

Известен способ изготовления формованных изделий путем смешения абразивного наполнителя со связующим из ненасыщенного .полиэфира, отвердителем и другими целевыми добавками с последующим формованием и отверждением.

Однако при отверждении смеси, имеющей жидкую консистенцию, в форме происходит осаждение твердых компонентов, в результате чего получают изделия неоднородные по составу, что значительно ухудшает их механические свойства..Поэтому абразивный наполнитель сначала смешивают только с частью жидкого связующего, содержащего отвердитель, и завершают отверждение.

С целью упрощения процесса изготовления формованных изделий однородных по составу, т. е. устранения необходимости разделения связующего на две части и пропитки абразивного наполнителя им в два приема, предложено абразивный наполнитель,,предварительно пропитанный жидким отвердителем, смешивать с твердым связующим из ненасыщенного .полиэфира.

Полученной однородной сыпучей массой заполняют форму, при этом заполнение формы происходит равномерно без разделения компонентов. В форме массу под действием давления уплотняют до состояния, при котором масса сохраняет приданную ей форму.

После чего изделие извлекают из формы и отверждают при нагревании путем сополимеризации ненасыщенного полиэфира с отвердителем.

Абразивный наполнитель может быть пропитан жидким отвердителем, содержашим до

10 15 вес. % от общего необходимого количества ненасыщенного сложного полиэфира. Или абразивный материал может быть смешан сначала с небольшой частью ненасыщенного сложного,полиэфира, а затем пропитан жид15 ким отвердителем. После чего в обоих случаях абразивный материал, пропитанный жидким отвердителем, смешивают с оставшейся частью ненасыщенного сложного |полиэфира.

20 В качестве абразивного наполнителя используют коррид, карбид кремния, кварц и подобные материалы соответствующей твердости.

В качестве отвердителей, пригодных для

25 сополимеризации с ненасыщенными полиэфирами, применяют олефиновые мономеры, содержащие одну или несколько двойных связей, на пример стирол, метил-стирол, диаллилфталат, диаллилизофталат, сложный мети30 ловый эфир, сложный этиловый эфир, слож450391

Зо ный пропиловый эфир и сложный бутиловый эфир акриловой кислоты и метакриловой кислоты, винил метил овый эфир, виниловый эфир, винилхлорид, винилиденхлорид, винилметил-кетон, винил ацетат, вин илтолуол, винилпиридин, дивинилбензол, диаллилфумарат и т. д.

Связь ненасыщенного сложного полиэфира с сополимеризующими мономерами и, следовательно, повышение прочности достигается тем, что примешивают соответствующие вещества,,в частности полиизоцианат, на пример гексаметилендиизоцианат, 2,4- и 2,6-толуилендиизоцианат, нафтилентриизоцианат, 1,5-нафтилендиизоцианат, трифенилметан-4,4, 4"триизоцианат и т. д.

Для улучшения агдезии между абразивным материалов и связующим могут быть иопользованы поверхностно-активные вещества.

В качестве поверхностно- активных веществ применяют известные вещества, понижающие поверхностное натяжение жидкости, преимущественно применяют силаны, например винилтриэтоксисилан, метакрилоксипропилтриметоисисилан и винилтриметоксиэтоксисилан, которые примешивают непосредственно к жидкому компоненту связующего или в виде жидкого раствора, наносят на абразивный материал, или на смеси абразивных материалов, благодаря чему оптимальным образом достигается улучшение адгезии связующего с абразивным материалом. С успехом применяют и органические соединения хрома, содержащие группы, пригодные для полимеризации, как например, хромихлоридметакрилаты. Они также обеспечивают адгезию между абразивным материалом и органическими связующими. Эти комплексы в виде 0,5—

5,0%-ного водного раствора смешивают с абразивным материалом (или со смесью абразивных материалов) . После этого выделяют жидкость и производят сушку при 120—

140 С.

С целью снижения содержания влаги в смеси могут быть использованы адсорбенты.

В качестве адсорбентов, поглощающих влагу, применяют гель кремневой кислоты, кремневую,кислоту, металлалюминиевые силикаты, бентониты,,цеолиты, перлиты, инфузорную землю и другие диатомиты, активный уголь и т. д.

Полимеризационные вспомогательные вещества (катализаторы, ускорители и ингибиторы),выбирают в зависимости от условий отверждения. Для холодного отверждения в,качестве катализаторов преимущественно используют перекиси кетона и кислот, которые могут быть комбинированы с ускорителями, например солями металлов органических кислот, а именно нафтенатом кобальта, или с третичными ароматическими аминами, например диэтиланилином, а для горячего отверждения применяют гидроперекись кумола, третичный бути пербензоат, перекись бензоила или перекись метилтилкетона. В качестве

65 ингибиторов используют многовалентные фенолы, в частности гидрохинон.

В связи с этим следует отметить, что под понятием «полимеризация» понимается и поликонденсация и аддитивное присоединение.

При приготовлении абразивного материала на 100 вес. ч. абразивного материала приходится 10 —.25 вес. ч. связующего. При этом расход связующего зависит от зернитости абразивного материала, от типа абразивного инструмента (шлифовального круга) и от качества связующего. Доля применяемого адсорбента в связующем может составлять до

30, причем расход адсорбционного вещества зависит от количества и,рода жидких компонентов и от адсорбционной силы применяемого адсорбционного вещества.

Композиции, применяемые для смешения с абразивным материалом, имеют следующий востав, вес. ч:

Ненасыщенный сложный полиэфир 100

Мономеры 15 — 35

Катализатор 0,5 — 10

Ускоритель 0,5 — 10

Ингибитор 0,5 — 10

Полиизоцианат 0 — 20

Поверхностно-активное адгезионное вещество 0 — 5

Адсорбент 0 — 50.

Для приготовления смеси, которая обеспечивает,получение формованной заготовки уппотнением без предварительного отверждения путем сополимеризации, на 1 вес. ч. жидких компонентов берут не менее 15 вес. ч. твердых веществ, с учетом абразивного материала, или не менее 2 вес. ч. твердых веществ без учета абразивного материала.

Верхний предел твердых компонентов в приготовляемой смеси зависит от вида применяемых ненасыщенных сложных полиэфиров, мономеров и в случае необходимости адсорбционных веществ, поэтому верхний предел может лежать значительно выше предела приведенных:минимальных значений.

Hp имер 1. 100 вес, ч. Корунда равномерно увлажняют 15 вес. ч. 2%-ного водного раствора хромихлоридметакрилата, имеющего рН 5 — 6, .после чего проводят сушку при

120 С.

Полученный абразивный материал, снабженный поверхностно-активным адгезионным веществом, в смесителе равномерно увлажняют 2,2 вес. ч. диаллилфталата.

К смеси добавляют в смесителе 8,6 вес. ч. сложного этилового эфира малеиновой кислоты вместе с 0,25 вес. ч. порошкообразного

50%-ного инициатора из перекиси бензоила (бензоилпероксид). Получают сыпучую гомогенную массу. Полученной сыпучей смесью заполняют пресс-форму, внутренняя поверхность которой покрыта слоем из силиконового масла, служащего разделительным веществом. В поршневом, прессе двойного действия (т. е. усилие пресса действует с обеих

450391

60 сторон) в течение 30 с поддерживают давление в 200 атм.

Отливку вынимают из формы, после чего в сушильной печи при температуре сначала

90 С и после действия экзотермической реакционной температуры в 140 С в течение 3 ч проводят отверждение.

П р и мер 2. 100 вес. ч. Корунда в смесителе равномерно увлажпяют 20 вес. ч. 2 /о-ного раствора винилтриметоксиэтоксисилана, имеющего:рН 3,5 — 4, после чего осуществляют сушку. Корунд, снабженный поверхностноактивным адгезионным веществом, в смесителе тщательно смешивают с 3,5 вес. ч. смеси, состоящей из 1,5 вес. ч. стирола, 0,25 вес. ч.

50 /о-ного инициатора из перекиси бензоила и

1,75 вес. ч. 75 /о -ного полиизоцианата, растворенного в этилацетате.

Увлажненный корунд в смесителе тщательно смешивают с 3 вес. ч. геля кремневой кислоты, после чего смесь оставляют,в покое в течение 15 мин, чтобы обеспечить адсорбирование жидких компонентов адсорбентом.

Затем добавляют 8,6 вес. ч. сложного аллилового эфира изофталевой,кислоты, непрерывно перемешивая смесь. При этом получают сыпучую гомогенную массу. Полученной сыпучей массой равномерно заполняют форму, внутренняя поверхность которой покрыта разделительным, веществом, нанесенным путем разбрызгивания.

Полученную заготовку вынимают из формы и помещают ее в сушильную печь, в которой осуществляют отверждение, в течение

3 ч при 90 С и по достижении рабочей температуры отвердителя 130=С.

При м ер 3. 100 вес. ч. Корунда равномерно увлажняют 20 вес. ч. 2 /О-ного раствора метакрилоксипропилтриметоксисилана, имеющего рН 3,5 — 4, после чего проводят сушку.

Полученный абразивный материал, снабженный поверхностно-активным адгезионным веществом, в смесителе равномерно увлажняют

5,4 вес. ч. смеси, состоящей из 0,3 вес. ч. сложного аллилового эфира терефталевой кислоты, растворенного в 1,35 вес. ч. моностирола, 1,25 вес, ч. диаллилизофталата, 0,2 вес. ч. третичного бутилпербензоата и

2,3 вес. ч. 66О/о-ного,полиизоцианата, растворенного в стироле.

Увлажненный корунд в смесителе тщательно смешивают с 4 вес, ч. силиката алюминия, после чего смесь оставляют в покое в течение

15 мин для обеспечения адсорбирования >кидких компонентов связки в смеси. Затем добавляют 12 вес. ч. сложного эфира фумаровой кислоты, непрерывно перемешивая смесь.

При этом получают сыпучую гомогенную пресс-массу. Дальнейшую переработку и последующее отверждение массы путем сополи5

35 меризации связующего с,отвердителем oc) utec aляют как описано в примере 1.

Пример 4. 100 вес. ч. Карбида кремния в смесителе равномерно увлажняют смесью, состоящей из 0,9 вес. ч. стирола, 1,0 вес. ч. диаллилфталата и 0,25 вес. ч. третичного бу тилпербензоата.

После этого увлажненный абразивный материал в смесителе равномерно смешивают с

4 вес. ч. бентонита. Полученную смесь оставляют в покое в течение 15 мин. Затем примешивают к смеси 8,6 вес. ч. винилового сложного эфира адипиновой кислоты. Полученную сыпучую массу подвергают уплотнению и отверждению, как описано в примере 1.

П р и мер 5. 100 вес. ч. Корунда равномерно увлажняют 20 вес. ч. 1,5/о-ного раствора хромихлоридметакрилата, имеющего рН-5 — 6, после чего осуществляют сушку при 120 С.

Полученный абразивный материал, снабженный поверхностно-активным адгезионным веществом, добавляют в смесителе к смеси, состоящей из 3,15 вес. ч. стирола, 2 вес. ч. мономера диаллилфталата и 0,4 вес. ч. 50 /о-ного инициатора из перекиси бензоила.

Увлаженный корунд в смесителе гомогенно смешивают со смесью, состоящей из 12 вес. ч. сложного аллилового эфира изофталевой «ислоты и 3,5 вес. ч. силиката кальция. Полученной сыпучей массой равномерно заполняют форму, .внутренняя поверхность которой снабжена разделительным веществом, что осуществляют разбрызгиванием. Затем в течение 30 сут. под воздействием давления в

200 атм производят прессование с обеих сторон. Отливку вынимают из формы, после чего ее в сушильной, печи подвергают отверждению в течение 3 ч прп 160 С.

Предмет изобретения

1. Способ изготовления формованных изделий на основе полиэфиров путем смешения абразивного наполнителя со связующим, отвердителем и целевыми добавками с последующим формованием и отверждением, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса и изготовления формованных изделий однородных по составу, абразивный наполнитель вначале пропитывают жидким отвердителем, а затем смешивают с твердым связующим из ненасыщенного сложного полиэфира.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что абразивный наполнитсль обрабатывают поверхностно-активным веществом.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в абразивный наполнитель, пропитанный жидким отвердителем, вводят адсорбспт.