DE875268C - Verfahren zur Herstellung von geschichteten Pressstoffen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von geschichteten Preßstoffen Unter geschichteten Preßstoffen versteht man Materialien, welche aus übereinandergeschichteten, mit Kunstharzen getränkten und dann zusammengepreßten und anschließend gehärteten Papier- oder Gewebebahnen oder dünnen Holzplatten u. dgl. hergestellt sind. Sie zeichnen sich vor Preßmassen aus denselben Kunststoffen ohne derartige geschichtete Füllstoffe durch besonders gute Festigkeitseigenschaften aus. Sie finden daher in erster Linie Anwendung für die Herstellung von Konstruktionsteilen, welche besonderen Beanspruchungen ausgesetzt sind, z. B. für Maschinenteile u. dgl. Als Kunstharze werden für derartige Materialien in erster Linie härtbare benutzt, da die erwähnten Anwendungsgebiete in der Regel eine gute Hitzebeständigkeit voraussetzen. Unter den härtbaren Kunststoffen kommen wiederum für die Praxis nur solche in Frage, -welche in Form ihrer Vorkondensate flüssig oder doch zumindest leicht löslich sind, damit die Tränkung der geschichteten Bahnen u. dgl. keine Schwierigkeiten bereitet. Die gehärteten Kunststoffe sollen ferner eine hohe Festigkeit gegen Wasser aufweisen. Es folgt hieraus, daß die Auswahl der Kunststoffe für diesen Zweck recht beschränkt ist. Praktisch haben sich hierfür nur die Phenoplaste bewährt.
• Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß geschichtete Preßstoffe von verbesserten Festigkeitseigenschaften hergestellt werden können, wenn man für die Imprägnierung der Bahnen oder Platten aus porösen Materialien, wie Papier, Gewebe, Holz od. dgl., organische Düsocyanate oder Mischungen derselben mit Verbindungen mit mindestens -9 austauschbaren Wasserstoffatomen verwendet. Die so imprägnierten Bahnen, Platten u. dgl. werden dann in üblicher Weise aufeinandergelegt und dann unter Druck solchen Temperaturen ausgesetzt, bei denen die Imprägniermittel härten. Als Verbindungen mit austauschbaren Wasserstoffatomen kommen vorzugsweise Polyoxyverbindungen, z. B. mehrwertige Alkohole oder Produkte der partiellen Veresterung derselben mit mehrwertigen organischen Säuren in Frage. Ferner seien Verbindungen mit Amino-, Sulfhydryl-oder Carboxylgruppen genannt. Im Fall der Mitverwendung derartiger Verbindungen ist die Härtung vermutlich in erster Linie auf eine Umsetzung der Diisocyanate mit den reaktionsfähigen Gruppen dieser Zusatzstoffe zurückzuführen: Als Diisocyanate kommen beispielsweise Hexamethylendiisocyanat, Töluylendiisocyanät, Dianisidindisocyanat- und Chlorphenylendiisocyanat in Frage. An Stelle der Diisocyanate können auch solche Derivate derselben benutzt werden, welche in der Wärme wie Düsocyanate reagieren. Es handelt sich hierbei z. B. um Bis-phenylurethane oder um Addukte aus Diisocyanaten und Verbindungen mit aktivierten Methylengrupper, wie z. B. Mälonester oder Acetessigester. .
• Je nach der Beschaffenheit der Reaktionsprodukte kann die Imprägnierung der porösen Schichtmaterialien in An- oder Abwesenheit eines indifferenten Lösungsmittels vorgenommen werden. Man läßt dann das eventuell mitverwandte Lösungsmittel verdunsten, schichtet die einzelnen imprägnierten Bahnen bzw. Platten übereinander und behandelt sie dann in einer Druckpresse bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck, beispielsweise bei 14o bis 15o° unter einem Druck von z50 bis goo kg/cm2. Falls mit einer Mischung von Düsocyanaten oder wie solche reagierenden Verbindungen mit anderen reaktionsfähigen Verbindungen, beispielsweise Polyoxyverbindungen, gearbeitet wird, kann man auch in der Weise verfahren, daß- abwechselnd eine- Schicht mit dem Diisocyanat und die andere Schicht mit dem anderen Ausgangsmaterial imprägniert wird. Ferner genügt es in diesem Fall mitunter, wenn der Preßvorgang bei gewöhnlicher oder mäßig erhöhter Temperatur erfolgt, da derartige Mischungen oft schon ohne Anwendung erhöhter Temperaturen genügend schnell härten. So hergestellte geschichtete Preßstoffe können in üblicher Weise durch mechanische Bearbeitung, z. B. Sägen, Schleifen,. Bohren u. dgl., in beliebiger Weise verformt werden. Sie zeichnen sich vor den bisher bekannten geschichteten Preßstoffen durch eine wesentlich höhere Schlagbiegefestigkeit, Kerbschfagzähigkeit, Biegefestigkeit, Oberflächenhärte sowie durch verbesserte elektrische Eigenschaften aus. Die neue Arbeitsweise kann auch mit Vorteil für die Herstellung von Materialien angewandt werden, welche in ihrem Verhalten den unter dem Namen Vulkanfiber bekannten Schichtmaterialien ähneln. Von den guten mechanischen Eigenschaften der Endstoffe abgesehen, ist als besonderer Vorteil zu erwähnen, daß die Arbeitsweise gemäß Erfindung lediglich die Schritte des Imprägnierens und Härtens erfordert, während bei der üblichen Herstellung von Vulkanfiber je nach der Wandstärke ein Zeitraum von Wochen bzw. Monaten allein für das Herauswachsen des Zinkchlorids benötigt wird.
• Beispiel i Bahnen aus Natronzellstoff werden mit den vereinigten Lösungen eines Kondensationsproduktes aus 3 Mol Adipinsäure mit 4 Mol Trimethylolpropan in Aceton und von 3, 3'-Dirnethoxydiphenyl 4., 4'-diisocyanat in'Methylenchlorid, wobei das Verhältnis des Kondensationsproduktes zu Diisocyanat 2i : 9,5 betragen soll, so lange getränkt, bis eine Gewichtszunahme um 6o0/, (bezogen auf das Gewicht der eingesetzten Natronzellstoffbähnen) eingetreten ist. Man erreicht die erforderliche Gewichtszunahme meist durch mehrmaliges Tränken. Nach dem Verdunsten des Lösungsmittels bei 6o bis 7o° schichtet man die Bahnen in der üblichen Weise übereinander und preßt sie je nach der Schichtdicke in einer Druckpresse bei 14o° und einem Druck von etwa i50 bis goo kg/cm2 während 3o bis 40 Minuten oder länger zusammen.
• Das so hergestellte Schichtmaterial besitzt folgende mechanischen Eigenschaften

  Schlagbiegefestigkeit....... 40 cm . kgl'cm2

  Biegefestigkeit . . . . . . . . . 160o kg/cm2

  Härte nach VDE 030g .... 170o kg/cm2

  Kerbzähigkeit . . . . . . . . . . 40 cm . kg/cm'=

  spez. Gewicht............. 1,37

  Beispiel 2 Man tränkt Bahnen aus Natronzellstoff mit der Lösung eines Kondensationsproduktes aus 3M01 Adipinsäure und 3 Mol Phthalsäure mit S Mol Trimethylolpropan in Aceton so lange; bis die Gewichtszunahme, bezogen auf die eingesetzte Zellstoffmenge, 53 °/o beträgt (so benötigt man z. B. für 5i0 g Natronzellstoff etwa g70 g Kondensationsprodukt). Ferner tränkt man die gleiche Anzahl Natronzellstoffbahnen in einer Lösung von 3, 3'-Dimethoxydiphenyl-4., 4'-diisocyanat solange, bis die Gewichtszunahme, bezogen auf die eingesetzte Zellstoffmenge, 47 °J, beträgt (man benötigt beispielsweise für 510 g Natronzellstoff 239 g Diisocyanat). Man schichtet dann nach dem Verdunsten des Lösungsmittels bei 6o` abwechselnd je eine mit dem Kondensationsprodukt bzw. mit dem Dianisidindiisocyanat getränkte Bahn übereinander bis zur gewünschten Dicke und verpreßt anschließend bei einem Druck von 7o bis ()o kg/cm2 bei 15o°. Beispiel In einer Lösung von Trimethylpropan und 3, 3'-Dimethoxydipheny1-4, 4'-diisocyänat in Aceton, die im Verhältnis 56 Teile Trimethylolpropan zu ioo Teilen Diisocyanat gelöst werden, tränkt man Natronzellstöffbahnen so lange, bis die Gewichtszunahme etwa 40 °/, der eingesetzten Zellstoffmenge beträgt, was man durch mehrmaliges Tauchen erreicht. Sodann läßt man das Lösungsmittel verdunsten und härtet die übereinandergeschichteten Bahnen in einer Druckpresse bei 1400 und einem Druck von -7o bis oo kg@'cm2 aus. Man erhält einen sehr festen Schichtstoff mit folgenden mechanischen Eigenschaften

  Schlagbiegefestigkeit. . . . . . . . . 50 cm . kg/cm2

  Biegefestigkeit . . . . . . . . . . . . . i3oo kg/cm2

  Kerbzähigkeit . . . . . . . . . . . . . . 50 CM. kg/cm2

  Härte nach VDE 0302 ...... i6oo kg/cm2

  spez. Gewicht . . . . . . . . . . . . . . . 1,43

  Beispiel Man taucht in einer Lösung aus Chlorphenylendiisocyanat in Aceton Natronzellstoffbahnen so lange, bis die Gewichtszunahme nach dem Verdunsten des Lösungsmittels 500/, der eingesetzten Papiermenge beträgt. Die getränkten und übereinandergeschichteten Bahnen werden daraufhin in einer Druckpresse bei 150' und einem Druck von 15o kg/cm2 zu einem sehr festen Schichtstoff verschweißt, der folgende mechanische Eigenschaften aufweist:

  Schlagbiegefestigkeit. . . . . . . . . 55 cm . kg/cm2

  Biegefestigkeit . . . . . . . . . . . . . i5oo kg/cm2

  Härte nach VDE 0302

  Oberfläche .. .. . . . . . . . . .. . i3oo kg/cm2

  Schnittfläche . . . . . . . . . . . . . igoo kg/cm2

  spez. Gewicht .............. 1,3

  Beispiel 5 Natronzellstoffbahnen werden gemäß der im Beispiel e angegebenen Vorschrift in einem Lösungsgemisch des Kondensationsproduktes aus 3 Mol Adipinsäure und 3 Mol Phthalsäure mit 8 Mol Trimethylolpropan in Aceton und des 3, 3'-Dimethoxydiphenyl-4, 4'-diisocyanates in Methylenchlorid, wobei die gelösten Komponenten im Verhältnis 27 Teile Kondensationsprodukt zu 24 Teilen Diisocyanat stehen sollen, so lange getaucht, bis die Gewichtszunahme nach dem Verdunsten des Lösungsmittels ioo °/o, bezogen auf die eingesetzte Zellstoffmenge, beträgt. Nach dem Übereinanderschichten der getränkten Bahnen bis zur gewünschten Dicke verpreßt man bei einem Druck von 150 kg/cm2 bei 25' während mehrerer Stunden. Man erhält auf diese Weise einen festen Schichtstoff von guten mechanischen Eigenschaften. Beispiel 6 i mm starke Holzplatten werden durch Erwärmen bei 8o bis 9o" während mehrerer Tage vollkommen getrocknet und anschließend in einem Gemisch von zwei Mischungen I und II getränkt, die im Verhältnis g : 4 stehen und folgende Zusammensetzung besitzen: Mischung I: ioo Teile eines Kondensationsproduktes aus 3 Mol Adipinsäure mit 4 Teilen Trimethylolpropan in 5o Teilen Essigester; Mischung II Hexamethylendiisocyanat und Toluylendiisocy anat im Verhältnis i : i. Nach dem Verdunsten des Lösungsmittels preßt man die aufeinandergeschichteten Holzplatten mit einem Druck von etwa ioo bis 125 kg/cm2 45 Minuten bei 140' zusammen und erhält auf diese Weise ein Preßstück von hoher Dichte, großer Härte, guten mechanischen Festigkeiten und nur geringer Wasserquellbarkeit. Beispiel 7 2,5o g Asbestpapier werden mit einer Lösung von 125 g Dicyclohexylmethan-4, 4'-diisocyanat und 1,25 g eines Kondensationsproduktes aus 3 Mol Adipinsäure mit 4 Mol Trimethylolpropan in 5oo ccm Aceton getränkt. Die getränkten Bahnen werden, nachdem sie vom Lösungsmittel befreit sind, bei 8o bis ioo' i/2 Stunde übereinandergeschichtet und dann in einer Presse bei i5o' während 45 Minuten zu einer Platte verschweißt. Beispiel 3 25o g Natronzellstoffbahnen werden mit einer Mischung von I25 g Dicyclohexylmethan-4, 4'-diisocyanat und 125 g eines Kondensationsproduktes aus äquimolekularen Mengen Äthylenchlorid und Ammoniak getränkt. Die Bahnen werden dann übereinandergeschichtet und dann in einer Presse bei 150' 45 Minuten behandelt. Beispiel q Natronzellstoffbahnen werden mit einer 5o%igen wäßrigen Lösung des Peralkylierungsproduktes eines Umsetzungsproduktes von Äthylenchlorid und Ammoniak getränkt und getrocknet. Die so imprägnierten Bahnen werden mit Bahnen, die mit einer Lösung von 12,5 g Dicy clohexylmethan - 4, 4'- diisocyanat in 5oo ccm Aceton getränkt und dann getrocknet sind, abwechselnd übereinandergelegt und bei 150' während 45 Minuten in einer Druckpresse zu einer Platte verformt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von geschichteten Preßstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man Bahnen oder Platten aus porösen Materialien, wie Papier, Gewebe oder Holz, mit organischen Diisocyanaten oder Mischungen aus organischen Diisocyanaten mit Verbindungen mit mindestens 2 austauschbaren Wasserstoffatomen imprägniert, die imprägnierten Schichten, Platten u. dgl. aufeinanderlegt und dann unter Druck - solchen Temperaturen aussetzt, bei denen die Imprägniermittel härten.
2. 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Diisocyanate solche Derivate derselben angewandt werden, welche in der Wärme wie Diisocyanate reagieren.