Vor einiger Zeit berichtete ein Kunde über einen sehr stechenden Geruch bei der Verwendung einer Kunstharz-Diamant-Schleifscheibe. Sie sagten, der Geruch sei im Gegensatz zu früheren Anwendungen ungewöhnlich stark und irritierend gewesen und beschrieben das Gefühl, als stünden sie kurz vor einer Vergiftung.
Bei der Recherche erfuhren wir, dass der Kunde bei der Bearbeitung von Werkstücken aus Wolframcarbid schon immer das Nassschleifen eingesetzt hatte. Nachdem wir Probleme mit der Schneidflüssigkeit ausgeschlossen hatten, stellten wir fest, dass der erste Einsatz in einer geräumigen Werkstatt stattfand, während der zweite Einsatz mit einer anderen Kunstharz-Diamantschleifscheibe auf relativ begrenztem Raum stattfand.
Die Zusammensetzung von Kunstharz-Diamant-Schleifscheiben
Wir wissen, dass Resinoid-Diamantschleifscheiben neben Diamantrohstoffen hauptsächlich aus Phenolharz und anderen Hilfsstoffen bestehen. Phenolharz wird aus Phenol und Formaldehyd hergestellt. Duroplastisches Phenolharz ist ein Harz mit kleinen Molekülmolekülen und bei der Synthese wird ein großer Überschuss an Formaldehyd verwendet. Bei unsachgemäßer Verarbeitung enthält das Harz große Mengen Formaldehyd. Zur Herstellung eines duroplastischen Harzes werden Phenol und andere phenolische Verbindungen als Härter zugesetzt. Diese Bestandteile verflüchtigen sich und bilden beim Erhitzen schädliche Gase.
Phenolharz, auch Bakelit oder Bakelitpulver genannt, ist ursprünglich eine farblose oder gelblich-braune transparente Substanz. Im Handel wird es jedoch oft mit zusätzlichen Farbstoffen verkauft, was zu Rot, Gelb, Schwarz, Grün, Braun, Blau und anderen Farben führt. Es ist in Granulat- und Pulverform erhältlich. Es ist beständig gegen schwache Säuren und Basen, zersetzt sich jedoch in starken Säuren und korrodiert in starken Basen. Es ist in Wasser unlöslich, aber in organischen Lösungsmitteln wie Aceton und Alkohol löslich. Es wird durch Kondensationspolymerisation von Phenol oder seinen Derivaten gewonnen.
Festes Phenolharz ist ein gelber, transparenter, amorpher Feststoff. Aufgrund der Anwesenheit von freiem Phenol erscheint es leicht rötlich. Sein spezifisches Gewicht beträgt etwa 1,7. Es ist in Alkohol leicht löslich, in Wasser jedoch unlöslich und in Wasser, schwachen Säuren und schwachen Alkalilösungen stabil. Dieses Harz wird durch Polykondensation von Phenol und Formaldehyd unter katalytischen Bedingungen mit anschließender Neutralisation und Wäsche hergestellt. Abhängig vom verwendeten Katalysator kann man ihn in zwei Typen einteilen: duroplastisch und thermoplastisch. Phenolharz verfügt über eine ausgezeichnete Säurebeständigkeit, mechanische Eigenschaften und Hitzebeständigkeit und wird unter anderem in der Korrosionsschutztechnik, bei Klebstoffen, flammhemmenden Materialien und in der Schleifscheibenherstellung häufig verwendet.
Flüssige Phenolharze sind gelbe bis dunkelbraune Flüssigkeiten; So werden beispielsweise hauptsächlich alkalische Phenolharze als Gießbindemittel verwendet.
Zusammenfassung der wichtigsten Eigenschaften von Phenolharzen
1. Leistung bei hohen-Temperaturen
Die wichtigste Eigenschaft von Phenolharz ist seine hohe Temperaturbeständigkeit. Selbst bei sehr hohen Temperaturen behält es seine strukturelle Integrität und Dimensionsstabilität. Aus diesem Grund wird Phenolharz in Hochtemperaturanwendungen wie feuerfesten Materialien, Reibmaterialien, Klebstoffen und in der Gießereiindustrie eingesetzt.
2. Bindungsstärke
Eine wichtige Anwendung von Phenolharz ist die Verwendung als Klebstoff. Phenolharz ist ein vielseitiges Material, das mit einer Vielzahl organischer und anorganischer Füllstoffe kompatibel ist. Richtig konzipierte Phenolharze weisen außergewöhnlich hohe Benetzungsgeschwindigkeiten auf. Nach der Vernetzung können sie Schleifmitteln, feuerfesten Materialien, Reibmaterialien und Bakelitpulver die erforderliche mechanische Festigkeit, Wärmebeständigkeit und elektrischen Eigenschaften verleihen.
Wasser-lösliche oder alkohol-lösliche Phenolharze werden zum Imprägnieren von Papier, Baumwollgewebe, Glas, Asbest und anderen ähnlichen Materialien verwendet, um ihnen mechanische Festigkeit, elektrische Eigenschaften usw. zu verleihen. Typische Beispiele sind elektrische Isolierung und mechanische Laminatherstellung, Kupplungsscheiben und Filterpapier für Automobilfilter.
3. Hohe Kohlenstoffrückstandsrate
Unter Inertgasbedingungen bei etwa 1000 Grad erzeugen Phenolharze einen hohen Kohlenstoffrückstand, der dazu beiträgt, die strukturelle Stabilität des Phenolharzes aufrechtzuerhalten. Diese Eigenschaft von Phenolharz ist auch ein wichtiger Grund, warum es im Bereich der feuerfesten Materialien eingesetzt werden kann.
4. Geringer Rauch und geringe Toxizität
Im Vergleich zu anderen Harzsystemen haben Phenolharzsysteme den Vorteil geringer Rauchentwicklung und geringer Toxizität. Unter Verbrennungsbedingungen zersetzen sich Phenolharzsysteme, die mit wissenschaftlichen Formulierungen hergestellt wurden, langsam und erzeugen Wasserstoff, Kohlenwasserstoffe, Wasserdampf und Kohlenoxide. Der beim Zersetzungsprozess entstehende Rauch ist relativ gering und auch die Toxizität ist relativ gering. Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sich Phenolharze für öffentliche Verkehrsmittel und Bereiche mit sehr strengen Sicherheitsanforderungen, wie z. B. Bergwerke, Leitplanken und die Bauindustrie.
5. Chemikalienbeständigkeit
Vernetzte Phenolharze können der Zersetzung durch verschiedene chemische Substanzen wie Benzin, Erdöl, Alkohole, Ethylenglykol, Öle und verschiedene Kohlenwasserstoffe widerstehen. Aufgrund seiner chemischen Stabilität eignet es sich für die Herstellung von Küchen- und Badezimmerutensilien, Geräten zur Trinkwasseraufbereitung (Phenolkohlenstofffaser), Teetabletts und Teeservices aus Bakelit und wird häufig in Verpackungsmaterialien für Lebensmittel und Getränke wie Dosen und leicht zu öffnenden Dosen (National Standard GB 05009.069-2003) sowie Flüssigkeitsbehältern verwendet.
6. Wärmebehandlung
Durch die Wärmebehandlung wird die Glasübergangstemperatur des ausgehärteten Harzes erhöht, wodurch die verschiedenen Eigenschaften des Harzes weiter verbessert werden können. Die Glasübergangstemperatur ähnelt dem Schmelzzustand kristalliner Feststoffe wie Polypropylen. Die anfängliche Glasübergangstemperatur von Phenolharz hängt von der Härtungstemperatur ab, die in der anfänglichen Härtungsphase verwendet wird. Der Wärmebehandlungsprozess kann die Fließfähigkeit des vernetzten Harzes erhöhen und so die weitere Reaktion fördern. Außerdem kann er restliche flüchtige Phenole entfernen, die Schrumpfung verringern und die Dimensionsstabilität, Härte und Hochtemperaturfestigkeit verbessern. Gleichzeitig neigt das Harz auch dazu, zu schrumpfen und spröde zu werden. Die Erwärmungskurve des Harzes nach der Behandlung hängt von den anfänglichen Aushärtungsbedingungen und dem Harzsystem ab.
7. Schaumeigenschaften
Phenolschaum ist eine Art geschäumter Kunststoff, der durch Aufschäumen von Phenolharz gewonnen wird. Im Vergleich zu frühen Materialien wie Polystyrolschaum, Polyvinylchloridschaum und Polyurethanschaum, die den Markt dominierten, weist es besonders hervorragende flammhemmende Eigenschaften auf. Es ist leicht, sehr steif, hat eine gute Dimensionsstabilität, ist beständig gegen chemische Korrosion, hat eine gute Hitzebeständigkeit, ist flammenhemmend, selbst{4}verlöschend, erzeugt wenig Rauch, widersteht dem Eindringen von Flammen, tropft nicht, wenn es Feuer ausgesetzt wird, und ist kostengünstig. Daher ist es ein ideales Isolier- und Wärmeschutzmaterial für Branchen wie Elektrogeräte, Instrumente, Bauwesen und Petrochemie und hat große Beachtung gefunden.
Phenolschaum hat sich zu einer der am schnellsten wachsenden Arten von Schaumkunststoffen entwickelt. Der Verbrauch steigt stetig, das Anwendungsspektrum erweitert sich kontinuierlich und Forschung und Entwicklung sind im In- und Ausland sehr aktiv. Die größte Schwäche von Phenolschaum ist jedoch seine hohe Sprödigkeit und sein hohes Offenzelligkeitsverhältnis; Daher ist die Verbesserung seiner Zähigkeit eine Schlüsseltechnologie zur Verbesserung der Leistung von Phenolschaum.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es normal ist, dass während des Schleifvorgangs mit Kunstharz-Diamant-Schleifscheiben Gerüche entstehen. Es ist am besten, während der Verarbeitung Nassschleifmethoden zu verwenden, um die Temperatur der Harzdiamant-Schleifscheibe zu senken und so Reaktionen und Verflüchtigung zu reduzieren. Beim Trockenmahlen entstehen flüchtigere Gase. Daher ist es wichtig, für eine gute Belüftung der Werkstatt zu sorgen, um die Sicherheit des Verarbeitungspersonals zu gewährleisten!
