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Metallhaltiges Produkt
Die Erfindung bezieht sich auf ein zusammengesetztes Produkt, das im wesentlichen einen plastichen Stoff, ein Harz oder einen Klebstoff und ein Metall in Form von einzelnen Teilchen enthält.
Die sehr fein verteilten Metalle, insbesondere die Aluminiumbronzen, werden in der Farbenindustrie benutzt, jedoch ist dabei der Anteil an metallischem Pigment im Verhältnis zu dem Harz gering und geht im allgemeinen nicht über einige
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mechanischen Eigenschaften der nach dem Trock- nen derartiger Anstriche gebildeten Überzüge in erster Linie durch die Natur der Harze bestimmt, die sie enthalten.
Es sind auch schon Produkte bekannt, in welchen das Metall für die Eigenschaften des Produktes wesentlich mitbestimmen ist, indem es dem
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verleiht.
Für ein solches Produkt wählt man als Kunst- stoffharz-oder Klebstoffanteil einen Stoff, der dem bzw. den in Form von Körnern, Fäden, Spänen, Plättchen oder in anderer unterteilter Form anzuwendenden Metall gut anhaftet.
Es können in inniger Mischung mit dem verteilten Metall Stoffe, wie beispielsweise Polystyrol, Polyvinylchlorid oder-acetat, Acryl-oder Methacrylharze, Harnstoff-Formaldehyd, Phenolformaldehyd, Polyester, Polyamide, Klebestoffe auf der Basis von Epoxyharzen od. dgl. benutzt werden, wobei die Mischungen verformt oder auf dem Kalander verarbeitet werden können.
Man kommt auf diese Weise zu Massen der gewünschten Form, deren mechanische Eigenschaf- sich weitgehend denen der Metalle annähsrn. wobei, gleichzeitig ihre thermischen, elektrischen und akustischen Eigenschaften denen der Kunststoffe so nahe stehen, dass sie als Wärme-, Elektrizitäts-und Schallisolatoren dienen können.
Zwecks Herstellung dieser zusammengesetzten Produkte kann man das Metall in Pulverform mit
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besteht darin, das Metall in Teilchenform mit dem pulverförmig vorliegenden Plastikstoff zu mischen Zur Erreichung einer homogenen Masse ist es günstig, wenn der Kunststoff bzw. das Harz beim Mischen mit dem Metall in fester, d. h. erstarrter
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ten Arbeitsweisen erhaltene Gemisch wird unter entsprechendem Druck verformt oder auf dem Kalander bei der Temperatur behandelt, bei wel- cher der betreffende Kunststoff normalerweise verarbeitet wird.
Auch das in Teilchenform vorliegende Metall kann mit einem zunächst flüssigen Stoff vermischt werden, der fähig ist, sich unter Einwirkung eines Katalysators zu einem Kunststoff, einem Harz oder einem Klebstoff umzusetzen : man fügt dann den Katalysator dem Gemisch des verteilten Metalles
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Masse in einer Form.
Es wurde nun gefunden, dass bei solchen Pro- dukten, die mindestens ein Metall in Teilchenform und mehrere dem Metall anhaftende und mit ihm homogen vermischte Kunststoffe, Harze oder Klebstoffe enthalten, die Grösse der Metallteilchen für die Eigenschaften dieser zusammengesetzten Pro dukte von entscheidender Bedeutung ist. Die er- Endungsgemäss zusammengesetzten Produkte, die Eigenschaften besitzen, welche denjenigen des in ihnen enthaltenen Harzes weit überlegen sind, kennzeichnen sich dadurch, dass mindestens die Hälfte der Metallteilchen eine kleinste Dimension von mehr als 0, 07 bis zu 10, 0 mm, vorzugsweise von mehr alpe 0,14 bis zu 3 mm aufweisen.
Bevorzut werden Produkte mit einem 20-40 Vol.-% betragenden Gehalt an Metallteilchen, deren kleinste Dimension zwischen 0, 14 und 1 mm liegt.
Zweckmässigerweise beträgt der Anteil des in Form von Körnern, Fäden, Plättchen oder Flittern verschiedener Grösse vorliegenden Metalles an Stücken mit einer Mindestabmessung unterhalb 0. 14 mm, weniger als 50% der Gesamtmenge des vorhandenen Metalles. So muss gemäss der Erfindung, falls das Metall gekörnt verwendet wird, der gekörnte Anteil mindestens 50% Körner aufweisen, die auf einem Sieb Nr. 100 zurückbleiben.
Wird. das Metall in Form von Fäden oder Fasern angewendet, so muss mindestens die Hälfte dieser
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Fasern eine Stärke von mehr als 0, 14 mm aufweisen.
Obgleich die oberste Grenze für die kleinste Abmessung der verwendeten Metallteile nicht mit
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des Verfahrens bzw. der Produkte nach der Erfin- dung 10 mm nicht überschreiten ; sie liegt meist sogar unterhalb 5 mm. Wo es sich um Verwendung von Metallen im gekörnten Zustand handelt, erhält man die besten Ergebnisse mit Körnern, deren kleinste Abmessung zwischen 0, 14 und
3 mm, vorzugsweise zwischen 0, 3 und 1, 5 mm, liegt. Es ist im übrigen empfehlenswert, Mischun- gen aus Körnern verschiedener Dicke zu verwen-
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nen ebenfalls 10 mm nicht überschreiten, ausgenommen den Fall, dass das Metall in Form von Fäden bzw. Fasern vorliegt, die dann jeweils eine Länge von mehreren Zentimetern haben können.
Die Produkte nach der Erfindung weisen den Vorteil auf, dass ihr Erweichungspunkt höher liegt, als der des Kunststoffes bzw. Harzes allein.
Die zu erreichende Verbesserung der mechani-
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tur des Metalles ebenso wie von der Art des angewandten Kunststoffes, Harzes oder Klebstoffes ab.
Liegt beispielsweise der optimale Wert für die mechanische Festigkeit in der Gegend von 32 Volumprozent gekörntes Aluminium in Polystyrol, so liegt er bei einem mit Maleinsäueranhydrid modifizierten Polvchlorvinylacetat-Kunstharz bei etwa 60%.
Folgende Beispiele dienen zur näheren Erläute-
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zuschränken.
Wo darin von Metallanteilen die Rede ist, sind diese, wie in der ganzen Beschreibung, als Volumenprozent, bezogen auf das Gesamtvolumen des
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mern entsprechen dem Tyler-System. Beispiel I : Polystyrol in Perlenform wird mit
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im Einspritzverfahren in eine Form eingebracht, die die Ausbildung von zwei Barren von je 127X 12, 7X5 mm gestattet. Das Vergiessen erfolgt so, dass man Barren erhält, die nicht schrumpfen.
Die erhaltenen Barren werden der Länge nach
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D. 256-47 T eingekerbt und mit der Avery-Apparatur gebrochen. Die so gemessenen Stossfestigkeiten, ausgedrückt in kgcm je cm Einkerbung, gehen aus der untenstehenden Tabelle für verschiedene Anteile an Metallkörnern und verschiedene Korngrössen in dem zusammengesetzten Produkt hervor.
In der Tabelle sind die Kornanteile in Volumen- prozent des Gesamtproduktes ausgedrückt. Die Grössen der Körner sind ausgedrückt durch die Nummern der angewendeten Siebe, welche die Körner passieren.
Tabelle I
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<tb>
<tb> I <SEP> II <SEP> III <SEP> iv
<tb> Kornaneit <SEP> Siebe <SEP> Siebe <SEP> Sieb <SEP> Nr. <SEP> 10
<tb> n <SEP> Vol." <SEP> Nr. <SEP> 16-45 <SEP> (Tyler)Nr. <SEP> 45-140 <SEP> passierender <SEP> Antei
<tb> in <SEP> kg <SEP> cm/cm
<tb> 8, <SEP> 95--t-
<tb> 14, <SEP> 4 <SEP> 4, <SEP> 4 <SEP> 4.
<SEP> 6 <SEP> 3, <SEP> b <SEP>
<tb> 20, <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 4, <SEP> 4- <SEP>
<tb> 24, <SEP> 3 <SEP> 6-- <SEP>
<tb> 28, <SEP> 2 <SEP> 6 <SEP> 4 <SEP> 4
<tb> 32, <SEP> 4 <SEP> 6, <SEP> 4-- <SEP>
<tb> 37, <SEP> 1 <SEP> 6 <SEP> 3, <SEP> 8 <SEP> 3, <SEP> 6 <SEP>
<tb> 42, <SEP> 3 <SEP> 4, <SEP> 4-- <SEP>
<tb>
Für Polystyrol allein ohne Metalleinlage beträgt
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gemessenlich, dass die Wahl einer entsprechenden Körnung und eines entsprechenden Anteilverhältnisses zu dem überraschenden Ergebnis führt, dass der Widerstand des Produktes beträchtlich verbessert wird.
Die Kolonne II der obigen Tabelle (Siebnummern
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keit von 6, 4 kg cm/cm gegenüber 4 kg cm/cm bei Polystyrol allein zu erreichen ist : Die Festigkeit beträgt also das 1, 6-fache.
Eine Verbesserung der Stossfestigkeit ist übrigens über den ganzen Bereich von etwa 14 bis 42% Metallanteil merkbar ; ihr höchster Wert liegt bei ungefähr 32, 4%.
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45 bis 140 entspricht, und wobei 46% der Körner ein Sieb Nr. 100 passieren, zeigt sich noch eine Stossfestigkeitserhöhung bei einem Gehalt an Metallkömern von 10 bis 25 Vol.-% ; von diesem Anteilswert an fällt jedoch die Festigkeit wieder ab (s. Kolonne III der Tabelle).
Aus der Tabelle geht weiter hervor, dass, falls
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dicker sind als es einem Sieb Nr. 100 entspricht (Kolonne IV), die Festigkeit des zusammengesetzten Produktes niedriger ist, als diejenige des Polysty- rols allein. Das Produkt auf der Basis von Polystvrol mit 32, 4 Vol.-% Kornanteil, das durch Siebe Nr. 16-45 durchgeht, hat einen um 6'höheren
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Heissverwindung). :Beispiel 3 : Nach Beispiel 1 wurden Barren 1 gegossen, die 67, 6 Vol. -Teile Polystyrol und 32, 4 VoI.-Teile Metallkörner in vier verschiedenen Korn-
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<tb>
<tb> WerteKörnung <SEP> : <SEP>
<tb> "0 <SEP> Körner, <SEP> durchgehend <SEP> durch <SEP> Siebe <SEP> der <SEP> Stossfestigkeit
<tb> Tyler-Nummern:
<SEP> in <SEP> kg <SEP> cm <SEP> cm
<tb> 16-45 <SEP> 45-100 <SEP> 103-140
<tb> 100% <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 6,5
<tb> 70% <SEP> 16,2% <SEP> 13,8% <SEP> 5,8
<tb> 40% <SEP> 32,4% <SEP> 27,6% <SEP> 5,5
<tb> 0 <SEP> 54 <SEP> 54 <SEP> % <SEP> 46 <SEP> % <SEP> 4,2
<tb>
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4 :Aluminiumkörner folgender Kornzusammensetzung :
24 ? gehen durch Siebe der Typer-Nummer 16-25 '36 ?" gehen durch Siebe der Tyler-Nummern
25-45
11 % gehen durch Siebe der Tyler-Nummern
45-100 9"u gehen durch Siebe der Tyler-Nummern
100-140 6, 4 ?, ; gehen durch Siebe der Tyler-Nummern
140-200 13, 6% gehen durch ein Sieb Nr. 200 wurden mit 30 Gew. -Teilen eines gepulverten
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worauf man das erhaltene Gemisch auf die für derartige wärmehärtbare Stoffe bekannter Art verformte. Man erhält eine Masse, deren Eigenschaf-
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in der folgendenMessung der Festigkeit geschnitten.
Entsprechende Muster wurden aus der ursprünglichen Lösung ohne Anteil an Metallkörnern hergestellt. Ausserdem wurden weitere Muster unmittelbar aus dem Ausgangskunstharz ohne Anwendung von Lösungs-
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<tb>
<tb> hergeKornanteil <SEP> in <SEP> Vol. <SEP> % <SEP> Zugfestigkeit <SEP> Stossestigkeit
<tb> des <SEP> Endproduktes <SEP> in <SEP> kg/cm2 <SEP> in <SEP> g <SEP> cm/cm
<tb> dz
<tb> 17, <SEP> 6 <SEP> 390 <SEP> HO
<tb> 33,- <SEP> -130 <SEP>
<tb> 61 <SEP> 560 <SEP> 220
<tb> 0 <SEP> 500 <SEP> 100
<tb> (hergestellt
<tb> ohne <SEP> Losungsmittel)
<tb>
Beispiel 6 :
Auf dieselbe Weise wie in Beispiel 3 wurden drei Produkte hergestellt, die zum Schluss einen Volumenanteil von 33, 4% einer Aluminiumlegierung und von 66, 6% eines Kunstharzes aus Vinylchloracetat-Copolymeren mit 2, 5 %
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das Metall in verschiedenen Korngrössen vor.
Die Tabelle III
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<tb>
<tb> Produkte <SEP> mit <SEP> mit <SEP> Holzmchl <SEP> Mit <SEP> Tevtilfasern
<tb> 53 <SEP> Vol. <SEP> % <SEP> beschwerter <SEP> beschwerter
<tb> Aluminiumkornern <SEP> Bakelit <SEP> Bakelit
<tb> Stossfestigkeit, <SEP> bestimmt <SEP> an <SEP> glatten <SEP> Barren
<tb> kg <SEP> cm/cm <SEP> 17 <SEP> 6,5 <SEP> 7,5
<tb> Strossfestigkeit, <SEP> bestimmt <SEP> an <SEP> gekerbten <SEP> Barren
<tb> kg <SEP> c/mc <SEP> 7 <SEP> 1,9 <SEP> 7,4
<tb> Biegfestigkeit <SEP> kg/cm2 <SEP> 1300 <SEP> 850 <SEP> 700
<tb> Zugfestigkeit <SEP> kg/cm2 <SEP> 700 <SEP> 320 <SEP> 300
<tb>
Wie ersichtlich, weist das Produkt mit 53 VoL-% (70 Gew.-%) Aluminiumkörnern, wobei die Körnung so gewählt ist, dass 71% der Körner durch
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Bakelitbasis, wie sie gewöhnlich hergestellt werden, weit überlegen sind.
Beispiel 5 : Ein Kunstharz aus einem CopoIymer von Vinylchloracetat mit 2,5% Maleinanhydrid, stabilisiert durch Zufügung von 4% dreibasischem Bleisulfat, wurde in einem Lösungsmittel gelöst, das aus einer Mischung von Methyläthyl-
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mit verschiedenen Korngehalten hergestellt, wozu Körner einer Legierung aus 4 ? J Cu und 1, 2% Mg verwendet wurden, die Siebe Nr. 16-45 passiert
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4 mm Dicke ausgerollt, die bei 80 getrocknet und dann 15 Minuten bei 1 -+00 gehärtet wurden.
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