DD265409A1 - AMPLIFIED PLAST - Google Patents

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DD265409A1 DD87307746A DD30774687A DD265409A1 DD 265409 A1 DD265409 A1 DD 265409A1 DD 87307746 A DD87307746 A DD 87307746A DD 30774687 A DD30774687 A DD 30774687A DD 265409 A1 DD265409 A1 DD 265409A1
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Guenter Wicke
Peter Heitmann
Wolf Bucher
Stephan Boehme
Michael Mielke
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Leuna Werke Veb
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Abstract

Die Erfindung betrifft Thermoplaste oder Duroplaste, die als faserfoermiges Verstaerkungsmaterial Glasfasern enthalten. Mit dem verwendeten Fasermaterial koennen Epoxidharze, ungesaettigte Polyesterharze und Polyamide verstaerkt werden. Als Fasermaterial werden in den Plast mit Epoxidharz beschichtete Glasfasern eingearbeitet, deren Harzanteil ausgehaertet ist. Eine Oberflaechenbehandlung der Glasfasern eruebrigt sich. Als Glasfasern eignen sich mit Vorteil gemahlene Leiterplatten.The invention relates to thermoplastics or thermosetting plastics which contain glass fibers as a fibrous reinforcing material. The fiber material used can be used to reinforce epoxy resins, unsupported polyester resins and polyamides. As fiber material in the Plast with epoxy coated glass fibers are incorporated, the resin content is ausgehaertet. A surface treatment of the glass fibers is eliminated. As glass fibers are advantageously ground circuit boards.

Description

Anwendung der ErfindungApplication of the invention

Die Erfindung betrifft verstärkte Plaste, die Glosfasern als Verstärkungsmaterial in Thermo- oder Duroplasten enthalten, wobei diese zu Gieß-, Kleb- und Beschichtungsmassen oder zu Spritzpreßmassen modifiziert werden kennen.The invention relates to reinforced plastics containing Glosfasern as reinforcing material in thermosets or thermosets, these being known to casting, adhesive and coating compositions or to Spritzpreßmassen be known.

Charakteristik de· bekennten Standes der TechnikCharacteristic of the prior art

Es ist bekannt, daß Glasfasern zur Verbesserung der mechanischen und thermischen Eigenschaften von Plasten in Form von Rovings, Matten, Geweben, Faserstapeln oder Kurzfasern eingesetzt werden. Alle diese Verfahren setzen als Verstärkungsmaterial mit Schlichte behaftete frische Glasfasern ein, was zu einer besseren Adhäsion des Thermo- bzw. Duroplastes an der Faser führt. Als Schlichte für Glasfasern werden vorwiegend Silanen und daraus resultierende Modifizierungen eingesetzt. So beschreiben DD 120005 und DD 147 771 Verfahren zur Verbesserung der Grenzflächcnbehaftung von anorganischen Faserstoffen duten Vorbehandlung der Gewebematrix bzw. von Flächengebilden mit Silan und Epoxidharz-Dispersionen.It is known that glass fibers are used to improve the mechanical and thermal properties of plastics in the form of rovings, mats, fabrics, fiber stacks or short fibers. All of these methods employ fresh glass fibers containing sizing as a reinforcing material, which leads to a better adhesion of the thermoset or thermoset to the fiber. As a size for glass fibers mainly silanes and resulting modifications are used. For example, DD 120005 and DD 147 771 describe processes for improving the interfacial adhesion of inorganic fibrous materials by pretreating the tissue matrix or fabrics with silane and epoxy resin dispersions.

Nach DD 129548 werden durch Einsatz modifizierter Silanhaftvermittler höhere mechanische Festigkeiten auf Glasfasern, -kugeln usw. erreicht.According to DD 129548 higher mechanical strength on glass fibers, balls, etc. is achieved by using modified Silanhaftvermittler.

Alle diese Verfahren zielen darauf ab, durch Aufbringen eines Silanhaftmit. eis bzw. von wäßrigen Modifizierungen aus Epoxid- oder Polyesterharz die Grenzflächeneigenschaften zwischen Glasfaser und i'<>m Thermo- oder Duroplast (z. B. Eoxidharz, Melaminharz, Phenolharz, Kohlenwasserstoffharz) zu erhöhen. Dabei wird immer von einer oberflächenreinen Glasfaser ausgegangen, die nach dem Schlichteauftrag als Vorstärkungsmaterial in dan bekannten Verarbei'ungsformen für die genani.an Thermo- oder Duroplaste eingesetzt wird.All of these methods are aimed at adhering by applying a silane. or of aqueous modifications of epoxy or polyester resin to increase the interfacial properties between glass fiber and i '<> m thermo or thermoset (eg, Eoxidharz, melamine resin, phenolic resin, hydrocarbon resin). It is always assumed that a surface-pure glass fiber, which is used after the sizing order as Vorstärkungsmaterial in dan known Verarbei'ungsformen for the genani.an thermosets or thermosetting plastics.

Es ist ebenfalls bekannt, wie in DD 125979 beschrieben, vernetzte ungesättigte Polyester- oder Epoxidharzabfälle zerkleinet einem vernetzungsfähigen ungesättigten Polyester oder tpoxidharz als Füllstoffe zuzusMzen. Dabei handelt es sich um dem Rindemittel arteigene Materialien, wobei did durch den Zerkleinerungsprozeß entstehenden Polymerbruchstücke und teilweise nicht vernetzte Polymere durch echte chemische Bindung in den Trägerpolymerenverbanri eingelagert werden.It is also known, as described in DD 125979, to reduce crosslinked unsaturated polyester or epoxy resin wastes to a crosslinkable unsaturated polyester or tpoxide resin as fillers. These are the species inherent in the bovine, with did polymer fragments formed by the milling process and partially uncrosslinked polymers incorporated into the carrier polymer blend by true chemical bonding.

Nach DD 214621 worden Polyester-Füllstoff-Gemische, welche bei der Prepreyhb.-otellung ais Abfallstoife anfallen, in Lösungsmittel gelöst, und die festen bereits angeh/ tei η Bestandteile abgeschieden, getrocknet jnd im Mischer oder Kneter mit t nem Polyester-Monomeren-Gemisch verarbeitet.According to DD 214621 polyester-filler mixtures, which are obtained in the Prepreyhb.-otellung ais waste, dissolved in solvent, and the solid already gehi tei η constituents deposited, dried and in the mixer or kneader with t nem polyester-monomer mixture processed.

Alle a'if diese Art aufgaarr· jiteten Harzabfälle in zerkleinorter Form werden ausschließlich als Füllstoffe mit reektionsfähigen Duropastbin^emitlelsystemen oder Thermoplasten vermischt, ohne d'iß neue bessere Eigenschaften am Formstoff erzielt werdenAll of these types of regenerated resin wastes in shredded form are blended exclusively as fillers with ductile Duropastbin ^ delivery systems or thermoplastics, without new improved properties being achieved on the molding material

Ziel der Erfindun'Aim of the invention

Ziel der Erfindung ·: ι es, zur Verbesserung der mechanischen und thermischen Festigkeiten an Thermo- und Duroplasten ein VerstärkungsmaterJjl hinzusetzen, dt. - sowohl für Klebstoffgemische, Gießharzgemische, Spritzpreßmassen und Thermoplastgranulate ν erwendet werden kann.It is an object of the invention to add a reinforcing material to improve the mechanical and thermal strengths of thermoplastics and thermosetting plastics, that is to say be used both for adhesive mixtures, casting resin mixtures, spray-molding compounds and thermoplastic granules.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, als Verstärkungsmaterial für Thermo- und Duroplaste ein faserförmiges Material zu verwenden, das keine zusätzliche Oberflächenbehandlung benötigt. Das Verstärkungsmaterial soll bei Temperaturen zwischen 200C bis 200"C den Bindemittelkomponenten auf Thermo- oder Duroplastbasis durch Mischen in Rührgetfäßen, Knetern oder im Extruder zugesetzt werden. Unter Zusatz von Vernetzern, Härtungsmitteln und bekannten Füllstoffen bei Duroplasten bzw. nach Abkühlung von granulierten oder verformten Thermoplasten soll der Werkstoff wesentlich verbesserte Adhäsionseigenschaften, höhere Festigkeiten und ein günstigeres dynamisches Verhalten unter Belastung auch bei höheren Temperaturen aufweisen.The object of the invention is to use as a reinforcing material for thermosets and thermosets a fibrous material that does not require additional surface treatment. The reinforcing material to be added at temperatures between 20 0 C to 200 "C the binder components to thermal or thermosetting resins by mixing in Rührgetfäßen, kneaders or extruders. With the addition of crosslinking agents, curing agents and known fillers in thermosets or after cooling of granulated or deformed thermoplastics should have the material significantly improved adhesion properties, higher strengths and a more favorable dynamic behavior under load even at higher temperatures.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Thermo- oder Duroplaste als faserförmiges Verstärkungsmittel mit Epoxidharz beschichtete Glasfasern enthalten, deren Harzanteil bereits ausgehärtet ist.This object is achieved in that the thermosets or thermosets contain as a fibrous reinforcing agent with epoxy resin coated glass fibers, the resin content is already cured.

Zweckmäßig verwendet man gemahlenes mit Glasfasern gefülltes Epoxidharz. Als gut geeignet hat sich gemahlenus Leiterplattenmaterial erwiesen, das aus Epoxidharz-Giasfaser-Verbunden bestand.It is expedient to use ground glass fibers filled with epoxy resin. Mahlten's printed circuit board material, which consisted of epoxy resin-gias fiber composites, proved to be very suitable.

Das erfindung&gemäß eingesetzte Verstärkungsmaterial eignet sich insbesondere zur Verstärkung von Epoxidharz, wenn es diesem vor der Verarbeitung mit einem Härtungsmittol zugesetzt wird. Zur Verstärkung eignen sich vorzugsweise Epoxid- Gießharze mit einem Epoxidgruppengehalt von 170 bis 550g/Mol, Epoxid-Klebharze mit einem Epoxidgruppengehalt von 170 bis 550g/Mol, wobei sich Polyamin als Härtungsmittel eignet, Epoxidharz-Spritzpreßmassen mit einem Epoxidgruppengehalt von 500 bis 1000, die das Härtungsmittel vorzugsweise präkondensiert enthalten.The reinforcing material used according to the invention is particularly suitable for reinforcing epoxy resin when it is added to it with a hardening agent prior to processing. For reinforcement are preferably epoxy casting resins having an epoxide group content of 170 to 550g / mol, epoxy adhesive resins having an epoxide group content of 170 to 550g / mol, with polyamine is suitable as a curing agent, epoxy resin Spritzpreßmassen having an epoxy group content of 500 to 1000, the the curing agent preferably pre-condensed.

Man kann als Duroplast weiterhin ungesättigte Polyesterharze einsetzen, die ein Vernetzungsmittel neben dem Fasormatorio' enthalten.It is also possible to use, as thermosetting plastic, unsaturated polyester resins which contain a crosslinking agent in addition to the fiber matrix.

Das faserförmige Verstärkungsmittel kann auch zur Verstärkung von Polyamiden eingesetzt werden, die Thermoplaste sind.The fibrous reinforcing agent can also be used to reinforce polyamides which are thermoplastics.

In allen Fällen können den Plasten außerdem bekannte Füllstoffe zugesetzt werden.In all cases, known fillers may also be added to the plastics.

Gegenüber reinen zerkleinerten Glasfasern erfolgt bei dem erfindungsgemäß verwendeten Material aufgrund des an den Fasern noch haftenden ausgehärteten Epoxidharzes in unterschiedlicher Menge und durci die vorliegende zerklüftete Oberfläche einu deutlich verbesserte Adhäsion der Bindemittel. Gleichzeitig ergeben sich daraus dt utlich verbesserte Foi mstoffeigenschaften sowie eine Verbesserung des dynamischen Langzeitverhaltens an pulsierend beanspruchten Verguß- und Klebstoffen.Compared with pure comminuted glass fibers takes place in the material used in the invention due to the adhering to the fibers cured epoxy resin in varying amounts and durci the present fissured surface a significantly improved adhesion of the binder. At the same time, this results in significantly improved material properties as well as an improvement in the dynamic long-term behavior of pulsating claimed encapsulants and adhesives.

Zur Verbesserung der genannten Eigenschaften wird zerkleinertes Glasfaserleiterplattenabfallmaterial in der Abmessung 0,1 bis 1 mm, vorzugsweise 0,2 bis 0,8 mm Länge in Mengen von 1 bis 50g pro 100g Duro- oder Thermoplast zugesetzt. Dabei liegt der Zusatz bei Klebstoffen bei vorzugsweise 2 bis 10g pro 100g Klebstoff, bei Gießharzmischungen vorzugsweise bei 5 bis 15g pro 100g Gießharz, bei Spritzpreßmassen vorzugsweise bei 10 bis 15g pro 100g Bindemittelgemisch, be' Thermoplasten vorzugsweise bei 30 bis 45g pro 100g Thermoplast. Der Glasfaseranteil des Leiterplattenmaterials beträgt RO bis 70%.To improve the said properties, comminuted glass fiber plate waste material in the dimension 0.1 to 1 mm, preferably 0.2 to 0.8 mm in length, is added in quantities of 1 to 50 g per 100 g of thermoset or thermoplastic. The addition of adhesives is preferably 2 to 10 g per 100 g of adhesive, in Gießharzmischungen preferably at 5 to 15g per 100g casting resin, at Spritzpreßmassen preferably 10 to 15g per 100g binder mixture be 'thermoplastics preferably at 30 to 45g per 100g thermoplastic. The glass fiber content of the PCB material is RO to 70%.

AusfuhrungsbeispieleExemplary embodiments Beispiel 1example 1

100g Bisphenol-A-Epoxidharzes mit einem Epoxidgruppengehalt von 220 werden mit 20g Schlämmkreide und 8g zerkleinerten Leiterplattenabfallmaterials, das 58% Gusfaserantell mit einer Faserlänge von 0,2 bis 0,8mm enthält, in einem Mischer gemischt.100g of bisphenol A epoxy resin having an epoxide group content of 220 is mixed in a mixer with 20g of whiting and 8g of shredded board waste material containing 58% cast fiber shell with a fiber length of 0.2 to 0.8mm.

100g dieser Masse werden mit 10g Dipropylentriamln gemischt, auf zu verklebende Fügetelle auf gebracht, gefugt und 24Std.100g of this mass are mixed with 10g Dipropylentriamln, put on to be bonded joints on, grouted and 24h.

bei Raumtemperatur und 2Std. bei 90°C gehärtet. Es ergeben sich folgende Zugscherfestigkaiven (N/mm2):at room temperature and 2h cured at 90 ° C. This results in the following Zugscherfestigkaiven (N / mm 2 ):

Erfindungsgemäßesinventive Verg'elchswert nachVerg'elchswert nach Beispielexample Stand der TechnikState of the art 2929 1818

Beispiel?Example?

50g eines Bispnenol-A-Epoxldharzes mit einem Epoxidgruppengehalt von 185 werden mh 43g Quarzmehl (fein), 6g zerkleinerten Leiterplattenabfallmaterials mit eioem Glasfaseranteil von 65%, einer Faserlänge von 0,1 bis 0,9mm und 2g Thixotropiermittel (hochdisperse Kieselsäure) In einem Mischer gemischt. 100g der homogenisierten Masse werden mit 6g Diethyientriamin gemischt. Die gießfähige Mischung kann sowohl in Formen vergossen oder auch auf Beton, Estrich, Holz, Mauerwerk zur Unterfütterung von Maschinen, Maschinenbetten oder zwischen Maschinentisch und -fuß, die besonderen starken dynamischen Belastungen bis zu 90°C ausgesetzt sind, vorwendet werden. Die Härtung erfolgt bei Raumtemperatur über einen Zeitraum von 8 Tagen50g of a Bispnenol A epoxy resin having an epoxide group content of 185 becomes 43g quartz flour (fine), 6g crushed board waste material with a glass fiber content of 65%, a fiber length of 0.1 to 0.9mm and 2g thixotropic agent (fumed silica) in a mixer mixed. 100 g of the homogenized mass are mixed with 6 g of diethyi triamine. The pourable mixture can be poured into molds or even on concrete, screed, wood, masonry for the lining of machines, machine beds or between machine table and foot, the particular strong dynamic loads up to 90 ° C are exposed. Curing takes place at room temperature over a period of 8 days

Das ausgehärtete Material zeichnet sich durch hohe Härte und gutes Stauchverhalten /jus. The hardened material is characterized by high hardness and good compression behavior / jus.

Siauchungsmeseung mmSiauchungsmeseung mm ErfindungsgemäßAccording to the invention Vergleich nach StandComparison by state Belastungsdauerloading time der Technikof the technique 0,1h0.1h 0,1060.106 0,1640.164 96 h96 h 0,1170,117 0,3670.367 1008h1008h 0,1330,133 0,6730.673

Beispiel 3Example 3

100g eines mittelreaktiven ungesättigten Polyesterharzes werden mit 2% Cyclohexanonperoxidpastc und 2% Kobaltbeschleuniger versetzt und mit 800g Quarzsand der Korngröße 1 bis 1,5mm sowie 200g Quarzmehl (fein) und 10g zerkleinerten Leiterplattenabfallmaterials mit einem Glasfaserenteil von 58% mit einer Faserlänge von 0,2 bis 0,8 mm vermengt. Die spachtelfähige Masse wird auf vorbereitete Beton- oder Estrichflächen aufgebracht und verteilt. Der in einer Dicke von 5 bis 8 mm aufgebrachte Belag zeigt eine hohe Druck- und Biegefestigkeit.100 g of a medium-reactive unsaturated polyester resin are mixed with 2% cyclohexanone peroxide paste and 2% cobalt accelerator and with 800 g of silica sand of grain size 1 to 1.5 mm and 200 g of quartz powder (fine) and 10 g crushed PCB waste material with a glass fiber part of 58% with a fiber length of 0.2 to 0.8 mm mixed. The fillable mass is applied to prepared concrete or screed surfaces and distributed. The applied in a thickness of 5 to 8 mm pad shows a high compressive and flexural strength.

ErfindunflsgemäßErfindunflsgemäß Vergleich nach StandComparison by state der Technikof the technique Druckfestigkeit N/mm2 Compressive strength N / mm 2 130130 9595 Biegefestigkeit N/mm2 Bending strength N / mm 2 3535 17,517.5

Claims (9)

1. Verstärkter Plast, der ein Therrr oplast oder Duroplast ist und neben dem Plast faserförmige Verstärkungsmittel und gegebenenfalls andere Füllstoffe enthält, gekennzeichnet dadurch, daß der Thermoplast oder der Duroplast als faserförmiges Verstärkungsmittel mit Epoxidharz beschichtete Glasfasern enthält, deren Harzanteil ausgehärtet ist.1. Reinforced Plast, which is a Therrr oplast or Duroplast and in addition to the Plast contains fibrous reinforcing agent and optionally other fillers, characterized in that the thermoplastic or thermoset contains as a fibrous reinforcing agent with epoxy coated glass fibers, the resin content is cured. 2. Verstärkter Plast nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser als beschichtete Glasfasern gemahlenes mit Glasfasern gefülltes Epoxidharz enthält.2. Reinforced plastic according to claim 1, characterized in that this contains as coated glass fibers ground filled with glass fibers epoxy resin. 3. Verstärkter Plast nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beschichteten Glasfasern ein gemahlenes Leiterplattenmaterial, das aus Epoxidharz-Glasfaser-Verbunden bestand, sind.3. Reinforced plastic according to claim 1 and 2, characterized in that the coated glass fibers are a ground circuit board material, which consisted of epoxy resin-glass fiber composites are. 4. Verstärkter Plast nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieser ein Epoxidharz, ein Härtungsmittel und ein gemahlenes Leiterplattenmaterial, das aus Epoxiu'i.arzglasfaserverbunden bestand, enthält.4. Reinforced plastic according to claim 1 to 3, characterized in that it contains an epoxy resin, a curing agent and a ground circuit board material, which consisted of Epoxiu'i.arzglasfaserverbunden contains. 5. Verstärkter Plast nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Plast ein Epoxid-Gießharz mit einem Epoxidgruppengehalt von 170 bis 550g/Mol, ein an sich bekanntes Härtungsmittel, gegebenenfalls weitere Modifizierungsmittel sowie ein gemahlenes Leiterplattenmaterial enthält.5. Reinforced plastic according to claim 1 to 4, characterized in that the Plast contains an epoxy casting resin with an epoxide group content of 170 to 550g / mol, a per se known curing agent, optionally further modifiers and a ground circuit board material. 6. Verstärkter Plast nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Plast ein Epoxid-Klebharz mit einem Epoxidgruppengehalt von 170 bis 550g/Mol, als Härtungsmittel ein Polyamin und gegebenenfalls weitere Modifizierungsmittel sowie ein gemahlenes Leiterplattenmaterial enthält.6. Reinforced plastic according to claim 1 to 4, characterized in that the Plast contains an epoxy adhesive resin having an epoxide group content of 170 to 550g / mol, as a curing agent, a polyamine and optionally further modifiers and a ground circuit board material. 7. Verstärkter Plast nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Plast eine Epoxidharz-Spritzpreßmasse mit einem Epoxidgruppengehalt von 500 bis 1000 ist, die das Härtungsmittel vorzugsweise präkondensiert enthält, die ein gen' ahlenes Leiterplattenmaterial sowie gegebenenfalls weitere Modifizierungsmittel enthält.7. Reinforced plastic according to claim 1 to 4, characterized in that the Plast is an epoxy resin Spritzpreßmasse having an epoxy group content of 500 to 1000, which preferably contains the hardening precondensed containing a gene 'ahlenes printed circuit board material and optionally further modifying agents. 8. Verstärkter Plast nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieser ein mittelreaktives ungesättigtes Polyesterharz, versetzt mit einem Vernetzungsmittel und weiteren bekannten Füllstoffen, sowie ein gemahlenes Leiterplattenmaterial enthält.8. Reinforced plastic according to claim 1 to 3, characterized in that it contains a medium-reactive unsaturated polyester resin, mixed with a crosslinking agent and other known fillers, and a ground circuit board material. 9. Verstärkter Plast nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Plast ein Polyamid ist und neben bekannten Füllstoffen ein gemahlenes Leiterplattenm&terial enthält.9. Reinforced plastic according to claim 1 to 3, characterized in that the plastic is a polyamide and contains, in addition to known fillers, a ground printed circuit board material.
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