DD279491A1

DD279491A1 - FIBER AMPLIFIED THIXOTROPE MOLDING

Info

Publication number: DD279491A1
Application number: DD32494889A
Authority: DD
Inventors: Reinhard Geike; Wolfgang Ludeck; Christian Guenther; Eberhard Gutsche; Aniela Leistner; Hans-Sieghard Petras; Eckhard Seidel
Original assignee: Baudirektion Hauptstadt Berlin
Priority date: 1989-01-10
Filing date: 1989-01-10
Publication date: 1990-06-06

Abstract

Die Erfindung beinhaltet Formmassen, die sich durch ihr gutes thixotropes Verhalten auszeichnen und im gehaerteten Zustand als Formstoffe sehr gute mechanische Eigenschaften besitzen. Dabei zeichnen sich die Faserzusaetze durch ein gutes Masse-Leistungs-Verhaeltnis aus. Die Fasern lassen sich leicht in alle bekannten zu Duromeren haertbaren Systeme einarbeiten. Sie zeigen ein gutes Benetzungsverhalten und neigen nicht zur Bildung von "Agglomeraten".The invention includes molding compositions which are distinguished by their good thixotropic behavior and, when hardened, have very good mechanical properties as molding materials. The fiber additives are characterized by a good mass-performance ratio. The fibers can be easily incorporated into all known systems which can be cured to form duromers. They show a good wetting behavior and do not tend to form "agglomerates".

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft Formmassen für Kleb-, Gieß-, Spachtel-, Laminier- und Lackharze.The invention relates to molding compositions for adhesives, casting, filling, laminating and coating resins.

Characteristic of the known technical solutions

Aus dem internationalen Schrifttum ist ersichtlich, daß zur Erzielung thixoiroper Eigenschaften in Harz-Systemen viele silikatische als auch nichtsilikatische Füllstoffe geeignet sind. Industriolle Bedeutung haben hochdisperse Kieselsäuren und in einem geringeren Maße kolloidales Eisen (III) oxid-hydrat, Kieselgur, Mikrotalkum, Vanadinpentoxid. Mikröglimmer und Kaolin. Der Nachteil der industriell genutzten Füllstoffe besteht darin, daß außer den silikatischen sit. .n relativ hohem Anteil zugesetzt werden müssen, daß heißt, ein ungünstiges Masse-Leistungs-Verhältnis besteht.It can be seen from international literature that many silicate as well as non-silicate fillers are suitable for achieving thixoiroper properties in resin systems. Industriolle importance have fumed silica and to a lesser extent colloidal iron (III) oxide hydrate, kieselguhr, micro-talc, vanadium pentoxide. Micromix and kaolin. The disadvantage of industrially used fillers is that except the silicate sit. .n relatively high proportion must be added, that is, an unfavorable mass-power ratio exists.

Alle genannten Füllstoffe, aber insbesondere die silikatischen, weisen starke gesundheitliche Nachteile bei der Verarbeitung auf. Ein weiterer Nachteil aller bekannten thixotrop wirkenden Füllstoffe besteht darin, daß ihr Benetzungsverhalten schlecht gegenüber üblichen Harz-Systemen ist, das bedeutet, daß ein hoher Aufwand für die Einarbeitung in derartige Harz-Systeme erforderlich ist. Dieser Nachteil wird dadurch besonders verstärkt, daß mikronisierte Füllstoffe stark zur „Agglomeratbildung" neigen und ein hoher technologischer Aufwand wie z. B. Verreiben auf Walzenstühlen erforderlich ist, um eine „Reagglomerierung" zu erreichen.All of the fillers mentioned, but in particular the silicate, have severe health disadvantages during processing. Another disadvantage of all known thixotropic fillers is that their wetting behavior is poor compared to conventional resin systems, which means that a high cost for incorporation into such resin systems is required. This disadvantage is particularly exacerbated by the fact that micronized fillers have a strong tendency to "agglomerate" and that a high technological outlay, such as, for example, milling on roller mills, is required in order to achieve "reagglomeration".

Mit üblichen ThixotropiemiUeln ist es nur möglich, eine sehr geringe Verbesserung der mechanischen Eigenschaften zu erreichen, die u. a. durch eine ungenügende Benetzung zusätzlich gemindert werden kann. Die mechanische Bearbeitbarkeit der erhaltenen Formstoffe wird durch den Einsatz der vorstehend genannten Thixotropiemittel, insbesondere der silikatischen, negativ beeinflußtWith conventional ThixotropiemiUeln it is only possible to achieve a very small improvement in the mechanical properties, the u. a. can be additionally reduced by insufficient wetting. The mechanical workability of the resulting molding materials is adversely affected by the use of the aforementioned thixotropic agents, in particular the silicate

Dieser Stand der Technik ist folgenden Literaturstellen zu entnehmen: This prior art can be found in the following references:

- ULLMANNS Encyklopädie der Technischen Chemie, Bd. 15, Verlag Chemie, Weinheim, New York, 1978ULLMANN's Encyklopadie der Technischen Chemie, Vol. 15, Verlag Chemie, Weinheim, New York, 1978

- Ludeck, W.: Handbuch der Kleb-, Gieß- und Laminiertechnik, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1985- Ludeck, W .: Handbook of adhesive, casting and laminating, VEB German publishing house for primary industry, Leipzig 1985

- Domininghaus, H.: Zusatzstoffe für Kunststoffe, Zechnr&Hüthig Verlag GmbH, Speyeram Rhein, 1978- Domininghaus, H .: additives for plastics, Zechnr & Hüthig Verlag GmbH, Speyeram Rhein, 1978

- Autorenkollektiv: Konstruktionshandbuch verstärkte Hochpolymere, Bd. 1-4, Kombinat Plast- und Elastverarbeitung Erkner, 1983- Author Collective: Design Guide Reinforced High Polymers, Vols 1-4, Kombinat Plast and Elastverarbeitung Erkner, 1983

Object of the invention

Die Nützlichkeit der Erfindung besteht darin, daß auf der Grundlage leicht zugänglicher Ausgangsstoffe Formmassen entwickelt werden, die technologisch einfach herstellbar sind, hervorragende mechanische Eigenschaften aufweisen und über ein günstiges Masse-Leistungsverhältnis verfügen.The usefulness of the invention is that based on readily available starting materials molding compounds are developed which are technologically easy to produce, have excellent mechanical properties and have a favorable mass-performance ratio.

Explanation of the essence of the invention

Die technische Aufgabe der Erfindung besteht darin, Füllstoffe zu finden, die neben verstärkenden Eigenschaften im Formstoff ein thixotropes Verhalten in der Formmasse bewirken.The technical object of the invention is to find fillers which, in addition to reinforcing properties in the molding material, cause a thixotropic behavior in the molding composition.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zu an sich bekannten Formmassen wie z. B. auf der Basis von Polyester-, Acrylat-, Phenol-, Silicon-, Polyurethan-, Imid- oder Epoxidharzen thixotrop wirkende Fasern mit einer Feinheit von 0,05 bis 1 tex und einer Schnittlänge von 0,1 bis 10 mm verwendet werden, wobei als FaserstoffeAccording to the invention the object is achieved in that to known molding compounds such. B. based on polyester, acrylate, phenolic, silicone, polyurethane, imide or epoxy resins thixotropic fibers with a fineness of 0.05 to 1 tex and a cut length of 0.1 to 10 mm are used , being used as fibrous materials

1. herkömmliche Acrylnitril-homo- und/oder co-polymerisatfasern (Acrylfasern),1. conventional acrylonitrile homo- and / or co-polymer fibers (acrylic fibers),

2. modifizierte Acrylnitril-homo- und/oder -copolymerisatfasern wie thermooxydativ stabilisierte Acrylfasern, mit Schwefel oder Schwefelderivaten modifizierte Acrylfasern und/oder Acrylatfasern sowie2. modified acrylonitrile homo- and / or copolymeric fibers such as thermo-oxidatively stabilized acrylic fibers, with sulfur or sulfur derivatives modified acrylic fibers and / or acrylate fibers and

3. Kohlenstofffasern auf Acryl- oder Pechbasis3. Acrylic or pitch based carbon fibers

eingesetzt werden, wobei die Stabilisierung der Fasern sowohl in flüssiger als auch gasförmiger Phase erfolgt sein kann. Die Modifizierung der Acrylnitrilfasern kann mit Luftsauerstoff bei 200 bis 300 C oder mit geeigneten Schwefelderivaten wie Natriumpolysulfid, Natriumthiosulfat oder Natriumthiosemicarbazid in alkalisch-alkanolischem Medium bei Temperaturen oberhalb 1OO°C oder durch spezifische Hydrolyse erfolgen.can be used, wherein the stabilization of the fibers can be carried out both in the liquid and gaseous phase. The modification of the acrylonitrile fibers can be carried out with atmospheric oxygen at 200 to 300 C or with suitable sulfur derivatives such as sodium polysulfide, sodium thiosulfate or Natriumthiosemicarbazid in alkaline-alkanolic medium at temperatures above 1OO ° C or by specific hydrolysis.

Der Faseranteil, der abhängig vom verwendeten Harz-Härter-System und von der gewünschten Viskosität und/oder Festigkeit unterschiedlich sein kann, liegt bevorzugt zwischen 0,05 und 2,0%, maximal aber bei 10,0% bezogen au· das Harz-Härter-System. Auf Grund des hohen Wirkungsgrades dieser Fasern als Thixotropiemittel ist die Verarbeitung mit diesen Fasern angereicherter Harz-Systeme außerordentlich einfach und ökonomisch, da aufwendige Rezepturen zur Festigkeitserhöhung nicht erforderlich sind. Das schließt nicht aus, daß andere Füllstoffe zusätzlich eingesetzt werden können. Neben den genannten Fasern können auch an sich bekannte Füllstoffe wie Metalle, Metalloxide, Silikate, Carbonate, Sulfate und Ruß biw. Graphit verwendet werden. Acrylnitril-homo- oder -copolymerisat-Fasern oder chemisch modifizierte Acrylnitril-homo- oder -copolymerisat-Fasern oder Kohlenstofffasern besitzen eine ausgezeichnete Benetzbarkeit sowie Dispergierbarkeit und neigen überraschenderweise im Harz-System nicht zur Bildung von „Agglomeraten" wodurch ihre Einarbeitung in die genannten Harz-Systeme denkbar einfach wird.The proportion of fibers, which may vary depending on the resin-hardener system used and on the desired viscosity and / or strength, is preferably between 0.05 and 2.0%, but at most 10.0%, based on the resin content. hardener system. Due to the high efficiency of these fibers as thixotropic agents, the processing of these fibers enriched resin systems is extremely simple and economical, since elaborate formulations to increase strength are not required. This does not exclude that other fillers can be used in addition. In addition to the fibers mentioned per se known fillers such as metals, metal oxides, silicates, carbonates, sulfates and carbon black biw. Graphite can be used. Acrylonitrile homo- or copolymer fibers or chemically modified acrylonitrile homo- or copolymer fibers or carbon fibers have excellent wettability and dispersibility and, surprisingly, are not prone to form "agglomerates" in the resin system, thereby facilitating their incorporation into said resin Systems becomes very easy.

Ein wesentlicher Vorteil gegenüber klassischen Thixotropiemitteln besteht darin, ungiftig zu sein und als Kurzfaserschnitt keinerlei schädigende Wirkung auf dem menschlichen Organismus auszuüben.An essential advantage over classic thixotropic agents is that they are non-toxic and, as a short-fiber cut, they do not exert any damaging effect on the human organism.

Ausführungsbeispiel 1Embodiment 1

Zu einer Harzmischung, bestehend ausTo a resin mixture consisting of

90,0 MT Polyester UP-AS 3334 (technische Bezeichnung des VEB Chemische Werke Buna für einen Ester auf Basis Fumarsäureanhydrid Phthalsäureanhydrid 1,3-Butylenglycol 5,0 MT Styren 1,0MT Dimethylanilin 4,0MT Benzoylperoxid werden 1,0 MT einer gemäß DD 257949 mit einer Kombination aus Schwefel und einer basischen Komponente modifizierten Polyacrylnitrilfaser der Feinheit von 0,52 tex und der Schnittlänge von 1mm90.0 MT Polyester UP-AS 3334 (technical name of the VEB Chemische Werke Buna for an ester based on fumaric anhydride phthalic anhydride 1,3-butylene glycol 5.0 MT styrene 1.0MT dimethylaniline 4.0 MT benzoyl peroxide are 1.0 MT of a DD 257949 with a combination of sulfur and a basic component modified polyacrylonitrile fiber of fineness of 0.52 tex and the cut length of 1mm

gegeben. Die Formmasse läßt sich als Gelcoatschicht auf Grund ihres thixotropen Verhaltens sehr gut verarbeiten. MT ~ Masseteilegiven. The molding composition can be processed very well as a gelcoat layer due to its thixotropic behavior. MT ~ mass parts

Ausführungsbaispiel 2Embodiment 2

Eine Spachtelmasse,bestehend ausA putty consisting of

60,0MT Epiiox A19-20 (technische Bezeichnung des VEB Leuna-Werke „W. Ulbricht" für eine Dianepoxidharz mit dem Epoxidäquivalentvon 190 bis 195)60.0MT Epiiox A19-20 (technical name of the VEB Leuna-Werke "W. Ulbricht" for a dianepoxide resin with the epoxide equivalent from 190 to 195)

7,2 MT Dipropylentriamin, technisch 30,0MT TaUum7.2M dipropylenetriamine, technically 30.0MT TaUum

2,8 MT thermooxidativ stabilisierte Polyacrylnitrilfaser der Feinheit von 0,12 tex und der Schnittlänge von 3 mm läßt sich ohne großen apparativen Aufwand mit einem Rührwerk herstellen. Der Spachtel ist sehr weich und läßt sich leicht auftragen und verteilen. Die Härtung erfolgt in der für Epoxidharze üblichen Art.2.8 MT thermooxidatively stabilized polyacrylonitrile fiber of fineness of 0.12 tex and the cutting length of 3 mm can be produced without great expenditure on equipment with a stirrer. The spatula is very soft and can be applied and spread easily. Curing takes place in the usual way for epoxy resins.

Claims

1. conventional acrylonitrile homo- and / or copolymer fibers (acrylic fibers),

1. Fiber-reinforced thixotropic molding compounds for adhesives. Casting, surfacing, laminating and coating resins based on polyester, acrylate, phenol, silicone, polyurethane, imide or epoxy resins, characterized in that the fibers reinforcing material and thioxotropic agent fibers having a fineness of 0.05 to 1.0tex and a cutting length of 0.1 to 10 mm are used, where as fibrous materials

2. Fiber-reinforced thixotropic molding compositions for adhesives, casting, surfacing, I.aminier and coating resins based on polyester, acrylate, phenol, silicone, polyurethane, imide or epoxy resins according to claim 1 and 2, characterized in that the fiber content is 0.05 to 10.0% based on the resin-hardener system.

2. modified acrylonitrile homo- and / or copolymerisate fibers such as thermo-oxidatively stabilized acrylic fibers, with sulfur or sulfur derivatives modified acrylic fibers and / or acrylate fibers and

3. fiber-reinforced thixotropic molding compositions for adhesives, castables, fillers, laminating and locking resins based on polyester, acrylate, phenol, silicone, polyurehtane, imide or epoxy resins according to claim 1 to 3, characterized in that that in addition to the use of acrylonitrile homo- or -copolymerisatfasern, chemically modified acrylonitrile homo- or -copolymerisat fibers and / or carbon fibers known per se fillers such as metals, metal oxides, silicates, carbonates, sulfates and carbon black or graphite are used.

3. Acrylic or pitch based carbon fibers
used alone or in admixture.

4. Fiber-reinforced thixotropic molding compositions for adhesives, castables, fillers, laminating and coating resins based on polyether, acrylate, phenolic, silicone, polyurethane, imide or epoxy resins according to claim 1 to 3, characterized in that the fiber types are used singly or in admixture for the substitution of asbestos.