DD290102A7 - Kunstharzsystem - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kunstharzsystem auf der Basis von Phenolharzen fuer verschiedenartige Anwendungen, insbesondere in der Militaertechnik, fuer groszflaechige und flexible Beschichtungen oder Verklebungen, die extremen thermischen und mechanischen Wechselbelastungen ausgesetzt sind und mit geeigneten Loesungsmitteln wieder entfernbar sind. Das Kunstharzsystem besteht aus einem mit Polyvinylformal oder -butyral modifizierten Phenol-Formaldehydharz, an sich bekannten Pigmenten, Metallen, Metall-Legierungen, Metalloxiden, magnetischen, elektrisch leitenden, halbleitenden, nichtleitenden Materialien sowie deren Mischungen und einer hochdispersen Kieselsaeure sowie weiteren an sich bekannten Hilfs- und Zusatzstoffen. Es findet bevorzugt Anwendung fuer elektrisch leitende, waermeleitende oder strahlenabsorbierende Beschichtungen und Verklebungen starrer Koerper und Flaechen sowie flexibler Flaechengebilde, insbesondere in der Militaertechnik.{Kunstharz, leitfaehig; Formaldehydharz; Flaechengebilde, waermeleitend}

Description

Die Erfindung betrifft ein Kunstharzsystem auf dor Basic von Phonolharzon zur großflächigen dünnen Beschichtung und Verklebung von Folien und Teilon aus Metallen, Kunststoffen, Glas, textlien Flächongebilden, Gummi, Holz, Putz, dio untor extremen Bedingungen (Thormoschock und Schwingbelas\ungen) eingesetzt wordon. Dio Beschichtung bzw. Verklebung ist mit einem geeigneten Lösungsmittel wieder ontfornbar.

Durch dio Wahl dor Pigmente ist dio Erfindung sowohl als loitfähigo Beschichtung, wärmoloitendo Beschichtung als auch strai lennbsorbiorondo Beschichtung zur Abschirmung und Tarnung oinsetzbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Kunstharze lassen sich mit anorganischen und organischen Stoffen pigmentieren. Es ist seit langem bekannt Kunstharzen, dio als Anstrich-oder Klebstoffe verwendet wrrden sollen, Pigmente beizumischen, um bestimmte Eigenschaften der Pigmente mit den guten Hpftoigenschafton dor Kunstharze zu koppeln. Für die Herstellung von Anstrich- und Klobstoffen, die elektrisch leitenden, wärmeleitenden, strahlungsabsorbieronden oder ähnlichen Anforderungen genügen sollen, sind dio Reaktionsharze, besonders Epoxidharze und Polyurothanharze, die bekanntesten Systeme.

Ihre sehr gute Haftfähigkeit auf den unterschiedlichsten Materialien weist diesen Systemen einen hervorragenden Platz zu. In der Patentschrift US3746662 werden leitfähige Systeme zur Bildung von wärme- und stromleitondon Überzügen beschrieben, die auf der Basis von Epoxidharzen hergestellt werden. Es wird ausgesagt, daß die beigemengten Metallpigmente die Widerstandsfähigkeit gegenüber Thermoschocke sowie die Zug-, Druck- und Stoßfestigkeit erhöhen.

In der Offenlogungsschrift DE 2614843 werden elektrisch leitfähige Harzmassen und Verfahren zu ihrer Herstellung beschrieben. Als Bindemittel werden verschiedene Phenolharze oder ein Gemisch aus Phenolharz und Epoxyharz verwendet, in das mit Oxid beschichtete Kupfer, mit Oxid beschichtete Kupferlegierungen und ihre Gemische eingelagert sind.

Erfindungswesentlich ist, daß das verwendete Harzsystem Formaldehyd freisetzt, der die Leitfähigkeit entweder durch Reduktion oder Komplexiorung des Kupferoxidüberzugs auf den Füllstoffteilchen beeinflußt. Der Zusatz des Epoxyharzes soll bewirkon, daß dio leitfähige Harzmasse als Überzugsmaterial oder Klebematorial geeignet wird.

Problematisch ist jedoch die komplizierte Handhabung der Reaktionsharze. Zur Herstellung dos Kunstharzes müssen meist zwei Komponenten in einem je nach Anwendung unterschiedlichem Verhältnis gemischt werden. Je nach Zusammensetzung ist es entweder uls Anstrichstoff odor als Klebstoff einsetzbar, wobei die Systeme je nach Anwendungszweck modifiziert bzw. in der Zusammensetzung geändert werden müssen, um bestimmte physikalische Parameter erreichen zu können. Die angesetzte Mischung ist danach nur für einen kurzen Zeitraum verwendungsfähig, da nach der Mischung eine irreversible Aushärtung beginnt. Die Anwendung der beschriebenen Kunstharzsysteme ist deshalb auf kleine Verarbeitungsmengen beschränkt. Als sehr nachteilig erscheint dabei die Verringerung der Haftfähigkeit bei Verwendung der Epoxidharzj als Anstrichstoffe, die durch die Pigmentierung zusätzlich ungünstig beeinflußt wird. Die entstehende Beschichtung erweist sich nicht als geeignet, hchen thermischen und mechanischen Wechselbelastungen Stand zu halten. Veisuche haben gezeigt, daß die Schichten von dem Untergrund ablösen oder abplatzen. Nachteilig wirken außerdem dio hohe Giftigkeit, die relativ hohen Koston und die geringe Lagerfähigkeit der Komponenten der Reaktionsharze,

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, eine für verschiedenartige Anwendungen geeignete großflächige und flexible Beschichtungon und Verklebungen, die extremen thermischen und mechanischen Wechselbelastungen ausgesetzt sind und die mit geeigneten Lösungsmitteln wieder entfernbar sind, zu ermöglichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kunstharzsystem zu schaffen, das die Zielstellung der Erfindung erfüllt. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Kunstharzsystem auf Phenclharzbasis aus einem mit Poiyvinylformal oder -butyral modifizierten Phenol-Formaldehydharz und 3n sich bekannten Pigmenten, Metall, Metall-Legierungen, Metalloxiden, magnetischen, elektrisch leitenden, halbleitenden, nichtleitenden Materialien sowie deren Mischungen und einer hochdispersen Kieselsäure sowie weiteren an sich bekannten Hilfs- und Zusatzstoffen besteht. Das mit Polyvinylformal oder -butyral modifizierten Phenol-Formaldehydharz wird in Form des vom VEB Sprala-Werke, Spremberg, unter der Bezeichnung Plastatherm 2355 hergestellten Produktes eingesetzt.

Üborraschondorwoiso wurdo fostgostallt, daß ähnliche Erzeugnisse dio gofordorten Eigenschaften nicht aufwoison. Das mit Polyvinylformol oder Polyvinylbutyral modifizierte Phonol-Formoldohydharz besitzt ein sohr hohos Hnftvormögon, oino sehr gute Beständigkeit im Temperaturbereich von 210K bis 370K und zolchnot sich durch eino hoho Dauorolastizitiit aus. Das Harz ist schwach alkalisch. Solno Viskosität liegt in dor handolsüblichon Form boi 100 bis 20OcP. Durch Zusatz von Lösungsmitteln wie Mothylchiorid, Äthanol odor Butanol ist dio Viskosität dos Harzos einstellbar.

Zur Horstollung dos onwondungsbozogonen Anstrich- oder Klobstoffos worden dio funktionsbostimmondon Zusätzo in (lon orforclorlichon Korngrößon und Masso-Toilon dom auf dio gowünschto Viskosität oingostollton mit Polyvinylformal odor -butyral modifiziorton Phenol-Formaldehydharz zugosotzt und dio Bostandtoilo wordon mit oinom Rülugerät gemischt. Dio funktionsbostimmondon Zusätzo können für leitfähigo Beschichtungon odor Verklobungen aus Silber, Kupfer, Graphit usw. für wärmeloitondo Boschichtungen odor Vorklobungon aus Kupfor, Eison oder Aluminium und für strahlonabsorbierondo Boschichtungon und Vorklobungon aus Wolfram, Bor, Borkarbid, Bornitrit, Wismut odor Bariumsulfat bostohen, woboi dio drei zulotzt gonannton Zusätzo oino noutrononabsorbiorondo Wirkung bositzon

Zur Verhinderung der Sedimontationsvorzögoror diont hochdisporso Kieselsäure. Zusnizstoffo sind im besonderen verschiedene Farbpigmento.

Nach dom Aufstroichen dos Kunstharzsystemos vordampft das enthaltene Lösungsmittel an dor Luft und os bildet sich oine flexible Beschichtung.

Dio Verdampfung des Lösungsmittels kann durch Erwärmung beschleunigt wordon. Die ontstohondo Beschichtung ist äußerst widerstandsfähig gegenüber thermischen Wechsolbolastungcn und mechanischen Schwingungen. Materialien unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten lasern sich durch den Klebstoff dauerhaft verbinden oder mit einer bestandigen geschlossenen Beschichtung versehen. Das getrocknoto Kunstharzsystem kann mechanisch weiter bearbeitet werden (Schleifen, Bohren). Bei Reparaturen kann mit einem Lösungsmittel die Harzschicht entfernt werden und anschließend fugonfroi wieder zu der alton Schicht oin neuer Anstrich erfolgen. Die angesetzte Mischung bleibt untor Verschluß boi kühler Lagerung über einen längeren Zeitraum verwendungsfähig. Daraus ergibt sich der Vorteil einer günstigen Lagerhaltung. Die Pigmente können gegebenenfalls aus unverarbeiteten Resten technologisch einfach zurückgewonnen werden. Zusatzstoffe insbesondere Farbpigmonte, dienen der visuellen Tarnung. Dadurch können von einem Kunstharzsystom mehrere Funktionen übernommen werden.

Die Anwendungsgebiete werden durch die universelle Mischbarkeit des mit Polyvinylformal modifizierten Phenol-Formaldehydharz mit den verschiedenartigsten Zusätzen, insbesondere in der Militärtechnik sohr umfassend. Das Kunstharzsystem kann zur Beschichtung von Gebäuden, Fahrzeugen, Folien usw. dienen und in seiner speziellen Zusammensetzung der Abschirmung von Strahlungen, Wärme, magnetischen und elektrischen Feldern dienen und dadurch eino Tarnung und ein Schutz für spezielle Anlagen darstellen.

Durch die sehr gute Haftfestigkeit auf den verschiedenartigsten Unterlagen ergeben sich umfangreiche Anwendungsmöglichkoiten in der Sicherungstechnik z. B. durch leitfähige Anstriche an Wänden, Türen, Fußböden usw., die insbesondere durch Zusatz von Farbpigmenten keinen Rückschluß auf ihre Funktion zulassen. Ein weiteres Anwendungsgebiet ergibt sich, wenn auf Formteilen aus Kunststoffen oder auf mit Kunstharzmassen vergossenen Bauteilen elektrostatische Aufladungen vermieden werden sollen. Über einen leitfähigen Anstrich, der nach Belieben wieder entfernbar ist, können störende Einflüsse, die in der geringen Leitfähigkeit der Kunststoffe ihre Ursache haben, beseitigt werden.

Ausführungsbeispiel

Dio Erfindung soll nachstehend durch ein Ausführungsbeispiel näher erläutert werden:

Herstellung eines elektrisch leitenden Kunstharzsystems:

Tabelle 1 zeigt die Abhängigkeit der spezifischen Widerstände von den Silberanteilen im Kuristharzsystem. Ein mit Polyvinylformal modifizierten Phenol-Formaldehydharz wird mit einem Verdünner (Methylchlorid:Äthanol im Verhältnis 1:2) so eingestellt, daß die Auslaufzeit des Harzes aus einer 4 mm Düse 32 ± 5s beträgt (nach TGL14 301 Bl. 1). 100 Masse-Teile dieses eingestellten Phenolharzes werden mit 60 bis 120 Masse-Teile chemisch oofalltom Silber, Silbergehalt gleich oder größer 99,5% und Korngrößen gleich oder kleiner 50pm, im Rührwerk gemischt. Zur Oedimentationsverzögeruiig wordon 2 bis 10 Masse-Teile hochdisperse Kieselsäure mit dom Harz verrührt.

Dieses Kunstharzsystem ist mit dem Pinsel auftragbar. Mit einem einmaligen Anstrich wurden Schutzschichten von 0,15 bis 0,25mm erreicht. Größere Schichtdicken können durch mehrmaliges Überstreichen realisiert werden. In dieser Zusammensetzung ist das Kunstharzsystem auch als elektrisch leitender Klebstoff einsetzbar.

Sehr gute Verbindungen sowohl als Anstrich- als auch als Klebstoff wurden auf allen thermoplastischen und duroplastisi hen Werkstoffen (außer Polyolefinen, Silikonen und Fluorcarbonen), Glas, Keramik, Beton, Holz und Textilien feiner Gewebestrukturen und geschlossener Oberflächen erzeugt.

Die Trocknung erfolgt innerhalb von 4 Stunden bei 100°C (je 1O⁰C Temperaturerniedrigung steigt die Trocknungszeit um etwa 1 Stunde).

Für die Zugscherfestigkeit ergaben sich für einen Ansatz aus

100 Masse-Teile Phenol-Formaldehydharz 120 Masse-Teile Silber 10 Masse-Teile hochdisperse Kieselsäure

auf Stahl 2,7MPa und auf Aluminium 1,7MPa.

Nach einem 3fachen Zyklus, in dem die Proben je 30 Minuten auf +8O⁰C und -54⁰C gebracht wurden, ergaben sich Werte für die Zugscherfestigkeit bei den gleichen Proben von 3,1 MPa auf Stahl bzw. 1,7 MPa auf Aluminium.

Proben des Kunstharzsystems, die mehr als 6 Wochen im Wasser lagen, zeigten keine Veränderung der elektrischen Leitfähigkeit.

Zur Einfärbung des elektrisch leitenden Kunstharzsystems können Sudanpigmente in kleinsten Mengen dienen.

Das in diesem Ausführungsbeispiol beschriebene Kunstharzsystem wird zur Abschirmung elektromagnetischer Fremdeinflüsse auf elektrischen Prüf-, Meß- oder ähnlichen Einrichtungen eingesetzt.

Dieses elektrisch leitende Material dient außerdem als Anstrichstoff auf Kunststoffen zur Verhinderung elektrostatischer Aufladungon und als Sicherungsstroifon für Alarmanlagon.

Tabelle 1

Abhängigkeit der spezifischen Widorstände von den Silberanteilen im Kunstharzsystem

Phenol-Formaldehydharz	80	100	100 Masse-Teile
hochdisperse Kieselsäure		2 Masse-Teile
Ag-Pigmente 60		(in Masse-Teile) 120 140

Widerstand

Ohm cm 25-10"² 10-10"' 1 10"^? >1-10~' > 1 - 10"

Claims (1)

1. Kunstharzsystom auf Phenolharzbasis für verschiedenartige Anwendungsgebiete, insbesondere in der Militärtechnik, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstharzsystem aus einem mit Polyvinylformal odor -butyral modifizierten Phenol-Formaldehydharz und an sich bekannten Pigmenten, Metallen, Metall-Legierungen, Metalloxide, magnetische, elektrisch leitende, halbleitende, nichtleitende Materialien sowie deren Mischungen und einer hochdispersen Kieselsäure sowie weiteren an sich bekannton Hilfs- und Zusatzstoffen besteht.

   Anwendungsgebiet der Erfindung