DE102005059845A1 - Befestigungsmassen und -elemente mit nanoskaligen Füllstoffen - Google Patents
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Abstract
Vorgefertigte oder in situ aus Befestigungsmassen herstellbare Befestigungselemente, die nanoskalige Füllstoffe beinhalten, deren Herstellung und Verwendung in der Befestigungstechnik sowie die Verwendung von nanoskaligen Füllstoffen zum Herstellen solcher Befestigungselemente und zur Beeinflussung von deren Eigenschaften.
Description
- Die Erfindung betrifft vorgefertigte oder in situ aus Befestigungsmassen herstellbare (= erhältliche) Befestigungselemente, die nanoskalige Füllstoffe beinhalten, deren Herstellung und Verwendung in der Befestigungstechnik sowie die Verwendung von nanoskaligen Füllstoffen zum Herstellen solcher Befestigungselemente und zur Beeinflussung von deren Eigenschaften.
- Die für die Herstellung von spritzgegossenen Befestigungselementen, wie Dübeln, verwendeten Polymere können Eigenschaften haben, die ihre Anwendung erschweren. So weisen einige der Polymere eine beträchtliche Wasseraufnahme auf, wobei das Wasser wie ein Weichmacher wirken kann und es so zu einer Änderung der polymermechanischen Eigenschaften und somit der Tragfähigkeit der Befestigungselemente kommen kann. Auch die Temperaturbeständigkeit kann zu wünschen übrig lassen. Insgesamt wären eine Verbesserung der polymermechanischen Eigenschaften, neben den bereits genannten Eigenschaften insbesondere auch eine höhere Zugfestigkeit und ein verbessertes Kriechverhalten (geringere Relaxation) im Anwendungsfall, wünschenswert.
- Ähnliches gilt im Falle der für in situ aus Befestigungsmassen herstellbare Befestigungselemente verwendeten chemischen Befestigungsmassen, insbesondere bei Klebstoffen, wie Schmelzklebstoffen („Heißkleber"), Lösungsklebstoffen oder Reaktivklebstoffen, wie synthetischen Mörteln, die beispielsweise zum Kleben oder Vermörteln von Teilen (ein in situ hergestelltes Befestigungselement ist dann die entsprechende ausgehärtete Befestigungsmasse, der Begriff wird also in der vorliegenden Offenbarung in dieser Hinsicht abweichend vom üblichen Sprachgebrauch verwendet) oder insbesondere zum Befestigen von Ankerelementen wie Ankerstangen oder -bolzen in (z.B. Bohr-)Löchern verwendet werden (dann manchmal auch als „Chemische Dübel" bezeichnet) und nach dem Einbringen in solche Löcher erhärten (z.B. durch Polymerisation) zu entsprechenden Befestigungselementen. Diese enthalten oft Füllstoffe, um neben einer Preisreduktion auch funktionale Verbesserungen, wie Verringerung des Schwundes, Erhöhung der Druckfestigkeit und anderer mechanischer Eigenschaften und/oder eine Verbesserung der Stabilität gegenüber chemischen Einflüssen, wie sie beispielsweise durch Luftsauerstoff, korrosiv wirkende Bestandteile im Kontaktbereich, (z.B. in Wasser) gelöste Chemikalien oder dergleichen, zu erzielen. Allerdings können herkömmliche Füllstoffe oftmals ihre volle Leistungsfähigkeit nicht entfalten, wofür verschiedene Gründe denkbar sind, unter anderem fehlende Anbindung an die umgebende Polymermatrix, Agglomeration oder dergleichen. Auch können mit herkömmlichen Füllstoffen praktisch keine transparenten Systeme hergestellt werden.
- Es wurde nun gefunden, dass der Zusatz nanoskaliger Füllstoffe die Eigenschaften von vorgefertigten oder in situ aus Befestigungsmassen herstellbaren Befestigungselementen, also insbesondere von spritzgegossenen Befestigungselementen und von Befestigungsmassen, wesentlich zu verbessern geeignet ist.
- Im Gegensatz zu herkömmlichen Füllstoffen haben nanoskalige Füllstoffe den Vorteil, dass durch ihren Zusatz zur Grundmasse von vorgefertigten oder in situ aus Befestigungsmassen herstellbaren Befestigungselementen sehr interessante Eigenschaften auftreten – beispielsweise können ein oder mehrere der folgenden Eigenschaften oder Effekte erzielt werden: erhöhte Zugfestigkeit, Zähigkeit, Transparenz und/oder Elastizität, außergewöhnliche Eigenschaften chemischer, elektrischer, optischer, magnetischer und/oder elektromagnetischer Art, wie erhöhte elektrische Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit oder Paramagnetismus, „Schaltung" sprunghafter Eigenschaftsänderungen (z.B. bei Überschreiten oder Unterschreiten bestimmter Temperaturen), verbesserte polymermechanische Eigenschaften, wie ein verbessertes Kriechverhalten (geringere Relaxation), geringere Wasseraufnahme, verbesserte Thermostabilität und verminderter Materialaufwand (z.B. bei gleicher Festigkeit oder Zugfestigkeit). Auch neuartige Designs und Wirkprinzipien werden so ermöglicht. Im Bereich der Befestigungsmassen (aber auch bei Spritzgießverfahren für vorgefertigte Befestigungselemente) lassen sich vorteilhaft Systeme mit ein oder mehreren besonderen Eigenschaften verwirklichen wie transparente Systeme, was beispielsweise eine Härtung durch elektromagnetische Wellen ermöglicht, heißhärtende Systeme, die über die Erwärmung nanoskaliger Füllstoffteilchen (beispielsweise durch Resonanz, Schwingung, Wirbelstrom oder Induktion) ausgehärtet werden können, und extreme Zähelastizität, Druckfestigkeit und Temperaturstabilität. Daneben kann bei erfindungsgemäßer Verwendung nanoskaliger Füllstoffe als Zusatz in erfindungsgemäßen Befestigungsmitteln aufgrund verbesserter mechanischer Eigenschaften eine Materialersparnis möglich sein.
- Als Vergleich für solche vor- und nachstehend (auch in den Ansprüchen) genannten verbesserten Eigenschaften sind jeweils insbesondere entsprechende Befestigungselemente ohne Füllstoffe (insbeondere bei vorgefertigten Befestigungselementen) oder mit klassischen (nicht nanoskaligen) Füllstoffen heranzuziehen.
- Ohne durch diese Erklärungen gebunden sein zu wollen, die nur mögliche Erklärungen darstellen, kann dies aufgrund der quasi molekulardispersen Verteilung, der erreichbaren „Aspect-Ratios" (günstige spezifische Oberfläche), höherer Kristallinität der umgebenden Polymere, rein mechanischer Verstärkung der Polymere durch die nanoskaligen Füllstoffe oder ähnlicher Effekte und Eigenschaften erklärbar sein. Möglicherweise tragen auch eine mindestens teilweise Vermeidung der negativen Wirkungen der bei bisher üblichen Füllstoffen vorkommenden Agglomeration und deren damit einhergehender Verminderung der Oberfläche oder sonstiger nachteiliger Effekte, ein verminderter Einfluß einer fehlenden Anbindung üblicher Füllstoffe an die umhüllende Polymermatrix der Befestigungselemente oder der auspolymerisierten Mörtel, sowie eine mindestens teilweise Überwindung des Einflusses der oftmals kugelähnlichen Form üblicher Füllstoffe zu den positiven gefundenen Eigenschaften und Effekten bei.
- Die genannten und weitere durch nanoskalige Füllstoffe vorteilhaft beeinflussbare Eigenschaften, wie Dichte, Röntgenkristallinität, Wasserabsorption, thermischer Ausdehnungskoeffizient, Schwindung, Schmelztemperatur, Glastemperatur, Formbeständigkeitstemperatur, Dichte, Elastizitätsmodul, Biegemodul, obere Streckspannung, Biegefestigkeit, Reißfestigkeit, Zugfestigkeit, Reißdehnung, Kerbschlagzähigkeit, Härte, magnetischer Fluss, magnetischer Leitwert, Lichtdurchlässigkeit, relative Permittivität, dielektrischer Verlustfaktor oder dergleichen, können nach üblichen Methoden überprüft werden, beispielsweise nach genormten Methoden, z.B. nach DIN, ASTM oder dergleichen.
- Bei den vorgefertigten Befestigungselementen werden vorzugsweise als Basis übliche thermoplastische Kunststoffmassen, wie Polymethylmethacrylat, Polytetrafluorethylen, Polyoxymethylen, Polyester, Polystyrol, Polystyrolcopolymerisate, Polycarbonat, Polyimid, Polyetheretherketon, Polyamidimid oder insbesondere Polyamid, oder Gemische von zwei oder mehr davon, verwendet, die vorzugsweise durch Spritzgießen in entsprechenden Formwerkzeugen in die gewünschte (z.B. Dübel-) Form gebracht werden. Neben nanoskaligen Füllstoffen können dabei ein oder mehrere übliche Zusätze vorliegen, wie Pigmente, klassische Füllstoffe, Stabilisatoren, Weichmacher und dergleichen, beispielsweise, bezogen auf die Gesamtmasse aller Komponenten, in Gewichtsanteilen von jeweils bis zu 25 Gew.-% oder insgesamt bis zu 30 Gew.-%.
- Bei den in situ aus Befestigungsmassen herstellbaren Befestigungselementen werden Schmelzkleber (unter Aushärten ist hier dann das Verfestigen durch Abkühlen unter den Schmelz- bzw. Glaspunkt zu verstehen) oder Lösungsklebstoffe oder Reaktivklebstoffe eingebracht, wobei bei letzteren (außer im Falle von Einkomponentensystemen wie bei Cyanacrylaten) die Befestigungsmassen oft kurz vor dem Auf- oder Einbringen am gewünschten Ort durch Mischung von zwei oder mehr nach dem Mischen eine Polymerisation bewirkenden Komponenten gemischt werden und dann polymerisieren oder aushärten. Beispiele hierfür sind Zwei- oder Mehrkomponentenharze, wie Epoxidharze (z.B. eine Komponente di- und/oder multifunktionelles Epoxid, eine Komponente di- und/oder multifunktionelle Carbonsäure oder in der Kalthärtung di- und/oder polyfunktionelle Amine), Polyester (z.B. eine Komponente Di- und/oder Polycarbonsäureanhydrid, eine Komponente Di- und/oder Polyol), Polyurethane (z.B. eine Komponente Di- und/oder Polyisocyanat (ggf. auch als Präpolymer), eine Komponente Di- und/oder Polyol), Acrylpolyurethane (z.B. eine Komponente aus Hydroxyalkylmethacrylat und Isocyanat hergestelltes Urethanacrylat, eine Komponente radikalischer Härter, z.B. BPO), Polyharnstoffe (z.B. eine Komponente Di- und/oder Polyisocyanat (ggf. auch als Präpolymer), eine Komponente Di- und/oder Polyamin), Harze für Polymeren vom radikalisch polymerisierbaren Typ, wie Acrylat- und/oder Methacrylatharze (z.B. eine Komponente (Meth)acrylatharz, eine Komponente Härter), Polyamide, Polyesteramide (z.B. eine Komponente Di- oder Polysäuren, eine Komponente Di- oder Polyamin- und/oder -alkohol), oder dergleichen, oder zu Hybridmörteln führende Mischungen. Daneben können auch hier weitere Zusätze, wie Katalysatoren, Beschleuniger, Inhibitoren, Farbstoffe, Pigmente, klassische Füllstoffe, Verdünner, wie Reaktivverdünner, Stabilisatoren oder dergleichen, einer oder mehreren der Komponenten oder der gemischten Masse zugesetzt sein oder werden. Die Komponenten können direkt vor dem Ein- oder Aufbringen der Befestigungsmasse gemischt werden, beispielsweise unter Verwendung von Mehrkammersystemen, wie Kartuschen mit Statikmischern, oder beim Einbringen von Ankerelementen (beispielsweise von Ankerstangen), beispielsweise unter mechanischer Zerstörung von Mehrkammersystemen, wie Mehrkammerampullen oder Mehrkammerfolienbehältern oder dergleichen.
- Nanoteilchen oder auch Nanopartikel, vorliegend als nanoskalige Füllstoffe verwendet und benannt, bezeichnen einen Verbund von wenigen bis einigen tausend Atomen oder Molekülen. Der Name basiert auf der Größe der Teilchen, die typischerweise bei einigen Nanometern (10–9 m) liegt. Willkürlich wird gelegentlich als obere Grenze für Nano-Strukturen 100 nm angegeben. Die untere Größe ist gegeben durch die Grenze der thermodynamischen Stabilität und/oder die molekulare Größe.
- Als nanoskalige Füllstoffe können im Rahmen der vorliegenden Erfindung solche Nanoteilchen oder Nanopartikel als plättchenförmige, kugelförmige oder nadelig/faserartige Teilchen zugemischt werden bzw. bei den vorgefertigten oder in situ aus Befestigungsmassen herstellbaren Befestigungselementen sein. Bei plättchen- und/oder faserförmigen nanoskaligen Füllstoffen werden oft sehr hohe „Aspect-Ratios" (mitunter beispielsweise von 5 bis 500 oder deutlich darüber) vorhanden sein. Beispiele für erfindungsgemäß zu verwendende nanoskalige Füllstoffe sind (jeweils nanoskalige) (insbesondere exfolierte) Schichtsilikate (wie Glimmer, Talkum, Bentonit oder Montmorrilonit), Kettensilikate, Polymerpartikel, Kohlenstoffnanotubes, Fullerene, Metalle, z.B. Cu, Ti oder Ni, ferner Carbide, Halogenide, Boride, Nitride und/oder Oxide von Metallen, wie Titandioxid, oder Nichtmetallen oder keramische Materialien.
- Unter „Aspect Ratio" (Aspektverhältnis) ist vorliegend das Verhältnis der geometrischen Hauptachse zur kürzesten Nebenachse zu verstehen.
- Vorzugsweise werden nanoskalige Teilchen eingesetzt, die eine „Aspect Ratio" von 1,2 oder mehr, insbesondere von 1,5 bis 5000 (letzteres bei sehr langen ausgeprägt faserförmigen nanoskaligen Teilchen wie Carbon Nano Fibres), bei nanoskaligen Füllstoffen im engeren Sinne von beispielsweise von 2 bis 1000, in einer bevorzugten Ausführungsform von 1,5 bis 500, beispielsweise von 2 bis 100 aufweisen.
- Die Größe der Partikeln der nanoskaligen Füllstoffe in der Richtung der größten Ausdehnung (längste Achse) kann beispielsweise, in einer möglichen bevorzugten Ausführungsform, bei 0,5 bis 800, insbesondere bei 1 bis 500, in einem möglichen Beispiel insbesondere bei 1 bis 100 nm liegen, die in der Richtung der geringsten Ausdehnung (kürzeste Achse) kann beispielsweise bei 0,2 bis 800, z.B. 0,2 bis 500, in einem möglichen Beispiel insbesondere von 0,2 bis 100 nm liegen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden ferner unter nanoskaligen Füllstoffen auch solche verstanden, bei denen die Länge der beiden kürzesten aufeinander senkrecht stehenden Achsen den genannten Größen entspricht, während entlang der längsten Achse eine Länge von bis zu 200 000 nm möglich ist, wie z.B. Carbon Nano Fibres (CNF) = Kohlenstoffnanofasern. Vorzugsweise entspricht die Länge entlang der kürzesten und der längsten Achsen jedoch den zuvor als bevorzugt genannten Größen.
- Der Gewichts-Anteil des oder der nanoskaligen Füllstoffe bei vorgefertigten oder in situ aus Befestigungsmassen herstellbaren Befestigungselementen kann vorzugweise im Bereich von 0,001 bis 20 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-% liegen. Bereits mit solchen geringen Konzentrationen lassen sich (dann noch im Verhältnis kostengünstig) ein oder mehrere der oben genannten vorteilhaften Wirkungen und Eigenschaften finden.
- Nanoskalige Füllstoffe können nach den für die genannten nanoskaligen Füllstoffe üblichen Verfahren hergestellt werden. Ohne abschließend aufzuzählen, können zu den Verfahren beispielsweise Hochenergie-Kugelmahlen, Kryomahlen, Attrition, Severe Plastic Deformation (SPD), Equal Channel Angular Pressing (ECAP), Multi-axis-forging, Hoch-) Druck-Torsion, Walzen, oder „Bottom up" elektrolytische Abscheidung, Spark Plug Sintering (SPS), mechanisches Legieren oder heißisotaktisches Pressen gezählt werden. Daneben kommen Verfahren wie Cyclic Extrusion Compressing oder Accumulative Roll-Bending (ARP) in Betracht. Porenfreie nanostrukturierte Wirkstoffe können beispielsweise durch SPD, Kristallisation aus amorphem Polymer oder Elektrolytische Abscheidung erhalten werden. Wichtige Verfahren sind auch Chemical Vapor Deposition (CVD), Pulsed Laser Vaporisation (PLV), Carbon Arc Synthesis (CA) und Sol-Gel-Verfahren.
- Die Herstellung der nanoskalige Füllstoffe beinhaltenden Grund massen für vorgefertigte oder in situ aus Befestigungsmassen herstellbare Befestigungselemente erfolgt, indem man die nanoskaligen Füllstoffe den Grundmassen beimischt (abei ist es vorteilhaft, hohe Scherraten anzuwenden, um eine Zerteilung von Aggregaten bis in den Nano-Bereich sicherzustellen, beispielsweise durch Dissolver, Ultraturrax, Schmelzextrusion, Walzenstuhl, Kalander oder Kugelmühlen), beispielsweise einer Grundmasse aus einem Thermoplasten wie Polyamid für die Herstellung vorgefertigter Befestigungselemente, die anschließend durch Spritzgießen hergestellt werden, oder einer oder bei Vorliegen mehrerer Komponenten für Befestigungsmassen für in situ herstellbare Befestigungselemente einer oder mehrerer der Komponenten.
- Vorteilhaft sind die nanoskaligen Füllstoffe so ausgewählt, dass sie bei den Temperaturen beispielsweise des Spritzgießens zur Herstellung vorgefertigter Befestigungselemente nicht wesentlich verändert werden (z.B. nicht selbst schmelzen).
- Die Verwendung nanoskaliger Füllstoffe zum Herstellen von vorgefertigten oder in situ aus Befestigungsmassen herstellbaren Befestigungselementen erfolgt vorzugsweise, indem man den oder die nanoskaligen Füllstoffe den Grundmassen beimischt, beispielsweise zu einer Grundmasse aus einem Thermoplasten wie Polyamid für die Herstellung vorgefertigter Befestigungselemente, die anschließend durch Spritzgießen hergestellt werden, oder einer oder bei Vorliegen mehrerer Komponenten für Befestigungsmassen für in situ herstellbare Befestigungselemente zu einer oder mehrerer der Komponenten.
- Die Verwendung von vorgefertigten Befestigungselementen, die nanoskalige Füllstoffe beinhalten, erfolgt, indem man diese Befestigungselemente an der gewünschten Stelle zur Befestigung verwendet, bei Dübeln beispielsweise durch Einsetzen in Löcher und Eindrehen von Schrauben.
- Die Verwendung von in situ aus Befestigungsmassen herstellbaren Befestigungselementen erfolgt, indem man bei Mehrkomponentensystemen die Komponenten kurz vor dem Ein- oder Aufbringen am gewünschten Ort mischt und anschließend mit dem oder den zu befestigenden Gegenständen in Berührung bringt oder bei einkomponentigen Klebern wie Heißklebern oder durch Luftfeuchtigkeit härtbaren Materialien, wie Cyanacrylate, am gewünschten Ort freisetzt und mit den zu befestigenden Gegenständen in Berührung bringt.
- Die Erfindung betrifft insbesondere die in den Ansprüchen (vorzugsweise den in abhängigen Ansprüchen) genannten Ausführungsformen der Erfindung, die hier durch Bezugnahme aufgenommen werden. Bevorzugte Ausführungsformen, aus der Beschreibung oder den Ansprüchen, können auch erhalten werden, indem ein oder mehrere generelle Ausdrücke oder Definitionen durch spezifischere Ausdrücke oder Definitionen ersetzt werden, die in der vorliegenden Offenbarung angegeben sind.
- Die nachfolgenden Beispiele dienen der Illustration der Erfindung, ohne ihren Umfang einzuschränken.
- Beispiel 1: Dübel mit nanoskaligem Füllstoff im Material
- Granulat aus Polyamid 6 wird mit Carbon Nano Fibers CNF (bis zu 15 Gew.-%) versetzt, auf einem Doppelschmelzextruder verarbeitet und erneut granuliert. Das Granulat wird zum Herstellen von Dübeln durch Spritzguss verwendet. Die erhaltenen Dübel zeigen gegenüber solchen ohne Füllstoff vorteilhafte Eigenschaften, insbesondere höhere Festigkeiten, was dünnere Bauteildicken ermöglicht, weniger Schlupf und geringeres Fließen und größere Dauerhaftigkeit.
- Beispiel 2: Zweikomponenten-Epoxidkleber mit nanoskaligen Schichtsilikaten
- Die beiden, in getrennten Kammern einer Zwei-Kammer-Kartusche aufbewahrten Komponenten eines Zwei-Komponenten-Epoxidharzes, nämlich als erste Komponente eine solche, die eine epoxidhaltigen Harzmörtelmasse, die nach deren Beimischung 0,6 Gew.-% nanoskaliger exfolierter Schichtsilikate neben üblichem Füllstoff und üblichen Zusätzen beinhaltet, und als zweite Komponente eine solche, die als Härter Di- und Polyamine beinhaltet, werden mittels eines Statikmischers gemischt und in ein Bohrloch in einer Mauer eingebracht. Eine Ankerstange wird eingeschlagen, und die Masse härtet aus.
- Gegenüber einer Masse, die im Mörtel nur konventionellen Füllstoff enthält, zeigt sich eine verbesserte Zähigkeit der Masse bei der Verarbeitung. Nach dem Aushärten zeigen sich vorteilhafte Eigenschaften wie erhöhte Zugfestigkeit und erhöhte Beständigkeit.
- Beispiel 3: Beispiel 2: Zweikomponenten-Epoxidkleber mit nanoskaligen Carbon Nano Tubes
- Ein Zweikomponenten-Epoxidkleber analog Beispiel 2 mit 0,2 % aminomodifizierten Multi Wall Carbon Nanon Tubes (MWCNT), die über einen Walzenstuhl in das Epoxid-Grundharz eingearbeitet wird. Vorzugsweise nach der Einarbeitung werden weitere Inhaltsstoffe (Reaktivverdünner, Additive, Füllstoffe und dergleichen) zugefügt. Es ergeben sich Vorteile wie unter Beispiel 2 genannt.
Claims (23)
- Vorgefertigtes oder in situ aus Befestigungsmassen erhältliches Befestigungselement, das ein oder mehrere nanoskalige Füllstoffe beinhaltet.
- Befestigungselement nach Anspruch 1, bei dem es sich um ein vorgefertigtes Befestigungselement aus einem thermoplastischen Kunststoff handelt.
- Befestigungselement nach Anspruch 2, bei dem es sich um einen Dübel handelt.
- Befestigungselement nach Anspruch 1, bei dem es sich um ein in situ aus einer Befestigungsmasse erhältliches Befestigungselement in Form einer ausgehärteten Befestigungsmasse handelt.
- Befestigungselement nach Anspruch 1, bei dem es sich um eine in ein Loch eingebrachte gehärtete Befestigungsmasse in Form eines chemischen Dübels, in die ein Ankerelement eingebracht worden ist, handelt.
- Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 5, bei dem es sich um eine durch Aushärten eines Schmelzklebers, eines Lösungsklebstoffes oder eines Reaktivklebstoffes erhältliche gehärtete Befestigungsmasse handelt.
- Befestigungselement nach Anspruch 6, wobei es sich um eine durch Aushärtung eines Reaktivklebstoffes erhaltene Befestigungsmasse handelt, die durch Mischen eines Mehrkomponentensystems kurz vor dem Aufbringen hergestellt wird.
- Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welches den oder die nanoskaligen Füllstoffe in einem Gewichtsanteil von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise von 0,01 bis 10 Gew.-%, beinhaltet.
- Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin der oder die nanoskaligen Füllstoffe eine Partikelgröße von 0,5 bis 800, vorzugsweise von 1 bis 500, insbesondere von 1 bis 100 nm in Richtung der größten Ausdehnung haben.
- Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin der oder die nanoskaligen Füllstoffe entlang der Längsachse eine Länge von bis zu 200 000 nm, entlang zweier übriger aufeinander senkrecht stehender Achsen eine Ausdehnung von jeweils 0,5 bis 800, vorzugsweise von 1 bis 500, insbesondere von 1 bis 100 nm haben.
- Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, worin der oder die nanoskaligen Füllstoffe aus der Gruppe bestehend aus jeweils nanoskaligen (insbesondere exfolierten) Schichtsilikaten, wie Glimmer, Talkum, Bentonit, Montmorrilonit, Kettensilikaten, Polymerpartikeln, Kohlenstoffnanotubes, Kohlenstoffnanofasern, Fullerenen, Metallen, z.B. Cu, Ti oder Ni, ferner Carbiden, Halogeniden, Boriden, Nitriden und/oder Oxiden von Metallen, wie Titandioxid, Nichtmetallen und keramischen Materialien ausgewählt sind.
- Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder 11, worin der oder die nanoskaligen Füllstoffe eine Aspect Ratio von 1,2 oder mehr, insbesondere von 1,5 bis 500, beispielsweise von 2 bis 100 aufweisen.
- Befestigungselement nach Anspruch 10, worin der oder die nanoskaligen Füllstoffe eine Aspect Ratio von 1,2 oder mehr, insbesondere von 1,5 bis 5000, beispielsweise von 2 bis 1000, haben.
- Verwendung von nanoteiligen Füllstoffen zum Herstellen oder zur Beeinflussung der Eigenschaften von vorgefertigten oder in situ aus Befestigungsmassen erhältlichen Befestigungselementen, wobei nanoteilige Füllstoffe den Grundmassen der vorgefertigten Befestigungselemente oder den Befestigungsmassen für aus solchen erhältliche Befestigungselemente zugesetzt werden.
- Verwendung nach Anspruch 14, wobei die nanoskaligen Füllstoffe, bezogen auf die Gesamtmasse des Befestigungsmittels, in einem Gewichtsanteil von 0,001 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise von 0,01 bis 10 Gew.-%, zugesetzt werden.
- Verwendung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei der oder die nanoskaligen Füllstoffe eine Partikelgröße von 0,5 bis 800, vorzugsweise von 1 bis 500, insbesondere von 1 bis 100 nm in Richtung der größten Ausdehnung haben.
- Verwendung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei der oder die nanoskaligen Füllstoffe entlang der Längsachse eine Länge von bis zu 200 000 nm, entlang zweier übriger aufeinander senkrecht stehender Achsen eine Ausdehnung von jeweils 0,5 bis 800, vorzugsweise von 1 bis 500, insbesondere von 1 bis 100 nm haben.
- Verwendung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei der oder die nanoskaligen Füllstoffe aus der Gruppe bestehend aus jeweils nanoskaligen (insbesondere exfolierten) Schichtsilikaten, Kettensilikaten, Polymerpartikeln, Kohlenstoffnanotubes, Kohlenstoffnanofasern, Fullerenen, Metallen, z.B. Cu, Ti oder Ni, ferner Carbiden, Halogeniden, Boriden, Nitriden und/oder Oxiden von Metallen, wie Titandioxid, Nichtmetallen und keramischen Materialien ausgewählt sind.
- Verwendung nach einem der Ansprüche 14 bis 16 oder 18, wobei der oder die nanoskaligen Füllstoffe eine Aspect Ratio von 1,2 oder mehr, insbesondere von 1,5 bis 500, beispielsweise von 2 bis 100 aufweisen.
- Verwendung nach Anspruch 17, wobei der oder nanoskaligen Füllstoffe eine Aspect Ratio von 1,2 oder mehr, insbesondere von 1,5 bis 5000, beispielsweise von 2 bis 1000, haben.
- Verwendung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, wobei die Beeinflussung der Eigenschaften durch den Zusatz eines oder mehrerer nanoskaliger Füllstoffe ein oder mehrere, vorzugsweise mindestens eine Eigenschaft betreffen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: erhöhter Zugfestigkeit, erhöhter Zähigkeit, erhöhter Transparenz, erhöhter Elastizität, außergewöhnlichen Eigenschaften chemischer, elektrischer, optischer, magnetischer und/oder elektromagnetischer Art, Schaltung sprunghafter Eigenschaftsänderungen, verbesserten polymermechanische Eigenschaften, geringerer Wasseraufnahme, verbesserter Thermostabilität, vermindertem Materialaufwand, verbesserter Heißhärtbarkeit, erhöhter Zähelastizität, erhöhter Druckfestigkeit, höherer oder geringerer Dichte, erhöhter Kristallinität, besser angepasstem thermischen Ausdehnungskoeffizienten, geringerer Schwindung, geänderter Schmelztemperatur, geänderter Glastemperatur, höherem Elastizitätsmodul, erhöhtem Biegemodul, erhöhter Biegefestigkeit, erhöhter Reißfestigkeit, erhöhter Kerbschlagzähigkeit, größerer Härte, verbessertem magnetischem Fluss, und vergrößertem oder verringertem magnetischer Leitwert.
- Verwendung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, wobei ein vorgefertigtes Befestigungselement, vorzugsweise ein Dübel, aus einem thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise durch Spritzgießen, hergestellt wird, dem ein oder mehrere nanoskalige Füllstoffe zugesetzt werden.
- Verwendung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, wobei es sich bei dem Befestigungselement um ein in situ aus einer Befestigungsmasse herstellbares Befestigungselement handelt und der oder die nanoskaligen Füllstoffe der Befestigungsmasse, bei mehrkomponentigen Befestigungsmassen, deren Komponenten erst kurz vor der Verwendung zur endgültigen Befestigungsmassen zusammengeführt werden, einer oder mehreren der Komponenten zugesetzt werden.
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