DE1419027C3

DE1419027C3 -

Info

Publication number: DE1419027C3
Application number: DE1419027A
Authority: DE
Inventors: Robert Dr.-Ing. 5100 Aachen Holtmann
Original assignee: GEVETEX TEXTILGLAS-GMBH 5100 AACHEN
Current assignee: GEVETEX TEXTILGLAS-GMBH 5100 AACHEN
Priority date: 1951-01-28
Filing date: 1951-01-28
Publication date: 1974-04-25
Also published as: DE1419027B2; CH398064A; NL139078B; NL258932A; GB903616A; DE1419027A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Bindemittel für Glasfasermatten, bestehend aus zwei Bestandteilen, nämlich aus einem harzartigen organischen Bestandteil und einem anorganischen Bestandteil aus Oxiden des Siliziums.

Solche gebundenen Glasfasermatten dienen vielfach als Verstärkungsmittel für transparente Formkörper (z. B. Platten) aus Gießharz, insbesondere Polyesterharz, gegebenenfalls mit Styrolzusatz.

Bekannt sind gebundene Glasfasermatten mit einem in Styrol löslichen Bindemittel z. B. auf Polyesterbasis. Durch die Lösung ist in der fertigen Platte keine Störung der Transparenz durch das Bindemittel gegeben. Nachteilig ist aber, daß die Matte wegen der Auflösung des Bindemittels im Gießharz zumindest bei Anwendung von Preßdruck ausschwimmt und nicht ihre Form behält. Die Folge davon ist, daß die Platte an den Stellen, wo infolge des Ausschwimmens keine Glasfaserverstärkung vorhanden ist, eine geringere mechanische Festigkeit aufweist. Bekannt sind ferner gebundene Glasfasermatten mit einem in Styrol schwer oder praktisch unlöslichen Bindemittel. Dieses Bindemittel ist ebenfalls auf Polyesterbasis aufgebaut, jedoch mit stärkerer Vernetzung, um auf diese Weise eine geringere Löslichkeit zu erzielen. Die mit diesem Bindemittel hergestellten Matten behalten selbst bei Anwendung von Preßdruck ihre Form und schwimmen im Gießharz nicht aus. Eine mit dieser Matte hergestellte Platte hat aber den Nachteil, daß sie wegen der schlechteren Transparenz des ungelösten Bindemittels nur eine geringe Lichtdurchlässigkeit aufweist.

Durch die deutsche Auslegeschrift 1 029 725 ist ein

Bindemittel für Glasfasern bekanntgeworden, das im wesentlichen aus Kieselsäure besteht, der organische Bestandteile, wie Harzbindemittel oder Stärke, oder anorganische Bestandteile, wie Gips oder Zement, zugesetzt sind. Die mit diesem bekannten Bindemittel hergestellten Glasfasererzeugnisse dienen aber einem völlig anderen Zweck, nämlich der Wärmeisolierung bei hohen Temperaturen. Für eine Verarbeitung mit einem Gießharz sind sie nicht vorgesehen, und es ist

ίο daher bei diesem bekannten Bindemittel eine Transparenz des fertigen Erzeugnisses weder gefordert noch erreicht.

Durch die deutsche Auslegeschrift 1008 911 und die deutsche Patentschrift 969 750 sind Imprägniermischungen bekanntgeworden, die ohnehin mit einem Bindemittel im hier vorliegenden Sinne nicht zu vergleichen sind und die als Bindemittel auch nicht geeignet sind, insbesondere auch im Hinblick auf die angestrebte Transparenz des fertigen Erzeugnisses.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Bindemittel für Glasfasermatten so zusammenzusetzen, daß beim fertigen Formkörper weder eine Beeinträchtigung der angestrebten Transparenz noch eine Beeinträchtigung der Formbeständigkeit des Glasfasergerüstes beim Gieß- und Preßvorgang bzw. ein Ausschwimmen gegeben sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Bindemittel dadurch gekennzeichnet, daß der organische Bestandteil aus in Kunstharz leicht lösliehen Polymerisationsharzen vom Typ eines ungesättigten Polyesters oder eines Acrylsäure- bzw. Methacrylsäurederivats und der anorganische Bestandteil aus kolloidaler Kieselsäure in fester Form oder in wäßriger Dispersion besteht und daß die Gewichtsmenge des anorganischen Bestandteils 1 bis 40% der Gewichtsmenge des organischen Bestandteils ausmacht.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß bereits ein so geringer Anteil an anorganischen Bindemittelbestandteilen zu einem in Gießharzen ausschwimmfesten Glasfasergerüst führt. Dabei gibt diese geringe Menge an anorganischen, im Gießharz nicht löslichen Bindemittelbestandteilen keinerlei Beeinträchtigung der angestrebten Transparenz des fertigen Er-Zeugnisses. Dabei dient der organische Bestandteil aus in Kunstharz leicht löslichen Polymerisationsharzen, der im Bindemittel im Überschuß vorhanden ist, dazu, der Matte vor ihrer Verarbeitung mit dem Gießharz die für ihre Handhabung notwendige Festigkeit zu geben. Dieser organische Bestandteil löst sich dann im Gießharz auf und ergibt somit ebenfalls keinerlei Beeinträchtigung der angestrebten Transparenz beim fertigen Erzeugnis. Auf diese Weise wird mit dem erfindungsgemäßen Bindemittel die der Erfindung zu grundeliegende Aufgabe vollständig gelöst. Vor und bei der Verarbeitung der Matte mit dem Gießharz ist eine ausgezeichnete Formbeständigkeit der Matte gegeben, und nach der Verarbeitung mit dem Gießharz zeigen die fertigen Erzeugnisse eine ausgezeichnete

Transparenz.

Eine zweckmäßige Art des erfindungsgemäßen Bindemittels ist dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisationsharze gering vernetzt und zweckmäßig mit Styrol oder einem Methacrylsäureester mischpoly merisiert sind.

Diese organischen Bindemittelbestandteile ergeben eine sehr gute Löslichkeit in den üblichen Gießharzen und sind daher besonders geeignet, eine einwandfreie

Transparenz des fertigen Formkörpers zu gewährleisten.

Die Kieselsäure ist praktisch unlöslich in den üblichen Gießharzen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß der Kieselsäurezusatz die Transparenz des Formkörpers praktisch nicht beeinträchtigt, selbst wenn die Festsubstanz an Kieselsäure einen Prozentsatz ausmacht, der in der Nähe des oben angegebenen Wertes von 40% der Gewichtsmenge des Feststoffes des organischen Bestandteils liegt. Durch die Menge des Zusatzes an kolloidaler Kieslesäure läßt sich die Festigkeit des Glasfasergerüstes gegen Ausschwimmen im Gießharz regeln. Ein höherer Zusatz ergibt festere Glasfasergerüste. Ist der Preßdruck bei der Herstellung des Formkörpers nur gering, so genügt ein niedrigerer Zusatz an Kieselsäure.

Eine zweckmäßige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Bindemittels ist gekennzeichnet durch Haftmittelzusätze zur kolloidalen Kieselsäure auf der Basis von Methacrylchromchloiid, Vinyltrichlorsilan bzw. Vinyltriäthoxysilan und von Derivaten dieser Verbindungen und zweckmäßig auch durch Weichmacherzusätze zur kolloidalen Kieselsäure auf der Basis von Phthalsäureester oder Adipinsäureester. Vorteilhaft kann auch ein Zusatz von Emulgatoren sein.

Wegen der hohen Adsorptionskraft können die Haftmittel und/oder Weichmacher der kolloidalen Kieselsäure ohne weiteres zugegeben werden. Man erhält mit diesen Zusätzen ein Glasfasergerüst von guter Verformbarkeit, ohne daß jedoch ein Ausschwimmen gegeben ist, und von gutem Haftvermögen am Kunststoff.

Eine zweckmäßige Art der Herstellung des erfindungsgemäßen Bindemittels besteht darin, daß die beiden Bindemittelbestandteile als getrennte Bestandteile gleichzeitig oder nacheinander den zu bindenden Fasern zugegeben und zusammen mit diesen einer Wärmebehandlung bei Temperaturen zwischen etwa 80 und 350°C unterworfen werden, bis das Bindemittel die gewünschte Bindekraft erreicht hat.

Dabei ist es zweckmäßig, daß zuerst der organische Bestandteil in einer Menge an Feststoff von etwa 3 % des Gesamtfasergewichtes zugegeben wird und daß danach der anorganische Bestandteil in feiner Verteilung aufgebracht wird, und zwar vorzugsweise durch Aufdüsen einer wäßrigen Dispersion von kolloidaler Kieselsäure in einer Menge an Feststoff von etwa 0,4% des Gesamtfasergewichtes.

Das Nacheinanderaufbringen der Bindemittelbestandteile hat den Vorteil, daß ein etwaiges Ausfällen bei einer vorherigen Lagerung des Bindemittels vor seiner Benutzung vermieden wird und daß man auf die jeweils verwendeten Emulgatorsysteme keine Rücksicht zu nehmen braucht. Auch ergibt das Aufbringen des Bindemittels in zwei Schritten eine spezifische Wirksamkeit an der Glasfaseroberfläche infolge einer gewissen Affinität der Kieselsäure zur Glasfaser. Dabei hat die spätere Aufbringung von Kieselsäure den Vorteil, daß diese sich besser im Querschnitt der Imprägnierung verteilt und eine Art Verankerungseffekt der organischen Substanz zwischen Glas und Kieselsäure bewirkt wird.

Nachstehend werden zwei Ausfühiungsbeispiele gegeben.

Beispiel 1

Ein Glasfaservlies oder eine Glasfasermatte von etwa 450 g/m² wird mit Hilfe eines wäimestandfesten Harzes auf Basis ungesättigter Polyester so behandelt, daß die gebundene Glasmatte 3% Bindemittel enthält. Nach dem Polyesterauftrag erfolgt ein Aufdüsen einer wäßrigen Dispersion von kolloidaler Kieselsäure, so daß die Matte etwa 0,4% Festsubstanz an Kieselsäure enthält. Die Matte ist stärker weiß als eine ohne Kieselsäure behandelte Matte, sonst jedoch äußerlich kaum von letzterer zu unterscheiden. Diese Matte wird mit einem ungesättigten Polyesterharz aus Maleinsäureanhydrid und Propylenglykol innerhalb 3 Minuten bei HO⁰C bei einem Druck von 50 kg/cm² zu einer Platte verpreßt. Die Platte ist transparent und nicht ausgeschwömmen.

Eine gleiche Matte ohne Zusatz von Kieselsäure hergestellt ergibt auch eine transparente Platte. Jedoch ist die Matte infolge der geringen Bindung im Gießharz ausgeschwommen und damit nicht mehr gleichmäßig in der Platte verteilt.

Beispiel 2

Die beiden Bindemittelbestandteile werden zusammen aufgebracht gemäß folgendem Vorgang.

4% kolloidale Kieselsäure 15%ig werden gleichzeitig mit 0,5% Polyester-Emulsion, bestehend aus einem alkoxylierten Bisphenol, das mit Fumarsäure verestert ist und 5 bis 10% nichtionogenen Emulgator enthält, auf ein Vlies aus geschnittener Glasseide beidseitig aufgedüst. Es wird nach Trocknen und Erhitzen bei 100 bis 200° C, während etwa 5 Minuten, eine gebundene Matte erhalten mit befriedigender Festigkeit. Auf Wunsch kann durch Zusatz von 4% Polyester aus Maleinsäure und 1,3-Propylenglykol eine weitere Verfestigung der Matte, besonders im Innern, erzielt werden. Die Matte ist preßfähig, schwimmt in der Form nicht aus und zeigt eine gute Transparenz.

Claims

Patentansprüche:

1. Bindemittel für Glasfasermatten, bestehend aus zwei Bestandteilen, nämlich aus einem harzartigen organischen Bestandteil und einem anorganischen Bestandteil aus Oxyden des Siliziums, dadurch gekennzeichnet, daß der organische Bestandteil aus in Kunstharz leicht löslichen Polymerisationsharzen vom Typ eines ungesättigten Polyesters oder eines Acrylsäure- bzw. Methacrylsäurederivats und der anorganische Bestandteil aus kolloidaler Kieselsäure in fester Form oder in wäßriger Dispersion besteht und daß die Gewichtsmenge des anorganischen Bestandteils I bis 40% der Gewichtsmenge des organischen Bestandteils ausmacht.

2. Bindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisationsharze gering vernetzt sind.

3. Bindemittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisationsharze mit Styrol oder einem Methacrylsäureester mischpolymerisiert sind.

4. Bindemittel nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Haftmittelzusätze zur kolloidalen Kieselsäure auf der Basis von Methacrylchromchlorid, Vinyltrichlorsilan bzw. Vinyltriäthoxysilan und von Derivaten dieser Verbindungen.

5. Bindemittel nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch Weichmacherzusätze zur kolloidalen Kieselsäure auf der Basis von Phthalsäureester oder Adipinsäureester.