DE1569367B1 - USE OF ELECTRICALLY INSULATING COMPONENTS OR SEMI-FINISHED PRODUCTS MADE OF POLYCARBONATE REINFORCED WITH GLASS FIBER FOR ELECTRO-TECHNICAL PURPOSES AND MANUFACTURING PROCESSES - Google Patents
USE OF ELECTRICALLY INSULATING COMPONENTS OR SEMI-FINISHED PRODUCTS MADE OF POLYCARBONATE REINFORCED WITH GLASS FIBER FOR ELECTRO-TECHNICAL PURPOSES AND MANUFACTURING PROCESSESInfo
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- DE1569367B1 DE1569367B1 DE1963S0085487 DES0085487A DE1569367B1 DE 1569367 B1 DE1569367 B1 DE 1569367B1 DE 1963S0085487 DE1963S0085487 DE 1963S0085487 DE S0085487 A DES0085487 A DE S0085487A DE 1569367 B1 DE1569367 B1 DE 1569367B1
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Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung mechanisch und thermisch standfester, elektrisch isolierender Bauteile oder Halbzeuge, die aus mit 10 bis 50 Gewichtsprozent Glasfasern verstärkten Polycarbonaten oder solchen thermoplastischen Kunststoffen bestehen, die wie Polycarbonate praktisch linearen Aufbau besitzen, keine besonders raumerfüllenden Seitengruppen aufweisen und in der Molekülkette periodisch polare Gruppen enthalten, und wobei die Glasfasern aus hydrolysebeständigem Material bestehen, eine Länge von maximal 3 mm, eine Dicke von 0,5 bis 10 g,m aufweisen und im Kunststoff gleichmäßig verteilt und von ihm vollständig benetzt sind, für elektrotechnische Zwecke.The invention relates to the use of mechanically and thermally stable, electrically insulating components or semi-finished products made up of 10 to 50 percent by weight Glass fiber reinforced polycarbonates or such thermoplastics exist which, like polycarbonates, have a practically linear structure, none in particular Have space-filling side groups and periodically polar in the molecular chain Contain groups, and where the glass fibers consist of hydrolysis-resistant material, have a maximum length of 3 mm, a thickness of 0.5 to 10 g, m and in plastic are evenly distributed and completely wetted by it, for electrotechnical Purposes.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung von für diese Verwendung bestimmten Bauteilen oder Halbzeugen.The invention also relates to a method for producing for this use certain components or semi-finished products.
In der Elektrotechnik haben sich Isolierstoffe, die durch thermoplastische Verformungsverfahren zu beliebig gestalteten Formkörpern verarbeitet werden könne, wie z. B. Polystyrole, Styrolcopolymerisate, Polyolefine, Polycarbonate, Polymethacrylate, Polyamide usw., in beträchtlichem Umfange gegenüber duroplastischen, durch Preßverfahren verarbeitbaren Stoffen durchgesetzt und insbesondere dem Konstrukteur neue Möglichkeiten eröffnet.In electrical engineering, insulating materials that are replaced by thermoplastic Deformation processes can be processed into any shaped bodies, such as B. polystyrenes, styrene copolymers, polyolefins, polycarbonates, polymethacrylates, Polyamides, etc., to a considerable extent compared to thermosetting plastics, by pressing processes processable materials and, in particular, new possibilities for the designer opened.
Hierfür sind im wesentlichen folgende Gründe maßgebend gewesen: 1. Thermoplastische Kunststoffe sind wirtschaftlicher verarbeitbar; 2. aus ihnen können besonders komplizierte und auch dünnwandige elektrische Konstruktionsteile bzw. Folien oder tafelförmige Halbzeuge zur späteren Weiterverarbeitung hergestellt werden; 3. die Elastizität und die Festigkeit gegen schockartige mechanische Beanspruchungen sind erhöht; 4. die elektrischen und dielektrischen Eigenschaften sind häufig wesentlich verbessert; 5. unter dem Einfluß klimatischer Beanspruchungen treten nur geringere Eigenschaftsänderungen auf. Diese Vorteile der thermoplastischen gegenüber den duroplastischen Kunststoffen sind aber auch von einigen nachteiligen Eigenschaften begleitet; es handelt sich hierbei um die geringe mechanische Standfestigkeit, um die geringe Wärmeformbeständigkeit sowie in einigen Fällen um eine relativ hohe Rißanfällgkeit.The following reasons were essentially decisive for this: 1. Thermoplastic plastics can be processed more economically; 2. Can out of them particularly complicated and also thin-walled electrical construction parts or Foils or sheet-like semi-finished products are produced for later further processing; 3. the elasticity and the resistance to shock-like mechanical stresses are increased; 4. the electrical and dielectric properties are often essential improved; 5. Under the influence of climatic stresses only lesser ones occur Property changes. These advantages of the thermoplastic over the thermosetting But plastics are also accompanied by some disadvantageous properties; it This concerns the low mechanical stability, the low one Heat resistance and, in some cases, a relatively high susceptibility to cracking.
Es ist schon versucht worden, diese nachteiligen Eigenschaften zu verbessern.Attempts have been made to address these adverse properties to enhance.
Aus der schweizerischen Patentschrift 265 203 ist ein thermoplastisches Gemisch beschrieben, in dem Glasfasern gleichmäßig verteilt liegen. Aus dem für das Verhältnis von Länge zu Durchmesser der Glasfasern angegebenen Werte ist zu entnehmen, daß der Durchmesser 0,25 bis 12,7 #tm beträgt und die maximale Länge bei 0,5 mm liegt. Es ist eine Reihe- thermoplastischer, organischer Verbindungen aufgezählt, wobei Polyamide besonders herausgestellt sind. Polycarbonate und diesen ähnliche Verbindungen sind nicht genannt, und es ist auch die Verwendung für elektrotechnische Zwecke nicht angesprochen.From the Swiss patent specification 265 203 is a thermoplastic Mixture described in which the glass fibers are evenly distributed. From the for the ratio of length to diameter of the glass fibers given is to infer that the diameter is 0.25 to 12.7 #tm and the maximum length is 0.5 mm. It is a series of thermoplastic, organic compounds enumerated, with polyamides being particularly emphasized. Polycarbonates and these Similar connections are not mentioned, and there is also use for electrotechnical Purposes not addressed.
Ferner ist es bekannt, die Wärmeleitfähigkeit von reinem Polystyrol durch Zusatz von Quarzmehl zu verbessern, allerdings auf Kosten der mechanischen Festigkeit und der guten Verarbeitbarkeit. Es ist auch schon versucht worden, bei einer Reihe von thermoplastischen Kunststoffen durch relativ lange Glasfasern (> 10 mm) ihre Standfestigkeit, Wärmeformbeständigkeit, gegebenenfalls Rißbeständigkeit und Wärmeleitfähigkeit zu erhöhen.It is also known the thermal conductivity of pure polystyrene to be improved by adding quartz powder, but at the expense of the mechanical Strength and good processability. It has also been tried at a number of thermoplastics with relatively long glass fibers (> 10 mm) their stability, heat resistance, possibly crack resistance and to increase thermal conductivity.
Soweit es feststellbar ist, wird dabei das Einarbeiten der Glasfasern offenbar durch Umspritzen eines fortlaufenden Glasseidenstranges mit dem jeweiligen thermoplastischen Stoff auf einer Schneckenpresse vorgenommen, und der geförderte Strang wird in etwa 10 mm lange Stäbchen zerschnitten.As far as it can be determined, the incorporation of the glass fibers apparently by overmoulding a continuous strand of glass fiber with the respective one thermoplastic fabric is made on a screw press, and the conveyed The strand is cut into 10 mm long sticks.
Ein solches Verfahren gestattet zwar, das Verhältnis von Glasfaseranteil zum Thermoplastanteil leicht zu variieren, z. B. durch Veränderung der Fördergeschwindigkeiten des Glasseidenstranges bzw. der Thermoplastschmelze, jedoch tritt als ganz wesentlicher Nachteil eines solchen Verfahrens der Umstand auf, daß die Glasfasern des geförderten Stranges durch die Thermoplastschmelze nicht gleichmäßig und im Innern des Stranges praktisch überhaupt nicht benetzt werden, was sogar an aus solchen Werkstoffen hergestellten fertigen Produkten nachweisbar ist.Such a method allows the ratio of glass fiber content to vary slightly to the thermoplastic content, z. B. by changing the conveyor speeds the fiberglass strand or the thermoplastic melt, however, occurs as quite essential The disadvantage of such a method is the fact that the glass fibers of the conveyed Strand not evenly due to the thermoplastic melt and inside the strand are practically not wetted at all, what even made of such materials finished products is verifiable.
Man ist bei der Weiterverarbeitung, d. h. bei der thermoplastischen Verformung solcher Werkstoffe, z. B. durch Spritzgießen, gezwungen, Maschinen mit außerordentlich hoher Homogenisierwirkung, wie Schneckenspritzgußmaschinen, einzusetzen, um halbwegs homogene; fehlerfreie Bauteile zu erhalten, mit einer besseren als ursprünglichen Benetzung der inkorporierten Fasern. Trotzdem gelingt es auf diese Weise nicht, Bauteile stets gleicher Güte zu erhalten.One is in the further processing, i. H. in the case of thermoplastic Deformation of such materials, e.g. B. by injection molding, forced to use machines use extremely high homogenizing effect, such as screw injection molding machines, halfway homogeneous; To obtain fault-free components with a better than the original one Wetting of the incorporated fibers. Nevertheless it does not succeed in this way Always get components of the same quality.
Der Einfluß der Schmelzviskosität des jeweiligen Thermoplasten zeigt sich dadurch, daß sich Stoffe mit ausgesprochen niedriger Schmelzviskosität zwar im Verarbeitungstemperaturintervall nach dem oben beschriebenen Kombinationsverfahren für Thermoplaste mit Glasfasern zu homogen erscheinenden verstärkten Formkörpern noch verarbeiten lassen; bei Stoffen mit höherer Schmelzviskosität jedoch, wie z. B. bei Polycarbonaten, ist dagegen die Benetzung der Glasfasern noch unvollständiger. Fehler im Innern der verstärkten Formkörper sowie eine ungleichmäßige, rauhe Oberfläche sind nicht zu vermeiden. Darüber hinaus ist die Herstellung fehlerfreier, kleiner, kompliziert geformter Bauteile, die in der Schwachstromtechnik überwiegend Verwendung finden, wegen des zur angestrebten Verstärkung erforderlichen Glasfaseranteils mit langfaserig (Faserlänge > 6 mm) verstärkten Thermoplasten so gut wie unmöglich. Bei elektrischen Isolierteilen aus glasfaserverstärkten Thermoplasten ist jedoch neben einer gleichmäßigen, geschlossenen Oberfläche auch eine vollständige Benetzung der Fasern im Innern der Formteile Voraussetzung, um unter dem Einfluß von Feuchtigkeit einen Isolationsabfall durch Kriechwegbildung längs unbenetzter Fasern und damit die Funktionsuntüchtigkeit zu vermeiden.The influence of the melt viscosity of the respective thermoplastic shows by the fact that there are substances with an extremely low melt viscosity in the processing temperature interval according to the combination method described above for thermoplastics with glass fibers to form reinforced moldings that appear homogeneous still let process; however, in the case of substances with a higher melt viscosity, such as B. in the case of polycarbonates, however, the wetting of the glass fibers is even more incomplete. Defects in the interior of the reinforced moldings and an uneven, rough surface are unavoidable. In addition, the production is flawless, smaller, Complex shaped components that are predominantly used in low-voltage technology find, because of the glass fiber content required for the desired reinforcement Long-fiber reinforced thermoplastics (fiber length> 6 mm) virtually impossible. In the case of electrical insulating parts made of glass fiber reinforced thermoplastics, however In addition to an even, closed surface, complete wetting is also possible The fibers inside the molded parts are a prerequisite for exposure to moisture a decrease in insulation due to the formation of tracking paths along unwetted fibers and thus to avoid the inoperability.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für die elektrotechnische Anwendung bestimmte, hoch isolierende Bauteile, wie z. B. Stecker-, Stift- oder Lötösenleisten, Spulenkörper, Haltekörper für elektrische Bauelemente, wie z. B. Ferrite, oder Halbzeuge, wie z. B. Platten und Profile, aus thermoplastischen Kunststoffen anzugeben, die gegenüber derartigen Werkstücken aus zur Zeit bekannten thermoplastischen Kunststoffen sowohl mechanisch und thermisch standfester als auch in einfacher Weise mit stets gleicher Güte herstellbar sind.The invention is therefore based on the object for the electrotechnical Application of certain, highly insulating components, such as B. plug, pin or Solder lugs, bobbins, holding bodies for electrical components, such as. B. Ferrites, or semi-finished products such. B. panels and profiles, made of thermoplastics indicate that compared to such workpieces from currently known thermoplastic Plastics both mechanically and thermally stable and in a simple way can always be produced with the same quality.
Die Aufgabe wird durch die eingangs angegebene Verwendung gelöst.The object is achieved by the use specified at the beginning.
Besonders vorteilhaft ist bei dieser Verwendung eine Glasfaserlänge von 1 bis 2 mm und eine Glasfaserdicke von 1 bis 4 #tm. Der Glasfaseranteil beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht, vorzugsweise 20 bis 30 Gewichtsprozent.A length of glass fiber is particularly advantageous in this use from 1 to 2 mm and a fiberglass thickness from 1 to 4 #tm. The fiberglass content is, based on the total weight, preferably 20 to 30 percent by weight.
Das Verfahren zum Herstellen von für diese Verwendung bestimmten Bauteilen oder Halbzeugen ist gemäß der Weiterbildung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verstärkung dienenden Glasfasern mit feinteiligem, vorzugsweise granuliertem thermoplastischem Kunststoff vorgemischt, danach unter vermindertem Druck in einer Schneckenpresse unter dem Einfluß von Wärme in den aufgeschmolzenen Kunststoff eingearbeitet werden und das so erhaltene Material unter Verwendung entsprechend ausgebildeter Düsen und bekannter Abzugs- bzw. Zerkleinerungsvorrichtungen entweder zu Halbzeugen oder zu granulierten Strängen verarbeitet wird, wobei dann aus dem Granulat sowohl fertige Bauteile als auch Halbzeuge nach an sich bekannten Verfahren erzeugt werden.The process of manufacturing components designed for this use or semi-finished products is characterized according to the development of the invention, that the glass fibers used for reinforcement with finely divided, preferably granulated thermoplastic material premixed, then under reduced pressure in a Screw press incorporated into the melted plastic under the influence of heat and the material thus obtained using appropriately trained Nozzles and known extraction or shredding devices either into semi-finished products or is processed into granulated strands, both of which are then made from the granules Finished components as well as semi-finished products can be produced by methods known per se.
Das Einarbeiten der Glasfasern erfolgt vorzugsweise unter vermindertem Druck von 300 Torr und weniger, vorzugsweise bei 1 bis 10 Torr in der Einfüllzone einer Schneckenpresse.The incorporation of the glass fibers is preferably carried out under reduced pressure Pressures of 300 torr and less, preferably 1 to 10 torr, in the fill zone a screw press.
Die Oberfläche der Glasfasern kann entschlichtet sein, oder aber es werden mit Vorteil Glasfasern verwendet, die mit einem Überzug (sogenanntem finish), z. B. einem Silan- oder Volan-Überzug versehen sind. Dieser Überzug besteht vorzugsweise aus dem mit Glasfasern zu verstärkenden Kunststoff, nämlich aus Polycarbonat oder einem solchen thermoplastischen Kunststoff, der wie Polycarbonat praktisch linearen Aufbau besitzt, keine besonders raumerfüllenden Seitengruppen aufweist und in der Molekülkette periodisch polare Gruppen enthält.The surface of the glass fibers can be desized, or it can be it is advantageous to use glass fibers with a coating (so-called finish), z. B. are provided with a silane or volane coating. This coating preferably exists from the plastic to be reinforced with glass fibers, namely from polycarbonate or such a thermoplastic that is practically linear like polycarbonate Has structure, has no particularly space-filling side groups and in the Molecular chain periodically contains polar groups.
Durch ein derartig mit Glasfasern verstärktes Kunststoffmaterial besitzen die Bauteile oder Halbzeuge technisch günstig ausnutzbare Standfestigkeiten und Wärmeformbeständigkeiten, wobei auch die Wärmeleitfähigkeit und gegebenenfalls die Rissebeständigkeit sowie die Schlagzähigkeit und das Isolationsvermögen gegenüber dem Bekannten erheblich verbessert sind. Darüber hinaus ist die Verarbeitbarkeit des Materials auf Kolben- oder Schneckenspritzgußmaschinen nicht beeinträchtigt.Have a plastic material reinforced with glass fibers in this way the components or semi-finished products technically favorably utilizable stability and Heat resistance, including the thermal conductivity and possibly the Crack resistance as well as the impact strength and the insulation capacity the known are considerably improved. In addition, the workability of the material on piston or screw injection molding machines.
An sich können für die Herstellung der Bauteile oder Halbzeuge bzw. der Kunststoffmaterialien für die Produkte auch bekannte Verfahren verwendet werden; es hat sich jedoch herausgestellt, daß für die Herstellung solcher Bauteile oder Halbzeuge, an deren Eigenschaften sehr hohe Ansprüche gestellt werden, das oben angegebene Verfahren vorteilhaft ist.In principle, for the production of the components or semi-finished products or the plastic materials for the products also use known processes; However, it has been found that for the production of such components or Semi-finished products, the properties of which are very demanding, see above specified method is advantageous.
Unter feinteiligem Kunststoff im angegebenen Sinn ist sowohl pulverförmiges, kugeliges bzw. körniges als auch durch Schneiden oder Mahlen hergestelltes Material zu verstehen. Hierunter ist granuliertem Material mit einer Größe des Granulatkorns von etwa 2 bis 4 mm Durchmesser und 2 bis 4 mm Länge der Vorzug zu geben.Fine-particle plastic in the specified sense includes both powdery, spherical or granular material produced by cutting or grinding to understand. Among them is granulated material with the size of the granulate grain 2 to 4 mm in diameter and 2 to 4 mm in length are preferred.
Als Mischaggregat wird zweckmäßigerweise eine über die Plastifizierzone und den Pressenkopf in verschiedenen Zonen heizbare Schneckenpresse verwendet. Sie sollte weiter so ausgebildet sein, daß das Mischgut unter vermindertem Druck, möglichst in kontinuierlicher Weise zugegeben werden kann. Das Mischgut, bestehend aus dem zu verstärkenden, gegebenenfalls vorgetrockneten thermoplastischen Isolierstoff in Granulat- oder Pulverform und gut getrockneten Glasfasern weiter vorstehend beschriebener Art in Anteilen von 10 bis 50, vorzugsweise 20 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgemisch, wird z. B. bei diskontinuierlichen Arbeiten in einer geeigneten Mischmaschine vorgemischt und als grobes Gemenge in den Einfülltrichter der Schneckenpresse gegeben, der zweckmäßigerweise mit einer Vorrichtung versehen ist, die einen gleichmäßigen Stoffnachschub in die Schneckenzone gewährleistet. Die Schneckenpresse selbst muß so konstruiert sein, daß im geschlossenen Einfülltrichter bei gefüllter Plastifizierzone und natürlich auch unter Arbeitsbedingungen durch eine geeignete Saugpumpe ein Druck von etwa 300 Torr, vorzugsweise 10 bis 1 Torr, aufrechterhalten werden kann.As a mixing unit, it is expedient to use one over the plasticizing zone and the press head used a heated screw press in different zones. she should also be designed so that the material to be mixed under reduced pressure, if possible can be added in a continuous manner. The mix, consisting of the to be reinforced, optionally pre-dried thermoplastic insulating material in granulate or powder form and well-dried glass fibers as described further above Kind in proportions of 10 to 50, preferably 20 to 30 percent by weight, based on the total mixture, e.g. B. for discontinuous work in a suitable Mixing machine premixed and as a coarse mixture in the feed hopper of the screw press given, which is expediently provided with a device that has a uniform Material replenishment in the screw zone guaranteed. The screw press itself must be constructed in such a way that in the closed hopper with the plasticizing zone filled and, of course, pressure from a suitable suction pump under working conditions of about 300 torr, preferably 10 to 1 torr, can be maintained.
Man kann zum Einarbeiten der Glasfasern unter vollständiger Benetzung und Vermeidung von Lufteinschlüssen so vorgehen, daß nach Beschicken des Einfülltrichters die Plastifizierzone und/oder der Pressenkopf so hoch erhitzt werden, daß der jeweilige zu verstärkende Stoff ausreichend aufgeschmolzen wird, d. h. etwa 180 bis 300°C. Danach wird mit Extrudiervorgang begonnen, wobei nach dem Austritt einer ersten Fördermenge durch die Pressenkopfdüse im Einfülltrichter der weiter vorstehend angegebene Druck erzeugt wird. Der zunächst weitergeförderte, mit zahlreichen Lufteinschlüssen durchsetzte und im Aussehen milchig trübe Strang wird verworfen, bis das geförderte Gemisch frei von erkennbaren Lufteinschlüssen, d. h. gut durchscheinend ist. Der Strang oder, bei Verwendung einer Mehrlochdüse, die geförderten Stränge können in bekannter Weise durch eine geeignete; nachgeschaltete Vorrichtung in Granulatkörner von 2 bis 4 mm Länge zerschnitten und auf einer Kolben- oder Schneckenspritzgußmaschine unter praktisch den gleichen Verarbeitungsbedingungen, die für den unverstärkten Stoff gelten, verarbeitet werden. Man erhält auch bei sehr komplizierter Gestaltung fehlerfreie Formkörper.You can work in the glass fibers with complete wetting and avoid air inclusions, proceed in such a way that after loading the hopper the plasticizing zone and / or the press head are heated so high that the respective the substance to be reinforced is sufficiently melted, d. H. about 180 to 300 ° C. The extrusion process is then started, with a first one after the exit The delivery rate through the press head nozzle in the feed hopper is that specified above Pressure is generated. The initially further promoted, with numerous air pockets interspersed and milky in appearance strand is discarded until the promoted Mixture free of noticeable air inclusions, d. H. is well translucent. Of the Strand or, if a multi-hole nozzle is used, the conveyed strands can be fed into known way by a suitable; downstream device in granules cut from 2 to 4 mm in length and put on a piston or screw injection molding machine under practically the same processing conditions as for the unreinforced Fabric apply to be processed. You get even with a very complicated design flawless moldings.
Die folgende Tabelle gibt die Eigenschaftsveränderungen an, wobei
als organischer Kunststoff ein Polycarbonat mit einem K-Wert von 50 (?7,., gemessen
an 0,5°/oigen Lösungen in Chloroform) verwendet wurde und wobei das Polycarbonat
durch Umesterung von Diphenylcarbonat mit 4,4'-Dioxydiphenylpropan-2,2 hergestellt
wurde.
Lediglich die Schlagzähigkeit wird durch die Verstärkung merklich gesenkt. Dieser Effekt ist jedoch bei der Verstärkung von Thermoplasten mit kurzen Glasfasern als ein generelles Phänomen zu bezeichnen. So beobachtet man, daß bei mit kurzen Glasfasern verstärkten thermoplastischen Isolierstoffen, die unpolar oder nur schwach polare Struktur besitzen, diesem durch Inkorporieren kurzer Glasfasern allgemein zu beobachtenden Schlagzähigkeitsabfall nur eine unwesentliche technisch uninteressante Verbesserung der Standfestigkeit und Wärmeformbeständigkeit gegenübersteht. Schon deutliche Eigenschaftserhöhungen in bezug auf Standfestigkeit und Wärmeformbeständigkeit beobachtet man bei Thermoplasten mit polarem Aufbau, z. B. bei Copolymerisaten aus Styrol und Acrylnitril im annähernden Molverhältnis von 1: 1 und einem K-Wert von 65. Trotzdem wiegen diese Verbesserungen den Schlagzähigkeitsabfall nicht auf.Only the impact strength becomes noticeable through the reinforcement lowered. However, this effect is in the reinforcement of thermoplastics with short To describe glass fibers as a general phenomenon. So one observes that with thermoplastic insulating materials reinforced with short glass fibers that are non-polar or only have a weakly polar structure, this by incorporating short glass fibers The generally observed drop in impact strength is only an insignificant technical one uninteresting improvement in stability and heat resistance. Significant increases in properties in terms of stability and heat resistance is observed in thermoplastics with a polar structure, e.g. B. from copolymers Styrene and acrylonitrile in an approximate molar ratio of 1: 1 and a K value of 65. Even so, these improvements do not outweigh the drop in impact strength.
Eine für die Anwendung in der Elektrotechnik überraschend günstig ausgewogene Eigenschaftsänderung findet man dagegen erfindungsgemäß bei sehr schlagzähen thermoplastischen Isolierstoffen, die praktisch linearen Aufbau besitzen, keine besonders raumerfüllenden Seitengruppen aufweisen und in der Molekülkette periodisch polare Gruppen enthalten, wie es insbesondere bei Polycarbonaten der Fall ist, die mit Glasfasern der angegebenen Größe und Menge verstärkt sind.One that is surprisingly cheap for use in electrical engineering In contrast, according to the invention, a balanced change in properties is found in the case of very impact-resistant thermoplastic insulating materials, which have a practically linear structure, none have particularly space-filling side groups and periodically in the molecular chain Contain polar groups, as is particularly the case with polycarbonates, the are reinforced with fiberglass of the specified size and quantity.
Trotz des beobachteten Abfalls liegen Schlagzähigkeit und Kerbschlagzähigkeit noch in einem Bereich, der eine vorteilhafte Ausnutzung der wesentlich erhöhten Standfestigkeit und Wärmeformbeständigkeit zuläßt. Ebenfalls überraschend ist dabei, daß nach erfindungsgemäßem Vorgehen ein ähnlich hoher Standfestigkeitsgewinn erzielt werden kann wie beim Einarbeiten wesentlich längerer Glasfasern unter unvollständiger Benetzung. Einen wesentlichen weiteren Vorteil bietet die Erfindung in der durch die Glasfaserverstärkung erheblich verminderten Rißanfälligkeit der spannungsrißempfindlichen Polycarbonate des 4,4'-Dioxydiphenylpropans-2,2. Das bisher sehr problematische dauerhafte Umspritzen von Metallteilen mit diesen Stoffen bereitet nach erfindungsgemäßer Verstärkung keine Schwierigkeiten.Despite the observed drop, the impact strength and notched impact strength are in line still in an area that takes advantage of the substantially increased Stability and heat resistance. It is also surprising that that according to the procedure according to the invention, a similarly high gain in stability is achieved can be as with the incorporation of much longer glass fibers under incomplete Wetting. The invention offers a significant further advantage in the the glass fiber reinforcement significantly reduced the susceptibility to cracking of those susceptible to stress cracking 4,4'-Dioxydiphenylpropane-2,2 polycarbonates. That has been very problematic so far permanent encapsulation of metal parts with these substances prepared according to the invention Reinforcement no difficulties.
Die erfindungsgemäß verstärkten Stoffe eignen sich, wie vorstehend schon kurz erwähnt, nicht nur zur Herstellung von Formkörpern durch Spritzgußverfahren, sondern auch zur Herstellung von z. B. Stab-, rohr-oder plattenförmigen Halbzeugen nach für die Verarbeitung von Thermoplasten bekannten Verfahren, z. B. durch Extrudieren. Die Verarbeitung zu solchen Halbzeugen, z. B. zu dünnen Platten oder Tafeln, die in der Elektroindustrie sehr vielfältige Verwendung finden, kann z. B. unmittelbar mit dem Mischvorgang kombiniert werden, indem die Schneckenpresse, auf der der weiter vorstehend beschriebene Mischvorgang vorgenommen wird, mit einer Breitschlitzdüse und einem nachgeschalteten Abzugsaggregat versehenwird. Eine getrennte Durchführung des Misch- und Verarbeitungsvorgangs ist natürlich ebenso möglich.The substances reinforced according to the invention are suitable as above already briefly mentioned, not only for the production of moldings by injection molding, but also for the production of z. B. rod, tube or plate-shaped semi-finished products according to methods known for processing thermoplastics, e.g. B. by extrusion. The processing of such semi-finished products, e.g. B. to thin plates or panels that Find very diverse uses in the electrical industry, z. B. immediately can be combined with the mixing process by placing the screw press on which the next Mixing process described above is carried out with a slot nozzle and a downstream take-off unit. A separate implementation the mixing and processing process is of course also possible.
Derartige tafelförmige Halbzuge zeigen gegenüber den bekannten Verbundwerkstoffen auf der Basis von Papier-Phenolharz, Papier-Melaminharz, Papier-Epoxydharz oder Glasgewebe-Epoxydharz u. a. verschiedene Vorteile: Sie besitzen wesentlich bessere elektrische und dielektrische Eigenschaften (vgl. Tabelle), sind in jedem Fall bei Raumtemperatur ohne Riß- und Kriechwegbildung stanzbar (die Stanzqualität eines Polycarbonaihalbzeugs mit 20 und 30 Gewichtsprozent Kurzglasfaseranteil zeigt. nach DIN 53488 den Gütegrad 2) und können gegebenenfalls einer thermoplastischen Verformung, z. B. einer weitgehend beliebigen Profilierung unterworfenwerden.Such tabular semi-drawings show compared to the known composite materials based on paper phenolic resin, paper melamine resin, paper epoxy resin or Glass fabric epoxy resin and others various advantages: You have much better ones electrical and dielectric properties (see table) are always included Room temperature can be punched without cracks and creepage (the punching quality of a Polycarbonate semifinished products with 20 and 30 percent by weight short glass fiber content shows. after DIN 53488 grade 2) and can, if necessary, thermoplastic deformation, z. B. be subjected to a largely arbitrary profiling.
Das beschriebene Verfahren läßt verschiedene Varianten zu. Die zu inkorporierenden kurzen Glasfasern können vor dem Mischen mit dem zu verstärkenden thermoplastischen Isolierstoff mit einer Lösung geringen Körpergehalts desselben Stoffes imprägniert werden, so daß die Fasern nach dem Entfernen des Lösungsmittels mit einem dünnen festhaftenden Über- zug versehen sind. Der Mischvorgang selbst kann, wie schon angedeutet, halb- oder vollkontinuierlich durchgeführt werden, indem man z. B. ein mit dem Fülltrichter der Strangpresse unmittelbar verbundenes Vorratsgefäß benutzt, in dem zugleich durch eine geeignete Vorrichtung Glasfasern und zu verstärkender thermoplastischer Stoff vorgemischt werden, oder indem man Glasfasern und den zu verstärkenden thermoplastischen Stoff aus getrennten, mit dem Fülltrichter der Schneckenpresse verbundenen Behältern im jeweils gewünschten Mengenverhältnis in den Fülltrichter, dort vermischt und in die Schneckenzone fördert.The method described allows various variants. The short glass fibers to be incorporated can be of the same fabric are impregnated before being mixed with the thermoplastic to be reinforced insulating material with a solution of low body content, so that the fibers are provided after removal of the solvent with a thin adherent over- train. The mixing process itself can, as already indicated, be carried out semi- or fully continuously by z. B. used a storage vessel directly connected to the hopper of the extruder, in which glass fibers and thermoplastic material to be reinforced are simultaneously premixed by a suitable device, or by removing glass fibers and the thermoplastic material to be reinforced from separate containers connected to the hopper of the screw press in the each desired quantity ratio in the hopper, mixed there and conveyed into the screw zone.
Obwohl, wie beschrieben, die erfindungsgemäßen Bauteile oder Halbzeuge bevorzugt in der Elektrotechnik ihre Anwendung finden, können die erfindungsgemäß verstärkten Thermoplaste überall dort eingesetzt werden, wo man verbesserte Eigenschaften der beschriebenen Art wünscht.Although, as described, the components or semi-finished products according to the invention are preferably used in electrical engineering, according to the invention Reinforced thermoplastics can be used wherever there are improved properties of the kind described.
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