DE1719225C3 - Starre Platte aus einem ganz oder vorwiegend aus Polyvinylchlorid bestehendem Polymermaterial - Google Patents
Starre Platte aus einem ganz oder vorwiegend aus Polyvinylchlorid bestehendem PolymermaterialInfo
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Description
log (relative Viskosität) _ 75 k1
c = Ί +Uk c
berechnet, worin die relative Viskosität
+ k
Viskosität der Lösung
Platten aus thermoplastischen Materialien werden häufig zur Durchführung von Tiefziehverfahren sowie
als Verkleidungen, beispielsweise für Wände und Fußböden, verwendet. Es besteht insbesondere ein
Bedarf an starren, festen und feuerbeständigen Platten, die insbesondere für Bauzwecke geeignet sind. Die
Festigkeit kann man dadurch erzielen, daß man die zur Herstellung der Platten eingesetzten Thermoplasten
durch Käsern verstärkt. Zur Erzielung einer Feuerbe-Minidigkeit
wird ein chlorhaltiges Polymeres verwendet. Polyvinylchlorid ist für eine gute Feuerbeständigkeit <
>«. bekannt und besitzt außerdem den Vorteil, daß es billig
und leicht erhältlich ist. Ils ist jedoch nur starr, wenn es im wesentlichen frei von Weichmachern ist.
Viskosität des Lösungsmittels
und Cdie Konzentration der Lösung in g gelöster Stoff pro 100 ecm Lösung ist. Dabei werden alle Messungen
in Nitrobenzollösung durchgeführt.
Aufgrund des K-Wertes des erfindungsgemäß eingesetzten polymeren Materials ist dieses teilweise oder
völlig in organischen Lösungsmitteln, wie Toluol, Azeton. Methylethylketon, Benzol sowie anderen
aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffen und Ketonen löslich oder darin anquellb.ir. Daher kann
dieses Material in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel verwendet werden, um die erforderliche
Klebrigkeit der teigartigen Masse zu erzielen.
Soll die Platte eine möglichst große Feuerbeständigkeit besitzen, dann besteht das Polymere vollständig aus
Polyvinylchlorid. Da die mechanischen Eigenschaften eines derartigen Homopolymeren mit einem K-Wert
von 40 bis 45 nicht besonders gut sind, verwendet man in zweckmäßiger Weise ein Vinylchloridpolymeres mit
einem höheren Molekulargewicht Vorzugsweise werden 15 bis 25 Gewichtsteile eines Vinylchloridhomopolymeren
mit einem K-Wert von 40 bis 45 und 85 bis 75 Gewichtsteile eines Vinylchloridhomopolymeren mit
einem höheren Molekulargewicht verwendet in diesem Falle sind die Produkte äußerst feuerbeständig und
gleichzeitig starr, wobei sie außerdem gute Witterungseigenschaften besitzen.
Auch dann, wenn die Feuerbeständigkeit nicht das Hauptkriterium ist, ist es zweckmäßig, die Platten
überwiegend aus Polyvinylchlorid im HinblicK auf die erzielbarc Witterungsbeständigkeit herzustellen. Eine
derartige Platte eignet sich beispielsweise als Straßenschild Es ist auch möglich, einen Teil des höhermolekularen
Vinylchloridhomopolymeren durch ein Copolymeres aus Acrylnitril und Butadien in Verbindung mit dem
niedermolekularen Homopolymeren des Vinylchlorids zu ersetzen. Wird ein derartiges Copolymeres verwendet,
dann sind die Festigkeits- und Verarbeitungseigenschaften beschichteter teigartiger Massen auf einem
Kalander besser. Darüber hinaus werden die Schlagzähigkeit sowie die Verformbarkeit des Endproduktes
erhöht. Der Gesamtanteil eines derartigen Copolymeren in dem polymeren Bestandteil beträgt in zweckmäßiger
Weise nicht mehr als 10%. In jedem Falle macht das Polyvinylchlorid mit niedrigem K-Wert mindestens
5% und in zweckmäßiger Weise mindestens 10% der polymeren Bestandteile aus.
Spielen weder eine maximale Feuerbeständigkeit noch eine optimale Witierungsbesländigkeit eine Rolle,
dann kann der Polymerbestandteil auch bis zu 10 Gewichts-% eines anderen Polymeren oder Copolymeren
als Polyvinylchlorid mit niedrigem K-Wert mit oder ohne Acrylnitril/Butadien sein, um eine leichtere
Verfestigung oder Verformbarkeit der Tafeln zu erzielen und ihre Schlagzähigkeit oder Zähigkeit zu
erhöhen, wobei ihre feuer- und Witterungsbeständigkeit nur geringfügig reduziert wird. Beispiele für derartige
Polymere oder Copolymere sind Copolymere des Acrylnitrils, Butadiens und Styrols, Copolymere aus
Äthylen und Vinylacetat, Copolymere aus Vinylchlorid und Vinylfumarat, Polyacrylate sowie Polymethacrylate,
chlorierte Polyäthylene sowie die Copolymeren aus Styrol und dem Diester der Maleinsäure und einem
Cg-Alkohol. Diese Substanzen können größtenteils in
zweckmäßiger Weise als Feststoffe oder Laticcs eingesetzt werden.
Das Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen starren Platte, welches darin besteht daß man
aus dem ganz oder vorwiegend aus Polyvinylchlorid bestehenden, bei Zimmertemperatur in unverstärktem
Zustand starren Polymermaterial in Form einer Lösung in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel oder in
Form eines Gemisches aus einer Lösung in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel und einer Dispersion
und Fasern eine im wesentlichen homogene teigartige Masse herstellu worauf diese Masse in
dünnen Schichten auf einem Kalander zu einer Platte aufgebaut wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß ein
Polymermaterial verwendet wird, bei dem wenigstens 5 Gewichts-% des eingesetzten Polymermaterials aus
einem Vinylchloridhomopolymeren mit einem K-Wert von 40 bis 45 bestehen. Bei der Durchführung dieses
Verfahrens ist es nicht mehr erforderlich, eine Grundschicht und eine den eigentlichen Körper der
Platte bildende Schien·, aus zwei teigartigen Massen
verschiedener Zusammensetzung herzustellen, um eine ausreichende Haftung der Schichten aneinander und ein
leichtes Entfernen von dem Kalander zu gewährleisten, so wie dies bisher erforderlich war.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
65,8 kg Toluol, 9,1 kg Vinylchloridhomopolymer (K-Wert 40 bis 45), 9,1 kg Vinylchloridhomopolymer
(K-Wert 60 bis 70), 27,2 kg einer Paste aus gepulvertem Vii ylchloridpolymer, 3,74 kg eines Stabilisators für
Polyvinylchlorid und 11,3 kg gepulvertes Talkum als Füller werden in einem geeigneten Mischer etwa
45 Minuten zusammengemischt.
Etwa ein Drittel der Mischung wird in einen Mischer eines Typs gegeben, der eine minimale Beschädigung
der Fasern gewährleistet. Dann werden 47,6 kg einer Mischung aus Asbestfasern der Klassen 3 und 4 im
Verlaufe von 20 Minuten zugefügt. Der Rest der Mischung wird dann zugesetzt und das Mischen
10 Minuten fortgesetzt. Dann werden 11,3 kg eines wäßrigen Latex aus Polyvinylchlorid, der einen Feststoffgehalt
von 50% hat, zugesetzt und das Mischen weitere 5 Minuten fortgesetzt. Schließlich wird Pigment
eingebracht und die Masse weitere 20 Minuten gemischt. Danach ist die Masse fertig für das Kalandrieren.
Die teigartige Masse wird dem Spalt eines Kalanders für Schichtstoffherstellung zugeführt. Es wird eine
Schichtplatte bis zu einer Stärke von 0,0889 cm aufgebaut. Jede Schicht ist etwa 0,001 cm dick. Dann
weiden 4 solcher Platten in einer Presse zu einer Tafel von 0,32 cm zusammengeschichtet. Die Tafel wird
geprüft und ergibt die folgenden Eigenschaften:
kg/cm2 | |
Zerreißfestigkeit | 1118 in Maschinenrichtung |
Young-Modul | 15,1 χ 10b in Maschinenrichtung |
Biegefestigkeit | 1828 in Maschinenrichtung |
Riegungsniodii! | I1Jx 104 in Masehincnrichtung |
Izod-Kerbschkig/ühigkeit | |
l:l;iche | 0,69 m-kg |
Kante | 0,38 ni-kg |
Formbeständigkeit | 100 C |
(18.6 kg/cm- l'aserspanniing) |
Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederholt mit halt von 40% statt der 11,3 kg eines wäßrigen Latex von
dem Unterschied, daß 14,2 kg eines Latex aus einem Polyvinylchlorid eingesetzt werden.
Acrylnitril/Butadien-Copolymer mit einem Feststoffge- 5 Die Tafel hat folgende Eigenschaften:
kg/cm2
Zerreißfestigkeit 1132 in Maschinenrichtung
Young-Modul 18,3 χ ΙΟ4 in Maschinenrichtung
Biegefestigkeit 1687 in Maschinenrichtung
Biegungsmodul 12,OxIO4 in Maschinenrichtung
Izod-Kerbschlagzähigkeit
<g Fläche 0,82 m-kg
Kante 0,40 m-kg
Formbeständigkeit 85°C
Die Tafel ist zäher und stärker federnd als die in Beispie) 1 erhaltene und besitzt eine verbesserte
Schlagzähigkeit.
Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederholt, wobei Polyvinylchlorid eingesetzt werden.
11,3 kg eines Polyacrylatlatex mit einem Feststoff gehalt 25 Die Tafel hat folgende Eigenschaften:
von 50% statt der 11,3 kg des wäßrigen Latex von
kg/cm2
Zerreißfestigkeit | 1054 in Maschinenrichtung |
Young-Modul | 16,2 χ 104 in Maschinenrichtung |
Biegefestigkeit | 1547 in Maschinenrichtung |
Biegungsmodul | 11,9 χ 104 in Maschinenrichtung |
Izod-Kerbschlagzähigkeit | |
Fläche | 0,76 m-kg |
Kante | 0,40 m-kg |
Formbeständigkeit | 880C |
Es wird festgestellt, daß die Tafel besser verformbar ist als die in Beispiel 1 erhaltene.
Claims (5)
1. Starre Platte aus einem ganz oder vorwiegend aus Polyvinylchlorid bestehenden Polymermaterial,
das bei Zimmertemperatur in nichtverstärktem Zustand starr ist und Verstärkungsfasern enthält, die
alle oder im wesentlichen alle in der Ebene der Platte liegen, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens 5 Gew.-°/o des polymeren Bestandteils aus einem Vinylchloridhomopolymeren mit
einem K-Wert von 40 bis 45 bestehen.
Z Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymermaterial bis zu 10 Gewichts-%
eines Copolymeren aus Acrylnitril und Butadien enthält.
3. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihr polymerer Bestandteil aus 15 bis
25 Gewichtsteilen Vinylchloridhomopolymer mit einem K-Wert von 40 bis 45 und 85 bis
75 Gewichtsteilen Vinylchloridhomopolymer mit höherem Molekulargewicht gebildet ist.
4. Verfahren zur Herstellung einer starren Platte aus einem ganz oder vorwiegend aus Polyvinylchlorid
bestehenden Polymer-material, bei dessen Durchführung man aus dem ganz oder vorwiegend aus
Polyvinylchlorid bestehenden, bei Zimmertemperatur in unverstärktem Zustand starren Polymermaterial
in Form einer Lösung in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel oder in Form eines
Gemisches aus einer Lösung in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel und einer Dispersion und
Fasern eine im wesentlichen homogene teigartige Masse herstellt, worauf diese Masse in dünnen
Schichten auf einem Kalander zu einer Platte aufgebaut wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Polymermaterial verwendet wird, bei dem wenigstens 5 Gewichts-% des eingesetzten Polymermaterials
aus einem Vinylchloridhomopolymeren mit einem K-Wert von 40 bis 45 bestehen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Polymermaterial ein Gemisch aus
A) 15 bis 25 Gewichtsteilen Vinylchloridhomopolymer mit einem K-Wert von 40 bis 45 und
B) 85 bis 75 Gewichtsteilen Vinylchloridhomopolymer mit höherem Molekulargewicht als A)
verwendet wird.
Ein Verfahren zur Herstellung derartiger Platten besteht darin, daß man eine Mischung aus dem
hitzeerweichten thermoplastischen Material und Fasern auf einem Mehrwalzenkalander, durch welchen die
Dicke der Platte fortlaufend vermindert wird, auswalzt Dabei erhält man Platten, in denen die Fasern
vollständig verteilt und in der Ebene der Platte ausgerichtet sind. Wegen der hohen Schmelzviskosität
von geschmolzenen thermoplastischen Polymeren, die eine übermäßig starke Bearbeitung der Mischung
erfordert, erfolgt eine erhebliche Schädigung der Fasern. Es ist daher nicht möglich, auf Ziehkaisidern
faserverstärkte Platten aus Polyvinylchlorid herzustellen, wenn das Polymere nicht vorher mit einem
Weichmacher vermischt worden ist, wobei jedoch dann die Platte nicht mehr starr ist.
In der GB-PS 10 14 611 werden thermoplastische
Massen zur Herstellung von Formkörpern aus Vinylchloridhomopolymerisaten
beschrieben. Daß der K-Wert des thermoplastischen Polymerisats eine Rolle
spielen kann, ist in dieser GB-PS nicht erwähnt.
Die US-PS 29 96 411 betrifft mit Nadeln gesteppte
Watten, die anschließend mit hitzehärtenden Harzen imprägniert werden.
In »Modem Plastics«, Oktober 1957, werden auf den Seiten 133 bis 142 die wechselnde Festigkeiten von
Faserverstärkungen beschrieben, wobei eine a- mit einer b-Orientierung verglichen wird.
Keine dieser Literaturstellen trägt zur Lösung des Problems bei, eine starre Platte herzustellen, die ganz
oder überwiegend aus Polyvinylchlorid besteht, wobei die Platte eine ausgezeichnete Formbeständigkeit und
Wärmestabilität besitzt und sich in einfacher Weise herstellen läßt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine starre Platte aus einem ganz oder vorwiegend aus
Polyvinylchlorid bestehenden Polymermaterial, das bei Zimmertemperatur in nichtverstärktem Zustand starr
ist und Verstärkungsfasern enthält, dadurch gelöst, daß wenigstens 5 Gewichts-% des polymeren Bestandteils
aus einem Vinylchloridhomopolymeren mit einem K-Wert von 40 bis 45 bestehen und die Fasern alle oder
im wesentlichen alle in der Ebene der Platte liegen.
Der K-Wert wird definiert als 1000 k. k wird durch die Beziehung
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