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Verfahren zum Verbessern der Eigenscnaften von @unststoffen, insbesondere
von Thermoplssten ie Erfindun@ betrifft eiii Verfahren @um \Terbesern der Li@ensc@@@ten
von Kunststoffen, insbesondere von @@e@@o@@@sten lurch Metalloxyde al Zusatzstoffe.
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Es ist be@annt, Metallox de Kunststoffen, resp. Ther-@oplasten beizumischen.
So wurden z.B. bereits Eisenoxyde in @eringen Men@en Kunststoffen bzw. Thermopla-@ten
bei@emengt um diese zu färben. Gleichsam ist es bexannt, Polyestern Antimontrioxyd
oder Aluminiumhydroxyd zuzusetzen um eiu flammwidri@es Vechälten des Kunststoffes
zu erzielen.
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Weiterhin ist es be@annt, Titandioxyd a Kunststoffen zul stabilisierung
zuzusetzen.
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Auch ist es bekannt Siliziumdioxyd sog. Plastisolen zur Erzielung
thixotroper Eigenschaften beizumischen.
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Alle diese Stoffe werden jedoch in relativ kleinen Mengen, bezogen
auf das Gesamtgewicht der Fertigmischung, zugegeben. lis ist ferner bekannt, größere
Mengen von anderen Zusatzstoffen Kunststoffen bzw. Thermoplasten als Füllstoff zuzugeben.
So wird beispielsweise Thermoplasten zur Verbilligung der Rezeptur Kreide zugemischt.
Allerdings werden durch derartige Zusätze wesentliche bigenschaften des Kunststoff
es verscflechtert.
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Auch ist; es be@annt, zur Erhöhung der Festigkeitseigensc@aften der
Kunststoffe faserartige Stoffe wie Asbestfaser, Glasfaser oder Naturfasern zuzumengen.
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Fer@er ist es bekannt, Thermoplaste;i, insbesondere PVC zum Teil sehr
kostspielige Zusatze wie Cleitmittel und Stabilisatoren zum Zwecke der besseren
Verarbeitbarkeit zuzu@eben. Auch diese Verarbeitungshilfsstoffe beeinträchtigen
wesentliche Eigenschaften der Kunststoffe und sind überdies teuer.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zusatzstoff zu finden,
der billig in der Beschaffung ist und dadurch zu einer Ermä#igung er Rezepturkosten
führt sowie die Eigenschaften der Kunststoffe bzw. Thermoplaste nicht beeinträchtigt
sondern ihre Verarbeitbarkeit und sonstigen Eigenschaften verbessert, wie z.B. die
lineare Wärmeausdehn@ng te-absetzt, die Temperaturstandfestigkeit erhöht, das Brandverhalten
giinstig beeinflußt, die Witterungsstabilität erhöht.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß dem Kunststoff Eisenoxyde in
Mengen von mehr als 5 % , zweckmäßig 15 bis 40 % des Gesamtgewichtes der Fertigmischung
, je nach den erwiins hter Eige@schaften, die man erreichen will, als Zusatz- und
F@illstoff zuge eben werden.
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Eisenoxyd ist billig zu beschaffen, Ja es lls. @b@@llprodukt in gro#en
Mengen z.B. bei er Aufbereitung von eise@haltigen Abfallösungen anfällt. Ferner
ist es praktisch chemisch neutral.
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Es wurde wei-terhin gefunden, dan entgegen dea Erwartunen und Erfahrungen
mit anderen Füllstoffen durch die Zumischung von Eisenoxyd die Zugfestigkeit von
Kunststoffen nicht herabgesetzt wird. Dies ermöglicht die wirtschaftliche Herstellung
von mit Zuschlagstoffen versehenen Kunststoff-Formkörpern, die Druck-, Zug-und/oder
Scherkräften unterworfen werden, wie beispielsweise Druckrohre, Profile, Platten
usw.
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Außerdem wurde gefunden, daß die Wärmest@ndsfestigkeit von Formkörpern
erhöht wird, wodurch die max.
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Anwendungstemperatur um ca. 5 bis 20 0C heraufge,-setzt werden kann.
Derartiges konnte bisher nur unter relativ hohem Kostenaufwand durch chemische Modif
izierung erreicht werden.(z.B. Nachchlorierung von PVC).
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Überraschend ergaben Versuche, du# auch die lineare Wärmeausdehnung
erheblich reduziert wird. Bekanntlich beträgt die Wärmeausdehnung von Kunststoffen
ein Vielfaches der Wärmeausdehnung anderer Baustoffe wie
beispislsweise
Sta@l, Beton, Glas. Durch das erfind@@ sgemä@e Verfahren kann @e nach !!:enge des
eingesetzten Eisenoxydes die lineare Wärmeausdelinung des Kunststof@es um ca. 10
bis 60 % verringert werden wodurch der Kunststoff sich an@eren Baustoffe@ insichtlich
sei@er Wärmeausdehnung annähert.
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Auch eh @änsti@e@es Prandverhalten des Wnststoffes vird erreic@t.
@rondversuche ergaben, da# Formkörper ein @chrf@@@es des erwarteten St@ndvermögens
@@@wiesen. Es vird vermutet, da# dieser Vorteil auf eine Versinterung les Eisenoxydes
zuräckzufähren ist. Auch trat d@s ger@rcltete Abtropfen und Ru#en von Kunststoifen
Leim Erandversuch nicht auf. ei Prandve@@@@. en @it PVC wurde au#erdem eine Verringerung
der freiverdenden Chlorwasserstoffgasmenge beobachtet. Dies könnte darauf zurückgeführt
@erde@, da# Lisenox@d Chlorwasserstoffgas chemisch bindet oder adsorbiert.
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@@@@@@ vurde ras@ estellt, da# der Bevitterungswiderstand, ins@e@@@dere
die UV-Stabilität heraufgesetzt @ird. Dies steht den Erwartungen insofern entgegen,
als @isen@@sät@e, die Kunststoff-Zersetzung katalytisch @er@@i@@@@e@ sollen.
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Desweiteron wurde beobachtet, da2 die Verar@eitung von Aunststo@@en,
insbesondere von Thermo@lasten vorbesseit wird. So haben beispielsweise Versuche
orgeben, da bei er Extrusion von PVC-Rohren die üblic. en Schnec@enabzeichnungen
im Rohrinneren fast vollständi@ vermieden werden konnten. Gleichzeitig konnte die
@en@e kostspieliger Stabilisatoren und Gleitmittel Le@abgesetzt erden. vi der Extrusion
von Pl@t@en über Breitschlitzd@sen konnte die Tendenz z@m Anbrennen der Plat@enränder
am Werkzeug herabgese zt werden.
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Im übrigen wird durch das vorgeschlagene Verfahren die Aussto#leistung
der Form@ebungsanlagen wie Extrusions- oder Epritzgu@maschinen erhöht.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist es zweckmä#ig Eisenoxyde
u verwenden, die eine Korngröße unter 5 u, vorzugsweise 0,5 bis 10 u aufweisen.
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Ferner ist es vorteilhaft, Eisenoxyde zu verwenden, die durch Pyrolyse
aus Eisensalzen oder Eisensalzlösungen, vorzugsweise im hochturbulenten Gasstrom,
erzeugt werden. ts hat sich überraschend herausgestellt, daß bei derartigen Oxyden
die eingesetzte enge wesentlich erhöht werden konnle. Dies wird darauf zurückgeführt,
daß im turbulenten Gasstrom Teilchen in besonders kleiner Grö#e und vernetzter Struktur
erzeugt werden. besonders vorteilhaft ist es, zur Verbesserung der Eigenschaften
von Formkörpern auf PVC-Pasis diesen 25 bis 35 % Eisenoxyde bezogen Auf das Gesamtgewicht
der Fertigmischung zuzusetzen.
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Als besonders günstig hat es sich erwiesen, Fe2O zu verwenden.
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Um den Rezepturpreis der Kunststoffe herabzusetzen, ist es zweckmä#ig
für die Herstellung des Eisenoxydes verbrauchte Beizlösung oder Abfallösungen des
chemischen Erzaufschlusses zu verwenden.
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Man kann ferner vor oder nach der Pyrolyse der Eisenoxyd bzw. der
seiner Erzeugung zugrunde liegenien @ubstanz, andere Zuschlagstoffe wie Chloride,
Sulfate, Karbonate, Nitrate, Phosphate oder Silikate zusetzen, die eine zusätzliche
kunststoffverarbeitun@sfördernde oder eigeJschaftsverbessernde Wirkung bringen.
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Durch Zusatz solcher Stoffe vor der Pyrolyse im turbulenten Gasstrom
wird ferner eine innige Vermischung
dieser Stoffe mit dem Eisenoxyd
und damit eine besonders gleichmä#ige Verteilung erreicht.
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@ierdurch kann ie Menge der zugesetzten Verar@eitungshilf smittel
herabgesetzt werden.
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Aus diese) Ma@nahmen resultiert eine weitere Rezepturverbilligung
bei gleichzeitirer Produktverbesserung. in weiteres Merkmal dieser Erfindung ist
die geeinsame Verwendung von Eisenoxyd und faserigen Zuschlagstoffen organischer
oder a-orgalischer Herkunft.
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Eisenoxyde, insbesondere Fe2O3 können auch vorteil@aft Elastomeren,
insbesondere künstlichem und natürlichem Kautschuk z.B. Silikonkautschuk wie auch
Kautschuk- und Kunststoffschaum beigegeben erde, bzw. mit diesen gemeinsam verarbeitet
werden.