DE1959635A1

DE1959635A1 - Schichtstoffaufbau

Info

Publication number: DE1959635A1
Application number: DE19691959635
Authority: DE
Inventors: Wear George H
Original assignee: General Tire and Rubber Co
Current assignee: Aerojet Rocketdyne Holdings Inc
Priority date: 1968-11-27
Filing date: 1969-11-27
Publication date: 1970-06-11
Also published as: FR2024336A1

Description

Schichtstoffaufbau

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schichtstoffaufbau, der Schichten aus Glasfasermatten, die mit einem gehärteten, hitzehärtbaren Harz getränkt sind, enthält, die zwischen Folien aus einem thermoplastischen Harzmaterial liegen. Ein solcher Aufbau besitzt die Biegefestigkeit und Hitzebeständigkeit einer mit Glas verstärkten,:hitzehärtbaren Kunststoffolie und zeigt dooh die glatte Oberfläoheubeschaffenhelt von thermoplastischen Gegenständen.

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der laminierten Baustoffe, insbesondere das Gebiet der mit Glasfaser verstärkten, laminierten Kunststoffe und einen neuen und nützlichen Schichtβtoffaufbau.

In der Vergangenheit waren die industriellen Baustoffe auf Holz, Beton und Stahl wegen deren hoher Festigkeit und verhältnismässig einfacher Verwendbarkeit beschränkt« Ba moderne Ent-

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Wicklungsrichtungen in der Bautechnik nach komplizierteren Ausführungen auf solchen verschiedenartigen Anwendungsgebieten, wie Bürohochhäusern, beweglichen Bürounterteilungswänden uti& Raketengehäusen, verlangen, verlieren diese Baustoffe wegen ihrer charakteristischen hohen Verhältnisse von Gewicht zu Festigkeit an Interesse. Die Suche nach neuen Baustoffen mit niedrigeren Gewicht-zu-Festigkeit-Verhältnissen führte zur Entwicklung von Kunststoffen.

Die ursprünglichen Kunststoff-Baumaterialien waren Homopolymere mit unterschiedlichen Molekulargewichten und Vernetzungsgraden, die variierten, um einen Bereich von Festigkeiten zu ergeben. Da die Anforderungen diese Festigkeitswerte überstiegen, brachte die weitere Forschung Mischpolymere, Terpolymers usw. hervor. Andere Ausführungskriterien, wie Härte, Schlagzähigkeit» Bedruckbarkeit, Aufnahmefähigkeit für Farbanstrich und Färbbarkeit zur Verbesserung des Aussehens führten zu weiteren Entwicklungen, wie dem Schichtstoffaufbau. Ein Schichtstoff ist ein Gebilde, das sich aus zwei oder mehr Materialschichten zusammensetzt, die miteinander verbunden sind, wobei jede Schicht die Gesamteigenschaften des Gebildes entweder durch ihren chemischen oder physikalischen Aufbau oder durch ihre physikalische Ausrichtung innerhalb des Schichtstoffes beeinflusst. Schichtstoffe aus Kunststoffen können derart ausgeführt werden, dass sie sehr verschiedenartige Eigenschaften besitzen. Einige weisen eine Mittelschicht aus geschäumtem Kunststoff und Deckfolien aus hartem Kunststoff auf, damit für Schwimmfähigkeit und Abnutzutigsbeständigkeit gesorgt wird, wie sie in der Bootsindustrie erwünscht sind. Andere Schichtstoff e weisen Deckfolien aus klarem, hartem Kunststoff und eine Mittelfolie aus verformbarem, klarem Kunststoff auf, damit für hohe Festigkeit und Durchsichtigkeit gesorgt wird, so dass diese Schichtstoffe als Flugzeugftihrereitz-Verkleidungen verwendet werden können. . -

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Ein anderer Fortschritt waren gefüllte Kunststoffolien. Wohlfeile Füllstoffe, wie Caleiumearbonat, Glasfasern und Filz, ergeben ohne Einbusse an physikalischen Eigenschaften ein Produkt, das einen niedrigeren Preis hat. Beispiele für gefüllte Kunststoffprodukte sind mit Fasern chargierte Vinyl-Fussbodenbeläge und mit Polyester getränkte Glasfaser-Bootsrümpfe.

Kunststoffe gehören zwei allgemeinen Typen an - dem hitzehärtbaren und dem thermoplastischen. Hitzehärtbare Harze sind im allgemeinen feste und harte Stoffe, die eine hohe Hitzeverformungstemperatur aufweisen. Thermoplastische Harze sind im Gegensatz dazu im allgemeinen biegsamer, haben eine niedrigere Biegefestigkeit und eine niedrigere Hitzeverformungstemperatur. Ein Problem im Zusammenhang mit Glasfasern ist, dass sie Gegenständen eine rauhe Oberfläche verleihen, welche die Aufnahmefähigkeit für Druckfarben und Farbanstriche verschlechtert. Überdies ist das Aussehen der Fs&ern selbst an der Oberfläche der Gegenstände unter dem ästhetischen Gesichtspunkt unannehmbar. Ausserdem treten einige Fasern aus der Harzoberfläche heraus und werden so zu Sammlungepunkten für Schmutz und fremde Gegenstände. Diese herausragender. Fasern wirken als Ausgangspunkte für Spannungsrisse infolge von Verwitterung und erlauben das Eindringen von Regenwasser in die Harzgrundmasse, so dass der hydrolytische Abbau gefördert wird. Man hat früher versucht, diese Nachteile zu überwinden und dennoch die durch Faserverstärkung hervorgerufene Verstärkungswirkung beizubehalten, indem man einen Schichtet off auf bau verwendet hat. In der US-Patentschrift 2 805 181 (Groff et al.) wird beispielsweise ein Schichtstoff aus mit Polystyrol getränkter Glasfasermatte zwischen kautsohukmodifizierten Polystyrol-Deokfolien vorgeschlagen. Dies ergibt einen Gegenstand mit glatter Oberfläche, der hohe Schlagzähigkeit und niedrige Hitzeverformungetemperatur aufweist. In der US-Patentschrit 3 026 228 (Robinson et al.) findet sich der Vorschlag, eine Schicht aus einem ther-

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moplastischen Harz zwischen zwei Schichten aus mit wärmehärtbarem Harz getränkter Glasfasermatte zu legen. Dieser Schichtstoff auf bau verhindert zwar den visuellen Nachweis der unansehnlichen Glasfasern; die Aussenoberfläche bleibt jedoch ein mit Fasern gefüllter, wärmehärtbarer Kunststoff mit all den zuvor erwähnten bedenklichen Eigenschaften.

Demgemäss ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Bereitstellung eines Schichtstoffaufbaues, der hohe Biegefestigkeit, hohe Schlagzähigkeit und faserfreie, glatte Oberflächenbeschaffenheit aufweist und zum Bedrucken, Anstreichen usw. geeignet ist.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Schichtstoffaufbaues, in welchem die verstärkenden Fasern visuell nicht unterscheidbar sind, wodurch den daraus hergestellten Gegenständen eine ästhetisch gefällige Oberflächenbeschaffenheit verliehen und ein weiter Bereich von Schichtstofffärbungen ermöglicht wird.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Schichtstoffaufbaues, der leicht einem Verformmnga verfahr en, z. B. dem Formpressen, zugeführt werden kann.

Noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Schichtstoffaufbaues, der hohe Hitzeverformungstemperatur und glatte Oberfläche aufweist.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schichtetoffaufbau, der wechselweise aufeinanderfolgende Schichten aus mindestens einer Schicht aus Glasfasern, die mit einem .hitzehärtbaren Harz getränkt sind, und mindestens zwei Schichten aus einem thermoplastischen, harzartigen Material enthält.

Der erfindungsgemässe Schichtetoffaufbau enthält wechselweise

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aufeinanderfolgende Schichten aus einer mit einem hitzehärtbaron Harz getränkten Glasfasermatte und dazwischenliegenden Schichten aus einem thermoplastischen, harzartigen Material . Der Schichtstoff kann eine beliebige Anzahl von Schichten beliebiger Dicke enthalten. Das Minimum ist eine einzelne Schicht aus einer harzgetränkten Matte, die zwischen einzelnen Schichten aus einem thermoplastischen, harzartigen Material liegt. Das Gewiehtsverhältnis von Glasfasermatte und hitzehärtbarem Harz zu thermoplastischem Harz kann innerhalb des Bereichs von etwa IOO/O bis 30/70 variiert werden, und es kann eine hohe Hitzeverformungstemperatur eingehalten werden, so dass der Schichtstoffaufbau einer grossen Vielfalt von technischen Anforderungen angepasst werden kann. In Betracht kommen Schichten, die dünn genug sind, um als Filme angesehen zu werden, wie Filme aus einem thermoplastischen, harzartigen Material, die eine mit einem hitzehärtbaren Harz getränkte Glasfasermattenschicht bedecken.

Die in diesem Schichtstoffaufbau verwendeten Fasern sorgen für zusätzliche Festigkeit ohne Einbusse an anderen Eigenschaften. Bei Raumtemperatur oder in der Nähe von Raumtemperatur ergeben Fasern aus polymeren Stoffen, wie DAORON (Warenzeichen), mit Erfolg diese zusätzliche Festigkeit. Bei Erhöhung der Arbeitstemperatur verlieren diese Fasern jedoch rasch ihr Verfestigungsvermögen. Ausserdem neigen öie, weil sie ihrer Art nach thermoplastisch sind, dazu, die Hitzeverformungstemperatur des gesamten Schichtstoffes herabzudrücken. Im Gegensatz zu PoIymerenfasera behalten Glasfasern ihr Verfestigungsvermögen über den gesamten, nützlichen Temperaturbereich des Schichtstoffes ohne Veränderung der Hitzeverformungstemperatur bei. Aus diesem Grunde wird die Verwendung von Glasfasern für die vorliegende Erfindung bevorzugt. Die Fasern können von einer der im Handel erhältlichen Endlosfädenarten oder von der Art der zerhackten Fasern sein. Bei Verwendung vonzerhackten Fasern muss Sorgfalt

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darauf verwendet werden, dass nicht so kurze Fasern verwendet werden, dass das YerfestigungBvermögen der Faser ungünstig beeinflusst wird. Bevorzugt sind zerhacktet Pasern, deren Länge mindestens 2,54 cm "beträgt. Es können beliebige längere Fasern bis zu und einschliesslich Endlo&fäden verwendet werden.

Das hitzehärtbare Harz kann ein vemetzter Polyester oder ein Epoxid sein. Beispiele für verwendbare Polyester sind die Umsetzungsprodukte von mehrbasischen Säuren und Anhydriden, z. B. Phthalsäureanhydrid, Isophthalsäure, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhyc.rid, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Chlormaleinsäure und Xtaconsäure, mit Glykolen* wie Äthylen, Propylen und Butylenglyfcolen, Diäthylenglykol, Iriäthylenglykol und Glycerin. Epoxide sind im allgemeinen Kondensationsprodukte aus Bisphenol A und Epichlorhydrin, die mit primären und sekundären aliphatischen und aromatischen Aminen gehärtet werden. Härtungsmittel, die keine flüchtigen Nebenprodukte während der Härtung freisetzen, können zusammen mit diesen verwendet werden.

Der ungesättigte Polyester wird in einem polymerisierbaren Monomeren, wie Triallylcyanuratt Diviny!benzol, Styrol, Diallylphthalat oder Vinylbenzoat, das vernetzende Einheiten für die dreidimensionale Vereinigung dee Polyesterharzes liefert, gelöst. Die beiden Bestandteile Biischpolymerisieren bei Einführung eines freie Radikale erzeugenden Katalysators, wie eines Peroxids. Während des Härtens werden die unversehrten Doppelbindungen, die von der ursprünglichen Säure her in das Harz übernommen worden sind, durph deti freie Radikale bildenden Katalysator geöffnet. Die schliessliche Härtungsreaktion wird als Additionspolymerisation klassifiziert, da keine Nebenprodukte gebildet werden.

Das Polyesterharz, das dae vernetzende Monomere und den freie Radikale erzeugenden Katalysator oder Epoxyharz und Härtungs-

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BAD ORIGINAL

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mittel enthält, wird nach irgendeiner herkömmlichen Methode, z. B. nach einer Vfalzmethode, gleichmäeeig auf eine lasermatte aufgetragen. Die Matte, wird zwischen zwei Schichten aus thermoplastischem, harzartigem Material gelegt, um die ungehärteten Schichtstoffe zu bilden. Nach Wunsch können weitere Schichten von mit Harz getränkter Matte mit Trennschichten aus thermoplastischem, harzartigem Material hinzugefügt werden. Der Schichtstoff ist dann fertig für die schliessliche Härtung in einer Pressform oder einer anderen Hitze und Druck anwendenden Vorrichtung.

Die thermoplastischen, harzartigen Stoffe können entweder in Form von Pulvern oder als Folien vorliegen. In der Pulverform wird das thermoplastische Harz atf der mit Harz getränkten Matte verteilt. Fahrend der nachfolgenden Härtung wird das gepulverte Harz sowohl an die mit dem hitzehärtbaren Harz getränkte Matte gebunden als auch selbst zu einer zusammenhängenden Schicht verschmolzen. In der Folienform vird das thermoplastische, harzartige Material wegen der Leichtigkeit, mit der so die Schichtstoffstruktur aufgebaut werden kann, vorgezogen; Folien aus thermoplastischem, harzartigem Material werden nach VTunsch wechselweise aufeinanderfolgend lediglich auf die Schichten aus mit Harz getränkter Fasermatte gelegt. Viele Arten von thermoplastischen, harzartigen Stoffen können für die Erfindung " verwendet werden; bevorzugt sind diejenigen, die nach herkömmlichen Verarbeitungsmethoden, wie durch Kalandern oder Extrudieren, in Folienform gebracht werden können. Beispiele für solche Stoffe sind Polyvinylchlorid, Polystyrol, Styrol-Acrylnitril-Mischpolyraere, Acrylnitril-Butädien-Styrol (ABS)-Terpolymere, Polyolefine, Nylon, Acetale, Polycarbonate, Polysulfone und Polyphenylenoxid.

Obgleich die Art der Bindung zwinchen den thermoplastischen Harz- und dem hitzehärtbaren Har«schichten nicht vollständig

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aufgeklärt ist, scheint es, dass diese Bindung im allgemeinen mechanisch ist, d. h. eine chemische Vernetzung zwischen den Schichten scheint nicht in merklichem Umfange aufzutreten. Trotzdem sollte zur Förderung einer besseren Bindung und Benetzung an den Berührungsflächen der Schichten ein vernetzendes Monomeres, das mit beiden Harzen verträglich ist, verwendet werden, Beispielsweise können Vinylbenzoat oder Diallylphthalat zusammen mit Polyvinylchloridharzen und monomeres Styrol zusammen mit Verbundstoffen, die Polystyrol enthalten, oder styrölhaltigen Polymeren verwendet werden. Die Bindungsfestigkeit an den Berührungsflächen wird auch dadurch verbessert, dass die thermoplastische, harzartige Folie mit einem Isocyanat überzogen wird, das ansehliessend mit dem hitzehärtbaren Harz gehärtet wird.

Dieser neuartige Schichtstoffaufbau ergibt hohe Zugfestigkeit, hohe Schlagzähigkeit, gute Hitzeetabilität und minimale Schrumpfung. Dieser Aufbau ergibt auch eine glatte, faserfreie äussere Oberfläche für bessere Wetterfestigkeit, Bedruckbarkeit und besseres Farbaufnahmevermögen. Eine derartige Eigenschaftskombination war im Stand der Technik bisher unbekannt. Ausserdem verwischen die thermoplastischen Oberflächen augenscheinlich die Fasern und erlauben daher eir.en breiten Bereich von homogener Färbung des Schichtstoffes. Diese Merkmale erhellen aus den folgenden Beispielen, die dazu gegeben werden, um anzuzeigen, wie die Erfindung praktisch durchgeführt werden kann, aber in keiner Weise als den Erfindungsbereich begrenzend angesehen werden sollen.

B e is pi el 1

Ein Polyesterharz, das Kondensationsprodukt aus 2 Mol Fumarsäure, 1 Mol Isophthalsäure und 3 Mol Propylenglykol,, wurde nach der untenstehenden Formel A kompoundiert:

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ÖAD ORIGINAL

Polyesterharz 100,00 Teile Vernetzendes Monomeres 40,00 Teile

' (Styrol)

Katalysator (tert.-Butyl- 1,00 Teile

peroxid) .

Füllstoff (Calciumcarbonate 100,00 Teile (Calciumoxid) 5»00 Teile

Gleitmittel (Calciumstearat) 5,00 Teile

Ein thermoplastisches Polyvinylchlorid-Grundharz,, das nach der untenstehenden Formel B hergestellt worden war, wurde zu einer 0,889 mm (35 mil) dicken Folie kalandert«

Harz (Vygen ®95» The General

Tire & Rubber Company) 100,00 Teile (Styrol/Acrylnitril-Mischpolymeres) 5,00 Teile.

Stabilisator (Ferro ®1827) 5,00 Teile (Vanetay ^SA) 2,00 Teile

Gleitmittel (Stearinsäure) 0,25 Teile

Ein Schichtstoff wurde erfindungsgemäss aus drei Folien aus dem Ansatz der Formel B, die durch zwei Schichten einer Matte aus 5,08 cm (2 inch) langen, zerhackten Glasfasern, die mit dem Ansatz der Formel A getränkt war, getrennt wurden, aufgebaut. Der Schichtstoff wurde in einer Pressform mit 7minütiger Vorerhitzung und 4mintitiger Härtung bei 176*7° C Platten-Temperatur unter einem Druck von 125 atü (1780 psig.) gehärtet. Der erhaltene Schichtstoff hatte die folgenden physikalischen Eigenschaften:

(1) KerbsohlagzUhigkeit (Izod

Impact ffotohf m-kg/cmj ft.lb/in) 2,20 (4.04) Rockwell R-Härte 115

(2) $> Dehnung 3

(3) Hitzeverformungs- «

temperatur © 18,53 kg/cm „ (264 psi) 180° C

(4) Zugfestigkeit, kg/cm² 878,8 (12 500)

(1) ASTM-Prüfung D-256 (3) ASTM-Prüfung D-648

(2) ASTM-Prüdung D-638 (4) ASTM-Prüfung D-651

Beispiel 2 _x

Das Polyesterharz des Beispiels 1 wurde nach der untenstehenden Formel C kompoundiert:

Hare? 60,00 Teile

Vernetzendes Monomeres 40,00 Teile

(Styrol)

Katalysator (tert.-Butylperoxid) 1,00 Teile

Füllstoff (Calciumcarfconat) 93»00 Teile (Calciumoxid) 5»00 Teile

Gleitmittel (Oalciumstearat) 2,00 Teile

Zwei Schichten einer Matte aus 5,08 cm langen, zerhackten Glasfasern wurden mit dem Ansatz der Formel C getränkt und zwischen drei Folien aus dem Ansatz der Formel B laminiert· Der Schichtstoff wurde in einer Formpresse mit 2minütiger Vorerhitzung und 4minütiger Härtung Dei 176,7⁰O Platten-Temperatur unter einem Druck von 119,5 kg/cm gehörtet. Der erhaltene Schichtstoff hatte die folgenden physiaklischen Eigenschaften:

(1) Kerbschlagz8higk©it (m»kg/om) 2,18

(3) Hitzeverformungatemperatur _

bei 18,53 kg/om² 180° 0

(5) Biegefestigkeit, kg/on»²i;(pei) 1545(22 000)" Biegemodul, kg/cm** χ 10·
(psi χ 10^$5 0,52 (7.4)

(5) ASTM-Prüfung D-790 .,_Λ

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Be i a ρ i e 1 3

Das Polyesterharz des Beispiels 1 wurde nach der untenstehenden Formel D kompoundiert:

Harz 60,00 Teile

Vernetzendes Monomeres

(Styrol) 40,00 Teile

Katalysator (tert.-Butyl-

peroxid) 1,00 Teile

Füllstoff (Calciumcarbonat) 77,00 Teile (Calciumoxid) 8,00 Teile

Gleitmittel (Calciumstearat) 15,00 Teile

Zwei Schichten einer Matte aus 5108 cm langen, zerhackten Glasfasern wurden mit dem Aneatsä der Formel D getränkt und zwischen drei Folien aus dem Ansatz der Formel B, auf die vor dem Laminieren ein dünner Überzug aus einer Isocyanatharz-Mischung (Genelle®The General Tire & Rubber Co.) aufgetragen worden war, laminiert.

Beispiel 4

Ein Schichtstoff wurde aus zwei Schichten einer Matte aus 5,08 cm langen, zerhackten Glasfasern, die mit dem Ansatz der Formel D getränkt worden war, und drei 0,889 mm dicken Folien aue einem Styrol-Methyleiethacrylat-Miechpolymeren hergestellt.

Beispiel 5

Ein Schichtstoff wurde aus zwei Schichten einer Matte aus 5,08 cm langen, zerhackten Glasfasern., die mit dem Ansatz der Formel D getränkt worden war, und drei 0,889 mm dicken Folien aue einem Styrol-Aorylnitril^Misohpolymeren hergestellt.

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Seispiel 6

Ein Schichtstoff wurde aus zwei Schichten einer Matte aus 5 »08 cm langen, zerhackten Glasfasern, die mit dem Ansatz der Formel D getränkt worden war, und drei 0,889 mm dicken Folien aus einem hochschlagfesten Polystyrol-Polymeren hergestellt«

Die Schiehtgefttge der Beispiele 3 Ms 6 wurden dann in einer Pressform unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 2 gehärtet; die physikalischen Eigenschaften von jedem Schichtstoff waren, wie gefunden wurde, die folgenden;

Bei- Bei- Bei- Bei-

(1) Kerbschlag- spiel ,? spiel 4 spiel g s.piel 6 Zähigkeit (m'kg/em) 2,665 ϊ»85 2.015 2,34

(3) Hitaeverformungs- ' temperatur _ © _{Λ ft Λ Λ} 18,53 kg/cm^ 180° ö 180° C . 179⁰Q 160° Ö

(4) Zugfestigkeit,

kg/em⁵ 891 491,5 632 583

(5) Biegefestigkeit,

kg/cm² 1240 808 815 1053

Biegemodul,-

kg/cm^? χ 10⁵ 0,4218 0,4359 0,4008 0,3937

B ei spi e 1 7

Ein Polyesterharz, das Kondensationsprodukt aus 1 Mol Maleinsäureanhydrid, 0,1 Mol Fumarsäure und 1 Mol Propylenoxid, wurde nach der untenstehenden Formel E kompoundiert:

■■■.. ■ ^; .■■■■■ - Ά ' . ·

' . 60,00 Teile

Monomeres

.. ■ ■ .' . 4O₉OO feil©

B±«»Matyl»perbemsoat) 1,00 feil l If )■ . ■ '■ ' .' . S

- 12 ·

24/1S2S

ÖAD ORIGINAL

Zwei Schichten einer Hatte aus 5_f08 cm langen, zerhackten Glasfasern wurden mit dem Ansatz der Formel E getränkt und zwischen drei Folien aus dem Anaatζ der Formel B laminiert. Das Gewichtsverhältnis des Ansatzes der Formel E und des Glases zu dem An* satz der Formel B betrug 50/50. Der Schichtstoff wurde unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 2 gehärtet; der Schichtstoff wies die folgenden physikalischen Eigenschaften aufj

(1) Kerbßchlagzähigkeit (m»kg/cm) 4,19

(3) Hitzeverformungstemperatur

©, 18,53 kg/om^z 175 0

(4) Zugfestigkeit, kg/cm² 844

(5) Biegefestigkeit, kg/cm² 1138-Biegemodul, kg/cm χ 10^ 0,351

Beis-piel 8

Das Polyesterharz des Beispiele 7 wurde gemäße der untenstehenden Formel F kompoundiert:

Harz 60,00 Teile

Vernetzendes Monomereβ .

(Diallylphthalat) 40,00 Teile

Katalysator (tert.-Butyl-peroxid) 1,00 Teil Füllstoff (Oalciumcartoonat) 100,00 !Peile Gleitmittel (Calciumstearet) 5,00 Teile

Ein Schichtstoff, der wechselweise aufeinanderfolgende Schichten von Matten aufi 5,08 cm langen, zerhackten Glasfasern, die mit dem Harz F getränkt waren, und Folien aus dem Ansatz der Formel B enthielt» wurde bei verschiedenen Glasfaser- und— F/B-Verhältniesen hergestellt« Die Anzahl der Schichten der Matte und des Ansatzes der Formel B wurden zur Ereielung dee gewünschten Verhältnisses variierts jedoch wiesen die Schioht-

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stoffe in jedem Beispiel Beckfolien aus dem Ansatz der Formel B auf. Jeder Schichtstoff wurde unter ähnlichen Bedingungen
wie in Beispiel 2 gehärtet. Die Tabelle I zeigt, wie die physikalischen Eigenschaften, hauptsächlich die Hitzeverformungs« temperatur, mit dem Verhältnis von Glasfaser und hitzeMrt·*
barem Harz zu dem thermoplastischen, harzartigen Material variieren.

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BAD ORIGINAL

Tabelle I

$> Glasfaser und P/B 75/25 65/35 59/41 40,5/59,t 30,5/69,5 13,6/86,4
(1) Serbschlagzähigkeit 2,80 2,50 3,21 .1,634 1,605 1.246

(5) Hitsseverfoiminge- 170⁰C 170⁰O 170⁰C 17O⁰C Η8°σ 8O⁰C
temperatur M ,
18,53 kg/cm²

(4) Festigkeit, kg/cm² 569 633 689 527 548 619

OO ΙΌ,

iö Vii

CD CD CO

B eist) 1 el 9

Sin Polyesterharz, das Kondensat!onsprodukt auß 1 Mol Maleinsäureanhydrid und 1 Mol Propylenexid wurde gemäss der untenstehenden Formel G- kompoundiert:

Harz 100,00 Teile

Vernetzendes Mönomeres

(Diallylphthalat) 50,00 !Peile

Katalysator (tert.-Butyl-

peroxid) 1,50 Teile

Füllstoff (Silene EF) 10,0 Teile

Eb wurden zwei getrennte Schichtstoffe hergestellt, von denen jeder aus zwei Schichten einer Glasfasermatte aus endlosen Fäden, die mit G imprägniert war, Äwiechen drei Folien von B aufgebaut war, von denen der eine ein Verhältnis von 69,5 $> Matte und G zu 30,5 # B und der andere ein Verhältnis vom 79 # Matte und G zu 21 $ B aufwies. Die beiden Schichtstoffe wurden unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 2 gehärtet, dann in Wasser 6 Stunden lang gekocht und 2 Stunden lang bei 149° 0 getrocknet. Die physikalischen Eigenschaften von jedem Schichtstoff betrugen, wie gefunden wurde:

69,5 t Matte und 79 % Matte und G/30,5 # B 0/21 ^ B

(1) Kerbschlagzähigkeit

(m-kg/cm) 1,578 1,305

(2) io Dehnung 3 3

(3) Hltzeverformungs-

/temperatur tä _{A A}

18*53 kg/om^ 1$0° 0 80° 0

(4) Zugfestigkeit,kg/cm² 724 632

(5) Biegefestigkeit, kg/ca² 1090 1020 Eiegemodui, feg/cm² & 10^ 0,33 0,33?

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SAD ORIGINAL

Beispiel 10

Baa Polyesterharz des Beispiels 9 wurde gemäss der untenstehenden Formel H kompoundiert!

Harz 100ι00 Teile

Vernetzendes Monomereβ

(Styrol) 50,00 Seile

Katalysator (tert. -Butyl··

peroxid) 1,50 Teile

Füllstoff (Silene%F) 10,00 Teile

Zwei getrennte Schichtstoffe wurden hergestellt, von denen jeder aus zwei Schichten einer Glasfasermatte aus Snäloefäden, die mit H getränkt worden war, »wischen drei .Volien aus S aufgebaut wurde und von denen der eine 76 # Matte und B und 24· # B und der andere 71 »6 $> Hatte unc. H und 28,4 $ B enthielt» Die beiden Schichtstoffe wurden unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 2 gehärtet, dann in Vaoaer 6 Stunden lang gekocht und 2 Stunden lang bei 149° 0 getrocknet. Sie physikalischen Eigenschaften von jedem Schichtstoff betrugen, wie gefunden wurde:

76 $ Matte und 71,6 # Matte und H/24· 9& B H/28,4 $ B

(1) Kerbschlagzähigkeit

(mvfcg/cm) 1,36 0,707

(2) $, Dehnung 5 3

(3) Hitzeverformungs-

temperatur „α _{Λ Λ}

18,53 kg/cm² 150° 0 131° 0

(4) Zugfestigkeit, kg/cm² (ί89 640

(5) Biegefestigkeit, kg/cm² 6101 1010 Biegemodul, kg/cm² χ 10⁵ 0,323 0,3375

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'Beii-Bl.il 11

Dae Polyesterharz des Beispiels 9 wurde gem&ss der untenste* henden Formel I kompoundiert:

Harz 100,00 Teile

Vernetzendes Monomeres

(Styrol) 5Ö,QO Teile

Katalysator (tert.-Butylperoxid) 1,50 Teile Füllstoff (Silene EF) ΐθ,00 Teile

Ss wurden zwei getrennte Schichtetoffe hergestellt, von denen jeder aus zwei Sohiehten einer Glasfasermatte aus Endlosfäden, Sie mit Ϊ getränkt worden war, zwischen drei Folien aus B aufgebaut wurde, und von denen der eine 71 $> Matte und I und 29 $ B und der andere 78 $> Matte und I und 22 # B enthielt. Die beiden Schichtstoffe wurden unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 2 gehärtet, dann in Was ει er 6 Stunden lang gekocht und 2 Stunden lang bei 149° 0 getrocknet. Die physikalischen Eigenschaften Von jedem Schichtstoff betrugen j wie gefunden wurde*

71 9» Matte und 78 $> Matte und 1/29 $ B T/22 # B

(1) KerbschlagzShigkeit (m*kg/cm)

(2) i» Dehnung

(3) Hitzeverformungstemperatur « Φ 18,53 kg/cm

(4) Eugfestigkeit, kg/cm²

(5) Biegefeetigtoit, kg/om² Biegemödul, kg/cm χ 10

BAD ORIGlNAl.

0,522	0,3022
3	2
131'° 0	85° C
576	668
1055	1055
O₅ 344	0,323

B e i s ρ 1 e 1 12

Baa Polyesterharz des.Beispiele 1 wurde gemäß8 der untenetehenden Formel J kompoundiert*

Hare - 100,00 Teile

Ter&etzendes Monomereβ

(Styrol) 20,00 Teile

Katalysator (tert.-Butyl-
» peroxid) 1,00 Teil

füllstoff iOaleiumcarbonat) 120,00 Teile lCalciumoxid) 3*00 Teile

Gleitmittel (Calciumstearat) 5»00 Teile

Ein Schichtstoff wurde aus einer Schicht einer Glasfasermatte aus Endloefäden, die mit J getränkt worden war, und zwei Folien eines kalandrieren Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)·· Terpolymeren in einem Verhältnis vom 40 # Matte und J zu 60 # ABS-Terpolymerem aufgebaut· Ber Schichtstoff wurde in einer Pressform bei 5minütiger Vorerhltaung und einer 5miniltigen Härtung bei einer Plattentemperatur von 171 »1° C und unter einem Druck von 35» 1 kg/cm gehärtet. Ber Schichtstoff hatte die folgenden physikalischen Eigenschaften*

(1) Kerbschlagzähigkeit

(m· kg/cm) 6,04

Hockwell R-Härte 8,9

(3) HitzeverformungBtemperatur _ @ , 18,53 kg/cm* 151° 0

(5) Biegefestigkeit, kg/cm² 598 Biegemodul, kg/cn² χ 10^ 0,211

Beispiel 13

Ein Epoxyharz, das Kondensationsprodukt mm Bisphenol A

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Ejpiehlorhydrin, wurde gem&se der untenstehenden formel K kornpöundiert s

Hare 100,00 Teile

H&rtungemittel (DiSthylen-

tetraamin) 8,00 Teile

Füllstoff (Oalöiumoarfconat) 100,00 Teile (Kieöeleäurepulirep) 5,00 Teile

Schichtstoffe, die abwechselnd aufeinanderfolgende Schichten von Matten aus 5,08 em langen, zeraackten Glasfasern» die mit dem Ansatz der Fossae!*K getränkt worden waren, und Folien dee Ansatzes der Formel B entldeltet i«ü7äeii fcei zwei Ölaefaser- und« K/B-tetliaitniesen, nämlich 30/70 und 80/20, Hergestellt, Andere Schichtet of fe, die wechselweise a ifeinanderf olgende Matten aue 5,08 em langen,¹ zerhackten Glasfasern, die mit dem Ansatz der Formel K getränkt worden waren, uid Folien aus einem 0,889 im dicken Acrylnitril-Butadien-StyroL (ABS)-Terpolymeren enthielten, wurden /bei zwei Glasfaeer* uid -K/ABS-Verli&ltnieeen, nSmlich 30/70 und 80/20, hergestellt. Die Schichtstoffe wurden unter ähnlichen Bedingungen wie ii Beispiel 2 gehärtet« Die physikalischen Eigenschaften von jedem Schichtstoff werden in der untenstehenden Tabelle II geaaigts

T a I) el L e II

Glasfaser und ΊΚ/Β gl^gfaser \xn& K/ABS 30/70 80/20 30/70 80/20

(5) Hitzeverformunge-

temparatur ^ _{Λ Λ Λ Λ}

18,53 kg/cm^" 126⁰C HO⁰O 103⁰O UO⁰O

ISO . ■ I¹O₃

)»295 ■ ' 0,647 Ο,1β9

9 8 24/iß 9-

BAD

Die neuen Schicht stoffe der vorliegenden Erfindung weisen hohe Festigkeit und eine hohe Hitseverformungetemperatur zusammen mit einer Oberfläche auf, die glatt ist und leicht angestrichen« bedruckt usw. werden kann« Eine derartige Eigenschaft ekooibi» nation in einem faeerverstSrkten Kunststoff «Schichtstoff war bislang unbekannt} die vorliegende Erfindung bereichert also die Technik mit einer bedeutenden Errungenschaft.

Pur den Fachmann liegt es ohne weiteres auf der Band» die oben·· beschriebenen, bevorzugten Ausführungsformen abzuwandeln» um die Erfindung einer grossen Vielfalt von Problemstellungen
anzupassen, ohne dass von den Gruadlehren der Erfindung abgewichen wird. Der Erfindungöbereioh sollte daher durch die obenstehende Beschreibung nicht begrenzt werden« sondern nur
die beigeschlossenen Ansprüche im Lichte der bevorzugtem Aue· ftihrungsformen bestimmt werden«

009824/1929

Claims

0Τ-485-Ρ 27. November 1969

Gehärteter Schichtstoffaufbau, der hohe Festigkeit, eine hohe Hitzeverformungstemperatur und eine glatte Oberfläche aufweist, enthaltend wechselweise aufeinanderfolgendeJ Schichten aus mindestens einer mit einem hitzehärtbarem Harz getränkten Faserschicht und mindestens zwei Schicht ei? aus einem thermoplastischen« harzartigen Material«

2. Gehärteter Sohiehtstoffaufbau mach Anspruch 1 * dadurch gekennzeichnet» dass das genannte hitzehärtbare Harz ein Polyester und/oder ein Epoxid ist und das genannte thermoplastische» harzartige Material Polyvinylchlorid, Polystyrol , Styrol~Aorylnitril-Misohpolymere, Acrylnitril«Butadien-Styrol (ABS)*-1!erpolymere, Polyolefine, Hylonf Acetale, Polycarbonate, Polysulfone und/oder Polyphenylenoxid ist.

3. Gehärteter Sdhiohtstoffaufbaii naoh Anspruch 2, dadurch gekemnzeiohnet, dass das gen&innte Polyesterharz eine Mi-80hung aus einem Polyester, der durch umsetzung zwischen einer mehrbasischen Säure oder einem Anhydrid au@ der Gruppe Phthalsäureanhydrid, Isophthalsäure_f letrahydro» phthalsäureanhydrid, HexahydröphthalsäurasÄäydrid, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Chlormaleinsäm'e, Itaoonsäure und Mischungen daraus und einem CKLykol aus der Gruppe Xthylenglykol, Propylenglykol, Butylenglfkol, 3iäthyl@m« glykol, OJriäthylenglykol, Glyeerin und Misöhurigen daraus hergestellt wurden ist, ein

BXiB der Gruppe Triallyloyamirate

Diallylphthalat ιιηά ?inylb©ng;eat nnü 9i&am f^©i@ Rafiikalö

BAP ORIGINAL

gekennzeichnet, dass ein Überzug aus einem Xeooyanatharz auf die Oberflächen der genannten Schichten aus einem thermoplastischen, harzartigen Materiel aufgebracht ist, die zur Verbesserung der Berührungsflächen Bindungsfestigkeit an die genannten Schichten aus einer mit einem hitzehftrtbaren Harz getränkten Pas ermatte gebunden sind.

5. Gehärteter Schicht st off auf bau nach Anspruch 1, dadurch g"... m^ichnet, dass das genannte thermoplastische^ harzartig. Material auf den ungehärteten Schichtstoff in Form eines Pulvers aufgebracht worden ist.

6. Gehärteter Schichtstoff auf bau nach Anepruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte thermoplastische, harzartige Material auf den ungeliärteten Schichtstoff in Form einer Folie aufgebracht worden ist·

7· Gehärteter Schichtstoff auf bau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Epoxyharz eine Mischung aus einem Epoxid, das durch Umsetzung zwischen Bisphenol A und Epiehlorhydrin hergestellt worden ist, und ein organisches Amin-Härtungsmittel enthält·

8. Gehärteter Schicht st off auf bau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Fasern zerhackte Glasfasern sind.

9. Gehärteter Schichtstoffaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten lasern endlose Glasfaden sind»

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GT-485-F

10. Gehärteter Schichtstoff auf bau mit hoher Hitzeverformungsteraperatur, enthaltend wechselweise aufeinanderfolgende Schichten aus mindestens einer mit einem hitzehärt'baren Harz getränkten Faserschicht und mindestens zwei Schichten aus einem thermoplastischen Material, wobei das prozentuale Verhältnis des Gewichtes des genannten thermoplastischen Materials zu dem kombinierten Gewicht des genannten hitzehärtbaren Harzes und der genannten Faserschichten im Bereich von 0/100 bis 70/50 liegt.

ßAD ORIGINAL - 24 -

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