DE2154316A1

DE2154316A1 - Korper aus mit Füllstoffen gefülltem Kunststoff

Info

Publication number: DE2154316A1
Application number: DE19712154316
Authority: DE
Inventors: Guido Maria Enzersdorf Schumy (Osterreich) P
Original assignee: TERRANOVA IND GmbH
Current assignee: TERRANOVA IND GmbH
Priority date: 1970-11-10
Filing date: 1971-11-02
Publication date: 1972-05-25
Also published as: FR2113756A5; IT941106B; DE2154316B2; DE2154316C3

Description

Patentanwälte „ . - . _fi

Dr. Ing. H. Negendank 21 O 4 O J

Dipl. Ing. H. Haudc Dipl. Phys. W. Schmitz ' '· ^Nov·

2 Hamburg 36 Neuer Wait 4t

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jia. Sorranova-Iiiduatrifc! Gesellschaft m.b.H., in tf i e η

Körper aus mit Mllstoff en gefülltem Kunststoff,

Die Erfindung betrifft einen Körper aua mit !füllstoffen gefülltem Kunststoff.

Abgesehen davon, daß Kunststoffe mit völlig inerten oder oberflächenaktiven füllstoffen» die eine bessere Bindung mit dem Kunststoff eingehen, gefüllt sein können, sind Kunststofferzeugnisse bekannt, in denen als Füllstoff allein oder in Kombination mit sonstigen inerten Jüllern entflammungshemijiende oder selbstlösohende Produkte eingebracht sind. Diese entflammungshemnienden oder selbstlöschenden Stoffe wirken entweder ciuroh .Freisetzung von entflammungshindernden Gasen und Dämpfen oder durch Wärmeentzug und damit Abkühlung der brennbaren Umgebung unter den Entflammungspunkt ·

Mit dieser Maßnahme kann wohl eine Verhinderung oder Erschwerung der Entflammung sowie ein Hinauszögern des Brandbeginnes erreicht werden, doch geht bei längerer Erhitzung die

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Wirksamkeit verloren und der Kunststoff verhält sich wie ein mit inerten Produkten gefülltes Erzeugnis ; entsprechende Zusätze verzögern wohl das Entflammen, doch durch Hitze kann der gesamte Verband zerstört werden.

Es sind welters Kunetstofferzeugnleae bekannt, die mit unbrennbaren und/oder mit "bei Bränden üblicherweise auftretenden Temperaturen nichtschmelzenden Bewehrungen gefüllt sind« Die Bewehrungen können faaerförmig (ss.B. Glaswolle, Asbest) oder drahtförmig (z.B. Elsen, entsprechend andere Metalle) sein oder sonstige Formen aufweisen, die ein nach dem Abbrennen oder Erweichen des Kunststoffes verbleibendes Gerüst liefern.

Der Nachteil derartiger Kunststofferzeugnisse liegt jedoch darin, daß bei Hitzeeinwirkung die Bntf lammung und das Ί?βit erbrennen über ihre gesamte Sicke nioht behindert wird. Bei Metallbewehrungen wird durch die gute Wärmeleitfähigkeit das Erhitzen der inneren Seile sogar gefördert. Bei Abbrennen der Kunststoffmasse verbleibt wohl ein Gerüst, daa aber keine oder durch mechanische Verflechtung oder Vernetzung nur schwache Bindung

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aufweist. Bei Verwendung von Metallen kann zwar ein z.B. durch Verschweißung gebildetes Gitter oder mit entsprechend anderen Bindungen zwischen den einzelnen Bewehrungselementen versehenes System eingebracht werden, das aber beim Erhitzen einen Pestigkeitsabfall erleidet, woduroh die mechanische Beanspruohbarkeit des verbleibenden Produktes ganz wesentlich herabgesetzt wird.

Die industrielle Fabrikation von Kunststofferzeugnissen» insbesondere Duro- und Thermoplasterzeugnissen im voll- und halbautomatischen Preß-, Gieß-, Spritzpreß- oder äpritzgießverfahren für sämtliche Anwendungsbereiche und ■Vorfertigungstechniken der modernen Industrie und insbesondere im Bauwesen verlangt immer nachhaltiger eine IL chstbeanapruchbarkeit nach DIlT 53 459 und 4102 für Glut- und Hitzeformbeständijkeit.

Aufgabe der Erfindung ist nun die Beseitigung der den gefüllten Kunststoffkö'rpern bisher anhaftenden Nachteile, indem vornehmlich die Bildung eines festen, vor allem mechanisch beanspruchbaren Gerüstes im gefüllten Kunststoffkörper während dea Srhitzungsvorgangea BOv»ie die Ausbildung einer dichtenden Schicht beim Erhitzen oder Abbrennen der oberflächenächsten Kunststoffanteile und

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damit die Verhinderung des i/eiterbrennens angestrebt wird.

Der Körper aus mit Füllstoffen gefälltem Kunststoff ist nun erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstoffe sinterfähig ainä und nach der Sinterung bei zumindest teilweiser Verbrennung bzw. thermischer Zersetzung des Kunststoffes ein widerstandsfähiges Gerüst bilden.

Der erfindungsgenäß erzielbare Vorteil besteht darin, daft die -"'üllstoi'fe bei starker u- bzw. Hitzeeinwirkung bis mindestens ungefähr 1000 G dem progressiven Pestigkeitsabbau des gefüllten Kunststoffwerkstückes auf Grund der fortschreitenden Zerstörung der KunstharzbindemittelkOivponente, durch endotherme Entstehung emailleartiger Sinterungs^rodukte entgegenwirken. Dadurch wird eine echte Verbesserung, insbesondere der mechanischen Eigenschaften im Sinne der NormbeStimmungen erhalten.

Eine weitere Erhöhung der Festigkeit des während der Erhitzung oder des Abbrennens des gefüllten Kunststoffes entstehenden bzw. nach Erhitzung oder Abbrennen desselben verbleibenden

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gesinterten Gerüstes kann dadurch bewirkt werden, da3 der Chemismus der Komponenten so gewählt wird, daß erfindunrsgemüß die Pilllstoffteilchen an den Berührungspunkten e ine hoohviskose Schmelze bil-

Um einen lückenlosen Ersatz des den Jiunktionsausfall des organischen Bindemittels bedingenden ,/ertverlustes an chemischen und mechanischen JIj ensehaften des gefüllten Kunststoffkörpers im Brandfalle durch Bildung einea Widerstandfähigen anorganischen Gerüstes zu erhalten, ist es unbedingt erforderlich, daß die Sinterung der liillstoffe bereits bei Temperaturen einsetzt, bei welchen das Kunstharzbindemittel sich thermisch zu zersetzen "bzw. zu verbrennen beginnt. Da die Sinterungstemperatur der verwendeten !Füllstoffe meist wesentlich hoher liegt als die Zersetzungstenperatur des Kunstharzbindemittels, ist es erfindungsgemäß besonders vorteilhaft, daß die Füllstoffe in ein die ointerungstemperatur senkendes eutektisohes QeniQiiQe oder ein Gemenge, dessen Zusammensetzung annähernd ein Butektikum bildet, enthalten.

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Damit bei Hitzeeinwirkung Jedenfalls eine entsprechende mechanische Mindestfestigkeit des gefüllten Kunststoff körpers gewährleistet ist, bzw.

um Informationen des gesinterten Körpers auch bei höheren Temperaturen durch von außen einwirkende Kräfte zu verhindern, sollen die füllstoffe vorzugsweise ein-e geringe Wärmeleitfähigkeit haben, damit der in einem solidus-liqaiduasolidus Prozeß ablaufende Sinterungevorgang in den äußeren Zonen schon eintritt, bevor die inneren Partien bia zur Zeraetzungatemperatur des Kunststoffes erhitzt werden«

Vorzugsweise stellen die füllstoffe ein binäres odttf polynäres Gemenge anorganischer Stoffe dar, das einerseits Quarz und/oder Caloit und/oder Glasfasern, -matten, -vliee, und anderseits als tutektieohes Gemenge Alkalialuminiumhalogenide und/oder Alkali- und/oder Erdalkalisulfate, -hydrogtneulfatt, -halogenid· und/oder Aluminiumhydroxyd· und/oder Alualniuahalogenide oder -hydroxyhalogenide enthält! hitduroh

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wird in besonders vorteilhafter Weise erreicht, daß die zur Sinterung führende Reaktion zwischen den Füllstoffteilchen unter negativer Wärmetönung verläuft» wobei der Umgebung Wärme entzogen und uamit das Erreichen der EntflammungBtemperatur des Kunstharzbindemittels verzögert wird.

Die erfindungsgemäßen Körper aus gefülltem Kunststoff sind als Formkörper in den verschiedensten Bereichen beispielsweise des Bauwesens sowei der Industrie anwendbar, z.B. als Bausteine, Bauplatten, Dekorplatten, Rohre, Dachplatten u.del·

Als Kunstharzbindemittel kann nicht ausgehärtetes ungsättigtes Polyesterharz, Epoxidharz, lielaminharz, Formaldehydharz, Acrylate, monomeree Styrol, Polyäthylen, Polyvinylchlorid, einschließlich ihrer zugeordneten Derivate verwendet werden. Die Füllstoffe sind ein binäres oder pplynäres Gemenge anorganischer Stoffe, die sowohl natürlichen als auch synthetischen Ursprungs sein und einerseits zum Pullen von Kunstharzen üblicherweise verwendete mineralische Rohstoffe wie Quarz, Quarzsand, Kieselgur, Diatomeenerde, Bimsetein, Feldspat, Calcit, Dolomit, (Done, Asbest bzw. Schlacken, Siliciumcarbid, Korund,

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Steinwolle, Glasfasern, -matten, -vlies, ü-Rovings, Stahlfasern oder -wolle ao\ie anderseits ein eutektisohos Gemenge bildende anorganische Jalze und/ oder Hydroxyde unifassen können, lias eutektische Geuien/.e kann /ilkalialuminiurihalo^^iae, Alkaliuiid .uruallcalisuliate, -hydrogensulfute und -halogenide, AluuiniULihydroxydc, -halogenide, und hydroxj/halo^enidt sowie Ulanliche Verbindun/en anderer Metalle enthalten, wobui sich boisj/iolsweise folgende eutektischen Gtnenre mit einen Lischurr/svorhclltnis als vorteilhaft erwiesen. A) 50 Gew.-_/3 ΠΙ3ϋ> + 30;<> Ua.,all_β + 20_yä

3) 40 Gew.-,* EHSO₄ + 40^ ITa^AlFg + 1ü,i

5# Al(OH)₅ + 5/O Al₂(OH)₅Ol * 3H₂O

is ist besonders vorteilhaft, wenn das Gewichtsverhältnis zwischen dem eutektischen Gemenge und aen übrigen Füllstoffen 10 - 80 >» beträgt und der Gesamtanteil der Füllstoffe, die eine Korngröße zwischen 1 und 500/u besitzen können, ein Gewicht des gefüllten iaiiststoffkürpers 40 bis 90 Gew.-/j ausma-cht.

Derartige Gemenge von FUHstorfen können überdies noch mit an sich bekannten flamnhemn.enden und selbstl,. sehenden Substanzen kombiniert werden,

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dif zur UnterStützung der an sich schon gegebenen Eigenschaften des Füllstoff geinen£es dazu dienen, daa ./eiteruremieii ues größten Teilea der Kunststoff masse zu verhindern und die Festigkeit auch nach einer Hitzebeanspruchun^ in ausreichendem Uinfanj au erhalten, sodaü ein mechanischer ZuaULUi₁Cn^ruch vermieden

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Claims

Patentansprüche :

! 1 .j Körper aus mit Füllstoffen gefälltem Kunatstoff, dadurch gekenneeiohnet, daß die Fiillstofi'e 3interfdhi_' sind und nach der Sinterung Lei zumindest teilweiaer Verbrennung bzw. thermischer Zersetzung des Kunststoff es ein widerstandsfähiges Gerüst bilden.

2. Körper nach Anspruch 1, dadurch jekennzeichnet, daß die Pullstox'fteilchen an den Berührungspunkten eine hochviskose Schmelze bilden.

3. Körper nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil oder die Gesamtheit der füllstoffe ein die Sinterungatemperatur senkendes eutektisches Gemenge oder ein Gemenge, dessen ^usanmensetzung annähernd ein Butektikum darstellt, bilden.

4. Körper nach einem der Ansprüche 1 bia

3,dadurch gekennzeichnet, daß die füllstoffe eine gerinne ./ärmeleitfähigkeit haben, so daß der Sinterungsvorgang in den äußeren Zonen schon eintritt, bevor die inneren Partien bis zur 2ersetzungstemperatur des Kunststoffes erhitzt werden.

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5· Körper nach Anspruch 3» dauurch gekennzeichnet, daß die Füllstoffe ein binäres oder uolynäres Gemenge anorganische*· Utofx'c darstellen, aus einerseits Quarz und/odor OaIoit und/oder Glasfasern, -matten, -vliese und anderseits als eutoktisc'ies Gemenge AlkalialuiainiumhalOLieiiide und/odür Alkali-, und/odür iJrüalkalisiilfate-, -hydroirensulfaterr -halogenide und/oder AIuiainiuinliydroxyae und/oder AluminiunüLaloi.enide odur -hydroxydhalo^enide enthu.lt.

6. ICürpür nach Anspruch 1, ä&uur.ch gekennzeichnet, daß die Füllstoffe in einer Ilenge von 40 Ms 90 Gew.-,» des Gesamtgewichtes des Körpers enthalten sind·

7· Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eutektische Gemenge in einer Menje von 10 bis 80 Gew-.,j des G \vichte3 aer Füllstoffe enthalten sind.

St/Di/33177 -11-

29.10.1971

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