DE2154316C3 - Hitzebeständiger Formkörper, bei dem Füllstoffe mit Kunststoffmaterial gebunden sind - Google Patents

Description

hindert. Bei starker Flamm- bzw. Hitzeeinwirkung bis mindestens ungefähr 1000^ wirken die Füllstoffe des gefüllten Fonnkörpers nach der Erfindung auf Grund der fortschreitenden Zerstörung der Kunstharzbindemittelkomponente durch endotherme Entstehung emailleartiger Sinterungsprodukte einer Verminderung der Druckfestigkeit entgegen. Dadurch wird eine echte Verbesserung, insbesondere der mechanischen Eigenschaften im Sinne der Normenbestimmung erhalten. Eine weitere Erhöhung der Festigkeit des während der : Erhitzung oder des Abbrennens des gefüllten Kunststoffes entstehenden bzw. nach Erhitzung oder dem Verbrennen desselben verbleibenden gesinterten Gerüstes kann dadurch bewirkt werden, daß der Chemismus der Komponenten so gewählt wird, daß die Füllstoffteilchen an den Berührungspunkten eine hochviskose Schmelze bilden.

Die Einführung eines die Sinterungstemperatur der Füllstoffe senkenden eutektischen Gemenges oder eines Gemenges, dessen Zusammensetzung annähernd ein Eutektikum bildet, ist günstig, da die Sinterungstemperatur der üblicherweise verwendeten Füllstoffe meist wesentlich höher liegt als die Zersetzungstemperatur des Kunstharzbindemittels. Durch die Einführung des eutektischen Gemenges ist damit sichergestellt, daß bei beginnender thermischer Zersetzung oder Verbrennung des Kunstharzbindemittels die Sinterung der Füllstoffe bereits eingesetzt hat. Das durch die Sinterung entstandene Gerüst ersetzt dann lückenlos den Ausfall des organischen Bindemittels.

Damit bei Hitzeeinwirkung jedenfalls eine entsprechende mechanische Mindestfestigkeit des gefüllten Kunststoffkörpers gewährleistet ist bzw. um Deformationen des gesinterten Körpers auch bei höheren Temperaturen durch von außen einwirkende Kräfte zu verhindern, sollen die Füllstoffe vorzugsweise eine gering;e Wärmeleitfähigkeit haben, damit der in einem solidus-liquidus-solidus-Prozeß ablaufende Sinterungsvorgang in den äußeren Zonen schon eintritt, bevor die inneren Partien bis zur Zersetzungstemperatur des Kunststoffes erhitzt werden.

Vorzugsweise stellen die Füllstoffe ein binäres oder polynäres Gemenge anorganischer Stoffe dar, das einerseits Quarz und/oder Calcit (die als Füllstoffe bereits bekannt sind) und/oder Glasfasern, -matten, -vlies und andererseits als eutektisches Gemenge Alkalialuminiumhalogenide und/oder Alkali- und/oder Erdalkalisulfate, -hydrogensulfate, -halogenide und/ oder Aluminiumhydroxyde und/oder Aluminiumhalogenide oder -hydroxyhalogenide enthält; hierdurch 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 damit das Erreichen der Entflammungstemperatur des Kunstharzbindemittels verzögert wird.

Die erfindungsgemäßen hitzebestäadigen Formkörper sind in den verschiedensten Bereichen beispielsweise des Bauwesens sowie der Industrie anwendbar, z. B. als Bausteine, Bauplatten, Dekorplattea, Rohre, Dachplatten u. dgl.

Als Kunstharzbindemittel kann nicht ausgehärtetes ungesättigtes Polyesterharz, Epoxidharz, Melamin-Lo harz, Formaldehydharz, Acrylate, monomeres Styrol, Polyäthylen, Polyvinylchlorid, einschließlich ihrer zugeordneten Derivate verwendet werden.

Die Füllstoffe sind ein binäres oder polynäres Gemenge anorganischer Stoffe, die sowohl natürlichen als auch synthetischen Ursprungs sein und einerseits zum Füllen von Kunstharzen üblicherweise verwendete mineralische Rohstoffe wie Quarz, Quarzsand, Kieselgur, Diatomeenerde, Bimsstein, Feldspat, Calcit, Dolomit, Tone, Asbest bzw. Schlacken, Siliciumcarbid, »ο Korund, Steinwolle, Glasfasern, -matten, -vlies, E-Rovings, Stahlfasern oder -wolle sowie anderseits ein eutektisches Gemenge bildende anorganische Salze und/oder Hydroxyde umfassen können. Das eutektische Gemenge kann Alkaliaiuminiumhalogenide, Alkali- und Erdalkalisulfate, -hydrogensulfate und -halogenide, Aluminiumhydroxyde, -halogenide und -hydroxyhalogenide sowie ähnliche Verbindungen anderer Metalle enthalten, wobei sich beispielsweise folgende eutektischen Gemenge mit einem Mischungsverhältnis als vorteilhaft erwiesen.

A) 50 Gewichtsprozent KHSO₄ + 30% Na₃AlF₆ + 20% CaCl₂,

B) 40 Gewichtsprozent KHSO₄ + 40% Na₃AlF₆ + 10% CaCl₂ + 5% Al(OH)₃

+ 5% Al₂(OH)₅CI-3 HA

Es ist besonders vorteilhaft, wenn das Gewichtsverhältnis zwischen dem eutektischen Gemenge und den übrigen Füllstoffen 10 bis 80% beträgt und der Gesamtanteil der Füllstoffe, die eine Korngröße zwischen 1 und 500 μ besitzen können, ein Gewicht des gefüllten Kunststoffkörpers 40 bis 90 Gewichtsprozent ausmacht.

Derartige Gemenge von Füllstoffen können überdies noch mit an sich bekannten flammenhemmenden und selbstlöschenjen Substanzen kombiniert werden, die zur Unterstützung der an sich schon gegebenen Eigenschaften des Füllstofl'gemenges dazu dienen, das Weiterbrennen des größten Teiles der Kunststoffmasse zu verhindern und die Festigkeit auch nach einer Hitzebeanspruchung in ausreichendem Umfang zu erhalten, so daß ein mechanischer Zusammenbruch vermieden wird.

Claims (4)

höheren Temperaturen infolge der hohen Gasentwick- Patentansprüche: lung zurückgeht. Es verbleibt zwar im Brandfalle infoige eines Sinterprozesses ein organisches Gerüst

1. Hitzebeständiger Formkörper, bei dem Füll- erhalten. Dieses hält aber, wie eine Prüfung ergeben stoffe, wie beispielsweise Quarz und/oder Calcit 5 hat, kaum eine höhere Belastung aus. Zum Schutz und/oder Glasfasern, -matten oder -vliese, mit gegen höhere Wärmeeinwirkung werden die Schaum-Kunststoff material, ζ. B. Duroplaste, gebunden stoff platten nach der deutschen Auslegeschnft deshalb sind, wobei der Formkörper im Brandfall durch beidseitig mit Asbestplatten verkleidet.
Sinterung der Füllstoffe im wesentlichen formbe- Mit Hilfe des Materials nach der deutschen Auslegeständig ist, dadurch gekennzeichnet, io schrift 1 494955 werden deshalb nur eine Verhmdedaß in dem Formkörper als zusätzliches Füllstoff- rung oder Erschwerung der Entflammung sowie ein material ein die Sinterungstemperatur senkendes Hinauszögern des Brandbeginnes erreicht; bei längerer eutektisches Gemenge oder ein in seiner Zusammen- Erhitzung geht die Wirksamkeit verloren und Versetzung annähernd ein Eutektikum bildendes Ge- ringen sich die Festigkeit des Formkörpers zu stark, menge aus mindestens zwei Substanzen der Gruppe 15 Unbrennbare Bewehrungen, beispielsweise aus Glas-Alkalialuminiumhalogenide, Alkali- oder Erdalkali- wolle, Asbest oder aus metallischen Teilen, beispielssulfate, -hydrogensulfaie, -halogenide, Aluminium- weise Drähten, liefern nach dem Abbrennen oder Erhydroxyde, Aluminiumhalogenide oder -hydroxyd- weichen des Kunststoffes ein Restgerüst. Der Nachteil halogenide enthalten ist und die Gesamt-Füllstoff- derartiger Kunststofferzeugnisse besteht jedoch darin, menge 40 bis 90 Gewichtsprozent des Gesamtge- ac, daß bei Hitzeeinwirkung die Entflammung und das wichtes des Formkörpers beträgt. Weiterbrennen über ihre gesamte Dicke nicht behindert

2. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch ge- werden. Bei Metallbewehrungen wird durch die gute kennzeichnet, daß in ihm das eutektische Gemenge, Wärmeleitfähigkeit das Erhitzen der innenliegende bezogen auf das Gesamtgewicht der Füllstoffe, in Teile sogar gefördert. Bei Abbrennen der Kunststoffeiner Menge von 10 bis 80 Gewichtsprozent ent- 25 masse verbleibt wohl ein Gerüst, das aber keine oder halten ist. durch mechanische Verflechtung oder Vernetzung nur

3. Formkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch schwache Bindung aufweist. Bei Verwendung von gekennzeichnet, daß das eutektische Gemenge aus Metallen kann zwar ein z. B. durch Verschweißen 50 Gewichtsprozent KHSO₁, 30 Gewichtsprozent gebildetes Gitter oder mit entsprechend anderen Na₃AlF₉ und 20 Gewichtsprozent CaCl₂ besteht. 30 Bindungen zwischen den einzelnen Bewehrungsele-

4. Formkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch menten versehenes System eingebracht werden, das gekennzeichnet, daß das eutektische Gemenge aus aber beim Erhitzen einen Festigkeitsabfall erleidet, 40 Gewichtsprozent KHSO₄, 40 Gewichtsprozent wodurch die mechanische Beanspruchbarkeit des ver-Na₃AlF₆, 10 Gewichtsprozent CaCl₂, 5 Gewichts- bleibenden Produktes ganz wesentlich herabgesetzt prozent Al(OH)₃ und 5 Gewichtsprozent 35 wird.

Al₂(OH)₅Cl · 3 H₂O besteht. Die industrielle Fabrikation von Kunststofferzeug

nissen, insbesondere Duro- und Thermoplast-Erzeugnissen im voll- und halbautomatischen Preß-, Gieß-,

Spritzpreß- oder Spritzgießverfahren für sämtliche

40 Anwendungsbereiche und Vorfertigungstechniken der modernen Industrie und insbesondere im Bauwesen

Die Erfindung bezieht sich auf einen hitzebestän- verlangt immer nachhaltiger eine Höchstbeanspruchdigen Formkörper, bei dem Füllstoffe, wie beispiels- barkeit nach DlN 53459 und 4102 für Glut- und weise Quarz und/oder Calcit und/oder Glasfasern, Hilzeiormbeständigkeit.

-matten oder -vliese, mit Kunststoffmaterial, z. B. 45 Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Formkörper der Duroplaste, gebunden sind, wobei der Formkörper im eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem bei Brandfall durch Sinterung der Füllstoffe im wesent- steigender Temperatur infolge einer Brandbelastung liehen formbeständig ist. die Druckfestigkeit bestehen bleibt oder sogar größer

Abgesehen davon, daß Kunststoffe mit völlig inerten wird

oder oberflächenaktiven Füllstoffen, die eine bessere 5° Die gestellte Aufgabe ist bei einem Formkörper der Bindung mit dem Kunststoff eingehen, gefüllt sein eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch können, sind Kunststofferzeugnisse bekannt, in denen gelöst, daß in dem Formkörper als zusätzliches Füllais Füllstoff allein oder in Kombination mit sonstigen Stoffmaterial ein die Sinterungstemperatur senkendes inerten Füllern entflammungshemmende oder selbst- euteMisches Gemenge oder ein in seiner Zusammenlöschende Produkte eingebracht sind. Diese entflam- 55 setzung annähernd ein Eutektikum bildendes Gemenge mungshemmenden oder selbsttöschenden Stoffe wirken aus mindestens zwei Substanzen der Gruppe Alkalientweder durch Freisetzung von entflammungshindern- aluminiumhalogenide, Alkali- oder Erdalkalisulfate, den Gasen und Dämpfen oder durch Wärmeentzug -hydrogensulfate, -halogenide, Aluminiumhydroxyde, und damit Abkühlung der brennbaren Umgebung Aluminiumhalogenide oder -hydroxydhalogenide erunter den Entflammungspunkt. Ein derartiger Form- ^6o halten ist und die Gesamt-Füllstoffmenge 40 bis körper ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 494 955 90 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes des Formbekannt. Der Formkörper b<·steht dabei ausschließlich körpers beträgt.

aus Hochtemperatur-Schaumstoffen, welche vor allem Mit Hilfe der Erfindung bildet sich während des

mit organischen Materialien gefüllt sind. Aus diesen Erhitzungsvorganges ein festes, vor allem mechanisch Materialien hergestellte Körper können höchstens als ⁶5 beanspruchbarcs Gerüst im gefüllten Kunststoff körper Wärmedämmaterial bzw. feuerwiderstanderhöhendes aus und wird beim Erhitzen oder Abbrennen der ober-Material angesprochen werden, da die Festigkeit des flächennächsten Kunststoffanteile eine dichtende aus diesem Material hergestellten Formkörpers bei Schicht gebildet und damit das Weiteibrennen ver-