DE2309093C3 - Verstärkte Harzpreßlinge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft verstärkte Harzpreßlinge auf der Grundlage von mit einem Polymerisat überzogenem, feinteiligem Füllmaterial.

Verstärkte Harzpreßlinge erhält man, indem man in das betreffende Harz ein Verstärkungsmaterial einmischt oder das betreffende Harz mit einem Verstärkungsmaterial imprägniert und anschließend die das Verstärkungsmaterial enthaltende Preßmasse verpreßt. Die mechanische Festigkeit solcher verstärkter Harzpreßlinge ist gegenüber unverstärkten Preßlingen deutlich verbessert. Bei bekannten Verfahren zum Verpressen verstärkter Harzpreßmassen werden beispielsweise Glasfasern mit einem hitzehärtbaren Monomeren vorimprägniert und letzteres in der betreffenden Preßform polymerisiert oder zunächst die jeweilige Form mit Glasfasern ausgelegt, worauf ein hitzehärtbares Vorpolymeres als Klebstoff (in die Form) eingegossen und das Ganze zur Aushärtung des Harzes erwärmt wird. In der Regel werden hierbei als Harze beispielsweise Epoxy-, Phenol-, Silicon- oder andere hitzefixierbare Harze verwendet; die Verwendung Thermoplastischer Harze war bisher in der Praxis kaum üblich. Obwohl unter Verwendung von Thermoplasten hergestellte verstärkte Harzpreßlinge, z. B. faserverstärkte Thermoplaste, bekannt sind, wurden sie in der Praxis bisher kaum oder gar nicht verwendet. Nachteilig hierbei ist nämlich, daß die Bindung von üblichen Harzen an die Glasfasern nicht notwendigerweise fest ist. Insbesondere ist die Festigkeit solcher Preßlinge in Wasser beträchtlich erniedrigt, da sie den Zutritt von Wasser zu der Grenzfläche Glasfasern/Harz gestatten.

Es ist bereits bekannt, Kohle-Partikeln mit Polymerisaten in der Art zu überziehen, daß man die entsprechenden Monomeren in Gegenwart von Kohle-Teilchen polymerisiert, vgl. das Referat im »Chemischen Zentralblatt«, 1965, Heft 36, Referat Nr. 2522. Das so erhaltene Polymerisat wird verpreßt. Im Rahmen des bekannten Verfahrens werden zunächst auf den Kohle-Partikeln aktive katalytische Stellen, und zwar aus Ziegler-Katalysator, gebildet, worauf ein aliphatisches Λ-Olefin in Berührung mit diesen Stellen polymerisiert wird, so daß sich ein Polymerisatüberzug bildet Da bei dem bekannten Verfahren der Polymeri satüberzug offenbar überwiegend von den an de Oberfläche liegenden katalytischen Stellen seinei Ausgang nimmt, lassen die gegenseitige Verankeruni der Kohle-Partikeln und Polymerisat und die gegenseiti ge Bindung und damit die Wasserbeständigkeitseigen schäften und mechanische Festigkeit der aus der bekannten Massen herstellbaren verstärkten Harzpreß lingen zu wünschen übrig.

Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde verstärkte Harzpreßlinge zu schaffen, deren Wasserbe ständigkeitseigenschaften und mechanische Festigkeil gegenüber üblichen bekannten verstärkten Harzpreßlingen stark verbessert sind, die die sonstigen gewünschten physikalischen Eigenschaften in vollem Umfang besitzen und die schließlich nach einem relativ einfacher Verfahren herstellbar sind.

Gegenstand der Erfindung sind somit verstärkte Harzpreßlinge der eingangs beschriebenen Art, welche dadurch gekennzeichnet sind, daß die zu ihrei Herstellung verwendete Preßrnasse durch Homo- ode! Mischpolymerisieren eines oder mehrerer zur Bildung eines Thermoplasten fähige(r)n Monomere(r)n auf dei Oberfläche einer aus Glasfasern, Kohlenstoffasern Glaswolle, Schlackenwolle und/oder Asbest bestehenden anorganischen Substanz hergestellt worden ist

Die zur Herstellung von Harzpreßlingen gemäß dei Erfindung verwendete Preßmasse läßt sich dadurch herstellen, daß man die betreffende anorganische Substanz in das nach dem Radikalkettenmechanismu! homo- oder mischpolymerisierbare Monomere odei eine Lösung, Dispersion oder Emulsion desselber einträgt und daß man das Monomere — so wie es ist — oder in Gegenwart von HS03-Ionen, SO2 oder eine; Polymerisationsanspringmittels polymerisiert. Das nach dem Radikalkettenmechanismus homo- oder mischpolymerisierbare Monomere kann in Form eines auf dei Oberfläche der betreffenden anorganischen Substanz adsorbierten Überzugs polymerisiert werden, wöbe sich direkt auf der Oberfläche der betreffender anorganischen Substanz ein Überzug aus einerr entsprechenden Homo- oder Mischpolymeren bildet Die erhaltene Masse besteht aus dicht von einem auf dei Faseroberfläche gebildeten Homo- oder Mischpolyme ren umgebenen Fasern, so daß selbst bei einer Lagerung im Wasser kein Wasser zu der Grenzfläche Fasern/ Harz vordringen kann. Dies ist der Grund dafür, daß die verstärkten Harzpreßlinge gemäß der Erfindung ein« ausgezeichnete Festigkeit besitzen.

Zur Herstellung der jeweiligen Preßmasse könner sämtliche nach dem Radikalkettenmechanismus homo- und mischpolymerisierbaren Monomeren verwendei werden. Beispielsweise für solche Monomere sine Styrol, Vinylisocyanat, 1-Penten, Stearinsäurevinylester 2-Vinylpyridin, m-Chlorstyrol, Methacrylsäure-n-octylester, Essigsäurevinylester, Natriumacrylat, Chloropren Laurinsäurevinylester, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid Methacrylsäuremethylester, Pentachlorstyrol, Acrylsäuremethylester, Methylvinylketon, Acrylsäure, Maleinsäureanhydrid, Butadien, Divinylbenzol, N-Methylolacrylamid, Methacrylsäureglycidylester und/oder Äthy lendimethacrylat.

Wie bereits erwähnt, kann die den sog. Kern der zui Herstellung der Harzpreßlinge gemäß der Erfindung verwendeten Preßmasse bildende anorganische Sub stanz aus Glasfasern, Glaswolle, Kohlenstoffasern Schlackenwolle und/oder Asbest bestehen.

Erfindungsgemäß ist es von wesentlicher Bedeutung

daß sich das jeweilige Homo- oder Mischpolymere aus dem (den) verwendeten Monomeren (direkt) auf der Oberfläche der genannten faserigen anorganischen Substanzen bildet Je nach der gewünschten Festigkeit des Hairzpreßlings kann das Gewicht des einen Hauptteils der. zu seiner Herstellung verwendeten Preßmasse bildenden Homo- oder Mischpolymeren in geeigneter Weise gewählt werden. Preßmassen, in denen der Anteil an Homo- oder Mischpolymeren, bezogen auf das Gesamtgewicht der Preßmasse, relativ hoch, 2Aveckmä8igerweise über etwa 10 Gew.-%, vorzugsweise über etwa 50 Gew.-%, ist, können als solche direkt zu verstärkten Harzpreßlingen gemäß der Erfindung verpreßt werden. Andererseits können verstärkte Harzmassen, in denen der Anteil an Homo- oder Mischpolymerem, bezogen auf das Gesamtgewicht der Masse, relativ niedrig ist, beispielsweise unter einigen Gew.-% liegt, zur Herstellung einer Preßmasse für verstärkte Harzpreßlinge mit anderen verpreßbaren Thermoplasten verknetet oder während des Preßvorgangs mit einem hitzehärtbarcn Harz vermischt werden. In einem solchen Falle ist es erforderlich, den Preßvorgang durch Vermischen der betreffenden (verstärkten) Masse mit einem hitzehärtbaren Harz ablaufen zu lassen. Das Verhältnis von verstärkter Masse zu hitzehärtbarem Harz läßt sich je nach der Art des Harzes und den gewünschten physikalischen Eigenschaften der letztlich herzustellenden Harzpreßlinge in geeigneter Weise auswählen.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.

Beispiel 1

Zunächst wurden 400 g Glasfasern, Glaswolle bzw.

Schlackenwolle in 1600 g Wasser suspendiert, worauf to die erhaltene Suspension unter Schütteln innerhalb von 30 Min. mit einem Monomeren versetzt, anschließend auf eine Temperatur von 50" - 80⁰C erhitzt und schließlich mit 12,8 g Schwefeldioxid beschickt wurde.

Anschließend wurde die Suspension unter Schütteln übtr 5Std reagieren gelassen und dann filtriert Der Filterrückstand wurde mit Wasser gewaschen und bei

einer Temperatur von 130° C getrocknet
Eine Untersuchung des erhaltenen festen Materials

mit Hilfe eines Mikroskops ergab, daß sich auf der Oberfläche des jeweiligen Fasermaterials ein Polymeres gebildet hatte. Das jeweils erhaltene feste Material wurde unter Druck bei vorgegebener Temperatur verpreßt

Die einzelnen Verfahrensparameter sowie die Eigenschäften der erhaltenen Harzpreßlinge sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt:

Tabelle I

Fasermaterial	Menge an	Reaktions-	Polymeren	Bei der Formgebung einge	Biegefestigkeit
und Monomeres	zugesetztem	temperatur	gehalt des	haltene Bedingungen	der Preßlinge
	Monomeren		Endprodukts
				Tempe- Druck Dauer
				ratur
	(g)	(C)	(Gew.-%)	( C) (kg/cm2) (min)	(kg/cm2)

Glasfasern MMA*) 40

Glasfasern MMA*) 80

Glasfasern MMA*) 120

Glaswolle MMA*) 40

Glaswolle MMA*) 80

Glaswolle MMA*) 120

Schlackenwolle	40
MMA*)
Schlackenwolle	80
MMA*)
Schlackenwolle	120
MMA*)

55
55
55

55
55
55

55
55
55

300
300
300

300
300
300

300
300
300

120
120
120

120
120
120

120
120
120

10
10
10

10
10
10

10
10
10

680

965

1057

543
721
816

421
649
872

*) Methacrylsäuremethylester.

Beispiel 2

100 g eines 2% Benzoylperoxid enthaltenden Monomeren wurden an 400 g Glasfasern, Kohlenstoffasern bzw. Asbest adsorbiert Hierauf wurde das jeweilige Fasermaterial mit dem daran adsorbierten Monomeren in 1600 g η-Hexan getaucht Dieses wurde unter Schütteln 5 Stunden lang auf eine Temperatur von 70° C erhitzt, wobei das Monomere polymerisierte. Nach beendeter Polymerisation wurden die Feststoffe abfiltriert und bei einer Temperatur von 130° C getrocknet.

Eine Untersuchung des erhaltenen festen Materials mit Hilfe eines Mikroskops zeigte, daß die Oberfläche des jeweiligen Fasermaterials mit einem Polymeren bedeckt war. Das jeweils erhaltene feste Material wurde unter Druck bei vorgegebener Temperatur verpreßt.

Die Verfahrensparameter sowie die Eigenschaften der erhaltenen Harzpreßlinge sind in der folgenden Tabelle II zusammengestellt:

	5	23 09	093	Druck	6	Biegefestigkeit
				(kg/cm3		der Preßlinge
Tabelle II	Vorbehandlungs			120	eingehaltene
Fasermaterial	temperatur für	Polymerengehalt		120
und Monomeres	die anorganische	des Endprodukts				(kg/cm-1)
	Substanz			120	Dauer	540
	(C)		Bei der Formgebung		) (min)	607
	300	(Gew.-%)		120	10
Glasfasern MMA*)	800	12,1		120	10	283
Kohlenstoff		14,8	Temperatur
fasern MMA*)	800		( C)		10	593
Kohlenstoff		8,2	300			426
fasern St**)	450		300		10
Asbest MMA*)	600	13,6		10
Schlackenwolle		12,2	150
MMA*)	*) Methacrylsäuremethylester.
	·*) Stvrol.		300
		300

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verstärkte Harzpreßlinge auf der Grundlage von mit einem Polymerisat überzogenen feinteiligen Füllmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß die zu ihrer Hersteflung verwendete Preßmasse durch Homo- oder Mischpolymerisieren eines oder mehrerer zur Bildung eines Thermoplasten fähige(r)n Monomere(r)n auf der Oberfläche einer aus Glasfasern, Kohlenstoffasern, Glaswolle, Schlackenwolle und/oder Asbest bestehenden anorganischen Substanz hergestellt worden ist

2. Harzpreßlinge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßmasse zusätzlich ein hitzehärtbares Harz eingemischt enthält.