DE7821842U1

DE7821842U1 - Schichtverbundplatte aus anorganisch-und kunststoffgebundenen schichten

Info

Publication number: DE7821842U1
Application number: DE7821842U
Authority: DE
Original assignee: Portland Zementwerke Heidelberg AG
Current assignee: HeidelbergCement AG
Priority date: 1978-07-21
Filing date: 1978-07-21
Publication date: 1978-12-07

Description

Patentanwälte

π,γ,ι oh^r», ■ c/^LJiii ■» e GalsbergstraBe 3

Dipl.-Chem. I. SCHULZE _e80 Dipl.-Ing. "Ξ. GUTSCHER Telephon 06221/23269

Abs. Dip' -Chem. I.Schulze, DIpI.-Ing. Z. Qutscher, Patentanwälte UNSER ZEICHEN: ,,-·, GatsbergstraBe 3, 6900 Heidelberg 1 IHR ZEICHEN

Anmelder: Portland Zementwerke Heidelberg AG, Berliner Strasse 6, 69ΟΟ Heidelberg

Schichtverbundplatte aus anorganischund kunststoff-gebundenen Schichten

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schichtverbundplatte aus anorganisch- und kunststoff-gebundenen Schichten, deren Grundplatte oder Kern im wesentlichen aus anorganischem Material und die Deckschicht oder Deckschichten im wesentlichen aus Kunststoffmassen bestehen.

Verbundplatten bestehen bekanntlich aus Schichten verschiedener Materialien, die zu einem festen Verbund zusammengefügt sind. Seit langem bekannt sind beispielsweise mit Papier kaschierte Gipsplatten, wie sie in der US-Patentschrift 2 806 811 be~ IC schrieben sind und bei denen die Papierlager mit Klebstoffen, z.B. Harzen aufgeklebt sind.

Einen besonderen Vorteil bieten Schichtverbundplatten, bei denen die guten Eigenschaften eines anorganischen Materials

7821842 07.12.78

als Kern mit den Vorteilen von Deckschichten aus organischen Kunststoffmassen ausgewertet werden. Es bereitet jedoch Schwierigkeiten, eine echte und haltbare Verbindung zwischen den so unterschiedlichen Materialien zu erzielen, da nicht nur das Haften, sondern insbesondere auch das unterschiedliche mechanische Verhalten dieser Materialien Probleme aufwirft. Durch Verleimen und Verkleben wird kein echter Verbund ge- j schaffen. Beim Nass-Nass-, bzw. Frisch-Frisch-Verfahren, bei i dem zwei noch nicht erhärtete und dann gemeinsam aushärtende Materialien zusammengebracht werden, wurde beim Aufgiessen der Kunststoffmasse auf frischen Beton durch die sich zwischen den beiden Materialien bildende Wasserschicht eine Haftung verhindert. Ähnliche Nachteile hatte das Nass-auf-Trocken-Verfahren bei dem ein noch nicht erhärtetes Material auf ein erhärtetes Material aufgebracht wird.

Die bekannten Verbundwerkstoffe aus anorganischen und organische Schichten sind im wesentlichen nur kunststoffüberzogene Zement-^: oder Betonplatten, bei denen die Aussen- oder Deckschicht lediglich als Schutz- und/oder Dekorationsschicht dient, aber keine tragende Funktion hat und nicht zur Festigkeit der Ver- ] bundplatte beiträgt. Die herkömmlichen mit Kunststoff vergüteten bzw. beschichteten Formkörper aus Zement oder Beton eignen sich daher beispielsweise nur als Wand- oder Bodenbelagplatten, als verschiedene Dekorationskörper oder in der Bauindustrie als Vorsatzschichten zur Fassadenverkleidung. Sie sind vollkommen ungeeignet als Baustoffkörper an sich, an die hohe Anforderungen hinsichtlich der Tragfestigkeit und Biegesteifigkeit gestellt werden. Die Verschiedenheit der physikalischen Eigenschaften der für Verbundplatten verwendeten anorganischen und organische^

J)O Stoffe stellen das Haupthindernis bei der Herstellung eines widerstandsfähigen Verbundes aar.

Die bekannten Verfahren zur Herstellung solcher kunststoffbeschichteter Zement- oder Betonkörper bzw. Zement- oder Betonplatten konzentrieren sich im wesentlichen darauf, die Haftung zwischen den beiden unterschiedlichen Schichten, d.h. der

7821842 07.1178

anorganischen und der organischen Schichten zu erzielen. Das tragende Element ist der Zement- oder Betonkern, der zum Schutz und/oder Dekoration mit einer Art Kunststoffolie überzogen ist.

Aufgabe der Erfindung war es, eine Schichtverbundplatte der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die einzelnen Schichten nicht nur fest aneinander haften, sondern einen echten Verbund bilden, die Kunststoff-Deckschichten eine tragende Funktion haben und das Widerstandsmoment erhöhen, so dass Mehrschichtenplatte ein in ihrem mechanischen Verhalten einheitliches Gefüge darstellt.

Diese Aufgabe wird durch eine Schichtverbundplatte der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass de;.· Kern im wesentlichen nur durch anorganische Bindemittel wie Zement, Kalk, Gips, Magnesit und/oder Mischungen aus Magnesiumoxid und Magnesiumchlorid, mit oder ohne Verstärkungsfasern verfestigt ist, die Deckschicht oder Deckschichten aus faserverstärkten Kunststoffmassen oder aus faserverstärkten, kunststoffvergüteten anorganischen Massen bestehen, wobei die Biegesteifigkeit der Schichtverbundplatte sich aus der Formel

^S3 ^{= E}c T2~ ^{+ 2 E}t [JTT ^{+ b}'^t

ergibt, worin

S- = Biegesteifigkeit der Schichtverbundplatte E = Elastizitätsmodul
Indec C= Kern

c = Kerndicke

b = Breite des Bauteils

Index t= Deckschichten

t = Deckschichtdicke

bedeuten, und der Kern mit der Deckschicht bzw. den Deckschicht durch die Struktur der Grenzflächen und/oder durch eine verbindende Zwischenschicht aus wasserverträglichen Natur- oder

7821842 07.12.78

Kunstharzen oder kunststoffvergüteten anorganisch gebundenen Massen über chemische und/oder van der Waals'sche Kräfte und/ oder Paserbrücken in kraftübertragender We^J. se miteinander verbunden sind.

Bei einer solchen Schichtverbundplatte sind die aneinandergrenzender. Schichten praktisch miteinander verwachsen bzw. verzahnt, viobei eine Art Grenzschicht die Schichten fest aneinander hält. Die feste Haftung wird folglich durch chemische Bindung sowie auftretende Bindungskräfte und/oder Verankerungen durch Faserbrücken erzielt. Auf diese Weise werden die Deckschichten, im Gegensatz zu bekannten Produkten, zu mittragenden Schichten, die die Tragfähigkeit der Verbundplatte wesentlich beeinflussen und erhöhen. Wenn die Biegesteifigkeit und damit Bruchdehnungen, Elastizitätsmodul und andere Eigenschaften der einzelnen Schichten entsprechend der genannten Formel eingestellt ist, wird

eine im wesentlichen spannungsfr^e, in ihrem mechanischen Verhalten äusserst vorteilhafte Verbundplatte gebildet. Damit ist ein Produkt geschaffen, das die Vorteile anorganischer Materialien mit denen organischer Kunststoffmassen in ausgezeichneter Weise vereinigt.

Der anorganisch gebundene, vorzugsweise zementgebundene Kern weist eine hohe Formsteifigkeit auf und es ist keine Alterung zu befürchten, da durch fortschreitende Hydratation eher eine Verbesserung des Materials erfolgt. Nachträgliches Schwinden und dadurch hervorgerufenes Reissen entfällt, und es tritt kein Festigkeitsabfall ein, weil das Anmachwasser am Verdunsten behindert wird. Der Kern hat eine eigene Widerstandsfähigkeit, die der Schichtverbundplatte und beispielsweise daraus hergestellten Rohren das Verhalten eines homogenen Rohres verleiht.

Die Deckschichten der erfindungsgemässen Schichtverbundplatte sind durch ihre tragende Funktion ein wesentliches Element des Werkstoffes, das die Eigenschaften des Kerns überbietet, so dass diesem eine geringere Funktion zufällt als den Deckschichten.

7821842 07.12.78

Keiner der bekannten kunststoffbeschichteten Zement- oder Betonkorper weist diese vorteilhaften Merkmale auf und eignet sich zur Herstellung von Formkörper jeglicher Art, an die besonders hohe Anforderungen hinsichtlich der Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gestellt werden.

Die aus hochfesten Kunststoffen bestehenden Deckschichten sind folglich nicht nur Schutzschichten, sondern integrieren de Bestandteile der Schichtverbundplatte, die alle Scuwachpunkte des Kernmaterials überwinden und neben der mittragenden Funktion abrieb- und verschliessfest sowie widerstandsfähig sind und als Korrosionsschutz sowie zur Oberflächengestaltung dienen. Ferner nehmen die Deckschichten Spannungs- und Dehnungsspitzen auf.

Die guten Eigenschaften der erfindungsgemässen Schichtverbundplatte werden auch durch die Verwendung einer Zwischenschicht positiv beeinflusst. Diese zwischen Kern und Deckschicht eingelagerte Zwischenschicht trägt nicht nur zur Festigkeit der Verbundplatte bei, sondern sie überträgt auch Schubkräfte, verringert diese und behindert Riss- und Mikrcrissbildungen, wodurch die Stabilität der Platte und der daraus hergestellten Körper erhöiht wird. Zwischenschichten sind auch Verbindungsschichten, die einen vorteilhaften Übergang zwischen dem Kern und den Deckschichten schaffen.

Die bei Belastung auftretende Spannung in der Zwischenschicht wird vorteilhafterweise auf die Werte des Kernes ur/i der Deckschichten abgestellt, wobei folgender Spannungswert angestrebt wird:

S z= \/3c* St

= Spannung in der Zwischenschicht, O ⁼ Spannung im Kern und

- Spannung in der Deckschicht bedeuten.

7821842 07.12.78

Hierbei soll der errechnete Spannungswert O , der durch £ χ E gegeben ist, so eingestellt werden, dass

ZZ

£ gross gegenüber den Dehnungen des Kernes und der ζ

Deckschichten und
E klein gegenüber den übrigen Elastizitätsmoduli ist.

Dabei bedeutet £ = Dehnung in der Zwischenschicht und

E = Elastizitätsmodul

Die erfindungsgemässe Schichtverbundplatte ist in ihrem mechanischen Verhalten den bisher bekannten Laminaten dieser Art weit überlegen. Sie findet Anwendung insbesondere auf dem Gebiet der Bautechnik, der Ent- und Bewässerung, der Rohrtechnil« für Abwasser, Kanal- und Druckrohre sowie Trinkwasserrohre, ferner auf dem Gebiet des Behälterbaues., da sich das Material sowohl in Rund als auch Oval- und Rechteckform verarbeiten lässt.

Das anorganische Bindemittel des Kern kann aus Zement, insbesondere einem schnellabbindenden Zement und/oder aus Mischungen von MgO mit MgCIp, Magnesit, gebranntem Kalk, Gips oder flüssiges silikati.schen Stoffen, die durch Zusätze schnell aushärtbar sind].

bestehen. Es kann Zuschläge natürlichen oder künstlichen Ursprungs, wie Sand, Schlacken, Füllstoffe auf Bauxit- oder Cor-undbasis und dergleichen und/oder anorganische Fasern, wie Glasfasern, Asbestfasern oder sonstige mineralische oder metallische und/oder organische Fasern enthalten. Ferner können wasserverträgliche selbsthärtende Harzsysteme mit den dazugehörenden Härtern beigemischt sein. Durch solche Zusätze lässt sich die Dehnung einer anorganischen Matrix erhöhen. Andererseits kann die Matrix aus Kunststoffen mit Zusatz von Zement bestehen.

Die Deckschichten können das gleiche Matrixmaterial wie der Kern enthalten. Es kann auch ausschliesslich aus härtbaren Kunststoffen bestehen, denen gegebenenfalls anorganische Füll-

7821842 07.tt.78

stoffe und/oder anorganische, metallische, organische und/ oder Kohlenstoff-Fasern beigemischt werden. Die Pasern können in geschnittener Form, als Endlosfasern, als flächenhafte Gebilde, wie Matten, dreidimensionale Gewebe, oder in parallelliegenden Rovingsträngen beigegeben werden. Ausserdem können in den Kern Fasern in Form einer Lage oder mehrerer getrennt liegender Lagen eingelegt sein.

Die Deckschichten können aus mehreren, in ihren mechanischen Eigenschaften voneinander verschiedenen Schichten aufgebaut sein. Ferner kann eine der Deckschichten aus eiaem kunstharzgebundenen Material und die zweite Deckschicht aus einem anorganisch gebundenen .Material bestehen.

Als Harze für die Zwischenschichten komnen wasserverträgliche Harze sowie kalt- oder heisshärtbare Produkte auf natürlicher oder künstlicher Kautschukbasis in Frage. Die Zwischenschichten können eine Dicke von etwa 0,1 bis etwa 5 mm, gegebenenfalls auch mehr aufweisen. Zudem können sie mit Fasern, Geweben oder Vliesen gemischt sein.

Im allgemeinen sind die Variationsmöglichkeiten sehr vielfältig und die Zusammensetzung kann je nach dem Verwendungszweck der Schichtverbundplatte und den an diese gestellten Forderungen gewählt werden.

In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Schichtverbundplatte dargestellt. Es zeigen:

Fig. i eine ebene Schichtverbundplatte aus einem Kern 1 und zwei Deckschichten 2 und 3>

Fig. 2 einen Kern 10, einj Deckschicht 11 mit einer Zwischenschicht 12 und eine Deckschicht IjJ mit einer Zwischenschicht 14;

Fig. 3 einen Kern 20, eine Faserschicht 21, einen Kern 22, eine Zwischenschicht 23, eine Deckschicht 24, eine Zwischenschicht 25 und eine Deckschicht 26;

Fig. 4 eine gebogene Schichtverbundplatte mir Knick, deren Aufbau demjenigen der Fig,, 1, 2 oder 3 entspricht;

7821842 07.12.78 "

Pig. 5 ein Rohr aus einer Verbundplatte entsprechend der

Fig. 1, 2 oder 3; Pig. 6 ein U-Profil aus einer Verbundplatte entsprechend der Fig. 1, 2 oder 3; Pig. 7 ein Hutprofil aus einer Verbundplatte entsprechend der

Fig. 1, 2 oder 3; Fig. 8 ein Wellprofil aus eine.· Verbundplatte entsprechend -ler Fig. 1, 2 oder 3;

Fig. 9 ein Hohlprofil aus einer Verbundplatte entsprechend der IC Fig. 1, 2 oder 3.

Die Erfindung wird anhand einiger Beispiele näher erläutert. Die Mengen sind, wenn nichts anders gesagt ist, in Gewichtsteilen angegeben.

Beispiel 1
Schichtverbundplatte gemäss Fig.

Eine ebene Verbundplatte von 1 m Grosse aus einem vorgefertigten Kern 1, der im Alter von 48 Stunden mit den Deckscnichten versehen wurde.

Zusammensetzung und Eigenschaften des Kerns 1: 2C 2 cm Glasfaserbeton mit Wasserzementwert 0,4 aus einem schnell härtenden modifizierten Portlandzement (Schnellzement 450 F) - wobei der Wasserzementwert das Gewichtsverhältnis von Wasser zu Zement beirr. Anmachen des Zements angibt, und

5 Vol.-Ji geschnittener alkalibeständiger Glasfasern. E = 200 000 Kp/cm²

Zusammensetzung und Eigenschaften der Deckschichten 2 unr» J>\ 100 g styrolhaltiger Vinylesterharz (in Styrol gelöste Polyaddukte aus Epoxidharzen mit Acrylsäure (Styrolgehalt 45-50 %) wurden mit 2 g Methyl-Äthyl-Ketonperoxid (MEKP) 50#-ig in Weichmacher gelöst, 0,125 g Kobaltoctoat (6 % Co in Styrol) und 1,2 g Dimethylanilin (i0#-ig in Styrol) versehen.

Dies sind bekannte Katalysatoren und Aktivatoren bei Arbeiten mit Vinylesterharze^.

Glasfasergewebe mit 450 g/cm sind in das Vinylesterharz einge-

7821842 07.12.78

legt und auf dem 48 Stunden alten Kern ausgehärtet. E = 260 000 Kp/cm²

Dicke der Deckschicht t = 0,1 cm

Dicke des Kerns c = 2,00 cm

Breite des Bauteils b = 1,00 cm

S_n = 190 707 Kp.cm²

Be spiel 2

Bei der Schichtverbundplatte gemäss Fig. 2 sind die Deckschichten 11 und 13 über je eine Zwischenschicht 12 bzw. 14 mit dem Kern 10 verbunden. Der vorgefertigte Kern und die Deckschichten wurden wie in Beispiel 1 hergestellt, jedoch über Zwischenschichten miteinander verbunden.

Zusammensetzung und Eigenschaften der Zwischenschichten 12 und

Jede Zwischenschicht besteht aus einem Kunstharz folgender Zusammense tzung:

100 Teile *BECK0P0Xyj? VEP 22 (Farbwerke Höchst, BRJ),

80 Teile **BECK0P0X^ Spezialhärter (Farbwerke Kochst,

BRD) und 10 Teile 5 bis 10 mm lange, alkalibeständige Glasfasern,

*BECK0P0X : Gruppe von flüssigen und festen Epoxidharzen,

die unter Zusatz von handelsüblichen Härtern oder BECKOPOX-Spezialhärten bzw. in Verbindung mit Phenol- oder Aminharzen warm oder kalt ausgehärtet werden können

BECKOPOX-Spezialhärter: Gruppe von Epoxidharz-Härtern, insbesondere modifizierten Polyaminen und Polyamidoaminen, die in Verbindung mit Epoxidharzen eine weite Abstufung der Härtungsbedingungen und der Eigenschaften der gehärteten Produkte zulassen.

7821842 07.12.78

Diese Bestandteile wurden gemischt und auf die noch nicht erhärtete und aufgerauhte Deckschicht 11 als Zwischenschicht 12 aufgebracht. Der vorgefertigte Kern 10 wurde auf die Zwischenschicht 12 gepresst, anschliessend die Zwischenschicht 14 und dann die Deckschicht 15 aufgetragen.

Anstelle des Schnellzements kann auch ein beliebiger anderer Zement zusammen mit einem Beschleuniger, beispielsweise Calcium Chlorid der Zementwerke Heidelberg, Verwendung finden. Der Vinylester kann durch einen ungesättigten Polyester oder ein

Epoxidharz ersetzt werden. Desgleichen können anstelle des als Spezialhärter dienenden BECKOPOX®^VEH 29 das modifizierte Polyamin BECKOPOX ™ VEH 14 oder auch ein aliphatisches Polyamin mit einer Topfzeit zwischen 20 und 40 Minuten bei 25° C und anstelle der BECKOPOX^ -Harze können auch andere Epoxidharze und Härter verwendet werden. Weiterhin können alle duroplastischen Harze mit ihren Härtern eingesetzt werden. Desgleichen lassen sich in den Mischungen anstelle der Glasfasern mit Harzen beschichtete Glasfasern und/oder Kohlenstoff-, Graphit- und Stahlfasern und/oder organische Fasern verwenden.

Von den genannten Systemen werden Anteile von Wasser aus dem Kern ohne Beeinflussung der Haftung aufgenommen. Die Prüfung der so hergestellten Schichtverbundplatten hat sehr hohe mechanische Werte ergeben. Diese Werte konnten noch gesteigert werden, dadurch, dass dem Kern zusammen mit dem Schnellzement 5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf Zement, der für die Zwischenschicht verwendeten Kunststoffe zugegeben wurden.

Beispiel 5 Schichtverbundplatte gemäss Fig- 2;

Der ,vorgefertigte Kern 10 und tie vorgefertigten Deckschichten 11 und 13 wurden im ausgehärteten Zustand mit Hilfe der flüssigen Zwischenschichten 12 und 14 verbunden. Anschliessend wurde die Schichtverbundplatte bei 8o° C zwei Stunden wärmebehandelt, wobei dann die Zwischenschichten härteten.

7821842 07.12.78

Zusammensetzung und Eigenschaften des Kerns 10

100 Teile MgO

6 Teile Harnstoff-Pormaldehydkondensationsprodukt

1^2 Teile MgCl₂ 20#-ige Lösung in Wasser

0,6 Teile Weichmacher (Glycerin oder Butylglykol)

wurden gut gemischt und iii Form gebracht, um darin zu härten.

Zusammensetzung und Eigenschaften der Deckschichten 11 und 13:

100 Teile Epoxidharz CIBA X20

90 Teile Epoxidhärter CIBA HT 907

10 Teile Beschleuniger CIBA DY 040

1 Teil " " " DY 062

50 Teile Kohlenwasserstoffharz E, das unter der Bezeichnung "Lithop.i.ast" bekannt ist, ein dunkelbraunes Harz, dessen
Erweichungspunkt bei etwa 100° und l40° C liegt und das ein Molekulargewicht von 1000 - 2000 aufweist. Es ist ein Kohlenwasserstoffharz mit aromatischem Charakter, das ringkondensierte Kohlenwasserstoffe, direkte C-C-Bindungen, sekundäre und tertiäre C-Atome, pro Molekül 2 bis J5 Deoppelbindungen
enthält. Es hat einen schwach polaren Charakter.

100 Teile Glasmatte.

Deckschichten in Form von Platten sind bei 1^0 C gehörtet.
Zeitdauer 90 Minuten.

Zusammensetzung und Eigenschaften der Zwischenschichten 12 und

100 Teile Hydantoinharz

100 Teile Hydantoinhärter

20 Teile Glasfasern

i Folyestervlies.

Anstelle von Hydantoinharz und Hydantoinhärter kann wasserverträgliches bzw. wassermischbarss Epoxidharz bzw. Epoxidhärter verwendet werden.

7821842 07.12.78

Beispiel 4 Schichtverbundplatte gemäss Fig. 2

Die Deckschichten 11 und I3, die Zwischenschichten 12 und 14 und der Kern 10 wurden Nass-in-Nass in der folgenden Reihenfolge aufeinander gebracht: 11, 12, 10, 14, I3.

Zusammensetzung und Eigenschaften des Kerns 10:

100 Teile handelsüblicher Portlandzement (PZ 55O) 2C Teile Zuschlag bis 2 mm
50 Teile Wasser
IC 0,06 Teile Verflüssiger

6 Teile Glasfasern - Zirkoniumhaitig 0,1 Teil Natriumsilikat, flüssig 10^-ige Lösung

Zusammensetzung und Eigenschaften der Deckschichten 11 und I3:

100 Teile ungesättigter, mittelviskoser, hochreaktiver Polyester (Doppalbindungswert 0,20) 0,3 Teile Kobalt-Beschleunigerlösung mit 1 % Co

2 Teile Katalysatorpaste (z.B. Methyl-Kthyl-Ketonperoxid) 100 Teile UDIMAT-Gewebe (Roving-Gewebe) - auf kurzgeschnittene Glasfasern aufgelegte Rovingstränge.

Zusammensetzung und Eigenschaften der Zwischenschichten 12 u. 1

100 Teile Epoxidharz *BECKOPOX®VEP 22 (Farbwerke Höchst) 50 Teile Härter **BECK0P0X& VEH 14 ( " " " )

1 Teil Polyestergewebe 5/10 mm Fadendicke mit Baumwollfadeneinlage

Der Zuschlag kann beispielsweise aus Quarzsand; Granit; Diorit, Gabbro; Quarzporphyr; Basalt; Quarz!t, Grauwacke; quarzitischer Sandstein; sonstiger Sandstein; dichte KaLksteine sonstige Kalksteine; Hochofenschlacke, oder einem Gemisch bestehen, wobei Korngrössen von 0,1 mm bis 30 mm, vorzugsweise 0,3 bis 8 mm verwendet werden.

Die Zuschläge lassen sich auch vorzugsweise bis zu 10 Gewichts-

7821842 07.12.78

in den Mischungen der Deck- und Zwischenschichten anwenden, wobei sich in den Zwischenschichten auch Zumischungen von Zement bewährt haben.

Die mechanische Werte sowie der innere Verbund der erfindungsgemässen Schichtverbundplatte sind bekannten Produkten weit überlegen. Es wurde gefunden, dass es besonders vorteilhaft ist, in die Zwischenschicht ein Polyestergewebe oder ein Gewebe aus Polyäthylen einzulegen, das durch thermische oder chemische Verbindung Kurzfasern aus Wolle oder Baumwolle enthält, also Pasern, die das Harz besonders gut aufnehmen, zurückhalten und eine definierte Zwischenschicht ergeben. Besonders gute Ergebnisse werden mit dreidimensionalen Geweben erhalten.

Die Dicke der Schichten ist sehr variabel und im wesentlichen nicht begrenzt. In der Praxis haben sich aber folgende vorzugsweise Schichtdicken bewährt:

Kern 3 bis 3OO mm

Deckschicht 2 bis 10 mm
Zwischenschicht 0,5 bis 2 mm

Die erfindungsgemässe Schichtverbundplatte kann aus verschie-

■ 20 denen Schichtfolgen bestehen. So können mehrere organisch gebundene Deckschichten auf den Kern aufgebracht oder der Kern

t kann in mehrere Teile zerlegt sein. So wird in der neutralen

Zone des Kerns 20-22 vorzugsweise eine faserige Verstärkung

aufweisende Zwischenschicht 21 eingearbeitet (Fig. 3), die

j 25 eine Rissfortpflanzung von Schicht zu Schicht unterbindet. Ϊ Zwischen der Deckschicht bzw. den Deckschichten 2)\, 26 und

'; dem Kern 20-22 befindet sich je eine weitere Zwischenschicht

\ 23 bzw. 25.

! Ausserdem kann auch die Deckschicht ir, mehrere Teilschichten

30 aufgespalten werden (nicht dargestellt), beispielsweise dadurch, dass der Anteil an Kunststoffmasse der äusseren Deckschicht so gewählt wird, dass diese chemischen Einflüssen widersteht oder durch Einstreuen von Sand in die Oberflächenschicht

7821842 07.12.78

gut in einer abrasiven Umgebung verwendet werden kann.

Im Falle der Aufspaltung der Deckschicht kann als Oberflächenschicht ein Thermoplast verwendet werden, beispielsweire Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenfluorid oder andere Thermoplaste oder auch Polyimide. Zur Haftung mit den nachfolgenden duroplastischen Harzen, beispielsweise den Harzen der Deckschichten (Beispiel 3), wird eine dünne Faserbewehrung - in der Hauptsache Glasfaser - in den Thermoplast eingepresst, so dass beim Aushärten der Duroplaste eine haftfeste Verbindung entsteht. Bei Verwendung von Polyvinylchlorid kann zum Aufbringen des dünnen Glasfasergewebes ein an sich bekannter Kleber benutzt werden.

Eine solche Aufspaltung der Deckschicht mit einer Oberflächenhaut aus den genannten Thermoplasten ergibt eine hervorragende korrosionsbeständige Schicht. Gleichzeitig lassen sich diese Thermoplaste, die in einer Dicke von vorzugsweise 0,1 bis etwa 10 mm aufgebracht werden können, für die Formkörper gemäss Figuren 4 bis 9 gut verschweissen.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemässen Schichtverbundplatte besteht in der Möglichkeit der praktisch unbegrenzten Formgebung des Werkstoffes.Von grosser Bedeutung ist unter anderem die Verwendung der Schichtverbundplatte als Rohr.

7821842 07.12.78

Claims

S_c_h_u_t ζ a_n_s_p_r_ü_c_h_e

1. Schichtverbundplatte aus anorganisch und kunstharzgebundenen Schichten, deren Grundplatte oder Kern im wesentlichen aus einem anorganischen Material und die Deckschicht oder Deckschichten im wesentlichen aus Kunststoffmassen bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (1) im wesentlichen oder allein durch anorganische Bindemittel, wie Zement, Kalk, Gips, Magnesit und/oder Mischungen aus Magnesiumoxid und Magnesiumchlorid, mit oder ohne Verstärkungsfasern, verfestigt ist, die Deckschicht oder Deckschichten (2, 35) aus

³B-= ^Ec ergibt, wc jrl ⁸B
E Il Il Index c = C — b = Index t = t

b.t (—2 ) J

Biegesteifigkeit der Schichtverbundplatte

Elastizitätsmodul

Kern

Kerndicke

Breite des Bauteils

Deckschichten

Deckschichtdicke

bedeuten,, und der Kern (1) mit der Deckschicht bzw. den Deckschichten (2, 3) durch die Struktur der Grenzflächen und/oder durch eine verbindende Zwischenschicht aus wasserverträglichen Natur- oder Kunstharzen oder kunststoffvergüteten, anorganisch gebundenen Massen über chemische und/oder van der Waals'sche Kräfte und/oder Faserbrücken kraftübertragend miteinander verbunden sind.

2. Schichtverbundplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

faserverstärkten Kunststoffmassen oder aus faserverstärkten, |

kunststoffvergüteten, anorganischen Massen bestehen, wobei die i-

Biegesteifigkeit der Schichtverbundplatte sich aus der Formel \

7821842 07.12.78

dass das mineralische, anorganische Bindemittel des Kerns (1) aus Zement, insbesondere schnellerhärtendem Zement und/oder aus Mischungen von MgO mit MgCIp besteht.

3. Schichtverbundplatte nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganisch gebundene Masse des Kerns (1) Zuschläge natürlichen oder künstlichen Ursprungs, wie Sand, Schlacken, Füllstoffe auf Bauxit- oder Corundfcasis, Zusatzstoffe und Zusatzmittel und/oder anorganische Fasern, wie Glasfasern, Asbestfasern oder sonstige mineralische oder metallische und/oder organische Fasern enthält.

4. Schichtverbundplatte nach den Ansprüchen 1 bis 3* dadurch ge-

trägliche, selbsthärtende Kunstharze, wie Vinylesterharze, Phenolharze, und/oder andere Harzsysteme mit den dazugehörenden Härtern beigemischt sind.

5. Schichtverbundplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichten das gleiche Ma-trixmaterial wie die Grundplatte bzw. Kern mit enthalten.

6. Schichtverbundplatte nach Anspruch 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, dass das Matrixmaterial der Deckschicht ausschliesslich aus härtbaren Kunststoffmassen besteht.

7. Schichtverbundplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass den härtbaren Kunststoffmassen anorganische Füllstoffe und/oder anorganische, metallische, organische und/oder Kohlenstoffasern beigemischt sind.

8. Schichtverbundplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern in geschnittener Form, als Endlosfasern, als flächeiJiafte Gebilde, wie Matten oder in prallelliegenden Rovingsträngen beigegeben sind.

9. Schichtverbundplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche

7821842 07.12.78

1 bis S, dadurch gekennzeichnet, dass im Kern (1) eine Lage oder mehrere getrennt liegende Lagen von Fasern eingelegt sind.

IC. Schichtverbundplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis "j, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichten aus mehreren, in ihren mechanischen Eigenschaften voneinander verschiedenen Schichten bestehen.

11. Schichtverbundplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Deckschichten aus einem im wesentlichen kunstharzgebundenen Material ui.J die zweite Deckschicht aus einem im wesentlichen anorganisch gebundener. Material besteht.

12. Schichtverbundplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie die Form einer Schale, eines Rohres, eines 3ehälters, eines Profils, eines Pahir.ens oder einer Wanne aufweist.

7821842 07.12.72