SE461593B - Fiberinnehaallande armeringsmaterial, foerfarande foer framstaellning daerav samt anvaendning av armeringsmaterialet i ett kompositmaterial - Google Patents
Fiberinnehaallande armeringsmaterial, foerfarande foer framstaellning daerav samt anvaendning av armeringsmaterialet i ett kompositmaterialInfo
- Publication number
- SE461593B SE461593B SE8802681A SE8802681A SE461593B SE 461593 B SE461593 B SE 461593B SE 8802681 A SE8802681 A SE 8802681A SE 8802681 A SE8802681 A SE 8802681A SE 461593 B SE461593 B SE 461593B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- fiber
- fibers
- glass fibers
- silica
- talc
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
- C08K3/36—Silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/06—Elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/14—Glass
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Description
461
10
15
20
25
30
35
593
bindningar mellan dem.
Ett problem i sammanhanget är att det är mycket
svårt att uppspalta kolfiberknippen, som är klippta
i mycket korta längder (ca 0,5-6,0 mm) till enskilda
kolfibertrådar.
Samma problem föreligger med glastrådar av typ
roving, som är skurna i relativt korta trádlängder och
som är sammanbundna i parallella trådknippen.
Helt avgörande för armeringsmaterialets effekt
är bl a tràdarnas längd och diameter samt deras kemiska
och fysikaliska ytstruktur. För att god armeringseffekt
skall uppnås, bör förhållandet längd/diameter vara så
stort som möjligt. När detta förhållande, (L/D-tal)
d v s trädens slankhet, ökar, så minskar möjligheterna
att kraftigt bearbeta blandningen fiber i kompositmate-
rialets matris. Glastrâdar av typ rovíng har normalt
en diameter mellan 10 och 20 um, medan trådlängden kan
variera mellan några millimeter upp till flera centi-
meter. Begränsningen hos roving är dess diameter, som
i tillverkningsprocessen ej kan minskas hur långt som
helst. Gränsen ligger vid ca 8-10 um. Detta innebär
att om man önskar öka L/D-talet, så är i princip enda
möjligheten att öka trådlängden. Då längden ökar, blir
det emellertid allt svårare att vid inblandning av trå-
darna i matrisen fà en jämn fördelning, och inblandnings-
procenten av roving måste därför hållas låg. Önskar
man en högre procentandel rovíng i kompositmaterialet,
bör trådlängden hållas vid ett ej alltför högt värde,
vilket naturligtvis påverkar armeringseffekten negativt.
För att åstadkomma önskad armeringseffekt får man i
stället förena flera trådar till ännu större knippen,
s k flak. Detta i sin tur har en negativ inverkan på
blandningen med kolfibrer, eftersom man enbart erhåller
en mekanisk samverkan i matrisen utan någon kemisk eller
fysikalisk vidhäftning fiber mot fiber. Resultatet blir
att några väsentliga förbättringar vad beträffar styrke-
värdena ej går att uppnå.
10
15
20
25
30
35
461 593
3
Föreliggande uppfinning har till ändamål att försöka
åstadkomma en lösning pá problemet med att defibrera
kolfiberknippen i enskilda kolfibrer och att dessutom
försöka lösa problemet med att åstadkomma en homogen
blandning av kolfibrer och glasfibrer, vilken blandning
år användbar som armeringsmaterial vid framställning
av kompositmaterial.
Ovanstående ändamål uppnås genom att uppfinningen
åstadkommer ett fiberinnehàllande armeringsmaterial,
som kännetecknas därav, att det utgöres av en väsent-
ligen homogen fördelning av kolfibrer, glasfibrer, hydro-
fob, anjonisk, kolloidal silika och katjonisk talk,
varvid viktförhâllandet mellan kolfibrer och glasfibrer
är från l:99 till 99:l, silikan utgör ca 5-20 vikt%
av den totala fibermängden, och talken utgör ca 5-20 vikt%
av den totala fibermängden.
Enligt uppfinningen åstadkommas även ett sätt för
framställning av ett fiberinnehállande armeringsmaterial,
vilket sätt kännetecknas därav,
a) att kolfiberknippen tillsättes hydrofob, anjonisk,
kolloidal silika i en mängd av ca 5-20 vikt%,
räknat på det slutliga armeringsmaterialets
totala fibermängd, och uppdelas i enskilda fibrer
genom blandning under skjuvverkan i torrt till-
stånd;
b) att glasfibrer sätts till blandningen av kol-
fibrer och silika i en sådan mängd att viktför-
hållandet mellan kolfibrer och glasfibrer är
från 1:99 till 99:1; och
c) att ca 5-20 vikt%, räknat på den totala fiber-
mängden, av katjonisk talk fördelas i blandningen
av kolfibrer, silika och glasfibrer. ,,
Slutligen omfattar uppfinningen även användning
av det ovan angivna, fiberinnehållande armeringsmate-
rialet för framställning av fiberarmerade kompositmate-
rial.
Dessa och andra kännetecken framgår av den efter-
följande beskrivningen samt av patentkraven.
461
10
15
20
25
30
35
593
4
I det följande skall uppfinningen förklaras mera
i detalj.
Det fiberinnehâllande armeringsmaterialet enligt
uppfinningen innehåller fyra väsentliga komponenter,
nämligen kolfibrer, glasfibrer, hydrofob, anjonisk,
kolloidal silika, samt katjonísk talk. Dessa komponenter
och de begränsningar som âlägges dem vid uppfinningen
förklaras närmare nedan.
De kolfibrer, som utnyttjas vid uppfinningen, är
av konventionellt slag och föreligger ursprungligen
som kolfiberknippen. Såväl detta råmaterial som dess
framställning är väl kända och behöver ej beskrivas
närmare här. Både kolfiberknippenas och de enskilda
kolfibrernas dimensioner kan variera inom vida gränser.
I allmänhet har dock kolfiberknippena en genomsnittlig
diameter av ca 10-15 um och inbegriper ca 10-20 enskilda
fibrer i varje knippe. Den genomsnittliga diametern
hos varje enskild kolfiber uppgår företrädesvis till
högst ca l um. Kolfiberknippena framställes i allmänhet
i relativt stora längder, som sönderklíppes i mindre
längder på ca l cm eller därunder. Vid uppfinningen
föredrages kolfiberknippen (och därmed kolfibrer) med
en genomsnittlig längd av ca 0,5-6,0 mm. Anledningen
härtill är att under ca 0,5 mm försämras kolfiberns
armeringsverkan, medan kolfibrer med en längd av mer
än ca 6,0 mm är svåra att homogent inblanda och fördela
i en matris till ett kompositmaterial. Inom de angivna,
föredragna gränserna (högst ca l um medeldiameter och
ca 0,5-6,0 mm medellängd) bör fiberns L/D-förhållande,
d v s slankhetstalet, väljas så att optimala egenskaper
erhålles med avseende på armeringseffekt och homogen
fördelning i matrisen. ,
Utöver kolfibrer inbegriper armeringsmaterialet
enligt uppfinningen även glasfibrer. Även för glasfibrer
gäller att såväl de som deras framställning är så väl-
kända att nàgon närmare beskrivning här inte är nödvän-
dig. Vid uppfinningen utnyttjas glasfibrer, som redan
10
15
2_o
25
30
35
461 593
5
från början föreligger som enskilda fibrer, till skillnad
från exempelvis roving, vid vilken trådarna är hårt
sammanbundna och därför svåra att separera. Det är önsk-
värt att glasfibrerna vid uppfinningen är relativt tunna
och de har företrädesvis en medeldiameter av ca 0,5-6,0 um,
mest föredraget ca 0,8-3,0 um. Det föredrages vidare
att genomsnittliga fiberlängden är ca 0,5-15 mm, mest
föredraget ca 0,8-3 mm. Inom dessa områden för diameter
och längd kan önskvärt höga slankhetstal uppnås, som
medger en optimal avvägning mellan god armeringseffekt
och enkel inblandning och fördelning i matrismaterialet.
Uppfinningen är inte begränsad till användning
av glasfibrer av någon speciell typ eller glassammansätt-
ning, utan i princip är alla slags glasfibrer, som är
lämpade som armeringsfibrer, användbara. En speciell
föredragen typ av glasfibrer är glasfibrer av s k C-glas.
Såväl mängden kolfibrer som mängden glasfibrer
i det fiberinnehàllande armeringsmaterialet enligt upp-
finningen kan varieras inom vida gränser. Allmänt gäller
att viktförhállandet kolfibrer: glasfibrer kan variera
från ca 1:99 till ca 99:l, företrädesvis från ca 10:90
till ca 40:60. Det föredrages att använda en mindre
del kolfibrer bl a med hänsyn till deras höga pris rela-
tivt glasfibrer.
Den tredje komponenten i det fiberinnehàllande
armeringsmaterialet enligt uppfinningen är hydrofob,
anjonisk, kolloidal silika. Silikans huvudsakliga upp-
gift i uppfinningen är att utgöra ett dispergeringsmedel
för att uppdela kolfiberknippena i enskilda fibrer.
Utan att vara bunden av någon särskild teori förmodas
det att silikan tränger in i fiberknippena och fördelas
på ytan av de enskilda kolfibrerna och förlänar därvid
dessa en negativ laddning, som verkar repellerande och
därigenom bidrar till att separera fibrerna.
Kolloidal silika finns i flera olika former, varvid
kan nämnas:
461 593
10
15
20
25
30
35
6
1) Silika aerogel, som är en kolloidal kiseldioxid,
vilken framställs genom att ersätta vattnet
hos en kiseldioxidhydrogel med en lâgkokande,
vattenblandbar vätska, upphetta i en autoklav
över vätskans kritiska temperatur och därefter
ventilera autoklaven,
2) S k pyrogen silika, vilket är en kolloidal kisel-
dioxid, som erhålles genom att bränna kiseltetra-
klorid och uppsamla den erhållna kiseldioxidröken,
3) Fälld silika, som framställs genom destabili-
sering av vattenlöslig kiseldioxid under betingel-
ser som inte medger bildning av en gelstruktur,
utan som i stället orsakar flockning av kiseldio-
xidpartiklar till sammanhängande aggregat, såsom
genom tillsats av natriumjoner till en natrium-
silikatlösning, liksom aluminiumsilikat, koppar-
silikat, magnesiumsilikat och zinksilikat.
Kolloidal silika föreligger allmänt som aggregat,
vilka är uppbyggda av ytterst smá primärpartiklar med
.en storlek i området ca 5-20 nm. Den ytterst ringa primär-
partikelstorleken gör att kolloidal silika uppvisar
en stor ytarea av ca 50-400 m2/g eller högre.
Kolloidal silika är i allmänhet hydrofil, men man
har vid uppfinningen funnit att den bör vara hydrofob
för att ge tillfredsställande resultat vid uppdelningen
och separationen av kolfiberknippena. I den mån silikan
inte från början är hydrofob kan den göras hydrofob
genom särskild ytbehandling, som är i och för sig känd.
Vid uppfinningen föredrages kolloidal silika av s k
pyrogen typ och en särskilt föredragen silika är den
som marknadsföres av Degussa under handelsbenämningen
Aerosil R 972. Detta är en hydrofob, anjonisk, kolloidal
silika med följande egenskaper:
Ytarea enligt BET (m3/g)
l20i30
Primärpartiklarnas medelstorlek (nm) 16
pH-värde (enligt DIN 53200) i 4% vatten-
dispersion 3,5-4,1
10
15
20
25
30
35
461 593
7
SiO2 >93|3
Ä1203 (ÛIÛS
Fe2O3 <0,0l
TiO2 <0,03
HC1 <0,05
Bland andra typer av silika kan nämnas den som
marknadsföres av Cabot Corporation under handelsbenäm-
ning Cab-O-Sil.
Mängden silika vid uppfinningen utgör ca 5-20 vikt%,
företrädesvis ca 5-15 vikt%, räknat på den totala fiber-
mängden. Allmänt kan sägas att mängden silika bör vara
tillräcklig för beläggning av kolfibrernas yta och helst
bör silikan föreligga i något överskott för att åtmin-
stone delvis belägga även glasfibrernas yta och däri-
genom åstadkomma en jämnare laddningsfördelning hos
fibrerna.
Den fjärde komponenten i det fiberinnehållande
armeringsmaterialet enligt uppfinningen är katjonisk
talk och företrädesvis den variant som går under benäm-
ningen täljsten. Täljsten är gràgrönaktig, medan talk
är i det närmaste vit.
Den allmänna beteckningen "talk" inbegriper vanligt-
vis (a) mineralet talk, (b) steatit, som är en kompakt
variant av talk, och (c) bergarten täljsten.
Mineralet talk är ett hydratiserat magnesiumsilikat
med den ideala sammansättningen Mg3Si4O10(OH)2. Talk-
halten i kommersiell talk är hög och ligger vanligen
vid ca 97 vikt%. Vid framställning av kommersiell talk
krossas och males talkmineral och genomgår sedan rening
genom flotation för âstadkommande av en talkprodukt
med hög talkhalt och vithet. '
Täljsten är en naturprodukt, som mineralogiskt
består av talk uppblandad med hög halt av klorit och
mindre mängder av karbonat och amfibol. Exempelvis har
täljsten från Handöl i Sverige följande míneralsamman-
sättning:
461 593
10
15
20
25
30
35
8
talk ca 67 vikt% p
merit ca 18 vikta; _ i
karbonat ca 8 vikt%
amfibol ca 3 vikt% ß
malmmaterial ca 4 vikt%
Som exempel på mineraltalk kan nämnas den som er-
hàlles under benämningen Finntalk P40 från Outokumpu Oy,
Finland. Denna talk har en medeldiameter av ca 10-20 um,
en talkhalt av ca 97 vikt%, en glödförlust av 7 vikt%
och ett oljeabsorptionsvärde av 32 g olja/100 g talk.
Smältpunkt är l375°C.
Som exempel på en lämplig täljsten vid uppfinningen
kan nämnas täljsten av typ H340 från Handöl, Sverige.
Denna täljsten är mikroniserad och har en medeldiameter
av 5-10 um. Talkhalten är ca 67 vikt% och glödförlusten
ca 8 vikt%. Oljeabsorptionsvärdet är 55 g olja/100 g
täljsten och smältpunkten är l500°C.
Det är även möjligt att vid uppfinningen använda
blandningar av talkmineraler och täljsten. Proportionerna
mellan talk och täljsten kan därvid variera inom vida
gränser, företrädesvis från ett viktförhàllande av ca
30:70 till ca 70:30, mera föredraget från ca 40:60 till
ca 60:40, och helst ca 50:50.
Talkens partikelstorlek är inte kritisk vid uppfin-
ningen, men ligger vanligen i området ca 5-10 um.
Såsom nämnts ovan, är talken katjonisk, och ända-
målet med att införliva talk i det fiberinnehállande
armeringsmaterialet enligt uppfinningen är att den verkar
som ett katjoniskt additionsmedel till de anjoniska
kolfibrerna och glasfibrerna, men även till matrismate-
rialet, som företrädesvis väljs bland anjoniska polymer-
material, såsom t ex polyolefiner (polyeten, polypropen),
polyvinylklorid, polyestrar, polyakrylater och polymeta-
krylater, polyestrar, polyuretaner, bitumenprodukter,
med flera.
Mängden talk i det fiberinnehállande armeringsmate-
rialet enligt uppfinningen kan variera inom vida gränser S
10
15
20
25
30
35
461 593
9
och är i allmänhet ca 5-20 vikt%, räknat på den totala
fibermängden.
Sedan de ingående komponenterna i det fiberinne-
hállande armeringsmaterialet beskrivits skall en redo-
görelse ges för framställningen av detta material i
enlighet med uppfinningen.
Det första steget vid sättet enligt uppfinningen
för framställning av fiberinnehállande armeringsmaterial
är uppslagning av kolfiberknippen för uppdelning av
dessa i enskilda kolfibrer och separation av fibrerna
från varandra. Denna uppslagning och separation sker
genom att kolfiberknippena blandas under skjuvverkan
i torrt tillstànd. Denna behandling kommer i det följande
att för enkelhets skull kallas för torrdispergering.
Man har vid uppfinningen noterat att det vid torrdis-
pergeringen inte är tillräckligt att kolfiberknippena
blandas under inverkan av skjuvkrafter för att en till-
fredsställande separation av kolfibrerna skall erhållas.
Man har emellertid överraskande upptäckt att en mycket
tillfredsställande torrdispergering med effektiv separa-
tion av kolfibrerna uppnås om man vid blandningen under
skjuvverkan tillför hydrofob, anjonisk, kolloidal sílika,
såsom definierats ovan. Silikans funktion vid torrdis-
pergeringen är inte helt klarlagd, men utan att binda
uppfinningen vid någon särskild teori förmodas det att
de ytterst små primärpartiklarna av den negativt laddade
silikan tränger in i kolfiberknippena och fördelas över
dessas ytor, varvid en enhetlig, repellerande negativ
ytladdning erhålles på fiberytan. Denna repellerande
ytladdning på kolfibrernas ytor förmodas i hög grad
bidra till den effektiva separationen av kolfibrerna.
- Det inses att torrdispergeringen av kolfiberknippena
kan utföras i varje maskin, som utför omblandning av
kolfiberknippena under utövande av skjuvkrafter. Lämpliga
maskiner för genomförande av torrdispergeringen vid
uppfinningen är snabbgående blandare av typen Lödige,
Drais eller Cowles-Dissolver. Blandaren inregleras till
461 595
10
15
20
25
30
35
10
lämplig arbetshastighet, såsom företrädesvis 1000-3000
varv/minut, och torrdispergerïngen genomföres en till-
räcklig tid för att fibrerna skall vara tillfredsställan-
de separerade. Detta kan mycket enkelt konstateras genom
ett rutinprov, varvid den torrdispergerade fiberbland-
ningen kombineras med matrismaterial och uppdrages på
en glasskiva. Om fibrerna vid uppdragningen uppvisar
isotrop fördelning i matrisen är torrdispergeringen
tillfredsställande. Vanligtvis uppgår torrdispergerings-
tiden till ca 10-30 min.
Det andra steget vid sättet enligt uppfinningen
är att glasfibrer tillföres kolfiberblandningen. Para-
metrarna för glasfibrerna är såsom angivits tidigare,
och glasfibrerna tillsättes i torrdispergeringsmaskinen.
Tidpunkten för tillsättning av glasfibrerna kan vara
efter det att torrdispergeringen av kolfiberknippena
avslutats, men vanligtvis tillsättes glasfibrerna i
slutskedet av torrdispergeringen av kolfiberknippena
(t ex efter ca 10-12 min torrdispergering). I båda fallen
fortsättes drivningen av blandaren för att åstadkomma
en väsentligen homogen fördelning av glasfibrerna bland
kolfibrerna. Till skillnad från kolfibrerna föreligger
glasfibrerna redan från början som enskilda, mycket
tunna fibrer med negativ ytladdning. Med hänsyn till
att nivån hos ytladdningen kan variera mellan kolfibrerna
och glasfibrerna är det lämpligt att vid tillsättningen
av silikan tillsätta denna i något överskott så att
mängden silika är tillräcklig även för delvis beläggning
av glasfibrernas ytor. Härigenom uppnås en enhetlig
fördelning av ytladdningen mellan kolfibrer och glasfibrer
och när glasfibern tillsätts systemet med kolfibrer
och kolloidal silika fördelas glasfibern mycket jämnt
vid den fortsatta dispergeringen och blandas till ett
helt homogent system med kolfibern och silikan. Bland-
níngstiden efter tillsättning av glasfibrerna uppgår
företrädesvis till ca 5-15 min.
Det tredje steget vid sättet enligt uppfinningen
\'\
(J
10
15
20
25
30
35
461 593
ll
är tillsättning av katjonisk talk, företrädesvis tälj-
sten, som definierats ovan, till den torrdispergerade
blandningen av kolfibrer, glasfibrer och silika. Man'
har nämligen vid uppfinningen funnit att talk, och då
i synnerhet täljsten, verkar som ett adhesionsmedel
mellan fibrerna och kompositmaterialets matris. Orsaken
till talkens goda verkan som adhesionsmedel är ej helt
klarlagd, men torde bero på att talk är ett material
med katjonisk, hydrofob yta och genom sin positiva yt-
laddning uppnår talken en utmärkt vidhäftning mot de
negativt laddade fibrerna och samtidigt även en god
vidhäftningsförmága mot matrismaterialet, som företrädes-
vis är anjoniskt, såsom anjoniska polymermaterial av
den typ som angivits tidigare. Genom talkens samverkan
mellan kolfibrerna och glasfibrerna uppnår man enligt
uppfinningen ett unikt fiberinnehâllande armeringsmate-H
rial för framställning av helt nya typer av kompositer.
I armeringsmaterialet enligt uppfinningen ger kolfibrerna
främst förbättrad slagseghet ät kompositmaterialet,
medan de övriga beståndsdelarna även ger en väsentligt
ökad styvhet och formstabilitet vid högre temperaturer.
Inblandningen av talken vid sättet enligt uppfinningen
sker medelst torrdispergering, liksom vid övriga bestånds-
delar, och denna torrdispergering genomföres tills talken
fördelats väsentligen homogent i blandningen. Detta
uppnås i allmänhet inom ca 5 min.
Det har hittills inte varit möjligt att med befint-
liga armeringsmaterial bibehålla hållfasthet och oxida-
tionsstabilitet hos kompositmaterial vid högre tempera-
turer. Genom det nya fiberinnehållande armeringsmaterialet
enligt uppfinningen, vilket är hydrofobt och där man
har en kemisk och fysikalisk samverkan mellan kolfibrer
och glasfibrer och även med matrismaterialet, erhålles
en god vidhäftningsförmàga mellan kompositmaterialets
komponenter och det har överraskande visat sig att man
i stort sett kan bibehålla hållfasthetsvärdena och stabi-
liteten hos komposítmaterialet till mer än 90% även
461
10
15
20
25
30
35
593
12
vid förhöjda temperaturer, såsom vid en temperatur av
l20°C under 200 h. Motsvarande värden efter liknande
värmebehandling är för roving respektive enbart glasfiber
och enbart kolfiber ca 60-70%. U
En annan betydelsefull aspekt är fibermaterialens
orientering i matrisen hos kompositmaterialet. För att
få en likformig hållfasthet i alla riktningar bör fibrerna
vara isotropt orienterade, d v s likformigt fördelade
i alla riktningar. Vid konventionell teknik orienteras
fibrerna emellertid mer eller mindre vinkelrätt mot
flytriktningen vid formningsförloppet, vilket ger en
anisotrop fördelning och hàllfasthet. Med det fiberinne-
hållande armeringsmaterialet enligt uppfinningen har
det visat sig att man överraskande erhåller en isotrop
orientering av fibrerna, vilket innebär en likformigt
fördelad hâllfasthet hos materialet. Det förmodas att
denna isotropi uppkommer genom de ingående komponenternas
laddningar och den samverkan som ástadkommes mellan
kolfibrer och glasfibrer och även mellan kolfibrer,
glasfibrer och matrismaterial.
För att uppfinningen och dess fördelar skall fram-
gå tydligare kommer den i det följande att beskrivas
genom några ej begränsande utföringsexempel.
Exempel 1-6
I en snabbgáende blandare med hög skjuvverkan av
typ Lödige, som drevs vid ca 2000 varv/min, satsades
material för framställning av det fiberinnehållande
armeringsmaterialet enligt uppfinningen i de procent-
halter som anges i efterföljande tabell. Kolfiberknippena
hade en längd av ca 3 mm och en diameter av ca 10-15 um.
Varje knippe innehöll ca 10-20 enskilda kolfibrer med
en diameter av ca 0,7 um. Kolfibrernas L/D-tal var 4280-'
Glasfibrerna utgjordes av C-glas och hade en medellängd
av ca 2,7 mm och en genomsnittlig diameter av ca 0,8 um.
Glasfibrernas L/D-tal var ca 3375. Den hydrofoba, anjoni-
ska, kollodiala silikan utgjordes av Aerosilß R 972 från
Degussa. Talken utgjordes av täljsten H-340 från Handöl.
/I
10
15
20
25
30
35
461 595
13
För provning av det fiberinnehâllande armerings-
materialets egenskaper inblandades det i en matris be-
stående av Crastine S 600, som är en polyesterplast
från Ciba-Geigy. Mängden inblandat armeringsmaterial
utgjorde i samtliga fall 20 vikt%. Vid framställningen
av armeringsmaterialet torrdispergerades kolfiberknippena
först i ca 10 min tillsammans med silikan, varefter
glasfibrerna tillsattes och torrdispergeringen fortsattes
under ca 15 min. Därefter tillsattes täljstenen och
torrdispergeringen fortsattes under ytterligare ca 5 min.
Tabell I
Beståndsdel/Ex 1 2 3 4 5 6
Enhet=%
Glasfiber 100 50 30 - 80 -
Kolfiber - 30 50 100* - 80
Silika - 8 8 - 8 8
Täljsten - 12 12 - 12 12
Böjprov till
brott, N 560 970 825 730 590 750
Draggállfasthet
N/mm , 1350 1980 1670 1585 1420 1610
Trycëhállfasthet
N/mm , 600 1410 1180 900 630 950
* Kolfiberknippena dispergerades inte. Fördelningen
var anisotrop.
Av tabell I framgår att enbart glasfibrer eller
enbart kolfibrer (exempel 1 resp 4) ger otillfredsställan-
de resultat och att även enbart glasfibrer eller enbart
kolfibrer i kombination med silika och täljsten (exempel
5 resp 6) ger minimala förbättringar av resultatet.
Däremot ger en kombination av glasfibrer och kolfibrer
tillsammans med silika och täljsten i enlighet med upp-
finningen (exempel 2 och 3) utomordentligt bra resultat.
Armeringsmaterialet enligt uppfinningen är användbart
461 593
14
inom en mängd olika områden och för ett stort antal
olika produkter, som t ex som armeringsmaterial i skydds-
hjälmar, byglar till hörselskyddskâpor, bildetaljer,
och många andra artiklar, vid vilka det finns ett behov
5 av en, företrädesvis isotrop fiberarmering.
Claims (7)
10 15 20 25 30 461 593 15 PATENTKRAV l. Fiberinnehållande armeringsmaterial, k ä n n e - t e c k n a t därav, att det utgöres av en väsentligen homogen fördelning av kolfibrer, glasfibrer, hydrofob anjonisk, kolloidal silika och katjonisk talk, varvid viktförhållandet mellan kolfibrer och glasfibrer är från 1:99 till 99:l, silikan utgör ca 5-20 vikt% av den totala fibermängden och talken utgör ca 5-20 vikt% av den totala fibermängden.
2. Fiberinnehâllande armeringsmaterial enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att kolfibrerna har en medellängd av ca 0,5-6,0 mm.
3. Fiberinnehàllande armeringsmaterial enligt kravet 1 eller 2, skilda kolfibrerna har en medeldiameter av högst ca l um. k ä n n e t e c k n a t därav, att de en-
4. Fiberinnehállande armeringsmaterial enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a t därav, att glasfibrerna har en medellängd av ca 0,5-15 mm.
5. Fiberinnehâllande armeringsmaterial enligt något av kraven l-4, k ä n n e t e c k n a d därav, att glasfibrerna har en medeldiameter av ca 0,5-6,0 um.
6. Sätt för framställning av ett fiberinnehàllande armeringsmaterial, k ä n n e t e c k n a t därav, a) att kolfiberknippen tillsättes hydrofob, anjonisk, kolloidal silika, i en mängd av ca 5-20 vikt%, räknat på det slutliga armeringsmaterialets totala fibermängd, och uppdelas i enskilda fibrer genom blandning under skjuvverkan i torrt tillstånd; b) att glasfibrer sätts till blandningen av kolfibrer och silika i en sådan mängd att víktförhållandet mellan kolfibrer och glasfibrer är från 1:99 till 99:1; och c) att ca 5-20 víkt%, räknat på den totala fibermängden, av katjonisk talk fördelas i blandningen av kolfibrer, silika och glasfibrer. 461 593 16
7. Använqning av det fíberinnehâllande armerings- materialet enligt något av kraven 1-5 för framställning av fíberarmerade kompositmaterial.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8802681A SE461593B (sv) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | Fiberinnehaallande armeringsmaterial, foerfarande foer framstaellning daerav samt anvaendning av armeringsmaterialet i ett kompositmaterial |
EP19890907351 EP0426698A1 (en) | 1988-07-20 | 1989-06-16 | Fibre-containing reinforcing material and a method of making said material |
PCT/SE1989/000342 WO1990001045A1 (en) | 1988-07-20 | 1989-06-16 | Fibre-containing reinforcing material and a method of making said material |
NO910007A NO910007D0 (no) | 1988-07-20 | 1991-01-03 | Fiberholdig armeringsmateriale og fremstilling av dette. |
DK008691A DK8691A (da) | 1988-07-20 | 1991-01-18 | Fiberholdigt armeringsmateriale og fremgangsmaade til fremstilling deraf |
FI910287A FI910287A0 (fi) | 1988-07-20 | 1991-01-18 | Fiberinnehaollande foerstaerkningsmaterial och foerfarande foer framstaellning av detta. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8802681A SE461593B (sv) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | Fiberinnehaallande armeringsmaterial, foerfarande foer framstaellning daerav samt anvaendning av armeringsmaterialet i ett kompositmaterial |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE8802681D0 SE8802681D0 (sv) | 1988-07-20 |
SE8802681L SE8802681L (sv) | 1990-01-21 |
SE461593B true SE461593B (sv) | 1990-03-05 |
Family
ID=20372943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE8802681A SE461593B (sv) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | Fiberinnehaallande armeringsmaterial, foerfarande foer framstaellning daerav samt anvaendning av armeringsmaterialet i ett kompositmaterial |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0426698A1 (sv) |
DK (1) | DK8691A (sv) |
FI (1) | FI910287A0 (sv) |
SE (1) | SE461593B (sv) |
WO (1) | WO1990001045A1 (sv) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI950716A (sv) * | 1995-02-17 | 1996-08-18 | Borealis As | Svårbrännbar polymerkomposition |
US11365306B2 (en) * | 2017-11-29 | 2022-06-21 | Pirelli Tyre S.P.A. | Microbeads comprising silicate fibres with needle-shaped morphology of nanometric size, preparation thereof, elastomeric compositions and tyres for vehicles comprising them |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1576501A (en) * | 1976-02-09 | 1980-10-08 | Carborundum Co | Refractory mouldable composition |
DE3148326C2 (de) * | 1981-12-07 | 1984-09-13 | Keramchemie GmbH, 5433 Siershahn | Teigige Formmasse |
US4735659A (en) * | 1986-08-18 | 1988-04-05 | Phillips Petroleum Company | Compositions and a process for preparing water dispersible polymers |
-
1988
- 1988-07-20 SE SE8802681A patent/SE461593B/sv not_active IP Right Cessation
-
1989
- 1989-06-16 EP EP19890907351 patent/EP0426698A1/en not_active Withdrawn
- 1989-06-16 WO PCT/SE1989/000342 patent/WO1990001045A1/en not_active Application Discontinuation
-
1991
- 1991-01-18 DK DK008691A patent/DK8691A/da not_active Application Discontinuation
- 1991-01-18 FI FI910287A patent/FI910287A0/fi unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI910287A0 (fi) | 1991-01-18 |
WO1990001045A1 (en) | 1990-02-08 |
DK8691A (da) | 1991-01-21 |
SE8802681D0 (sv) | 1988-07-20 |
SE8802681L (sv) | 1990-01-21 |
DK8691D0 (da) | 1991-01-18 |
EP0426698A1 (en) | 1991-05-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1026778C (zh) | 能够在生理介质中分解的玻璃纤维 | |
DE69834786T2 (de) | Luftreifenlauffläche für Eisgriffigkeit | |
US3865779A (en) | Process for preparing reinforcing additives to be applied to inorganic cements | |
DE60016046T2 (de) | Thermoplastisches nanokomposit auf basis von polypropylen und dessen herstellung | |
BR9713799A (pt) | Composição, artigo moldado, e, processo para preparar um polìmero de alta i.v. | |
DE102014217345B4 (de) | Langfaserverstärkte thermoplastische Harzzusammensetzung mit verbesserter Stoßfestigkeit und geformtes Erzeugnis unter Verwendung derselben | |
CA1119355A (en) | Inorganic filler material and polymer composition containing the same | |
WO2020049149A1 (en) | Body for a writing, tracing, drawing or coloring pencil | |
SE461593B (sv) | Fiberinnehaallande armeringsmaterial, foerfarande foer framstaellning daerav samt anvaendning av armeringsmaterialet i ett kompositmaterial | |
CN104387740B (zh) | 高性能矿物填充pc/abs合金材料及其制备方法 | |
CN104479277A (zh) | 一种塑料玩具用abs复合材料及其制备方法 | |
JP2005503507A (ja) | セラミック繊維を含む舗装マーキング組成物 | |
CN104403283A (zh) | 陶瓷纤维增强阻燃pbt材料及其制备方法 | |
EP0639539A1 (de) | Verfahren zur Herstellung gegossener, hochgefüllter Polymethylmethacrylat-Formteile | |
JPH0749499B2 (ja) | ポリプロピレン系樹脂組成物 | |
KR20150120823A (ko) | 연신율이 우수한 고강성 수지 조성물 | |
George et al. | Studies on nano kaolin clay reinforced PS-HDPE nanocomposites | |
JPS5861149A (ja) | 強化熱可性樹脂組成物 | |
JP2022531950A (ja) | ポリアミド組成物 | |
JPS6291553A (ja) | 鉱物充填熱可塑性ポリエステル | |
JP2014162856A (ja) | 透明樹脂材料及びその製造方法 | |
US4346026A (en) | Non-aging epoxy compatible size | |
JPH11172051A (ja) | ゴム用充填剤およびその製造方法、並びにゴム組成物 | |
CN108164828A (zh) | 一种棉状纤维增强塑料成型体及其制备方法 | |
CN114196151B (zh) | 一种聚丙烯酸酯类树脂组合物及其制备方法与应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8802681-0 Effective date: 19930204 Format of ref document f/p: F |