WO2004018196A1 - Lärmschutzplatte aus acrylglas - Google Patents

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WO2004018196A1
WO2004018196A1 PCT/EP2003/006939 EP0306939W WO2004018196A1 WO 2004018196 A1 WO2004018196 A1 WO 2004018196A1 EP 0306939 W EP0306939 W EP 0306939W WO 2004018196 A1 WO2004018196 A1 WO 2004018196A1
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WO
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weight
acrylic glass
meth
acrylate
fillers
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PCT/EP2003/006939
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Egbert Schöla
Gerald Molnar
Gerd Hampl
Peter Seelmann
Mojmir Ruzicka
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Röhm GmbH & Co. KG
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    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/10—Esters
    • C08F20/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01F—ADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F8/00—Arrangements for absorbing or reflecting air-transmitted noise from road or railway traffic
    • E01F8/0005—Arrangements for absorbing or reflecting air-transmitted noise from road or railway traffic used in a wall type arrangement
    • E01F8/0017—Plate-like elements
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    • Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/294—Coated or with bond, impregnation or core including metal or compound thereof [excluding glass, ceramic and asbestos]

Definitions

  • the present invention relates to panels made of acrylic glass and their use as soundproofing panels, in particular as an element of noise barriers.
  • Noise protection walls, walls or noise protection facades have been used for years to protect citizens from traffic noise. Because of the large amount of space required for ramparts, they are preferably heaped up in open terrain, while in inner-city areas, for bridge structures and often also on rail lines, noise protection walls or facades are used.
  • Transparent noise barriers made of plastic materials are made in particular from polymethyl methacrylate (PMMA) or from molding compounds based on PMMA, because in addition to excellent transparency and excellent optical properties, this material has excellent sound insulation with good physical-mechanical properties (stone throwing resistance).
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • molding compounds based on PMMA because in addition to excellent transparency and excellent optical properties, this material has excellent sound insulation with good physical-mechanical properties (stone throwing resistance).
  • a disadvantage of transparent noise barriers is certainly their relatively high price, so that transparent elements are generally only used when it is a question of not completely excluding the driver or the passenger of a rail vehicle from the environment despite the high walls. This is used, for example, to prevent a possible "tunnel effect" on bridges, whereby, among other things, not least because of the high price, they have only partially made these walls transparent.
  • the elements should nevertheless be inexpensive. If possible, the elements should be significantly cheaper than the known acrylic sheets.
  • practice has long required suitable elements that can be easily combined as non-transparent elements with the transparent noise protection panels made of acrylic glass, which can be used in particular with an identical laying and fastening technology.
  • the known, transparent plastic noise protection panels consist of acrylic glass with dimensions of about 2 x 2 m, which results in a corresponding post spacing from one to the next element of the wall for larger noise protection walls. If you want to increase the post spacing, e.g. B. on 3 x 2 m or 4 x 2 m, this makes the use of thicker plates necessary. Nevertheless, wind load calculations show that for certain extreme wind loads even the use of acrylic glass with a thickness of 25, 30 or 35 mm is not sufficient to meet the requirements, apart from the high price of correspondingly thick acrylic glass plates.
  • Another object of the present invention was to provide noise-insulating panels which have a particularly high weather resistance and which, if appropriate, can also be designed as self-cleaning systems.
  • the claim of the corresponding category provides a solution to the underlying problem.
  • an acrylic glass plate with the dimensions size 2 x 2 m or larger and a thickness (thickness) of more than 8 mm, preferably more than 12 mm, and with threads, ribbons, grids or nets made of a material incompatible with the acrylic glass, embedded in the acrylic glass for splinter binding in the event of breakage, in a proportion based on the total weight of the plate (reduced by the weight of the embedded materials) has non-transparent fillers in the range of 40 to 80 percent by weight, it is not easily predictable to provide a noise-insulating, non-transparent panel element for use in noise barriers (LSW), which works in an ideal manner with already known transparent noise protection panels made of acrylic glass can be combined and has a whole series of other, sometimes very surprising advantages.
  • LSW noise barriers
  • the outstanding mechanical properties of the noise protection plate according to the invention made of acrylic glass should be mentioned.
  • values for tensile strength, elongation at break, modulus of elasticity (tensile), flexural strength, modulus of elasticity (bending) and thermal expansion coefficients are found, which correspond to the corresponding values for transparent noise protection material made of acrylic glass with the same panel dimensions and thickness are in some cases clearly superior.
  • the high modulus of elasticity of the non-transparent noise protection plate made of acrylic glass according to the invention has proven to be very advantageous.
  • the higher modulus of elasticity compared to the transparent noise protection panel made of unfilled acrylic glass allows a larger column or post spacing when erecting a noise protection wall. This can reduce the overall cost of a noise barrier.
  • the LSW panels according to the invention enable a significant reduction in the thickness of the panels in comparison to known transparent LSW acrylic glass panels with the currently customary dimensions, without having to accept a deterioration in the mechanical and acoustic properties.
  • the desired level of sound insulation is guaranteed by the high weight per unit area despite the reduced panel thickness.
  • the fillers are generally significantly cheaper than the matrix material acrylic glass, so that the high filler content also results in a significant reduction in costs.
  • the highly filled panels of the invention also have an improved fire behavior, which means that they are fire-resistant in accordance with ZTV LSW 88, but also belong to fire class B2, i.e. there is little smoke and fire spreading in the event of a fire.
  • NT noise protection panels made of highly filled acrylic glass according to the invention, provided that suitable fillers, e.g. Aluminum hydroxide and the like are used.
  • the requirements for the quality of the matrix material acrylic glass are lower for the non-transparent plate according to the invention than for conventional transparent LSW plates made of acrylic glass. This opens up a surprising recycling possibility.
  • the non-transparent noise protection panel itself, the production waste generated, waste, reduced noise protection panels according to useful life and other waste from production, can, according to Crushing and grinding to a desired particle size, preferably about 50 can be used again as raw material for production.
  • a noise protection plate made of acrylic glass should be a plate made of acrylic glass, which as a plate-shaped element can be part of a noise protection wall.
  • plates is to be understood to mean flat structures of any geometry, which can be shaped, for example, round, angular, semicircular or in some other way. However, the plates are preferably square or rectangular. The corners or edges of the panels can be rounded or flattened.
  • the sheets of acrylic glass according to the invention have certain minimum dimensions. It is a size of 2 x 2 m or larger. Due to the high mechanical stability of the filled acrylic glass plates, dimensions of 3 x 2 m or 4 x 2 m are preferred. However, larger dimensions are also possible, as well as all intermediate dimensions can be realized, be it during the manufacturing process of the panels or afterwards by post-processing finished cast panels. Unless the invention relates to square or rectangular plates, a "size" of 2 x 2 m is to be understood to mean that the round or irregularly shaped plate comprises or includes a correspondingly large square area or that the round or irregular plate has at least one Has an area of 4 m 2 .
  • the relatively large size of panels according to the invention is as characteristic as the thickness of more than 8 mm, preferably more than 12 mm, which clearly distinguishes the noise protection panels of the invention from semi-finished products or other smaller panels.
  • the thickness is of characteristic importance insofar as the necessary sound insulation dimensions can only be achieved by appropriate thicknesses.
  • Typical thicknesses are more than 8 mm, preferably more than 10 mm, particularly preferably more than 12 mm, preferably in the range from 8 to 40 mm, suitably in the range from 10 to 40 mm, more appropriately in the range from 12 to 35 mm, 15 to 30 mm thick plates are particularly preferred for the LSW Area.
  • panels with a thickness of 40 mm or even thicker can be produced, depending on the desired goal, larger or smaller versions are also possible for special applications.
  • the plastic sheets of the invention have a highly filled matrix of acrylic glass. These plates can be cast, for example, from methyl methacrylate syrup.
  • "Filled” acrylic glass means an acrylic glass which has fillers.
  • “Filled up means a content of fillers, based on the total weight of the plate made of acrylic glass in the range of 40 to 80 percent by weight.
  • The" total weight "of the plate means in the context of the invention the sum of the weights of all substances involved in the construction of the plate less the Splinter binding embedded materials such as threads, tapes, nets and grids. If the filler content is below 40 percent by weight, the loss of transparency is in no way to improve the mechanical properties and to save costs, if the filler content is above 80 percent by weight, the boards are easily brittle and can tear , ie the matrix loses its property of permanently binding the filler particles, and a particularly well-balanced range of properties is exhibited by boards with a filler content in the range from 50 to 60 percent by weight.
  • the type and shape of the fillers contained in the noise-absorbing panel of the invention can be varied over a wide range depending on the particular application to be aimed for.
  • the fillers which can advantageously be used in the production of the noise-reducing panel of the invention include talc, dolomite, natural adhesions of talc and dolomite, mica, quartz, chlorite, aluminum oxide, aluminum hydroxide, clays, silicon dioxide, silicates, carbonates, phosphates, sulfates, Sulphides, oxides, metal oxides, glass powder, glass balls, ceramics, kaolin, porcelain, cristobalite, field slit and / or chalk.
  • silanized types of fillers are also preferred, since the silanization achieves better matrix adhesion compared to fillers that are not silanized.
  • filler types are minerals which have mica (mica), chlorite (chlorite), quartz (quartz), such as ® plastorite types from Naintsch, adhesions of talc with dolomite, in particular adhesions of white talc with pure dolomite, BC -Microtypes from Naintsch, ® DORSILIT crystal quartz powder from Dorfner, ® SIL-CELL microcellular additive combinations from Stauss, St. Polten and ® Apyral types (aluminum hydroxides) from Nabaltec.
  • mica mica
  • chlorite chlorite
  • quartz quartz
  • a special extender SE (waxing of talc and dolomite) in a concentration range of 40 to 80% is particularly advantageous.
  • boards with a higher filler content have lower manufacturing costs and improved mechanical properties (modulus of elasticity).
  • the higher filled panels show less fire progress and less smoke in the event of a fire.
  • the fire behavior of plates according to the invention can be improved even further by using mixtures of special extender SE and aluminum hydroxide.
  • the aluminum hydroxide can have a self-extinguishing effect by splitting off water.
  • the degree of fineness of aluminum hydroxide is also of particular importance. Fine aluminum hydroxide is generally more suitable than coarse grades, because in the event of a fire it not only releases chemically bound water, but also the absorbed bound moisture.
  • the filler types mentioned can have different morphologies. They can be spherical or aspherical, with fibrous or splinter-shaped fillers, in particular laminar geometries, being preferred. Advantageous acrylic sheets for the LSW area with particularly good combinations of properties are obtained when the reinforcing fillers contained have a plate-like or needle-like shape. The more laminar the geometry of the fillers, the higher the impact strength and the lower the modulus of elasticity of the board. A special embodiment of the plate resulting according to the invention is present when the filler particles used are layer fillers. For the purposes of the invention, this means fillers which can take a preferred orientation during the casting process (production of the plate in the casting process, cast glass).
  • the size of the filler particles can also play a role in the quality of the plates according to the invention.
  • the stiffness of the plate can be controlled by a suitable size of the fillers.
  • the finer the filler the higher the elastic modulus of the board and its impact resistance.
  • the fillers are generally used in the grain size range from about 0.01 to about 100 // m.
  • the average particle size of the filler used is expedient in the range from 0.01 to 80 ⁇ m, in particular in the range from 0.05 to 30 ⁇ m, very particularly expedient in the range from 0.1 to 20 ⁇ m.
  • particularly advantageous acrylic glass plates are characterized in that the residue of the fillers used is less than two percent by weight with a 20 ⁇ m sieving. Fillers are particularly expediently used in which the residue of the fillers used is less than two percent by weight with a 12 ⁇ m sieving.
  • the plates according to the invention can be obtained, for example, by polymerizing a (meth) acrylate system in a casting process, preferably by the chamber process or by one of its variants, the polymerizable system: A) a) (meth) acrylate 50-100% by weight a1) methyl (meth) acrylate 0-99.99% by weight a2) C2-C4 (meth) acrylate 0-99.99% by weight a3 )> C5 (meth) acrylate 0 - 50% by weight a4) polyvalent (meth) acrylates 0.01 - 50% by weight b) comonomers 0 - 50% by weight b1) vinyl aromatics 0 - 50% by weight b2) vinyl esters 0 - 50% by weight,
  • viscosity of the polymerizable system before polymerization is greater than 0.1 Pa »s (100 cP).
  • a homogeneous distribution of the fillers over the entire plate is desirable.
  • the plate according to the invention is preferably obtainable by polymerizing a (meth) acrylate system which has a viscosity of greater than 0.1 Pa s (100 cP) before the polymerization.
  • the relatively high viscosity of the polymerization system counteracts sedimentation of the fillers during the polymerization.
  • the sedimentation can also be influenced by the fineness of the fillers.
  • Coarser fillers tend to sediment, which entails "encapsulation" of the noise protection plate. In addition to the use of fine fillers, you can also counteract this by using a thixotropic agent.
  • the invention therefore also includes a process for producing a non-transparent acrylic sheet, in which a) a polymerizable, filled (meth) acrylate composition is provided, b) the composition provided is poured into a prepared mold in which the threads provided for embedding, Belts, grids or nets are positioned, c) the composition is polymerized in the mold at a temperature above room temperature to obtain a plate, and d) the plate is removed from the mold,
  • the viscosity of the polymerizable, highly filled (meth) acrylate composition before the polymerization in the mold is set to a value of greater than 0.1 Pa »s (100 cP).
  • a first expedient process variant of the invention is characterized in that the viscosity of the polymerizable composition is varied by varying the weight ratio of (Pre) polymer regulated to polymerizable monomers in the composition.
  • viscosity-adjusting agents are known per se to the person skilled in the art. These include, for example, ionic, nonionic and zwitterionic emulsifiers.
  • the viscosity of the polymerization system can be varied by adding a regulator.
  • wetting agent additives such as lecithin or ® Catafor and the like can enable the viscosity to be adjusted to the desired value.
  • the filler concentration as such influences the viscosity of the polymerization system, as does the type of filler or filler mixture (grain size, oil number, surface treatment).
  • thixotropic agents for example ® Aerosile
  • Viscosity can change the viscosity of the polymerization system.
  • the viscosity of the system can be influenced via the polymerization temperature.
  • the initiator concentration and the kinetics of the polymerization reaction can also influence the viscosity of the polymerization system and thus the degree of sedimentation of the fillers.
  • non-transparent noise protection panels made of acrylic glass
  • reinforcing elements tapes, nets, grids
  • materials incompatible with the matrix material preferably plastics incompatible with the acrylic glass
  • materials incompatible or incompatible with the acrylic glass of the matrix should mean that the materials of the matrix and the embedded material do not mix with one another under the manufacturing and use conditions of the plate without forming a phase boundary.
  • threads, ribbons, grids or nets made of polyamide, polyester and / or polypropylene, which are embedded in the matrix of acrylic glass, are particularly suitable for splinter binding in the event of the noise protection plate breaking.
  • acrylic glass plates according to the invention are characterized in that they have threads made of polyamide embedded in the highly filled plastic matrix for splinter binding in the event of breakage.
  • plastic sheets can be produced in any manner familiar to the person skilled in the art.
  • the noise protection panels NT according to the invention made of non-transparent, highly filled acrylic glass can also become a suitable restraint system with little effort.
  • the term restraint system denotes a device which is suitable for preventing an object, such as a vehicle, from breaking through the device.
  • a restraint system according to the invention can prevent an object impacting perpendicularly on the system, which has a speed of at least 5, preferably at least 7 meters per second and an energy of at least 5000 joules, preferably at least 7000 joules, from breaking through and is held back so effectively.
  • the noise protection plate NT contains at least one embedded metal cable, a plastic layer being at least partially provided between the surface of the metal cable and the transparent acrylic glass matrix.
  • Extraction forces for the steel wire from the acrylic glass matrix of the highly filled, non-transparent acrylic glass plate are generally greater than 50 N, preferably greater than 100 N, without this being intended to impose any restriction. This force is determined in a known manner by loading exposed metal cables with forces. The minimum force required to pull out the ropes is defined as pulling force.
  • the acrylic sheet of the invention is therefore characterized in a preferred embodiment in that it has steel threads embedded in the highly filled plastic matrix for splinter binding in the event of breakage and as a retention system, which are optionally coated with plastic, preferably coated with plastic made of polyamide.
  • the plates according to the invention are poly (meth) acrylate plates. These are characterized by a high, preferably predominant, ie relatively high content of 50 percent by weight or more of poly (meth) acrylates.
  • Poly (meth) acrylates are polymers which are assumed to have structural units of the formula (I)
  • R 1 is an organic radical, preferably C-ß-alkyl, preferably C ⁇ _4-alkyl,
  • R 2 H, Cig-alkyl, preferably H or Ci-4-alkyl, very particularly preferred
  • C ⁇ - Alkyl includes linear and branched alkyl radicals with one to four carbon atoms. Of particular interest are methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, 2-methyl-1-propyl, sec-butyl, 2-methyl-2-propyl.
  • C ⁇ - 6 -Alky! includes the radicals mentioned with C 1 -C 6 -alkyl and additionally radicals with 5 or 6 carbon atoms, such as preferably 1-pentyl, 2-pentyl, 3-pentyl, 2,2-dimethyl-1-propyl, 3-methyl-1-butyl, 3-methyl-2-butyl, 2-methyl-2-butyl, 2-methyl-1-butyl, 1-hexyl.
  • Exemplary compounds which have the aforementioned structural unit include, among others, polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, polymethyl methacrylate, polypropyl acrylate, polybutyl acrylate, polypropyl methacrylate, polybutyl methacrylate and copolymers which have two or more of these types of polymers.
  • the first four compounds are preferred in the context of the invention.
  • Polymethyl methacrylate (PMMA) is very particularly preferred.
  • poly (meth) acrylate plates can also be used in the context of the invention use of copolymers which have up to 50% by weight of at least one further vinylically unsaturated monomer which can be copolymerized with at least one substituted or unsubstituted acrylic acid ester monomer.
  • Examples include: a. Methyl methacrylate-styrene copolymers or methyl methacrylate-butyl acrylate-styrene terpolymers.
  • the comonomers are optional constituents, which are preferably contained in a minor amount in the form of copolymers containing them in acrylic glass. They are usually selected so that they have no adverse effect on the Have properties of the poly (meth) acrylate to be used according to the invention.
  • the comonomers mentioned or can u. a. can be used to modify the properties of the copolymer in a desired manner, for example by increasing or improving the flow properties when the copolymer is exposed to higher temperatures during its processing, or to reduce residual color in the copolymer or by using a polyfunctional monomer to this way to introduce a certain or defined level of crosslinking into the copolymer.
  • Suitable monomers for this purpose include a. Vinyl esters, vinyl chloride, vinylidene chloride, styrene, ⁇ -methylstyrene and the various halogen-substituted styrenes, vinyl and isopropenyl ether, dienes, such as 1,3-butadiene and divinylbenzene.
  • the color reduction of the copolymer can, for example, particularly preferably be achieved by using an electron-rich monomer, such as, for example, a vinyl ether, vinyl acetate, styrene or ⁇ -methylstryrene.
  • Aromatic vinyl monomers such as styrene or ⁇ -methylstyrene are particularly preferred among the comonomer compounds mentioned.
  • inventive poly (meth) acrylate sheet according to the invention can have conventional additives. These include, among others, antistatic agents, antioxidants, mold release agents, flame retardants, lubricants, dyes, flow improvers, fillers, light stabilizers and organic phosphorus compounds such as phosphites or phosphonates, pigments, thixotropic agents, UV protection agents, weathering protection agents and plasticizers. Fillers are generally additives in solid form, which differ significantly in composition and structure from the poly (meth) acrylate matrix. These can be both inorganic and organic materials. They are well known in the professional world.
  • Fillers which are inert are preferably used under the conditions of the depolymerization of the poly (meth) acrylates.
  • fillers which are inert under the conditions of the depolymerization of the poly (meth) acrylates are understood to mean those substances which do not substantially adversely affect the depolymerization of (meth) acrylate polymers or make them impossible at all. This property of the fillers enables easy recycling of the (poly (meth) acrylate sheets.
  • Poly (meth) acrylates are among the few plastics that are ideal for direct chemical recycling. This is to be understood to mean that these polymers can be completely broken down again into the corresponding monomer units at certain temperatures and pressures (depolymerization) if heat is supplied in a suitable manner.
  • depolymerization polymethyl methacrylate
  • MMA monomeric methyl methacrylate
  • thermal treatment of waste acrylic glass at temperatures> 200 ° C
  • condensation of the resulting monomer vapors and processing of the crude monomers in the literature and in various continuous and discontinuous procedures are described in the patents.
  • the polymer material is placed in a boiler which is partially filled with lead and which is heated from the outside. At temperatures above 400 ° C, the polymer material depolymerizes and the resulting monomer vapors are piped into a condenser, where they are condensed into a crude, liquid monomer. Corresponding depolymerization processes are known for example from DE-OS 21 32716.
  • the plates according to the invention are preferably, for example, by polymerization of a (meth) acrylate system in a casting process the chamber process, roster process or other varieties and modifications of the chamber process, wherein the polymerizable system comprises the components A) to F) given hereinbefore.
  • Component A) is an essential component of the (meth) acrylate system to be polymerized.
  • a component in parentheses stands for its optional usability, i. H. (Meth) acrylate stands for acrylate and / or methacrylate.
  • the monomer component A) contains at least 50% by weight of (meth) acrylate, monovalent (meth) acrylates with a C-
  • Longer chain esters i.e. H. those with a C5 or longer chain
  • Ester residues are limited to 50% by weight in component A).
  • Component A) preferably contains at least 40% by weight of methyl methacrylate.
  • the long-chain (meth) acrylates in the specified amount make the system more impact-resistant.
  • these esters make the plate more flexible, but also softer, which would limit the properties of use in amounts above 50% by weight.
  • component A) can also contain other comonomers, the proportion of which is limited to 50% by weight.
  • comonomers vinyl aromatics and / or vinyl esters can each contain up to 50% by weight in component A). Higher proportions of vinyl aromatics are difficult to polymerize and can lead to segregation of the system. Higher proportions of vinyl esters can continue to cure insufficiently at low temperatures and tend to shrink more.
  • Component A) is preferably composed of 80-100% by weight and particularly preferably 90-100% by weight of (meth) acrylates, since these monomers can be used to produce plates with favorable processing and Allow usage properties to be achieved.
  • (Meth) acrylates is preferably limited to 50% by weight in component A), these esters are preferably max. 30% by weight and particularly advantageous at max. Contain 20% by weight in component A). This enables particularly flexible panels to be built.
  • Suitable monofunctional (meth) acrylates are in particular methyl methacrylate, butyl methacrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, ethyl triglycol methacrylate, hydroxypropyl methacrylate.
  • Particularly suitable comonomers are vinyl toluene, styrene and vinyl esters.
  • Styrene is preferably limited to max. 20 wt .-% in A) limited, since a higher content can lead to disturbances in the polymerization.
  • Component A) also essentially contains polyvalent (meth) acrylates.
  • the polyvalent (meth) acrylates contribute to reducing the water absorption of the plate due to their crosslinking effect during the polymerization.
  • Polyvalent (meth) acrylates are preferably present in the (meth) acrylate system in component A) in an amount of 0.1-30% by weight, particularly advantageously in an amount of 0.2-5% by weight.
  • the polyfunctional (polyvalent) (meth) acrylates are used to link polymers between linear molecules. This can affect properties such as flexibility, scratch resistance, glass transition temperature, melting point or hardening processes.
  • Multi-functional (meth) acrylates that can preferably be used include:
  • R is hydrogen or methyl and n is a positive integer between 3 and 20, such as.
  • R is hydrogen or methyl and n is a positive integer between 1 and 14, such as.
  • B di (meth) acrylate of ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, dodecaethylene glycol, tetradecaethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol and tetradecapropylene glycol; and glycerol di (meth) acrylate, 2,2'-bis [p- ( ⁇ -methacryloxy- ⁇ -hydroxypropoxy) phenylpropane] or bis-GMA, biphenol A dimethacrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, 2,2'- Di (4-methacryloxypolyethoxyphenyl) propane with 2 to 10 ethoxy groups per molecule and 1,2-bis (3-methacryloxy-2-hydroxypropoxy) butane.
  • Preferred common polyfunctional (meth) acrylates include, among others, triethylene glycol dimethacrylate (TEDMA), trimethylolpropane trimethacrylate (TRIM), 1,4-butanediol dimethacrylate (1,4-BDMA), ethylene glycol dimethacrylate (EDMA).
  • Further preferred components of a (meth) acrylate system to be used according to the invention are polyvalent (at least double-functional) urethane (meth) acrylates.
  • Component B) is an optional component, but is used very preferably.
  • B) can be mixed with A) as a polymeric substance.
  • A) can be prepolymerized, giving a so-called syrup. This syrup then already has monomeric constituents from group A) and polymeric sand from group B) in a mixture with one another.
  • a polymer or prepolymer B) can be added to component A).
  • This (pre) polymer should be soluble or swellable in A).
  • 0 to 12 parts of the prepolymer B) are used for one part A).
  • Poly (meth) acrylates are particularly suitable, these being dissolved as a solid polymer in A) or as so-called syrups, i.e. H. partially polymerized mixtures of corresponding monomers can be used.
  • Polyvinyl chloride polyvinyl acetate, polystyrene, epoxy resins, epoxy (meth) acrylates, unsaturated polyesters, polyurethanes or mixtures thereof are also suitable. These polymers cause e.g. B. special flexibility properties, shrink regulation, act as a stabilizer or flow improver.
  • the (pre) polymer B) is preferably dissolved in A).
  • the weight ratio of components B) and A) of the binder is in the range from 1: 1 to 12: 1. In this range, the properties can be optimally matched.
  • Weight ratios B): A) in the range from 5: 1 to 12: 1 are particularly expedient.
  • Component B) ((pre) polymer) can be any polymer. It is particularly expedient to use a prepolymer, but it can also be a suspension polymer, emulsion polymer and / or grinding granulate from recycling processes. In the simplest case, a prepolymer of MMA with 8 to 10% (based on mol) of monomer conversion is used.
  • the (pre) polymer B) can be a copolymer, the hardness and flexibility of the plates then being influenced by the type and amount of the comonomer in the (pre) polymer B).
  • Suitable comonomers which are involved in the construction of the respective (pre) polymer B) include u. a. Acrylates and methacrylates other than methyl methacrylate (MMA), vinyl esters, vinyl chloride, vinylidene chloride, styrene, ⁇ -methyl styrene and the various halogen-substituted styrenes, vinyl and isopropenyl ethers, dienes such as 1, 3-butadiene and divinylbenzene.
  • Preferred comonomers are for methyl acrylate and the like. a., ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, i-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, propyl acrylate, propyl methacrylate, methacrylic acid, ethyl triglycol methacrylate, hydroxypropyl methacrylate.
  • Component C) is an essential component, which is essential for the curing (polymerization) of the polymerizable system.
  • the polymerization can be free-radical or ionic, with free-radical polymerization being preferred. It can be carried out thermally, by blasting and by initiators, preferably initiators which form free radicals being used.
  • the particular conditions of the polymerization depend on the monomers chosen and the initiator system and are widely known in the art.
  • the preferred initiators include, among others, the azo initiators well known in the art, such as AIBN or 1,1-azobiscyclohexane carbonitrile, and peroxy compounds, such as methyl ethyl ketone peroxide, acetylacetone peroxide, ketone peroxide, methyl isobutyl ketone peroxide, cyclohexanone peroxide, dibenzoyl peroxide, tert-butyl peroxy-butyl peroxy-tert-butyl peroxy-butyl peroxy-tert-butyl peroxy , 2,5-bis (2-ethylhexanoyl-peroxy) -2,5-dimethylhexane, tert-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, tert-butyl peroxy-3,5,5-trimethylhexanoate, 1, 1-bis (tert.
  • Redox systems are also suitable, and desensitized systems in organic solvents or in aqueous solutions or in aqueous suspension are also known and can be used. Such a system is available under the ® Cadox brand from Akzo.
  • the amount of component C) is variable within wide limits. It depends on the composition of the monomers, the type and amount of the (pre) polymer and the desired polymerization temperature and the desired molecular weight of the polymer to be prepared. Approximate values result for molecular weights of 100,000 to 1,000,000 g / mol (weight average molecular weight) to 1x10 " ⁇ to about 1x10 " 6 moles of initiator per mole of polymerizable constituents of the monomer system.
  • the molecular weight of the polymer is preferably between 650,000 and 800,000 g / mol.
  • Component D) is an optional component of the polymerizable (meth) acrylate system, but is preferably contained in the system.
  • examples are emulsifiers. Lecithins are preferred.
  • the amount of substances to be used can be varied over a wide range. 0.01 to 1 part by weight of D) per 1 part by weight of A) are preferred. 0.1 to 0.2 part by weight D) per 1 part by weight A) are particularly useful.
  • Component E) is optional. These are the usual additives which are known per se, exemplary additives having been listed above.
  • E) includes fillers that do not fall under F). This therefore includes fillers which do not have a reinforcing action, such as color pigments and the like, which are particularly preferably of smaller particle size than the fillers of component F).
  • the average particle size of the fillers used according to E) is preferably in the range of less than 10 ⁇ m, advantageously in the range of less than 5 ⁇ m, particularly preferably less than 1 ⁇ m and very particularly preferably less than 0.01 ⁇ m.
  • the ratio of the average particle sizes of the fillers E) to F) is advantageously in the range from 1: 3 to 1: 1000, preferably in the range from 1: 5 to 1: 100 and particularly preferably in the range from 1:10 to 1:50.
  • Component F) is essential. In addition, this component has been previously described in detail.
  • Two sekurit glass plates are used as a mold.
  • a PVC sealing cord is placed between the molded glass plates.
  • Monofil polyamide threads with a diameter of 2 mm are clamped parallel to each other in the chamber formed in this way at intervals of 30 mm.
  • the glass plates are then fixed on three sides using clips.
  • the width of the chamber can be varied by different thicknesses of the sealing cord. In the example, the inside thickness of the chamber was approximately 15 mm.
  • the fourth side is closed after filling.
  • the panel system sealed in this way is stored horizontally and placed in a convection oven.
  • Prepolymer is a syrup based on MMA, in which methyl methacrylate has been prepolymerized in a known manner up to a conversion of about 10% (90% by weight of residual monomer).
  • the viscosity of the prepolymer was about 450 cp.
  • SER AD FA 192 denotes a phosphoric acid ester from the group of ethoxylated nonylphenol phosphates.
  • * ® Tinuvin P is a light stabilizer from Ciba - Specialty Chemicals GmbH and is a 2- (2-hydroxyphenyl) benzotriazole.
  • the fillers and additives required are dispersed into about a third of the prepolymer (syrup) required. First a dispersing agent and then the necessary additives such as e.g. UV stabilizer, crosslinker, thermal stabilizers, etc., as well as the filler added.
  • This solution is kept in a coolable and evacuable stirred tank for at least 30 min. dispersed.
  • the dispersion temperature should not exceed 50 ° C.
  • the mixture is cooled to room temperature, diluted with the remaining amount of syrup and then the required catalyst is added in solution form. This solution is then stirred under vacuum for a further 30 min.
  • the approach described is poured into the mold; the filling takes place directly from the batch kettle via a 25 ⁇ m bag filter into the mold.
  • the panels are polymerized in a forced air process. In the main polymerization, about 90% conversion is achieved.
  • the plates are post-polymerized in a tempering oven at 120 ° C. After the plates have cooled, the upper glass plate is removed from the chamber and the poly (meth) acrylate plate is removed.
  • Example 1 further plates were produced.
  • the formulation of the poly (meth) acrylate system was varied in Examples 2 to 4.
  • the systems used had the following composition: Composition of the (meth) acrylate systems 2 to 4 for, each in parts by weight:
  • Martinal ON 310 is an aluminum hydroxide type of
  • the plate according to the invention according to Example No. 4 was subjected to a test for flame resistance in accordance with DIN 4102-B1.
  • the requirements of a flame retardancy test according to DIN 4102-B1 were completely met. It follows from this that the highly filled NT-LS plates according to the invention are flame-retardant.
  • a plate according to the invention according to Example 4 was also subjected to a break test.
  • Noise protection element placed on four wooden trestles (height approx. 860 mm), not stretched or secured.
  • a 1200 x 1200 x 140 (L x W x H) wooden pallet was placed on the floor.
  • a 400 kg cylindrical metal weight was dropped onto the center of the element from a height of 1500 mm above the noise protection element.
  • the kinetic energy of the weight was 5.89 J when struck at a speed of 5.42 m / s (19.5 km / h).
  • the point of impact of the metal weight was provided with a radius.
  • the metal weight hit the acrylic glass splintered in its typical shape. However, there were no free fragments, rather all acrylic glass fragments were held by the embedded threads. This result can be classified as extremely surprising for a highly filled system.

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Abstract

Acrylglasplatte für den Einsatz als nicht transparentes Lärmschutzelement in Lärmschutzwänden, wobei die Platte eine Abmessung oder Größe von 2 x 2 m oder größer bei einer Dicke von mehr als 8 mm, vorzugsweise mehr als 12 mm, aufweist, in das Acrylglas zur Splitterbindung im Falle eines Bruches der Platte Fäden, Bänder, Gitter oder Netze aus einem mit dem Acrylglas unverträglichen Material eingebettet sind und die Platte einen auf ihr Gesamtgewicht (gerechnet ohne eingebettete Fäden, Bänder, Gitter oder Netze) bezogenen Anteil an Füllstoffen im Bereich von 40 bis 80 Gewichtsprozent besitzt. Besonders bevorzugte Füllstoffe sind Extendermaterialien aus Talk und Dolomite gebenenfalls und vorzugsweise in Mischung mit Aluminiumhydroxid. Es wird auch ein Verfahren zur Herstellung solcher Platten beansprucht. Die hoch gefüllten Acrylglasplatten stellen eine kostengünstige Alternative zu anderen nicht transparenten Materialien dar, lassen sich hervorragend mit transparenten Lärmschutzplatten aus Acrylglas kombinieren und ermöglichen mit ihrem hohen Flächengewicht ein ausreichendes Schalldämm-Maß trotz reduzierter Plattendicke. Überraschend erlauben die hoch gefüllten Platten den Einsatz von Splitter bindenden Systemen, wie Nylon- oder Stahlfäden, und gehören im Bezug auf ihr Brandverhalten zu Klasse B2, bei Verwendung von Aluminiumhydroxid als Füllstoff sogar zur Brandklasse B1.

Description

Lärmschutzplatte aus Acrylglas
Die vorliegende Erfindung betrifft Platten aus Acrylglas sowie deren Verwendung als Schallschutzplatte, insbesondere als Element von Lärmschutzwänden.
Beim Schutz der Bürger vor Verkehrslärm werden seit Jahren Lärmschutzwälle, -wände oder Lärmschutzfassaden eingesetzt. Wegen des großen Platzbedarfs von Wällen werden diese vorzugsweise im freien Gelände aufgeschüttet, im innerstädtischen Bereich, bei Brückenbauwerken und häufig auch bei Schienenstrecken kommen dagegen Lärmschutzwände oder -fassaden zum Einsatz.
Für Platz sparende Lärmschutzwände haben sich in den vergangenen Jahren in der Praxis Materialien wie Holz, Metall und Beton im nichttransparenten Sektor sowie Mineralgläser als auch Kunststoffe im transparenten Sektor, durchgesetzt.
Transparente Lärmschutzwände aus Kunststoffmaterialien werden insbesondere aus Polymethylmethacrylat (PMMA) gefertigt bzw. aus auf PMMA basierenden Formmassen, da dieses Material neben einer hervorragenden Transparenz und ausgezeichneten optischen Eigenschaften über eine exzellente Schalldämmung bei guten physikalisch-mechanischen Eigenschaften (Steinwurfresistenz) verfügt.
Nachteilig bei transparenten Lärmschutzwänden ist sicherlich deren relativ hoher Preis, so dass transparente Elemente im Allgemeinen nur dann eingesetzt werden, wenn es darum geht, den Autofahrer oder den Fahrgast eines Schienenfahrzeugs trotz hoher Wände nicht gänzlich von der Umwelt auszuschließen. Dies dient beispielsweise zur Vorbeugung gegen einen möglichen "Tunneleffekt" auf Brücken, wobei man unter anderem nicht zuletzt wegen des hohen Preises auch dazu übergegangen ist, diese Wände dann nur teilweise transparent auszuführen. Es besteht demnach ein erheblicher Bedarf nach Platz sparenden Elementen mit den hervorragenden Schalldämmungs- und den brauchbaren mechanischen Eigenschaften von Acrylglas, wobei die Elemente dennoch kostengünstig sein sollen. Nach Möglichkeit sollen die Elemente deutlich preisgünstiger sein als die bekannten Acrylglasplatten. Daneben fordert die Praxis schon lange geeignete Elemente, die als nicht transparente Elemente einfach mit den transparenten Lärmschutzplatten aus Acrylglas kombinierbar sind, die insbesondere mit einer identischen Verlege- und Befestigungstechnik einsetzbar sind.
Hinzu kommt, dass die bekannten, transparenten Kunststoff lärmschutzplatten regelmäßig aus Acrylglas mit Abmessungen von etwa 2 x 2 m bestehen, wodurch sich bei größeren Lärmschutzwänden ein entsprechender Pfostenabstand von einem zum nächsten Element der Wand ergibt. Will man den Pfostenabstand vergrößern, z. B. auf 3 x 2 m oder 4 x 2 m, so macht dies den Einsatz von stärkeren Platten notwendig. Trotzdem zeigen Windlastberechnungen, dass für bestimmte extreme Windlasten selbst ein Einsatz von Acrylglas mit Dicken von 25, 30 oder 35 mm nicht ausreicht, den Anforderungen gerecht zu werden, abgesehen vom hohen Preis entsprechend dicker Acrylglasplatten.
Demnach wäre es ebenfalls wünschenswert, die mechanischen Eigenschaften, beispielsweise den E-Modul, der neuen Lärmschutzplatten im Vergleich zu bekannten Acrylglasplatten für den Lärmschutz weiter zu verbessern, um so einen größeren Pfostenabstand möglich zu machen und durch diese Maßnahme die Gesamtkosten von Lärmschutzwänden weiter zu reduzieren.
Des Weiteren war es eine Aufgabe der Erfindung, eine für die Verwendung als Lärmschutzelement geeignete Platte bereitzustellen, die den schönen ästhetischen Eindruck einer Lärmschutzwand aus transparentem Acrylglas nicht oder nur in geringem Maß beeinträchtigt.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung bestand darin, Lärm dämmende Platten zu schaffen, die eine besonders hohe Witterungsbeständigkeit aufweisen und die gegebenenfalls auch als selbst reinigende Systeme ausgeführt werden können.
Schließlich besteht gerade bei den Schallschutzplatten aus Kunststoff noch ein weiteres Problem. Werden diese Platten an Fahrbahnen eingesetzt, kann beim Aufprall eines Fahrzeugs auf das Lärmschutzelement die ernstliche Gefahr bestehen, dass sich gefährliche Splitter bilden oder dass sich die Kunststoffelemente entzünden. Dabei kann die Gefährdung, die von Splittern oder brennenden Lärmschutzelementen ausgeht, sehr schwerwiegend sein. Es besteht mithin ein dringender Bedarf nach Lärmschutzplatten aus Kunststoff mit erhöhter Splitterbildungs- und Brandsicherheit.
Gelöst werden diese Aufgaben sowie weitere, die zwar nicht wörtlich genannt werden, sich aber aus den hierin diskutierten Zusammenhängen wie selbstverständlich ableiten lassen oder sich aus diesen zwangsläufig ergeben, durch die in Anspruch 1 beschriebene Platte aus Acrylglas.
Zweckmäßige Abwandlungen der erfindungsgemäßen Lärmschutzplatten werden in den auf Anspruch 1 zurück bezogenen Unteransprüchen unter Schutz gestellt.
Hinsichtlich einer Verwendung der erfindungsgemäßen Platten liefert der Anspruch der entsprechenden Kategorie eine Lösung der zugrunde liegenden Aufgabe.
Dadurch, dass eine Acrylglasplatte mit den Abmessungen Größe 2 x 2 m oder größer und einer Stärke (Dicke) von mehr als 8 mm, vorzugsweise mehr als 12 mm, und mit in das Acrylglas zur Splitterbindung im Falle eines Bruches eingebetteten Fäden, Bändern, Gittern oder Netzen aus einem mit dem Acrylglas unverträglichen Material, einen auf das Gesamtgewicht der Platte (vermindert um das Gewicht der eingebetteten Materialien) bezogenen Anteil an nicht transparenten Füllstoffen im Bereich von 40 bis 80 Gewichtsprozent aufweist, gelingt es auf nicht ohne weiteres vorhersehbare Weise, ein lärmdämmendes nicht transparentes Plattenelement für den Einsatz in Lärmschutzwänden (LSW) zur Verfügung zu stellen, das in idealer Weise mit bereits bekannten transparenten Lärmschutzplatten aus Acrylglas kombinierbar ist und eine ganze Reihe weiterer zum Teil sehr überraschender Vorteile aufweist.
An erster Stelle sind dabei die herausragenden mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Lärmschutzplatte aus Acrylglas zu nennen. So findet man bei der nicht transparenten Platte gemäß der Erfindung Werte für Zugfestigkeit, Reißdehnung, E-Modul (Zug), Biegefestigkeit, E-Modul (Biege) und thermischen Ausdehnungskoeffizienten, welche den entsprechenden Werten bei transparentem Lärmschutzmaterial aus Acrylglas bei gleicher Plattenabmessung und Stärke zum Teil deutlich überlegen sind.
Als sehr vorteilhaft hat sich der hohe E-Modul der erfindungsgemäßen nicht transparenten Lärmschutzplatte aus Acrylglas erwiesen. Der höhere E-Modul im Vergleich zur transparenten Lärmschutzplatte aus ungefülltem Acrylglas erlaubt bei der Errichtung einer Lärmschutzwand einen größeren Stützen- oder Pfostenabstand. Damit können die Gesamtkosten einer Lärmschutzwand reduziert werden.
Im Übrigen ermöglichen die erfindungsgemäßen LSW-Platten im Vergleich zu bekannten transparenten LSW-Acrylglasplatten bei den derzeit üblichen Abmessungen eine deutliche Reduktion der Dicke der Platten ohne dabei eine Verschlechterung der mechanischen und schalltechnischen Eigenschaften in Kauf nehmen zu müssen. Das erwünschte Schalldämm-Maß wird durch das hohe Flächengewicht trotz verringerter Plattendicke gewährleistet.
Darüber hinaus sind die Füllstoffe im Allgemeinen deutlich preisgünstiger als das Matrixmaterial Acrylglas, so dass auch durch den hohen Füllstoffgehalt eine deutlich Senkung der Kosten erreicht wird.
Die hoch gefüllten Platten der Erfindung haben zudem ein verbessertes Brandverhalten, was bedeutet, dass sie feuerbeständig gemäß ZTV LSW 88 sind, zusätzlich aber auch der Brandklasse B2 angehören, d.h. es nur zu geringer Rauchentwicklung und Brandausweitung im Brandfall kommt. Überraschenderweise ist es aber auch möglich, mit den erfindungsgemäßen nicht transparenten Lärmschutzplatten (NT- Lärmschutzplatten) aus hoch gefülltem Acrylglas die Brandklasse B1 zu erreichen, sofern geeignete Füllstoffe, wie z.B. Aluminiumhydroxid und dergleichen zum Einsatz kommen.
Daneben ist es auch äußerst ungewöhnlich, dass es trotz des relativ hohen Anteils an Füllstoffen mit der erfindungsgemäßen Platte gelingt, die Splittersicherheit von transparenten Acrylglasplatten zu erreichen, sobald entsprechende Splitterbindungssysteme verwendet werden. Trotz der höheren Sprödigkeit der hochgefüllten Kunststoffmaterialien erfüllen beispielsweise eingebettete Splitterbindungssysteme wie Polyamidfäden, Stahlseile, die vorzugsweise Kunststoff ummantelt sind oder ähnliche Systeme, in erfindungsgemäßen Platten einwandfrei alle an solche Systeme gestellten Forderungen.
Schließlich sind die Anforderungen an die Qualität des Matrixmaterials Acrylglas bei der erfindungsgemäßen nicht transparenten Platte geringer als bei herkömmlichen transparenten LSW-Platten aus Acrylglas. Hierdurch eröffnet sich eine überraschende Recycling-Möglichkeit. Die nicht transparente Lärmschutzplatte selbst, entstehende Produktionsabfälle, Verschnitt, retou nierte Lärmschutzplatten nach Nutzungsdauer und sonstige Abfälle aus der Produktion, können, nach Zerkleinerung und Vermahlung auf eine gewünschte Teilchengröße, vorzugsweise etwa 50
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wieder als Rohstoff für die Produktion eingesetzt werden.
Im Rahmen der Erfindung soll eine Lärmschutzplatte aus Acrylglas eine Platte aus Acrylglas sein, die als plattenförmiges Element Bestandteil einer Lärmschutzwand sein kann.
Unter dem Begriff "Platten" sollen flächige Gebilde beliebiger Geometrie verstanden werden, die beispielsweise rund, eckig, halbrund oder auf sonstige Weise geformt sein können. Bevorzugt sind die Platten jedoch quadratisch oder rechteckig. Die Ecken oder Kanten der Platten können abgerundet oder abgeflacht sein.
Die Platten aus Acrylglas gemäß der Erfindung haben bestimmte Mindestabmessungen. Es handelt sich hierbei um eine Größe von 2 x 2 m oder größer. Aufgrund der hohen mechanischen Stabilität der gefüllten Acrylglasplatten sind Abmessungen von 3 x 2 m oder 4 x 2 m bevorzugt. Es sind jedoch auch größere Abmessungen möglich ebenso wie alle Zwischenmaße realisiert werden können, sei es direkt beim Herstellprozess der Platten oder im Anschluss daran durch Nachbearbeitung fertig gegossener Platten. Sofern sich die Erfindung nicht auf quadratische oder rechteckige Platten bezieht, ist unter einer "Größe" von 2 x 2 m zu verstehen, dass die rund oder unregelmäßig geformte Platte eine entsprechend große quadratische Fläche umfasst oder einschließt oder dass die runde oder unregelmäßige Platte wenigstens eine Fläche von 4 m2 besitzt.
Die relativ große Größe erfindungsgemäßer Platten ist ebenso charakteristisch wie die Dicke von mehr als 8 mm, vorzugsweise mehr als 12 mm, was die Lärmschutzplatten der Erfindung klar von Halbzeugen oder anderen kleineren Platten unterscheidet. Die Dicke ist insofern von charakteristischer Bedeutung, als nur durch entsprechende Dicken die notwendigen Schalldämm-Maße erreichbar sind. Typische Dicken liegen bei mehr als 8 mm, bevorzugt mehr als 10 mm, besonders bevorzugt mehr als 12 mm, vorzugsweise im Bereich von 8 bis 40 mm, zweckmäßig im Bereich von 10 bis 40 mm, noch zweckmäßiger im Bereich von 12 bis 35 mm, besonders bevorzugt sind 15 bis 30 mm dicke Platten für den LSW- Bereich. Es können jedoch auch Platten mit einer Dicke von 40 mm oder sogar noch dicker gefertigt werden, je nach angestrebtem Ziel, für spezielle Anwendungen sind auch größere oder kleinere Ausführungen möglich.
Die Kunststoffplatten der Erfindung weisen eine hochgefüllte Matrix aus Acrylglas auf. Diese Platten können beispielsweise aus Methylmethacrylat-Sirup gegossen werden. "Gefülltes" Acrylglas bedeutet ein Acrylglas, welches Füllstoffe aufweist. "Hochgefüllt bedeutet, einen Gehalt an Füllstoffen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Platte aus Acrylglas im Bereich von 40 bis 80 Gewichtsprozent. Das "Gesamtgewicht" der Platte meint im Rahmen der Erfindung die Summe der Gewichte aller am Aufbau der Platte beteiligten Stoffe abzüglich der zur Splitterbindung eingebetteten Materialien wie Fäden, Bänder, Netze und Gitter. Ist der Füllstoffgehalt unterhalb von 40 Gewichtsprozent steht der Verlust an Transparenz in keinem Verhältnis zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften sowie zur Kosteneinsparung, liegt der Füllstoffgehalt über 80 Gewichtsprozent werden die Platten leicht spröde und können reißen, d.h. die Matrix verliert ihre Eigenschaft, die Füllstoffpartikel dauerhaft zu binden. Ein besonders ausgewogenes Eigenschaftsspektrum weisen Platten mit einem Füllstoffgehalt im Bereich von 50 bis 60 Gewichtsprozent auf.
Art und Form der in der Lärm dämmenden Platte der Erfindung enthaltenen Füllstoffe können je nach anzustrebendem speziellem Einsatzzweck über einen weiten Bereich variiert werden. Zu den vorteilhaft bei der Herstellung der Lärm dämmenden Platte der Erfindung einsetzbaren Füllstoffen gehören unter anderem Talk, Dolomit, natürliche Verwachsungen von Talk und Dolomit, Glimmer, Quarz, Chlorit, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Tone, Siliziumdioxid, Silikate, Carbonate, Phosphate, Sulfate, Sulfide, Oxide, Metalloxide, Glasmehl, Glaskugeln, Keramik, Kaolin, Porzellan, Cristobalit, Feldspalt und/oder Kreide. Grundsätzlich sind auch silanisierte Typen von Füllstoffen bevorzugt, da durch die Silanisierung eine bessere Matrixhaftung erreichbar ist, verglichen mit Füllstoffen, die nicht silanisiert sind.
Besonderes Interesse unter den Füllstoffsorten genießen Mineralien die Glimmer (mica), Chlorit (chlorite), Quarz (quartz) aufweisen, wie etwa ®Plastorit-Typen der Firma Naintsch, Verwachsungen von Talk mit Dolomit, insbesondere Verwachsungen von weißem Talk mit reinem Dolomit, BC-Microtypen der Firma Naintsch, ®DORSILIT-Kristallquarzmehl der Firma Dorfner, ®SIL-CELL mikrozellulare Additivkombinationen der Firma Stauss, St. Polten und ®Apyral-Typen (Aluminiumhydroxide) der Firma Nabaltec.
Von besonderem Vorteil ist ein Spezialextender SE (Verwachsung von Talk und Dolomit) in einem Konzentrationsbereich von 40 bis 80 %. Platten mit höherem Füllstoffgehalt haben, wie bereits erwähnt, günstigere Herstellkosten und verbesserte mechanische Eigenschaften (E-Modul). Zudem zeigen jedoch die höher gefüllten Platten im Brandfall einen geringeren Brandfortschritt sowie geringere Rauchentwicklung.
Das Brandverhalten erfindungsgemäßer Platten lässt sich noch weiter dadurch verbessern, dass man Mischungen aus Spezialextender SE und Aluminiumhydroxid einsetzt. Das Aluminiumhydroxid kann im Brandfall durch Abspaltung von Wasser einen selbstlöschenden Effekt haben. Dabei ist auch der Feinheitsgrad des Aluminiumhydroxids von besonderer Bedeutung. Feines Aluminiumhydroxid ist grundsätzlich geeigneter als grobe Typen, da es im Brandfall nicht nur chemisch gebundenes Wasser, sondern auch die absorbiert gebundene Feuchtigkeit freisetzen.
Die genannten Füllstoffsorten können unterschiedliche Morphologien aufweisen. Sie können sphärisch oder asphärisch sein, wobei faser- oder splitterförmige Füllstoffe, insbesondere laminare Geometrien, bevorzugt sind. Vorteilhafte Acrylglasplatten für den LSW-Bereich mit besonders guten Eigenschaftskombinationen werden dann erhalten, wenn die enthaltenen verstärkenden Füllstoffe eine plättchenartige oder nadelartige Form aufweisen. Je laminarer die Geometrie der Füllstoffe ist desto höher ist die Schlagzähigkeit und desto geringer der E-Modul der Platte. Eine besondere Ausführungsform der erfindungsgemäß resultierenden Platte liegt dann vor, wenn die eingesetzten Füllstoffpartikel Schichtfüllstoffe sind. Hierunter werden im Sinne der Erfindung solche Füllstoffe verstanden, die eine Vorzugs-Orientierung beim Gießvorgang (Herstellung der Platte im Gießverfahren, Gussglas) einnehmen können.
Auch die Größe der Füllstoffpartikel kann eine Rolle für die Qualität der erfindungsgemäßen Platten spielen. So kann durch eine geeignete Größe der Füllstoffe die Steifigkeit der Platte gesteuert werden. Je feiner der Füllstoff ist, umso höher sind der Elastizitätsmodul der Platte und deren Schlagzähigkeit. Die Füllstoffe werden allgemein im Korngrößenbereich von etwa 0,01 bis etwa 100//m eingesetzt. Zweckmäßig ist die mittlere Partikelgröße des eingesetzten Füllstoffs im Bereich von 0,01 bis 80 μm, insbesondere im Bereich von 0,05 bis 30 μm, ganz besonders zweckmäßig im Bereich von 0,1 bis 20 μm.
Je feiner die eingesetzten verstärkenden Füllstoffe sind, umso höher sind Steifigkeit und Schlagfestigkeit der Platte. Bei größeren Füllstoffen werden die resultierenden Platten spröder. Besonders vorteilhafte Acrylglasplatten sind gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Rückstand der eingesetzten Füllstoffe bei einer 20 μm Siebung weniger als zwei Gewichtsprozent ist. Ganz besonders zweckmäßig werden Füllstoffe eingesetzt, bei denen der Rückstand der eingesetzten Füllstoffe bei einer 12 μm Siebung weniger als zwei Gewichtsprozent beträgt.
Die erfindungsgemäßen Platten sind beispielsweise durch Polymerisation eines (Meth)acrylat-Systems in einem Gießverfahren, vorzugsweise nach dem Kammerverfahren oder nach einer seiner Abarten, erhältlich, wobei das polymerisierbare System: A) a) (Meth)acrylat 50 - 100 Gew.-% a1) Methyl(meth)acrylat 0 - 99,99 Gew.-% a2) C2-C4 (Meth)acrylat 0 - 99,99 Gew.-% a3) > C5 (Meth)acrylat 0 - 50 Gew.-% a4) mehrwertige (Meth)acrylate 0,01 - 50 Gew.-% b) Comonomere 0 - 50 Gew.-% b1) Vinylaromaten 0 - 50 Gew.-% b2) Vinylester 0 - 50 Gew.-%,
wobei die Komponenten a) und b) so gewählt sind, daß sie zusammen 100 Gewichtsprozent der polymerisierbaren Komponente A) ergeben,
B) auf 1 Gew.-Teil A) 0 - 12 Gew.-Teile eines in A) löslichen oder quellbaren (Pre)polymers,
C) Initiator in einer Menge ausreichend zur Härtung der polymerisierbaren Komponente A),
D) gegebenenfalls Mittel zur Einstellung der Viskosität des Systems,
E) übliche Additive in einer Menge bis zu 3 Gew.-Teile auf 1 Gewichtsteil A)
und
F) 0,33 bis 4 Gew.-Teile Füllstoffe auf 1 Gew.-Teil Bindemittel (Summe aus A) bis E))
enthält
und wobei die Viskosität des polymerisierbaren Systems vor der Polymerisation größer als 0,1 Pa»s (100 cP) ist.
Im Sinne der Erfindung ist eine homogene Verteilung der Füllstoffe über die gesamte Platte erwünscht. Zur Erzielung einer solchen Verteilung kann man beispielsweise die Viskosität des zum Erhalt der Platte zu polymerisierenden (Meth)acrylat-Systems ausnutzen. Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Platte durch Polymerisation eines (Meth)acrylat- Systems erhältlich, welches vor der Polymerisation eine Viskosität von größer als 0,1 Pa«s (100 cP) aufweist. Die relativ hohe Viskosität des Polymerisationssystems wirkt einer Sedimentation der Füllstoffe während der Polymerisation entgegen. Zugleich kann die Sedimentation auch durch die Feinheit der Füllstoffe beeinflusst werden. Gröbere Füllstoffe neigen zur Sedimentation, was eine "Verschüsselung" der Lärmschutzplatte nach sich zieht. Hier kann man neben dem Einsatz von Feinfüllstoffen gezielt auch durch die Verwendung eines Thixotropierungsmittels entgegen wirken.
Zur Erfindung gehört mithin auch ein Verfahren zur Herstellung einer nicht transparenten Acrylglasplatte, bei welchem man a) eine polymerisierbare, gefüllte (Meth)acrylat-Zusammensetzung bereitstellt, b) die bereitgestellte Zusammensetzung in eine vorbereitete Form gießt, in welcher die zur Einbettung vorgesehenen Fäden, Bänder, Gitter oder Netze positioniert sind, c) die Zusammensetzung in der Form bei einer Temperatur oberhalb Raumtemperatur unter Erhalt einer Platte polymerisiert und d) die Platte entformt,
wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist,
dass man die Viskosität der polymerisierbaren, hochgefüllten (Meth)acrylat-Zusammensetzung vor der Polymerisation in der Form auf einen Wert vom größer als 0,1 Pa»s (100 cP) einstellt.
Eine erste zweckmäßige Verfahrenvariante der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass man die Viskosität der polymerisierbaren Zusammensetzung durch Variation des Gewichtsverhältnisses von (Pre)polymer zu polymerisierbaren Monomeren in der Zusammensetzung reguliert.
Alternativ hierzu oder in Kombination damit kann es auch von Vorteil sein, dass man die Viskosität der Zusammensetzung durch Variation des Anteils an die Viskosität einstellenden Mitteln reguliert. Solche die Viskosität einstellenden, d.h. regulierenden Mittel sind dem Fachmann an sich bekannt. Hierzu gehören beispielsweise ionische, nichtionische und zwitterionische Emulgatoren.
Weitere zweckmäßige Mittel oder Verfahren zur Beeinflussung und/oder Einstellung der Viskosität der polymerisierbaren Zusammensetzung umfassen unter anderem folgende Maßnahmen:
Die Viskosität des Polymerisationssystems kann durch Reglerzusatz variiert werden.
Es kann vorteilhaft sein, die Viskosität des Polymerisationssystems über das Mischungsverhältnis zwischen (Pre)polymer (Vorpolymerisat) und monomeren, polymerisierbaren Bestandteilen des Polymerisationssystems zu steuern.
Art und Menge von Netzmittelzusätzen wie Lecithin oder auch ®Catafor und dergleichen, können die Einstellung der Viskosität auf den gewünschten Wert ermöglichen.
Die Füllstoffkonzentration als solche beeinflusst die Viskosität des Polymerisationssystems, ebenso wie die Art des Füllstoffs oder der Füllstoffmischung (Korngröße, Ölzahl, Oberflächenbehandlung).
Des Weiteren können übliche Zusätze wie zum Beispiel Thixotropierungsmittel (beispielsweise ®Aerosile) die Viskosität des Polymerisationssystems verändern.
Des Weiteren kann über die Polymerisationstemperatur Einfluss auf die Viskosität des Systems genommen werden. Schließlich können auch die Initiatorkonzentration und die Kinetik der Polymerisationsreaktion einen Einfluss auf die Viskosität des Polymerisationssystems und damit den Sedimentationsgrad der Füllstoffe ausüben.
In die mit Füllstoff hergestellten, nicht transparenten Lärmschutzplatten aus Acrylglas (Lärmschutzplatten NT) sind in die Acrylglasmatrix verstärkende Elemente (Fäden, Bänder, Netze, Gitter) aus mit dem Matrixmaterial nicht verträglichen Materialien, vorzugsweise mit dem Acrylglas nicht verträgliche Kunststoffe, flächig (Gitter, Netze) oder auch in Fadenform (Fäden, Bänder) eingebracht.
Mit dem Acrylglas der Matrix nicht verträgliche (unverträgliche oder inkompatible) Materialien soll in diesem Zusammenhang bedeuten, dass die Materialien der Matrix und das eingebettete Material sich unter den Herstell- und Einsatzbedingungen der Platte nicht ohne Ausbildung einer Phasengrenze miteinander mischen.
Dementsprechend eignen sich zur Splitterbindung in Bruchfall der Lärmschutzplatte in einer Ausführungsform der Erfindung insbesondere in die Matrix aus Acrylglas eingebettete Fäden, Bänder, Gitter oder Netze aus Polyamid, Polyester und/oder Polypropylen.
Erfindungsgemäße Acrylglasplatten kennzeichnen sich dabei in einer weiteren besonderen Variante dadurch, dass sie zur Splitterbindung im Bruchfall in die hochgefüllte Kunststoffmatrix eingebettete Fäden aus Polyamid aufweisen.
Die Herstellung solcher Kunststoffplatten kann auf jede dem Fachmann geläufige Weise geschehen.
Dabei kann man z. B. so vorgehen, daß man mit zwei vorgefertigten gegossenen Kunststoffplatten, z. B. Acrylglasplatten (2000 mm x 1220 mm x 8 mm) mit Hilfe einer 4 mm starken umlaufenden Dichtung eine Kammer bildet. In diese Kammer werden dann etwa mittig oder auch gezielt außermittig im Abstand von jeweils 30 mm parallel zueinander monofile Kunststoffäden, z. B. Polyamidfäden, mit einem Durchmesser von beispielsweise 0,9 mm eingespannt. Dann wird in die Kammer ein niedrigviskoses, einen äußeren Weichmacher auf der Basis eines Zitronensäureesters und ein Redoxinitiatorsystem enthaltendes kalthärtendes Methacrylatharz eingefüllt.
Nach vollständiger Aushärtung der Zwischenschicht und Entfernung der Glasscheiben erhält man eine Kunststoffscheibe.
Die erfindungsgemäßen Lärmschutzplatten NT aus nicht transparentem, hoch gefüllten Acrylglas können auch mit wenig Aufwand zu einem tauglichen Rückhaltesystem werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff Rückhaltesystem eine Vorrichtung, die geeignet ist, einen auftreffenden Gegenstand, beispielsweise ein Fahrzeug, am Durchbrechen der Vorrichtung zu hindern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann ein erfindungsgemäßes Rückhaltesystem verhindern, dass ein senkrecht auf das System aufprallender Gegenstand, der eine Geschwindigkeit von mindestens 5, vorzugsweise mindestens 7 Meter pro Sekunde und eine Energie von mindestens 5000 Joule, vorzugsweise mindestens 7000 Joule aufweist, das System durchbricht und so wirksam zurückgehalten wird.
Zu diesem Zweck enthält die erfindungsgemäße Lärmschutzplatte NT mindestens ein eingebettetes Metallseil, wobei zwischen der Oberfläche des Metallseils und der transparenten Acrylglasmatrix zumindest teilweise eine Kunststoff Schicht vorgesehen ist. Hierdurch gelingt es auf überraschende und nicht ohne weiteres vorhersehbare Weise, ein Lärm dämmendes Rückhaltesystem zur Verfügung zu stellen, das besonders kostengünstig gewartet und montiert werden kann. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass ein zusätzlicher Montageschritt entfällt und die Lärmschutzwand im Vergleich zu herkömmlichen Rückhaltesystemen praktisch wartungsfrei ist. Auszugskräfte für den Stahldraht aus der Acrylglasmatrix der hoch gefüllten, nicht transparenten Acrylglasplatte sind im allgemeinen größer als 50 N, vorzugsweise größer als 100 N, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll. Diese Kraft wird auf bekannte Weise bestimmt, indem freiliegendes Metallseil mit Kräften belastet wird. Die zum Auszug der Seile mindestens notwendige Kraft wird als Auszugskraft definiert.
Die Acrylglasplatte der Erfindung ist in bevorzugter Ausführungsform daher dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Splitterbindung im Bruchfall und als Rückhaltesystem in die hochgefüllte Kunststoff matrix eingebettete Stahlfäden aufweist, die gegebenenfalls mit Kunststoff ummantelt, vorzugsweise mit Kunststoff aus Polyamid ummantelt, sind.
Bei den erfindungsgemäßen Platten handelt es sich um Poly(meth)acrylat- Platten. Diese zeichnen sich durch einen hohen, vorzugsweise überwiegenden, also relativ hohen Gehalt von 50 Gewichtsprozent oder mehr, an Poly(meth)acrylaten aus. Poly(meth)acrylate sind Polymere von denen angenommen wird, dass sie Struktureinheiten der Formel (I) aufweisen
Figure imgf000016_0001
worin
R1 ein organischer Rest, vorzugsweise C-μß-Alkyl, bevorzugt Cι_4-Alkyl,
R2 H, C-i-g-Alkyl, bevorzugt H oder Ci-4-Alkyl, ganz besonders bevorzugt
H oder CH3, und n eine positive ganze Zahl größer 1 sind. Cι- -Alkyl umfasst lineare und verzweigte Alkylreste mit eins bis vier Kohlenstoffatomen. Insbesondere von Interesse sind Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, 2-Methyl-1-propyl, sek.-Butyl, 2-Methyl-2- propyl.
Cι-6-Alky! umfasst die bei Cι- -Alkyl genannten Reste und zusätzlich Reste mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, wie vorzugsweise 1-Pentyl, 2-Pentyl, 3-Pentyl, 2,2-Dimethyl-1-propyl, 3-Methyl-1-butyl, 3-Methyl-2-butyl, 2-Methyl-2-butyl, 2-Methyl-1-butyl, 1-Hexyl.
Zu beispielhaften Verbindungen, welche die vorgenannte Struktureinheit aufweisen, gehören neben anderen Polymethylacrylat, Polyethylacrylat, Polymethylmethacrylat, Polypropylacrylat, Polybutylacrylat, Polypropylmethacrylat, Polybutylmethacrylat und Copolymere, die zwei oder mehrere dieser Polymersorten aufweisen. Die ersten vier Verbindungen sind im Rahmen der Erfindung bevorzugt. Ganz besonders bevorzugt ist Polymethylmethacrylat (PMMA).
Neben den chemischen Mischungen (statistische Copolymere oder auch Blockcopolymere), die durch Copolymerisation von wenigstens zwei substituierten oder unsubstituierten Acrylsäureestermonomeren entstanden sind (z. B. Methylmethacrylat-n-Butylmethacrylat-Copolymere), lassen sich im Rahmen der Erfindung auch Poly(meth)acrylatplatten aus Copolymeren verwenden, die bis zu 50 Gew.-% wenigstens eines weiteren vinylisch ungesättigten Monomeren aufweisen, welches mit wenigstens einem substituierten oder unsubstituierten Acrylsäureestermonomeren copolymerisierbar ist.
Beispiele hierfür sind u. a. Methylmethacrylat-Styrol-Copolymere oder Methylmethacrylat-Butylacrylat-Styrol-Terpolymere.
Es handelt sich bei den Comonomeren um optionale Bestandteile oder Komponenten, die vorzugsweise in untergeordneter Menge in Form von sie aufweisenden Copolymeren im Acrylglas enthalten sind. Sie werden in der Regel so ausgewählt, daß sie keinen nachteiligen Effekt auf die Eigenschaften des erfindungsgemäß zu verwendenden Poly(meth)acrylats haben.
Das erwähnte oder die erwähnten Comonomeren kann bzw. können u. a. dazu eingesetzt werden, die Eigenschaften des Copolymeren auf erwünschte Weise zu modifizieren, beispielsweise durch Steigerungen oder Verbesserungen der Fließeigenschaften, wenn das Copolymer im Rahmen seiner Verarbeitung höheren Temperaturen ausgesetzt wird, oder zur Reduzierung einer Restfarbe im Copolymer oder durch Verwendung eines polyfunktionellen Monomeren, um auf diese Art und Weise ein gewisses oder definiertes Maß an Vernetzung in das Copolymer einzuführen.
Zu für diesen Zweck geeigneten Monomeren gehören u. a. Vinylester, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Styrol, α-Methylstyrol und die verschiedenen halogensubstituierten Styrole, Vinyl-und Isopropenylether, Diene, wie beispielsweise 1,3-Butadien und Divinylbenzol. Die Farbverminderung des Copolymeren kann beispielsweise besonders bevorzugt durch Einsatz eines elektronenreichen Monomeren, wie beispielsweise eines Vinylethers, Vinylacetat, Styrol oder α-Methylstryrol, erreicht werden.
Besonders bevorzugt unter den genannten Comonomer-Verbindungen sind aromatische Vinylmonomere, wie beispielsweise Styrol oder α- Methylstyrol.
Auch physikalische Mischungen, sogenannte Blends, sind für die Poly(meth)acrylatplatten bevorzugt.
Des weiteren kann das erfindungsgemäße die erfindungsgemäße Poly(meth)acrylatplatte übliche Additive aufweisen. Hierzu gehören unter anderem Antistatika, Antioxidantien, Entformungsmittel, Flammschutzmittel, Schmiermittel, Farbstoffe, Fließverbesserungsmittel, Füllstoffe, Lichtstabilisatoren und organische Phosphorverbindungen, wie Phosphite oder Phosphonate, Pigmente, Thixotropiermittel, UV- Schutzmittel, Verwitterrungsschutzmittel und Weichmacher. Füllstoffe sind generell Zusätze in fester Form, die sich hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und Struktur wesentlich von der Poly(meth)acrylat- Matrix unterscheiden. Es kann sich hierbei sowohl um anorganische als auch um organische Materialien handeln. Sie sind in der Fachwelt weithin bekannt.
Vorzugsweise werden unter den Bedingungen der Depolymerisation der Poly(meth)acrylate inerte Füllstoffe eingesetzt. Hierbei werden in Bezug auf die Erfindung unter Füllstoffen, die unter den Bedingungen der Depolymerisation der Poly(meth)acrylate inert sind, solche Substanzen verstanden, die die Depolymerisation von (Meth)acrylatpolymeren nicht wesentlich nachteilig beeinflussen oder gar unmöglich machen. Diese Eigenschaft der Füllstoffe ermöglicht ein einfaches Recycling der (Poly(meth)acrylatplatten.
Poly(meth)acrylate, vor allem PMMA, zählen zu den wenigen Kunststoffen, die hervorragend für das direkte chemische Recycling geeignet sind. Hierunter ist zu verstehen, daß diese Polymere sich bei bestimmten Temperaturen und Drucken wieder vollständig in die entsprechenden Monomerbausteine zerlegen lassen (Depolymerisation), wenn auf geeignete Weise Wärme zugeführt wird. So werden beispielsweise zur Depolymerisation von Polymethylmethacrylat (PMMA) und Rückgewinnung des dabei anfallenden monomeren Methylmethacrylats (MMA) durch thermische Behandlung von Acrylglas- Abfällen bei Temperaturen > 200 °C, Kondensation der entstehenden Monomer-Brüden und Aufarbeitung der rohen Monomeren in der Literatur und in den Patentschriften verschiedene kontinuierliche und diskontinuierliche Verfahrensweisen beschrieben. Bei dem industriell am häufigsten angewandten Verfahren wird das Polymermaterial in einen teilweise mit Blei gefüllten Kessel gegeben, der von außen beheizt wird. Bei Temperaturen von über 400 °C depolymerisiert das Polymermaterial und die entstehenden Monomerdämpfe gelangen über eine Rohrleitung in einen Kondensator, wo sie zu einem rohen, flüssigen Monomer kondensiert werden. Entsprechende Depolymerisationsverfahren sind beispielsweise aus der DE-OS 21 32716 bekannt.
Die erfindungsgemäßen Platten sind beispielsweise durch Polymerisation eines (Meth)acrylat-Systems in einem Gießverfahren, vorzugsweise nach dem Kammerverfahren, Rosteroprozess oder anderen Abarten und Modifikationen des Kammerverfahrens, erhältlich, wobei das polymerisierbare System die hierin vorstehend angegebenen Komponenten A) bis F) umfaßt.
Die Komponente A) ist essentieller Bestandteil des zu polymerisierenden (Meth)acrylat-Systems.
Ein in Klammern gesetzter Bestandteil steht für dessen optionale Verwendbarkeit, d. h. (Meth)acrylat steht für Acrylat und/oder Methacrylat.
Die Monomerkomponente A) enthält zumindest 50 Gew.-% (Meth)acrylat, wobei einwertige (Meth)acrylate mit einem C-|-C4-Esterrest bevorzugt sind. Längerkettige Ester, d. h. solche mit einem C5- oder längerkettigem
Esterrest sind auf 50 Gew.-% in der Komponente A) beschränkt. Bevorzugt Enthält die Komponente A) zumindest 40 Gewichtsprozent Methylmethacrylat.
Die langkettigen (Meth)acrylate machen in der angegebenen Menge das System schlagzäher. Damit machen diese Ester die Platte zwar flexibler, aber auch weicher, wodurch die Gebrauchseigenschaften bei Mengen über 50 Gew.-% eingeschränkt würden.
Neben den (Meth)acrylaten kann die Komponente A) auch andere Comonomere enthalten, wobei deren Anteil auf 50 Gew.-% beschränkt ist. Unter diesen Comonomeren können Vinylaromaten und/oder Vinylester zu jeweils bis zu 50 Gew.-% in der Komponente A) enthalten sein. Höhere Anteile an Vinylaromaten lassen sich schwer einpolymerisieren und können zu einer Entmischung des Systems führen. Höhere Anteile an Vinylester können weiterhin bei tiefen Temperaturen nur ungenügend durchhärten und neigen zu einem größeren Schrumpfverhalten.
Vorzugsweise ist die Komponente A) zu 80 - 100 Gew.-% und besonders bevorzugt zu 90 - 100 Gew.-% aus (Meth)acrylaten aufgebaut, da sich mit diesen Monomeren Platten mit günstigen Verarbeitungs- und Gebrauchseigenschaften erreichen lassen. Der Anteil an C2-C4-Estern in
(Meth)acrylaten ist vorzugsweise auf 50 Gew.-% in der Komponente A) beschränkt, bevorzugt sind diese Ester zu max. 30 Gew.-% und besonders vorteilhaft zu max. 20 Gew.-% in der Komponente A) enthalten. Hierdurch lassen sich besonders flexible Platten aufbauen.
Geeignete monofunktionelle (Meth)acrylate sind insbesondere Methylmethacrylat, Butylmethacrylat, Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Ethyltriglykolmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat.
Als Comonomere eignen sich insbesondere Vinyltoluol, Styrol, Vinylester.
Vorzugsweise ist Styrol auf max. 20 Gew.-% in A) beschränkt, da ein höherer Gehalt zu Störungen bei der Polymerisation führen kann.
Essentiell sind in der Komponente A) auch mehrwertige (Meth)acrylate enthalten. Die mehrwertigen (Meth)acrylate tragen durch ihre vernetzende Wirkung bei der Polymerisation unter anderem zur Verminderung der Wasseraufnahme der Platte bei. Vorzugsweise sind mehrwertige (Meth)acrylate im (Meth)acrylatsystem in der Komponente A) in einer Menge von 0,1 - 30 Gew.-%, besonders zweckmäßig in einer Menge von 0,2 - 5 Gew.-%, enthalten. Die polyfunktionellen (mehrwertigen) (Meth)acrylate dienen zur Polymerverknüpfung zwischen linearen Molekülen. Dadurch können Eigenschaften wie Flexibilität, Kratzfestigkeit, Glasumwandlungstemperatur, Schmelzpunkt oder Härtungsabläufe beeinflusst werden.
Zu vorzugsweise einsetzbaren mehrfachfunktionellen (Meth)acrylaten gehören unter anderem:
(1) Difunktionelle (Meth)acrylate
Verbindungen der allgemeinen Formel: P R
Figure imgf000022_0001
worin R Wasserstoff oder Methyl ist und n eine positive ganze Zahl zwischen 3 und 20, wie z. B. Di(meth)acrylat des Propandiols, Butandiols, Hexandiols, Octandiols, Nonandiols, Decandiols und Eicosandiols, Verbindungen der allgemeinen Formel:
R R R
I I I
CH2=C-C0-<O-CH2-CH) r OCO-C=CH2
worin R Wasserstoff oder Methyl ist und n eine positive ganze Zahl zwischen 1 und 14, wie z. B. Di(meth)acrylat des Ethylenglycols, Diethylenglycols, Triethylenglycols, Tetraethylenglycols, Dodecaethylenglycols, Tetradecaethylenglycols, Propylenglycols, Dipropylenglycols und Tetradecapropylenglycols; und Glycerindi(meth)acrylat, 2,2'-Bis[p-(γ-methacryloxy-ß- hydroxypropoxy)-phenylpropan] oder Bis-GMA, Biphenol-A- dimethacrylat, Neopentylglycoldi(meth)acrylat, 2,2'-Di(4- methacryloxypolyethoxyphenyl)propan mit 2 bis 10 Ethoxygruppen pro Molekül und 1 ,2-Bis(3-methacryloxy-2-hydroxypropoxy)butan.
(2) Tri- oder mehrfachfunktionelle (Meth)acrylate
Trimethylolpropantri(meth)acrylate und Pentaerythritoltetra(meth)acrylat.
Bevorzugte übliche polyfunktionelle (Meth)acrylate umfaßen neben anderen Triethylenglykoldimethacrylat (TEDMA), Trimethylolpropantrimethacrylat (TRIM), 1 ,4-Butandioldimethacrylat (1 ,4- BDMA), Ethylenglykoldimethacrylat (EDMA). Weitere bevorzugte Komponenten eines erfindungsgemäß einzusetzenden (Meth)acrylatsystems sind mehrwertige (mindestens zweifachfunktionelle) Urethan(meth)acrylate.
Die Komponente B) ist eine optionale Komponente, die jedoch sehr bevorzugt eingesetzt wird.
Grundsätzlich kann man bei der Bereitstellung von B) auf zwei voneinander verschiedene Weisen vorgehen. Zum einen kann man B) als polymere Substanz mit A) mischen. Zum anderen kann man A) vorpolymersieren, wobei man einen sogenannten Sirup erhält. Dieser Sirup weist dann bereits monomere Bestandteile aus der Gruppe A) und polymere Betsandteile aus der Gruppe B) in Mischung miteinander auf.
Zur Einstellung der Viskosität des Harzes und der gesamten Rheologie des Systems sowie der besseren Durchhärtung kann - wie ausgeführt - der Komponente A) ein Polymer oder Prepolymer B) zugegeben werden. Dieses (Pre)polymer soll in A) löslich oder quellbar sein. Auf einen Teil A) werden 0 bis 12 Teile des Prepolymers B) eingesetzt. Geeignet sind insbesondere Poly(meth)acrylate, wobei diese als festes Polymerisat in A) gelöst oder als sogenannte Sirupe, d. h. teilweise polymerisierte Mischungen entsprechender Monomere, eingesetzt werden können. Weiterhin sind Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polystyrol, Epoxydharze, Epoxy(meth)acrylate, ungesättigte Polyester, Polyurethane oder Mischungen hiervon geeignet. Diese Polymere bewirken z. B. spezielle Flexibilitätseigenschaften, Schrumpfregulierung, wirken als Stabilisator oder Verlaufsverbesserer.
Bevorzugt werden 2 bis 11 Teile B) auf 1 Teil A) eingesetzt. Besonders zweckmäßig sind 4 bis 10 Teile B) auf 1 Teil A). Ganz besonders bevorzugt nimmt man 6 bis 9 Teile eines (Pre)polymers und mischt sie mit einem Teil polymerisierbaren Monomeren A). Vorzugsweise wird das (Pre)polymer B) in A) gelöst. In bevorzugter Ausführungsform ist das Gewichtsverhältnis der Komponenten B) und A) des Bindemittels im Bereich von 1 : 1 bis 12 : 1. In diesem Bereich lässt sich eine optimale Abstimmung der Eigenschaften erreichen.
Besonders zweckmäßig sind Gewichtsverhältnisse B) : A) im Bereich von 5 : 1 bis 12 : 1.
Die Komponente B) ((Pre)polymer) kann ein beliebiges Polymerisat sein. Besonders zweckmäßig handelt es sich um ein Vorpolymerisat, es kann sich aber auch um ein Suspensionspolymerisat, Emulsionspolymerisat und/oder Mahlgranulat aus Recyclingprozessen handeln. Im einfachsten Fall wird ein Vorpolymerisat des MMA mit 8 bis 10 % (bezogen auf Mol) Monomerumsatz verwendet.
Beim (Pre)polymer B) kann es sich um ein Copolymer handeln, wobei sich dann Härte und Flexibilität der Platten durch Art und Menge des Comonomeren im (Pre)polymer B) beeinflussen lassen. Zu einsetzbaren Comonomeren, welche am Aufbau des jeweiligen (Pre)polymeren B) beteiligt sind, gehören u. a. Acrylate und Methacrylate, die von Methylmethacrylat (MMA) verschieden sind, Vinylester, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Styrol, α-Methylstyrol und die verschiedenen halogensubstituierten Styrole, Vinyl-und Isopropenylether, Diene, wie beispielsweise 1 ,3-Butadien und Divinylbenzol.
Bevorzugte Comonomere sind für Methylacrylat u. a., Ethylacrylat, Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Ethylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, i-Butylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Propylacrylat, Propylmethacrylat, Methacrylsäure, Ethyltriglykolmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat.
Die Komponente C) ist eine essentielle Komponente, die zur Härtung (Polymerisation) des polymerisierbaren Systems unerlässlich ist. Die Polymerisation kann radikalisch sowie ionisch erfolgen, wobei die radikalische Polymerisation bevorzugt ist. Sie kann thermisch, durch Strahlen und durch Initiatoren erfolgen, wobei vorzugsweise Initiatoren verwendet werden, die Radikale bilden. Die jeweiligen Bedingungen der Polymerisation hängen von den gewählten Monomeren und dem Initiatorsystem ab und sind in der Fachwelt weithin bekannt.
Zu den bevorzugten Initiatoren gehören unter anderem die in der Fachwelt weithin bekannten Azoinitiatoren, wie AIBN bzw. 1 ,1- Azobiscyclohexancarbonitril, sowie Peroxyverbindungen, wie Methylethylketonperoxid, Acetylacetonperoxid, Ketonperoxid, Methylisobutylketonperoxid, Cyclohexanonperoxid, Dibenzoylperoxid, tert.-Butylperoxybenzoat, tert.-Butylperoxyisopropylcarbonat, 2,5-Bis(2- ethylhexanoyl-peroxy)-2,5-dimethylhexan, tert.-Butylperoxy-2- ethylhexanoat, tert.-Butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoat, 1 ,1-Bis(tert.- butylperoxy)cyclohexan, 1 ,1 -Bis (tert.-butylperoxy)3,3,5- trimethylcyclohexan, Cumylhydroperoxid, tert.-Butylhydroperoxid, Dicumylperoxid, Bis(4-tert.-butylcyclohexyl)peroxydicarbonat, Mischungen von zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen miteinander sowie Mischungen der vorgenannten Verbindungen mit nicht genannten Verbindungen, die ebenfalls Radikale bilden können.
Es kommen ebenfalls Redoxsysteme in Frage, wobei auch phlegmatisierte Systeme in organischen Lösungsmitteln oder in wässrigen Lösungen oder in wässriger Suspension bekannt und einsetzbar sind. Ein solches System ist unter der Marke ®Cadox von der Firma Akzo erhältlich.
Auch Mischungen mehrerer Initiatoren mit abgestufter Halbwertszeit sind möglich. Auf diese Weise lässt sich die Polymerisations reaktion besser beherrschen, örtliche Unregelmäßigkeiten lassen sich vermeiden und es wird ein gleichmäßigeres Ergebnis erhalten. Auch kann man dadurch die Nachpolymerisationszeit (Tempern der Platte in Thermoschränken) verkürzen. Die Menge der Komponente C) ist in weiten Grenzen variabel. Sie richtet sich nach der Zusammensetzung der Monomeren, der Art und Menge des (Pre)polymeren sowie der gewünschten Polymerisationstemperatur und dem angestrebten Molekulargewicht des herzustellenden Polymers. Richtwerte ergeben sich etwa für Molekulargewichte von 100.000 bis 1.000.000 g/mol (Gewichtsmittel des Molekulargewichts) zu 1x10"ε bis etwa 1x10"6 Mol Initator pro Mol polymerisierbaren Bestandteilen des Monomersystems. Bevorzugt liegt das Molekulargewicht des Polymers zwischen 650.000 und 800.000 g/mol.
Bei der Komponenten D) handelt es sich um einen optionalen Bestandteil des polymerisierbaren (Meth)acrylat-Systems, der allerdings bevorzugt im System enthalten ist. Beispiele sind Emulgatoren. Bevorzugt sind Lecithine. Die Menge der einzusetzenden Substanzen kann über weite Bereiche variiert werden. Bevorzugt sind 0,01 bis 1 Gewichtsteil D) auf 1 Gewichtsteil A). Besonders zweckmäßig sind 0,1 bis 0,2 Gewichtsteil D) auf 1 Gewichtsteil A).
Die Komponente E) ist optional. Es handelt sich hierbei um die üblichen Zusatzstoffe, die an sich bekannt sind, wobei beispielhafte Additive zuvor aufgeführt wurden. Zu E) sind vor allem auch solche Füllstoffe zu zählen, die nicht unter F) fallen. Hierzu gehören also nicht verstärkend wirkende Füllstoffe wie Farbpigmente und dergleichen, die vor allem bevorzugt von kleinerer Partikelgröße als die Füllstoffe der Komponente F) sind. Die mittlere Partikelgröße der gemäß E) eingesetzten Füllstoffe liegt vorzugsweise im Bereich von kleiner als 10 μm, zweckmäßig im Bereich von kleiner als 5μm, besonders bevorzugt kleiner als 1 μm und ganz besonders bevorzugt kleiner als 0,01 μm. Das Verhältnis der mittleren Partikelgrößen der Füllstoffe E) zu F) ist zweckmäßig im Bereich von 1 : 3 bis 1 : 1000, vorzugsweise im Bereich von 1 : 5 bis 1 : 100 und besonders bevorzugt im Bereich von 1 : 10 bis 1 : 50. Die Komponente F) ist essentiell. Darüber hinaus wurde diese Komponente zuvor ausführlich beschrieben.
Beispiele
Herstellung einer beispielhaften Platte (Beispiel 1 ) nach dem Umluftofenverfahren
1.1. Formenbau
Zwei Sekuritglasplatten werden als Form verwendet. Zwischen den Formglasplatten wird eine Dichtschnur aus PVC gelegt. In die so gebildete Kammer werden im Abstand von jeweils 30 mm parallel zueinander monofile Polyamidfäden mit einem Durchmesser von 2 mm eingespannt. Die Glasplatten werden anschließend mit Hilfe von Klammern an drei Seiten fixiert. Die Breite der Kammer lässt sich durch verschiedene Dicken der Dichtungsschnur variieren. Im Beispielfall betrug die lichte Dicke der Kammer etwa 15 mm. Die vierte Seite wird nach erfolgter Befüllung verschlossen. Das so verschlossene Plattensystem wird waagrecht gelagert und in einem Umluftofen platziert.
oly(meth)acrylatsystem für die Befüllung der Form
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Vorpolymerisat ist ein auf MMA beruhender Sirup, worin Methylmethacrylat in bekannter Weise bis zu einem Umsatz von etwa 10 % (90 Gewichts % Restmonomer) vorpolymerisert wurde. Die Viskosität des Vorpolymerisats betrug etwa 450 cp.
* Vernetzer steht für Triethylenglykoldimethacrylat (TEDMA).
* AVN steht für den Radikalbildner Azovaleronitril.
* SER AD FA 192 bezeichnet einen Phosphorsäureester aus der Gruppe der ethoxylierten Nonylphenolphosphate. * ®Tinuvin P ist Lichtstabilisator der Firma Ciba - Spezialitätenchemie GmbH und ist ein 2-(2- Hydroxyphenyl)benzotriazol.
* SE-Super der Firma Naintsch, A-8045 Graz-Andritz,
Austria. Es handelt sich um eine Verwachsung von weißem Talk mit reinem Dolomit und diese besteht gemäß chemischer Analyse aus 17 % SiO2, 22 % MgO, 24 % CaO und weist einen Glühverlust bei 1h und 1050 °C von 37 % auf. Der Dolomitgehalt (Leco) beträgt 75 %. Bei einer Siebanalyse nach DIN 66165 ist der Rückstand 2,0 % auf 12 m.
1.3. Ansatzfertigung
Die benötigten Füll- und Zusatzstoffe werden in ca. ein Drittel des benötigten Vorpolymerisats (Sirup) eindispergiert. Hierbei wird zuerst ein Dispergierhilfsmittel und anschließend die benötigten Zusatzstoffe wie z.B. UV-Stabilisator, Vernetzer, Thermostabilisatoren, etc., sowie der Füllstoff zudosiert.
Diese Lösung wird in einem kühl- und evakuierbaren Rührbehälter mind. 30 min. dispergiert. Die Dispergiertemperatur sollte dabei 50 °C nicht überschreiten. Nach erfolgter Dispergierung wird der Ansatz auf Raumtemperatur abgekühlt, mit der restlichen Sirupmenge verdünnt und anschließend der benötigte Katalysator in Lösungsform zugegeben. Diese Lösung wird anschließend noch 30 min unter Vakuum gerührt.
1.4. Befüllung und Polymerisation in der Kammer sowie Entformung
Der beschriebene Ansatz wird in die Form gegossen; die Befüllung erfolgt direkt vom Ansatzkessel aus über einen 25μm Sackfilter in die Form. Die Platten werden im Umluftverfahren polymersiert. Bei der Hauptpolymerisation werden ca. 90 % Umsatz erreicht. Die Nachpolymerisation der Platten erfolgt in einem Temeperofen bei 120 °C. Nach Abkühlen der Platten wird die obere Glasplatte der Kammer entfernt und die Poly(meth)acrylat-Platte entnommen.
2 bis 4
Gemäß Beispiel 1 wurden weitere Platten gefertigt. Insbesondere wurde in den Beispielen 2 bis 4 die Rezeptur des Poly(meth)acrylatsystems variiert. Die eingesetzten Systeme wiesen folgende Zusammensetzung auf: Zusammensetzung der (Meth)acrylatsysteme 2 bis 4 für, jeweils in Gewichtsteilen:
Figure imgf000031_0001
7* Martinal ON 310 ist eine Aluminiumhydroxid-Type der
Martinswerke GmbH. Es weist eine Mittelkorngröße von 9-13 μm auf. Die Ölauf nähme beträgt zwischen 24 - 28 cm3/100 g. Der Feuchtegehalt beträgt <0,3 %
An den 15 mm dicken, 2x2 m großen NT-LS-Platten der Erfindung wurden verschiedene Untersuchungen durchgeführt. Teilweise wurden bestimmte physikalische Eigenschaften gerechnet und mit den berechneten Eigenschaften von transparenten Platten von identischen Abmessungen verglichen. Im Ergebnis entsprachen die Platten gemäß der Erfindung allen einschlägigen Normen. Im Vergleich zu transparentem Lärmschutzmaterial mit eingebetteten Nylonfäden, so genanntem LS CC Material wiesen die erfindungsgemäßen Platten deutlich verbesserte mechanische Eigenschaften auf. Mit einer Dicke von 35 mm LS NT konnte eine dreiseitige Einspannung mit einem Pfostenabstand von 5 x 2 realisiert werden. Dies ist mit einem LS CC Material von 35 mm Dicke nicht möglich, da Durchbiegung und Spannung unter Last außerhalb der Toleranzen liegen. Bei vierseitiger Einspannung lässt sich ein Pfostenabstand von 5 x 2 m mit dem erfindungsgemäßen Material LS NT bereits in einer Stärke von nur 12 mm normgerecht ausführen.
Die erfindungsgemäße Platte gemäß Beispiel Nr. 4 wurde einer Prüfung auf Schwerentflammbarkeit gemäß DIN 4102 - B1 unterzogen. Dabei wurden die Anforderungen einer Prüfung auf Schwerentflammbarkeit gemäß DIN 4102-B1 vollständig erfüllt. Hieraus folgt, dass die erfindungsgemäßen hochgefüllten NT-LS-Platten schwer entflammbar sind.
Eine erfindungsgemäße Platte gemäß Beispiel 4 wurde ebenfalls einem Bruchtest unterzogen. Hierbei wurde das o. g. Lärmschutzelement auf vier Holzböcke (Höhe ca. 860 mm) aufgelegt, nicht aufgespannt oder gesichert. Zum Schutz des Bodens wurde auf denselben eine 1200 x 1200 x 140 (L x B x H) große Holzpalette gelegt.
Aus einer Höhe von 1500 mm über dem Lärmschutzelement wurde ein 400 kg schweres zylinderförmiges Metallgewicht auf die Elementmitte fallen lassen. Die kinetische Energie des Gewichts war 5.89 J beim Auftreffen bei einer Geschwindigkeit von 5.42 m/s (19,5 km/h). Der Auftreffpunkt des Metallgewichtes wurde mit einem Radius versehen. Beim Auftreffen des Metallgewichtes splitterte das Acrylglas in seiner typischen Form. Es entstanden jedoch keine freien Splitter, vielmehr wurden alle Acrylglasbruchteile durch die eingebetteten Fäden gehalten. Dieses Ergebnis ist für ein hochgefülltes System als überaus überraschen einzustufen.

Claims

Patentansprüche
1. Acrylglasplatte für den Einsatz als nicht transparentes Lärmschutzelement in Lärmschutzwänden, wobei die Platte eine Größe von 2 x 2 m oder größer bei einer Dicke von mehr als 8 mm, vorzugsweise mehr als 12 mm, aufweist und in das Acrylglas zur Splitterbindung im Falle eines Bruches der Platte Fäden, Bänder, Gitter oder Netze aus einem mit dem Acrylglas unverträglichen Material eingebettet sind, gekennzeichnet durch einen auf das Gesamtgewicht der Platte vermindert um das Gewicht der eingebetteten Fäden, Bänder, Gitter oder Netze bezogenen Anteil an Füllstoffen im Bereich von 40 bis 80 Gewichtsprozent.
2. Acrylglasplatte nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine Dicke im Bereich von mehr als 8 mm bis 40 mm, vorzugsweise im Bereich von größer 10 bis 35 mm.
3. Acrylglasplatte gemäß Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Dicke im Bereich von 12 bis 35 mm.
4. Acrylglasplatte gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen auf das Gesamtgewicht der Platte bezogenen Anteil an Füllstoffen im Bereich von 50 bis 60 Gewichtsprozent.
5. Acrylglasplatte gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine im Wesentlichen homogene Verteilung der Füllstoffe in der Platte.
6. Acrylglasplatte gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, durch gekennzeichnet, dass der Füllstoff Talk, Dolomit, natürliche Verwachsungen von Talk und Dolomit, Glimmer, Quarz, Chlorit, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Tone, Siliciumdioxid, Silikate, Carbonate, Phosphate, Sulfate, Sulfide, Metalloxide, Glasmehl, Glaskugeln, Keramik, Kaolin, Porzellan, Cristobalit, Feldspalt und/oder Kreide umfasst.
7. Acrylglasplatte gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eingesetzten Füllstoffpartikel Schichtfüllstoffe sind.
8. Acrylglasplatte gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Partikelgröße des eingesetzten Füllstoffs im Bereich von 0,01 bis 80 μm, insbesondere im Bereich von 0,05 bis 30 μm, ganz besonders zweckmäßig im Bereich von 0,1 bis 20 μm, liegt.
9. Acrylglasplatte gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff eine Verwachsung aus Talk und Dolomit, gegebenenfalls in Mischung mit Aluminiumhydroxid, ist.
10. Acrylglasplatte gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, erhältlich durch Polymerisation eines (Meth)acrylat- Systems in einem Gießverfahren vorzugsweise nach dem Kammerverfahren oder einer Abart davon, wobei das polymerisierbare System: A) a) (Meth)acrylat 50 - 100 Gew.-% a1) Methyl(meth)acrylat 0 - 99,99 Gew.-% a2) C2-C4 (Meth)acrylat 0 - 99,99 Gew.-% a3) > C5 (Meth)acrylat 0 - 50 Gew.-% a4) mehrwertige (Meth)acrylate 0,01 - 50 Gew.-% b) Comonomere 0 - 50 Gew.-°/ 7c0 b1) Vinylaromaten 0 - 50 Gew.-% 7o b2) Vinylester 0 - 50 Gew.-%
wobei die Komponenten a) und b) so gewählt sind, daß sie zusammen 100 Gewichtsprozent der polymerisierbaren Komponente A) ergeben,
B) auf 1 Gew.-Teil A) 0 - 12 Gew.-Teile eines in A) löslichen oder quellbaren (Pre)polymers,
C) Initiator in einer Menge ausreichend zur Härtung der Komponente A),
D) gegebenenfalls Mittel zur Einstellung der Viskosität des Systems,
E) übliche Additive in einer Menge bis zu 3 Gew.-teile auf 1 Gewichtsteil A)
und
F) 0,33 bis 4 Gew.-Teile Füllstoffe auf 1 Gew.-Teil Bindemittel (Summe aus A) bis E))
enthält
und die Viskosität des (Meth)acrylat-Systems vor der Polymerisation größer als 0,1 Pa»s (größer 100 cP) ist.
11.Acrylglasplatte gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Splitterbindung im Bruchfall in die hochgefüllte Kunststoffmatrix eingebettete Stahlfäden aufweist, die gegebenenfalls Kunststoff ummantelt, vorzugsweise mit Kunststoff aus Polyamid ummantelt, sind.
12. Verfahren zur Herstellung einer Acrylglasplatte gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, bei welchem man
a) eine polymerisierbare, gefüllte (Meth)acrylat-Zusammensetzung bereitstellt, b) die bereitgestellte Zusammensetzung in eine vorbereitete Form gießt, in welcher die zur Einbettung vorgesehenen Fäden, Bänder, Gitter oder Netze positioniert sind, c) die Zusammensetzung in der Form bei einer Temperatur oberhalb Raumtemperatur unter Erhalt einer Platte polymerisiert und d) die Platte entformt,
dadurch gekennzeichnet,
dass man die Viskosität der polymerisierbaren, hochgefüllten (Meth)acrylat-Zusammensetzung vor der Polymerisation in der Form auf einen Wert von größer als 0,1 Pa»s einstellt.
13. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass man die Viskosität der Zusammensetzung durch Variation des Gewichtsverhältnisses von (Pre)polymer zu polymersierbaren Monomeren in der Zusammensetzung reguliert.
14. Verfahren gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß man die Viskosität der Zusammensetzung durch Variation des Anteils an Viskositätseinstellenden Mitteln reguliert.
15. Verwendung einer Acrylglasplatte gemäß den vorhergehenden Ansprüchen 1 bis 12 als nicht transparentes Lärmschutzelement in Lärmschutzwänden.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007120061A1 (en) * 2006-04-18 2007-10-25 Maciej Grzelski A method for the manufacture of acoustic insulation panels and an acoustic insulation panel manufactured in this manner
WO2015079327A1 (en) * 2013-11-26 2015-06-04 Tukiss Normunds Device for absorption of structure-borne noise made by environment

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040115363A1 (en) * 2002-12-13 2004-06-17 Desai Umesh C. Sealant and sound dampening composition
GB0612803D0 (en) * 2006-06-28 2006-08-09 Lucite Int Uk Ltd Polymeric composition
BRPI0812046A2 (pt) * 2007-05-24 2015-08-04 Saint Gobain Vidraça acústica
US8651232B2 (en) * 2010-09-21 2014-02-18 Plazit Iberica Plastic Solutions, S.A. Reinforced acrylic glass panels
SI23477A (sl) * 2010-09-23 2012-03-30 Akripol Proizvodnja In Predelava Polimerov D.D. Z vlakni ojačena akrilna plošča in postopek za njeno izdelavo
CN106916383B (zh) 2015-12-25 2019-06-25 比亚迪股份有限公司 一种隔音材料组合物和车用隔音片材
CN110230274A (zh) * 2019-06-21 2019-09-13 山西尚风科技股份有限公司 一种可智能开启式全封闭声屏障装置
CN112980124A (zh) * 2021-02-22 2021-06-18 安徽新涛光电科技有限公司 一种加筋透明隔音亚克力板及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3780156A (en) * 1972-04-03 1973-12-18 Du Pont Process for making filled methyl methacrylate articles
EP0078640A2 (de) * 1981-10-30 1983-05-11 Chartered Industries Of Singapore Private Limited Hahnmechanismus für eine Feuerwaffe, sowie eine mit einem derartigen Hahnmechanismus versehene Feuerwaffe
EP0516299A1 (de) * 1991-05-20 1992-12-02 Imperial Chemical Industries Plc Hochgefüllte Polymerisierbare Zusammensetzungen
US5985972A (en) * 1993-11-26 1999-11-16 Aristech Acrylics Llc Acrylic sheet having uniform distribution of coloring and mineral filler before and after thermoforming
US6305492B1 (en) * 1999-02-19 2001-10-23 Rohm Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Noise-protection wall-segment

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1311322C (en) * 1987-04-27 1992-12-08 Morio Gaku Thermosetting resin composition
EP0407852B1 (de) * 1989-07-13 1993-05-19 Degussa Aktiengesellschaft Als Lärmschutzelemente geeignete Platten aus Acrylglas
US5372866A (en) * 1991-09-13 1994-12-13 Degussa Aktiengesellschaft Transparent plastic panels having bird protection, and use thereof as sound barriers
US5521243A (en) * 1993-11-26 1996-05-28 Aristech Chemical Corporation Acrylic sheet having uniform distribution of coloring and mineral filler before and after thermoforming
DE4428414A1 (de) * 1994-08-11 1996-02-15 Huels Chemische Werke Ag Thermoplastischer Mehrschichtverbund mit guter Schichtenhaftung
IT1283844B1 (it) * 1996-08-28 1998-04-30 Atohaas Holding Cv Lastre antiframmentazione a base di polimeri acrilici
US6123171A (en) * 1999-02-24 2000-09-26 Mcnett; Christopher P. Acoustic panels having plural damping layers
US6777081B2 (en) * 1999-12-15 2004-08-17 N.V. Bekaert S.A. Reinforcing structure for stiff composite articles
DE10004449A1 (de) * 2000-02-03 2001-08-09 Roehm Gmbh Selbstverstärkte, thermoplastisch formbare Platte aus Poly(meth)acrylat, Verfahren zu deren Herstellung sowie aus der Platte hergestellter Sanitärartikel
DE10004452A1 (de) * 2000-02-03 2001-08-09 Roehm Gmbh Selbstverstärkendes, thermoplastisch verformbares Halbzeug, insbesondere für die Herstellung von Sanitärartikeln, Verfahren zur Herstellung sowie daraus hergestellte Formkörper

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3780156A (en) * 1972-04-03 1973-12-18 Du Pont Process for making filled methyl methacrylate articles
EP0078640A2 (de) * 1981-10-30 1983-05-11 Chartered Industries Of Singapore Private Limited Hahnmechanismus für eine Feuerwaffe, sowie eine mit einem derartigen Hahnmechanismus versehene Feuerwaffe
EP0516299A1 (de) * 1991-05-20 1992-12-02 Imperial Chemical Industries Plc Hochgefüllte Polymerisierbare Zusammensetzungen
US5985972A (en) * 1993-11-26 1999-11-16 Aristech Acrylics Llc Acrylic sheet having uniform distribution of coloring and mineral filler before and after thermoforming
US6305492B1 (en) * 1999-02-19 2001-10-23 Rohm Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Noise-protection wall-segment

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007120061A1 (en) * 2006-04-18 2007-10-25 Maciej Grzelski A method for the manufacture of acoustic insulation panels and an acoustic insulation panel manufactured in this manner
WO2015079327A1 (en) * 2013-11-26 2015-06-04 Tukiss Normunds Device for absorption of structure-borne noise made by environment

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