DD265409A1

DD265409A1 - Verstaerkter plast

Info

Publication number: DD265409A1
Application number: DD87307746A
Authority: DD
Inventors: Guenter Wicke; Peter Heitmann; Wolf Bucher; Stephan Boehme; Michael Mielke
Original assignee: Leuna Werke Veb
Priority date: 1987-10-08
Filing date: 1987-10-08
Publication date: 1989-03-01

Abstract

Die Erfindung betrifft Thermoplaste oder Duroplaste, die als faserfoermiges Verstaerkungsmaterial Glasfasern enthalten. Mit dem verwendeten Fasermaterial koennen Epoxidharze, ungesaettigte Polyesterharze und Polyamide verstaerkt werden. Als Fasermaterial werden in den Plast mit Epoxidharz beschichtete Glasfasern eingearbeitet, deren Harzanteil ausgehaertet ist. Eine Oberflaechenbehandlung der Glasfasern eruebrigt sich. Als Glasfasern eignen sich mit Vorteil gemahlene Leiterplatten.

Description

Anwendung der Erfindung

Die Erfindung betrifft verstärkte Plaste, die Glosfasern als Verstärkungsmaterial in Thermo- oder Duroplasten enthalten, wobei diese zu Gieß-, Kleb- und Beschichtungsmassen oder zu Spritzpreßmassen modifiziert werden kennen.

Charakteristik de· bekennten Standes der Technik

Es ist bekannt, daß Glasfasern zur Verbesserung der mechanischen und thermischen Eigenschaften von Plasten in Form von Rovings, Matten, Geweben, Faserstapeln oder Kurzfasern eingesetzt werden. Alle diese Verfahren setzen als Verstärkungsmaterial mit Schlichte behaftete frische Glasfasern ein, was zu einer besseren Adhäsion des Thermo- bzw. Duroplastes an der Faser führt. Als Schlichte für Glasfasern werden vorwiegend Silanen und daraus resultierende Modifizierungen eingesetzt. So beschreiben DD 120005 und DD 147 771 Verfahren zur Verbesserung der Grenzflächcnbehaftung von anorganischen Faserstoffen duten Vorbehandlung der Gewebematrix bzw. von Flächengebilden mit Silan und Epoxidharz-Dispersionen.

Nach DD 129548 werden durch Einsatz modifizierter Silanhaftvermittler höhere mechanische Festigkeiten auf Glasfasern, -kugeln usw. erreicht.

Alle diese Verfahren zielen darauf ab, durch Aufbringen eines Silanhaftmit. eis bzw. von wäßrigen Modifizierungen aus Epoxid- oder Polyesterharz die Grenzflächeneigenschaften zwischen Glasfaser und i'<>m Thermo- oder Duroplast (z. B. Eoxidharz, Melaminharz, Phenolharz, Kohlenwasserstoffharz) zu erhöhen. Dabei wird immer von einer oberflächenreinen Glasfaser ausgegangen, die nach dem Schlichteauftrag als Vorstärkungsmaterial in dan bekannten Verarbei'ungsformen für die genani.an Thermo- oder Duroplaste eingesetzt wird.

Es ist ebenfalls bekannt, wie in DD 125979 beschrieben, vernetzte ungesättigte Polyester- oder Epoxidharzabfälle zerkleinet einem vernetzungsfähigen ungesättigten Polyester oder tpoxidharz als Füllstoffe zuzusMzen. Dabei handelt es sich um dem Rindemittel arteigene Materialien, wobei did durch den Zerkleinerungsprozeß entstehenden Polymerbruchstücke und teilweise nicht vernetzte Polymere durch echte chemische Bindung in den Trägerpolymerenverbanri eingelagert werden.

Nach DD 214621 worden Polyester-Füllstoff-Gemische, welche bei der Prepreyhb.-otellung ais Abfallstoife anfallen, in Lösungsmittel gelöst, und die festen bereits angeh/ tei η Bestandteile abgeschieden, getrocknet jnd im Mischer oder Kneter mit t nem Polyester-Monomeren-Gemisch verarbeitet.

Alle a'if diese Art aufgaarr· jiteten Harzabfälle in zerkleinorter Form werden ausschließlich als Füllstoffe mit reektionsfähigen Duropastbin^emitlelsystemen oder Thermoplasten vermischt, ohne d'iß neue bessere Eigenschaften am Formstoff erzielt werden

Ziel der Erfindun'

Ziel der Erfindung ·: ι es, zur Verbesserung der mechanischen und thermischen Festigkeiten an Thermo- und Duroplasten ein VerstärkungsmaterJjl hinzusetzen, dt. - sowohl für Klebstoffgemische, Gießharzgemische, Spritzpreßmassen und Thermoplastgranulate ν erwendet werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, als Verstärkungsmaterial für Thermo- und Duroplaste ein faserförmiges Material zu verwenden, das keine zusätzliche Oberflächenbehandlung benötigt. Das Verstärkungsmaterial soll bei Temperaturen zwischen 20⁰C bis 200"C den Bindemittelkomponenten auf Thermo- oder Duroplastbasis durch Mischen in Rührgetfäßen, Knetern oder im Extruder zugesetzt werden. Unter Zusatz von Vernetzern, Härtungsmitteln und bekannten Füllstoffen bei Duroplasten bzw. nach Abkühlung von granulierten oder verformten Thermoplasten soll der Werkstoff wesentlich verbesserte Adhäsionseigenschaften, höhere Festigkeiten und ein günstigeres dynamisches Verhalten unter Belastung auch bei höheren Temperaturen aufweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Thermo- oder Duroplaste als faserförmiges Verstärkungsmittel mit Epoxidharz beschichtete Glasfasern enthalten, deren Harzanteil bereits ausgehärtet ist.

Zweckmäßig verwendet man gemahlenes mit Glasfasern gefülltes Epoxidharz. Als gut geeignet hat sich gemahlenus Leiterplattenmaterial erwiesen, das aus Epoxidharz-Giasfaser-Verbunden bestand.

Das erfindung&gemäß eingesetzte Verstärkungsmaterial eignet sich insbesondere zur Verstärkung von Epoxidharz, wenn es diesem vor der Verarbeitung mit einem Härtungsmittol zugesetzt wird. Zur Verstärkung eignen sich vorzugsweise Epoxid- Gießharze mit einem Epoxidgruppengehalt von 170 bis 550g/Mol, Epoxid-Klebharze mit einem Epoxidgruppengehalt von 170 bis 550g/Mol, wobei sich Polyamin als Härtungsmittel eignet, Epoxidharz-Spritzpreßmassen mit einem Epoxidgruppengehalt von 500 bis 1000, die das Härtungsmittel vorzugsweise präkondensiert enthalten.

Man kann als Duroplast weiterhin ungesättigte Polyesterharze einsetzen, die ein Vernetzungsmittel neben dem Fasormatorio' enthalten.

Das faserförmige Verstärkungsmittel kann auch zur Verstärkung von Polyamiden eingesetzt werden, die Thermoplaste sind.

In allen Fällen können den Plasten außerdem bekannte Füllstoffe zugesetzt werden.

Gegenüber reinen zerkleinerten Glasfasern erfolgt bei dem erfindungsgemäß verwendeten Material aufgrund des an den Fasern noch haftenden ausgehärteten Epoxidharzes in unterschiedlicher Menge und durci die vorliegende zerklüftete Oberfläche einu deutlich verbesserte Adhäsion der Bindemittel. Gleichzeitig ergeben sich daraus dt utlich verbesserte Foi mstoffeigenschaften sowie eine Verbesserung des dynamischen Langzeitverhaltens an pulsierend beanspruchten Verguß- und Klebstoffen.

Zur Verbesserung der genannten Eigenschaften wird zerkleinertes Glasfaserleiterplattenabfallmaterial in der Abmessung 0,1 bis 1 mm, vorzugsweise 0,2 bis 0,8 mm Länge in Mengen von 1 bis 50g pro 100g Duro- oder Thermoplast zugesetzt. Dabei liegt der Zusatz bei Klebstoffen bei vorzugsweise 2 bis 10g pro 100g Klebstoff, bei Gießharzmischungen vorzugsweise bei 5 bis 15g pro 100g Gießharz, bei Spritzpreßmassen vorzugsweise bei 10 bis 15g pro 100g Bindemittelgemisch, be' Thermoplasten vorzugsweise bei 30 bis 45g pro 100g Thermoplast. Der Glasfaseranteil des Leiterplattenmaterials beträgt RO bis 70%.

Ausfuhrungsbeispiele Beispiel 1

100g Bisphenol-A-Epoxidharzes mit einem Epoxidgruppengehalt von 220 werden mit 20g Schlämmkreide und 8g zerkleinerten Leiterplattenabfallmaterials, das 58% Gusfaserantell mit einer Faserlänge von 0,2 bis 0,8mm enthält, in einem Mischer gemischt.

100g dieser Masse werden mit 10g Dipropylentriamln gemischt, auf zu verklebende Fügetelle auf gebracht, gefugt und 24Std.

bei Raumtemperatur und 2Std. bei 90°C gehärtet. Es ergeben sich folgende Zugscherfestigkaiven (N/mm²):

Erfindungsgemäßes	Verg'elchswert nach
Beispiel	Stand der Technik
29	18

Beispiel?

50g eines Bispnenol-A-Epoxldharzes mit einem Epoxidgruppengehalt von 185 werden mh 43g Quarzmehl (fein), 6g zerkleinerten Leiterplattenabfallmaterials mit eioem Glasfaseranteil von 65%, einer Faserlänge von 0,1 bis 0,9mm und 2g Thixotropiermittel (hochdisperse Kieselsäure) In einem Mischer gemischt. 100g der homogenisierten Masse werden mit 6g Diethyientriamin gemischt. Die gießfähige Mischung kann sowohl in Formen vergossen oder auch auf Beton, Estrich, Holz, Mauerwerk zur Unterfütterung von Maschinen, Maschinenbetten oder zwischen Maschinentisch und -fuß, die besonderen starken dynamischen Belastungen bis zu 90°C ausgesetzt sind, vorwendet werden. Die Härtung erfolgt bei Raumtemperatur über einen Zeitraum von 8 Tagen

Das ausgehärtete Material zeichnet sich durch hohe Härte und gutes Stauchverhalten /jus.

Siauchungsmeseung mm	Erfindungsgemäß	Vergleich nach Stand
Belastungsdauer		der Technik
0,1h	0,106	0,164
96 h	0,117	0,367
1008h	0,133	0,673

Beispiel 3

100g eines mittelreaktiven ungesättigten Polyesterharzes werden mit 2% Cyclohexanonperoxidpastc und 2% Kobaltbeschleuniger versetzt und mit 800g Quarzsand der Korngröße 1 bis 1,5mm sowie 200g Quarzmehl (fein) und 10g zerkleinerten Leiterplattenabfallmaterials mit einem Glasfaserenteil von 58% mit einer Faserlänge von 0,2 bis 0,8 mm vermengt. Die spachtelfähige Masse wird auf vorbereitete Beton- oder Estrichflächen aufgebracht und verteilt. Der in einer Dicke von 5 bis 8 mm aufgebrachte Belag zeigt eine hohe Druck- und Biegefestigkeit.

	Erfindunflsgemäß	Vergleich nach Stand
		der Technik
Druckfestigkeit N/mm²	130	95
Biegefestigkeit N/mm²	35	17,5

Claims

1. Verstärkter Plast, der ein Therrr oplast oder Duroplast ist und neben dem Plast faserförmige Verstärkungsmittel und gegebenenfalls andere Füllstoffe enthält, gekennzeichnet dadurch, daß der Thermoplast oder der Duroplast als faserförmiges Verstärkungsmittel mit Epoxidharz beschichtete Glasfasern enthält, deren Harzanteil ausgehärtet ist.

2. Verstärkter Plast nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser als beschichtete Glasfasern gemahlenes mit Glasfasern gefülltes Epoxidharz enthält.

3. Verstärkter Plast nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beschichteten Glasfasern ein gemahlenes Leiterplattenmaterial, das aus Epoxidharz-Glasfaser-Verbunden bestand, sind.

4. Verstärkter Plast nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieser ein Epoxidharz, ein Härtungsmittel und ein gemahlenes Leiterplattenmaterial, das aus Epoxiu'i.arzglasfaserverbunden bestand, enthält.

5. Verstärkter Plast nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Plast ein Epoxid-Gießharz mit einem Epoxidgruppengehalt von 170 bis 550g/Mol, ein an sich bekanntes Härtungsmittel, gegebenenfalls weitere Modifizierungsmittel sowie ein gemahlenes Leiterplattenmaterial enthält.

6. Verstärkter Plast nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Plast ein Epoxid-Klebharz mit einem Epoxidgruppengehalt von 170 bis 550g/Mol, als Härtungsmittel ein Polyamin und gegebenenfalls weitere Modifizierungsmittel sowie ein gemahlenes Leiterplattenmaterial enthält.

7. Verstärkter Plast nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Plast eine Epoxidharz-Spritzpreßmasse mit einem Epoxidgruppengehalt von 500 bis 1000 ist, die das Härtungsmittel vorzugsweise präkondensiert enthält, die ein gen' ahlenes Leiterplattenmaterial sowie gegebenenfalls weitere Modifizierungsmittel enthält.

8. Verstärkter Plast nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieser ein mittelreaktives ungesättigtes Polyesterharz, versetzt mit einem Vernetzungsmittel und weiteren bekannten Füllstoffen, sowie ein gemahlenes Leiterplattenmaterial enthält.

9. Verstärkter Plast nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Plast ein Polyamid ist und neben bekannten Füllstoffen ein gemahlenes Leiterplattenm&terial enthält.