DE2157005A1

DE2157005A1 - Thermoplastische Massen

Info

Publication number: DE2157005A1
Application number: DE19712157005
Authority: DE
Inventors: George Leonard Milnrow Lancashire Wicker (Großbritannien)
Original assignee: Turner Brothers Asbestos Co Ltd
Current assignee: Turner Brothers Asbestos Co Ltd
Priority date: 1970-11-18
Filing date: 1971-11-17
Publication date: 1972-05-31
Also published as: NL163809C; US3773705A; GB1369589A; NL163809B; IT944976B; FR2114791A5; BE775455A; NL7115888A; JPS5434018B1; CA938391A; AU467957B2; AU3569571A

Description

Thermoplastische Masse

In den letzten paar Jahren ist beträchtliche Arbeit auf die Herstellung von Gegenständen aus thermoplastischem polymeren Material , das durch Verstärkungsfasern verstärkt ist, aufgewendet worden, mulche Gegenstände werden durch Verformen einer körnigen Formmaske, die das thermoplastische polymere Material und die Fasern enthält, hergestellt. In allen im Handel verfügbaren thermoplastischen körnigen Formmassen bestehen die Ver st-ir kungs fasern gewöhnlich entweder aus Glasfasern oder aus Asbestfasern.

JSs ist lange bekannt gewesen, daß Gegenstände aus verstärkten hitzehärtbaren polymeren Stoffen geformt werden können und seit vielen Jahren hat man erkannt, daß Asbestfasern und Glasfasern geeignete Verstärkungen sind, und es sind Vorschläge gemacht worden, hitzehärtbare Stoffe mit Mischungen aus Asbest- und Glasfasern zu verstärken. Demgemäß finden sich in der Literatur Hinweise auf das Verstärken polymerer Stoffe mit Mischungen aus Asbest und Glas, aber in der Praxis sind die einzigen polymeren Stoffe, die in demselben Gegenstand mit Glas- und Asbestfasern verstärkt worden sind, hitzehärtbare Stoffe. In einigen Fällen wird eine Schicht aus hitzehärtbarem Material, das durch einen Fasertyp verstärkt ist, über einer Schicht eines hitzehärtbaren Materials, das durch einen anderen Fasertyp verstärkt ist, aufgebaut, beispielsweise bei der Herstellung eines Rohres, aber häufiger sind die Gegenstände aus hitzehärtbarem Material, das mit Glas- und Asbestfasern verstärkt ist, durch Verformen einer fließenden Masse aus ungehärtetem hitzehärtbarem Material, in dem eine Mischung aus Glas- und Abestfasern dispergiert ist, her-

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ft _;: ff "™ -ι :f an i

gestellt worden.

Die Mengen an Asbest fasern, dio mau früher in S-Jae gen verwendet hat, sind üblicherweise sehr gering gewesen*, beispielsweise etwa 5 Gew?ö, bezogen auf die gesamte Safierverscärkung, und die laserlänge ist üblicherweise sehr kurz· gewesen, de^. Asbest Klasse 7 der kanadischen Klassifikation, üan hat; sehz^ wohl erkannt, daß die Kombination iron -asbest mit Glas ia dieser weise in hitzehärtbaren Massen Vorteile bieten kann, U*a· liegen diese Vorteile in der Tatsache, daß die Anwesenheit einer kleinen Menge kurzer Asfcestfasern die Glätte des hergestellten Gegenstandes beträchtlich verbessert sowie die Fllerieigenschaften der flüssigen Masse vor dem Harten verbessert. Obgleich die Einarbeitung von Asbest verschiedene Vorteile bietet, führt sie zu einer gewissen Verschlechterung in den mechanischen Eigenschaften des Endprodukts.

Abgesehen von der Kostenersparr".:> sind die bekannten Vorteile., die in dem Zusatz von Asbest zu Glas als eine Verstärkung liegen, nur ausnutzbar, wenn das polymere Material hitzehärtbar ist. Beispielsweise erfordern lediglich die hitzehärtbaren Formmassen den Einschluß von Asbest, um ihre Fließeigenschaften zu verbessern, d.h. um als Verdickungsmittel zu wirken. Daher wäre zu erwarten, daß ein Zusatz, d.h. Asbest der Klasse 7t der beispielsweise brauchbar ist, um die Fileßeigenschaften hitzehärtbarer Massen zu verbessern« eine schädliche Wirkung auf die Fließeigenschaften einer thermoplastischen Masse haben würde.

Demgemäß wäre zu erwarten, daß der Einschluß von Asbest in glasfaserverstärkte thermoplastische Formmassen, der in der allgemeinen rifeise für hitzehärtbare Massen bekannt ist, zu den bekannten Nachteilen bei der Verwendung von Asbest in glasfaserverstärkten Kunststoffen führen würde, möglicherweise r.it weiteren Nachteilen und ohne irgendwelche signifikanten ^If „rteile zu bieten. Vielleicht sind aus diesem Grunde niemals Thermoplaste mit -^eS- und Asbestfastrn zusammen verstärlt worden.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß die Kombination von As-

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bestfasern mit Glasfasern eine schlagende und völlig unerwartete VerbesFeruntj in den Eigenschaften von verstärkten thermoplastischen Gegenständen ergeben kann.

Thermoplastische !nassen der Erfindung enthalten wenigstens 20 Gew. -,o thermoplastisches polymeres Material und wenigstens 10 Ge«.-.3, bezogen auf die Masse, eines Gemisches aus Glasfasern und Asbestfasern in einem Verhältnis zwischen ^:Λ und 1:9. Solche Massen werden gewöhnlich als körnige Formmassen angesetzt, die anschließend in Normteile veriormt werden.

Formteile, die gemäß der Erfindung gebildet sind, enthalten im allgemeinen 50 bis 90 Gew.-% und vorzugsweise 6.< bis 80 Gew.-fr, insbesondere 65 bis 80 Gew.-% polymers Material und 20 bis 50 Gew.->, vorzugsweise 2u bis 40 Gew.-% und am besten 20 bis 35 Gew.-% Pasern, bezogen auf die Gesamtmasse. Jäher enthält die körnige Formmasse vorzugsweise ebenfalls solche Menge polymeres Material und Fasern. Die Massen können Füllstoffe und andere Zusätze enthalten, gewöhnlich in einer inende von 0-20%, bezogen auf das Polymere.

In der Beschreibung beziehen sich alle Teile und Prozentwerte auf Gewicht.

Die optimalen Verhältnisse für äeden besonderen Gegenstand können von den Eigenschaften, die von dem Gegenstand gefordert werden, und von den verfügbaren Formbedingungen abhängen, und das bedeutet, daß ein Former von einem Tag auf den anderen Gegenstände mit unterschiedlichem Faser- und Polymergehalt herstellen können muß. Es ist unbequem für einen Former, Vorräte von Körnern mit verschiedenem Polymergeb.alt zu halten und er kann daher vorziehen, ein Konzentrat zu haben, das nur einen kleinen Anteil , beispielsweise 20 bis 50 Gew.-%, des polymeren Materials enthält und mit dem er polymere Körner mischen kann, um die Masse zu bilden, die tatsächlich verforat werden soll. In Wirklichkeit hat er daher ein Konzentrat, das er in Übereizietimmung mit seinen Erfordernissen verdünnt, und das Konzentrat enthält die gesamten Fasern und jegliche anderen Füllstoffe und anderen Zusätze, die

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in der Masse, die tatsächlich verformt wird, "benötigt werden.

Es ist "bekannt, daß der Dehnun_c;smodul (tetsile modulus) der meisten thermoplastischen Stoffe sehr niedrig ist, von Glasfasern mäßig ist und von Asbestfasern, insbesondere Chrysotilasbestfasern, sehr hoch ist. Beispielsweise sind die tferte für Polystyrol, Glas und Ghrysotil 2,7, 69 und 159 GN/m². Daher wird das polymere Gefüge unter Beanspruchung deformiert, während die Fasern die Hauptteil der Beanspruchung tragen, demgemäß sollte man erwarten, daß die Asbestfasern den größeren Teil von angewandten Beanspruchungen aufnehmen, während nur ein kleinerer l'eil durch die Glasfasern aufgenommen wird. Im Ergebnis könnte man erwarten, daß die Festigkeit eines Gegenstandes, der durch eine gegebene Menge Asbest in Gegenwart auch von Glasfasern verstärkt ist, wenig besser wäre als die Festigkeit eines Gegenstandes, der allein durch dieselbe Menge .asbestfasern in Abwesenheit von Glas verstärkt ist.

tfenn auch diese Hypothese die Ansicht der Anmelderin wiedergibt, könnte eine andere .ansicht geäußert werden, daß nämlich die gesamte erwartete Zunahme in der Festigkeit, die erhalten wird, wenn ein thermoplastischer Gegenstand durch gegebene Mengen von Glas- und Asbestfasern zusammen verstärkt wird, gleich der Summe der Zunahme in der Festigkeit ist, die erhalten wird, wenn der Thermoplast durch dieselbe Menge Glas in abwesenheit von Asbest und durch dieselbe Menge Asbest in Abwesenheit von ulas verstärkt wird. Beispielsweise beträgt die Zugfestigkeit und Biegefestig-

keit von unverstärktem Polystyrol 44,5 bzw. 69,0 MN/m . Die Zunahme dieser Werte, die erhalten wird, wenn das Polystyrol mit

10/0 Glas allein verstärkt wird, beträgt 10,0 bzw. 23,7 MN/m .

ο
Die Zunahme beträgt 3»5 bzw. 2,2 iäN/m , wenn das Polystyrol mit

10#> Asbest allein verstärkt ist. Demgemäß wäre der zu erwartende 7/ert für Polystyrol, das mit ΛΟ?ό Glas und 10# .asbest verstärkt ist, 58,0 bzw. 95,6 MN/m².

In der Praxis findet man, daß viele iuischungen nach der Erfindung Werte haben, die beträchtlich über denen liegen, die selbst nach dieser zweiten Hypothese vorher gesagt wurden. Beispielsweise hat Polystyrol, das mit 1O/o Glas und IO70 asbest verstärkt ist, eine

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Zugfesνigkeit von 70 > 7 MN/m und eine Biegefestigkeit von 114,4 MN/m .

So wurae überraschend gefunden, daß viele Mischungen innerhalb des Hahmens der Erfindung synergistische Verbesserung in ihrer Zugfestigkeit, ihrer Biegefestigkeit, ihrem Dehungsmodul oder Biegemodul zeigen im Vergleich zu den durch Addition, wie oben beschrieben wurde, zu erwartenden. Die bevorzugten Mischungen zeigen zum mindesten Synergismus in ihrer Zugfestigkeit und/oder ihrer Biegefestigkeit.

Das Auftreten von Synergismus ist völlig unerwartet und es ist in den bekannten Eigenschaften verstärkter hitzehärtbarer Mischungen nichts bekannt, aus dem man entnehmen könnte, daß dieser zu erwarten sei.

iMicht jede Masse, die mit einem Gemisch aus Glasfasern und Asbestfasern in Verhältnissen von 9:1 "bis 1:9 verstärkt ist, zeigt in dieser Weise Synergismus. Beispielsweise kann mit einem besonderen babz von Fasergehalten für ein Polymeres Synergismus erzielt werden, während dieser selbe Satz von Verhältnissen ziemlich schwachen oder überhaupt keinen Synergismus ergeben kann, wen:M ein anderes Polymeres verwendet wird.

Die Verhältnisse von Glas: Asbest sind gewöhnlich 9:1 bis 1:5 und sind vorzugsweise 3:1 bis 1:3, oft 7:3 bis 3:7· Wenn es auf Schlagzähigkeit ankommt, zieht man es im allgemeinen vor, daß weniger Asbestfasern als Glasfasern vorhanden sind, in welchem Fall bevorzugte Verhältnisse Asbest:Glas 1:9 bis 1:1, insbeseondere 1:9 bis 1:3» sein können.

Die Menge Faserverstärkung in dem ü-e^enstand hat einen signifikanten Einfluß auf den Grad von Synergismus, der erhalten wird, und es werden gewöhnlich die besten Ergebnisse erzielt, wenn die Menge Fasern 20 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, beträgt. Die am meisten befriedigenden Ergebnisse werden im allgemeinen erhalten, wenn die Menge etwa 30%, beispielsweise 25 bis 32/j, beträgt.

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J±e erfindun^sgemäß verwendeten Asbestfasern sind vorzugsweise Ghrysotilasbestfasern. Diese können allein oder in Beimischung mit anderen .asbestfasern verwendet werden. Andere geeignete Asbestfasern, die allein oder im Gemisch miteinander oder mit Chrysotilfasern verwendet werden können, sind Fasern vom Amphiboltyp, wie Anthophyllit-, Amosit-, Tremolit- und Krokydolithfasern. Die verwendeten Fasern sind gewöhnlich von Klasse 4, 5» 6 oder 7 in der kanadischen Klassefikation, oder Gemische von diesen. Die kanadische Klassifikation ist auf Seiten 24, 25 und 78 in " Asbestos" von CZ. Carroll-Porcziynski, veröffentlicht vom Textile Institute 1956» beschrieben. Die durchschnittliche Faserlänge von Fasern der Klasse 4 beträgt etwa 3 mm, von Fasern der Klasse 5 etwa 2,0 mm, von Fasern der Klasse 6 etwa 1,25 mm und von Fasern der Klasse 7 etwa 0,25 mm - 0,75 mm. Vorzugsweise sind die Fasern aus den Klassen 4, 5 oder 6 oder es sind Gemische von diesen, gegebenenfalls auch mit Fasern der Klasse 7» wobei die Fasern der blassen 4, 5 und 6 vorzugsweise den Hauptanteil solcher Mischungen darstellen, beispielsweise mindestens 50/° und vorzugsweise mindestens 80yo der Asbestfasern.

Die erfindungsgemäß verwendeten Glasfasern sind vorzugsweise von dem als "E" Glas bekannten Typ in Form von Bündeln von Fäden mit Einzeldurchmesser von 7 bis 15 Mikrometer. Die Bündel werden entweder als endlose Längen von Glasrovings oder in Längen zwischen 3 mm und 12,5 mm gehackt verwendet. Typische Faserlängen in Körnern der extrudierten Mischung betragen 0,25 mm bis 12,5 mm und in den aus den Körnern geformten Gegenständen 0,25 bis 2,5 mm.

Normalerweise werden die Glasfasern mit Verankerungsmitteln (keying agents) überzogen zur Verbesserung der Bindung an das Polymere. Beispiele solcher Verankerungsmittel sind Methacrylatchromchlorid und die substituierten Silane mit Substituentengruppen, die zur .Reaktion mit der Glasoberfläche in der Lage sind sowie anderen Substituentengruppen, die mit den Grundpolymeren verträglich sind; typische substituierte Silane sind Vinyltriäthoxysilan, y-Aminopropyltriäthoxysilan und Glycidoxypropyltrimethoxysilan.

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Das erfindungßgemäß verwendete thermoplastische Material kann jeder Thermoplast sein, der sich zur Verwendung in faserverstärkten Formmassen eignet und der in "befriedigender Weise mit Asbestfasern zu einer stabilen und brauchbaren Masse vermischt werden kann. Beispiele sind Polyamide, Polystyrol, Copolymere von Styrol mit Butadien sowie Styrol mit Acrylnitril, Copolymere und Mischungen von Polymeren und Copolymeren, die ütyrol, Butadien und Acrylnitril enthalten, Polyolefine, wie Polyäthylen, Polypropylen und Copolymere von Polyäthylen und Polypropylen, Polysulfone, Polyacetale, Polyphenylenoxyd und modifizierte Polyphenylenoxydkompositionen. Ein geeignetes Polypropylen ist isotaktiBChes Polypropylen. Ein geeignetes Polyäthylen ist ein Polyäthylen hoher Dichte* Die bevorzugten Polymeren sind Polyamide und insbesondere Nylon 6 (i^oly-^-caprolactam) ,Nylon 6.6 (Polyhexamethylendiaminadipamid) und Nylon 11 (Poly-H-aminoundecansäurelactam).

Als zusätzliche Füllstoffe oder andere Zusätze, die vorhanden sein können, kommen Pigmente, Stabilisatoren, Fließmodifiziermittel und teilchenförmige Füllstoffe in Frage, um verbesserte Oberflächenbeschaffenheit zu erzielen oder um das Formverhalten zu modifizieren. Solche Zusätze übersteigen vorteilhafterweise nicht 20 Gew.-%· des polymeren Grundstoffes. Die teilchenförmigen Füllstoffe können Talk, Kaolin, Porzellanerde, Siliciumdioxydmehl, Kreide, Dolomit oder Mischungen jedes dieser Stoffe sein.

Die körnige Masse sollte eine im wesentlichen gleichmäßige Mischung aus polymerem Stoff mit einem innigen Gemisch der Asbestund Glasfasern enthalten. Geeignetes Vermischen des Polymeren und der beiden Typen von Fasern sowie jedes anderen Zusatzes, der vorhanden sein soll, kann auf jedem üblichen Wege bewirkt werden. So können Asbestfasern, Glasfasern und polymeres Material in einen geeigneten Mischapparat gefüllt und zu Körnern vermischt werden, die alle drei Komponenten enthalten. Bei einer anderen Methode werden asbestverstärktes Polymeres und Glasfasern in einen geeigneten Mischapparat gefüllt, gegebenenfalls zusammen mit weiterem polymerem Material. Bei einem anderen Verfahren wird glasfaserverstärktes Polymeres mit Asbestfasern, gegebenenfalls mit weiterem polymerem Material, in einen geeigneten Mischapparat ge-

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füllt. Bei einer anderen Methode werden asbestverstärktes Polymeres und glasfaserverstärktes Polymeres in einen geeigneten Apparat gefüllt und zusammen gemischt. Bei all diesen Methoden wird das luischen vorzugsweise oberhalb des Erweichungspunktes des Polymeren durchgeführt* Es ist dann zweckmäßig, das verstärk« te Produkt in Körner umzuwandeln, indem man die erweichte Mischung extrudiert und das extrudierte Produkt granuliert, beispielsweise indem man es hackt.

Jegliche Zusätze, wie Füllstoffe, Pigmente usw., die in dem fertigen Gegenstand vorhanden sein sollen, werden im allgemeinen mit der Faserverstärkung während der Laischstufe eingebracht. Die 'l'eilchen der körnigen Masse haben im allgemeinen eine Mindestabmessung von wenigstens 1 mm und eine Höchstabmessung von nicht mehr als 8 mm. Beispielsweise können sie stäbchenförmig mit einer Länge von 1 bis 8 mm und einem Durchmesser oder einer Breite von 1 bis M- mm sein. Bevorzugte Abmessungen sind 2 bis 3 mm.

Verstärkte Gegenstände können durch Formen, beispielsweise durch Spritzguß oder durch andere Formverfahren, hergestellt werden, wobei eine körnige Masse das gesamte polymere Material und die gesamte Faserverstärkung, die gewünscht werden, enthält, '»/ie erwähnt, ist es jedoch aucn möglich, ein Konzentrat zu verwenden, das das Glas und den Asbest und etwas von dem Polymeren, das in dem fertigen Gegenstand benötigt wird, enthält, und dieses vor oder während der Verformungsstufe mit dem .tiest des polymeren Materials, das benötigt wird, zu mischen.

Typische Gegenstände, die durch Verformen körniger Massen nach der Erfindung hergestellt werden können, umfassen Gehäuse, beispielsweise für Instrumente und Haushaltsapparate, Radio- und Fernsehgehäuse, photographische Geräte, Armaturenbretter, Getrieberäder und Lager sowie elektrische Teile, wie Schalter, Stecker und Steuereinrichtungen.

Die folgenden Ausführunp;sbeispiele erläutern die Erfindung. In diesen Beispielen sind die Asbestfasern Jhrysotilasbestfasern,

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wenn es nicht anders vermerkt ist, die als Klasse 4 in der kanadischen Klassifikation eingestuft sind. Die Methode zur Bestimmung des Schmelzflußindex ist Bö 2782 (1970) Methode 102H.

"tfingstay", das in vielen Beispielen verwendet wird, ist ein Handelsname für ein polymeres, gehindertes (hindered) Phenolkondensationsprodukt, hergestellt von Goodyear Tire and äubber Go., .akron, Ohio, U.S.A.

Beispiel 1

700 g Polyäthylenkörner, unten als "Typ I" bezeichnet, mit einer Dichte von 924 kg/nr und einem Schmelzflußindex von 8,0 wurden in einem iiochleistungsmiseher mit Stabilisatoren gemischt, wie unten bei Mischung ü. angegeben ist. Es wurden zu der Mischung 300 g Chrysotilasbest, in Klasse 4 der kanadischen Klassifikation eingestuft, zugesetzt. Die -asbestfasern hatten einen I¹Iacheninhalt (surface area) von 100 dm g. Die Masse wurde weitere 10 Minuten in dem Iiochleistungsmiseher gemischt, um ein homogenes Gemisch aus }faser, Polymer und Zusätzen zu erzeugen. Dieses ist als Masse α bezeichnet. Sie wurde in einer Mischungsstrangpresse kompoundiert und das Extrudat granuliert.

Es wurde eine andere Masse B in gleicher weise aus 700 g Polyäthylen vom Typ I und 30ü g Glasfaser in i'orm eines gehackten 152 tex, 408 Faden Stranges von 6 mm Faserlänge hergestellt. Die Glasfaser ist mit einer Polyvinylacetat/ Methacryloxypropyltrimethoxysilan-Komposition behandelt worden. Das Gemisch wurde in einem Extruder kompoundiert und das Extrudat granuliert.

Es wurde eine andere Masse 0 hergestellt, indem man in dem Hochleistungsmischer während 2 Minuten 700 g Polyäthylen vom Typ I und das in kasse A verwendete Stabilisatorsystem zusammen mischte. Es wurden 250 g des bei Masse ü beschriebenen Asbests zu der Mischung zugesetzt und das Mischen weitere 10 Minuten fortgeführt. In dieser Stufe wurden 50 g der bei Masse B beschriebenen Glasfaser zugesetzt und während 15 Minuten in einem langsamlaufenden

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Mischer gemischt. Dann wurde die Masse G in einer Mischungsstrangpresse kompoundiert und granuliert, um eine Formmasse zu bilden.

Die Massen A, B und G wurden im Spritzgußverfahren verarbeitet, um Prüfmuster für die Zug- und Biegefestigkeit herzustellen; Einzelheiten der Massen und Festigkeitsergebnisse sind unten in Tabelle I zusammengestellt.

	Tabelle I	Masse	Masse
Verwendete Stoffe	Masse	1B	1C
	1A	300	50
Glasfaser		—	250
Asbestfaser	300
Polyäthylen		700	700
Typ ι	700	-	0,4
Wingstay L	0,5
Dilauryl-thio-		-	0,4
dipropionat	0,5	—	0,8
Melamin	1,0
Zugfestigkeit		17,5	27,5
(Mli/m²)	24,0
Biegefestigkeit		23,5	33,5
(MN/m²)	33,0
Beispiel 2

Es wurde ein anderer Typ, unten als "Typ II" bezeichnet, von Polyäthylenkörnern zu Massen und Prüfstücken in derselben allgemeinen Weise wie in Beispiel 1 angesetzt. Das Polyäthylen hatte eine Dichte von 950 kg/m^ und einen Schmelzflußindex von 12,0.

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Die Massen 2A, 2B und 20 wurden im &pritzgußverfahren zu Prüfstücken für die Zug- und Biegefestigkeit verarbeitet» Einzelheiten der Massen und I'estigkeitsergebnisse sind unten in Tabelle II verzeichnet»

	tabelle II	Masse	Masse
Verwendete Stoffe	Masse	2B	ZQ
	2A		16,6
Glasfaser	100	100	83,4
Asbestfaser	-	900	900
Polyäthylen, Typ II	900	0,2	0,2
v/ingstay L	-
Dilauryl-thio-		0,2	0,2
dipropionat		0,4	0,4
iJelamin	—
Zugfestigkeit		27*2	27,7
(MN/m²)	19,8
Biegefestigkeit		41,5	42,7
(Ml i/m )	25,9
Beispiel 3

Die luassen 3A und 3B (unten beschrieben) wurden in der allgemeinen .Veise, die für die Massen 1Δ und 1B in Beispiel 1 beschrieben ist, angesetzt.

Die Lasse 30 wurde hergestellt, indem man in einem langsamlaufenden Mischer 838 g von Masse 3A, 95 g Polyäthylenkörner vom Typ II, 67 g der Glasfaser und Stabilisatoren vermischte. Die Mischung wurde in einem Einschneckenextruder kompoundiert und das jixtrudat granuliert.

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Die Masse 3D wurde hergestellt, indem man 300 g Körner aus- Polyäthylen des Typs II, 502, g der Masse 3-Ä- und 200 g der Glasfaser in einem langsamlaufenden Mischer mischte. Die Mischung wurde in einem Einschneckenextruder kompoundiert und das Extradat granuliert.

Die Massen 3A, 2ß, 3-G und. 3D wurden im Spritzgußverfahren zu: Prüfstücken für die Zug— und Biegefestigkeit verarbeitet«

Die Massen und Sestigkeitsergebnisse sind unten in Tabelle TTT verzeichnet.

labeile III

	Masse	Dilauryl-thio-	0,5	Masse	Masse	Masse
	3A	dipropionat	1,0	3B	3C
Glasfaser		Melamin		400	67	200
Asbestfaser	400	Zugfestigkeit	39,3	—	535	200
Polyäthylen		(MN/m²)	Biegefestigkeit 66,2 (MN/nT)
Typ II	600	Beispiel 4	600	596	600
Wingstay L	0,5		-	0,3	0,3

-	0,3	0,3
—	0,5	0,5

28,5	44,7	46,0
43,4	74,7	69,6

Es wurden Massen 4A und 4B in derselben allgemeinen Weise wie die Masse 1A und 1B hergestellt. Das verwendete Polymere waren Allzweck-Polystyrolmikrokörner. Die Glasfaser wurde aus 152 tex,

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408 Faden Glasseidenstrang, der mit einem Alkydharz und 3,4-Epoxycyclohexyläthyltrimethoxysilan behandelt und auf Längen von 6 mm gehackt war, hergestellt.

Die Masse 4C wurde durch Mischen von 667 S ^der Masse 4A, 66,5 S der Glasfaser und 267 g Polystyrolmikrokörnern in einem langsamlaufenden Mischer, anschließendes Kompoundieren in einem Einschneckenextruder hergestellt, und das Extrudat wurde granuliert.

Die ivlassen 4A, 4-3 und 4-0 wurde im Spritzgußverfahren zu Prüfstukken(fü"r die Zug- und Biegefestigkeit verarbeitet. Einzelheiten der Massen und Festigkeitsergebnisse sind in Tabelle IV verzeichnet.

Tabelle IT	Verwendete stoffe	Masse" 4a	Masse 4B	Masse 4G
Glasfaser Asbestfaser Polystyrol-Mikrokörner	200 800	200 800	66,5 133,0 800,5
^uyfesti^keit (ivw/m²) .Biegefestigkeit («lw/m )	69,1 111,9	69,1 108,2	72,7 117,0
Beispiel 5

-^s wurden fassen 5"- und 5^ in derselben allgemeinen >veise wie die Hassen I.i. und 1B hergestellt. Jas verwendete Polymere war gepulvertes Pol.yprop/lenhoniopolymer und Stabilisatoren. Die Glasfaser war mit polybuten und 3,4 Epoxycyclohexyläthertrimethoxysilan behandelt,.

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Die Masse 50 wurde hergestellt, indem man 300 g gepulvertes Polypropylenhomopolymer, 200 g der Glasfaser und 500 der Masse 5-A-in einem langsamlaufenden Mischer mischte. Das Gemisch wurde in einem Einschneckenextruder kompoundiert und das Extrudat granuliert.

Die Massen 5A, 5B und 5G wurden im Spritzgußverfahren zu Prüfstücken für die Zug- und Biegefestigkeit verarbeitet. Einzelheiten der Massen und IPestigkeitsergebnisse sind in Tabelle V verzeichnet.

Tabelle V

Verwendete Stoffe	Masse	Masse	Masse
	5A	5B	50
Glasfaser		400	200
Asbestfaser	400	-	200
Gepulvertes Polypro
pylenhomopolymer	600	600	600
«liingstay L	5	-	2,5
DiIauryl-thio-
dipropionat	5	-	2,5
Melamin	10	—	5,0
Zugfestigkeit
(ivfli/m )	47,0	35,7	55,3
Biegefestigkeit
(MN/m )	78,8	71,2	80,1
Beispiel 6

Die Massen 6a, B, C und ü wurden nach derselben allgemeinen Methode wie die Massen 1A und ΊΒ hergestellt. Das Polymere war ütyrol/ji-crylnitril-Copolymer mit einem t>chmelzflußindex von 10,0.

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Die Glasfasern waren dieselben wie in Beispiel 4.

Die Masse 6E wurde hergestellt, indem man 250 g der Masse 6A, 225 g der Glasfaser und 525 g des Styrol/Acrylnitril-Copolymeren in einem längs ami auf enden Mischer mischte. Das Gemisch wurde in einem Einschneckenextruder kompoundiert und das Extrudat granuliert.

Die Masse 6F wurde hergestellt, indem man in einem langsamlaufenden Mischer 500 g der Masse 6A, 167 g der Masse 6B und 333 g des Styrol/Acrylnitril-Oopolymeren zusammen vermischte. Das Gemisch wurde in einer Spritzgußmaschine zu Prüfstücken für die Zug- und Biegefestigkeit verarbeitet.

Die krasse 6G wurde hergestellt, indem man 5OO g der Masse 6B und 250 g des Styrol-Acrylnitril-Copolymeren in einem langsamlaufenden Mischer zusammen mischte. Das Gemisch wurde in einer Spritzgußmaschine zu Prüfstücken für die Zug- und Biegefestigkeit verformt·

Die Massen 6A, B, C, D und E wurden ebenfalls im Spritzgußverfahren zu Prüfstücken für die Zug- und Biegefestigkeit verarbeitet.

Einzelheiten der Massen und der Festigkeitsergebnisse sind in Tabelle VI verzeichnet.

Tabelle YI

Verwendete Stoffe Masse Masse Masse Masse

6A 6B 6E 60

Glasfaser - 300 225

Asbestfaser 300 - 75 200

Styrol/Acrylnitril 700 700 700 800

Zugfe stigkeit

(MK/m²) 66,1 84,6 87,0 65,8

Biegefestigkeit 209823/1101

(HN/B2) 150,8 177,3 179,2 105,3

Tabelle	16 - VI (Fortsetzung)	Masse 6F	2157005
Verwendete Stoffe	Masse 6D	50 150 800	Masse- 6G
Glasfaser Asbestfaser Styrol/Acrylnitril	200 800	83,1 124,4-	50 150 800
Zugfestigkeit (MB/m²) Biegefestigkeit	83,8 13^,8		85_$o T36,2
Beispiel 7

Die Massen 7A und B wurden nach derselben allgemeinen Methode wie die Mischungen. 1A und 1B hergestellt, aber unter Verwendung von Körner aus 6.6 Nylon (Formqualität).

Die Masse 7C wurde durch Mischen von 700 g der Masse ^L· und 3OO g der Masse 7B in einem langsamlaufenden Mischer hergestellt.

Die Massen 7A, 7B und 70 wurden im Spritzgußverfahren, zu Prüfstücken für die Zug- und Biegefestigkeit verarbeitet. Einzelheiten der Massen und Festigkeitsergebnisse finden sich in Tabelle VII.

Verwendete Stoffe

Tabelle VII

Masse 7A

Masse
7B

Masse 70

Glasfaser -

Asbestfaser 100 6.6 Nylon, Polymer von

Formqualität 900

100

900

30 70

900

Zugfestigkeit (MN/m²) 96,5 92,0 Biegefestigkeit (MN/m²) 133,2 130,6

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97,2 137,6

Beispiel 8

Die Massen 8A und 8B wurden nach, derselben allgemeinen Methode wie die Massen 1A und 1B hergestellt. Körner aus Nylon 6 von IFormqualität bildeten das Polymere. Die Glasfaser war mit Polyvinylacetat undiT-Aminopropyltriäthoxysilan behandelt.

Die Masse 8C wurde durch Mischen von 65 g der Masse 8Δ und 350 g der Masse 8B in einem langsamlaufenden Mischer hergestellt. Das Gemisch wurde in einem Einschneckenextruder kompoundiert und das Extrudat granuliert.

Die Massen 8A, 8B und 80 wurden im Spritzgußverfahren zu Prüfstücken für die Zug- und Biegefestigkeit verarbeitet. Einzelheiten der Massen und Festigkeitsergebnisse sind in Tabelle VIII verzeichnet.

Tabelle VIII	Verwendete btoffe	Masse 8A	Masse 8B	Masse 8G
Glasfaser Asbestfaser Nylon 6 i'ormkörner	200 800	200 800	70 130 800
Zugfestigkeit (MlVm ) ο Biegefestigkeit (MN/m )	97,1	84,9 157,5	105,4 192,5
Beispiel 9

Die Masse 9a wurde hergestellt, indem man 700 g Körner aus ivylon 6 von bpritzgußqualität und 300 g Ohrysotilasbestfaser in den iiufgabebehälter einer Doppelschnecken-Mischungspresse einfüllte. Das Extrudat wurde granuliert.

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Die Masse 9B wurde hergestellt, indem man 700 g Körner aus Nylon 6 von Spritzgußqualität in den Aufgabebehälter einer Doppelschnek· ken-Mischungspresse einfüllte und 300 g zusammenhängendes Glas, das mit Polyvinylacetat und Jf-Aminopropyltriäthoxysilan behandelt war, über eine Einlaßöffnung in dem Zylinder der Doppelschnecken-Mischungsstrangpresse einführte. Das sich ergebende Extrudat wurde granuliert.

Die Masse 9C wurde hergestellt, indem man 700 g Körner aus Nylon 6 von Spritzgußqualität und 160 g der Chrysotilasbestfaser in den Aufgabebehälter einer Doppelschnecken-Mischungspresse füllte. Es wurden dann 140 g der endlosen Glasseidenstränge in die erweichte Mischung aus Asbest/Nylon 6 über eine Einlaßöffnung in dem Zylinder des Extruders eingeführt und das sich ergebende Extrudat wurde granuliert.

Die Massen 9A, 9B und 90 wurden im Spritzgußverfahren zu Prüfstücken für die Zug- und Biegefestigkeit verarbeitet. Einzelheiten der Massen und der Pestigkeitsergebnisse sind in Tabelle IX angegeben.

	Tabelle IX	Masse 93	Masse 9C
Verwendete otoffe	Masse 9A	300 700	140 160 700
Glasfaser .asbestfaser. Nylon 6 Preßkörner	300 700	121,7 212,0	128,5 221,0
Zugfestigkeit (MLi/m Biegefestigkeit (MN/m²)	) 122,0 208,0
Beispiel 10

die v/irkung des Verhältnisses Glas/Asbest aufzuzeigen, wurden 209823/1101

zwei Reihen von mit gemischten Fasern verstärkten Massen aus Mylon 6 nach der allgemeinen Methode des Beispiels 9 mit variierenden Verhältnissen von Glas- zu Asbestfaser sowie bei zwei verschiedenen Werten für den Gesamtfasergehalt hergestellt. Es wurden Biegefestigkeitsuntersuchungen an im Spritzguß hergestellten Prüfstücken ausgeführt und die Ergebnisse sind unten in Tabelle X verzeichnet.

Tabelle X

Glas:Asbest

Gesamtverstärkung

Biegefestigkeit

100:0
85,3:16,7
75:25
66,7:33,3
50:50
33,3:66,7
25:75
16,7:83,3
0:100

20 20 20 20 20 20 20 20 20

157,5

170,0 174

176,5 183,2

192,5 186,9 184,6 181,0

100:0
83,3:16,7
75:25
66,7:53,3
50:50

35,3:66,7
25:75
16,7:83,3
0:100

30 30 30 30 30 30 30 30 30

168,6 198,0 227,1 228,2

231,5 220,2 212,1

212,3 196,4

Beispiel 11

Die Kasse 11A wurde hergestellt, indem man 800 g Körner aus

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Nylon 11 und ^00 3 Ohrysotilasbesofaser, ein .,estuft in -.lasse 6 der kanadischen Klassifikation und mit einem Flächeninhalt von

ο
120 dm /g in einem Hochleistungsmischer mischte. Die mischung; wurde in einem Einschneckenextruder kompoundiert. Das Extrudat wurde granuliert.

Die Masse 11B wurde hergestellt, indem man in einem langsamlaufenuen lüisj-her 800 ς körner aus Kylon 11 und 20·. g gehackte Glasfasern von 6 mm Länge, die mit Polyvinylacetat und ^.minopropyltriäthoxvsilan behandelt waren, mischte. Das Gemisch wurde in einem Einschneckenextruder kompoundiert und das Extrudat granuliert.

Die Masse s1C wurae hergestellt, indem man 800 g Körner aus Nylon 11 und 1JG g der Asbestfaser in einem Hochleistungsmischer mischte. Dann wurde das Gemisch in einen langsamlaufenden Mischer ge.,eoen und mit 70 g der gehackten Glasfaser von 6 mm Länge gemischt. Die Endmischung wurde in einem Einschneckenextruder kompoundiert und das Extrudat granuliert.

Die Massen 11A, 11B und 110 wurden im Spritzgußverfahren zu Prüfstücken für die Zug- und Biegefestigkeit verarbeitet. Einzelheiten der Massen und Fescigkeitsergebnisse sind in Tabelle Al verzeichnet.

Tabelle XI

Verwendete Stoffe Masse Masse Masse

11A 11B 11C

Glasfaser - 200 70

asbestfaser 200 - 1$0

Nylon 11, Körner 800 800 Ö00

Zugfestigkeit (MK/m²) 69,0 69,0 89,6 Biegefestigkeit (Mi/m²) 96,5 97,5 119,3

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Beispiel 12

2Ou ^eile i'Orukörrier aus i^ylon 6 werden in einem Hochleistungsmiscner mit öOü i'eilan der Onrysotilasbestfaser der Klasse 4 gemiscnt. Die sicn ergebende mischung wird in den Aufgabebehälter einer Doppelschneckeri-niiscapresse eingefüllt, ^s werden 200 g E G-lasfaser von 6 mm Län^e, die mit einer Appretur aus einem Gemisch von x'olyvinylacetat und JT-iuninopropyltriätiioxysilan behandelt war, bei einer kontrollierten Geschwindigkeit in die icoj:tpoundierce öcnmelze aus Asbest/wylon 6 durch eine Einlaßöffnuru··, die mit Abstand auf dem Zylinder des Extruders angeordnet ist, eingeführt und das sich ergebende Extrudat wird granuliert, indem es an der .oistrittsflache der Form genackt wird. Die sich ergeoendeii jonzentratkörner wurden in dem Verhältnis von 1:3 mit weiteren Polynerkörnerii aus Hylon 6 in einem Trommelmischer gemisc it und in einer .opritzgußmaschine zu früfstücken verformt, die 2O;o Gesamtfaserverstärkung und Glasfaser/Asbest im Verhältnis 1:3 enttiielten.

Siege festigkeit der Jrrüf stücke betrug 188 ifli/m

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Claims

Patentansprüche

1. Thermoplastische Masse, enthaltend wenigstens 20 Gew.-/o thermoplastisches polymer# Material und wenigstens 10 Gew.-^, bezogen auf das Gesamtgewicht der Aiasse, eines Gemisches aus Glasfasern und Asbestfasern in einem Verhältnis zwischen 9:1 und'1:9·

2. Masse nach Anspruch 1, enthaltend 50 bis 80,3 thermoplastisches polymeres Material, 20 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Masse, des Gemisches aus Glas- und Asbestfasern und 0 bis 20/a, bezogen auf das Polymere, andere Zusätze.

5. Masse nach Anspruch 1 oder 2, enthaltend 20 bis 4·0,σ des iasergemi scries.

4·. Masse nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Anteile von Fasern und polymerem Material derart sind, daß Synergismus in wenigstens einer der Eigenschaften Zugfestigkeit, iJehnungsmodul, Biegefestigkeit und Biegemodul vorhanden ist.

5. Masse nach einem der Ansprache 1 bis 4·, dadurch gekennzeichnet, daß sie in der iorm einer körnigen Preßmasse vorliegt.

6. Masse nach einem der Ansprache 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als !Formteil vorliegt.

7. Masse nach Anspruch 1 in I'orm eines körnigen Preßkonzentrats, enthaltend 20 bis 50/" des thermoplas ti sehen polymeren Materials, 0-20>i>, bezogen auf das Polymer gewicht, an !füllstoffen, Hest das Gemisch aus .Fasern.

8. Masse nach eiuera vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Glasfasern:Asbestfasern 5^:1 bis 1:5 beträgt.

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-23- 21570Q5

9. Masse nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Asbestfasern vorwiegend Asbest der Klassen 4·, 5 oder 6 in der Kanadischen Klassifikation enthalten.

10. Masse nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Glasfasern:Asbestfasern 3:1 "bis 1:3 beträgt.

11. Masse nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere ein Polyolefin ist.

12. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere Polystyrol enthält.

13· Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere ein Copolymeres von Butadien enthält.

14. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere ein Copolymeres von Acrylnitril enthält.

15« Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 1O₉ dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere ein Oopolyaeres von Styrol enthält.

16. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere ein Oopolymeres von mindestens zwei Monomeren, ausgewählt unter Butadien, Styrol und Acrylnitril enthält.

17. Masse nach einem der A_nsprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere ein Polyamid ist.

18. Thermoplastische Masse, enthaltend 60 bis 80% Polyamid _:, 20 bis 40%_t bezogen auf die G-e samt masse, $±zl33 Gemisches '.as G3 as f as am. und Asbestfasern der Klassen 4, 5 oder 5 in der Kanadischen Klassifikation in einem Verhältnis von 3s1 bis 1:3 sowie 0 bis 20#, bezogen auf das Polymere, andär-c- Susätze·

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19· Masse nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Asbestfasern Ohrysotilasbestfasern sind.

20. Masse nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfasern E Glasfasern sind.

21. Masse nach Anspruch 1, enthaltend 60 bis 80% Polymeres, wobei das Verhältnis von Glasfasern:Asbestfasern 3'7 bis 7 = 3 beträgt.

22. Verfahren zur Herscellung einer körnigen Formmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß man das polymere Material, die Asbestfasern und Glasfasern bei einer Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes des polymeren Materials kompoundiert, das sich ergebende Gemisch extrudiert und das Extrudat granuliert.

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