DE2405273A1

DE2405273A1 - Oberflaechenmaterial

Info

Publication number: DE2405273A1
Application number: DE19742405273
Authority: DE
Inventors: John David Harding
Original assignee: Ferodo Ltd
Current assignee: Federal Mogul Friction Products Ltd
Priority date: 1973-02-10
Filing date: 1974-02-04
Publication date: 1974-08-15
Also published as: FR2217289A1; FR2217289B1; JPS49112934A

Description

DR. MÜLLER-BORE DIPL. INS. GROENI NG DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL DiPL.-CHEM. DR. SCHÖN DI PL.-PHYS. H ERTE L

PATENTANWÄLTE L 4 U 0 JL / O

D/S/Sh - F 1127

FERODO LIMITED
Manchester / England

Oberflächenmaterial

Die Erfindung betrifft Oberflächenmaterialien.

Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einem verbesserten Überziehungsmaterial, das den Oberflächen von Fußböden, Decks, Treppen sowie ähnlichen Oberflächen, auf denen Fußgänger laufen, oder die von Fahrzeugen befahren werden, Antigleiteigenschaften verleihen.

Im Falle der bisher bekannten Antigleitoberflachen treten Probleme bezüglich einer schlechten Feuerwiderstandsfähigkeit oder Flammfestigkeit, einer schlechten Dauerhaftigkeit, einer starken Rauhigkeit oder infolge schlechter Reibungseigenschaften in feuchtem Zustand auf. Unter dem Begriff "feucht" soll dabei auch eine andere Verschmutzung als durch Wasser verstanden werden, beispielsweise durch Öle und Brennstoffe.

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Aufgabe der Erfindung ist die Lösung der Probleme, die im Zusammenhang mit den geschilderten Oberflächenmaterialien auftreten.

Durch die Erfindung wird ein Überziehungsmaterial zum Überziehen von Fußböden, Decks ,· Stufen oder dgl. zur Verfügung gestellt, das, bezogen auf das Gesamttrockengev/icht des Materials, aus 20 bis 45 Gew.% eines gehärteten und feuerfesten vinylmodifizierten Kautschukbindemittels besteht, in dem 2 bis 10 % (jeweils Gewichtsprozent) eines feuerhemmenden Mittels, 30 bis 70 % eines Füllstoffes, 0 bis 10 % eines Weichmachers und 0 bis 15 % eines Pigmentes verteilt sind, wobei der Füllstoff, bezogen auf sein Gewicht, sich aus 0 bis 100 % eines Reibungsfüllstoffs, ausgewählt aus Kieselsäuresand, Mullit, Sillimanit, Aluminiumoxid und Karborund, sowie 100 bis 0 %" eines Abriebfüllstoffes, ausgewählt als Kalziumsilikat, Kaliumcarbonat, Baryten, Ton und Kork, zusammensetzt.

Eine Zubereitung zur Herstellung des vorstehend geschilderten Überziehungsmaterials enthält ein Härtungsmittel für das Kautschukbindemittel (das in der Zubereitung natürlich in nicht gehärtetem Zustand vorliegt) sowie ein flüssiges Medium zusätzlich zu den vorstehend angegebenen Komponenten.

Durch die Erfindung wird ferner ein Verfahren zur Herstellung des vorstehend geschilderten Überziehungsmaterials zur Verfügung gestellt, welches darin besteht, die vorstehend geschilderte Zubereitung zu Folien, vorzugsweise durch Kalandrieren, zu verformen und das Bindemittel auszuhärten.

Das Kautschukbindemittel ist vorzugsweise ein vinylchloridmodifizierter Nitrilkautschuk mit guter öl- und Brennstoffwiderstandsfähigkeit, wobei sein Gehalt in dem Material vorzugsweise zwischen 20 und 30 % liegt.

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Die Füllstoffkomponente besteht vorzugsweise aus einem Reibungsfüllstoff und einem Abriebsfüllstoff, d. h. wenigstens zwei Füllstoffen, wobei einer gute Reibunqsexgenschaften und der andere gute Abriebs- oder Abnutzungseigenschaften ergibt. Einige der vorstehend angegebenen Füllstoffe können natürlich beide Eigenschaften bis zu einem gewissen Ausmaße aufweisen, gewöhnlich werden jedoch beide Füllstofftypen verwendet. Bevorzugte Füllstoffe sind Kalziumsilikat, Flußsand (d. h. grober Kieselsäuresand)', Kaliumcarbonat, flammfest gemachter granulierter Kork, Sillimanit, Aluminiumoxid, Karborund, feines Kieselgel sowie Kaolin.

Es ist tatsächlich nicht möglich, zufriedenstellende Materialien herzustellen, in denen der Füllstoff ganz aus Mullit, Kalzium, silikat, Baryten oder Kork besteht, auch dann nicht, wenn der Füllstoff sich aus einer Mischung aus Kieselsäuresand und Kalziumsilikat mit mehr als 75 % Kalziumsilikat oder einer Mischung aus Mullit und Kalziumsilikat mit mehr als 75 % Mullit zusammensetzt.

Mullit und Baryte werden gegenüber den anderen Füllstoffen weniger bevorzugt. Vorzugsweise werden

1) bis zu 75 % Kalziumsilikat und/oder Ton mit entweder Aluminiumoxid oder Karborund,

2) bis zu 50 % Kalziumsilikat, Ton und/oder Kalziumcarbonat mit Aluminiumoxid, Karborund, Sillimanit und/oder Kieselsäuresand , und

3) nur bis zu 25 % Kork

in dem Füllstoff verwendet.

Das Material kann ferner ein faserartiges Verstärkungsmittel enthalten, wie beispielsweise Asbest, Mineralwolle oder (vorzugsweise) Glasfasern.

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Bevorzugte Pigmente sind anorganischer Natur, wobei jedoch auch organische Pigmente einaesetzt werden können.

Die folgenden Beispiele erläutern bevorzugte Ausführunasformen.

Beispiel 1

Ein Überziehungsmaterial, das zum Überziehen der Oberfläche von Decks eines Schiffes geeignet ist, wird wie folqt hergestellt, wobei folgende Gewichtsmengen, bezogen auf die Gesamtmenge, eingesetzt werden:

A. Bindemittelsystem

Vinylmodifiζierter NitriIkautschuk

(Krynac 850) 22,512

Zinkoxid 1,140

Stearinsäure 0,226

Tetramethylthiuramdisulfid (TMT) 0,221

Tetraathylthiuramdisulfid (TET) 0,221

Dibenzylthiazyldisulfid (MBTS) 0,226

Schwefel 0,044

Alkyliertes Arylphosphit (POLYGARD) 0,669

B. Füllstoffkomponente

Kalziumsilikat 11,616

Flußsand 28,762

Weißmacher 10,606

C. Pigment

Titandioxid 6,371

Chromsesquioxid 8,640

D. Flammhemmendes Mittel

Antimonoxid 6,340

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E. We i chmacher

Chloriertes Paraffinwachs (Cereclor 42) 2,406

Das Material wird in einem Banbury-Mischer (3A) kompoundiert, der kontinuierlich läuft, und zwar zunächst durch Einführen des Nitrilkautschuks, worauf nach 1 Minute alle anderen Bestandteile mit Ausnahme des Schwefels und des TET zugesetzt v/erden. Nach weiteren 2 Minuten werden 4,3 Gew.% (1,9 1 (0,5 gallons)) pro 76 kg (170 Ib) Chargengewicht Trichloräthylen als flüssiges Medium sowie weitere 4,3 Gew.% nach einer weiteren Minute zugesetzt. Das Mischen wird während einer Zeitspanne von 6 Minuten fortgesetzt, worauf die Mischung in eine Folienerzeugungsmühle überführt wird. Der Schwefel und das TET werden dann in die Mischung eingemischt, worauf die erhaltene Masse in Form einer Folie aus dem Müll abgezogen und abkühlen gelassen wird.

Die Folien werden dann kalandriert. Die kalandrierten Folien werden einer Härtung in einem Autoklaven während einer Zeitspanne von 1 Stunde bei 138 ⁰C (280 °F) ausgesetzt. Die Folien können dann zu Platten mit geeigneter Größe vor dem Härten zerschnitten werden. Das Kompoundieren kann in jedem kräftigen Mischer durchgeführt werden, beispielsweise in einem Baker Perkins-Kneter.

Die Reibung in feuchtem Zustand wird innerhalb eines Geschwindigkeitsbereiches von 0 bis 7 Meilen/Stunde (oder bis zu 11,3 km/Stunde) bestimmt. Das vorstehend geschilderte Material besitzt einen statischen Reibungskoeffizienten von mehr als 1, und zwar genau wie ein Standard-PVC-Material an dem unteren Ende des Geschwindigkeitsbereiches. An dem oberen Ende des Geschwindigkeitsbereiches weist das vorstehend angegebene Material immer noch einen statischen Reibungskoeffizienten von mehr als 0,6 auf, während das S'tandard-PVC schnell auf weniger als 0,2 bei 1,5 Meilen/Stunde abfällt. 0,4 wird im allgemeinen als minimaler Sicherheitswert angesehen. 409833/0955

Die Entflammbarkeitstests werden unter Verwendung des vorstehend geschilderten Materials sowie ähnlichen Materialien gemäß dem Federal Register Motor Vehicle Safety Standard Test Nr. 3O2 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß die Flamme während einer Zeitspanne von 60 Sekunden anstatt während einer Zeitspanne von 15 Sekunden einwirken gelassen wird. Alle Nitril-PVC-Überzüge wirken sofort selbstauslöschend nach der Entfernung der Flamme, wobei eine verkohlte isolierende Struktur zurückbleibt. Ein Standard-PVC-Fußbodenbelag schmilzt unter den gleichen Bedingungen.

Massen gemäß vorliegender Erfindung auf der Basis von nicht polaren Polymeren brennen in dem qleichen Ausmaß, die Brennzeit übersteigt jedoch niemals 2 Minuten, wobei die Brenngeschwindigkeit niemals 10,2 cm (4 inches) pro Minute überschreitet, so daß dem vorstehend angegebenen Federal Standard Genüge getan wird.

Spannungs-/Dehnungs-Tests werden ebenfalls durchgeführt, wobei eine Instron-Testvorrichtung verwendet wird, die auf eine Querkopfbewegungsgeschwindigkeit von 2,5 cm/min eingestellt wird. Typische Ergebnisse sind wie folgt:

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Bereich von Standarddecklaufflächen-Typischer PVC-Fußboden
Vorstehendes Beispiel

Vorstehendes Beispiel,
modifiziert durch Verwendung von Kork anstelle des Flußsandes
(Modifikation Λ)

Modifikation A, weiter
modifiziert durch Zumengung von Glasfasern

Zugfestigkeit (kg/cm )

54-71

40

66

37-48

92 88 33 26

% Dehnung X Y

5-12

4,5

14-22

53 33,5

37

3,3

X und Y bedeuten zwei Richtungen unter rechten Winkeln.
Beispiele 2 bis 8

Es wird eine Reihe von überziehungs- oder Deckmaterialien nach der in Beispiel 1 beschriebenen Methode hergestellt, wobei die erhaltenen Materialien die folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozent aufweisen:

Bindemittel und Härtungsmittel Weichmacher

Pigment

Flammfestes Mittel Füllstoff

27,5 2,5 7,5 2,5

60,0

Die Zusammensetzungen der Füllstoffe sind in der Tabelle I zusammengefaßt .

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Tabelle I

Füllstoffzusammensetzung, %

Beispiel

Kieselsäuresand Kalziumsilikat Kaliumcarbonat

100 0 50 50 20 60 33 1/3 0 50 0 50 20 20 33 1/3 0 50 50 0 60 20 33 1/3

Beispiele 9 bis 13

Eine Reihe von Deckmaterialien wird gemäß der Beispiele 2 bis 8 hergestellt, wobei die in der Tabelle II angegebenen Füllstoffe verwendet werden.

	Tabelle	II	Beispiel	12	13
			11	0	75
Füllstoffzusammen setzung, %	9	10	25	0	0
Kieselsäuresand	75	50	0	25	0
Kalziumsilikat	25	0	75	0	25
Kaolin	0	50	0
Kork	0	0

Auch andere Reibungsfüllstoffe können mit dem Kieselsäuresand vermischt oder anstelle desselben eingesetzt v/erden, wobei die vorstehend angegebenen Beschränkungen bezüglich des Mullits einzuhalten sind.

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Alle vorstehend angegebenen Materialien bestehen den in Beispiel 1 angegebenen Entflammbarkeitstest. Die Zugfestigkeiten, Dehnungen beim Bruch sowie Reibungsgrade (getestet gemäß Beispiel 1) sind in der Tabelle III zusammengefaßt.

	Zugfestigkeit	Tabelle III	Reibunasgrad
	2 kg/cm	Test	(naß) bei 2 Meilen/
Beispiel		, Dehnung bis zum	Stunde
	16,52	Bruch , %	0,57/0,63
	34,37		0,46/0,55
2	16,45	241	0,49/0,50
3	30,94	11	0,50/0,52
4	13,58	182	0,30/0,40
5	12,81	6	0,35/0,54
6	28,49	24	0,47/0,49
7	12,25	23	0,47/0,58
8	16,10	47	0,48/0,53
9	31,50	25	0,47/0,49
10	25,27	18	0,38/0,40
11	16,03	13	0,52/0,52
12	17
13	28

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Claims

Patentansprüche

1. tiberziehungs- oder Deckmaterial zum Überziehen von Fußböden, Decks, Treppen oder dgl., enthaltend ein Kautschukbindemittel und einen Füllstoff, dadurch gekennzeichnet, daß das Material 20 bis 45 % eines gehärteten flammfesten vinylmodifizierten Kautschukbindemittels, 2 bis 10 % eines flammfesten Mittels, 30 bis 70 % eines Füllstoffs, 0 bis 10 % eines Weichmachers sowie 0 bis 15 % eines Pigments enthält, wobei der Füllstoff, bezogen auf sein Gewicht, 0 bis 10 % eines Reibungsfüllstoffes, ausgewählt aus Kieselsäuresand, Mullit, Sillimanit, Aluminiumoxid und Karborund sowie Kalziumsilikat, Kalziumcarbonat, Baryte, Ton und Kork enthält.

2. Material nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff aus

1) bis zu 75 % Kalziumsilikat oder Ton oder einer Mischung aus diesen beiden Bestandteilen mit entweder Aluminiumoxid oder Karborund,

2) bis zu 50 % Silikat und/oder Ton und/oder Kalziumcarbonat mit Aluminiumoxid, Karborund, Sillimanit und/oder Kieselsäuresand, oder

3) bis zu 25 % Kork mit einem Reibungsfüllstoff

besteht.

3. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine faserartige Verstärkung enthält.

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4. Verfahren zur Herstellung eines Materials gemäß Anspruch l_f dadurch gekennzeichnet, daß eine Zubereitung hergestellt wird, die

a) 20 bis 45 % eines härtbaren flammfesten vinylmodifizierten Kautschukbindemittels, das ein^en Gehalt an einem Härtungsmittel aufweist,

b) 2 bis 10 % eines flammfesten Mittels,

c) 30 bis 70 % eines Füllstoffs gemäß Anspruch 1,

d) 0 bis 10 % eines Weichmachers und

e) 0 bis 15 % eines Pigmentes sowie ein flüssiges Medium enthält, wobei die Prozentzusammensetzung sich auf die Gesamtmenge von a), b), c), d) und e) bezieht, und die Zubereitung in Folien verformt wird, worauf das Kautschukbindemittel gehärtet wird.

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