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Verfahren zur Herstellung von Kunststoffplatten aus Vinylharzen Es
ist bekannt, Kunststoffplatten aus Faserstoffen und Bindemitteln wie Leim, Asphalt,
härtenden Harzen, wie Phenolharzen, herzustellen; hierbei wurden auch schon bindemittelreichere
Deckschichten benutzt. Die für die Härtung der Harze notwendigen Temperaturen liegen
bei etwa 170 bis 18o°, wodurch die Faserstoffe schon im Gefüge verändert
werden und die Festigkeit derselben ungünstig beeintlulit %\-erden. Insbesondere
trifft dieses für Cellulose ttnd Torf zu.
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Es wurde nun gefunden, daß Kunststoffplatten, die einen Kunststoff
als Deckplatte oder im Gemisch mit den Faserstoffen enthalten, diese Nachteile nicht
zeigen, wenn als Kunststoffe die Polymerisate der Vinylverb ndungen, insbesondere
des Vinylchlorids oder dessen Mischpolymerisate in Verbindung mit Weichmachern,
wozu zweckmäßig die flüssigen oder festen Kohlenwasserstoffe oder deren Chlor-,
Alkylierungs- oder Polymerisationsprodukte gehören, benutzt werden. Die Platten
bestehen aus mindestens zwei Schichten, von denen eine den Kunststoff und die andere
den Faserstoff oder Gemische aus beiden enthält, und zwar kann sowohl .die Zusammensetzung
des Kunststoffes selbst oder es können sich die Anteile des Kunststoffes zu den
Anteilen der Faserstoffe in den einzelnen Schichten ändern. Meistenteils werden
die Oberflächenschichten eine größere Menge Bindemittel enthalten, oder zumindest
eine der Oberflächen, als der innere Teil der Platte. Gelegentlich können auch die
umgekehrten Verhältnisse erwünscht sein, wobei die bindemittelreichere Schicht in
die Platte hinein verlegt wird.
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Ein Teil der Schichten, z. B. die Oberflächen, können aus dem Gemisch
des Kunststoffes und den Faserstoffen bestehen, während der innere Teil aus einem
anderen Bindemittel, z. B. Pech, Asphalt, Leim, Sulfitablauge o. dgl., im Gemisch
mit dem
Faserstoff hergestellt wird. Hierbei kann der innere Teil
oder der untere Teil der Platte auch ohne Bindemittel verpreßt werden, falls die
Faserstoffe unter Druck, insbesondere unter erhöhten Temperaturen selbstbindende
Eigenschaften zeigen, wie Torf, Lignit usw.
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Als Kunststoff für die Deckschichten und als Bindemittel werden die
Polymerisate der Vinylverbindungen, insbesondere das polymere Vinylchlorid, das
auch mit Chlor nachbehandelt sein kann, oder dessen Mischpolymerisate mit Vinylacryl,
Vinyläther, Vinylalkohol, Acrylsäureester o. dgl. benutzt. Als Weichmacher dienen
hauptsächlich die flüssigen oder festen cyclischen Kohlenwasserstoffe, die aus den
Hoch-, Mittel- oder Tieftemperaturen, aus der Hydrierung von Steinkohle, Braunkohle,
Torf, Pech, Asphalt o. dgl., bei der Dehydrierung, Hydrierung oder Krackung von
Erdölen, Teeren, Destillationsrückständen oder bei der Alkylierung oder Polymerisation
dieser Produkte gewonnen werden. Besonders günstig verhalten sich .die mit Chlor
behandelten cyclischen Kohlenwasserstoffe der genannten Herkunft oder naphthenischer
oder paraffinischer Zusammensetzung. Diese werden zweckmäßig durch Erhitzen auf
Temperaturen über i5o°, vorteilhafter über 200°, nach der Chlorierung gegebenenfalls
in Gegenwart von katalytischen Stoffen, wie Eisen, Kupfer, Blei oder deren Verbindungen,
polymerisiert und durch Behandlung mit alkalischen Stoffen, wie Kalk, Soda, bei
erhöhten Temperaturen stabilisiert.
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Zur Erhöhung der Alterungsbeständigkeit werden die unter 30o°, günstiger
die unter 325° oder noch höher siedenden Fraktionen abgeschnitten und finden zweckmäßig
nur zur Herstellung der Kunststoffe für die inneren Schichten Verwendung, während
in den Deckschichten die höhersiedenden Weichmacher Verwendung finden. Zur Verbesserung
der Kältebeständigkeit können die Weichmacher noch Zusätze, wie Trikresylphosphat,
Dioktylphthalat, Dibutyladipinat, Kogasinsulfosäurephenylester, chlorierte Paraffinkohlenwasserstoffe
oder deren Gemische erhalten.
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Das Verhältnis zwischen Polymerisat und Weichmacher kann zwischen
2o bis 70% Polymerisat zu 3o bis 8o Teilen Weichmacher betragen. Mit diesen weichgemachten
Produkten können nun Gemische mit den Faserstoffen, wie Holzmehl, Holzwolle, Cellulose,
Pappe, Baumwolle, Torf, Asbest, Schlakkenwolle oder deren Gemische hergestellt werden,
wobei die Gemische für die verschiedenen Schichten unterschiedliche Gemengeanteile
an Bindemittel und Faserstoff enthalten. Für die Deckschichten werden in der Regel
dichtere Flächen benutzt werden als in den darunter befindlichen Schichten. So kann
das Mischungsverhältnis zwischen Bindemittel und Faserstoffen der Deckschichten
z. B. 5 bis 4o Teile Faserstoffe auf 6o bis 95 Teilen Bindemittel, für die Grundschichten
kann die Mischung 3 bis 3o Teile Bindemittel auf 7o bis 97 Teile Faserstoffe betragen.
Es können die Deckschichten auch ohne Faserstoffe und die unteren Platten ohne Bindemittel
hergestellt werden, falls Faserstoffe, wie Torf, Lignit o. dgl., Verwendung finden,
die unter Druck und erhöhter Temperatur selbst bindende Eigenschaften besitzen.
Hierbei wird der Torf zweckmäßig auf einen Wassergehalt von etwa io bis 4o%, insbesondere
auf 2o bis 30%, durch Trocknen gebracht, der sich auch ohne Bindemittel bei 150
bis 17o° und einem Druck von 3o bis 6o kg/cm2 in feste, formbeständige Platten verpressen
läßt.
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Die Bindemittel der Oberflächen bestehen aus den cyclischen Kohlenwasserstoffeh,
insbesondere Aromaten im Gemisch mit den Polymerisaten der Vinylverbindungen, die
Unterschichten können entweder aus den gleichen Bindemitteln, aber in geringerer
Konzentration im Verhältnis zu den Faserstoffen bestehen, oder es werden als Bindemittel
andere Stoffe, wie Leim, Kauritleim, Sulfitablauge, Asphalt, Pech, Harze, wie Phenolharz,
benutzt, wobei der Zusatz 2 bis 40% betragen kann. Sowohl in den Deckschichten als
in den Unterschichten können neben dem Bindemittel und Faserstoffen auch noch andere
Zusätze, wie Sand, Schlacke, Schlämmkreide, Bimsstein, Ruß, Farbstoffe, die Entzündung
herabsetzende Stoffe, wie Chlorammonium oder Ammonphosphat, zugesetzt werden.
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Die Gemische aus dem Bindemittel und den Faserstoffen können nun schichtweise
aufeinander gelegt werden und dann bei Temperaturen von 130 bis 17o°, zweckmäßig
zwischen 14o bis 16o°, und einem Druck von io bis 5o kg/cWoder höher verpreßt werden.
Es können die Deckschichten auch auf der Walze zunächst als Folien hergestellt werden,
die dann auf die gegebenenfalls für sich vorgepreßten Unterplatten gelegt und gemeinsam
verpreßt werden, wobei die gleichen oben erwähnten Bedingungen Anwendung finden.
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Die nach diesem Verfahren hergestellten Platten können z. B. aus einer
dichten Deckplatte und einer porösen Unterplatte bestehen, die z. B. als Fußböden
dienen können, wobei die untere Platte den Holzfußboden ersetzt und die obere dichtere
Folie gleichzeitig den Ersatz für den Linoleumbelag darstellt. Diese Platten können
direkt auf die Stein-oder Betonunterlage, z. B. in Asphalt, Pech oder anderem Klebstoff,
verlegt werden und ergeben einen fußwarmen, wasserdichten und sehr abriebfesten
Fußboden, dessen Nähte durch Verkleben oder Verschweißen vollkommen dicht gemacht
werden können. Es kann auch so verfahren werden, daß die einzelnen Plattenteile
zunächst einzeln hergestellt werden und erst beim Verlegen auf dem Boden zusammengefügt
werden. Hierbei kann die untere isolierende Platte auf dem Betonboden, z. B. in
Asphalt, verlegt werden, und die Deckplatte kann entweder als Folie, zweckmäßig
unter Benutzung einer klebenden Zwischenschicht oder als nichtgelierte Mischung
des weichgemachten Polyvinyl- . chlorids aufgebracht werden, worauf durch Erhitzen
auf 140 bis 16o° die Deckschicht gebildet und auf die Unterschicht festgelegt wird.
Es entsteht hierbei ein fugenloser Fußboden.
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Weiter können Platten hergestellt werden, deren beide Oberflächen
mit dichteren Deckfolien versehen
werden können. Hierbei wird so
verfahren, daß die Masse für die Deckfolien zunächst im Kneter oder in der Mischwalze
gemischt und gegebenenfalls geliert wird; hierauf wird die Masse für die Zwischenschicht
gemischt und in Platten gepreßt, was bei Verwendung von Leim, Asphalt o. dgl. bereits
bei gewöhnlicher Temperatur geschehen kann. Die vorgepreßte Zwischenplatte wird
nun auf die Deckfolie in die Heißpresse eingelegt und mit einer weiteren Folie abgedeckt
und bei Temperaturen von 14o bis 16o0 und einem Druck von 3o bis 6o kg/cm2 verpreßt.
Es wird hierbei eine Platte erhalten, deren beide Oberflächen je eine sehr dichte
und feste Deckplatte besitzen, die der Platte einen holzartigen Charakter verleihen.
Vor dem Auflegen der Deckfolie wird zweckmäßig ein Gemisch aus Polyvinylchlorid
und Weichmacher in nichtgeliertem Zustand auf die Unterplatte aufgetragen, die bei
der Heißpressung eine innige Verbindung zwischen den einzelnen Schichten herstellt.
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In die Platten können beliebige Teile eingepreßt werden, z. B. können
Drahtgewebe, gelochte oder geschlitzte Bleche, Textilgewebe, Beschlagteile, wie
Schlösser, Gehänge, Befestigungen o. dgl., eingebracht werden.
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Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß bei der Verwendung
der aus den Polymerisaten der Vinylverbindungen mit den Weichmachern, insbesondere
den cyclischen Kohlenwasserstoffen im Gemisch mit Faserstoffen so niedere Preßtemperaturen
eingehalten werden können, daß auch so temperaturempfindliche Stoffe wie Torf noch
keine Zersetzung erleiden und Platten ergeben, die sich durch eine außerordentliche
Härte und zugleich eine gewisse Elastizität auszeichnen und dabei vollkommen wasserdicht
sind.
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Beispiel i 5 Teile des Polyvinylchlorids mit dem K-Wert 65 werden
mit 5 Teilen einer Steinkohlenteerfraktion, die zwischen 33o bis 36o0 siedet, in
der Hauptsache aus festen Aromaten besteht und mit Säure und Lauge von den sauren
und basischen Stoffen befreit wurde, mit 2 Teilen Holzmehl bei etwa 8o0 geknetet
und auf der Walze .bei i 5o' gemischt zu Folien von i bis 2 mm gezogen. 4 Teile
Polyvinylchlorid und 5 Teile einer nicht mit Säure oder Lauge gewaschenen Teerölfraktion,
die zwischen 31o bis 330' siedet und hauptsächlich aus festem Anthracen besteht,
werden 9o Teile bis auf 25 % Wassergehalt getrockneten Torf zugesetzt und das Gemisch
bei etwa ioo° gut gemischt. Dieses Gemisch wird bei etwa ioo° mit einem Druck von
3o bis 50 kg/cm2 in Platten von etwa 6 mm Stärke gepreßt.
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Die von der Walze abgezogene Folie wird nun in eine Presse eingelegt
und mit der 6 mm vorgepreßten Platte abgedeckt, worauf beide Teile bei einem Druck
von 5o kg/cm2 und einer Temperatur von 1450 io Minuten gepreßt werden. Die Preßplatten
werden auf eine Temperatur von etwa 1000
abgekühlt und aus der Platte herausgenommen.
Nach dem Erkalten sind die Platten sehr fest und die Oberfläche zeigt eine Härte
von 92. Diese Platten können beliebig bearbeitet, z. B. gesägt, gedreht, genagelt,
werden, bei vollkommen wasserdichter Oberfläche. Die Oberfläche der Platte kann
geklebt oder verschweißt werden, so daß vollkommen fugenfreies Verlegen der Platten
möglich ist. Beispiele Eine zwischen 3oobis45o° siedende Fraktion von Tieftemperaturteer
von Braunkohle wird bei etwa 6o0 bis zu einer Aufnahme von 15 % mit Chlor behandelt.
Hierauf wird das chlorierte Produkt im Vakuum langsam auf 200° erhitzt und im Anschluß
unter Vakuum destilliert. Beim Erhitzen tritt mit steigender Temperatur eine starke
Abspaltung von Chlorwasserstoff ein; es werden zwischen 25o bis 37o° und 13 mm Hg
etwa 70% Produkte gewonnen, die in drei Fraktionen abgezogen werden. Fraktion i
von 250 bis 29o° besteht je zur Hälfte aus 01 und festen Stoffen;
Fraktion 2 von 29o bis 330° ist salbenartig; Fraktion 3 von 33o bis 3700 ist fest.
Als Rückstand verbleibt ein Pech mit dem Erweichungspunkt von 760.
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i Teil Fraktion 2 wird mit i Teil Mischpolymerisat, bestehend aus
80% Polyvinylchlorid und 20% Acrylnitril, unter Zusatz von o,ooi % Farbstoff gemischt,
bei i50° gewalzt und als Folie von i mm Dicke von der Walze gezogen. Diese bildet
die obere Deckfolie (Folie I).
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i Teil Fraktion i wird mit o,8 Teilen Polyvinylchlorid auf der Walze
bei 155° geliert, hierauf wird die Temperatur auf 14o° gesenkt und 0,4 Teile geschnitzelte
Holzwolle auf der Walze zugemischt. Das Gemisch wird zu einer Folie von i mm Stärke
ausgewalzt (Folie II).
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9 Teile Pech (Fraktion 4) und o,5 Teile Polyvinylchlorid werden gemischt
und hierzu 5o Teile Weißtorf, der auf einen Wassergehalt von 22% getrocknet und
zerfasert wurde, im Kneter bei etwa 1000 gemischt. Das Gemisch wird auf einem
Schütteltisch gleichmäßig verteilt, verfestigt und unter der Presse mit einem Druck
von etwa 2o kg/cm2 bei etwa ioo° zu einer etwa io mm starken Platte verpreßt (Platte
I).
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In eine Etagenpresse werden nun zunächst die Folie I eingelegt, hierauf
,die Folie II, dann die Platte I, hierauf nochmals die Folie 1I und I daraufgelegt
und das ganze Paket bei 15o° 15 Minuten mit 5o kg/cm2 gepreßt. Nach Kühlen auf ioo°
wird eine feste Platte erhalten, die auf beiden Seiten eine sehr feste Oberfläche
zeigt und als poliertes Kunstholz VerNvendung finden kann.
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Beispiel 3 5 Teile Fraktion 3 (von Beispiel 2) werden mit 4 Teilen
Polyvinylchlorid auf der Walze bei 16o° geliert und als Folie von 2 mm Dicke abgezogen.
Aus Torf, der auf einen Wassergehalt von etwa 10% getrocknet wurde, wird bei 16o0
und einem Druck von 8o kg/cm2 eine io mm starke Platte gepreßt. Eine Folie wird
in die Presse eingelegt, mit der Platte abgedeckt und auf diese noch eine Folie
gegeben. Diese werden nun bei 16o0 mit einem Druck von ioo kg/cm2 20 Minuten gepreßt.
Es
wird eine Platte erhalten, die sehr hart und zähe ist und als
Montageplatten für elektrische Installationen dient.
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Beispiel io Teile Polyvinylchlorid werden mit 8 Teilen eines Furfurol-Extraktes
von naphthenischem Erdöl, dessen unterhalb 35o° siedende Anteile entfernt wurden
und 2 Teilen Dibutyladipinat auf der Walze bei 16o° unter Zusatz von i Teil Eisenrot
gewalzt und geliert. Hierauf wird die Folie auf einem Kalander bei i5ö° auf eine
o,7 mm starke Pappe, die mit einer Schicht von nichtgelierter Polyvinylchlorid-Weichmachermischung
i : i bestrichen war, aufgewalzt.
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Aus 9o Teilen Holzwolle werden unter Zusatz von io Teilen eines aus
6 Teilen Polyvinylchlorid und ,4 Teilen eines zwischen 300 bis 35o° siedenden
Furfurolextraktes bei i5o° und 3o kg/cm2 Druck Platten gepreßt. Diese Platten werden
verlegt, und hierauf wird mit Hilfe der aufgelierten Pappe die Folie auf dieselben
% aufgeklebt, wobei ein aus drei Schichten bestehender fugenloser Fußboden besteht.