DE2227650A1 - Verfahren zur verbesserung der festigkeitseigenschaften von glasfaserverstaerkten vinylchlorid-thermoplasten und ihren chlorierungsprodukten - Google Patents

Verfahren zur verbesserung der festigkeitseigenschaften von glasfaserverstaerkten vinylchlorid-thermoplasten und ihren chlorierungsprodukten

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DE2227650A1
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Peter Dipl Chem Dr Loebler
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Dynamit Nobel AG
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Description

Verfahren zur Verbesserung der- Festigkeitseigenschaften von glasfaserverstärkten Vinylchlorid-Thermoplasten und ihren
.Chlorierungsprodukten
Die Verstärkung von Vinylchloridhomo- und Copolymerisaten sowie deren Chlorierungsp'rodukten, im folgenden kurz als VC-Thermoplaste bezeichnet, mit verschiedensten Glasfasermaterialien ist bekannt.
Nach dem Stand der Technik können mit Glasfasermaterialien' wie lose, geschnittene Glasstapelfasern, speziell aber Glasfaservliesen,- -geweben und Glasseidengeweben, Verstärkungen von VC-Thermoplasten erreicht-werden, die sich in einer deutlichen Steigerung der Biegefestigkeit, Zugfestigkeit, E-Modul, Kerbschlagzähigkeit und Wärmeformbeständigkeit nach Vicat sowie generelle Dimensions- bzw. Formbeständigkeit der VC-Thermoplasten ausdrücken. Solche Steigerungen der mechanischen Eigenschaftswerte können jedoch bisher nur unter Einhaltung ganz spezieller Verarbeitungsbedingungen der VC-Thermoplasten mit den handelsüblichen Gläsfasermaterialien bei der Herstellung von Laminaten erzielt werden.
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Das Ausmaß derartiger Verstärkungen "bsi einem VC-Thei-moplasten hängt nicht nur von der Art und dem Aufbau des Glasfasermaterials und seines Gewichts- bzw. Raumanteiles im Laminat ab, sondern auch sehr wesentlich von der Wahl der Thermoplastifizierungsbedingungen, d.h. z.B. des Pressdruckes und der Presstemperatur bei der Laminatherstellung, und nicht zuletzt von der Art der Schlichte- bzw. der Haftmittel auf dem Glasfasermaterial.
Die erzielte Verbesserung des Verbunds durch bekannte Schlichte- und Haftmittel ist allerdings nur gering. So erreicht man mit den hinsichtlich der Verbesserung des Verbunds wirksamsten Haftmitteln ^-Aminopropyltrialkoxysilan und seine N-Alkylderivate, J-Glycidyl- bzw. ^ -Methacryloxypropyltrialkoxysilan und auch Chrommethacrylat-Komplexverbindungen nur eine Steigerung der Festigkeitseigenschaften, insbesondere der Biegefestigkeit von rund 10 bis 20 $> gegen- , über haftmittelfreien Glasfasermaterialien bei Anwendung der üblichen Menge des Finish von 0,1-0,5 Gew.^ auf die Glasfaseroberfläche .
Durch weitere Erhöhung der Auftragsmenge der Haftmittel bzw. Beschichtung der Glasfaseroberfläche bis auf 5 Gew.#, die jedoch ökonomisch in vielen Fällen für diese Haftmittel nicht mehr vertretbar ist, erreicht man nur Steigerungen der Biegefestigkeit von ca. 30-35 #, somit keine wesentlichen, zusätzlichen Festigkeitssteigerungen.
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Ziel dieser Erfindung ist es nun, die durch Glasfasermaterialien "hervorgerufenen Verstärkungen von VG-Thermoplasten durch spezielle Ausrüstungen der Glasfasermaterialien zu verbessern und ebenfalls dadurch die laminatherstellungsbedingungen zu vereinfachen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Verbesserung der Festigkeitseigenschaften von glasfaserverstärkten VC-Ihermoplasten, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Fasern des Gläsfasermaterials vor der Einarbeitung in den VC-Thermoplasten mit einer begrenzt starken Schicht von Vinylchlorid/Vinyltrialkoxysilan-Copolymerisaten überzogen werden, die bevorzugt zusätzlich durch Copolymerisation mit Carbonsäurevinylestern und/oder ungesättigten Mono- bzw. Dioarbonsäureestern und/oder Alkyl-vinyläthern modifiziert ist und damit eine Binderschicht zwischen Glasfaseroberfläche und dem Vinylchlorid-Thermoplasten, bilden,, die den Verbund zwischen Faser und Matrix steigert.
Als Irialkoxysilane können besonders die mit 1 bis 18 C-Atomen verwendet werden. Solche mit 1 bis 4 C-Atomen, somit die mit Methyl-, Äthyl, n- oder i-Propyl- oder den monomeren Butylgruppen sind bevorzugt.
Als Carbonsäurevinylester können unter anderem Vinylacetat, Vinylpropionat, Fettsäurevinylester wie Vinyllaurat und Vinylstearat oder Mischungen von ß-alkylierten Pivalinsäurevinylestern "bzw. Vinyl-versatic-estern mit 9 bis 15 C-Atomen in der Säuregruppe verwendet werden. Hierbei handelt 'es sich um Vinylester von Säuren mit einer Verzweigung der Kette am
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- 4 -
ck -C-Atom der Formel R2—C G—0-CH=OH2, wobei mindestens
eine der Gruppen R.., R2 und R, eine Methyigruppe ist und mindestens eine -weitere langkettig und gegebenenfalls verzweigt ist, wie die folgenden Formeln ausdrücken:
CH, CH- CHx
3 ■ /3 s 3
■ °β-10 H17-21-OH2-O--COO
OH,
CH ' CH
CH3 - 5 , 3
H-C-CH—C COOCH-CH9
CH(CH3)2
Als ungesättigte Mono- und Dicarbonsäureester können beliebige Alkyl- und Cycloalkylester von aliphatischen Mono- und Dicarbonsäuren verwendet werden. Die Kettenlänge der Säure- und Alkoholgruppe ist an sich nicht beschränkt, beträgt jedoch bevorzugt 2 - 20 C in der Säuregruppe und 1 - 20 C in der Alkoholgruppe, wobei eine der Gruppen mehr als 3 C-Atome haben soll.
Ester von Dicarbonsäuren, besonders der Fumar- und Maleinsäure wie Di-2-äthylhexyl- und Dicyclohexylfumarsäureester und -maleinsäureester sind bevorzugt, jedoch sind auch Ester von Monocarbonsäuren, besonders Acryl- und auch Methacrylsäureester wie Butyl, i-Butyl und Isooctylacrylat und -methacrylat möglich.
Als Alkylvinylather werden solche mit 3 bis 15 C-Atomen im Alkylrest wie 2-Äthylhexyl-vinylather der Formel
C4H9-CH(C2H5)-CH2-O-CH=CH2 und Isobutylvinylather bevorzugt.
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_ 5 —
Als Copolymerisate für die Binderschicht wird zweckmäßig ein solches verwendet, das aus 90 - 95 Gew.^ Vinylchlorid· und 5-10 Gew.$ Vinyltrialkoxysilan besteht, wobei ein modifiziertes Copolyraerisat vorteilhaft ist, das aus 68 77 Gew.# Vinylchlorid und und 4-12 Gew.^ Vinyltrialkoxysilan und außerdem 12 τ 27 Gew.$ eines Carbonsäurevinylesters und/oder ungesättigten Mono- oder Mcarbonsäureesters und/oder Alkylvinyläthers aufgebaut ist.
Für Binderschichten besonders geeignete Vinylchlorid/Vinyltrialkoxysilan-Copolymerisate bestehen aus 90 - 95 Gew.^ Vinylchlorid und 5-10 Gew.$ Vinyltriäthoxysilan. Veiter
besonders geeignet sind die mit den oben genannten monomeren Polymerisationskomponent'en modifizierten Vinylchlorid/Vinyltriäthoxysilan Copolymerisate, die neben 68 - 77 Gew.# Vinylchlorid und 4-12 Gew.# Vinyltriäthoxysilan noch aus 8 - 17$ ß-Alkyl-pivalinsäurevinylester und 4-10 Gew.# ÜDicyclohexylfumarat aufgebaut sind.
In dieser Zusammensetzung der Copolymerisate kann der ß-Alkyl pivalinsäurevinylester und/oder das Dicyclohexylfumarat ganz oder teilweise durch den Alkyl-vinyläther, 2-A'thylhexyl-vinyl äther ersetzt werden.
Die Binderschichten aus den vorstehend beschriebenen Vinylchlorid-Vinyltrialkoxysilan-Copolymerisaten werden als Verbesserer der Festigkeitseigenschaften von glasfaserverstärkten VC-Thermoplasten in Schichtdicken von 20 - 700 Millimikron auf die Glasfaser aufgebracht und erreichen dann ihre " 3 0 9 8 51/1019
höchste Wirksamkeit, wenn ihre Schichtdicken im Bereich von 80 - 400 Millimikron liegen. Dies entspricht einer Binderauftragsaienge von rund 2 bis 10 $, bezogen auf das Gewicht des Glasfasermaterials. In den meisten Fällen wird das Maximum der Wirksamkeit bei Binderschichtdicken von 200 - 300 Millimikron ersielt. Eine weitere Steigerung der Binderschichtdicke bringt zwar keine wesentliche zusätzliche Verbesserung der Festigkeitseigenschaften von glasfaserverstärkten VC-Thermoplasten, führt jedoch im allgemeinen zu Verbesserungen der optischen Transparenz der VC-Thermoplast-Laminate. Eine zu starke Steigerung der Binderschichtdicke, z.B. über etwa 700 Millimikron hinaus hat oft eine Minderung der Festigkeitseigenschaften solcher VC-Thermoplast-Laminate zufolge.
Diese Binderschichten werden auf dem Wege einer Nassimprägnierung sowohl mit einer Lösung in organischen Lösungsmitteln oder auch mit einer wässrigen Dispersion des Copolymerisats auf das Glasfasermaterial gebracht. Für solche Nassimprägnierung ist es zwecks vollständigerer Oberflächenbenetzung der Elementarglasfasern in den multifilen Spinnfäden der Vliese und Gewebe vorteilhaft, aber nicht erforderlich, die Tränkungen im Vakuum bzw. Teilvakuum durchzuführen. Den für die Nassimprägnierung verwendeten Lösungen oder Dispersionen werden, auf das Copolymerisat bezogen, 1 bis 2 # eines für VC-Polymere üblichen Wärmestabilisators, besonders epoxidierte ungesättigte Fettsäureester wie z.B. epoxidiertes Sojabohnen-
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öl (Advastab 39) zugesetzt.
Als Glasfasermaterialien können für Nassimprägnieriingen zur Verstärkung von VC--Thermoplasten die handelsüblichen Glasfaservliese und -gewebe sowie die Glasseidengewebe, ebenso 5-25 mm lang geschnittene Glasseide und G-laskurzfasern von z.B. 0,01 bis 0,4 mm Länge und 5-10 μ Dicke verwendet werden. Das Glasfasermaterial kann im entschlichteten Zustand vorliegen oder mit einem Finish ausgerüstet sein.Für das Ausmass des zusätzlichen Verstärkungseffektes der Binderschicht spielt die vorherige Ausrüstung des Glasfasermaterials mit einem Volan- oder Silan-Finish keine wesentliche Rolle. Auf finishfreiem Glasfasermaterial ist der Verstärkungseffekt der Binderschicht nahezu ebenso hoch. Ein vorher aufgebrachter Silan-Finish kann eine Hydrophobierung der Glasfasern bewirken und trägt dadurch zur Verbesserung der Wasserfestigkeit von glasfaserverstärkten VC-Thermoplasten bei, deren Glasfasern mit den oben beschriebenen Binderschichten umhüllt sind.
Als lösungsmittel für Copolymerisate der Binderschicht kommen vor allem Essigsäureäthylester, Ketone wie Butanon, Tetrahydrofuran und gegebenenfalls Aceton, aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol und Xylol oder deren Mischungen in Frage.
Die wässerigen Dispersionen werden durch Copolymerisation in
Emulsion hergestellt. Hierbei werden hydrolyseunempfindliche
Silane verwandt, z.B. Vinyl-tri-tertiär-butoxysilan.
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Das Aufbringen der Binderschicht aus dem modifizierten und unraodifizierten Vinylchlorid/Vinyltrialkoxysilan-Copolymerisäten kann zu jedem Zeitpunkt vor der eigentlichen, thermoplastischen Verarbeitung, d.h. z.B. vor der Yerpressung zum mehrschichtigen Laminat erfolgen. Diese Binderschicht kann schon vor, während oder nach derVlies- bzw. Gewebeherstellung, also auch zum Zeitpunkt des Pinish-Aufträges, auf das Glasfasermaterial gebracht werden._ Das Gleiche gilt für die Nassimprägnierung von Glasseidenfäden bzw. -rovings bei der Herstellung geschnittener Glasseidestapelfasern. Hierbei kann gegebenenfalls vorteilhafterweise die Nassimprägnierung mit anschließender Trocknung der Binderschicht vor dem Schneiden der Glasseidenfäden zu Stapelfasern bestimmter Länge durchgeführt werden. Eine bereits geschnittene Glasseidestapelfaser läßt sich ebenfalls auf dem Wege der Nassimprägnierung mit einer solchen Binderschicht überziehen, wenn die Binderauftragsmenge entsprechend nicht zu hoch gewählt wird. Diese Vinylchlorid/Vinyltrialkoxysilan-Copolymerisate können auf gleiche Weise direkt vom Hersteller als Spezialausrüstungen für Glasfasermaterialien verwendet werden, die speziell für die Verstärkung von VC-Thermoplaste eingesetzt werden sollen.
Beim Einsatz von Glasfaservliesen bzw. -geweben und Glasseidengeweben, die mit oben beschriebenen Binderschichten versehen sind, werden diese Vlies- oder Gewebebahnen entsprechend dem geforderten Glasfasergehalt abwechselnd mit
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-S-
VC-Thermoplastfolien übereinander geschichtet und zum Laminat verpresst.Die Verpressung der Laminate erfolgt im thermoplastischen Bereich der VC-Thermoplaste, und zwar "bei 180° - 2100O und Drücken von 10 - 150 kp/cm2. Doch sind auch etwas abweichende Pressbedingungen, vor alleim bei- hohen Glasfasergehalten der Laminate möglich. Im allgemeinen können Laminate mit 10 bis 60 Gew.# Glasfasergehalt, bezogen auf das Gewicht der Laminate, hergestellt werden.
Als VC-Thermoplaste für die Herstellung der Laminate werden Vinylchlorid-Homopolymerisate unabhängig von der Art ihrer Herstellung und ihren Eigenschaften verstanden, insbesondere die Handelsüblichen Typen für Hart-PVC. Daneben sind auch Copolymerisate des Vinylehlorids mit Gehalten von 2 bis 20 Gew.^ von weiteren olefinisch ungesättigten Monomeren wie Äthylen, Propylen, Vinylidenchlorid usf. als VC-Thermoplaste einsetzbar. Geeignet sind außerdem die Chlorierungsprodukte der genannten VC-Polymerisate, insbesondere chloriertes PVC, dessen Chlorgehalt zwischen rund 57 und 73 # liegen kann.
In den nachstehenden Beispielen 1 bis 13 wurden aus Gründen der Vergleichbarkeit der Binderschicht-Effekte die Materialzusammensetzung, Glasfasergehalte und Struktur der Laminate sowie die Pressbedingungen Pressdruck und -temperatur stets gleich gehalten und so gewählt, daß die Wirkung der Binderschichten zahlenmäßig zum Ausdruck kommt, wobei jeweils nur
- ίο -
die Auftragsmenge und auch die Art des Binderschichtmaterials
geändert wurde.
Der Glasfasergehalt der Laminate ist deswegen konstant auf
30 Gew.# gehalten.
Die darauffolgenden Beispiele belegen weitere Möglichkeiten für variierte Binderschichten und der Bedingungen der laminat-
herstellung.
Die Ergebnisse der Ausführungsbeispiele sind in Tabelle I zusammengestellt. Die Messwerte zeigen deutlich die durch die Binderschicht aus den oben beschriebenen modifizierten
Vinylchlorid/Yinyltrialkoxysilan-rCopolyinerisaten hervorgerufene zusätzliche, erhebliche Pestigkeitssteigerung und zum anderen die Abhängigkeit der Pestigkeitssteigerung von der Auftragsmenge bzw. Schichtdicke solcher Binderschichten.
Der Binderschicht-Effekt zeigt sich besonders in einer sehr starken Steigerung der Biegefestigkeit (DIN 53 452), die im Vergleich zum binderschichtfreien Glasfasermaterial noch um 100-140 $> verbessert wird, wenn die Binderschichtdicken im Bereich von 100-300 Millimikron liegen. Durch solche Binderschichten werden auf die Zugfestigkeit (DIN 53 455), der ErModul (DIN 53 452) und die U-Kerbschlagzähigkeit (DIN 53 453) um rund 20 - 40 # erhöht. Außerdem wird die Wärmeformbeständigkeit nach Yicat (DIN 53 453) um etwa 100C angehoben.
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Bei Verwendung der oben beschriebenen Binderschichten werden nicht nur die Eestigkeitseigenschaften wesentlich verbessert, sondern auch die Herstellungsbedingungen von glasfaserverstärkten VC-Thermoplastmaterialien entschieden vereinfacht. Besonders wird die Laminat-Herstellung durch die Binderschicht erleichtert. Um optimale Pestigkeitssteigerungen' bei VC-Thermoplasten zu erreichen, sind bei mit Binderschicht ausgerüstetem Glasfasermaterial im Gegensatz zum binderfreien keine besonderen und eng begrenzten Verarbeitungsbedingungen mehr einzuhalten, wie z.B. das Vorwärmen des Glasfasermaterials und die Anwendung von höheren Verarbeitungstemperatüren und -drücken im Grenzstabilitätsbereich des VC-Thermoplasten.
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Beispiel 1 :
Für die Herstellung eines 4 mm dicken laminates aus Hart-PVC (Suspensionspolymerisat mit K-Wert 60 ) wird zur Verstärkung ein Glasseidengewebe in Leinwand-Bindung mit dem Flächengewicht von 160 g/m verwendet, dessen Kett- und Schussfäden aus E-Glasseidefasern vom Querschnitt 9 Mikron bestehen und den Titer 680 dtex besitzen. Dieses Glasseidengewebe ( Händelsprodukt 92 10,5/112 der Firma Interglas, Ulm) ist nach einem Wärmeverfahren entschlichtet.
Für ein 4 mm Laminat 200 χ 200 mm, das nach Fertigung einen Glasfasergehalt von 30 Gew.-^ aufweisen soll, werden nun 12 Glasseidengewebe-Stücke 198 χ 198 mm mit dem Gesamtgewicht von 78 g auf dem Wege einer Nassimprägnierung unter Teilvakuum mit 5 Gew.$ eines modifizierten Vinylchlorid/Vinyltrialkoxysilan-Copolymerisats aus 75 Gew.-^ Vinylchlorid, 5 Gew.-# Vinyltriäthoxysilan, 5 Gew.-# Dicyclohexylfumarat und 15 Gew.-# Cg-^Q-Alkylpivalinsäurevinylester als Binderschicht beschichtet. Entsprechend der Saugfähigkeit des Glasseidengewebes und der Viskosität der Copolymerisatlösung benötigt man hierzu 48,8 g einer 8,0 Gew.^igen Lösung des Co Polymerisats in Essigsäureäthylester, dem als Stabilisator 1 Gew.?6 epoxidiertes Sojabohnenöl (Advastab 39 der Deutschen Advance GmbH ) zugesetzt wurde. Diese Auftragsmenge entspricht einer durchschnittlichen Binderschichtdicke von rund 200-220 Millimikron. Das hier als Binderschicht ver-
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wendete Copolymerisat wird in den folgenden Beispielen und in Tabelle I kurz mit CP I bezeichnet.
Die derart vorbehandelten, getrockneten 12 Glasseidengewebe-Stücke werden abwechselnd mit 13 Hart-PYC-Folien 200 χ 200 χ 0,25 mm übereinander geschichtet und der so erhalt tene Stapel unter Verwendung einer entsprechend großen Form oder eines Metallrahmens in eine auf 1850C vorgeheizte Plattenpresse gelegt. Nach 2 Minuten Aufheizzeit bei schwachem Andruck wird der Stapel in 4 Minuten bei 50 kp/cm zum Laminat verpresst. Das fertige entgratete Laminat hat ein Gesamtgewicht von 260 g und einen Glasfasergehalt von 30 $>. Die Messergebnisse der Festigkeitseigenschaften des Laminates sind in anhängender Tabelle I zusammengestellt.
Beispiele 2 bis 7 :
Die Herstellung der Laminate wird wie in Beispiel 1 durch geführt, nur mit dem Unterschied, daß auf das im Beispiel 1 genannte Glasseidengewebe für jedes Laminat eine der folgen den verschiedenen Binderschichtstärken des Copolymerisates CP I aufgebracht wird, und zwar 0,8; 2,0; 7,5J 10 und 15. Gew.-i» CP I, bezogen auf das Glasseidengewebegewicht. Diese Binderschichtstärken bzw. Auftragsmengen werden mit folgenden Lösungskonzentrationen und -mengen des Copolymerisate CP I in Essigester erzielt: Für jeweils 12 Glasseidengewebe-Stücke (insgesamt 78 g) erreicht man eine Auftragsmenge von:
2) 0,8 Gew.-# CP I mit 31,2 g einer 2,0 Gew.-#igen CP I-Lösung,
3) 2,0 » CP I » 39,0 g « 4,0 » CP I-Lbsung,
4) 7,5 " CP I » 46,8 g " 12,5 " CP I-Iösung, 5)10 n CP I " 62,4 g " 12,5 " CP I-Lösung, 6)12,5 " CP I » 65,0 g « 15,0 » CP I-Lösung, 7)15 " CPI « 66,8 g " 17,5 " CP' I-Lösung,
Die Messergebnisse an den hieraus gefertigten sechs 4 mm Laminaten gibt Tabelle I wieder.
Beispiele 8 bis 12 ;
Die Herstellung der Laminate wird wie im Beispiel 1 durchgeführt, nur mit dem Unterschied, daß auf das im Beispiel 1 genannte Glasseidengewebe 92 105/112 für die fünf Laminate folgende fünf verschiedenen Binderschichtstärken bzw.-auftragsmengen des Copolymerisats CP II aufgebracht werden, das aus 70 Gew.?S Vinylchlorid, 10 Gew.# Vinyltriäthoxysilan, 5 Gew.# Dicylohexylfumarat und 15 Gew.# C8-10-Alkyl-pivalinsäurevinylester zusammengesetzt ist..Um die gewünschten verschiedenen Binderschichtstärken zu erhalten, können die für jedes Laminat benötigten 12 Glasseidengewebe-Stücke von insgesamt 78 g mit folgenden Mengen der verschiedenen konzentrierten Lösungen des Copolymerisates CP II in Essigester nassimprägniert werden:
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8) für 0,8 Gew.-5^ CP II mit 39,0 g einer 1,6 Gev/.-^igen .
■ CP II-Lösung,
9) für 2,0 Gew.-^ CP II mit 39,Og einer 4,0 Gew.-#igen ·
CP II-Lösung,
10) für 5,0 Gew.-^ CP II mit 39,Og einer 10,0 Gew.-#igen
" CP II-LöBUBg,
11) für 7,5 Gew.-# CP II mit 46,8 g einer12,5 Gew.-$igen
CP II-Iösung,
12) für 10,0 Gew.-# CP II mit 52,0 g einer 15,0 Gew.-^igen
CP II-Lösung,
Die Effekte der verschieden starken Binderschichten aus CP II hinsichtlich der IPestigkeitssteigerungen sind aus den Messergebnissen der Laminate 8 bis.12 der Tabelle I zu ersehen.
Beispiel 13 ( Yergleichsbeispiel ) :
Auf gleiche Weise wie im Beispiel 1 wird zum Vergleich mit den Laminaten 1 bis 12 ein Laminat mit derselben Struktur hergestellt, bei dem jedoch das im Beispiel 1 beschriebene wärmeentschlichtete Glasseidengewebe 92105/112 ohne Auftrag einer Binderschicht aus den erfindungsgemässen Copolymerisaten verwendet wird.
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Beispiel 14 :
Beispiel 1 wird wiederholt, wobei die Binderschicht aus einer 8 Gew.^igen Lösung folgender Copolymerisate hergestellt wurde:
a) 92 Gew.% Vinylchlorid und 8 Gew.^ Vinyltriäthoxysilan
( VA S )
b) 72 Gew.$ VC, 8 Gew.% Vinyltrimethoxysilan, 10 Gew.$ Di- : octylmaleinat,- 8 Gew.$ Isooctylacrylat und 2 Gew.% 2-lthylhexylvinyläther ;
c) 70 Gew.^ VC, 10 Gew.% Vinyl-tri-t-butoxysilan, 8 Gew.^ eineß Vinyl-versaticesters mit Schwerpunkt von 9 C in der Kette, 5 Gew.# Di-2-äthyl-hexylfumarat und 7 Gew.^ Isobutylvinylather.
Die Ergebnisse, besonders hinsichtlich der Biege- und Zugfestigkeit entsprechen Tabelle I.
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Tabelle I
Aufbau und mechanische Eigenschaftswerte von Laminaten der Ausführungsbeispiele
Ausführungs-
Beispiel Nr.		 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Glasfasergewebe- 92105/
112		 dito dito dito dito dito dito dito dito dito dito dito dito
Glasfasergehalt 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
Binderschicht
material,
Copolymerisat		 CP I CP I CP I CP I CP I CP I CP I CP II CP II CP II CP II CP II ohne
Binderschicht
menge, Gew.#,
bez.aνGlasfaser		 5,0 0,8 2,0 7,5 10,0 12,5 15,0 0,8 .2,0 5,0 7,5 10,0
Biegefestigkeit
kp/cm2		 1795 1385 1505 1915 2050 2065 2120 1275 1465 1640 1760 1910 936
Zugfestigkeit,
kp/cm?		 1755 1530 1650 1770 1805 1810 1820 1430 1540 1655 1700 1760 1390
E-rModul XIo5,
kp/cm2		 101 _ _ 105 _ 112 _ 101 ^. 110 . 81
Schlagzähigkeit
cmkp/cm2		 53 50 53 52 48 50 52 49 48 51 49 50 64
,U-Kerbschlagz.
j cmkp/cm2		 48 44 45 52 58 60 62 45 46 48 52 62 46
Wärmeformbe-
ständigkeit
Vicat V5O)
(DIN 53 460,
I Glycol 5 kg)
ι		 90 83 86 89 92 92 92 82 88 89 89 92 82

Claims (10)

Patentansprüche :
1. Verfahren zur Verbesserung der Festigkeitseigenschaften von glasfaserverstärkten VC-Thermoplasten, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern des Glasfasermaterials vor der Einarbeitung in den VC-Thermoplasten mit einer begrenzt starken Schicht von Vinylehlorid/Vinyltrialkoxysilan Copolyinerisaten überzogen werden, die bevorzugt zusätzlich durch Copolymerisation mit Oarbonsäurevinylestern und/oder ungesättigten Mono- bzw. Dicarbonsäureester! und/oder Alkyl-vinyläthern modifiziert ist und damit eine Binderschicht zwischen Glasfaseroberfläche und dem Vinylchlorid-Thermoplssten bilden, die den Verbund zwischen Paser und Matrix steigert.
2. Verfahren nach Anspruch 19 dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der Binderschicht aus dem modifizierten Vinylchlorid/Vinyltrialkoxysilan-Copolymerisaten auf den Glasfasern im Bereich von 20 - 700 Millimikron, bevorzugt zwischen 100 - 300 Millimikron liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Binderschicht ein Copolymerisat verwendet wird, das aus 90 - 95 Gew.$ Vinylchlorid und 5-10 Gew.# Vinyltrialkoxysilan besteht.
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4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 "bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß für die Binderschicht ein modifiziertes Vinylchlorid/Vinyltrialkoxysilan-Oopolymerisat verwendet wird, das aus 68 - 77 Gew.$ Vinylchlorid und 4-12 Gew.^ Vinyltriälkoxysilan und außerdem 12-27 Gew.$ eines Carbonsäurevinylesters und/oder ungesättigten Mono- oder Dicarbonsäureesters und/oder Alkylvinylathers aufgebaut ist. i
ι ί
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Binderschicht ein modifiziertes Vinylchlorid/Vinyltrialkoxysilan-Copolymerisat verwendet wird, das aus 68 - 77 Gew.$ Vinylchlorid und 4-12 Gew.# Vinyltriäthoxysilan und außerdem noch aus 8-17 Gew,# ß-Alkyl-Pivalinsäurevinylester der Formel
C8-10H17-21~CH2~C(°H3)2~G00~CH=CH2
und 4-10 Gew.^ Dicyclohexylfumarat aufgebaut ist.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 5> dadurch gekenn- . zeichnet, daß für die Binderschicht ein nach Anspruch 5 modifiziertes Vinylchlorid/Vinyltrialkoxysilan-Copolymerisat verwendet wird, in dem die beiden modifizierenden Polymerisationskomponenten Carbonsäurevinylester und ungesättigte Mono- oder Dicarbonsäureester ganz oder teilweise durch einen Alkyl-vinylather ersetzt sind.
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7. Verfahren noch den Ansprüchen 1 "bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die Binderschicht das Vinylchlorid/ Vinyltrialkoxysilan-Copolymerisat unter Zusatz von 1-2 Gew.$ eines üblichen Wärmestabilisators, insbesondere epoxidierte, ungesättigte !Fettsäureester, in Form einer Lösung in organischen Lösungsmitteln wie Essigester, Butanon, Tetrahydrofuran oder in Form einer wässrigen Dispersion auf dem Y/ege einer Nassimprägnierung auf das Glasfasermaterial aufgebracht wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 "bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Glasfasermaterial entweder im entschlichteten oder mit einem Finish verwendet wird, der aus einem üblichen, bekannten Chrom-Methacrylat-Komplex oder einem substituierten Alkyl-trialkoxysilan besteht.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasfasermaterial in Form von Glasseidengeweben, Glasfasergeweben, Glasfasermatten bzw. -vliese, Glaskurzfasern, oder auch losen 5-25 mm langen, geschnittenen Glasseidenfäden bzw. Glasstapelfasern verwendet wird.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einer Binderschicht überzogene, vorher entschlichtete oder gefinishte Glasfasermaterial mit
--3Ό-9-8-5 17-1&-1 9 - ■--
dem VC-Thernioplasten als Matrix unter- geeigneten Verarbeitung*? bedingungen ira fb.ermoplastiseb.eri Bereich, des VC-Thermoplasten bei Temperaturen uti ''80-21O0C und je nsch der Zusammensetzung und Strul'tur der Glasfaser/YO-Themoplast-Miscbung bei Drücken von 10-150 kp/cm zum Laminat verpresst bzw. verarbeitet v;ird.
Dr.La/Be
3 O 9 8 5 1 / 1 O 1 a
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