DE2610721A1 - Verwendung eines kunststoff-holzmehlgemisches zur herstellung von isolationswerkstoff fuer die elektroindustrie - Google Patents

Verwendung eines kunststoff-holzmehlgemisches zur herstellung von isolationswerkstoff fuer die elektroindustrie

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Description

Verwendung eines Kunststoff-Holzmehlgemisches zur Herstellung von Isolationswerkstoff für die Elektroindustrie
Es ist bekannt, daß durch Einarbeitung von Holzmehl, Cellulosefasern und anderen, auf Cellulose basierenden Füll- und Verstärkungsmitfeln in Thermoplaste eine Anzahl mechanischer Eigenschaften von mit diesen Gemischen, hergestellten Produkten wesentlich verbessert werden können. So läßt sich beispielsweise der Elastiszitätsmodul solcher Mischprodukte in Abhängigkeit vom Holzmehlgehalt und vom verwendeten Thermoplasten bis zum Dreifachen des Elastizitätsmoduls des Ausgangs thermoplasten steigern. Diesen Wert erreicht man beispielsweise bei der Verwendung eines schlagfesten Polystyrols mit einem Holzmehlgehalt von 60 %.
Die Biegefestigkeit solcher Mischprodukte läßt sich bis über den doppelten Wert des ungefüllten Kunststoffes hinaus verbessern. Als weiterer Vorteil der Kunststoff-Holzmehl-Mischprodukte kommt hinzu, daß diese Produkte einen um etwa 50 % reduzierten Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen und darüberhinaus bei extrudierten Profilen eine geringere Neigung zur Schrumpung bei erhöhten Temperaturen auftritt.
Alle diese Verbesserungen liegen im mechanischen Bereich und verschaffen den derart gestalteten Produkten eine breite Anwendbarkeit. Es handelt sich hierbei um mischungstypische Eigenschaften der Produkte, die in der Regel von vergleichbaren Produkten aus Vollkunststoff nicht in diesen vorteilhaften Maßen verwirklicht werden.
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Aus der Veröffentlichung in "KUNSTSTOFFE" Band 65, Jahrgang 1975, Seiten 69 ff, insbesondere Seite 71 ist bekannt, welche Zusatzmengen an Holzmehl bei der Extrusion verschiedener Thermoplaste als möglich angesehen werden. So wird z.B. bei Hochdruck-Polyaethylen bei einer Massetemperatur von 180° C ein Holzmehlanteil von 30 % für die Extrusion vorgeschlagen. Bei Polypropylen steigt der Anteil bei gleicher Massetemperatur auf 70 % Holzmehl, bei Polystyrol wird bei einer Massetemperatur von 200° C ein Anteil von 60 % Holzmehl vorgeschlagen. PVC würde nach diesen Angaben bei Massetemperaturen um 160° C einen Holzmehlanteil von nur 20 % vertragen.
Während durch den Zusatz von Holzmehl in den angegebenen Mengenbereichen zu Thermoplasten die geschilderten günstigen Eigenschaftssteigerungen im mechanischen Bereich der extrudierten Profile oder spritzgegossenen Teile erzielbar sind, reduzieren sich durch die Füllung der Thermoplaste mit dem jeweiligen Holzmehlanteil die elektrischen Isolationswerte ganz erheblich. Dies hat zur Folge, daß mit Holzmehl gefüllte Profile oder Formteile bisher als Isolationsmaterial in der Elektroindustrie nicht eingesetzt wurden.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Kunststoff-Holzmehlmischung anzugeben, die neben den Verbesserungen im mechanischen Bereich ein elektrisches Isolationsverhalten der daraus hergestellten Profile und Formteile ergibt, welches dem elektrischen Isolationsverhalten ungefüllter Kunststoff-Profile und -Formteile gleicht oder annähernd gleichkommt. Gemäß der Erfindung wird hierzu die Verwendung eines Kunststoff-Holzmehl-Gemisches mit einem Anteil von Holzmehl zwischen 20 und 40 Gewichtsprozent zur Herstellung von Isolationswerkstoff für die Elektroindustrie angegeben.
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Bei der Verwendung von Polyvinylchlorid hart als Kunststoffträger hat sich ein Holzmehlanteil von 25 % als vorteilhaft herausgestellt.
Das schlechte elektronische Isolationsverhalten der nach dem bekannten Stand der Technik hergestellten Profile und Formteile aus Kunststoff-Holzmischungen kann auf die Menge der dabei verwendeten Holzmehlanteile zurückgeführt werden. Bei einem hohen Füllgrad nämlich werden die Holzmehlpartikel nicht vollkommen vom Kunststoff als Trägerstoff eingeschlossen, sondern es entstehen Berührungsmöglichkeiten der Holzpartikel untereinander und damit elektrische Brückenbildungen.
Diese Nachteile werden durch das angegebene Mischungsverhältnis zwischen den verwendeten Thermoplasten und dem Holzmehlanteil verhindert. Es ist selbstverständlich, daß die nach der Lehre der Erfindung hergestellte Mischung vor der endgültigen Verarbeitung optimal durchmischt sein muß, damit ein Zusammenballen von Teilen des Füllgutes aus Holzmehl verhindert wird. Die Mischung muß so auegelegt sein, daß die Holzmehlpartikel zur Verhinderung elektrischer Überschläge vollständig von dem als Träger verwendeten Thermoplasten eingehüllt sind.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Holzmehlpartikel durch eine entsprechende Vortrocknung auf einen Feuchtigkeitsgehalt kleiner als 0,1 gebracht worden sind. Diese Größenordnung erscheint zweckmäßig, da durch die Verwendung in stromführenden Bereichen elektrische Überschläge innerhalb der gefüllten Profile unbedingt vermieden werden müssen, die durch höhere Feuchtigkeitsanteile der verwendeten Holzmehlpartikel erfolgen könnten.
In Versuchen wurde beispielsweise eine Stromführungsschiene für einziehbare Stromleiter nach folgender Rezeptur extrudiert:
709837/0531 - 4 -
100 Gewichtsteile S-PVC mit K-Wert 65 35 Gewichtsteile Weichholzmehl Lignocell C 250 mit einer
Korngröße von 0,16 - 0,25 mm 2 Gewichtsteile zweibasisches Bleisulfat
1.4 Gewichtsteile zweibasisches Bleistearat 0,8 Teile Esterwachs
0,2 l'eile Stearinsäure
0,6 Teile Kalciumstearat
1.5 Teile Polymethyl-Metacrylat
Die einzelnen Komponenten mit dem auf einen Feuchtigkeitsgehalt unter 0,1 % getrockneten Holzmehl wurden zuerst in einem Trockenmischer vermischt und die dadurch erhaltene Pulvermischung zu einem Strang extrudiert und anschließend granuliert. Das Granulat wurde bei einer Masse temperatur um 160° C extrudiert.
Das durch die Extrusion erhaltene Profil wies die nachfolgenden Eigenschaften auf:
1. Kriechstromfestigkeit nach VDE 0303 - Teil 1/10.72: Stufe KC 550
2. Isolationswiderstand, geprüft nach VDE "vorläufige sicherheitstechnische Anforderung für Stromschienen für Leuchten, für Nennspannungen bis 380 V", Abs. 3.7: 160 Mega-Ohm pro m Leitungslänge, gemessen jeweils zwischen einem Leiterpaar.
3. Biegemodul gemäß DIN 53457: 4.500 N/mm2
4. Wärmeausdehnungskoeffizient: 3,8 χ 10"^ χ Κ
5. Schrumpfprüfung gemäß VDE "vorläufige sicherheitstechnische Anforderungen für Stromschienen für Leuchten für Nennspannungen bis 380 V".
Abs. 3.4: 0,5 %.
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Neben den bekannten Vorteilen der Wertesteigerung im mechanischen Bereich lassen die hervorragenden Werte im elektrischen Bereich derartige Profile
und Formteile für den Einsatz als Isolationswerkstoffe im Bereich der Elektroindustrie optimal geeignet sein.
- PATENTANSPRÜCHE -
709837/0531

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    .yVerwendung eines Kunststoff-Holzmehlgemisches mit einem Anteil von Holzmehl zwischen 20 und 40 Gewichts prozent zur Herstellung von Isolationswerkstoff für die Elektroindustrie.
  2. 2. Kunststoff-Holzmehlgemisch nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Polyvinylchlorid hart alsKunststoffträger mit einem Holzmehlanteil von 25 %.
    709837/0531
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