186629. lajstromszámú szabadalom • Eljárás üvegszál erősítésű poli(vinil-klorid) formatestek előállításár
1 186 629 2 A találmány tárgya eljárás fonnatesteknek üvegszálerősítésű poIi(vinil-klorid)-masszákból extrudálással történő előállítására, mely massza poli(vinil-klorid)-ot, üvegszálat és az üvegszáltól eltérő szervetlen töltőanyagokat és adott esetben szokásos adalékanyagokat, mint anyagot, stabilizátort, feldolgozási segédanyagot, színezéket vagy hasonló anyagot tartalmaz. A műanyagipar területén régóta fáradoznak azon, hogy a klasszikus termoplasztok skáláját a töltőanyagoknak és az erősítőanyagoknak a kombinációjával kiszélesítsék. Ennek során egyrészt azon fáradoznak, hogy a szilárdságot és a keménységet növeljék, másrészt a költségek csökkentését kívánják elérni. Inaktív töltőanyag általában olyan szilárd adalékanyag, amely összetételét és szerkezetét tekintve különbözik a mííanyagmátrixtói. Ezek általában szervetlen anyagok, amelyeket extender töltőanyagoknak is neveznek. Ilyen például a kalciumkarbonát, a hidratált alumínium-oxid és az alumíniumszilikát. Aktív töltőanyagok azok, amelyek a műanyagok meghatározott mechanikai és fizikai tulajdonságait javítják. Ezeket gyakran nevezik erősítő töltőanyagoknak is. A legjobb töltőanyagok általában szálszerkezetűek, a leggyakrabban alkalmazott erősítőanyag az üvegszál. Míg az inaktív töltőanyagok a legtöbb esetben inkább csökkentik a műanyag szilárdságát és szívósságát, kémiailag inaktívak és olcsók, az erősítő műanyagokkal, mint üvegszállal a kémiai inaktivitás mellett merevítési hatás és kis zsugorodás mellett jó erőeloszlás érhető el. Az erősítő műanyagoknak, így az üvegszálnak hátránya az anizotrópia, valamint a műanyagmassza feldolgozása során fellépő orientáció. Megkíséreltünk a 30 86 032 számú Német Szövetségi Köztársaság-beli szabadalmi leírás szerint mechanikai szempontból merevebb és nagyobb szilárdsággal rendelkező üreges műanyagprofilokat előállítani abiak- és ajtó keretek céljára. A keretként összeállított üreges profilt folyékony vagy képlékeny töltőmasszáva! töltöttük ki, melynek következtében a kikeményedés után a keret darabjai mér rögzítődtek egymáshoz. Töltőmassza* ként például fenolgyantát vagy xiolitot alkalmaztunk. A 411 301 számú svájci szabadalmi leírás szerint is úgy alakítanak ki rugalmas műanyagokból, különösen poli(vinil-klorid)-ból ablak- vagy ajtókeretként szolgáló üreges profilokat, hogy azt műgyantabeton alapú keményedő töltőmasszával - például cement adalékot tartalmazó habosított polisztirollal vagy szemcsés anyagot, így homokot, alumíniumhulladékot vagy vermikulitot tartalmazó epoxidgyantával — töltik meg a szilárdság növelése céljából. A 19 94 127 számú Német Szövetségi Köztársaság-beli használati minta szerint építési szegőlécprofilként olyan olcsó anyagból, például kevésbé értékes műanyagból összepréselt fahulladékból készített magot alkalmaznak, amelyet jó minőségű műanyagból kialakított bevonattal vesznek körül. A 23 26 911 számú Német Szövetségi Köztársaság-beli közrebocsátási irat szerint is állítottunk elő műanyaggal bevont ablakkeretprofilokat, melynél a magot habosított műanyag képezte és ezt vette körül egy kompakt műanyagköpeny es a mag merevségének növelése céljából könnyűfém csövekből vagy műanyagcsövekből készült erősítőbetéteket alkalmaztunk. Szintén kompakt építési szegőlécprofilt ismertet a 28 27 851 számú Német Szövetségi Köztársaságbeli közrebocsátási irat, amelynél az üreges műanyagprofilt, különösen poli(vini!-klorid)-profilt metil-metakrilát mátrixból készített műanyagborítással veszik körül 2 és üreges szilikátgolyokkal töltik meg, továbbá a szegölécprofil hosszirányú merevségének növelése céljából üvegszálakat ágyaznak be. Az ismertetett többrétegű szcgőlécprofiloknál azonban mindig nehéz volt a sarkoknál és a szegőlécprofilok érintkezési pontjainál olyan kifogástalan tömítést kialakítani, amely a vízzel és a széllel szemben megfelelően tömít, továbbá ugyancsak nem lehetett megfelelő szilárdságot elérni és előállításukra nem voltak alkalmazhatók az ismert eljárások. Az 1 602 375 számú francia szabadalmi leírásból kétrétegű üreges szegőiécprofilok váltak ismertté. Ezek üvegszállal erősített poliészterből készült magból állnak, amelyet kívülről műgyantával átitatott üvegszál borít. Ennél a profilnál is nehéz azonban a sarkokon és az érintkezési pontokon kifogástalan tömítést létrehozni. A 25 40 639 számú Német Szövetségi Köztársaság-beli közzétételi iratból poralakú, üvegszállal erősített, poli(vinil-klorid) alapú, extrudálással feldolgozható massza vált ismertté, mely 15-30 súlyrész, legfeljebb 50 /am átlagos szemcseméretű ásványi töltőanyagot, 1,5—3 súlyrész, legalább egy kenőanyagot és 15-30 súlyrész üvegszálat tartalmaz 100 súlyrész poli(vinil-klorid)-ra számítva. Ebből a masszából előállíthatok extrudálással sima felületű, homogén szerkezetű erősített tárgyak. Mint azt a 25 40 639 számú Német Szövetségi Köztársaság-beli közzétételi iratban és egyéb irodalmi helyeken is leírják, számos probléma lép fel, ha nagyobb mennyiségű üvegszálat homogénen akarunk bedolgozni a termopiasztikus műanyagba, különösen a poli(vinilklorid)-ba. Ebben az esetben nemcsak a feldolgozóberendezések, így a csiga, a keverő, az extruder nagymértékű kopása lép fel, hanem problémák lépnek fel az üvegszálnak a termoplasztban való egyenletes eloszlatása és az üvegszál és a termoplaszt közötti tapadás vonatkozásában is. Ezért az üvegszálat felületi kezeléssel viszik fel. A legismertebb ilyen eljárás a szilanizálás, így a műanyag tapadását megnövelik [(B. W. Lipinsky, Silane lösen Haftprobleme, 28, 5, 207-211 (1974)]. Az 1 345 841 számú nagy-britanniai szabadalmi leírás olyan üvegszálerősítésű termopiasztikus masszát ismertet, amely 100 súlyrész termopiasztikus műanyagra számítva 5-150 súlyrész üvegszálat és 0,5—1,5 súlyrész speciális, metallocén alapú tapadásközvetítőt tartalmaz. A találmányunk feladatául tűztük ki olyan üvegszálerősítésű, poli(vinil-klorid) alapú kompozíció kidolgozását, amely a 25 40 639 számú Német Szövetségi Köztársaság-beli közrebocsátási irat szerint az extrudálásos feldolgozásnál alkalmazott üvegszál mennyiségénél nagyobb mennyiségű üvegszálat tartalmaz és nem tartalmazza az 1 345 841 számú nagy-britanniai szabadalmi leírás szerinti tapadásközvetítő anyagokat, ezen túlmenően javított mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik és problémamentesen homogén formatestekké dolgozható fel. Különösen nagy mechanikai erősségű és jó időjárásállóságú profilokat kívánunk előállítani. A találmány szerint ezt a feladatot olyan massza kidolgozásával oldjuk meg, amely 300 súlyrész 55-75 K- érttíkű poli(vlnií-klorld)-ra számítva 40—100 súly rész, 5 25 /nn átlagos átmérőjű, legfeljebb 12 mm hosszú üvegszálat és 0 25 súlyrész, különösen 1-20 súlyrész, legfeljebb 50 /mi átlagos szemcseméretű ásványi töltőanyagot tartalmaz. Meglepő módon azt tapasztaltuk, hogy viszonylag kis mennyiségű poralakú ásványi töltőanyag és viszonylag nagy mennyiségű üvegszál felhasználásával olyan erősített poli(vinil-klorid)-masszát kapunk, 5 '0 i5 20 25 30 35 40 45 50 55 G0 65
