DE3045584C2

DE3045584C2 - Hochtemperaturbeständiges, zusammenpreßbares Folienmaterial

Info

Publication number: DE3045584C2
Application number: DE3045584A
Authority: DE
Inventors: Warren Julius Montgomery Mass. Bodendorf; Thomas Alfred South Hadley Mass. Podach
Original assignee: TEXON Inc SOUTH HADLEY FALLS MASS US; Texon Inc South Hadley Falls Mass
Current assignee: Emhart Industries Inc
Priority date: 1979-12-03
Filing date: 1980-12-03
Publication date: 1985-11-07
Also published as: FR2471272A1; DE3045584A1; JPS5692935A; JPS601339B2; FR2471272B1; CA1158811A; US4308093A

Description

das gegen Betriebstemperaturen von über 260° C und gegen Öl und Wasser beständig ist.

2. Folienmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der teilchenförmlge anorganische Füllstoff (c) In einer Menge von 40 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Materials, vorhanden ist.

3. Folienmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in das Elastomere (a) acrylnitril einpolymerislert ist.

4. Folienmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomere (a) in einer Menge von 8 bis 35 Gew.-*. bezogen auf das Gewicht des Folienmaterials vorhanden ist.

5. Folienmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es 8 bis 30 Gew.-% eines vernetzbaren, nlchtelastomeren Polymaterials enthält.

6. Folienmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, c"-aß die hochtemperaturbeständigen anorganischen Stapelfasern In einer Menge von 20-30 Gew.-* vorhanden ist.

■·" Die Erfindung betrifft hochtemperaturbeständiges, zusammenpreßbares Folienmaterial zur Verwendung als Dichtungsmaterial und Wärmeschutzschild und betrifft Insbesondere hochtemperaturbeständiges, zusammenpreßbares Folienmaterial, in welchem ein vernetztes Elastomer als Bindemittel benutzt 1st.

Flexibles, zusammendrückbares Flachmaterlal oder Folienmaterial findet weite Verwendung für Dichtungsiwecke. Das Folienmaterial hat typischerweise eine Dicke zwischen 0,025 mm und 6,35 mm wenn es für die

■" Herstellung von Dichtungen verwendet wird. Dabei wird das Folienmaterial entweder allein oder als Bestandteil einer zusammengesetzten Dichtung verwendet. Bei einer Dichtung zum Abdichten zwischen dem Boden eines Vergasers und der Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine Ist z. B. das Folienmaterial auf einer oder zwischen zwei Folien aus dünnem Metall angeordnet, so daß eine zusammengesetzte Dichtung oder eine Verbunddichtung entsteht. In Zusammenhang mit Brennkraftmaschinen verwendete Dichtungen müssen außerdem manch-

■*'> mal außerordentlich hohen Temperaturen standhalten können, die beispielsweise im Größenordnungsbereich von über 260° C und manchmal sogar bis zu 482° C liegen können. Hochtemperaturbeständigkeit ist beispielsweise verlangt von Dichtungen für Abgassammelleitungen, Vorverdichter, Auspuffleitungen und Kopfstücke sowie Dichtungen Im Zusammenhang mit katalytischen Konvertern. Darüber hinaus müssen solche Dichtungen aber auch gegen Öl und Wasser beständig sein, mit denen die Dichtung bei Verwendung an Brennkraftmaschi-

*i nen In Berührung tritt. Beständigkeit gegen Wasser 1st ein besonders wichtiges Merkmal bei der Herstellung von Dichtungen für Wasserpumpen.

Ein noch wichtigeres Erfordernis ist die Wasserbeständigkeit, wenn das Dichtungsmaterial an Motoren für Wasserfahrzeuge, Insbesondere an Außenbordmotoren verwendet werden soll. Als fasrlger Bestandteil In Dichtungsmaterial findet Asbest bisher die größte Verwendung, und zwar haupt-

w sächlich wegen seiner Hochtemperaturbeständigkeit. Da Asbest toxisch wirkt, hat man sich jedoch um Ersatzstoffe bemüht, durch die die notwendige Verwendung von Asbest in Dichtungsmaterialien wirksam umgangen werden kann.

Glasfasern in Form von Mlkrofasern und keramische Fasern sind bereits für die Herstellung zusammenpreßbaren Folienmaterials für Dichtungszwecke verwendet worden. Um die strukturelle Unversehrtheit beim

^ Umwandeln des Folienmaterials in Dichtungen und während des Gebrauchs zu erhalten, muß ein Bindemittel vorgesehen werden, welches diese Eigenschaften hat. Typischerwelse sind solche Bindemittel von Natur aus elastomer. Ferner sollten solche Bindemittel einen gewissen Grad an Hitzebeständigkeit aufweisen, da sie beim Gebrauch mit Gegenständen von hoher Temperatur In Berührung gelangen. Um eine wirksame Dichtung zwischen miteinander In Flugverbindung stehenden Kanälen zu schaffen, muß das Folienmaterial außerdem

w> komprimierbar und unporös sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Follenmaterlal zu schaffen, weiches bei Hochtemperaturbedingungen seine Unversehrtheit beibehält und bei Verwendung als Dichtungsmaterial gegen Wasser und öl beständig Ist, und welches mit normalen Maschinen für die Papierherstellung hergestellt werden kann. Das Folienmaterial gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß es als Hitzeschild oder Wärmeschirm verwen-

<>5 det werden kann, um die verschiedensten Bereiche gegenüber Wärme erzeugenden Quellen zu Isolieren, Indem es beispielsweise als Bodenunterlage In einem Fahrzeug oder Kofferraum verwendet wird. Das Follenmaterlal gemäß der Erfindung Ist jedoch vielseitig einsetzbar, wenn es um Beständigkeit gegen hohe Temperaturen geht. In der US-PS 40 48 137 sind elastomere Materialien beschrieben, die mit Glasfasern kleinen Durchmessers

verstärkt sind. Die elastomeren Materialien bestehen z. B. aus Natur- oder Synthesekautschuk und die Glasfasern haben einen Durchmesser von 0,5-3,8 μηι und eine Länge von 3-50 mm. Die verst.traten Elastomere werden für Schläuche, Dichtungen, Folien und ähnliche Produkte verwendet. Zur Verbesserung der Haftung der Fasern am Kautschuk können die Fasern mit einem Kopplungsmittel modifiziert werden. Aus der US-PS 40 48 137 gehen jedoch keinerlei Angaben hervor, anorganische Füllstoffe oder ein Vernetzungsmittel in das Kautschuk-Produkt einzubauen.

Die GB-PS 8 58 555 beschreibt ungesättigte Organoslliciumverbindungen, Verfahren zur Herstellung derselben und die Behandlung von siliclumhaltlgen Pigmenten mit diesen Verbindungen. Gemäß den Angaben ic dieser Patentschrift werden die organischen Siliciumverbindungen als Kuppler für Glas und Silicium enthaltene Pigmente verwendet. Wie erwähnt wird, können diese Pigmente als Füller in Kautschuk ;;ur Verstärkung '·'' desselben verwendet werden. Es werden jedoch keinerlei Angaben über Art und Aufbau der Kautschukprodukte gemacht, in die die Füllstoffe eingebaut werden können. Insbesondere ergeben sich keinerlei Hinweise darauf, die beschriebenen organischen Siliciumverbindungen als Füllstoffe für dünne zusammenpreßbare Folien zu verwenden.

Die US-PS 36 27 802 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Mercaptomethylalkoxysilanen, die als Kuppler zwischen sillciumhaltlgen Substraten wie Glas, Tonasbest und organischen Harzen, wie z. B. Butadien-Styrolcopolymere und Kautschuk verwendet werden können. Es werden jedoch keine näheren Angaben gemacht, welcher Art die Kautschukprodukte sind, in die die Silane eingebaut werden können.

Erfindungsgemäß hat ein hochtemperaturbeständiges, zusammenpreßbares Folienmaterial eine Dicke von 0,025 mm bis 21,4 mm und enthält ein vernetztes Elastomer als Bindemittel sowie hochtempuraturbeständige -° Stapelfasern, !n das Folienmateria! ist ein größere Menge eines teilchenförmigen Füllstoffs eingearbeitet, der chemisch so modifiziert wurde, daß er mit dem vernetzten Elastomer gemeinsam umsetzbar ist. Vorzugsweise enthält das Bindemittel einen durch Additionspolymerisation eingearbeiteten Sllankuppler. Das Folienmaterial wird gemäß Verfahren zur Papierherstellung hergestellt. Das Folienmaterial eignet sich für die Herstellung von Dichtungen und als Wärmeschutzschild. ²ⁱ

Als Bindemittel dient ein vernetztes Elastomer, um dem zusammengesetzten Folienmaterial die nötige Kompressibilität und Unversehrtheit zu verleihen. Mit dem Ausdruck »Elastorter« soll in der vorliegenden Anmeldung sowohl Synthesekautschuk als auch Naturkautschuk bezeichnet werden. Naturkautschuk betrifft im vorliegenden Fall den elastischen Feststoff, der vom Milchsaft oder Latex des Heveabaums erhalten wird und dessen Hauptbestandteil des Homopolymerisat von 2-Methyl-l,3-butadien (Isopren) ist. Synthesekautschuk -¹·¹ hingegen soll all? Polymerisate umfassen, die auf mindestens 2% eines konjugierten ungesättigten Monomers beruhen, wobei die Konjugation in der 1,3-Positlon In der Monomerkette vorhanden ist und das endgültige Polymerisat in ungehärtetem Zus.<md eine Dehnfähigkeit von mindestens 200% und eine Rückprallelastizität von mindestens 90% hat, wenn es innerhalb seiner Dehnbarkeitsgrenzen gestreckt und sofort losgelassen wird. Zu den für die Zubereitung von S>,ithesekautschuk geeigneten konjugierten, ungesättigten Monomeren gehö- -" ren, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein, Chloropren, Butadien, Isopren, Cyclopentadien, Dlcyclopentadien und dgl. Zur Herstellung von Synthesekautschuk eignen sich auch andere Olefine, die durch radikalische, anionische oder kationische Additionspolymerisation elnpolymerislert werden können mit einem konjugierten ungesättigten Monomer. Solche Olefine sind typischerweise monoäthylenisch ungesättigte Nionomere. Mit »monoäthylcnlsch ungesättigt« seil hler ausgedrückt werden, daß das Monomer eine > C = CH₂-Gruppe enthält. ■>" Diese monoäthylenisch ungesättigten Monomere sind z. B., ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Acrylmonomere, wie Methacrylsäure, Acrylsäure, Acrylnitril, Methacrylnitril, Methylacrylat, Methylmethacrylat, Äthylacrylat, Äthylmethacrylat, Acrylamid und dgl.; olefinische Kohlenwasserstoffe, wie Äthylen, Butylen, Propylen, Styrol, (Z-Methylstyrol und dgl. sowie andere funktionale ungesättigte Monomere, wie Vinylpyridin, Vinylpyrrolidon und dgl. 4-

Zu den erfindungsgemäß bevorzugten Elastomeren gehören die auf Synthesekautschukbasis, die vorzugsweise Butadien und Acrylnitril enthalten. Außerdem sollte das Elastomer vorzugsweise Stellen zur Kondensationsvernetzung enthalten. Diese Stellen für die Kondensationsvernetzung sind typischerweise Säuregruppen, eingebracht durch Acrylsäure, Hydroxylgruppen, eingebracht durch Hydroxyätnylacrylat, N-Methylolgruppen, eingebracht durch Hydroxyäthylacrylat, N-Methylolgrupperr, eingebracht durch N-Methylolacrylamld und dgl. *· Solche Stellen für die Kondensationsvernetzung sind nötig, damit die verschiedenen Polymerisatketten durch Kondensation lnterpoiymerlslert werden können, um ein Netzwerk als zähes und zusammendrückbares Bindematerial zu schaffen.

Das Elastomer sollte zum Einarbeiten In das Folienmaterial vorzugsweise durch ein anionisches oberflächenaktives Mittel oder einen Emulgator In Latexform gebracht sein. Diese Latexform steht typischerweise als 40% ?< bis 60% Feststoffe In Wasser zur Verfügung. Vorzugswelse hat ein typischer Latex eine Ausdehnung zwischen 800 und 1200 In ungehärtetem Zustand und 250 bis 750 In ausgehärtetem Zustand.

Das erfindungsgemäße Folienmaterial enthält ein Vernetzungsmittel, um eine ausreichende Anzahl funktloneller Gruppen zur Vernetzung zu erhalten.

Zu den für die Erfindung geeigneten Vernetzungsmitteln gehören Aldehyde, wie Formaldehyd, Glyoxal, (·» l· Akroleln und dgl., Synthesekautschukpräkondensate, die durch die Umsetzung eines Aldehyds ganz allgemein

''if mit stickstoffhaltigen Verbindungen erhalten wurden, wie Dlmethylolharnstoff, Dlmethyloläthylenharnstoff, Dl-

und Trlmethyloltrlazondimethyluron, Dl- und Trimethylolmelamln und andere zyklische oder nichtzykllsche, > _v wasserlösliche oder nichtwasserlösliche Präkondensate von Harnstoff und Melaminformaldehyd. Die reaktlonsfä-

;j; hlgen Methylolgruppen können ganz oder teilweise durch Alkohole mit von 1 bis 4 Kohlenstoffatomen blockiert <ö

1$ sein. Außer den obengenannten können weitere bekannte Vernetzungsmittel benutzt werden, wie Dlepoxlde

% und Eplchlorinderivate derselben. Dichlorphenole, /?-substltulerte Dläthylsulfone, Sulfonlumsalze, N-Methylol- £? acrylamid und Methylacrylamld und Derivate derselben. Diisocyanate und dgl. Bis zu 4% des Vernetzungsmlt-

tels können In das Folienmaterial eingearbeitet sein. Bel Verwendung von zuviel Vernetzungsmittel kann das Folienmaterial zur Verwendung In Dichtungen zu spröde oder zu hart werden und unter Umständen nicht die nötige Zusammendrückbarkeit aufweisen.

Das elastomere Bindemittel macht typischerweise 8 bis 65 Gew.-% des Follenmaterials, vorzugsweise 8 bis 35 Gew.-%, ausgehend vom Gewicht des Folienmaterials, aus.

Zusätzlich zu dem elastomeren Bestandteil des Bindemittels wird in einer bevorzugten Ausführungsform eine geringe Menge eines nichtelastomeren vernetzbaren Additionspolymerisats, beispielsweise eines Acrylats zur Erzeugung des Bindematerials hinzugefügt, und zwar in einer Menge bis zu 30 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 15 Gew.-Sb. Es ist erwünscht, die Menge des nichtelastomeren Polymerisats im Verhältnis zum Elasto- :: mer zu tsgrenzen, da sonst das endgültige Folienmaterial nicht die nötige Zusammendrückbarkeit für die Herstellung von Dichtungen aufweist. Das nlchtelastomere Polymerisat wird typischerweise durch radikalische, anionische oder kationische Additionspolymertsation ungesättigter Monomerer geschaffen. Die ungesättigten Monomere sind monoäthylenisch ungesättigte Monomere und haben die schon erwähnten Eigenschaften. Diese Monomere sind typischerweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylnitril, Methacrylnitril, Methylmethacrylat, ι-' Methylacrylat, Äthyiacrylat, Äthylmethacrylat, Acrylamid, N-Methylolacrylamid u. dgl. Wie im Fall der Elastomere enthält das nlchtelastomere Polymerisat die obengenannten Vernetzungsgruppen. Ferner wird das nichtelastomere Polymerisat in das Folienmaterial als ein Latex eingearbeitet, welches mit einem Feststoffgehalt von ca. 40 bis 60 Gew.-% in Wasser als wäßrige Emulsion zugeführt wird.

Gemäß der Erfindung ist in das Elastomer oder in das nlchtelastomere Polymerisat ein Silankopplungsmittel ^:" mit einer reaktionsfähigen, additionspolymerisierbaren Doppelbindung kopolymerislert. Typischerweise sind an den additionspolymerisierbaren Silankopplungsmitteln polymerisierbare Acrylat- oder -.lethacrylatgruppen vorhanden, die sich gemeinsam mit hydroiysierbaren Gruppen zur Umsetzung mit den fähigen Bestandteilen des Foiienmaterials in das Bindemittel einarbeiten lassen. Als bevorzugte Silankopplungsmittel dienen Vlnyltriäthoxysilan, 8-Methacryloxypropyltrimethoxysllan, Vinyltris(betamethoxyäthoxy)silan u. dgl.

Das monomere Silankopplungsmittel ist in das elastomere oder nichtelastomere Polymerisat in einer Menge von 2 bis 15 Gew.-%, ausgehend vom Gewicht des gesamten Bindemittels und mehr, vorzugsweise von 3 bis 12 Gew.-% eingearbeitet.

Zur erfindungsgemäßen Verwendung geeignete anorganische Fasern sind Fasern, die erhöhter Betriebstemperatur standhalten können und Stapellänge aufweisen. Anorganische »Stapelfasern« sind anorganische Fasern mit '■ einer Einzellänge von bis zu 20,32 cm und mehr, vorzugsweise 10,16 cm, die zur Verarbeitung mit normalen Einrichtungen für die Papierherstellung geeignet sind.

Insgesamt handelt es sich dabei um Fasern, die kontinuierlichen Betriebstemperaturen von mehr als 815° C standhalten können. Diese Fasern zeichnen sich aus als keramische Fasern und bestehen aus Metalloxiden,-welche gegenüber hohen Temperaturen beständig sind. Typischerwelse gehören zu diesen hochtemperaturbe- <s ständigen Stoffen Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Aluminiumsilikat sowie Kombinationen derselben und auch Quarz u. dgl.

Typlscherwclse und vorzugsweise betragen die Faserdurchrnesssr weniger als 5 μηι als Durcbschnlttsdurchmesser, vorzugsweise sogar weniger als 4 μιη als Durchschnittsdurchmesser. Ausgehend vom Gewicht des Foiienmaterials macht der fasrige Bestandteil 15 bis 50 Gew.-% und mehr, vorzugsweise 20 bis 30 Gew.-*, iu ausgehend vom Folienmaterial, aus.

Zusätzlich zu denjenigen anorganischen Fasern, die kontinuierlichen Betriebstemperaturen von mehr als 815° C standhalten können, sind auch anorganische Fasern verwendbar, die niedrigeren Temperaturen, beispielsweise kontinuierlichen Betriebstemperaturen von 482° C aber weniger als 815° C In kontinuierlichem Betrieb standhalten. Als Beispiele für diese Fasern selen die sogenannten Glasmikrofasern genannt, d. h. Fasern mit is einem Faserdurchmesser von ß, A, AA, AAA, AAAA und AAAAAA im Durchmesser. Diese Glasfasern können aus typischen Glasverbindungen bestehen.

Diese Glasfasern können In Folienmaterial in einer Menge von bis zu 8 Gew.-96, ausgehend vom Gewicht des Materials, vorzugsweise weniger als 5 Gew.-%, ausgehend vom Gesamtgewicht des Materials, enthalten sein. Wenn mehr als 8% Glasfasern od. dgl. beviutzt werden, ergibt sich eine beträchtliche Verschlechterung der so Hochtemperaturbeständigkeit.

Zur erfindungsgemäßen Verwendung besonders geeignete Füllstoffe sind Füllstoffe, die so modifiziert sind, daß sie mit dem vernetzten Elastomer gemeinsam umsetzbar sind. Die jeweiligen Füllstoffe sind von Natur aus anorganisch und Ihre chemische Modifizierung Ist mit Hilfe eines Sllankupplers erreicht worden. Typische, tellchenförmlge Füllstoffe sind Ton, beispielsweise in Form vea Kaollnlt, Halloyslt, Montmorlllonlt und Illlt. Es ss können aber auch weitere Füllstoffe, wie Quarz, CaIcIt, Lumlnlt, Gips, Muskovlt u. dgl. verwendet werden. Als durch den Kuppler modifizierter Ton dient ein Ton, der durch den doppe!: funktionalen Kuppler modifiziert Ist, wie z. B. eine sillkonhaltlge, organische Verbindung. Geeignete typische Modifiziermittel in Form von Sllankupplern sind z. B., jedoch nicht ausschließlich, die folgenden: y-Amlnopropyltrläthoxysllan, N-bls(betahydroxyäthyl)-y-amlnopropyltrläthoxysllan, N-beta(amlnoäthyl)-)>-amlnopropyltrlmethoxy)sllan, (CH₃O)₃ Si wi (CH₂)JNH(CHj)₂NH(CH₂)JCOOCH₁, y-Glycldoxy propyltrlmethoxysilan, Vinyltrlacetoxysllan, y-MethacryloxypropyltrimethQxysllan, Vlnyltriathoxysllan, Vlnyltrls(betamethoxyäthoxy)siian, 0-3,4-Epoxycyclohexyl(äthyltrlmethoxy)silan, y-Thiopropyltrlmethoxysllan u. dgl. Vorzugswelse wird zum Modifizieren des teilchenförmigen Füllstoffs ein Kuppler benutzt, bei dem es sich um ein Amlnosllan oder ein Mercaptosllan handt.lt; am meisten bevorzugt wird ein Mercapto-funktionales Sllan.

Die erwünschte Teilchengröße im Füllstoff liegt vorzugsweise unter 5 μιη, und vorzugsweise liegt ein beträchtlicher Anteil unterhalb 2 μπι, am besten miterhalb 1 μην Als ein besonders gut geeigneter Füllstoff hat sich ein funktionaler, durch Mercaptosllan modifizierter, Kaolinton erwiesen. Der teilchenförmlge Füllstoff 1st in einer Menge von 15 bis 70 Gew.-%, besser noch in einer Menge von 40 bis 60 Gew.-% Im Folienmaterial enthalten.

Zum Herstellen des Folienmaterials gemäß der Erfindung werden in besonders vorteilhafter Welse ganz normale Vorrichtungen für die Papierherstellung verwendet, z. B. eine Langsiebmaschine und eine geneigte Langsiebmaschine, eine Rundsiebmaschine, ein Rotoformer u. dgl. Bei einem typischen Verfahren werden die fasrigen Bestandteile und der Füllstoff einer Papierknetmaschine zugeführt und In Wasser disperglert. Die fasrige Dispersion wird dann In die Rührbütte vor der Langsiebmaschine eingefüllt. Der fasrlge Bestandteil wird gemeinsam mit dem Füllstoff mit einer größeren Menge Wasser umgerührt, und ein kationischer Polyelektrolyt In kleinerer Menge dem Gemisch aus Fasern und Füllstoff hinzugefügt. Ein typischer kationischer Polyelektrolyt Ist ein Polymerisat mit freien Amlngruppen, z. B. ein Polyamln od. dgl. Der kationische Polyelektrolyt bringt auf die Fasern eine starke Ladung auf, wodurch sie getrennt und Im Wasser homogen verteilt werden. Dieser Dispersion wird dann ein Gemisch des Vernetzungsmittels und die elastomeren sowie nlchtelastomeren Emulsionen hinzugefügt. Wenn ein nlchtelastomerer Latex benutzt wird, der einen darin umgesetzten Sllankuppler enthält, sollte dieser Latex zunächst eingefüllt werden, um eine innige Berührung des Sllans mit der Oberfläche der Fasern herzustellen. Das Elastomer und das Vernetzungsmittel lagern sich auf der Oberfläche der Fasern ab.

Zum erneuten Dispergieren der Fasern und zur Schaffung einer homogenen Dispersion aus mit einem Elastomer und einem Nlchtelastomer und einem Vernetzungsmittel beschichteten Fasern wird ein anlonlsches Kolloid hlnzugefügi;. Aus der Rührbütte wird das homogene Gemisch der Papiermaschine zugeleitet. Bevor es den der Siebpartie vorgeschalteten Behälter erreicht, wird ein kationischer Polyelektrolyt In Reihe mit der Dispersion zugeleitet, iicr bewirkt, daß die beschichteter. Fasern ausflocken, so daß an dem dem Langsieb vorgeschalteten Behälter ein flockenartiger Faserstoff ankommt. Dieser wird dem In Bewegung gesetzten Sieb der Langsiebmaschine aufgegeben, und das in Ihm enthaltene Wasser ablaufen gelassen. Nach dem Entzug des Wassers durch Schwerkraft, wird Saugwirkung auf die nasse Bahn aufgebracht, um mehr Wasser aus der Bahn zu entfernen. Dann wird die Bahn zwischen Fllzwalzen und danach zwischen eine Metallwalze und eine Filzwalze gepreßt und getrocknet. Die nötige Trocknungstemperatur Hegt zwischen 93,33° C und 176,67⁰C. Während des Trocknungszyklus wird das Elastomer vernetzt und der modifizierte Füllstoff chemisch In das FoÜenmaterlal Integriert. Dann wird das Folienmaterial durch Kalander geführt, um Ihm eine gleichmäßige Dicke zu geben und auf Rollen gewickelt, die später wieder abgewickelt und zu Dichtungsmaterial oder sonstigem hochbeständlgem Material unterteilt werden können. Zusätzlich zu den obengenannt-.;i Bestandteilen können auch weitere bekannte Stoffe hinzugefügt werden. Z. B. können Werner-Komplexe hydrophober Säuren zu der Dispersion hinzugegeben werden, um den Fasern wasserabstoßende Eigenschaften zu geben.

Besonder: Bestandteile, die für die Schaffung von Folienmaterial geeignet sind, sollen nachfolgend anhand einiger Beispiele näher erläutert werden.

Beispiel 1 Es wurde ein Eintrag in folgender Zusammenarbeit vorbereitet:

Bestandteil

Menge
(Gewichtstell

Feststoffgehalt

Wasser A Keramische Faser') Glasmikrofaser mit Mercaptosilan ^J) modifizierter Tor.

Stearai-Chlormichlorid-Komplex 29% Feststoffe in Isopropanol Kationischer Polyelektrolyt (3% Dispersion) Latex (48 % Feststoffe) Melaminformaldehyd-Harz (67% Feststoffe in Wasser)

Wasser B Acryl/Acrylnitril-Lacex ⁷) (48% Feststoffe in Wasser) Melaminformaldehyd-Harz

Wasser C Kationischer Polyelektrolyt deacetyliertes Karaya-Gummi') (1% Feststoffe in Wasser)

32 000	—	_		0,19
244	22,83	13,19	0,56
28	2,62	0,41
486	45,47
28	0,86
100	0,28
294	13,19
6,7	0,41
300
294
6,7
300
50
60

') bestehend aus 62% AljOi und 38* SiO₂, Grenztemperatur bei kontinuierlicher Benutzung 1427° C, Schmelzpunkt oberhalb 1927° C, durchschnittlicher Faserdurchmesser 2-3 μπι und Faserlänge bis zu 50,8 mm.

³) durchschnittlicher Teilchendurchmesser 0,3 μπι.

') Latex, in den 12% eines hydrolysierbaren Sllanacrylats einpolymerisiert sind gemeinsam mit Acrylsäure, Acrylnitril, N-Methylolacrylamid und Alkylacrylaten, und der ferner nichtelastomer Ist.

') Der Latex hat eine prozentuale Dehnung von 1020 ungehärtet und 440 gehärtet und Ist selbstvernetzend.
¹J deacetyüertes Karaya-Gummi ist ein anionisehes Kolloid.

Das Wasser A wurde gemeinsam mit der keramischen Faser und der Glasmikrofaser in eine Knetmaschine gegeben, die 5 Minuten lang lief, woraufhin die Masse In die Rührbütte gefüllt wurde, die mit einer Lanesleb-

maschine In Verbindung stand. Der mit Mercapto-Sllan modifizierte Ton wurde der Rührbütte zugeführt, und das Gemisch wurde 10 Minuten gerührt. Das Rühren In der Rührbütte wurde während der weiteren Zugaben forlgesetzt. Folgende Bestandteile wurden nacheinander eingefüllt: der Stearat-Chromlchlorld-Komplex, der kationisch Polyelektrolyt, ein Gemisch aus dem Latex, Melamlnformaldehyd und dem Wasser B, ein Gemisch aus dem Acryl/Acrylnltrll-Latex, Melamlnformaldehyd und dem Wasser C, sowie der Zusatz der deacetyllerten Karaya-Gummldlsperslon.

Nachdem eine gleichmäßige Dispersion In der Rührbütte erzielt worden war, wurde die Dispersion In Richtung zu dem der Siebpartie vorgeschalteten Behälter der Langsiebmaschine gepumpt. Vor dem Eintritt In diesen Behälter wurde die Lösung des kationischen Polyelektrolyts durch eine Gebläsepumpe zugemessen, um die fasrlge Dispersion ausflocken zu lassen. Die ausgeflockte Masse wurde auf das In Bewegung gesetzte Sieb der Langsiebmaschine geleitet, wobei man Wasser durch Schwerkraft ablaufen Heß und dann Saugwirkung aufbrachte. Danach wurde die nasse Bahn durch zwei mit Filz auf Filz wirkende Pressen und eine Presse mit Walze gegen Filz geleitet und den Trocknern zugeführt, die auf einer Temperatur von etwa 138⁰C gehalten wurden. Das Verfahren wurde so durchgeführt, daß eine endgültige Folie mit einer Dicke von 0,22 mm entstand. Nach dem Trocknen hatte die Folie folgende Eigenschaften:

Dicke In mm 0,22

Grundgewicht, g/cm^J 0,217

Dichte, g/crr.' 0,979

Dehnbar, MPa

1. Maschinenrichtung 7,60

2. Querrichtung 4,89
% Kompression, 34,5 MPa 52

% Anfangsrückfederung 59

Die Zusammendrückbarkelt und Rückfederung des Folienmaterials wurde gemäß ASTM-Norm F36-66 (1973) gemessen.

Das Dichtungsmaterial wurde dann gemäß ASTM-Norm F39-59 (1974) bei 150⁰C 5 Stunden lang in Öl Nr. 3 geprüft. Die Prüfergebnisse waren folgende:

% Dickenänderung -1,75

% Gewichtszunahme +21
% Kompression, 34,5 MPa 51

% Anfangsrückfederung 30

% Dehnbarkeitsänderung

1. Maschineneinrichtung +3,9

2. Querrichtung +15

Beispiele 2-9

Beispiel 1 wurde unter Verwendung der gleichen Zusammensetzung wiederholt, nur wurde das Verfahren so durchgeführt, daß eine Anzahl verschiedener gewünschter Dicken erzeugt wurde. Die Prüfungsergebnisse des gemäß Beispiel 2-9 erhaltenen Dichtungsmaterials sind in der Tabelle 1 zusammengefaßt.

Tabelle 1

Beispiel Nr.	2	0,414	3	0,584	4	0,584	5	0,787	6	0,457	7	0,787	8	0,562	9	0,457
Foliendicke, mm	0,43	0,63	0,675	0,95	0,485	0,91	0,65	0,54
Grundgewicht, g/cm²	1,049	1,088	1,155	1,181	1,056	1,152	1,152	1,161
Dichte, g/cm"³
Dehnbar, MPa	8,08	6,8!	5,51	7,60	7,58	6,45	6,37	5,45
Maschinenrichtung	5,89	4,98	5,41	5,75	6,55	5,22	5,04	4,49
Querrichtung	47,08	52,9	39,3	37,9	43,4	34,75	37,8	39,9
% Kompression, 34,5 MPa	47,7	50,5	38,3	32,2	48,3	36	40	47
% Anfangsrückfederung
Versuche in Öl / 5 Std., 150° C	+ 1,8	+ 2,55	+ 7,7	+ 3,3	+ 3,1	+ 2,35	+ 2,45	+ 3,45
% Dickenänderung	+ 23,2	+ 25,6	+ 25,9	+ 20,3	+ 22,6	+ 22,3	+ 22,55	+ 20,09
% Gewichtszunahme	39,4	44,2	34	31	33	27,7	29	29
% Kompression, 5000 p.s.i.	37,8	30,9	26	17	22,3	13,5	11	10.6
% Anfangsrückfederung
% Dehnbarkeitsänderung	+ 14	+ 0,44	+ 17,9	+ 13,7	+ 16,6	+ 9,3	+ 10,9	+ 27,4
Maschinenrichtung	+ 23	+ 12/.	- !4.5	+ 19,4	+ 20	+ 21	+ 19,8	+ 24
Querrichtung

Überraschend wurde festgestellt, daß die Zerreiß- bzw. Zugfestigkeit nach dem Prüfen des Dichtungsmaterials in Öl bei hoher Temperatur zugenommen hatte, während bei normalen Dlchiungsstcffen eine Abnahme der Festigkeit auftritt. Ferner behält das Material im wesentlichen nach dem Eintauchen in Öl seine Zusammendrückbarkelt bei, so daß es ein ideales Material für hochtemperaturbeständige Dichtungen bildet.

Es wurden weitere Untersuchungen vorgenommen, die zeigten, daß das Dichtungsmaterial für Verwendungszwecke In Meeres- oder Seeumgebung sowie In Fahrzeugen bei hohen Temperaturen gut geeignet ist.

Bei anderen Anwendungsfällen als temperaturbeständiges Material hat das erfindungsgemäße Material Isoliereigenschaften gezeigt, wenn es als Wärmeabschirmung u. dgl. zum isolieren von hohen Temperaturen ausgesetzten Bestandteilen gegenüber notwendigerweise niedrigeren Betriebstemperaturen ausgesetzten Bestandteilen In Automobilen benutzt wurde. In einem Motorfahrzeug ist also das erfindungsgemäße Material besonders gut m geeignet als Wärmeabschirmung zwischen einem mit außerordentlich hohen Temperaturen arbeitenden katalytischer! Konverter, der durch dieses Material gegenüber dem Rahmen und der Karosserle sowie Zubehör Im Untergestell eines Motorfahrzeugs isoliert werden kann. Ferner eignet sich das Material als Feuerschutzwand In einem Motorfahrzeug, um den Motorraum vom Fahrgastraum zu trennen,

U ²"

Claims

Patentansprüche:

1. Hochtemperaturbeständiges, zusammenpreßbares Folienmaterial einer Dicke von 0,025 bis 25,4 mm mit einem vernetzbaren Elastomeren aus der Gruppe Synthesekautschuk und Naturkautschuk mit einem Gehalt an konjugierten ungesättigten Monomeren als Bindemittel und hochtemperaturbeständigen anorganischen Stapelfasern, gekennzeichnet durch

a) 8 bis 65 Gew.-* Bindemittel, das aus dem vernetzbaren Elastomeren und einem damit in einer Menge von 2 bis 15 Gew.-9s copolymerisierten Sllankuppler besteht,

b) ein Vernetzungsmittel für das Elastomere

c) 15 bis 70 Gew.-* eines anorganischen teilchenförmigen Füllstoffes, der chemisch modifiziert worden ist, so daß er mit dem vernetzbaren Elastomeren reagiert, und

d) 15 bis 50 Gew.-% hochtemperaturbeständige Nlcht-Asbest-Stapelfasern,