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Angesichts steigenden wirtschaftlichen Druckes und zunehmender Umweltaspekte gewinnt die Modifizierung von Standard- und technischen Kunststoffen an Bedeutung. Kunststoff-Compounds für die Spritzguss- und Extrusionsverarbeitung lassen sich anforderungsgerecht mit gewünschtem Preis-Leistungs-Verhältnis und umweltpolitischen Vorgaben „maßschneidern“.
Anknüpfend an unsere erfolgreiche Veranstaltung „Maßgeschneiderte Thermoplaste für Spritzguss und Extrusion“ vom Februar 2015 stellen auch dieses Jahr wieder Experten aus Forschung und Industrie unter diesem Motto innovative Lösungen für die Modifizierung von Kunststoffen und Formteilen vor. Der Schwerpunkt der Veranstaltung liegt diesmal auf Füllstoffen und Additiven.

Die Veranstaltung gibt praxisnah einen Überblick über neueste Möglichkeiten des Flammschutzes, die Herstellung und Verarbeitung hochgefüllter Compounds, Additivkonzepte für hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit, die Anwendung leitfähiger Compounds für elektronische Bauteile, mineralische funktionelle Füllstoffe sowie nanoskalige Füllstoffe und Dispergierhilfsmittel zu deren effizienter Einarbeitung und Verteilung in Kunststoffe. 

Veranstaltungsablauf

10:00 Uhr

„Halogenfrei flammgeschützte Polyolefincompounds“, Jan Stadermann, GRAFE Color Batch GmbH

10:30 Uhr

„Aluminiumhydroxid und Magnesiumhydroxid - Umweltfreundliche mineralische Flammschutzmittel für Kunststoffe“, Thomas Dittmar, Martinswerk GmbH

11:00 Uhr

Verstärkende und Barriere-Füllstoffe für Polypropylen-Compounds und deren Dispergierung mit Hilfe von funktionalisierten Polymeren ", Jochen Wilms, BYK-Chemie GmbH

11:30 Uhr

„Funktionelle Füll- und Verstärkungsstoffe aus der Welt der Mineralien“, Adrian Zanki, BASSERMANN minerals GmbH & Co. KG

12:00 Uhr

Imbiss

12:30 Uhr

„Funktionale Polymercompounds als Metallersatz – leitfähig, leicht & korrosionsstabil“, Marco Grundler, ZBT GmbH – Zentrum für BrennstoffzellenTechnik

13:00 Uhr

„Additivkonzepte für Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit in Polymeren“, Klaus Rathberger, GEORG H. LUH GMBH

13:30 Uhr

Compound für die MID-Laser-Direktstrukturierung ohne Galvanik – Erzeugung elektrischer Leiterbahnen auf Spritzgussbauteilen", Peter Putsch, Exipnos GmbH

14:00 Uhr

Veranstaltungsende 

Die Vorträge

Herr Dr. Stadermann berichtet über zwei Neuentwicklungen der Firma GRAFE Color Batch GmbH auf dem Gebiet der flammgeschützten Polyolefine. Im Bereich der flammgeschützten Kunststoffe zeigen die Entwicklungen der letzten Jahre einen deutlichen Trend zu halogenfreien Lösungen. In dem Zusammenhang werden die Mechanismen klassischer Flammschutzadditive denen halogenfreier Varianten gegenübergestellt und die Herausforderungen bei der Entwicklung halogenfreier Flammschutzcompounds abgeleitet. Resultierende Vor- und Nachteile halogenhaltiger und halogenfreier Flammschutzlösungen werden am Beispiel von neu entwickelten Polyolefincompounds diskutiert.

Herr Dr. Dittmar berichtet über mineralische Flammschutzmittel auf Basis von Aluminiumhydroxid (ATH) und Magnesiumhydroxid (MDH). Die beiden Flammschutzmittel MARTINAL und MAGNIFIN wirken auf Grund ihrer endothermen Zersetzung in die entsprechenden Metalloxide und Wasserdampf. Ihr hauptsächlicher Unterschied liegt in ihrer Zersetzungstemperatur: Aluminiumhydroxid beginnt bei ca. 200° C, Wasser abzuspalten, während Magnesiumhydroxid erst bei ca. 300° C zerfällt. Abhängig von der Anwendung und des Kunststofftyps werden ATH und MDH mit verschiedenen Korngrößen bzw. unterschiedlichen spezifischen Oberflächen eingesetzt. Für bestimmte Formulierungen werden auch Oberflächen modifizierte Produkte empfohlen, um die Compoundeigenschaften zu verbessern. Wichtige Anwendungsgebiete sind Kabel, Isolierschäume, GFK, Folien, Fußböden und andere.

Herr Wilms berichtet über nanoskalige Füllstoffe und Dispergierhilfsmittel für deren Einarbeitung in Kunststoffe. Füllstoffe auf Basis von Tonerden zeigen in thermoplastischen Compounds interessante Eigenschaften. Je nach Zusammensetzung können diese Füllstoffe die Barriere-Eigenschaften oder Mechanik von Kunststoffen deutlich verbessern. Es hat sich gezeigt, dass die Verwendung von funktionalisierten Polymeren als Dispergier-Additive in solchen Systemen erheblich zu einer Verbesserung der Wirkung der Tonerde basierten Füllstoffe beiträgt.

Herr Zanki gibt in seinem Vortrag einen Überblick über die gängigen und bewährten Mineralien und stellt  Neuentwicklungen vor. Mineralien bietet hinsichtlich Zusammensetzung und Form eine beachtliche Vielfalt. Sie bringen von Hause aus besondere Eigenschaften mit, die durch zusätzliche Aufbereitungsschritte noch variiert oder optimiert werden können.  Das können Eigenschaften sein hinsichtlich der Form (plättchenförmig, korpuskular, nadelförmig etc.), der Mineralogie (beeinflusst Verträglichkeit mit der Polymermatrix, chemische oder thermische Beständigkeiten, Eigenfarbe, Dichte, Härte etc.)  oder auch der Korngröße. Von nanoskalig bis in den Millimeterbereich, von leicht bis schwer, von hell bis dunkel, von hart bis weich, von thermisch isolierend bis thermisch leitfähig - sehr vieles ist möglich. Die Einflüsse der jeweiligen Füllstoffe auf die Polymereigenschaften werden beschrieben.

Herr Grundler berichtet in seinem Beitrag über Herstellung und Anwendung hochgefüllter elektrisch und thermisch leitfähiger Polymere. Die Herstellung erfolgt vorzugsweise am Doppelschnecken- und Ringextruder, die Weiterverarbeitung mittels Spritzgießen. Herr Grundler stellt mit der FFolien- und Plattenextrusion ein innovatives Verarbeitungsverfahren vor und geht insbesondere auf die Anwendung für Brennstoffzellen ein. Neben der Anwendung in Brennstoffzellen finden die entwickelten leitfähigen Kunststoffmaterialien auch als Elektrodenplatten in Batterien, als Heat-Sink-Bauteil zur Wärmeabfuhr, als Widerstandsheizelement, oder in Brandschutz-Applikationen Verwendung.

Herr Rathberger berichtet über Additivkonzepte für elektrische und thermische Leitfähigkeit in Kunststoffen. Antistatische, elektrisch leitfähige und thermisch leitfähige Kunststoffe spielen in technischen Anwendungen eine immer größere Rolle. Graphit, Ruß, Bornitrid und das neu entdeckte Wundermaterial Graphen können jeweils in unterschiedlichen Anwendungen interessante Additivkonzepte darstellen um zu optimalen Ergebnissen zu gelangen.

Herr Putsch stellt in seinem Vortrag ein neuartiges Compound auf der Basis von Polypropylen mit Kohlenstoffnanoröhrchen vor, das die Erzeugung von Leiterbahnen auf spritzgegossenen Schaltungsträgern ausschließlich durch anschließende Laserbearbeitung ohne weitere Galvanik ermöglicht. Dieses Vorgehen verkürzt die bisherigen Prozessketten erheblich und verspricht somit eine schnellere und kostengünstigere Herstellung der Schaltungsträger. Die Ergebnisse zeigen, dass mit dem neuen Verfahren ähnliche Leitfähigkeitswerte erreicht werden können wie bei konventionellen, leitfähigen Compounds auf der Basis von elektrisch leitfähigem Ruß. Eine erste Applikation wird vorgestellt, die das Anwendungspotenzial des neuen Verfahrens zeigt.

Die Referenten

Herr Dr. Jan Stadermann promovierte nach erfolgreichem Chemiestudium an der Friedrich-Schiller-Universität Jena und einem Auslandspraktikum in San Sebastian, Spanien, am Leibniz-Institut für Polymerforschung in Dresden. Seit 2011 ist er bei der GRAFE Color Batch GmbH als Leiter Entwicklung Non Color und Technischer Assistent der Geschäftsleitung tätig.

Herr Dr. Thomas Dittmar hat Chemie studiert und 1995 seine Doktorarbeit abgeschlossen. Nach einer Tätigkeit im Entwicklungbereich innerhalb der Reibbelagindustrie hat er 2001 als Anwendungstechniker - zuständig für mineralische Flammschutzmittel - im Martinswerk begonnen. Dort ist er seit 14 Jahren für die technische Kundenbetreuung im Bereich Flammschutzmittel verantwortlich und arbeitet auch an Produktweiterentwicklungen sowie anwendungstechnischen Projekten.

Herr Jochen Wilms absolvierte nach einer Ausbildung zum Chemielaboranten bei der Bayer AG ein Chemiestudium an der FH Niederrhein in Krefeld. Im Anschluss daran folgte eine 6 jährige Tätigkeit als Anwendungstechniker bei der Martinswerk GmbH, einem Hersteller von halogenfreien Flammschutzmittel auf Basis von Aluminium- und Magnesiumhydroxid für die Kunststoffindustrie. Seit 1996 ist er in verschiedenen Funktionen im ALTANA Konzern tätig, seit 2011 verantwortlich als „Global Head of Enduse Thermoplastics“ für das technische Marketing der BYK-Aktivitäten im Thermoplast-Bereich.

Herr Adrian Zanki studierte Maschinenbau an der TH Karlsruhe. Er verfügt über langjährige anwendungstechnische Erfahrungen, die er unter anderem in über 13 jähriger Tätigkeit als Technischer Leiter bei der Bada AG, einem Compoundeur für technische Thermoplaste, insbesondere Polyamid, PBT, ABS und thermoplastische Elastomer, sammeln konnte. Schwerpunkte seiner Tätigkeit lagen in der Rezepturentwicklung, Laborprüfungen, Anwendungstechnik, Produktion, und Qualitätsmanagement. Seit über 4 Jahren leitet er bei Bassermann  minerals, einer 100%igen Tochter von Stockmeier Chemie, den Geschäftsbereich für Mineralische und funktionelle Füll- und Verstärkungsstoffe.

Herr Marco Grundler verfügt über einen Studienabschluss als Diplom-Ingenieur für Maschinen- und Anlagenbau sowie einen Bachelorabschluss für Wirtschaftsingenieurwesen. Seit 2008 arbeitet Herr Grundler am Zentrum für BrennstoffzellenTechnik in Duisburg an der Materialentwicklung elektrisch und thermisch hochleitfähiger Compoundformulierungen für beispielsweise Bipolarplatten in PEM-Brennstoffzellen. Seit 2011 ist er als Gruppenleiter für die Entwicklungen und Arbeiten im Extrusions- Technikum des ZBT verantwortlich.

Herr Klaus Rathberger ist seit mehr als 15 Jahren im Bereich mineralische Industrierohstoffe tätig. Nach seinem naturwissenschaftlichen Studium war er in Sales und Marketing in unterschiedlichen Positionen tätig, unter anderem bei der Graphit Kropfmühl AG. Seit acht Jahren ist er Geschäftsführer der Georg H. LUH GmbH, einem der führenden europäischen Lieferanten von Naturgraphit und Glimmer.

Herr Peter Putsch ist seit 1981 in der Putsch GmbH in Nürnberg (gegründet 1922) tätig und seit 1994 für die Technik und den Aufbau der Compoundierung und des Geschäftsfeldes Automobil zuständig. Seit 2007 ist er alleiniger Geschäftsführer der Fa. Putsch GmbH und betreibt seit 2009 mit der Exipnos GmbH ein Entwicklungstechnikum in Schkopau, Sachsen-Anhalt. Im Jahr 2011 übersiedelte er in das nahe Schkopau gelegene Merseburg, wo er auf über 3000 qm eine Entwicklungs- und Produktionsstätte betreibt.