DD258778A1 - Verfahren zur herstellung von verbunden - Google Patents

Abstract

Es sollen Verbunde aus Thermoplasten, insbesondere Polyolefinen, und haertbaren Polymerisaten, insbesondere substituierten Polyacrylsaeureestern, mit hoher Langzeitfestigkeit und Feuchtigkeitsbestaendigkeit hergestellt werden. Erfindungsgemaess wird in den Thermoplast ein Vorpolymerisat oder eine Komponente des haertbaren Polymerisates oder eine mit dem haertbaren Polymerisat reaktionsfaehige Verbindung homogen eingearbeitet und die Verbundbildung mit dem haertbaren Polymerisat durch Aushaerten des Polymerisates an der Grenzflaeche des Thermoplastcompounds, gegebenenfalls bei erhoehter Temperatur und mit Druck, durchgefuehrt. Die Erfindung findet Anwendung zur Herstellung von flaechigen Verbunden aus Thermoplasten und haertbaren Polymerisaten.

Description

Das Vorpolymerisat, die Komponente des härtbaren Polymerisates oder die reaktionsfähige Verbindung werden nach bekannten Verfahren mittels Extruder oder Kneter in den Thermoplast eingearbeitet und liegen danach in Form eines organischen Füllstoffes vor. Der entstandene Compound ist als Thermoplast zu Halbzeugen verarbeitbar und kann in dieser Form mit dem härtbaren Polymerisat ggfs. unter Druck- und Wärmeeinwirkung zu einem flächigen Verbund umgesetzt werden. Das Verfahren dient dazu, Thermoplaste, die mittels anderer Fügeverfahren schlecht zu verbinden sind, mit härtbaren Polymerisaten zu kombinieren. Dies trifft vor allem auf die unpölaren Polyolefine zu. Als härtbare Polymerisate kommen insbesondere substituierte Polyacrylsäureester in Betracht, das Verfahren ist jedoch auch anwendbar auf Polyurethane, Epoxidharze und Polyester. Polystyren ist eine mit dem härtbaren Polymerisat reaktionsfähige Verbindung und zur Verbundherstellung mit substituierten Polyacrylsäureestern geeignet. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Verbünde aus Thermoplast und Polymethylmethacrylat erhalten, die über eine hohe Langzeitfestigkeit und hohe Feuchtigkeitsbeständigkeit verfugen. Das Verfahren erschließt neue Einsatzgebiete für die genannten Werkstoffkombinationen.

Ausführungsbeispiele Beispiel 1

Über einen Laborkneter mit einer 400-ml-Knetkammer werden in ein Ethylen-Vinylacetat-Copoiymeres mit 33 Ma.-% Vinylacetat bei einer Temperatur von 403 K und einer Knetzeit von 20 min 10 Ma.-% eines Methylmethacrylat-Vorpolymerisates eingearbeitet. Das Vorpolymerisat liegt danach homogen verteilt in Form eines organischen Füllstoffs vor. Aus diesem Compound wird auf einer Laborklebepresse bei 423 K eine 4-mm-Piatte gepreßt. Diese Platte wird oberflächlich angeschliffen und auf den Boden einer Küvette gelegt. Darauf wird mit Monomer angeteigtes Vorpolymerisat gestopft, 20 min unter einer Spindelpresse unter Druck (0,5MPa) gehalten, anschließend unter einen Küvettenbügel gespannt (Druck 0,3MPa) und das Acrylsäureestervor'polymerisat im Langzeittieftemperaturverfahren über 17 Stunden bei einer Temperatur von 348K ausgehärtet. Nach Abkühlung und Ausbettung wird der Verbund an der Grenzfläche bis auf einen 10 mm breiten Reststreifen mittels eines Schneidwerkzeuges getrennt und in der Zugprüfmaschine auf Trennfestigkeit untersucht. Es tritt hierbei ein Materialriß im Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren auf, d. h., die Verbundfestigkeit übersteigt die Materialfestigkeit.

Beispie! 2

Nach der Verfahrensweise von Beispiel 1 werden in ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymeres mit 33 Ma.-% Vinylacetat 7,5 Ma.-.% Polystyrenpulver eingearbeitet. Die Herstellung einer 4-mm-Platte und die Verbundbildung mit dem Acrylsäureestervorpolymerisat erfolgen gemäß Beispiel 1. Auch in diesem Fall wird bei der Prüfung der Trennfestigkeit ein Riß in der Ethylen-Vinylacetat-Copolymerschicht festgestellt.

Beispiel 3

Aus einem Thermoplastcompound, bestehend aus Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat mit 33Ma.-% Vinylacetat und 10Ma.-% Methylmethacrylatvorpolymerisat, wird über eine Laborklebepresse eine 200^m dicke Folie hergestellt. Diese Folie wird oberflächlich angerauht. Auf den Boden einer Küvette werden eine 4 mm dicke Platte aus reinem Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat mit 33 Ma.-% Vinylacetat und darüber die angerauhte Compoundfolie gelegt, darauf wird mit Methylmethacrylat angeteigtes Vorpolymerisat gestopft. Die Aushärtung und Ausprüfung erfolgten analog Beispiel 1. Bei der Prüfung der Trennfestigkeit tritt ein Materialriß im Ethylen-Vinylacetat-Copolyme.risat ein, d.h. die Verbundfestigkeit übersteigt die Materialfestigkeit.

Vergleichsbeispie! ·

Eine 4-mm-Platte aus einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren mit33Ma.-%Vinylacetat-Gehaltwird oberflächlich angeschliffen und auf den Boden einer Küvette gelegt. Die weitere Behandlung mit Acrylsäureestervorpolymerisat erfolgt gemäß Beispiel 1. Nach Abkühlung und Ausbettung läßt sich das Ethylen-Vinylacetat-Copolymere von der Polyacrylsäureesteroberfläche ablösen. Es erfolgte keine Verbundbildung.

Beispiel 4

In ein Ethylen-Vinyiacetat-Copolymeres mit 33 Ma.-% Vinylacetat werden bei einer Temperatur von 403 K über einen Laborkneter durch 20minütiges Kneten 10Ma.-% eines niedermolekularen Dian-Epoxidharzes eingearbeitet. Anschließend wird aus dem so gewonnen Compound auf einer Laborklebepresse bei 423K eine 4-mm-Platte gepreßt und daraus ein Prüfkörper der Abmessungen 100 x 20mm geschnitten. In eine vorbereitete Asiette aus Aluminiumfolie mit einer Grundfläche von 100 x 20 mm wird das mit Härter Dipropylentriamin im Verhältnis 100:11 angerührte Epoxidharz mit einer Schichtdicke von etwa 4mm eingegossen und anschließend der geschnittene Prüfkörper aus dem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer/Epoxidharz-Compound darübergelegt. Die Asiette wird im Trockenschrank 2 Stunden auf 363 K erhitzt zur Aushärtung" des Epoxidharzes. Der entstandene Verbundkörper wird nach der Entformung. gemäß Beispiel 1 für die Prüfung der Schälfestigkeit vorbereitet. Beim Schälversuch ergibt sich ein Materialriß in der Ethylen-Vinylacetat-Copolymerschicht.

Beispiel 5

Es werden 15 Ma.-% eines mittelmolekularen mit Härter Dicyandiamid präkondensierten pulverförmigen Dian-Epoxidharzes in ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymeres mit 33 Ma.-% Vinylacetatgehalt eingearbeitet. Aus diesem Compound wird eine 4mm dicke Platte gepreßt und ein Prüfkörper der Abmessung 100 : 20mm geschnitten. In eine Asiette aus Aluminiumfolie mit einer Grundfläche 100 χ 20mm wird eine ca. 4mm dicke Schicht des mittelmolekularen präkondensierten Dian-Epoxidharzes eingebracht und darauf der Prüfkörper aus dem Compound gelegt. Die Aushärtung erfolgt durch eine 2stündige Erwärmung auf 403 K. Die Prüfung der Schälfestigkeit ergibt einen Bruch in der Epoxidharzschicht.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von Verbunden aus Thermoplasten, vorzugsweise Polyolefinen, und härtbaren Polymerisaten, vorzugsweise substituierten Polyacrylsäureestern, dadurch gekennzeichnet, daß in den Thermoplast ein Vorpolymerisat oder eine Komponente des härtbaren Polymerisates oder eine mit dem härtbaren Polymerisat reaktionsfähige Verbindung eingearbeitet wird und die Verbundbildung mit dem härtbaren Polymerisat durch Aushärten des Polymerisates an der Grenzfläche des Thermoplastcompounds, gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur und mit Druck, durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Thermoplast 5 bis 20Ma.-%, vorzugsweise 7,5 bis 15Ma.-%, des Vorpolymerisates oder einer Komponente des härtbaren Polymerisates oder einer mit dem härtbaren Polymerisat reaktionsfähigen Verbindung eingearbeitet worden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aushärtung bei Temperaturen von 343 bis 423 K durchgeführt wird."

4. Verfahren.nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der compoundierte Thermoplast als . Folie zur Verbundbildung von Thermoplast mit härtbarem Polymerisat eingesetzt wird.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verbunden aus Thermoplasten, insbesondere Polyolefinen, und härtbaren Polymerisaten, insbesondere substituierten Polyacrylsäureestern.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Festhaftende, feuchtigkeitsbeständige Verbünde verschiedener Thermoplaste, insbesondere unpolarer Polyolefine, mit härtbaren Polymerisaten lassen sich bisher nicht herstellen. Zur Verbesserung der Haftfestigkeit und Langzeitbeständigkeit werden verschiedene Verfahren angewendet, um die Polarität der Oberfläche von Polyolefinen zu erhöhen, z. B. Beflammen, Coronaentladung, UV-Bestrahlung, Pfropfcopolymerisation, LASER-Bestrahlung, Plasma-Verfahren (Gummi, Asbest, Kunststoffe 29 [1976] 11,744-763; Adhäsion 20 [1976] 12., 344-346; Adhäsion 22 [1978] 12,392-395; Adhäsion 27 [1983] 1,6-11; DE-OS 2436533). Eine hohe Verbundfestigkeit und Langzeitbeständigkeit, die in den Bereich der Substratfestigkeit gelangt, ist damit jedoch nicht zu erzielen. Die Vorbehandlung der Oberfläche ist zudem nur einen bestimmten Zeitraum wirksam, d.h., sie sollte am günstigsten unmittelbar vor der Verbundherstellung erfolgen. Die Verwendung verschiedener Haftvermittler (DE-OS 2239067, DE-OS 3243318, DE-OS 3343779) bringt eine deutliche Erhöhung der Haftfestigkeit, aber nicht die für viele Einsatzzwecke geforderte Verteundfestigkeit. Nach DD-PS 112140 ist es bekannt, Polyolefine mittels Schmelzklebstoffen zu verkleben, die in Form einer Lösung auf die Polyolefinoberfläche aufgebracht und anschließend reaktiviert werden. Nach DD-PS 237112 ist es bekannt, Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat mit Polyacrylsäureestern mit Hilfe einer Haftverbinderfolie aus Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat zu verbinden. Auch diese Verfahren liefern keine Verbünde, die einer längeren Einwirkung von Feuchtigkeit an der Grenzfläche widerstehen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Langzeitfestigkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit von Verbunden aus Thermoplasten und wärmehärtenden Plasten, insbesondere Polymerisationsprodukten substituierter Acrylsäureester, zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, welches es gestattet, einen permanent feuchtigkeits- und alterungsbeständigen flächigen Verbund zwischen einem Thermoplast und härtbaren Polymeren herzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung von Verbunden aus Thermoplasten, vorzugsweise Polyolefinen, und härtbaren Polymerisaten, vorzugsweise substituierten Polyacrylsäureestern, gelöst, wobei erfindungsgemäß in den Thermoplast ein Vorpolymerisat oder eine Komponente des härtbaren Polymerisates oder eine mit dem härtbaren-Polymerisat reaktionsfähige Verbindung eingearbeitet wird und die Verbundbildung mit dem härtbaren Polymerisat durch Aushärten des Polymerisates an der Grenze des Thermoplastcompounds, gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur und mit Druck, durchgeführt wird. Vorteilhafterweise werden in den Thermoplast 5 bis 20 Ma.-%, vorzugsweise 7,5 bis 15Ma.-%, des Vorpolymerisates oder einer Komponente des härtbaren Polymerisates oder einer mit dem härtbaren Polymerisat reaktionsfähigen Verbindung eingearbeitet. Die Aushärtung wird mit Vorteil bei Temperaturen von 343 bis 423K durchgeführt. Mit besonderem Vorteil wird der compoundierte Thermoplast als Folie zur Verbundbildung von Thermoplast mit härtbarem Polymerisat eingesetzt. Das härtbare Polymerisat kann als Klebstoff zur Verbundbildung von Polyolefinen mit'anderen Substraten, wie Metallen, Holz, Beton oder Glas, eingesetzt werden.