DE2418301A1

DE2418301A1 - Beschichteter gegenstand

Info

Publication number: DE2418301A1
Application number: DE19742418301
Authority: DE
Inventors: Terence King; John Brewster Rose
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1973-04-16
Filing date: 1974-04-16
Publication date: 1974-10-31
Also published as: NL7405092A; JPS5040700A; CA1013626A; AU6785374A; JPS558351B2; FR2225489B1; GB1415778A; HK51876A; NL180600B; BE813777A; ES425346A1; IT1009860B; FR2225489A1; DE2418301C2; NL180600C

Description

PATENTANWALTSBÜRO TlEDTKE - BoHLlNG " KlNNE

TEL. (089) 53 96 53-56 TELEX: 524845 tipat CABLE ADDRESS: Germaniapatent München

8000 München 2

Bavariaring 4

Postfach 202403 ' ¹⁶ · ^AP^{ril 1974}

B 5956

Imperial Chemical Industries Limited London / England

Beschichteter Gegenstand

üie Erfindung betrifft beschichtete Gegenstände, insbesondere Körper, die mit aromatischen Polymeren mit erhöhtem Molekulargewicht beschichtet sind.

Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Körper geschaffen, der mit einem aromatischen Polysulfon beschichtet ist, dessen Molekulargewicht durcn Erhitzen des mit einem thermoplastischen aromatischen Polysulfon beschichteten Körpers auf eine Temperatur von 330 bis 45O⁰C, vorzugsweise 350 bis 45O⁰C, in

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Deutsche Bank (MQnchen) Kto. 51/61 070 " Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 Postscheck (München) Kto. 670 43-804

Gegenwart von Sauerstoff erhöht worden ist, \vobei das thermoplastische aromatische Polysulfon eine reduzierte Viskosität von wenigstens 0,3 (gemessen bei 25⁰C an einer Lösung von Ig Polymerisat in 100 cm Lösung mit Dimethylformamid als Lösungsmittel) hat und wenigstens 0,2 aromatisch gebundene Hydroxylgruppen je 100 sich wiederholende Polymerisateinheiten enthält. Die Anzahl der aromatisch gebundenen Hydroxylgruppen auf 100 sich wiederholende Polymereinheiten in dem aromatischen Polysulfon beträgt vorzugsweise mehr als 0,5 (zweckmäßgerweise mehr als 1,0) und zweckmäßigerweise nicht mehr als 3,5 (vorzugsweise nicht mehr als 3,0).

Der für die Molekulargewichtserhöhung erforderliche Sauerstoff kann gasförmiger Sauerstoff sein, der alleine oder in Mischung mit einem anderen Gas, z.B. Stickstoff, Argon oder als Luft eingesetzt werden kann, und wird ζweckmäßigerweise unter atmosphärem Druck verwendet, oder er kann chemisch in situ aus Mischungen des Polysulfons mit Verbindungen, die bei 3 30 bis 450⁰C Sauerstoff bilden, erzeugt werden.

Das thermoplastische aromatische Polysulfon mit aromatisch gebundenen Hydroxylgruppen kann aus Produkten, die in den GB-PSen 1 153 035, 1 153 528, 1 177 183, 1 234 301 und'1 298 821

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beschrieben sind, durch Ansäuern der anionischen Sauerstoffgruppen hergestellt werden. Alternativ kann man ein aromatisches Polysulfon mit überwiegenden Hydroxy-Gruppen durch Umsetzung eines zweiwertigen Phenols (oder dessen Alkalimetalldoppel salz) mit einer dihalogenbenzolischen Verbindung erhalten, wie es in den GB-PSen 1 136 766 und insbesondere 1 078 234 und 1 133 561 beschreiben und beansprucht ist, vorausgesetzt, daß das Alkalimetalldoppelsalz des zweiwertigen Phenols im Überschuß vorliegt und an die Polymerisationsreaktion sich die Ansäüerung anschließt. Kin zweiwertiges Phenol kann anstelle seines Alkalimetalldoppelsalzes eingesetzt werden, wenn die Kondensation in Gegenwart von Alkalimetallkarbonat entsprechend der GB-PS 1 264 900 und der kanadischen Patentschrift 847 963 oder in Gegenwart von Kaliumfluor id erfolgt. Das gewünschte Polysulfon kann man auch durch Selbstkondensation eines Alkalimetallsalzes eines Halogenophenylsulfonylphenols entsprechend den GB-PSen 1 153 035, 1 153 528, 1 177 183, 1 234 381 und 1 298 821 in Gegenwart einer kleineren Menge eines Alkalimetalldoppelsalzes eines zweiwertigen Phenols mit anschließender Ansäuerung erhalten. Bevorzugt werden Polyr mere mit überwiegenden Hydroxyl-undgruppen auf der Basis von sich wiederholenden Einheiten der Formel I oder II entweder alleine oder in Kombination miteinander und/oder mit bis zu 801 Einheiten der Formel III,

¹¹

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III

oder auf Basis von sich wiederholenden Einheiten der Formel IV

in der die Wasserstoffatome des aromatischen Rings wahlweise durch reaktionsträge Atome oder Gruppen substituiert sein köni\en.

Die Polymerisate können mit üblichen Zusatzstoffen, wie z.B. Füllstoffen, Pigmenten, Stabilisatoren, Verarbeitungshilfsmitteln und Schmiermitteln gemischt werden.

Die oben genannten aromatischen Polysulfone können in Abwesenheit von Sauerstoff im warmen Zustand verformt werden, z.B. durch Preßformen, Spritzgießen und Strangpressen, in geformte Körper, wie z.B. Platten, Folien, Röhren, Stäbe und Preßteile. Die Polymerisate könnenauch aus Lösung zu Folien vergossen werden. Ein besonderes Anwendungsgebiet für die Polymerisate

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ist ihre Verwendung als Beschichtungs-oder Klebmittel entsprechend der Beschreibung der niederländischen Patentanmeldung 71 08260. Die Haftung und Klebfähigkeit an Metall- und Glassubstraten ist besonders fest.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß die Erhitzung der oben genannten polymeren Materialien in Gegenwart von Sauerstoff, vorzugsweise als Luft, bei Temperaturen von bis 450 C für einen Zeitraum von wenigstens 10 Minuten, vorzugsweise 15 bis 60 Minuten, zu einem Anstieg des Molekulargewichtes führt. Der Anstieg des Molekulargewichtes zeigt sich durch einen erhöhten Erweichungspunkt und/oder abnehmende Löslichkeit in inerten, dipolaren, aprotischen Lösungsmitteln, wie z.B. Dimethylformamid. Da der Molekulargewichtsanstieg mit der Anwesenheit von Sauerstoff verbunden ist, hängt die Menge an Polymerisat bei einer gegebenen Form, die einen solchen Molekulargewichtsanstieg zeigt, bei gasförmigem Sauerstoff von der Dicke, der Form und der Erhitzungsdauer ab. Ein dünner Film wird unterdiesen Umständen einen vollständigeren und homogeneren Molekulargewichtsanstieg zeigen als eine dicke Beschichtung, wenn man identische Erhitzungszeiten und identische Erhitzungsbedingungen annimmt.

Diese unerwartete Feststellung gestattet es, die Polymere auf Anwendungsgebieten einzusetzen, wo noch bessere Eigenschaften erforderlich sind, z.B. Beständigkeit gegenüber hohen Umgebungstemperaturen von z.B. 250 C, Lösungsmitteln. Das Sub-

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strat für die Beschichtung kann eine Folie sein, z.B. eine Metallfolie, ein Draht oder ein Formkörper, z.B. aus Metall, wie z.B. elektrische Bauteile, oder ein Gegenstand, dessen Aussehen verbessert werden soll, z.B. Metallrohrmaterial, Kochgeräte, oder ein Gegenstand aus glasartigem Material, z.B. Glas, Keramik, Geschirrporzellan oder Porzellan, oder Körper aus wärmehärtbaren oder bei hoher Temperatur thermoplastischen Materialien. Besondere Anwendungen sind elektrische Bauteile, wie z.B. Dielektrika für Kapazitäten, beschichtete Isolatoren und Spulenformgeräte, Hochtemperaturkleber und Drahtisoliermaterial.

Der beschichtete Gegenstand der Erfindung kann beispielsweise hergestellt werden durch Pulverbeschichtung oder Beschichten, Tauchen oder Streichen des Artikels mit einer Lösung des thermoplastischen aromatischen Polysulfons in einem inerten Lösungsmittel, z.B. Dimethylformamid, oder vorzugsweise in einem Lösungsmittelsystem, das beispielsweise eine Lösung mit langer Standzeit ergibt.

Der beschichtete Gegenstand wird dann getrocknet, zweckmäßigerweise in einem Luftofen bei Temperaturen bis zu 15O⁰C, und dann erhitzt, um den mit aromatischem Polysulfon erhöhten Molekulargewichts beschichteten Gegenstand entsprechend der vorliegenden Erfindung zu bilden.

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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden IO bis 90 Gew.-°6 wenigstens eines thermoplastischen aromatischen Polysulfons mit einer reduzierten Viskosität von wenigstens O,3lernessen bei 25⁰C an einer Lösung von 1g Polymer in

-3

100 cm Lösung mit Dimethylformamid als Lösungsmittel) und einem Gehalt von wenigstens 0,2 aromatisch gebundenen Hydroxylgruppen auf 100 sich wiederholende Polymereinheiten vor der Erhitzung in Gegenwart von Sauerstoff mit 90 bis 10 Gew.-I wenigstens eines Fluorkohlenwasserstoffpolymers gemischt. Bei dieser weiteren Ausführungsform der Erfindung erhält man demgemäß einen Gegenstand, der mit einer Masse beschichtet ist, die sich durch Erhitzen einer Mischung aus (a) 10 bis 90 Gew.-I wenigstens ei-. nes thermoplastischen aromatischen Polysulfons mit einer reduzierten Viskosität von wenigstens 0,3 (gemessen bei 25⁰C in einer Lösung von 1g Polymer in 100 cm Lösung mit Dimethylformamid als Lösungsmittel) und mit einem Gehalt von wenigstens 0,2 aromatisch gebundenen Hydroxylgruppen auf 100 sich wiederholende Polymereinheiten und (b) 90 bis 10 Gew.-°s wenigstens eines Fluorkohlenstoffpolymers bei einer Temperatur von 330 bis 45O⁰C in Gegenwart von Sauerstoff ergibt. Die Masse enthaält 10 bis 90 Gew.-I des thermoplastischen aromatischen Polysulfons, vorzugsweise mehr als 15 und weniger als 85%, insbesondere weniger als 6O^?o.

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Unter die Fluorkohlenstoffpolymere fallen Polytetrafluoräthylen (PTFE) und Copolymere aus Tetrafluoräthylen mit bis zu 15 Gew.-% anderer Monomere, wie Äthylen, Vinylchlorid und Hexafluorpropen . Bevorzugte Fluorkohlenstoffpolymere sind Polytetrafluoräthylen und Copolymere aus Tetrafluoräthylen mit bis zu 5 Gew.~%-, insbesondere 0,05 bis 2 Gew.-\ anderer Monomere, wie Äthylen, Vinylchlorid und Hexafluorpropen.

Die BeSchichtungsmassen können hergestellt werden beispielsweise durch Pulvermischung oder durch Schmelzen des PoIysulfons mit Fluorkohlenstoffpolymer-Pulver oder durch Zusatz des Fluorkohlenstoffpolymer-Pulvers zu einer Lösung von Polysulfon unter Bildung einer Dispersion, oder durch Mischen wässriger oder organischer Dispersionen oder Polysulfons und Fluorkohlenstoffpolymers. Am besten wird die Beschichtungsmasse als Dispersion zubereitet. Die Lösung des Polysulfons kann in irgendeinem geeigneten Lösungsmittel hergestellt werden, wie z.B. Dimethylformamid, Dialkyl- oder Diarylsulfone und -sulfoxyde einschließlich 1,1-Dioxothiolan (Sulfolan). Eine wässrige Polysulfon-Dispersion kann beispielsweise hergestellt werden durch Vermählen von Polysulfonpulver oder -granulat mit Wasser in Gegenwart eines Emulgators in einer Kugelmühle oder durch Fällung aus der Lösung, vorzugsweise aus verdünnter Lösung. Das Vermählen in Gegenwart von Wasser in einer Kugelmühle

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wird bevorzugt, weil die Lösungsmittelentfernung erforderlich und die sich ergebende Teilchengröße kleiner ist.

Die Massen können daher unter Verwendung einer Dispersion des Fluorkohlenstoffpolymers in Wasser hergestellt werden, die durch ein Polymerisationsverfahren in einer wässrigen Form des Polymers in einem wässrigen Medium gebildet werden kann.

Bei der Darstellung wässriger PTFE-Dispersionen durch ein wässriges Polymerisationsverfahren wird das Tetrafluoräthy-. len normalerweise in Gegenwart eines Emulgators polymerisiert, beispielsweise nach dem in den GB-PSen 689. 400 und 821 353 beschriebenen Verfahren. Der Emulgator ist vorzugsweise anionischer Art in Form einer fluorierten Carbonsäure-Verbindung, wie z.B.

Ammoniumperfluorooctanoat. Für die erfindungsgemäße Verwendung wird die Dispersion nach der Polymerisation durch ein oberflächenaktives Mittel weiter stabilisiert und erforderlichenfalls konzentriert. Geeignete Stabilisatoren sind nichtionische oberflächenaktive Stoffe, wie polyoxyäthyliertes Octylphenol mit 1 oder 9 bis 10 Molen Äthylenoxyd" je Mol Octylphenol (lieferbar durch Rohm und Haas Company unter der Warenbezeichnung "Triton X 15 bzw. X 100") oder ein oberflächenaktives Mittel (lieferbar durch Rohm und Haas Company unter der Warenbezeichnung "Triton DN 65"), das von den Lieferanten als ein modifizierter , .äthpxylierter, geradkettiger Alkohol beschrieben wird.

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Alternativ können die Polytetrafluoräthylen enthaltenden wässrigen Massen durch Einmischen eines Polytetrafluoräthylen-Pulvers in ein wässriges Medium unter Bildung einer Dispersion hergestellt werden, die dann mit dem Polysulfon oder der Polysulfondispersion gemischt wird. Alternativ können die Massen auch hergestellt werden, in—dem man das Polytetrafluoräthylen direkt in ein das Polysulfon enthaltendes wässriges Medium oder in eine Polysulfon enthaltende Lösung"einmischt. Vor oder gleichzeitig mit dem Mischvorgang kann auch eine geeignete Verteilungsstufe notwendig sein. Das Polytetrafluoräthylen kann in der Form eines Pulvers von Gleitmittelqualität vorliegen. Unter der Bezeichnung "Polytetrafluoräthylenpulver von Gleitmittelqualität" ist ein Polytetrafluoräthylenpulver mit einer mittleren Teilchengröße von weniger als 20 μ (optisch gemessen) zu verstehen, das durch Verfahren mit Feinzerteilung eines hochmolekularen Polytetrafluoräthylens hergestellt wurde.

Beispiele für im Handel erhältliche trockene Gleitmittelpulver sind Fluon L169, L170 und L171, die von der Anmelderin verkauft werden. Fluon Ll70 ist ein leicht zerbröckelndes Polytetrafluoräthylenpulver mit einer mittleren Teilchengröße von 4 u, das zu einer kleine" Teilchengröße (so gering wie 0,1 μ) zerkleinert werden kann, wenn es in verschiedenen Medien z.B. durch einen Mischer mit hoher Scherwirkung verarbeitet wird. Fluon L170 kann daher einem wässrigen Medium zugesetzt und durch Be-

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- ii -

nutzung eines Mischers mit hoher Scherwirkung zerkleinert werden, wobei eine kolloidale Dispersion des Polymers in dem Medium gebildet wird, in dem das Polysulfon schon vorliegt oder dem es" anschließend zugesetzt wird.

Die Substrate, auf welche die Beschichtungsmassen aufgebracht werden, sollten sauber und fettfrei sein und - wenn sie · keine gesinterte Oberfläche haben- vorzugsweise, aufgerauht werden, beispielsweise durch Abschleifen mit Sandstrahlgebläse oder durch Ätzen. Die Beschichtungen können durch irgendeine der üblichen Methoden aufgebracht werden, einschließlich Aufsprühen, Tauchen, Streichen, erforderlichenfalls mit anschließender Trocknung. Die Beschichtung wird dann gesintert, vorzugsweise in Gegenwart von Sauerstoff bei Temperaturen von 3 30 bis 450⁰C, vorzugsweise bei 350 bis UOO⁰C, wenn das Fluorkohlenstoffpolymer ein Polytetrafluoräthylen-Gleitpulver ist, und vorzugsweise bei 380 bis 420⁰C, wenn das zur Herstellung der Masse verwendete Fluorkohlenstoffpolymer in Form einer Dispersion vorliegt.

Die Massen können als Beschichtungen auf eine Vielzahl von Substraten aufgebracht werden, einschließlich solchen aus Glas, z.B. bei nichthaftenden Herdwaren und nichthaftenden Autoklavenauskleidungen; keramischen Stoffen; Verbundoberflächen, wie ein Metall; Metallen; wie Eisenmetallen, z.B. Gußeisen, unlegierter Stahl, Edelstahl, Aluminium und seine Legierungen;

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und Verbundoberflächen, wie Metalle mit einer Verstärkungsbeschichtung, wie z.B. eine aufgesprühte Keramik- und/oder Metallpulver-Beschichtung.

Die Massen sind besonders geeignet für die Beschichtung von Kochgeräten, beispielsweise Bratpfannen, Kochtöpfen und Kuchenformen. sowie für Ofenauskleidungen. Bei der Herstellung von Kochgeräten kann ein Rohkörper beschichtet und dann geformt werden, oder es kann ein schon geformtes Gerät beschichtet werden.

Die Massen können auch verwendet werden, um festsitzende, haftungsarme, geringe Reibung verursachende Beschichtungen auf vielen anderen Gegenständen zu bilden, einschließlich industrieller Arbeitsmaschinen, wie Formen, Walzen, Rührer, Mischer, Schurren, Trichter und Heißversiegelungsbacken, Hausgeräte, wie eiserne ^s°i%)latten, Nahrungsmittel-Mixer und' Eis-Separatoren, sowie Werkzeuge, wie Sägeblätter, und elektrische Anwendungen, wie z.B. Drahtisolierungen.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert.

Beispiel T

Ein termoplastisches aromatisches Polysulfon mit 1,0 aromatisch gebundene Hydroxylgruppen je 100 \>riederkehrende PoIy

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mereinheiten, einer reduzierten Viskosität von 0,53 (gemessen bei 25 C an einer Lösung von 1g Polymer in 100 cm Lösung mit Dimethylformamid als Lösungsmittel) und wiederkehrenden Einheiten der Formel

wurde nach dem Verfahren des Beispiels 1 der holländischen Patentanmeldung 71 08260 hergestellt. Trockenes Polymerisat wurde auf eine Aluminiumplatte bis zu einer etwa 1 mm dicken Ber schichtung aufgestreut. Die Platte wurde dann unter den in der folgenden Tabelle angegebenen Bedingungen "erhitzt. Nach der Erhitzung konnte der Polymerfilm nicht von der Platte abgezogen werden. Teile der beschichteten Platte wurden daher in Dimethylformamid eingetaucht, um die reduzierte Viskosität und Löslichkeit des Polymers nachzuprüfen.

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^!Erhitzungsperiode

Atmosphäre

Temperatur

Zeit (Minuten)

Löslichkeit (in Dimethylformamid

2 70 30	Luft	löslich
300 30	Luft	löslich ++
330 30	Luft	löslich +
350 30	keine Luft Puren Pressen geformt)	I ! löslich ++
350 10	Luft	löslich +++
350 15	Luft	I unlöslich ;
350 20	Luft	unlöslich
350 30	Luft	unlöslich

+ die reduzierte Viskosität bei 25 C betrug 0,58 ++ die reduzierte Viskosität bei 25⁰C betrug 0,53 +++ die reduzierte Viskosität bei 25°C betrug 0,64

Die Ergenisse zeigen, daß die Erhitzung in Luft unter 33O⁰G nur eine geringe Wirkung auf die Polymerisat eigenschaften hat und daß die Erhitzung auf 35O⁰C unter Ausschluß von Luft ähnlich unwirksam ist, daß jedoch die Erhitzung in Luft oberhalb 33O⁰C zunächst das Molekulargewicht erhöht und dann bei weiterer Erhitzung das Polymerisat in Dimethylformamid unlöslich wird.

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Ein ähnliches Polymerisat mit 0,06 aromatisch gebundenen Hydroxylgruppen auf 100 wiederkehrende Polymereinheiten
und einer reduzierten Viskosität von 0,53 zeigte bei 30 minütigem Erhitzen in Luft auf 35O⁰C keinen Anstieg der reduzierten Viskosität.

Beispiel 2

Eine Probe (24g) thermoplastisches aromatisches PoIysulfön -mit wiederkehrenden Einheiten der Formel

einer reduzierten Viskosität von 0,49 (bei 25⁰C an einer Lösung des Polymers in Dimethylformamid, die 1g Polymer in TOO cm Lösung enthielt) und 1,02 aromatisch gebundenen Hydroxylgruppen auf 100 wiederkehrende Polymereinheiten wurde in einem abgedichteten Behälter in 139,6 g Dimethylformamid durch Erwärmen auf 70°C gelöst. Die Lösung wurde auf etwa 20⁰C abgekühlt, und es wurde ein nichtionischer oberflächenaktiver Stoff (6 g),
Triton X 100, unter Rühren zugesetzt. Dann wurdeFluon L171
(24 g; Polytetrafluoräthylen-Gleitpulver mit einem mittleren, optisch .gemessenen Teilchendurchmesser von 3 bis 4 u) in die
Lösung eingerührt. Die Mischung wurde 3 Minuten auf einem SiI-vers.on-Mischer, Modell Nr. L2R, unter Verwendung eines Siebes mit einem Öffnungsdurchmesser von 1 cm gerührt, worauf dieses

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Sieb durch ein Sieb mit einem mittleren Öffnungsdurchmesser von 0,8 mm ersetzt und die Mischung weitere 5 Minuten gerührt wurde. Die Rührgeschwindigkeit wurde so variiert, daß man eine kräftige Durchmischung erhielt, ohne daß Luftblasen in die Mischung eingeschlossen wurden.

Ein Teil der Mischung (A) wurde auf einem Hegman-Meßgerät aus Edelstahl ausgebreitet (ein bekanntes Gerät zur Messung der Filmdicke eines Beschichtungsmaterials), 15 Minuten bei 150⁰C getrocknet und 30 Minuten bei 35O°C gesintert. Die Prüfung der Beschichtung ergab eine Dicke von 50 u ohne Schmutzrißbildung. Die Beschichtungsdicke wurde festgestellt durch das Permascop (Helmut Fischer GmbH, Stuttgart).

Die Haftung wurde bestimmt, in-dem man die Mischung auf eine Aluminiumplatte (vorher mit einem Aluminiumoxyd von 0,25 mm Durchmesser(60 mesh) sandgestrahlt) aufsprühte, bei 150⁰C 15 Minuten trocknete und dann 15 Minuten bei 35O⁰C in Luft sinterte. Eine Permascop-Ablesung der beschichteten Oberfläche ergab 32 u. Die Haftung wurde nach folgender Prüfung ermittelt:

1) Die Beschichtung wurde mit einer Rasierklinge bis in das Metall in einem kreuzweisen Muster von Quadraten von etwa 3 mm χ 3 mm auf einer Fläche von 625 mm" durchschnitten. Die Haftung der Beschichtung wurde dann bestimmt, indem eine Länge eines 25 mm breiten, druckempfindlichen Klebebandes auf die kreuzweise eingeschnittene Fläche f5^sff fAPfS^Bi-f^k #^η^ dami nach rückwärts un-

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ter einem Winkel von 45 zu der Aufbringungsrichtung scharf abgezogen wurde. Auf die Aufbringungsfläche wurde wiederholt ein frisches Band aufgepreßt und abgezogen, bis festgestellt wurde, daß sich die Beschichtung von dem Metall löste. Wenn kein Schaden beobachtet wurde, wurde das Band insgesamt maximal 15 Mal aufgepreßt und abgezogen.

2) Die Methode äer Prüfung 1 wurde wiederholt, und die Testplatte wurde dann 3 Stunden in ein pflanzliches Backöl von 200⁰C eingetaucht. Der Klebebandtest wurde bis zu maximal 15 Mal durchgeführt,,nachdem die Platte gewaschen und getrocknet worden war.

Bei dem vorliegenden Beispiel wurde nach 15 Klebebandauflagen kein Schaden in der Haftung bemerkt,gleichgültig, ob die Bandauflage vor oder nach dem Test mit dem heißen Öl erfolgte. Eine Beschichtung wurde als ausreichend haftfest beurteilt, wenn, sie mehr als 5 dieser Auflagen des Klebebandes aushielt.

Eine weitere Serie von Polysulfon/Polytetrafluoräthylen-Mischungen wurde unter Verwendung der obigen Materialien und des. obigen Verfahrens hergestellt, wobei jedoch die Mengen wie folgt variiert wurden.

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	Polysulphoji	Dimethyl formamid Cg)	Polytetraf]uoräthy- leii "Fluoii" L171 (g) -	Triton X100 (g)
B	18,0	137,6	18,0	20,0
C	18,0	151 ,6	18,0	6,0
D	18,0	155,6	18,0	2,0
E	30,0	127,6	30,0	6,0

Teile der Mischungen wurden auf Aluminiumplatteii aufgesprüht, die entweder mit Aluminiumoxyd einer Körnung· von 0,25 mm (60 mesh) sandgestrahlt oder mit Natriumhydroxyd (wässrige 1o Gew.-^ige Lösung) geätzt waren. Die besprühten Platten wurden 15 Minuten bei 150⁰C getrocknet und 15 Minuten bei 35O⁰C in Luft gesintert. Die Dickenmessungen (u) mit dem Permascop für jede Beschichtung sind ία der folgenden Tabelle angegeben.

	Sandgestrahlte Platte	Geätzte Platte
B	22	25
C	26	20
D	22	12
E	46	30

Bei keiner der obigen acht Beschichtungen wurde eine schadhafte Haftung festgestellt, nachdem das Klebeband 15 Mal aufgelegt und abgezogen wurde, und zwar sowohl vor als auch nach dem Heißöl-

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Test.

Beispiel 3

Das in Beispiel 2 (Mischung A) beschriebene Verfahren wurde benutzt, wobei jedoch das nichtionische oberflächenaktive Mittel Triton Xl5 war.

Die Permascop-Ablesungen der beschichteten Oberflächen der sandgestrahlten Platte und der mit Natriumhydroxyd geätzten Platten waren 22 ρ bzw. 21 u. Es wurde keine schadhafte Haftung beobachtet, nachdem das Klebeband 15 Mal aufgelegt und abgezogen war, und zwar vor und nach dem Heißöltest.

Beispiel 4

Eine Probe (36 g) des in Beispiel 2 beschriebenen PoIysulfons wurde mit 144 g Wasser, das 1 Gew.-°i Triton X100 enthielt, 7 Tage in einer Edelstahl-Kugelmühle gemahlen. Ein Teil der Dispersion (131,8 g) wurde mit Polytetrafluoräthylen (Fluon L169B; 5,85 g) unter Verwendung eines Silverson-Mischers gemischt. Das erhaltene Gemisch enthielt 23,3 Gew.-I Feststoffe und ein Verhältnis von Polytetrafluoräthylen:Polysulfon von 1,5:7, d.h. 17,6 Gew.-i Polytetrafluoräthylen bezögen auf das gesamte Polymerisat. Zwei Aluminiumplatten (eine mit Ätznatronlösung geätzt, die andere sandgestrahlt) wurden mit Teilen der obigen Dipersion besprüht. Die Platten wurden 15 Minuten in

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einem Luftofeii bei 150⁰C getrocknet und dann 15 Minuten bei
36O⁰C in Luft gebrannt.

Die erhaltenen Überzüge Waren braun und zeigten eine gute Haftung an das Metall. Ähnliche Überzüge ohne Polysulfon zeigten eine geringe Haftung.

Beispiel 5

Ein Teil (9 7,7 7 g) der Polytetrafluoräthylen/Polysulfon-Dispersion des Beispiels 4 wurde mit Polytetrafluorethylen
(14,77 g; Fluon L169B) und Wasser (2,25 cm³), das 33 Gew.-⁹. Triton X100 enthielt, mit einem Silverson-Mischer gemischt. Die erhaltene Mischung enthielt 33 Gew.-°s Feststoffe bei einem Verhältnis von Polytetrafluoräthylen:Polysulfon von 1:1, d.h. 50 Gew.-% Polytetrafluorethylen bezogen auf das gesamte Polymerisat.

Zwei mit Ätznatron geätzte Aluminiumplatten wurden mit
Teilen der Dispersion besprüht, wobei eine Platte bei 80-bis
150⁰C und die andere Platte bei 150⁰C getrocknet wurde. Beide
Platten wurden dann 15 Minuten bei 35O⁰C in Luft gebrannt. Die Überzüge zeigten fast keine Unterbrechung und eine gute Haftung an das Metall. Ähnlich Überzüge ohne Polysulfon zeigten nur eine schwache Haftung.

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Beispiel 6

Ein Teil der in Beispiel 2-beschriebenen Mischung (A) wurde auf eine Aluminiumplatte aufgesprüht, die entfettet und 10 Minuten in wässrigem Natriumhydroxyd (10 Gew.-i) geätzt worden war. Die so gebildete Beschichtung wurde 15 Minuten bei 150⁰C getrocknet und 15 Minuten bei 35O⁰C in Luft gesintert. Eine Permascop-Ablesung der beschichteten Oberfläche zeigte eine Beschichtungsdicke von 35 u. Nach 15 maligem Auflegen und Abziehen des Klebebandes sowohl vor als auch nach dem Heißöltest (Test 2 des Beispiels 2) wurde kein Schaden an der Haftung bemerkt.

Beispiel 7

Eine Probe des in Beispiel 2 beschriebenen Polysulfons hatte eine Teilchengröße von 550 μ. Das Pulver wurde einer Ströniungsmittel-Engeriemahlung mit einem Jet-o-Mizer 0202 (Fluid Energy Processing and Processing and Equipment Company, Philadelphia, U.S.A.) unterworfen. Das erhaltene Produkt hatte Teilchengrößen von 54,5 μ und 12*3 u bei Zuführungsgeschwindigkeiten von 2 kg/h bzw. 4 kg/h.

Ein Teil (227,6 g) des Polysulfons mit der kleineren Teilchengröße wurde mit 946,4 g einer wässrigen Lösung von Triton X100"(1,9 Gew.-$) in einer keramischen Kugelmühle (5 dm ) 178 Stunden unter Bildung einer Dispersion F' (19,3 % Feststoffe)

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gemahlen. Die Teilchengröße des Polymerisats in der Dispersion F betrug 14,5 u, während die einer ähnlichen wässrigen Dispersion mit 25 I Feststoffen nach 202 stündiger Mahlung . 18,0 u. betrug. Eine Dispersion ähnlich der Dispersion F, die jedoch durch Mahlung in einer .KollermühIc hergestellt worden war, hatte nach 104 Stunden eine Teilchengröße von 16,0 u, jedoch mußten Verdampfungsverluste ausgeglichen werden. Mahlung in einer trockenen Kugelmühle ergab ein Pulver mit einer Teilchengröße von 45 u. Die Teilchengröße wurde mit einem Mikromerograph bestimmt (Pennwalt Corporation, Pennsylvania, USA).

6,4 g einer wässrigen 1,4 Gew.-!igen Lösung von Ammoniumperfluorooctanoat und anschließend 20,0 g Polytetrafluoräthylen (Fluon B171) wurden einem Teil (200 g) der Dispersion F zugesetzt. Die Mischung ivurde 3 Minuten auf einem Silverson-Mischer Modell Nr. L2R unter Verwendung eines Siebes mit einem Öffnungsdurchmesser von 1 cm gerührt. Anschließend wurde das Sieb gegen ein solches mit einem mittleren Üffnuiigsdurchmesser von 0,8 mm ausgetauscht und die Mischung weitere 1,5 Minuten gerührt. Die Rührgeschwindigkeit wurde so eingestellt, "daß sich eine kräftige Mischung ergab, ohne daß Luftblasen in die Mischung eingetragen wurden.

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Ein Teil der Mischung wurde auf eine Aluminiumplatte (vorher mit Aluminiumoxyd von 0,25 mm Teilchengröße(60 mesh) sandgestrahlt) aufgesprüht sowie auch auf eine Aluminiumplatte, die vorher 10 Minuten mit 10 Gew.-Hgem, wässrigem Natriumhydroxyd geätzt war. Die Beschichtung wurde 15 Minuten bei 150⁰C ge-.trocknet und 15 Minuten bei 360⁰C in Luft gesintert. Die Perinascop-Ablesungen der beschichteten Oberfläche ergaben 56 u (für die Beschichtung auf der sandgestrahlten Platte) und 46 u (für die Beschichtung auf der geätzten Oberfläche). Nach 15 Auflagen des Klebebandes sowohl vor als auch nach dem Heißöltest wurde keine schadhafte Haftung bemerkt.

Setzeier, Frikadellen und Eierkuchen konnten auf der beschichteten Oberfläche mit brfolg gebraten werden ohne an den Platten kleben zu bleiben.

Beispiel 8

2,7 g eines nichtionischen, fluorchemischen oberflächenaktiven Stoffes mit der Formel

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gelöst in 6,4 g Wasser wurden einem Teil (200 g) der Dispersion F des Beispiels 7 zugesetzt. Hs wurde eine bemerkenswerte Abnahme der Viskosität der Polysulfoiidispersion beobachtet. Dann wurden 20 g Polytetrafluoräthylen (Fluon L171) mit dieser Dis-

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persioii miter Verwendung des Silverson-Mischers wie in Beispiel 2 beschrieben unter Bildung einer fertigen Beschichtungsniischung gemischt.

Hin Teil der fertigen Beschichtungsniischung wurde auf sandgestrahlte und geätzte Aluminiumplatten aufgesprüht, 15 Minuten bei 150⁰C getrocknet und 15 Minuten bei 36O⁰C in Luft gesintert. Die Periuascop-Ablesungen der beschichteten Oberflächen waren 68 u (für sandgestrahlte Oberfläche) und 48 u (für die geätzte Oberfläche). Nach 15 Auflagen des Klebebandes sowohl vor als auch nach dem Heißöltest wurde kein Schaden an der Haftung festgestellt, wenn ein sandgestrahltes Substrat verwendet wurde. Auf einem geätzten Substrat ergab sich jedoch eine schadhafte Beschichtung nach zwei Auflagen des Klebebandes vor dem Heißöltest.

Beispiel 9

Eine Probe (166,5 g) der in Beispiel 8 beschriebenen fertigen Beschichtungsmischung wurde mit 7,3 g Titandioxyd (Hombitan R1Q1D, Sachtleben, Leverkusen) mit einem Silverson-Mischer Modell L2R bei einer Sieböffnung von 0,8 mm 5 Minuten gemischt. Die Beschichtungsmasse wurde auf sandgestrahlte und geätzte Alumiiiiumplatten aufgesprüht, die nach Trocknung bei 150⁰C (15 Minuten) und Sinterung bei 36O⁰C (15 Minuten) Permascopublesungen von 53 u (Beschichtung eines sandgestrahlten Alu-

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miniums) und 42 ja (Beschichtung auf geätztem Aluminium) ergaben, üie Bestimmung der Haftung nach den in Beispiel 2 benutzten Methoden ergab, daß die Beschichtungsmasse eine gute Haftung an jedem Substrat aufwies. Nach 15 Auflagen des Klebebandes vor und nach dem Heißöltest wurde keine Beschädigung der Haftung bemerkt.

Beispiel 10

24 g Polytetrafluoräthylen-GLeitpulver (Fluon L171) wurden in einer Lösung aus 6,0 g Triton X100 und 163,3 g Dimethylformamid unter Benutzung eines Silverson-Mischers Modell Nr. L2R dispergiert. 3 Minuten wurde ein Sieb mit einem Offnungsdurchmesser von 1 cm und weitere 5 Minuten wurde dann ein Sieb mit einem Öffnungsdurchmesser von 0,8 mm benutzt. Das Polytetrafluoräthylen trennte sich von der Dimethylformamidlösung wenn nicht kräftig gerührt wurde.

Die Mischung wurde auf Aluminiumplatten aufgesprüht, von denen eine mit Aluminiumoxyd sandgestrahlt und die andere entfettet und 10 Minuten mit wässrigen 10%igem Natriumhydroxyd geätzt war. Das Polytetrafluoräthylen neigte zur Trennung von Dimethylformamid, als es auf die Platten aufgesprüht wurde.

Nachdem die Platten 15 Minuten bei 150⁰C getrocknet und 15 Minuten bei 35O⁰C in Luft gesintert worden waren hatten sich Überzüge gebildet, die Unterbrechungen aufwiesen.

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Die Haftungsprüfung erfolgte entsprechend der Beschreibung in Beispiel 2. Bei der geätzten Aluminiumplatte wurden Haftungsmängel der Beschichtung nach einmaliger Aufbringung des druckempfindlichen Klebebandes beobachtet, bei der sandgestrahlten Aluminiumplatte nach zwei Aufbringungen des Klebebandes.

Wegen der geringen Haftung wurde der Test 2 des Beispiels 2 (Eintauchen der Platten in Öl von 20O⁰C während eines Zeitraums von 3 Stunden) nicht durchgeführt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht einer aus Metall bestehenden Bratpfanne, die auf ihrer Innenfläche erfindungsgemäß mit einer Mischung aus Polytetrafluoräthylen und einem Polysulfon mit endständigem Hydroxyl beschichtet ist.

In Fig. 2 ist eine Teilschnittansicht der beschichteten Bratpfanne gezeigt. Die Metallbasis 1 hat eine Beschichtung 2 aus Polytetrafluoräthylenteilchen 3 in einer Matrix 4 aus Polysulfon mit endständigen Hydroxylgruppen.

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Claims

Patentansprüche

1. Körper, der mit einem aromatischen Polysulfon beschichtet ist, dessen Molekulargewicht durch Erhitzen des Körpers mit einem thermoplastischen, aromatischen Sulfon mit einer reduzierten Viskosität von wenigstens 0,3 (gemessen bei 25⁰C an einer Lösung in Dimethylformamid, die 1 g Polymerisat in 100 cm Lösungen enthält) und einem Gehalt von wenigstens 0,2 aromatisch gebundenen Hydroxylgruppen auf 100 wiederkehrende Polymereinheiten, auf eine Temperatur von 330 bis 450 C in Gegenwart von Sauerstoff erhöht ist.

2. Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische aromatische Polysulfon auf Basis wiederkehrender Einheiten der Formel I oder II entweder alleine oder in Kombination miteinander und/oder mit bis zu 80°i Einheiten der Formel III

in

aufgebaut ist.

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3. Körper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische aromatische Polysulfon 0,5 bis 3,0 aromatisch gebuiv-i^eneHydroxylgruppen je 100 wiederkehrende Polymereinheiten enthält.

4. Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische aromatische Polysulfon mit wenigstens einem Fluorkohlenstoffpolymer unter Bildung einer Beschichtungsmischung gemischt ist, die 10 bis 901 wenigstens eines thermoplastischen aromatischen Polysulfone und 90 bis 10 % wenigstens eines Fluorkohlenstoffpolymers enthält.

5. Körper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluorkohlenstoffpolymer Polytetrafluoräthylen ist.

6. Körper nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß er die Gestalt eines Kochgerätes hat.

; '7. !Verfahren zur Erhöhung des Molekulargewichtes eines aromatis-cnen Polysulfons, dadurch gekennzeichnet, daß man ein thermoplastisches aromatisches Polysulfon mit einer reduzierten Viskosität von wenigstens 0,3 (gemessen bei 25⁰C an einer Lösung in Dimethylformamid, die 1 g Polymer in 100 cm Lösung enthält) und einem Gehalt von wenigstens 0,2 aromatisch gebundenen Hydroxylgruppen auf 100 wiederkehrende Polymereinheiten in Gegenwart von Sauerstoff auieine Temperatur von 330 bis 45O⁰C erhitzt.

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8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man das Polysulfon in Gegenwart von atmophärischem Sauerstoff erhitzt.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das Polysulfon auf eine Temperatur in dem Bereich von 350 bis 45O⁰C erhitzt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man das Polysulfon 10 bis 60 Minuten erhitzt,

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man das aromatische Polysulfon vor der Erhitzung mit einem Fluorkohlenstoffpolymer in dem Verhältnis 10 bis 90 % Polysulfon und 90 bis 101 Fluorkohlenstoffpolymer mischt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man das Polysulfon mit einem Polytetrafluoräthylen-Gleitmittelpul^ver mischt und die Erhitzung bei Temperaturen von bis 400⁰C vornimmt.

13. Aromatisches Polysulfon, dessen Molekulargewicht nach dem Verfahren einer der Ansprüche 7 "bis 12 erhöht worden ist.

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