DE2541573C3 - Verfahren zum Verbinden von Gegenständen unterschiedlicher Dicke aus Polyvinylidenfluorid - Google Patents
Verfahren zum Verbinden von Gegenständen unterschiedlicher Dicke aus PolyvinylidenfluoridInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von Gegenständen unterschiedlicher Dicke aus Polyvinylidenfluorid,
wobei ein Lösungsmittel, gegebenenfalls eine Lösung von Polyvinylidenfluorid, verwendet
wird und die zu verbindenden Flächen miteinander in Kontakt gebracht werden.
Beim Zusammenfügen von Rohren aus Polyvinylidenfluorid ist das Heißluftschweißen unter Zusatz eines
Werkstoffs nicht immer anwendbar, da häufig die notwendige Stromversorgung und die Preßluft an den
Arbeitsplätzen nicht verfügbar sind.
Die Verwendung von Heizspiegeln eignet sich zum Stumpfschweißen von dickwandigen Rohren, nicht
jedoch für dünnwandige Rohre, wie sie meistens bei Polyvinylidentetrafluorid vorliegen. Talsächlich ist diese
Technik anscheinend oft zufriedenstellend, sie garantiert jedoch nicht immer Wasserdichtheit unter Druck.
Die Technik unter Verwendung eines Heizdorns führt zu sehr guten Ergebnissen, wenn die Rohrwände dick
sind. Man fügt ein Rohr in das andere, das vorher mit
einem Ansatzstutzen versehen wurde, wobei beide Rohre vorher mit dem Heizdorn auf die gewünschte
Temperatur aufgeheizt worden waren. Man verwendet vorteilhaft einen gebogenen Stutzen oder Verbindungsstück
und durch doppeltes Schweißen erhält man bei Rohren mit dicken Wänden eine ausgezeichnete und
vollständig dichte Verschweißung. Diese Technik hat den Vorteil, die Homogenität des Materials zu erhalten,
da kein Zusatzmittel und kein Plastikmaterial als Schweißmittel oder Leim benötigt wird. Diese Homogenität
ist bei Vinylidenpolyfluorid besonders zur Erhaltung der chemischen Beständigkeit erwünscht, die
diesen Polymeren eigen ist, ohne auf die Beständigkeit des Leims oder des Zusatzwerkstoffs beschränkt zu sein.
Ungünstigerweise ist dieses Verfahren jedoch nicht auf Vinylidenpolyfluoridrohre mit geringen Wandstärken
anwendbar. Wegen des Schmelzens der gesamten Rohrstärke auf dem Dorn tritt tatsächlich eine
Deformation ein. und beim Abnehmen vom Dorn zum Ansetzen des Rohres bleibt der kreisförmige Querschnitt
nicht erhalten. Die Erfahrung zeigt, daß in diesem Fall im allgemeinen die Dichtheit nicht gut ist.
Auch das Verkleben der Rohre in der Kälte hat bei Polyvinylidenfluorid Schwierigkeiten ergeben. Die sehr
hohe chemische Beständigkeit des Polyvinylidenfluorids und seine Uniöslichkeit in Lösungsmitteln in der Kälte
macht das Verkleben mit einer Polyvinylidenfluoridlösung in der Kälte im allgemeinen unmöglich. Man muß
daher eine andere gelöste Substanz nehmen und
ίο verschiedene Zweikomponentenkleber können geeignet
sein. Jedoch weisen diese an der Arbeitsstelle in zwei Richtungen Nachteile auf: Ihre Anwendungsdauer ist
sehr kurz und kann nicht verlängert werden, ohne gleichzeitig die Trocknungszeit zu verlängern. Dies ist
ein Nachteil, der die Anwendung unmöglich machen kann. Weiterhin wird durch den Kleber ein Zusatzmaterial
hinzugebracht, das von dem Plastikmaterial unterschiedlich ist, und die Unterschiede der Festigkeit
bei der jeweiligen Temperatur oder des Alterns, die
manchmal sehr groß sind, können die Anwendungsbereiche für Rohrwaren aus Polyvinylidenfluorid eingrenzen.
Ferner ist es aus der DE-PS 8 35 062 bekannt, Folien
aus Polyvinylverbindungen gegebenenfalls unter geringern Erwärmen an den zu verklebenden Flächen mit
Lösungsmitteln zu benetzen und dann zusammenzudrücken, um auf diese Weise mehrschichtige Folien
herzustellen, aus denen Formkörper hergestellt werden können. Dieses Verfahren ist jedoch nicht auf
Polyvinylidenfluorid anwendbar, da dieses in der Kälte
in Lösungsmitteln unlöslich ist und außerdem werden auf diese Weise keine Formkörper miteinander
verbunden.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus British Plastics, 1961, S. 473-475 bekannt, wonach
Gegenstände beliebiger Gestalt aus Polyvinylidenfluorid dadurch verbunden werden, daß in der Fügezone
ein Lösungsmittel für Polyvinylidenfluorid in der Wärme, z. B. Dimethylacetamid, in dem Polyvinylidenfluorid
gelöst ist, aufgebracht wird und dann die Fügeflächen miteinander in Kontakt gebracht werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das es ermöglicht.
Gegenstände aus Polyvinylidenfluorid, von denen einer eine relativ geringe Dicke aufweist, in einfacher
und sicherer Weise zu verbinden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man den Gegenstand von geringerer Dicke mit der Lösung von
Polyvinylidenfluorid oder einem Mittel zum Lösen von Polyvinylidenfluorid in der Wärme bestreicht, den
dickeren Gegenstand auf eine Temperatur zwischen 150 und 320°C erhitzt und die miteinander in Kontakt
gebrachten Fläcnen in dieser Stellung abkühlen läßt.
Die vom dickeren Gegenstand mitgebrachte Wärme wird auf den dünneren Gegenstand übertragen und das
Lösungsmittel kann so oberflächlich die beiden Gegenstände, die auf eine passende Temperatur gebracht
wurden, anlösen und so zu einer innigen und homogenen Verklebung führen, die eine ausgezeichnete Dichte
tigkeit garantiert, und dies schon wenige Minuten nach dem Abkühlen.
Um ein Polyvinylidenfluorid-Rohr mit einem anderen
Gegenstand desselben Materials zu verkleben, einem Rohr mit dickeren Wänden, einer Muffe, einem geraden
'>> oder gebogenen Verbindungsstück, Reduktionsstück,
einer Zwinge mit Gewinde, Flansch, einem Ausdehnungsteil, Ventil, Hahn usw. kann man in folgender
Weise vorgehen:
Man bestreicht das Ende des Rohrs äußerlich auf einigen Zentimetern mit einem warmen Lösungsmittel
für Polyvinylidenfluorid oder einer Lösung von Polyvinylidenfluorid
in einem solchen Lösungsmittel, man erhitzt mit irgendeinem bekannten Mittel die innere
Oberfläche des Werkstücks, das man hiermit zusammensetzen will, das, um genau zu passen, einen größeren
Innendurchmesser und eine größere Wandstärke als das Rohr haben muß, man setzt das mit Lösungsmittel oder
Lösung bestrichene Rohr in den Gegenstand ein, dessen innere Oberfläche auf die gewünschte Temperatur erhitzt
wurde. Nach einigen Minuten ist die Klebung vollständig homogen und dicht
Es ist nötig, daß das Lösungsmittel sehr rasche Wirkung auf das Polymer besitzt, da die Temperatur
beim Kleben sehr schnell fällt, wenn die Heizung nicht mehr aufrecht erhalten wird. Daher wendet man beim
erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise eins der folgenden Mittel zum Lösen von Polyvinylidenfluorid in
der Wärme an: Dimethylformamid, Dimethyiacetamid, Tetrahydrofuran, Oimethylsulfoxid, Cyclohexanon, Hexamethylphosphoramid,
Butyroiacton oder Lösungsmittel derselben Gattung oder ihre Gemische, deren Wirkung besonders rasch ist. Man kann genauso
bevorzugt eine Lösung von Polyvinylidenfluorid in einem der genannten Lösungsmittel verwenden, die eine
höhere Viskosität besitzt.
Die Temperatur, auf die man das dickere Rohr erhitzt, kann von 150° C bis 320° C gehen, je nach Bedeutung
der Durchmesser und der Stärken der beiden zusammenzufügenden Gegenstände. Beispielsweise wird
empfohlen, wenn cLr Gegenstand eine Stärke von über
3 mm hat, das zu klebende Ende übe" eine Zeit zwischen
2 bis 30 see auf eine Temperatur iin Bereich von 3000C
zu erwärmen. Wenn der Gegenstand 'iber seine ganze Stärke hin erhitzt wird, beispielsweise in einem Wärmeschrank,
kann man sich mit einer Temperatur von 1500C begnügen.
Die folgenden Beispiele verdeutlichen das erfindungsgemäße Verfahren:
Beispiel 1
Man nimmt ein Polyvinylidenfluorid-Rohr mit einem äußeren Durchmesser von 20 mm und einem inneren Durchmesser von ! 7 mm. Das eine Ende dieses Rohrs ist auf eine Länge von 10 mm ;iit Dimethyiacetamid bestrichen. Mit Hilfe einer Metallhülse, deren hervorstehender Teil auf eine Temperatur zwischen 290 und 315° C erhitzt wurde, erhitzt man die innere Oberfläche einer 30 mm langen Polyvinylidenmuffe mit einem äußeren Durchmesser von 26 mm und einem inneren Durchmesser von 20 mm auf eine Länge von 15 mm. ίο Diese Muffe wurde 4 see lang auf den geheizten Dorn gehalten und dann schnell auf das mit Lösungsmittel beschichtete Rohr aufgesteckt. 2 min nach dem Zusammenbringen stellt man fest, daß die Bindung ausgezeichnet ist.
Man nimmt ein Polyvinylidenfluorid-Rohr mit einem äußeren Durchmesser von 20 mm und einem inneren Durchmesser von ! 7 mm. Das eine Ende dieses Rohrs ist auf eine Länge von 10 mm ;iit Dimethyiacetamid bestrichen. Mit Hilfe einer Metallhülse, deren hervorstehender Teil auf eine Temperatur zwischen 290 und 315° C erhitzt wurde, erhitzt man die innere Oberfläche einer 30 mm langen Polyvinylidenmuffe mit einem äußeren Durchmesser von 26 mm und einem inneren Durchmesser von 20 mm auf eine Länge von 15 mm. ίο Diese Muffe wurde 4 see lang auf den geheizten Dorn gehalten und dann schnell auf das mit Lösungsmittel beschichtete Rohr aufgesteckt. 2 min nach dem Zusammenbringen stellt man fest, daß die Bindung ausgezeichnet ist.
'5 Beispiel 2
Man nimmt ein Rohr und eine Muffe wie in Beispiel 1, jedoch verwendet man zum Bestreichen des Rohrs eine
Lösung, die durch Auflösen von 20% Polyvinylidenfluorid in Dimethyiacetamid bei 60° C erhalten wurde.
Diese Lösung wird bei 20° C verwendet. Unter Beachtung derselben Verfahrensmaßnahmen wie in
Beispiel 1 erhält man eine .ollständig homogene und dichte Verbindung.
Man nimmt eine Polyvinylidenfluorid-Platte einer Oberfläche von 400 cn2 und einer Stärke von 3 mm, in
die man Löcher von 20 mm Durchmesser zur Aufnahme
jo von Rohren desselben äußeren Durchmessers und von
18 mm inneren Durchmesser gebohrt hat. Vor dem Befestigen auf der Platte werden die Enden der Rohre
auf 5 mm Länge mit einer Lösung von Raumtemperatur gestrichen, die durch vorherigen Lösen von 5%
Polyvinylidenfluorid in Dimethylformamid bei 60J C erhalten war. Man führt einen Metalldorn, dessen
hervorragender Teil auf Temperaturen zwischen 290 und 315° C erhitzt ist, in jedes in die Platte gebohrte
Loch ein. Nach 4 see. zieht man eile Metallhülse zurück
und setzt an ihre Stelle schnell die mit i'ctyvinylidenfluorid-Lösung
bestrichenen Enden der Rohre, die man befestigen will, ein. Nach dem Abkühlen sind die Rohre
vollständig auf der Platte befestigt.
Claims (3)
1. Verfahren zum Verbinden von Gegenständen unterschiedlicher Dicke aus Polyvinylidenfluorid,
wobei ein Lösungsmittel, gegebenenfalls eine Lösung von Polyvinylidenfluorid, verwendet wird und
die zu verbindenden Flächen miteinander in Kontakt gebracht werden, dadurch gekennzeichnet,
daß man den Gegenstand von geringerer Dicke mit der Lösung von Polyvinylidenfluorid
oder einem Mittel zum Lösen von Polyvinylidenfluorid in der Wärme bestreicht, den dickeren
Gegenstand auf eine Temperatur zwischen 150 und 320° C erhitzt und die miteinander in Kontakt gebrachten
Flächen in dieser Stellung abkühlen läßt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gegenstand geringerer Dicke ein
Rohr verwendet wird, mit dem ein Rohr größerer Dicke und größeren Innendurchmessers verbunden
wird,
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche des
dickeren Teils mit einem Heizdorn erhitzt wird.
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