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Mehrschicht-Verbundbehälter
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorteile der Werkstoffe Polyäthylen und Polyester in einem Behälter optimal zu vereinen und die Nachteile bislang bekannter Behälter hiebei möglichst weitgehend zu vermeiden.
Dies wird dadurch erreicht, dass der erfindungsgemässe Behälter eine Haftvermittlungsschicht auf der Polyäthylen-Seite und eine geschäumte Zwischenschicht aus Polyurethan besitzt.
Behälter mit dem erfindungsgemässen Schichtaufbau vereinen die chemische Resistenz und den hohen elektrischen Isolationswiderstand des weichmacherfreienMaterials Polyäthylen mit der vorzüglichen thermischen Isolierfähigkeit und dem niederen Raumgewicht des geschäumten Polyurethans sowie den guten mechanischen Eigenschaften des faserverstärkten Polyesters als tragende Aussenschicht.
Durch die Isolationswirkung des geschäumten Kerns mit Zellenstruktur wird eine Erwärmung der Aussenschicht und damit eine bei erhöhter Temperatur stets auftretende Festigkeitsminderung derselben vermieden, wie aus nachfolgenden Beispielen ersichtlich ist, so dass diese auch gleichzeitig eine erhöhte thermische Alterungsbeständigkeit aufweist.
Die erfindungsgemässen Verbundbehälter zeigen eine gute Formstabilität und Beulsteifigkeit in der Wärme.
Die geschäumte Polyurethanschicht, deren Dicke den jeweiligen Erfordernissen in einfacher Weise angepasst werden kann, kompensiert auf Grund ihrer Zellenstruktur die unterschiedliche Wärmeausdehnung des Polyäthylens und Polyesters, indem sie die bei der Erwärmung auftretenden Schub- und Scherspannungen weitgehend aufnimmt, so dass auch die relativ geringen Haftfestigkeiten der einzelnen Schichten untereinander für die meisten Verwendungszwecke der Behälter in der Regel ausreichend sind.
So lassen sich die Behälter gemäss der Erfindung vorteilhaft z. B. als Elektrolysewannen für heisse Flüssigkeitsbäder in der Galvanoindustrie od. dgl. einsetzen.
Die erforderlichen Haftfestigkeiten der einzelnen Schichten untereinander und damit des Gesamtverbundes wird auf der Seite des Polyäthylens durch eine Haftvermittlungsschicht erreicht.
Diese Haftvermittlungsschicht besteht aus, vorzugsweise kalthärtenden, Epoxydharzen oder Isocyanatklebern. Die Haftfestigkeit dieser Schicht zur Polyurethanschicht und anderseits diejenige der Polyurethan- zur Polyester schicht liegt im gleichen Grössenordnungsbereich.
Durch aufgebrachtes Fasermaterial, z. B. Glasfasermatten, auf die Haftvermittlungsschicht und die faserverstärkte Polyesterschicht können diese Schichten mit der Zwischenschicht aus geschäumtem Polyurethan gegebenenfalls noch zusätzlich mechanisch verankert sein.
Die einzelnen Schichtmaterialien können gegebenenfalls die üblichen Zusätze, wie z. B. Füllstoffe, Farbstoffe, Pigmente, Inhibitoren, Stabilisatoren, Antistatika od. dgl., enthalten.
Als Epoxydharze sind die für Verklebungszwecke üblichen, vorzugsweise kalthärtbaren Epoxydharze auf der Basis von mindestens zwei Epoxydgruppen enthaltenden Verbindungen und von NH-und/oder NH -Gruppen enthaltenden Verbindungen als Härter verwendbar, die gegebenenfalls Zusätze von andern Harzen enthalten können.
Als Isocyanatkleber gelangen die für Verklebungszwecke üblichen, vorzugsweise kalthärtenden Formmassen auf der Basis von Umsetzungsprodukten von mindestens zwei Isocyanat - mit mindestens zwei Hydroxylgruppen im Molekül enthaltenden, organischen Verbindungen zur Verwendung, gegebenenfalls in Gegenwart von üblichen Kettenverlängerungsmitteln, wie z. B. Methyldiäthanolamin u. ähnl.
Als Polyurethan-Schaummassen lassen sich die hiefür üblichen Formmassen verwenden, wobei man jedoch zweckmässig solche verwendet, die einen volumenbeständigen, verhältnismässig steifen, wenig wärmeleitfähigen Schaumstoff ergeben. Aus der Vielzahl der geeigneten Formmassen seien beispielsweise genannt :
Gemische auf der Basis von, gegebenenfalls vorpolymerisierten, Di- und/oder Polyisocyanaten, wie z. B. Diarylmethandiisocyanaten, Tolylendiisocyanaten od. dgl., mit zwei oder mehr Hydroxylgruppen
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Kohlendioxyd und/oder niedrigsiedende, bei der Umsetzung verdampfende, halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Trichlorfluormethan, od. dgl. beigemischt werden.
An weiteren Zusätzen können sie beispielsweise enthalten :
Flammwidrige Substanzen, wie z. B. Tri-ss-chloräthylenphosphat u. ähnl., Schaumstabilisatoren, wie z. B. wasserlösliche Silikone od. dgl., Katalysatoren und Vernetzungsmittel, z. B. metallorganische Verbindungen wie Dibutylzinndilaurat u. ähnl., und/oder tert. Amine wie Triäthanolamin, Diazabi- cyclo-2, 2, 2-octan, 4-Dimethylaminopyridin u. ähnl., Emulgatoren od. dgl., sowie Wasser.
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Als Polyester können die üblichen, vorzugsweise kalthärtbaren, Polyestermassen verwendet werden, z. B. die Polykondensationsprodukte von ungesättigten und gesättigten Dicarbonsäuren mit gesättigten Diolen und gegebenenfalls Polyolen, die anpolymerisierbare Monomere, z. B. Allyl-und/oder Vinylverbindungen wie Styrol od. dgl., enthalten, und die mit Zusätzen an Härtern, z. B. Peroxyden, wie Methyläthylketonperoxyd, Benzoylperoxyd, Dicumylperoxyd od. dgl., sowie Beschleuniger, z. B. tert. Aminen, wie Dimethylanilin u. ähnl. oder Metallsalzen, wie Kobaltnaphthenat u. ähnl., versehen sind.
In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, u. zw. ein rechteckiger, einseitig offener Behälter, wie er in der Galvanoindustrie als Behälter für Galvanisierbäder verwendet wird, sowie ein einseitig offener, kreiszylindrischer Behälter, der in der chemischen Industrie als Reaktionsgefäss Verwendung findet.
Des weiteren ist eine Ausschnittsvergrösserung eines Schnittes durch diese Behälter dargestellt, welche den die Erfindung kennzeichnenden Schichtaufbau zeigt.
Hiebei bedeutet : A = die Innenschicht aus Polyäthylen,
B = die Haftvermittlungsschicht,
C = die Zwischenwand aus Polyurethan mit Zellularstruktur,
D = die faserverstärkte Aussenschicht aus Polyesterharz.
Die Haftvermittlungsschicht B besteht gemäss der Erfindung aus einem Kunststoff auf der Basis von Epoxydharzen oder auf der Basis von Umsetzungsprodukten von Polyhydroxylverbindungen mit Polyisocyanaten.
Die Schichtdicke der Haftvermittlungsschicht B beträgt in der Regel etwa 0, 1-1 mm, diejenige der Zwischenschicht C etwa 20 - 40 mm und diejenige der Innenschicht A sowie der Aussenschicht D etwa 1 - 5 mm. Die Schichtdicken können jedoch in weiten Grenzen variiert und somit den jeweiligen Erfordernissen weitgehend angepasst werden.
PATENTANSPRÜCHE :
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Wände vier Schichten aufweisen, nämlich eine Innenschicht aus Polyäthylen (A), eine Aussenschicht aus gegebenenfalls faserverstärktem Polyesterharz (D) und eine Zwischenschicht aus Polyurethanschaum (C), welch letztere mit der aus Polyesterharz bestehenden Aussenschicht unmittelbar, mit der aus Poly- äthylen bestehenden Innenschicht jedoch durch eine besondere Haftvermittlerschicht (B) verbunden ist, die gegebenenfalls Fasermaterial enthalten kann.