Verfahren zur Herstellung von nichtsplitternden Zwischenschichten aus Polymerisaten für Verbundgläser, lichtreflektierende Schilder und dergl. geschichtete Werkstoffverbindungen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zur Herstellung von nichtsplitternden Zwischenschichten aus Polymerisation für Verbundgläser,
lichtreflektierende Schilder und dergleichen geschichtete Werkstoffver- bindungen. Die Erfindung bezweckt die Iler- stellung solcher Zwischenschichten in erheb licher Stärke und frei von Lösungsmitteln. Die Erfindung ermöglicht ausserdem die Iler- stellung solcher Zwischenschichten für die Zwecke .der Vorratshaltung und :des Trans portes und gesondert von der Herstellung :
der geschichteten Werkstoffverbindungen, für,die sie bestimmt sind, wie beispielsweise Ver bundgläser, kugelfangende und gasdichte Verbund;glä,ser, lichtreflektierende Schilder und dergleichen.
Für diese Zwecke, bei denen die nicht- splitternden Zwischenschichten aus Polymeri- saten ungesättigter organischer Verbindun gen hergestellt werden, konnten solche Zwi- schenschichten entweder nur durch Auf- giessen oder mittels besonderer Auftragsvor- richtungen auf einen der Teile :
der geschich teten Werkstoffverbindung aufgebracht wer den. Man hat ;daneben auch schon hauch- ,dünne Folien auf ,sich hergestellt, aus denen., weil sie hauchdünn waren, :die Lösungsmittel vor der Verwendung entzogen werden 'konn ten.
Bei der Herstellung solcher geschichteter Werkstoffverbindungen, beispielsweise Ver bundgläser, bot :das Entfernen der Lösungs- mittel erhebliche Schwierigkeiten. Soweit diese Entfernung :der Lösungsmittel über haupt möglich war, erfolgte das in verhäU- nismässig verwickelten und beträchtliche Be handlungszeit beanspruchenden Apparaturen.
Man konnte damit jedoch nur Zwischen schichten in Stärke von höchstens 0;5 mm einwandfrei von den Lösungsmitteln befreien, wenn man beispielsweise noch eine Nach- behandlung im Vakuum anschloss. Bei höhe ren Schichtstärken versagten die bisher an gewendeten Verfahren und Vorrichtungen.
An solche zwischengeschichteten Poly- merisate wird die Anforderung .gestellt, dass sie eine dauernde Dehnungselastizität behal- ten, um die übrigen Bestandteile der ge schichteten Werkstoffverbindung ,gegen zer störende Wirkungen von Beanspruchungen zu schützen.
Aus diesem Grunde kann man für diese Zwecke nicht fertigpolymerisierte organische Verbindungen verwenden, sondern muss vielmehr die Polymerisation an einer .ge eigneten :Stelle unterbrechen und die Weiter- polimerisation durch Zusätze geeigneter Weichhalter verhindern.
Auch bei der Be handlung der Polymerisate mit niedrig sie denden Lösungsmitteln hat es sich heraus gestellt, da.ss gewisse Reste dieser Lösungs- mittel auch bei höheren Temperaturen nicht zu entfernen waren und beim Auftragendes Polymeris.ates auf den einen Teil der ge schichteten Werkstoffverbindung sich nieder schlugen,
als klebende Mittler zwischen Po lymerisat und der Unterlage wirkten und später unter dem Einfluss von Licht und Wärme sich durch Blasenbildung und Ver färbung des Polymerisates bemerkbar mach ten, wodurch dann die geschichtete Werk stoffverbindung entwertet wurde.
Daraus ist die Aufgabe entstanden, so wohl das Polymerisieren, als auch .das Wei terverarbeiten des Polymerisates ohne Lö- sungsmittel durchzuführen. Es wurde nun überraschenderweise gefunden, @dass die Wei terverarbeitung des Polymerisates auch ohne Mitwirkung von Lösungsmitteln durchführ bar ist.
Man muss dann jedoch die nach der Teilpolymerisierung erforderlichen Weieh- halter bereits den monomeren Estern zu setzen.
Es hat sich ferner herausgestellt"dass dieser Zusatz von Weichhaltern, der also ,die Weiterpolymerisation unter den Verhältnis see, unter denen ,die geschichteten Werkstoff verbindungen später benutzt werden, hem men soll, die Durchführung,
der Polymerisa- tion bis zum Polymerisationsgxaad von etwa 3$0 und einem Molekulargewicht von zirka 33,000 unter,dendafürerforderlichen Wärme- einwirkungen in Gegenwart von Katalysa toren nicht hindert, wenn,
das Mengenverhält nis der Weichhalter zu den zu polymerisie- renden monomeren Estern ;geeigneter orga nischer Verbindungen beispielsweis 2'5 v. H. nicht überschreitet. Es hat sich erwiesen, dass ein beispielsweise in Gegenwart von 15 v. H.
Weichhaltern bis zu einem Polymerisations- grad von etwa 380, dem ein Molekular gewicht von .etwa 33,000 entsprechen würde, polymerisiertes Vinylacetat nach Abdestillie- rung der restlichen Monomeren ein ausser ordentlich zähes Produkt liefert, .das aller dings keinerlei Giess- oder Fliessfähigkeit mehr aufweist und auch bei Temperaturen bis zu 50 und darüber keine klebenden Eigenschaften besitzt.
Um dieses Erzeugnis nun weiterverarbeiten zu können, musste es von neuem unter Wärmeeinwirkung fliess fähig gemacht werden, da es infolge seiner hohen Dehnungselastizität der Behandlung durch Werkzeuge widersteht. Es hat sich aber herausgestellt, dass das Wiederauftauen dieses Zwischenstufenpolymerisates auf nahe zu unüberwindliche Schwierigkeiten stösst, wenn es darauf ankommt, das Polymerisat in einen Zustand zu bringen, in dem es unter Druckanwendung durch Lochdüsen von kleinem Querschnitt befördert werden kann.
Gelingt das Auftauen aber nicht, so ist auch eine Weiterverarbeitung dieses Zwi- schenstufenpolymerisates ausgeschlossen. Da zu kommt, dass bei einer Auftragsbehand lung unter Einwirkung von Wärme über 110 C und einer über viele Stunden aus gedehnten Auftaudauer das Polymerisat Ver färbungen erleiden oder gar verhältnismässig schnell in die Endstufe der Polymerisation gelangen kann und dadurch für :die hier in Betracht kommenden Zwecke völlig un brauchbar wird.
Nach der Erfindung wird zur Vermei dung dieser Nachteile so verfahren, dass im Anschluss an die Polymerisationsbehandlung und nach Abdestillieren der nicht gebunde nen Monomeren, beispielsweise im Vakuum, das Polymerisat, während es sich noch in seiner Polymerisierwärme befindet, sofort in die Gestalt gebracht wird, in der es inner halb der geschichteten Werkstoffverbindung, für die es bestimmt ist, Verwendung finden soll. Zu dem Zweck ist nun Gebrauch ge macht von einer Eigenschaft des nach der Erfindung ohne Lösungsmittel hergestellten Polymerisates, nämlich von der Eigenschaft, dass es nicht klebt.
Das Polymerisat wird mittels bekannter Auftragsvorrichtungen unmittelbar in beliebig hoher Dicke auf eine Unterlage aus Blech oder dergleichen auf getragen und darauf bis zur schliesslichen Einbettung zwischen die andern Bestand teile der geschichteten Werkstoffverbindung aufbewahrt. Da es wohl eine hohe Dehnungs elastizität aufweist aber nicht fliess- und giessfähig ist, das heisst also auch keine Pla stizität besitzt, kann es auf dieser Unter lage ohne jede Gefahr der Beeinträchtigung der ihm gegebenen endgültigen Gestaltung auf Vorrat gehalten und transportiert, ja selbst in beliebiger Zahl übereinander ge lagert werden.
Für die Einbettung dieses in seiner endgültigen Gestalt befindlichen Polymerisates in die geschichtete Werkstoff verbindung ist es nur nötig, die miteinander zu verbindenden Teile des Schichtproduktes hauchdünn mit einem Klebemittel zu über ziehen. Versuche ergaben, dass sich auch da für wiederum ausgesprochene Weichhalter mit hohen Siedepunkten eignen.
Solche Weichhalter, wie beispielsweise Dibutylphta- lat (Siedepunkt etwa 210' C), Diäthylphta- lat (Siedepunkt etwa 175 C), Dimethyl- phtalat (Siedepunkt etwa 165 C), Diiso- butylphtalat (Siedepunkt etwa 220' C), Tri- butylphosphat (Siedepunkt etwa <B>180'</B> C), können nicht zur Blasenbildung führen und haben eine ausserordentlich hohe Klebfähig keit.
<I>Beispiele:</I> 1. 85 Teile monomeren Vinylacetats wer den mit 15 Teilen eines hochsiedenden Phtal- säureesters (Siedepunkt 209 bis 2-60 C bei 20 mm Druck), der im Handel unter der Bezeichnung Palatinol 0 erhältlich ist, un ter Zusatz geeigneter Katalysatoren in einem Gefäss, welches mindestens 10 Atmosphären Druck widersteht, unter Erhitzung so lange polymerisiert, bis ein Polymerisationsgrad von etwa 380, dem ein Molekulargewicht von etwa 33,000 entsprechen würde,
bei etwa 80 C erreicht ist und die Masse sich als hochviskoses, zähes Produkt erweist, welches nach Abdestillierung der restlichen Mono meren auch unter Anwendung hoher Press- luftdrucke auch aus Austrittsöffnungen mit erheblicherem Querschnitt, von beispielsweise 10 bis 20 mm Durchmesser nur schwer fliesst.
Nach restloser Abdestillierung der noch vorhandenen Monomeren, gegebenenfalls im Vakuum, wird die Masse unter beschleunig ter Aufheizung auf etwa 100 C, je nach Bedarf bis auf maximal 120' C, gebracht.
Es ist darauf zu achten, dass die Ruf heizung beschleunigt durchgeführt wird, da mit keine Weiterpolymerisation eintreten kann. Die Erhitzung darf keinesfalls 120 C übersteigen, da sonst die Gefahr einer Ver- gilbung bezw. Zersetzung besteht.
Es wird nun auf die Masse im Polymeri- sationsgefäss Druck gesetzt, um sie vermit tels einer auf "etwa 120' C vorgewärmten Auftragsvorrichtung in jeder gewünschten Schichthöhe auf Bleche oder dergleichen feste Unterlagen aufzutragen.
Die heiss aufgebrachte Masse verfestigt sich unmittelbar nach Austritt aus der Vor richtung, und zwar je nach der Temperatur der Masse im Zeitraum von etwa 50 bis 80 Sekunden.
Die so hergestellte, völlig planparallele Platte lässt sich, da sie haftunfähig ist, von der Auftragsplatte leicht abziehen.
Die Dehnungselastizität solcher Platten ist so hoch, dass sie jede, auch gewaltsame Formveränderung, sofort ausgleichen, ohne eine dauernde Verformung zu erleiden.
Die Platte ist kristallklar, von hoher Lichtechtheit und Kältebeständigkeit, was serunlöslich und erleidet mit Rücksicht dar auf, dass bei der Polymerisation nur ein Pö- lymerisationsgrad von etwa 380, dem ein Molekulargewieht von etwa 33,000 entspre- eben würde, erreicht wurde und das Produkt hoch dehnungselastisch ist, deshalb keine Änderung dieser guten Werkstoffeigenschaf ten, weil der weichhaltende Zusatz auf die Weiterpoly merisation hemmend wirkt, so dass das Produkt praktisch eine fast unbe grenzte Lebensdauer besitzt.
2. 80 Teile monomeren Vinylacetats wer den unter Zusatz von 20 Teilen Tributyl- phosphat (Siedepunkt bei etwa<B>180'</B> C) zur Polymerisation angesetzt. Das beim Poly- merisationsgrade von etwa 380, dem ein Mo lekulargewicht von etwa 33,000 @ entsprechen würde, erhaltene Produkt zeigt die gleichen Eigenschaften, wie das nach Beispiel 1 er haltene. Im übrigen wird gemäss den Vor schriften des Beispiels 1 weitergearbeitet.
3. 88 Teile Acrylsäureester werden mit 12 Teilen eines hochsiedenden Phtalsäure- esters (Siedepunkt bei 200 bis 216 C), der im Handel unter der Bezeichnung Platinol C erhältlich ist, genau so wie beim Beispiel 1 bis zu einem Polymerisationsgrade von etwa 380, dem ein Molekulargewicht von etwa 33,000 entspricht, polymerisiert. Das so er haltene Produkt hat fast den gleichen Cha rakter und die gleichen Werkstoffeigenschaf ten wie das nach Beispiel 1.
Im übrigen wird mit der Masse nach den Vorschriften des Beispiels 1 gearbeitet.
Das Verfahren nach der Erfindung bringt erhebliche Vorzüge mit sich. Da das Poly- merisat von Anfang frei von Lösungsmit teln ist, kann es in jeder gewünschten Schichthöhe weiter verarbeitet werden. Da das nach der Erfindung hergestellte Poly- merisat keine klebenden Eigenschaften hat und sehr dehnungselastisch aber nicht ver formbar ist, kann es für sich in beliebigen Stapeln übereinander gelagert und so trans portiert werden.
Bei Verwendung des nach dem Verfahren hergestellten Polymerisates als Zwischenschicht in geschichteten Werk stoffverbindungen braucht diese geschichtete Werkstoffverbindung erst am Orte ihrer Verwendung zusammengesetzt zu werden.
Das hat bei gewissen geschichteten Werk stoffverbindungen, beispielsweise bei split- tersicheren Verbundgläsern den Vorzug, dass der für sich leicht zerbrechliche Bestandteil, nämlich das Glas nicht mittransportiert zu werden braucht, da er erst am Ort der Ver wendung des Schichtkörpers in Verbindung mit der nichtsplitternden Zwischenschicht gebracht zu werden braucht und solche Glas scheiben überall erhältlich sind.
Bei Verwendung der nichtsplitternden Zwischenschicht nach der Erfindung für die Herstellung von lichtreflektierenden Schil dern kann als feste Unterlage für das Zwi- schenschichtpolymerisat gleich der Reflek tor verwendet werden, dessen spiegelnde Oberflächen auf diese Weise auch dann schon vor den schädlichen atmosphärischen Einflüssen geschützt wird, wenn die einzel nen Bestandteile noch nicht zu einem ferti gen Schilde zusammengesetzt sind. In sol chem Falle ist es zweckmässig, die Hochpoli tur des Reflektors erst am Orte der Herstel lung des Polymerisates zu erzeugen, und zwar kurz vor dem Auftragen des letzteren.
Die Herstellung splittersicherer Verbund gläser wird bei Verwendung von nach der Erfindung hergestellten Zwischenschichten erheblich verbilligt. Die Leistungsfähigkeit solcher Verbundgläser, insbesondere wenn es sich um kugelfangende Verbundgläser oder um gasdichte Verbundgläser handelt, wird durch die Verwendung von nach diesem Ver fahren hergestellten besonders dicken Zwi schenschichten erheblich gesteigert.