DD212003A1

DD212003A1 - COMPOSITE MATERIALS FOR THE PREPARATION OF CORROSION-RESISTANT AND WEARABLE CONSTRUCTIONS

Info

Publication number: DD212003A1
Application number: DD24573382A
Authority: DD
Inventors: Hans Schlegel; Kurt Stefan; Gerhard Voigt
Original assignee: Hans Schlegel; Kurt Stefan; Gerhard Voigt
Priority date: 1982-12-09
Filing date: 1982-12-09
Publication date: 1984-08-01

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Verbundwerkstoffe mit hochbelastbarer Zwischenschicht zur Herstellung korrosionsbestaendiger und tragfaehiger Konstruktionen. Es sind Verbundwerkstoffe zu schaffen, die ueber den in technisch hochbeanspruchten Konstruktionen erforderlichen Haftverbund verfuegen. Nach der Aufgabe sind Verbundwerkstoffe zu entwickeln, die vorzugsweise bei der Herstellung der genannten Konstruktionen aus oder unter Mitverwendung von Plastwerkstoffen zum Einsatz kommen, wobei solche Zwischenschichten zu verwenden sind, die den verarbeitungstechnischen und belastungsmaessigen Anforderungen genuegen. Die erfindungsgemaesse Loesung ist gekennzeichnet durch einen Verbundwerkstoff in Form einer Zwischenschicht, bestehend aus einer Loesung von Kunstharzen und Weichmachern in organischen Loesungsmitteln mit folgender Zusammensetzung: 20 bis 30 Masseteile Mischpolymerisat aus Vinyalazetat/Vinylchlorid, bis 10 Masseteile Acrylsaeureester, bis 5 Masseteile Weichmacher, 70 bis 80 Masseteile organisches Loesungsmittel (Aethylazetat) oder Loesungsmittelgemisch (Aethyl-Butylazetat).The invention relates to composites with highly resilient intermediate layer for producing corrosion-resistant and tragfaehiger constructions. It is necessary to create composite materials which have the necessary adhesion in technically highly stressed constructions. After the task composites are to be developed, which are preferably used in the production of said structures from or with the concomitant use of plastic materials, wherein such intermediate layers are to be used, which meet the processing and load-bearing requirements. The solution according to the invention is characterized by a composite material in the form of an intermediate layer consisting of a solution of synthetic resins and plasticizers in organic solvents having the following composition: 20 to 30 parts by weight of vinyl polyacetate / vinyl chloride copolymer, 10 parts by weight of acrylic acid ester, up to 5 parts by weight of plasticizer, 70 to 80 parts by weight of organic solvent (ethyl acetate) or solvent mixture (ethyl-butyl acetate).

Description

Verbundwerkstoffe zur Herstellung τοη korrosionsbeständigen und tragfähigen KonstruktionenComposite materials for producing τοη corrosion resistant and load-bearing structures

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft Verbundwerkstoffe mit hochbelastbarer Zwischenschicht, vorzugsweise zur Herstellung von korrosionsbeständigen und tragfähigen Konstruktionen wie Apparaten, Behältern, Rohren und dgl,, bestehend aus der Werkstoffkombination Thermoplast-faserverstärkter Duroplast und zur Beschichtung oder Auskleidung von Bauelementen oder Konstruktionen aus Beton mit Thermoplasten oder faserverstärkten Duroplasten.The invention relates to composites with highly resilient intermediate layer, preferably for the production of corrosion-resistant and load-bearing structures such as apparatus, containers, pipes and the like, consisting of the combination of materials thermoplastic-reinforced thermoset and for coating or lining of components or constructions of concrete with thermoplastics or fiber reinforced thermosets ,

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, Verbundwerkstoffe durch eine Kombination unterschiedlicher metallischer und nichtmetallischer Werk- und Baustoffe herzustellen. Die Auswahl und Verwendung der Werkst off kombination -erfolgt nach dem Einsät zzweck und den Anforderungen. In manchen Fällen ist ein- fester Verbund zwischen den einzelnen Schichten aus unterschiedlichen Stoffen von geringer Bedeutung, beispielsweise ist das bei der Kabelherstellung zutreffend» Meistens wird jedoch eine gute Haftung der Einzelschichten aneinander gewünscht. Das trifft fas immer zu, wenn der Verbundwerkstoff für technische Konstruktionen zum Einsatz kommen soll. Wenn der Verbundwerkstoff aus einzelnen Schichten bereits vorgebildeter Stoffe hergestellt werden soll, s. B, Folienauskleidungen von Metall- oder Betonbehältern, so ist das nur unter Verwendung von haftvermittelnden Zwischenschichten möglich. Speziell beim Einsatz von Thermoplasten, die wegen ihrer resistenten Eigenschaften häufig in Verbundwerkstoffen zur Anwendung kommen, ist es wegen oft schlechter Hafteigenschaften des Thermoplastwerkstoffes zusätzlich erforderlich, durch besondere Vorbehandlungsverfahren die nötige Klebfähigkeit erst zn schaffen.It is known to produce composite materials by a combination of different metallic and non-metallic materials and building materials. The selection and use of the material combination is carried out according to the intended use and requirements. In some cases, a strong bond between the individual layers of different materials is of little importance, for example, this is true in cable manufacturing. "However, good adhesion of the individual layers to one another is usually desired. This is always the case when the composite material is to be used for technical constructions. If the composite material is to be produced from individual layers of already preformed substances, s. B, foil linings of metal or concrete containers, this is only possible using adhesion-promoting interlayers. Especially when using thermoplastics, which are often used in composites because of their resistant properties, it is due to often poor adhesion properties of the thermoplastic material additionally required by special pre-treatment process to create the necessary adhesiveness zn.

Während Thermoplast-FoIien thermisch oder durch Strahlung vorbehandelt werden, kommen für kompakte Plaste, wie sie in Konstruktionen angewendet werden, Verfahren wie Anlösen oder Einschmelzen .von Tes^ilien in die Oberfläche in Frage. Dies trifft auch zu, wenn als Verbundpartner faserverstärkte Duroplaste verwendet werden.While thermoplastic films are pretreated thermally or by radiation, for compact plastics as used in constructions, methods such as dissolving or fusing of oils into the surface are possible. This also applies if fiber-reinforced thermosetting plastics are used as the composite partner.

Bei der Beschichtung von Beton mit faserverstärkten ungesättigten Polyesterharzen, die für solche Zwecke meist eingesetzt werden, ist bei höheren Anforderungen die Alkalität des B&ons für die Haftung nachteilig, so daß mit Epoxidharz alsWhen coating concrete with fiber-reinforced unsaturated polyester resins, which are usually used for such purposes, the alkalinity of the B & ons for adhesion is disadvantageous for higher requirements, so that with epoxy resin as

ZwisctLenschiclit beziehungsweise als Beschichtungsharz gearbeitet werden muß.ZwisctLenschiclit or must be worked as a coating resin.

Die hauptsächlichsten Nachteile dieser Verfahren bestehen darin, daß die anlösenden Substanzen gesundheitsgefährdende Substanzen sind, die außerdem zur Versprödung des Thermoplastwerkstoffes beitragen. Die Verfahren zum Einschmelzen von Textilien beschränken die spätere Verformbarkeit der kaschierten Platten. Die Anwendung von Epoxidharzen für ' j Zwischenschichten oder als Beschiehtungsmaterial verteuert die Herstellung wesentlich. Es ist bereits versucht worden, die einschränkenden Merkmale durch Anwendung von Zwischenschichten auf Basis dispergierter Plastwerkstoffe zu beseitigen. Dabei hat sich aber als nachteilig erwiesen, daß die Haftfestigkeit und Wärmebeständigkeit'der Zwischenschicht " begrenzt sind und die Anwendbarkeit eingegrenzt wird.The main disadvantages of these methods are that the solubilizing substances are harmful substances which also contribute to the embrittlement of the thermoplastic material. The processes for melting textiles limit the later deformability of the laminated panels. The use of epoxy resins for 'j intermediate layers or as Beschiehtungsmaterial makes production significantly. Attempts have already been made to eliminate the limiting features by using intermediate layers based on dispersed plastic materials. However, it has proved to be disadvantageous that the adhesive strength and heat resistance 'of the intermediate layer "are limited and the applicability is limited.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist Ziel der Erfindung Verbundwerkstoffe zu'schaffen, die über den in technisch hochbeanspruchten Konstruktionen erforderlichen Haftverbund verfugen und mit geringem Aufwand unter Vermeiden der geschilderten Nachteile herstellbar sind.It is an object of the invention zu'schaffen composite materials that have the required in technically highly stressed constructions adhesive bond and can be produced with little effort while avoiding the disadvantages described.

Das Wesen der ErfindungThe essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verbundwerkstoffe zu entwickeln, die vorzugsweise bei der Herstellung technisch hochbeanspruchter Konstruktionen aus oder unter Mtverwendung von Plastwerkstoffen zum Einsatz kommen, wobei Zwischenschichten zu. verwenden sind, die den verarbeitungstechnischen und belastungsmäßigen Anforderungen genügen. Erfindungsgemäß ist die Lösung gekennzeichnet durch einenThe invention has for its object to develop composite materials, which are preferably used in the production of technically highly stressed constructions from or under Mtverwendung of plastic materials, with intermediate layers to. are used, which meet the processing and load requirements. According to the invention, the solution is characterized by a

Verbundwerkstoff, in Form einer Zwischenschicht, bestehend aus einer Lösung von Kunstharzen und Weichmachern in organischen Lösungsmitteln mit folgender Zusammensetzung:Composite material in the form of an intermediate layer consisting of a solution of synthetic resins and plasticizers in organic solvents having the following composition:

20-30 Masseteile Mischpolymerisat aus Vinylazetat/Vinylchlorid,20-30 parts by weight of vinyl acetate / vinyl chloride copolymer,

bis 10 Masseteile Acrylsäureester, bis 5 Masseteile Weichmacher 70-80 Masseteile organisches Lösungsmittel{Athylazetat)up to 10 parts by weight of acrylic ester, up to 5 parts by weight of plasticizer 70-80 parts by weight of organic solvent {ethyl acetate)

oder Lösungsmittelgemisch (Äthyl-or solvent mixture (ethyl

Butylazetat).Butyl acetate).

Die Zwischenschicht wird yor dem Aufbringen der Beschichtung aus faserverstärkten polymerisationsfähigen Harzen auf die zu beschichtenden Oberflächen aufgebracht, so daß sie ihrerseits auf dem zu beschichteten Untergrund haftet und gleichzeitig den Haftgrund für die Beschichtung darstellt. Das Aufbringen der Zwischenschicht geschieht in der Weise, daß zunächstThe intermediate layer is applied to the surfaces to be coated before application of the coating of fiber-reinforced polymerizable resins, so that it in turn adheres to the substrate to be coated and at the same time constitutes the primer for the coating. The application of the intermediate layer is done in such a way that first

- bei Thermoplasten die Oberfläche durch Schleifen aufgerauht wird,- in thermoplastics, the surface is roughened by grinding,

- bei Beton die Oberfläche während der Herstellung abzuziehen ist,- in the case of concrete, the surface must be removed during manufacture,

Auf diese Oberfläche wird dann die Zwischenschicht aufgetragen. Nach dem Trocknen der aus einem oder mehreren Anstrichen bestehenden Zwischenschicht ist eine Verbindung mit festen Stoffen durch Sieben bzw. das Beschichten mit faserverstärkten polymerisationsfähigen Harzen möglich.The intermediate layer is then applied to this surface. After drying the intermediate layer consisting of one or more coats, bonding with solids by sieving or coating with fiber-reinforced polymerizable resins is possible.

Wesentliche Merkmale bei der Herstellung des Verbundwerkstoffes sind die Anwendung der Zwischenschicht bzw. ihr Auftragen bei beliebig geformten Teilen, der Entfall von Importmaterialien, die Beseitigung der Gesundheitsgefahr und es tritt kein negativer Einfluß auf den Thermoplastwerkstoff auf. Haupteigenschaft des Verbundwerkstoffes istEssential features in the production of the composite material are the application of the intermediate layer or their application in arbitrarily shaped parts, the elimination of import materials, the elimination of health hazards and there is no negative effect on the thermoplastic material. Main characteristic of the composite is

die auf den guten Hafteigenschaften der Zwischenschicht beruhende hohe Beanspruchbarke it, womit tragfähige Verbundkonstruktionen vor allem aus Plastwerkstoffen hergestellt werden können.Based on the good adhesion properties of the interlayer high Belastbarbarke it, which viable composite structures can be made mainly from plastic materials.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Zur Untersuchung der Haftfestigkeit der Zwischenschicht wurde diese auf Platten aufgebracht, die aus S-PVC bzw.E-PYC bestanden und eine Dicke von 6 mm hatten. Nach dem Trocknen der Zwischenschicht wurde unter Verwendung von Rovinggewebe .jond .ungesättigten Polyesterharzen ein 3 mm dickes Laminat auf die PVC-Platten aufgebracht. Nach der Polymerisation des Harzes erfolgte das Trennen der Platten in Probestreifen von 5 cm Breite und Prüfungen mittels Biege- und Scherversuch. Im Biegeversuch konnten trotz erheblicher Durchbiegungen kein Versagen der Zwischenschicht festgestellt werden, Im Scherversuch traten bei einer Größe der Scherfläche vonIn order to examine the adhesion of the intermediate layer, it was applied to plates made of S-PVC and E-PYC, respectively, having a thickness of 6 mm. After drying the interlayer, a 3 mm thick laminate was applied to the PVC panels using roving cloths of unsaturated polyester resins. After the polymerization of the resin, the slices were separated into test strips of 5 cm width and tests by bending and shearing. Despite significant deflections, no failure of the intermediate layer could be determined in the bending test. In a shear test, the shear surface area of

2 5 x 5 cm Brüche teilweise im PVC und teilweise entlang der Zwischenschicht auf.2 5 x 5 cm fractures partly in PVC and partly along the intermediate layer.

Aufgrund dieser Ergebnisse wurde die Zwischenschicht beim Bau eines Versuchsbehälters von 1,6 m Durchmesser und 2 m Höhe aus PVC-GUP eingesetzt. Die Herstellung des Behälters konnte problemlos durchgeführt werden. Bei der Erprobung konnten bisher noch keine negativen Erscheinungen beobachtet v/erden.Based on these results, the intermediate layer was used in the construction of a test vessel of 1.6 m diameter and 2 m height made of PVC-GUP. The preparation of the container could be carried out easily. In the trial, no negative phenomena have been observed so far.

Claims

rfindungsansprueh

1. Composite material with stilllastbarer intermediate layer, preferably, for the production of corrosion-resistant and load-bearing structures such as apparatus, containers, pipes and the like. From the combination of thermoplastics fiber reinforced thermosetting plastic and for coating or lining of components or constructions made of concrete with thermoplastics or fiber reinforced thermosets, characterized by a intermediate layer consisting of a solution of synthetic resins and plasticizers in organic solvents, having the following composition:

20-30 parts by weight of mixed polymer of vinyl acetate / vinyl chloride

up to 10 parts by weight of acrylic acid ester
up to 5 parts by weight plasticizer
7Ο-8Ο parts by weight of organic solvent (ethyl acetate) or solvent mixture {ethyl / butyl acetate).

2. Composite material with heavy-duty intermediate layer according to item 1, characterized in that the intermediate layer consists of one or more paints.

3. Composite material with high-strength intermediate layer for coating with fiber-reinforced synthetic resins according to item 1 and 2, characterized by a substantially solvent-free intermediate layer.

4. Composite material with high-strength intermediate layer for coating or lining concrete elements with thermoplastics according to items 1 to 3> characterized by an intermediate layer applied to both surfaces to be contacted.