DD259172A1 - METHOD FOR IMPROVING THE ADHESION RESISTANCE OF METAL-PLAST-COMPOUND - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Verbesserung der Haftfestigkeit von Metall-Plast-Verbunden. Das Verfahren ist vorrangig anwendbar auf dem Gebiet der Stomatologie. Es hat das Ziel, einen sicheren Verbund und eine hohe Scherfertigkeit zu erreichen. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Entwicklung eines einfachen Verfahrens, das eine hohe Benetzung mit bekannten Haftvermittlern garantiert. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Metalllegierungsoberfläche durch Vorbehandlungsverfahren aufgerauht und anschließend unter Unterdruckbedingungen von 10 exp -3 bis 100 Pa mit Haftvermittlern beschichtet wird.{Stomatologie, Plast-Metall-Verbund. Haftfestigkeit, Scherfestigkeit, Benetzung, Unterdruck, Haftvermittler, Metalllegierung}Process for improving the adhesion of metal-plastic composites. The method is primarily applicable in the field of stomatology. Its goal is to achieve a secure bond and a high level of tradesmanship. The object of the invention is to develop a simple process which guarantees high wetting with known adhesion promoters. According to the invention, this object is achieved in that the metal alloy surface is roughened by pretreatment and then coated with adhesion promoters under reduced pressure conditions of 10 exp -3 to 100 Pa. {Stomatology, plastic-metal composite. Adhesive strength, shear strength, wetting, negative pressure, adhesion promoter, metal alloy}
Description
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Ein Gütesiegel des Metall-Kunststoffverbundes ist dessen Verbundfestigkeit. Er muß dauerhaft drucksicher sowie wechselnder Temperaturbelastungen standhalten.A hallmark of the metal-plastic composite is its bond strength. He must withstand permanently pressure-safe and changing temperature loads.
Eine wesentliche Voraussetzung für einen optimalen Verbund ist die höchstmögliche Nutzung der auf der Metalloberfläche vorhandenen retentiven Stellen. Wie bekannt ist letzteres eng mit dem Problem der Benetzbarkeit der Metalloberfläche durch den Kleber bzw. Haftvermittler verbunden. Die Benetzbarkeit ist wiederum von den Oberflächenenergiedifferenzen aber auch von der Oberflächenrauhigkeit abhängig. Mit herkömmlichen Verfahren der Applikation von Haftvermittlern auf Metalloberflächen, wie Pinseln, Tauchen oder Spritzen ist eine optimale Oberflächennutzung nicht möglich.An essential prerequisite for an optimal bond is the highest possible utilization of the retentive sites present on the metal surface. As is known, the latter is closely linked to the problem of wettability of the metal surface by the adhesive or adhesion promoter. The wettability is in turn dependent on the surface energy differences but also on the surface roughness. With conventional methods of applying adhesion promoters on metal surfaces, such as brushes, dipping or spraying, optimal surface utilization is not possible.
Das vorzustellende Verfahren bietet gegenüber dem in der PS 2737792 beschriebenen Verfahren den Vorteil, daß es sich beiden Kunststoffen (Plasten, Polymeren, Polymer-Monomer-Gemische) nicht um unter diesen Bedingungen verdampfbare Verbindungen, d. h. Verbindungen mit einem Dampfdruck in der Größenordnung des angelegten Druckes, handelt.The process to be presented offers over the method described in the PS 2737792 the advantage that it is not plastic compounds (plastics, polymers, polymer monomer mixtures) under these conditions vaporizable compounds, d. H. Compounds with a vapor pressure in the order of the applied pressure, is.
Ziel der Erfindung ist das Erreichen eines sicheren Verbundes und einer hohen Scherfestigkeit.The aim of the invention is to achieve a secure bond and a high shear strength.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Entwicklung eines einfachen Verfahrens, das eine hohe Benetzung (nahezu vollständige) von behandelten Metalloberflächen mit bekannten Haftvermittlern garantiert und damit zu weiteren, aufzutragenden Plastverbindungen (Kunststoffen, Polymer-Monomer-Gemischen") einen festen Verbund garantiert. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Metallegierungsoberfläche durch Strahlen mit Korund, chemische und/oder elektrochemische Korrosion oder andere bekannte Vorbehandlungsverfahren aufgerauht und anschließend unter Unterdruckbedingungen von 10~3 bis 100Pa mit an sich bekannten Haftvermittlern beschichtet wird.The object of the invention is to develop a simple process which guarantees high wetting (almost complete) of treated metal surfaces with known adhesion promoters and thus guarantees a firm bond to other plastic compounds (plastics, polymer-monomer mixtures ") to be applied the object is achieved in that the metal alloy surface is roughened by blasting with corundum, chemical and / or electrochemical corrosion or other known pretreatment and then coated under vacuum conditions of 10 ~ 3 to 100Pa with known adhesion promoters.
Die so beschichteten Metallegierungen sollten vorzugsweise Mikroretentionen zwischen 5pm bis" 25 pm Breite und 5pm bis 50 pm Tiefe aufweisen. Die Viskosität des Haftvermittlers sollte zwischen 1O-3 und 1 Pas, vorzugsweise zwischen 5 · 10"2und 5 · 10~1Pas liegen. Die Beschichtung erfolgt günstigstenfalls bei Raumtemperatur, es ist aber auch möglich, die Temperatur bis 800C zu erhöhen.The thus-coated metal alloys should preferably "5pm having 25 pm in width and up to 50 pm deep. The viscosity of the adhesion promoter should be between 1O -3 and 1 Pas, preferably between 5 · 10" microretentions between 5pm to be 2 and 5 × 10 -1 Pas , The coating is preferably at room temperature, but it is also possible to increase the temperature to 80 0 C.
Als Haftvermittler kommen alle Polymeren und Monomeren zum Einsatz, die nicht unter den erfindungsgemäßen Bedingungen verdampfen, beispielsweise Methylmetacrylat, Polymethylacrylat, Polyurethane, Polyester und Mischungen davon. Als Metallegierungen kommen Nichtedelmetall und Edelmetall-Legierungen zur Anwendung, so u. a. Nickel-Basislegierungen und Cobalt-Basislegierungen. Das erfindungsgemäße Verfahren wird derart durchgeführt, daß die Metallegierung sich in einem geschlossenem, durchsichtigen Behälter befindet, an dem eine Pumpe angeschlossen ist. Der Behälter mit der Probe wird evakuiert, in dem 10~3 bis 100Pa, vorzugsweise 1-80Pa, angelegt werden. Anschließend wird unter Vakuum der Haftvermittler entweder durch Auftropfen oder durch Streichen aufgetragen. Die Zeit der Evakuierung sollte nach dem Erreichen des Druckwertes mindestens 5 min dauern, zumindest solange bis der gewünschte Druck erreicht ist. Nach erfolgter Beschichtung wird der Probenraum wieder belüftet. Überraschenderweise wurde gefunden, daß mit Methylmethacrylat als Haftvermittler zwischen einer Nickel-Basis-Legerierung und Kallocryl A (PMMA-Plast) eine Scherfestigkeitssteigerung von 12MPa unter Normalbedingungen und 21 MPa unter Unterdruckbedingungen erreicht wird.Adhesion promoters include all polymers and monomers which do not evaporate under the conditions according to the invention, for example methyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyurethanes, polyesters and mixtures thereof. As metal alloys base metal and precious metal alloys are used, including nickel-based alloys and cobalt-based alloys. The inventive method is carried out such that the metal alloy is in a closed, transparent container to which a pump is connected. The container with the sample is evacuated by applying 10 -3 to 100 Pa, preferably 1-80 Pa. Subsequently, the adhesion promoter is applied either by dripping or by brushing under vacuum. The time of the evacuation should last at least 5 minutes after reaching the pressure value, at least until the desired pressure is reached. After coating, the sample chamber is re-aerated. It has surprisingly been found that an increase in shear strength of 12 MPa under normal conditions and 21 MPa under reduced pressure conditions is achieved with methyl methacrylate as adhesion promoter between a nickel-based alloy and Kallocryl A (PMMA-Plast).
Ausführungsbeispielembodiment
NCA-Probe mit 1 cm2 wurden nach vorheriger Politur elektrochemisch geätzt. Anschließend wurden sie im Unterdruck bei 160Torr mit Methylmetacrylat 2mäl bepinselt. Danach wurde sofort der Druckausgleich hergestellt. Auf die so vorbehandelte Oberfläche wurde dann ein handelsüblicher Verblendkunststoff, Superbont C + B, entsprechend den Verarbeitungsvorschriften aufgebracht.1 cm 2 NCA sample was electrochemically etched after prior polishing. Then they were brushed in vacuum at 160 Torr with methyl methacrylate 2mal. Thereafter, the pressure equalization was immediately established. A commercially available veneering resin, Superbont C + B, was then applied to the pretreated surface in accordance with the processing instructions.
Ein Vergleich der mit Hilfe der Druckfestigkeitsprüfung nach H.Lucht—Diplom 1985BIn. — erhaltenen Verbundfestigkeitsdaten zeigt eine deutliche Verbesserung der Werte im Falle der Unterdruckbeschichtung im Gegensatz zur Normalbeschichtung. Zu dem zeigen REM-Aufnahmen nach dem Abscheren in den Poren verbliebenen Kunststoff.A comparison of the with the help of the compression strength test according to H. Lucht-diploma 1985BIn. - obtained bond strength data shows a significant improvement in the values in the case of the vacuum coating in contrast to the normal coating. To show the SEM images after shearing remaining in the pores plastic.
Verbundfestigkeit Normal UnterdruckBond strength Normal Negative pressure
12 21MPa ·12 21MPa ·
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