DE1009339B - Verfahren, um Teile aus zu mehr als 50% aus Acrylnitril aufgebauten Mischpolymerisaten untereinander oder mit Teilen aus anderen Kunststoffen oder anderen Werkstoffen, wie Leder, Metall, Glas oder keramischen Massen, verklebbar zu machen - Google Patents

Description

• Verfahren, um Teile aus zu mehr als 5O0/o aus Acrylnitril aufgebauten Mischpolymerisaten untereinander oder mit Teilen laus anderen Kunststoffen oder anderen Werkstoffen, wie Leder, Metall, Glas oder keramischen Massen, verklebbar zu machen Kunststoffe, die zu mehr als 50°/o aus Acrylnitril aufgebaut sind, etwa die nach der deutschen Patentschrift 700 176 hergestellten Mischpolymerisate, zeichnen sich bekanntlich durch. hervorragende Festigkeitseigenschaften aus. Die Verbindung eines Teiles aus einem solchen Kunststoff mit einem zweiten Teil aus dem gleichen oder einem anderen Stoff, z. B. aus einem thermoplastischen Kunststoff, konn.te bisher nur auf mechanischem Wege, also durch Vernieten, Klammern oder durch Zusa.mmenfügen entsprechend gehohrter oder gefräster Teile, erreicht werden. Eine wirklich haltbare, d. h. mechanisch beanspruchbare witterungs- und alterungsbeständige Verklebung der genannten, Mischpolymerisate mit anderen Stoffen war bisher nicht möglich, und zwar weder durch Anwendung von Adhäsion'sklebern, wie sie z. B. in der USA.-Patentschrift 2 376 854 beschrieben, sind, nuch mit Hilfe von Lösungsmitteln. Im letzteren Falle müssen z. B. beim Verkleben zweier Teile aus acrylnitrilhaltigem und aus einem anderen thermoplastischen Kunststoff die Oberflãcllen beider Teile von einem Lö sungsmittel angelöst bzw. angequollen und nach dem Zusammenfügen, gegebenenfalls unter Druck, durch Verdampfen des Lösungsmittels miteinander verhunden werden. Die Löslichkeitseigenschaften acrylnitrilhaltiger Mischpolymerisate unterscheiden sich jedoch bekanntlich erheblich von denen der stofflich verwandten thermoplastischen Kunststoffe. Als technisch allein verwerteltes Lösungsmittel ist bisher nur Dimethylformamid bekannt, während demgegenüber die Bedeutung weiterer Lösungsmittel, wie Glykolsäurenitril, wäßrige Rhodanidlösungen oder Ameisensäure, weit zurücktritt. Je nach dem Acrylnitrilgehalt der zu lösenden Mischpolymerisate findet Dimethylformamid auch im Gemisch mit anderen Lösungsmitteln, wie Aceton, Chloroform, Nitromethan u. a., Verwendung.
• Verfährt man nun nach der für andere Polymerisate gültigen Methode und löst beispielsweise einmal ein acrylnitrilhaltiges Mischpolymerisat im Gemisch von Dimethylformamid und Aceton und zum anderen Polymethylmethacrylat im gleichen Lösungsmittel, so ergibt sich eine überraschende Unverträglichkeit beider Lösungen bzw. der gelösten Polymerisate: gießt man nämlich das homogene Gemisch der beiden Lösungen aus und läßt die Lösungsmittel verdampfen, so erhält man nicht einen einheitlichen Film, sondern es tritt beim Trocknen En.tmischung ein. Löst bzw. quillt man dementsprechend eine Platte aus acrylnitrilhaltigem Mischpolymerisat und eine zweite aus z. B. Polymethylmethacrylat mit dem Gemisch von Dimethylformamid und Aceton oberflächlich an, so erzielt man - und zwar auch bei Anwendung von Druck - keine Verklebung beider Platten, vielmehr fallen beide Teile nach Verdunsten der Lösungsmittel wieder auseinander. Wegen der grundsätzlich. verschiedenen Lösungsmechanismen, die für hocharrrylnitrilhaltige Mischpolymerisate einerseits und die übrigen thermoplastischen Kunststoffe andererseits gelten, ist es bisher auch nicht gelungen, eine haltbare Verbindung dieser beiden bzw. der ersteren mit anderen. Stoffen mit Hilfe einer klebenden Zwischenschicht zu erzielen.
• Es wurde nun gefunden, daß sich Halbfertigfahrikate oder Formkörper aus Mischpolymerisaten mit überwiegen dein Acrylnitrilgehalt unter Erzielung einer ausgezeichneten Festigkeit untereinander oder mit anderen Stoffen derart verkleben lassen, daß der zum überwiegenden Teil aus Acrylnitril aufgebaute Kunststoffkörper mit der Schicht eines solchen Mischpolymerisats überzogen wird, dessen Acrylnitrilgehalt -- bei dem Aufbringen nur einer die Verklebung herbeifübrenden Zwischenschicht - mindestens 100/o, jedoch weniger als 500/o ausmacht. Bei einem hohen Acrylnitrijgehalt des einen, de.r zu verklehenden Teile und bzw. oder bei einer hohen Dauerbiegebeanspruchung des durch Verkleben hergestellten. Körpers kann es zweckmäßig oder notwendig sein, an. Stelle einer Zwischenschicht deren mehrere aufzubringen, deren Acrylnitrilgehalt in der Reihenfolge des Aufbringens bis zu eine.m solchen Grade abnimmt, daß der Acrylnitrilgehalt der äußersten. Schicht zwischen 10 und 50°/o beträgt und dann mit Hilfe eines der üblichen Klebemittel verklebt werden kann. Die Schicht bzw. Schichten aus acrylnitrilhaltigem Mischpolymerisat wird bzw. werden durch Tauchen, Spritzen. oder Streichen in bzw. mit Lösungen. der Mischpolymeri sate in geeigneten Lösungsmitteln oder in Lösungsmi ttMgemi sclien und ansclhlieRendes Verdampfen des Lösungsmittels erzeugt. Die Lösungsmittelgemische enthalten zweckmäßigerweise eine solche Nompo,rxen.te, die für sich allein Lösungsmittel für Polyacrylnitril ist. Als am geeignetesten hat sich Dimethylformamid erwiesen. Das Aufbringen kann auch in an sich bekannter Weise nach dem Flammspritzverfahren erfolgen. Der Aufbau der eine Verklebung ermöglichenden Zwischenschicht bzw. -schichten kann natürlich auch so erfolgen, daß der mit dem acrylnitrilhaltigen Kunststoff zu verbindende Körper mit Schichten steigenden Acrylmtrilgehalts überzogen und sinngemäß nach der gegebenen Vorschrift verfahren wird.
• Für den Aufbau der Zwischenschichten eignen sich Mischpolymerisate, die aus Acrylnitril und einer weiteren, polymerisierbaren Äthylenverhindung bzw. aus mehreren solcher Verbindungen, insbesondere Methacrylsäureestern niederer Alkohole, hergestellt sind.
• In einzelnen Fällen kann es zweckvoll sein, den Schichtaufbau mit einem acrylnitrilfreien Polymerisat od.er Mischpolymerisat abzuschließen.
• Die für die Bildung der klebefähigen Zwischenr schicht zu verwendenden Mischpolymerisate können nach einem der bekannten Verfahren, also z. B. durch Block-, Lösungs-, Suspensions- oder Emulsions-Polymeri sationsverfahren, hergestellt werden. Die Löslichkeit der acrylnitrilhaltigen Mischpolymerisate kann, zumal bei höherem Acrylnitrilgehalt, dadurch verbessert werden, daß man während der Herstellung dieser Produkte das Verhältnis der Mischmonomeren am Ort der Pollymerisatio;n. dadurch konstant hält, daß man in dem polymerisierenden Gemisch in dem Maße, in dem es an dem bevorzugt polymerisierenden Monomeren verarmt, dieses laufend ergänzt, d. h. die Polymerisation unte!r dauerndem Zulauf des mit größerer Geschwindigkeit polymerisierenden Monomeren oder auch des Monomerengemisches durchführt. Das Ergebnis eines solchen Vorgehens ist die Bildung eines in seiner Zusammensetzung und damit in seinem Lös everhal ten gleichmäßigen Produktes.
• Als Beispiel für die Anwendung des erhndungsgemäßen. Verfahrens sei die Verk:lebung eines Kunststoffes A, der durch Mischpolymerisation von 80 Gewichtsteilen Acrylnitril und 20 Gewichtsteilen Methylmethacrylat hergestellt wurde, mit Polymethylmethacrylat (Kunststoff B) beschrieben: Die glasartig glatte Oberfläche des Kunststoffes A wird mit einer Stahlbürste aufgerauht. Danach taucht man die zu verklebende Fläche 10 Minuten lang in die Lösungl, bestehend. aus 10 Teilen. eines Mischpolymerisats aus 56 Gewichtsteilen, Acrylnitril und 44 Gewichtsteilen Methacrylsäuremethylesteir mit einer Viskosität von r spec/c von 0,12, gemessen im Ostwald-Viskosimeter bei 200 in Nitromethan; 10 Teilen Dimethylformamid; 80 Teilen Aceton, läßt abtropfen; und trocknet 2 Stunden hei 600. Danach taucht man. die beschichtete Fläche 10 Minuten lang in die Löund2, bestehend aus 20 Teilen eines Mischpolymerisats aus 30 Gewichtsteilen Acrylnitril und 70 Gewichtsteilen Methylmethacrylat; 80 Teilen Aceton, läßt abtropfen und trocknet wieder 2 Stunden bei 600 Die dritte Schicht bringt man durch Tauchen der mit den Lösungen 1 und. 2 vorbehandeItea Fläche in der Lösung3, bestehend aus 20 Teilen eines Mischpolymerisats aus 15 Gewichtsteilen Acrylnitril und 85 Gewichtsteilen Methylmethacrylat; 80 Teilen Aceton, und anschließendes Trocknen. bei 600 auf.
• Durch Sstündiges Wässern. des beschichteten. Kunststoffes bei 500 wird das beim Trocknen nicht entfernte Dimethylfolrmam,id ausgewaschen. Danach trocknet man erneut bei 600 10 bis 20 Stunden und kann. nun den Kunststoff B in an s.ich bekannter Weise, also entweder mit Hilfe eines Lösungsmittels wie Aceton oder Chloroform oder mittels eines Polymerisationsklebers, mit dem Kunststoff A verkleben. Als besonders geeignet haben sich die sogenannten, »Schnellkleber«, wie sie z. B. in der deutschen Patentschrift 863 115 beschrieben sind, erwiesen. Diese »Schnellkleber« be, stehen aus einem Monomeren, z. B. Methylmetbacrylat, einem Polymeren, z. B. Polymethylmethacrylat, einem üblichen Beschleuniger, z. B. Benzolperoxyd, einem hochbeschleunigend wirkenden Stoff, z. B. einem tertiären Amin, und gegebenenfalls einem das Polymere lösenden, nicht polymerisierbaren flüchtigen Lösungsmittel.
• Im Sinne vorliegender Erfindung soll auch die Vereinigung von zwei Teilen nach dem eben be$chriebeinen Verfahren als »Verideben« bezeichnet werden.
• An Stelle des Kunststoffes B kann praktisch jedes Material mit einem Mischpolyme!risat vom Typ des Kunststoffes A verklebt werden, also auch Glas, Metall, keramische Stoffe, Kunststoffe, Holz, Leder, Gummi usw.
• Die auf die erfindungsgemäße Weise erwirkte Verklebung eines acrylnitrilhaltigen Mischpolymerisats mit einem zweiten thermoplastischen Kunststoff ist so fest, daß das erhaltene Gebilde nach Erwärmung über den Erweichungspunkt verformt werden kann, ohne daß sich die Verklebung löst oder an Festigkeit verliert.
• Für die technische Verarbeitung hochacrylnitrilhaltiger Mischpolymerisate kann es - soweit deren Verklebung mit anderen. Materialien, vorgesehen ist -vorteilhaft sein, das Aufbringen der schichtartigen und ein Verkleben ermöglichen den Präparation nllr mittelbar im Anschluß an die Herstellung von Platten, Blöcken, Rohren und Stäben vorzunehmen. Voraussetzung für ein solches Vorgehen ist natürlich., daß das erfindungsgemäß behan.delte Halbzeug vor der Verklebung an der präparierten Fläche nicht span abhebend bearbeitet wird. Alle anderen Bearbeitungsmethoden, vor allem die thermoplastische Formung, können jedoch an diesem Halbzeug ohne Beeinträchtigung der Verklebbarkeit vorgenommen werden. Auf diese N0teise kann ein Halbzeug aus hochacrylnitrilhaltigem Mischpolymerisat in den Handel gebracht werden, das sich genauso einfach und zuverlässig verkleben läßt wie z. B. Polymethylmetbacrylat.
• Die im Sinne der Erfindung aufgebrachten Schichten sind nicht oder nur schwer mit dem Auge feststellbar. In besonderen Fällen. kann es zweckmäßig sein, die eine Verklebung ermöglichende Präparation sichtbar zu machen. Dies kann beispielsweise derart geschehen., daß das aufzulösende acrylnitrilhaltige Mischpolymerisat einen löslichen Farbstoff enthält oder daß das beschichtete Material oberflächlich angefärbt wird. Auch durch Aufbringen von Pigmenten auf die acrylnitrilhaltigen Polymerisatschichten kann, eine Kennzeichnung der erfindungsgemäß präparierten Mischpolymerisate erreicht werden.
• Es kann außerdem in besonderen Fällen von Vorteil sein, den. ein Verkleben ermöglichenden Zwischenschichten Füllmittel, z. B. natürliche oder künstliche Fasern, einzuverleiben.
• PATENTANSPPtcH lt 1. Verfahren, um Teile aus zu mehr als 50°/o aus Acrylnitril aufgebauten. Mischpolymerisaten untereinander oder mit Teilen aus anderen Kunststoffen oder anderen Werkstoffen, wie Leder, Holz, Metall, Glas oder keramischen Massen verklebl>ar zu machen, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verklebende Fläche des hocharrylnitrilhaltigen Mischpolymerisats mit der Schicht eines zweiten Mischpolymerisats überzogen wird, dessen Acrylmtrilgehalt mindestens 100/o, jedoch weniger als 50 O/o ausmacht.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verklebende Fläche des acrylnitrilhaltigen Mischpolymerisats mit mehrerer Schichten solcher Mischpolymerisate überzogen wird. deren Acrylnitrilgehalt in der Reihenfolge des Aufbringens bis zu einem solchen Grade ab nimmt, daß die äußerste Schicht zu mindestens 100/o, jedoch zu weniger als 50ovo aus Acrylnitril aufgebaut ist.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus einem acrylnitrilhaltigen Mischpolymerisat durch Auftragen einer Lösung dieses Polymerisats in einem Lösungsmittel oder einem Lösungsmittelgemisch, da.s ein Lösungsmittel für Polyacrylnitril, vorzugs- weise Dimethylformamid, enthält und anschließendes Verdunsten d.ieses oder dieser Lösungsmittel gebildet wird.

   4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die acrylnitrilhaltige Zwischenschicht nach dem Flammspritzverfahren aufgebracht wird.

   5. Verfahren. nach. den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verkleben d.ie Mittel gemäß Patent 863 115 verwendet werden.

   6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß den aufzubringenden Schichten aus Mischpolymerisaten abnehmenden Acrylnitrilgehalts Farbstoffe und bzw. oder Pigmente und bzw. oder Füllstoffe, wie Fasern, einverleibt werden..

   7. Verfah.ren nach Anspruch 1, dadurch gelkennr zeichnet, daß die Löslichkeit des als Zwischen schicht aufzubringenden Mischpolymerisats dadurch verbessert wird, daß solche Mischpolymerisate verwendet we.rden, bei deren Herstellung dafür Sorge getragen wird, daß Produkte gleichmäßiger Zusammensetzung und damit gleichmäßigen Löseverhaltens entstehen..

   In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1 026 649; USA.-Patentschrift Nr. 2 376 854; Lüttgen, »Die Technologie de.r Klebstoffe«, 1953, S. 201 ff. ; Schildknecht, »Vinyl and Related Compompounds«, NewYork 1952, S. 285, 286.