DE1258530B

DE1258530B - Verfahren zum Verkleben von Teilen aus Polybuten-(1)

Info

Publication number: DE1258530B
Application number: DEC34293A
Authority: DE
Inventors: Dr Albert Frese
Original assignee: Chemische Werke Huels AG
Current assignee: Huels AG
Priority date: 1964-11-05
Filing date: 1964-11-05
Publication date: 1968-01-11
Also published as: DE1287240C2; DE1287240B; DE1258530C2; GB1118597A; FI44654C; FR1452395A; FI44654B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C09j

Deutsche KL: 22 i-2

Nummer: 1258 530

Aktenzeichen: C 34293IV c/22 i

Anmeldetag: 5. November 1964

Auslegetag: 11. Januar 1968

Bekanntlich lassen sich Teile aus Polyolefinen nicht oder doch nur sehr mangelhaft miteinander verkleben. Aus diesem Grunde ist man genötigt, andere Verbindungsmethoden anzuwenden, beispielsweise das Verschweißen; für Rohre kommen auch Schraub- und Flanschverbindungen in Frage.

Da das Kleben aber den geringsten Aufwand erfordert, sind wiederholt Versuche zur Lösung dieses Problems gemacht worden. Hagen und Domininghaus, »Polyäthylen und andere Polyolefine«, Hamburg, 1961, 2. Auflage, fassen auf S. 348 zusammen, daß die unpolaren Polyolefine sich beim Kleben ungünstig verhalten, so daß der bei vielen Kunststoffen übüche Weg, die Oberflächen nur mit einem Lösungsmittel anzulösen und unter Druck zu verbinden, bei den Polyolefinen versagt. Zu den Polyolefinen zählt hier neben Polyäthylen und Polypropylen stets auch Polybuten-(l).

Zwar ist bekannt, daß sich Polyisobutylen verkleben läßt (W. Hawerkamp, Chem. Ind., 16, äo S. 329 [1964], Nr. 6), doch ist an gleicher Stelle die übliche Angabe über die schlechte Verklebbarkeit des Polyäthylens und des Polypropylens zu finden, so daß das bestehende Vorurteil bezüglich des PoIyn-butens nicht entkräftet ist. Aus den Eigenschaften des Polyisobutylene läßt sich bekanntlich nicht auf die des Polybutens-(l) schließen; ersteres ist als Polymeres eines Isoolefins kautschukartig, letzteres als Glied in der Kette der polymerisierten n-01efine ein fester Kunststoff. So ist es im höchsten Maße überraschend, daß es sehr wohl möglich ist, Polybuten-(l) zu verkleben.

Es wurde gefunden, daß man Teile aus Polybuten-(l) verkleben kann, indem man die Teile mit einem gegebenenfallsPolybuten-(l) gelöst enthaltenden flüssigen, gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoff behandelt und bei Temperaturen von 50 bis 100⁰C unter Druck zusammenfügt.

Unter Polybuten-(l) ist jeder Kunststoff zu verstehen, den man aus Buten-(l) nach einem der bekannten Polymerisationsverfahren, insbesondere nach dem Niederdruck-Polymerisationsverfahren von Ziegler, enthält.

Verklebbare Teile sind sowohl Halbzeuge, wie Rohre, Profile, Platten, Folien, als auch Fertigartikel aller Art, die durch den Klebvorgang in ihre endgültige Form gebracht oder auch repariert werden.

Geeignete flüssige Kohlenwasserstoffe sind beispielsweise Paraffine, wie Heptan, Benzin, Dieselöl oder Paraffinöl, Aromaten, wie Benzol oder Xylol, Cycloaliphaten, wie Cyclohexan, Isopropylcyclohexan, Alkylaromaten, wie Tetrapropylenbenzol, Dodecyl-Verf ahren zum Verkleben von Teilen aus
Polybuten-(l)

Anmelder:

Chemische Werke Hüls Aktiengesellschaft,
4370 Mari

Als Erfinder benannt:

Dr. Albert Frese, 4370 Mari

benzol, aber auch substituierte Kohlenwasserstoffe, wie Tetrachlorkohlenstoff und Chlorbenzol. Bevorzugt werden Alkylbenzole, insbesondere Tetrapropylenbenzol oder Dodecylbenzol.

Diese flüssigen Kohlenwasserstoffe können PoIybuten-(l) gelöst enthalten, zweckmäßig in Konzentrationen von etwa 1 bis 10 Gewichtsprozent; beispielsweise ist eine etwa 5 °/_oige Lösung des Polybutens-(l) in Heptan oder Benzol gut brauchbar.

Man kann den flüssigen Kohlenwasserstoff in an sich bekannter Weise durch Auf streichen, Eintauchen der Teile in den Kohlenwasserstoff oder durch eine andere geeignete Maßnahme aufbringen.

In manchen Fällen, beispielsweise bei Verwendung eines Polybuten-(l) enthaltenden Lösungsmittels als Klebmittel, genügt es auch, nur einen der beiden zu verbindenden Teile mit der Kleblösung vorzubehandeln. Im allgemeinen erzielt man indessen ganz besonders dauerhafte Verklebungen dann, wenn man beide Teile vorbehandelt. Vor dem Zusammenfügen kann man gewünschtenfalls, insbesondere bei Verwendung eines höhersiedenden Lösungsmittels, die Teile etwa 1 bis 10 Minuten an der Luft halten, wobei eine Vorquellung der Klebflächen und ein teilweises Verdunsten des überschüssigen Lösungsmittels stattfindet.

Man verbindet die vorbehandelten Teile bei Temperaturen bis zu etwa 100⁰C, bevorzugt zwischen etwa 50 und 100⁰C. Natürlich lassen sich auch niedrigere oder höhere Temperaturen anwenden, jedoch ist im ersten Fall die Zeitspanne, bis zu der die dauerhafte

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Verklebung erzielt ist, länger, während man bei Temperaturen, die 100° C nennenswert überschreiten, sich dem thermoplastischen Bereich des Kunststoffes nähert.

Während der Verklebung setzt man die zu verklebenden Teile zweckmäßig einem Druck aus, der zwischen 5 und 20, bevorzugt 5 und 10 atü liegt. Höhere oder tiefere Drücke sind selbstverständlich auch möglich, bringen aber in der Regel, sofern nicht besondere Gründe, wie beispielsweise zu dünne Wandstärke der zu verklebenden Teile, vorliegen, keinen Vorteil.

In der Regel genügt es, bei der Verklebung verhältnismäßig dünnwandiger Teile wie Rohre, unter Verwendung von Dodecylbenzol als Klebmittel bei einer Temperatur von 50⁰C einen Druck von 10 atü 10 Minuten aufrechtzuerhalten; bei höherer Temperatur wie auch bei Verwendung eines niedrigersiedenden Lösungsmittels verringert sich der Zeitbedarf entsprechend.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, daß man die zu verklebenden Flächen mit einem erwärmten, beispielsweise siedenden Lösungsmittel behandelt. — Der erwünschte Preßdruck kann in an sich bekannter Weise z. B. dadurch erreicht werden, daß man ein außen mit Lösungsmittel vorbehandeltes Rohrende in ein etwas erweitertes, innen vorbehandeltes hineintreibt.

Mit Hilfe des neuen Kleb Verfahrens lassen sich ohne weiteres Verklebungen herstellen, deren Reißfestigkeit nicht geringer ist als die des verklebten Materials. Besonders gute Ergebnisse erzielt man, wenn.man Formteile aus Polybuten-(1) kurz nach deren Herstellung verklebt, solange der Kunststoff noch in der instabilen Modifikation II vorliegt.

Als besonders überraschend kann gelten, daß dieser Erfolg im Gegensatz zu allen Erwartungen ίο auch durch einfaches Anlösen der Oberfläche mit einem geeigneten Lösungsmittel erreicht wird.

Die in den Beispielen angegebenen Klebeversuche sind an Preßplatten von 1 mm Dicke durchgeführt. Die Festigkeiten der Preßplatten und der Klebstellen werden jeweils nach lOtägiger Alterung bei Raumtemperatur gemessen, damit vergleichbare Werte von der stabilen Modifikation I des Polybutene vorliegen.

Beispiel 1 bis 5

Zwei frisch hergestellte Preßplatten aus Polybuten mit einer absoluten Reißfestigkeit von 15,0 kg/1,5 cm Probenbreite und einer Dicke von 1 mm werden mit einer 5 %ig^en Lösung von Polybuten-(1) in Heptan bestrichen, 1 cm überlappt und anschließend 10 Minuten bei den in der Tabelle angegebenen Drücken und Temperaturen gepreßt.

Beispiel	Druck	Temperatur ⁰C	Absolute Reißfestigkeit (kg/1,5 cm Probenbreite) der Klebstelle	Absolute Reißfestigkeit der Klebstelle
1 2 3 4 5	10 10 10 10 5	60 70 80 90 100	10,4 10,5 10,8 12,9 9,4	Absolute Reißfestigkeit der Preßplatte
0,69 0,70 0,72 0,86 0,63

B e i s ρ i e 1 6 bis 11

Zwei Preßplatten aus Polybuten-(l) (10 Tage gealtert bei Raumtemperatur) mit einer absoluten Reißfestigkeit von 15,0 kg/1,5 cm Probenbreite und einer _{4g Dicke yon} ₁ ^_n ^_6n ^ den in der Tabelle angegebenen Lösungsmitteln dünn bestrichen, 1 cm überlappt und anschließend 10 Minuten bei 20 atü und 100⁰C zusammengedrückt.

Beispiel	Lösungsmittel	Absolute Reißfestigkeit (kg/1,5 cm Probenbreite) der Klebstelle	Absolute Reißfestigkeit der Klebstelle
6 7 8 9 10 11	Benzol Tetrapropylenbenzol Alkylbenzol (Alkyl = C₁₂) Paraffinöl Chlorbenzol Tetrachlorkohlenstoff	12,4 14,3 15,7 13,0 12,4 13,9	Absolute Reißfestigkeit der Preßplatte
0,83 0,95 etwa 1,00 0,87 0,83 0,93

Beispiel 12 bis 17

65 platten, durchgeführt. Für diese Versuche wird ein Polybuten-(l) mit einer höheren absoluten Reiß-Die nächsten Beispiele sind entsprechend den festigkeit von 23,5 kg/1,5 cm Probenbreite einge-Beispielen 6 bis 11, aber an frisch hergestellten Preß- setzt.

	5	Lösungsmittel	Benzol	Absolute Reißfestigkeit	6	Absolute Reißfestigkeit
			Tetr api opylenbenzol	(kg/1,5 cm Probenbreite)	der Klebstelle
			Alkylbenzol (Alkyl = C₁₂)	der Klebstelle
Beispiel	Paraffinöl
	Chlorbenzol	23,7	Absolute Reißfestigkeit
	Tetrachlorkohlenstoff	22,4	der Preßplatte
12		21,1	etwa 1,0
13		22,1	0,95
14	23,5	0,9
15	23,2	0,94
16	0,99
17	0,99

B e i s ρ i e 1 18 bis 20

15 breite, die 10 Tage bei Raumtemperatur gealtert sind, werden in Paraffinöl, das auf 120°C aufgeheizt ist, Zwei Preßplatten aus Polybuten-(l) mit einer kurz eingetaucht, 1 cm überlappt und anschließend absoluten Reißfestigkeit von 23,5 kg/1,5 cm Proben- 10 Minuten bei 5 atü zusammengedrückt.

Beispiel	Temperatur des Paraffinöls	Temperatur beim Kleben	Absolute Reißfestigkeit (kg/1,5 cm Probenbreite) der Klebstelle	Absolute Reißfestigkeit der Klebstelle
18 19 20	120 120 130	100 90 100	24,0 20,6 25,3	Absolute Reißfestigkeit der Preßplatte
etwa 1,00 0,88 etwa 1,00

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Verkleben von Teilen aus PoIybuten-(l), dadurch gekennzeichnet, daß man die Teile mit einem gegebenenfalls 35

Polybuten-(l) gelöst enthaltenden flüssigen, gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoff behandelt und bei Temperaturen von 50 bis 100°C unter Druck zusammenfügt.

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