DE1569333C - Verfahren zur Herstellung von Poly olefin Verbundkorpern - Google Patents

Description

Schichthöhen zwischen 0,2 mm und etwa 10 mm, bevorzugt zwischen 0,5 und 5 mm, in Frage kommen. Die Einpuderung oder Beschichtung läßt sich kontinuierlich und diskontinuierlich durchführen, gegebenenfalls bei geringem Überdruck. Schüttgewichte der Polyolefinpulver: 20 bis etwa 600 g/l. Die angewandten Korngrößen liegen zwischen etwa 1 und 250 μ, vorzugsweise zwischen 5 und 150 μ. Für bestimmte Zwecke lassen sich schmale Korngrößenfraktionen, die man z. B. durch Klassierung erhalten kann, vorteilhaft verwenden.

Nach einer Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung verwendet man solche Pulver als Einsatzmaterial, deren Molgewicht niedriger liegt als das Molgewicht des Materials des kompakten Körpers. Beispielsweise werden dabei günstige Ergebnisse erhalten, wenn das Pulver ein Molgewicht von etwa 100 000 und das Material für die kompakten Körper ein solches von 500 000 aufweist. In gleicher Weise hat es sich bewährt, beispielsweise Pulver mit einem beginnenden Erweichungsbereich von 120⁰C oder Pulvergemische mit einem solchen von 125⁰C zu verwenden, während das Material für den kompakten Körper bei etwa 135° C zu erweichen beginnt.

Den Einsatzmaterialien können in üblicher Weise Stabilisatoren, Vernetzungsmittel anorganische oder organische Füllstoffe sowie Farbstoffe, einzeln oder gemeinsam, beigemischt werden.

Der Verband zwischen kompaktem Körper und Pulverschicht erfolgt z. B. in einem Wärmeschrank oder mittels anderer geeigneter Heizvorrichtungen, z. B. Infrarotstrahlung, die Dauer der Erwärmung liegt zwischen etwa 1 Minute und 24 Stunden, vorzugsweise erwärmt man zwischen 5 Minuten und 3 Stunden. Man kann die Erwärmung stufenweise vornehmen und außerdem absatzweise oder kontinuierlich arbeiten, S wobei man gegebenenfalls in einer Inertgasatmosphäre erwärmt. Von entscheidender Bedeutung für den Verband zwischen kompaktem Körper und Pulverschicht ist eine gleichmäßige Temperaturführung. Die Erwärmung soll so lange erfolgen, bis ein einwandfreier Verbund sichergestellt ist.

Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung überführt man zunächst stärkere kompakte Körper, z. B. solche oberhalb 5 mm Dicke, mindestens teilweise in den plastischen Erweichungsbereich, bestreut gleichmäßig mit einem Polyolefinpulver und läßt unter Überdruck erkalten. Hierbei reicht die aufgespeicherte Wärme in dem kompakten Körper aus, das Pulver oder Pulvergemisch, besonders, wenn dessen Erweichungsbereich unter dem der kompakten Komponente liegt, mit dem Körper in einwandfreier Weise zu verbinden.

Die Abkühlung erfolgt beim Verfahren der Erfindung zweckmäßig zwischen Isolierschichten und unter Anwendung von Druck, um einer zu schnellen Abkühlung entgegenzuwirken. Eine Belastung hat nicht nur den Vorteil eines besseren Verbundes, sondern auch den des geringeren Verziehens der Verbundmassen. Die Abkühlungsperiode schwankt zwischen wenigen Minuten bis zu etwa 10 Stunden, vorzugsweise 15 Minuten bis etwa 2 Stunden, in Abhängigkeit von der Behandlungstemperatur und der Stärke der eingesetzten Produkte.

	Pp	Stärke	Poröse Komponente PÄ PÄ	PpH	PAP	PAE	1000	90	Reak- tions- tempe- ratur	Zeit	Belastung während der Abkühlung	Stärke der festen porösen Schicht	Scherfestigkeit in Kp/cm2	; auf Eisen )°Cmit tixotropem Zwei-
Kompakte Komponente	2)	mm	3)	")	5)	6)	')					Verklebun bei2( Zwei	componenten
PÄ	+	3,3	+					0C	Minuten	g/cm2	mm	komponenten	kleber
')	4-	3,3		4-				176	35	46,3	0,9	kleber	27,6
		3,8			4.			176	35	46,3	0,9	24,3	9,8
		3,8			4-			176	25	41,6	0,6	15,3	19,8
4.		3,8			4.			176	25	41,6	0,5	17,1	15,6
4.	4-	3,3			4-			176	35	41,6	1,2	17,9	19,9
-J-	4-	3,3			4-			176	30	41,6	0,7	17,6	11,5
		3,8				4-		176	35	41,6	1,5	8,9	21,7
	4-	3,3	4-					176	30	200	0,2	20,0	20,0
-j-	4-	3,3	4-					176	30	200	0,2		22,3
		3,8			4-			176	40	41,6	0,5		25,7
	4-	3,3			4-			176	30	41,6	1,0	20,8	16,0
4-		3,8	4.					176	30	41,6	0,7	17,6	12,2
		3,5				4-		176	30	41,6	0,8	17,6	20,0
-\-		3,5					4-	176	45	41,6	0,3	19,2	16,2
		3,8					4-	176	35	41,6	0,2	16,2	16,8
+			4-					176	35	41,6	0,1	16,7
4-			176	25	41,6	0,3		18,4
				18,4

*) PÄ: Polyäthylen Molgewicht 1 000 000.

²) Pp: Polypropylen Molgewicht 120 000.

³) PpH: Polypropylen Molgewicht 110 000, Schüttgewicht 293 g/l.

⁴) PÄP: Mischung aus 60 Gewichtsprozent Polyäthylen, Molgewicht 90 000, Schüttgewicht 400 g/l und

40 Gewichtsprozent Polyäthylen, Molgewicht 1000 000, Schüttgewicht 350 g/l.

⁵) PÄE: Mischung aus 55 Gewichtsprozent Polyäthylen, Molgewicht 90 000, Schüttgewicht 170 g/l, und

45 Gewichtsprozent Polyäthylen, Molgewicht 1 000 000, Schüttgewicht 160 g/l. «) PÄ 1000:: Polyäthylen Molgewicht 1 000 000, Schüttgewicht 160 g/l. ') PÄ 90: Polyäthylen Molgewicht 90 000, Schüttgewicht 170 g/l.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht in der Herstellung von Verbundkörpern aus einem kompakten Polypropylenkörper und einer porösen Schicht, die aus Polyäthylen und/oder Polypropylen und/oder Mischpolymerisaten, z. B. Äthylen/Propylen, besteht. Die erhaltenen Produkte sind für die Technik besonders wertvoll, da sie sich ohne jede Schwierigkeiten einwandfrei miteinander verbinden, z. B. verschweißen, lassen. Die Verschweißung zweier Verbundmassen läßt sich sowohl vor als auch nach der Verklebung mit einam anderen Material, z. B. Metall, vornehmen.

Die neuen Verbundkörper finden in der Technik umfangreiche Verwendung. Es gelingt einwandfrei, sie mit Klebern auf andere Materialien, wie z. B. Holz, Eisen, Beton, Keramik, Kunststoff oder Gewebe, zu verkleben. Selbstverständlich ist ein Verkleben miteinander oder anderen porösen Materialien, z. B. Kunststoffen, ebenfalls möglich.

Die höheren, isotaktischen Polyolefine, z. B. PoIybutylen undPolypentylen, verhalten sich, bedingt durch ihre engen Schmelzbereiche, ähnlich wie Polypropylen.

Die nachstehende Versuchsreihe veranschaulicht die

Erfindung. .,

Versuchsreine

3,3 bis 3,8 mm dicke Platten aus Polyäthylen bzw. Polypropylen (200 · 150 mm) wurden mit Polyäthylenpulver oder einem Polyolefingemisch (s. Tabelle) gleichmäßig eingepudert bzw. bestreut und in einem Temperschrank bei 176⁰C während unterschiedlicher Zeiten (s. Tabelle) erwärmt. Anschließend wurden die Verbundplatten aus dem Wärmeschrank genommen und zwischen Isolierplatten unter verschiedenen Belastungen (s. Tabelle) abkühlen gelassen. Aus der so hergestellten Verbundmasse wurden Platten (100 · 50 mm) herausgeschnitten und diese mittels eines Klebers

ίο (Zweikomponentenkleber auf Epoxydbäsis oder tixotroper Zweikomponentenkleber) auf eine Eisenplatte geklebt. Die Härtung des Klebers geschah bei Zimmertemperatur. Nach 48 Stunden wurde von der Verklebung die Scherfestigkeit bestimmt.

Bei der letzten Platte wurde zuerst eine 0,1 mm starke Schicht von Polyäthylen (Molgewicht 90 000, Schüttgewicht 170 g/l) bei 176° C in 35 Minuten aufgesintert. Nach Abkühlung zwischen Isolierplatte unter einer Belastung von 41,6 g/cm² wurde auf die gesinterte Schicht eine weitere Pulverschicht mit Polypropylen aufgetragen und die so vorbehandelte Platte erneut 25 Minuten bei 176⁰C erwärmt. Nach erfolgter Abkühlung zwischen Isolierplatten unter einer Belastung von 41,6 g/cm² wurde die Verklebung mit der Eisenplatte vorgenommen und die Scherfestigkeit nach 48 Stunden festgestellt.

Claims (3)

1 2 dieser Veröffentlichung kann man vorbehandeltes" Patentansprüche: Polytetrafluorethylen einsetzen, d. h; solches, das aus feinteiligen Bruchstücken besteht, die durch mecha-

1. Verfahren zur Herstellung von Verbund- nische Zerkleinerung von zuvor unter Druck bei über körpern, die aus gefüllten, kompakten Schichten 5 300⁰C gesintertem Polymerem erhalten wurde. Nach von Polymerisaten der Olefine mit 2 bis 8 Kohlen- einer anderen Ausführungsform mischt man unbestoffatomen und/oder Mischpolymerisaten ent- handeltem Polytetrafluoräthylenpulver ein lösliches sprechender Olefine und/oder Mischungen dieser Salz zu, das nach dem Sinterungsvorgang herausgelöst Polyolefine mit Molekulargewichten oberhalb werden muß, oder man erreicht die Porosität durch 10 000 sowie porösen Schichten aus Polymerisaten 10 Vermischen adsorbierender Stoffe, die in der porösen der Olefine mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen bestehen, Schicht verbleiben. Die aufgeführten Kunststoffdadurch gekennzeichnet, daß man die kombinationen lassen sich mittels geeigneter Kleber kompakten Schichten mit Pulvern und/oder Pulver- mit den verschiedenen Materialien verkleben,
gemischen und/oder Mischpolymerisatpulvern aus Es fehlte jedoch bisher ein Verfahren zur Herstellung Polymerisaten der Olefine mit 2 bis 8 Kohlenstoff- 15 von Polyolefinverbündkörpern, das praktisch in einem atomen einpudert oder beschichtet, dann im einzigen Arbeitsgang durchgeführt werden konnte. Temperaturbereich zwischen 80 und 250⁰C, gege- Hier setzt die Erfindung ein, die ein Verfahren zur benenfalls unter einem Überdruck bis 10 kg/cm², Herstellung von Polyolefin-Verbundkörpern liefert, erwärmt, bis ein einwandfreier Verband zwischen das überraschenderweise durch einfache Kombination Pulver und kompaktem Körper erreicht ist, 20 kompakter und pulverförmiger Polyolefinmassen zum wonach man den Verbundkörper gegebenenfalls Ziel führt.

unter Überdruck erkalten läßt. Es wurde gefunden, daß die Herstellung von

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Verbundmassen, die aus gefüllten, kompakten Schichzeichnet, daß man solche Pulver verwendet, deren ten von Polymerisaten der Olefine mit 2 bis 8 Kohlen-Molgewicht niedriger liegt als das Molgewicht des 25 Stoffatomen und/oder Mischpolymerisaten "entspre-Materials des kompakten Körpers. chender Olefine und/oder Mischungen dieser PoIy-

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch olefine mit Molekulargewichten oberhalb 10 000 sowie gekennzeichnet, daß man zunächst den kompakten porösen Schichten aus Polymerisaten der Olefine mit Körper mindestens teilweise in den plastischen 2 bis 8 Kohlenstoffatomen bestehen, mit sehr günstigen Erweichungsbereich überführt, gleichmäßig mit 30 Ergebnissen und außerordentlich einfach erfolgen einem Polyolefinpulver bestreut und unter Über- kann, wenn man die kompakten Schichten mit Pulvern druck erkalten läßt. · und/oder Pulvergemischen und/oder Mischpolymerisatpulvern aus Polymerisaten der Olefine mit 2 bis

■·■■■■■■■ 8 Kohlenstoffatomen einpudert oder beschichtet, dann 35 im Temperaturbereich zwischen 80 und 250⁰C, vorzugsweise 100 bis 200° C, gegebenenfalls unter einem Überdruck bis 10kg/cm², erwärmt,.bis ein einwandln letzter Zeit finden Verbundkörper aus den ver- freier Verbund zwischen Pulver und kompaktem schiedenen Kunststoffen, insbesondere aus Poly- Körper erreicht ist, wonach man den Verbundkörper olefinen, wegen ihrer guten chemischen und physi- 40 gegebenenfalls unter Überdruck erkalten läßt,
kaiischen Eigenschaften starkes technisches Interesse. Die als Ausgangsmaterialien dienenden Polyolefine Derartige Körper kann man 2, B. herstellen, indem und/oder deren Mischpolymerisate sind nach, den in man die obere Fläche von Gegenständen aus Poly- der Technik bekannten Verfahren zugänglich, beiolefinen anoxydiert und die so behandelten Produkte spielsweise nach dem Ziegler-Verfahren, nach dem mit anderen Materialien, beispielsweise solchen aus 45 Hochdruckverfahren der ICI; . nach dem Phillips-Metall oder Holz verklebt. Es ist auch bekannt, Verfahren oder dem Stanolind-Verfahren. Außerdem Verbundstoffe aus kompakten Polyolefinen, einer bevorzugt in Frage kommenden Polyäthylen und Polyolefinfolie und einem Gewebe, z. B. Jute, herzu- Polypropylen hat sich auch die Verarbeitung von PoIystellen. Es gibt ferner eine Reihe von Vorschlägen butylen, Poly-4-methylpenten, . Poly-4-methylhexylen für die Herstellung von Verbundstoffen aus kompakten 50 und anderer Polyolefine bewährt. Zu verwenden sind Polyolefinkörpern und damit vereinigten Produkten auch Mischpolymerisate aus Olefin-Gemischen, z.B. aus porösen Kunststoffen, z. B. Polyäthylenen, Poly- Äthylen/Propylen, Äthylen/Butylen, Äthylen/Propypropylenen oder Polyisobutylene^ Nach dem in der len/Butylen, Äthylen/3-Methylbutylen-l.
deutschen Auslegeschrift 1 152 254 beschriebenen Ver- Die Molgewichte der Polymerisate und Mischpolyfahren arbeitet man in zwei Schritten. Hierbei wird 55 merisate sollen oberhalb mindestens Tausend, z.B. zunächst eine poröse Schicht aus einem pulver- 10 000, liegen und können bis zu mehreren Millionen förmigen Polymeren mit hochporösen, anorganischen betragen, in erster Linie wird man Produkte mit Stoffen durch Sintern hergestellt und darauf mit dem Molgewichten zwischen 50 000 und 2 000 000 einkompakten Polyolefinkörper verbunden. Eine ent- setzen. Die entsprechend dem Stand der Technik aus sprechende Arbeitsweise wird in der deutschen 60 Pulvern oder Pulvergemischen erhaltenen kompakten Auslegeschrift 1210176 vorgeschlagen. Danach stellt Polyolefinkörper kommen in Stärken von etwa man in einem ersten Arbeitsgang durch Sintern 0,5 mm bis 15 cm, bevorzugt jedoch in Stärken von von mindestens zwei pulverförmigen Polyolefinen etwa 1 bis 10 mm, zur Anwendung. In Sonderfällen verschiedenen Molekulargewichts eine poröse Schicht wird man die Oberfläche des kompakten Körpers aufher, die anschließend mit einem kompakten Polyolefin- 65 rauhen oder mit einem Lösungsmittel anquellen, körper vereinigt wird. Die USA.-Patentschrift 2 728 698 Mindestens eine Seite der kompakten Komponente betrifft die Herstellung poröser und klebfähiger wird dann mit wenigstens einem der genannten Poiy-Oberflächen von Polytetrafluoräthylen. Entsprechend olefinpulver eingepudert oder beschichtet, wobei