DE1669719C3

DE1669719C3 - Laminated body made of metal and plastic

Info

Publication number: DE1669719C3
Application number: DE19671669719
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr. 6700 Ludwigshafen; Hofmann Alfred Dr. 6712 Roxheim Müller-Tamm
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1967-08-26
Filing date: 1967-08-26
Publication date: 1977-05-18

Description

3030th

Di« Erfindung betrifft Schichtkörper aus Metall und Kunststoff, bestehend aus 1 einer 0,005 bis 0,5 mm dicken ersten, äußeren Schicht aus einem korrosionsbeständigen Metall, 2 einer 0,02 bis 1,5 mm dicken zweiten, inneren Schicht aus einem thermoplastischen Polymerisat, 3 einer 0,3 bis 4 mm dicken dritten, inneren Schicht aus einem formbeständigen Metall, sowie 4 einer 0,02 bis 2 mm dicken vierten, äußeren Schicht aus einem thermoplastischen Polymerisat, weiche Schichten in der angegebenen Reihenfolge unmittelbar miteinander verbunden sind.The invention relates to laminates made of metal and plastic, consisting of 1 to 0.005 0.5 mm thick first, outer layer of a corrosion-resistant metal, 2 a 0.02 to 1.5 mm thick second, inner layer made of a thermoplastic polymer, 3 a 0.3 to 4 mm thick third, inner layer made of a dimensionally stable metal, as well as 4 of a 0.02 to 2 mm thick fourth, outer layer made of a thermoplastic polymer, soft layers in the specified Sequence are directly connected to each other.

Als äußere korrosionsbeständige Metallschicht 1 kommen Schichten aus den einschlägig üblichen Metallen in Betracht, d. h. insbesondere solche aus Kupfer, Messing und nichtrostenden Stählen. Auch Schichten aus Edelmetallen wie Silber und Gold kommen in Betracht, da die betreffende Schicht keine tragende oder versteifende Funktion hat und daher praktisch beliebig dünn sein kann.As the outer corrosion-resistant metal layer 1, layers made of the relevant customary metals are used into consideration, d. H. especially those made of copper, brass and stainless steels. Also Layers of precious metals such as silver and gold come into consideration, as the layer in question does not have any has a load-bearing or stiffening function and can therefore be practically as thin as desired.

Als formbeständige Metallschicht 3 kommen Schichten aus einschlägig üblichen Metallen in Betracht, d. h. insbesondere solche aus Aluminium oder Stahl. Die Schicht wird in den vorgeschlagenen Bereichen so dick gewählt, daß durch sie die gewünschte Biegestreifigkeit der Schichtkörper in überwiegendem Maße bestimmt wird.As dimensionally stable metal layer 3, layers of relevant customary metals come into consideration, d. H. especially those made of aluminum or steel. The layer will be in the suggested areas chosen so thick that the desired flexural rigidity of the laminated body is predominantly achieved through it Dimensions is determined.

Die bekannten Schichtkörper dieser Art enthalten als innere Schicht 2 im allgemeinen eine Schicht aus einem — als Schmelzkleber wirkenden — Polyamid, Polyester oder einem Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat. Bei diesen Platten haben die einzelnen Schichten gegeneinander einerseits eine relativ gute Schälfestigkeit, andererseits jedoch eine relativ schlechte Zugscherfestigkeit.The known laminated bodies of this type generally contain a layer as the inner layer 2 a - acting as a hot melt adhesive - polyamide, polyester or an ethylene-vinyl acetate copolymer. On the one hand, the individual layers of these plates are relatively good against one another Peel strength, but on the other hand a relatively poor tensile shear strength.

Es sind auch mehrschichtige Schichtkörper bekannt, die als innere Schicht 2 sogenannte Haftkleber z. B. auf Basis von Polyisobutylen, Polyacrylsäureester oder Naturkautschuk aufweisen, also polymere Stoffe, Bekannt sind auch mehrschichtige Schichtkörper mit relativ guter Zugscherfestigkeit, relativ guter Zeitstandfestigkeit und relativ guter Temperatu^bestandbkeit. Bei solchen Platten besteht die innere Schicht 2 aus einem sogenannten Reaktionskleber, d. h. im allgemeinen einem Epoxidharz, Polyesterharz oder Polyurethanharz. Nachteilig an diesen Platten ist, daß sie eine relativ schlechte Schälfestigkeit haben.There are also multi-layer laminated bodies known, the so-called pressure sensitive adhesive z. B. based on polyisobutylene, polyacrylic acid ester or natural rubber, i.e. polymeric substances, Multi-layer laminated bodies with relatively good tensile shear strength and relatively good creep strength are also known and relatively good temperature stability. In such panels, the inner layer 2 consists of a so-called reaction adhesive, d. H. generally an epoxy resin, polyester resin or polyurethane resin. Disadvantage of this Panels is that they have relatively poor peel strength.

A!s äußere Schicht 4 können die bekannten Schichtkörper der drei vorerwähnten Arten insbesondere Haftkleber enthalten aber auch Schmelzkleber (thermoplastische Polymerisate) oder — in Sonderfällen — Reaktionskleber. Die damit verbundenen Nachteile sind die bereits oben abgehandelten.As the outer layer 4, the known laminated bodies of the three aforementioned types can in particular However, pressure-sensitive adhesives also contain hot-melt adhesives (thermoplastic polymers) or - in special cases - reaction glue. The associated disadvantages are those already discussed above.

Es ist auch bereits aus der USA.-Patentschrift 32 01 374 und der britischen Patentschrift 9 91 568 bekannt, ternäre Copolymerisate aus Äthylen, einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure und einem Ester einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure als Beschichtungsmaterial und Schmelzkleber mit einer guten Haftung auf jeweils einer Seite eines Substrats zu verwenden. Vorzugsweise kommen Äthylen-Terpolymerisate in Betracht, deren Esterkomponente sich von einem primären Alkohol ableitet. Wie sich herausgestellt hat. läßt jedoch die Witterungs- und Alterungsbeständigkeit dieser Äthylen-Terpolymerisate zu wünschen übrig.It is also already known from US Pat. No. 32 01 374 and British Pat. No. 9 91 568 known ternary copolymers of ethylene, an ethylenically unsaturated carboxylic acid and one Ester of an ethylenically unsaturated carboxylic acid as a coating material and hot melt adhesive with a good adhesion to each side of a substrate. Ethylene terpolymers are preferred into consideration, the ester component of which is derived from a primary alcohol. As it turned out has. However, the weathering and aging resistance of these ethylene terpolymers to be desired.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zu Grande, Schichtkörper der eingangs genannten Art aufzuzeigen, die eine verbesserte Zugscherfestigkeit, Witterungsbeständigkeit und Alterungsbeständigkeit besitzen, ohne daß verschlechterte Schälfestigkeit, Zeitstandfestigkeit und/oder Temperaturbeständigkeit hingenommen werden müssen.The present invention had the task of Grande, laminated bodies of the type mentioned to show the improved tensile shear strength, weather resistance and aging resistance without impaired peel strength, creep strength and / or temperature resistance have to be accepted.

Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe dadurch gelöst wird, daß das thermoplastische Polymerisat der Schichten 2 und 4 ein an sich bekanntes Copolymerisat ist, das 71 bis 90 Gewichtsteile Äthylen, 3 bis 9 Gewichtsteile Acrylsäure sowie 1 bis 20 Gewichtsteile des tert.-Butylesters der Acrylsäure — wobei die Summe der Gewichtsteile jeweils 100 betragen muß — in polymer gebundener Form enthält.It has now been found that this object is achieved in that the thermoplastic polymer of layers 2 and 4 is a known copolymer containing 71 to 90 parts by weight of ethylene, 3 to 9 parts by weight of acrylic acid and 1 to 20 parts by weight of the tert-butyl ester of acrylic acid - the sum of the parts by weight must be 100 in each case - contains in polymer-bound form.

Die Schichtkörper eignen sich beispielsweise zum Kaschieren von Fassadenverkleidungen sowie von Elementen für den Fahrzeug-, Schiffs- und Maschinenbau. Sie weisen sowohl gute Zugscherfestigkeit als auch Schälfestigkeit und Zeitstandfestigkeit auf. Die Witterungs- und Alterungsbeständigkeit ist so verbessert, daß die Kanten des Schichtkörpers nicht besonders geschützt werden müssen Die für die Schichten 2 und 4 verwendeten Copolymerisate lassen sich in einfacher Weise herstellen.The laminated bodies are suitable, for example, for laminating facade cladding as well as Elements for vehicle, ship and mechanical engineering. They both exhibit good tensile shear strength as well as peel strength and creep strength. The weather and aging resistance is like that improved that the edges of the laminated body do not have to be specially protected Copolymers used in layers 2 and 4 can be produced in a simple manner.

Die dem Zwecke der Erfindung dienenden Copolymerisate für die innere Schicht 2 sowie die äußere Schicht 4 haben folgende Kenndaten: Dichte 0,9 bis 1,1 g/cm³; kristalline Anteile unter 60%; Shore-Härte C 50 bis 90.The copolymers used for the purpose of the invention for the inner layer 2 and the outer layer 4 have the following characteristics: density 0.9 to 1.1 g / cm ³ ; crystalline proportions below 60%; Shore hardness C 50 to 90.

Die Copolymerisatschichten 2 und 4 können in ihrer Dicke bzw. ihrer chemischen Zusammensetzung innerhalb der vorgeschlagenen Bereiche gleich oderThe copolymer layers 2 and 4 can vary in their thickness or their chemical composition within the suggested ranges equal or

voneinander verschieden sein. Die Copolymerisate werden vorteilhafterweise in Form von Folien eingesetzt. Da die Copolymerisate nach Art eines Schmelzklebers wirken, müssen sie beim Verarbeiten — d. h. beim Herstellen der Schichtkörper sowie bei deren Anwendung — im plastischen bis zähflüssigen Zustand vorliegen. Bei den vorliegenden Copolymerisaten sind die zugehörigen Temperaturen — und damit die Arbeitstemperaturen — 80 bis 250° C, insbesondere 130 bis 220° C.be different from each other. The copolymers are advantageously used in the form of films. Since the copolymers act like a hot melt adhesive, they have to be used during processing - d. H. in the manufacture of the laminated bodies as well as in their application - in the plastic to the viscous Condition. With the present copolymers are the associated temperatures - and thus the working temperatures - 80 to 250 ° C, especially 130 to 220 ° C.

Das Herstellen der Schichtkörper kann nach einschlägig üblicnen Verfahren erfolgen, z. B. derart, daß man in eine Plattenpresse eine Metallfolie — bestimmt für Schicht 1 — einlegt, darauf eine Folie aus dem Copol>merisat — bestimmt für Schicht 2 — darauf ein Metallblech — bestimmt für Schicht 3 — darauf eine Folie aus dem Copolymerisat — bestimmt für Schicht 4 — und darauf eine Folie aus Cellulose als Trennschicht, worauf bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck verpreßt wird.The production of the laminated body can be carried out according to the relevant customary methods, for. B. in such a way, that a metal foil - intended for layer 1 - is placed in a platen press, and a foil on top from the copol> merisat - intended for layer 2 - a metal sheet on top - intended for layer 3 - then a film made from the copolymer - intended for layer 4 - and then a film made from it Cellulose as a separating layer, which is then pressed at elevated temperature and pressure.

example

In einer Plattenpresse wird auf eine 0,1 mm dicke Kupferfolie — bestimmt als Schicht 1 — eine 0,2 mm dicke Folie — bestimmt als Schicht 2 — gelegt, die aus einem Copolymerisat besteht (es enthält 88,3 Gewichtsteile Äthylen, 3,5 Gewichtsteile Acrylsäure und 8,2 Gewichtsteile tert.-Butylacrylat einpolymerisiert). Darüber wird ein 2,2 mm dickes Eisenblech — ίο bestimmt als Schicht 3 gelegt sowie eine 1 mm dicke Folie — bestimmt als Schicht 4 — die ebenfalls aus einem Copolymerisat besteht. Auf diese Folie wird — als Trennfolie — eine Folie aus Cellulose gelegt, worauf in der auf 190° C erhitzten Presse während 5 min bei einem Druck von 0,15 kp/cm² zu einem innigen Verbund ' erpreßt wird. Die Platte wird der Presse bei einer Temperatur von 80° C entnommen; nach Abkühlung auf Raumtemperatur wird die CeI-lulose-Folie mit Wasser erweicht und dann abgeso zogen.In a plate press, a 0.1 mm thick copper foil - determined as layer 1 - a 0.2 mm thick foil - determined as layer 2 - is placed, which consists of a copolymer (it contains 88.3 parts by weight of ethylene, 3.5 Parts by weight of acrylic acid and 8.2 parts by weight of tert-butyl acrylate polymerized). A 2.2 mm thick sheet of iron - ίο determined as layer 3 and a 1 mm thick film - determined as layer 4 - which also consists of a copolymer. A cellulose film is placed on top of this film - as a separating film - after which it is pressed into an intimate bond ^{in a press heated to 190 ° C. for 5 minutes at a pressure of 0.15 kgf / cm 2.} The plate is removed from the press at a temperature of 80 ° C; After cooling to room temperature, the cellulose film is softened with water and then pulled off.

Claims

Claim:

Sdiiditkörper made of metal and plastic, consisting of (1) a 0.005 to 0.5 mm thick first, outer layer of a corrosion-resistant Metal, (2) a 0.02 to 1.5 mm thick second, inner layer made of a thermoplastic polymer, (3) a 0.3 to 4 mm thick third, inner layer made of a form- * <> resistant metal, and (4) a 0.02 to 2 mm thick fourth, outer layer made of a thermoplastic Polymer, which layers in the specified order directly with one another are connected, characterized that the thermoplastic polymer of the layers (2) and (4) is known per se Copolymer is that 71 to 90 parts by weight of ethylene, 3 to 9 parts by weight of acrylic acid and 1 to 20 parts by weight of the tert-butyl ester of acrylic acid - the sum of the Parts by weight must be 100 each - contains in polymer-bound form.

which are permanently plastic at normal temperature and have great adhesion to metals. These laminates also have the aforementioned disadvantage (relatively poor tensile strength) as well furthermore the disadvantage that their creep rupture strength and temperature resistance left something to be desired