DE1769422B2

DE1769422B2 - Verfahren zum verkleben oder beschichten von werkstoffen

Info

Publication number: DE1769422B2
Application number: DE19681769422
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr 6700 Ludwigs hafen Hofmann Alfred Dr 6716 Boben heim Rosheim Muller Tamm
Original assignee: Badische Anilin and Sodafabrik AG
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1968-05-22
Filing date: 1968-05-22
Publication date: 1973-05-17
Also published as: JPS50749B1; DE1769422A1; SE335416B; CH486552A; US3663334A; NL6907718A; BE733448A; AT296633B; DE1769422C3; GB1259312A; FR2009086A1

Description

Ein gewisser Nachteil bei der Verwendung solcher zen von 70 bis 120⁰C; Shorehärte C 50 bis 90.
binärer Polymerisate liegt unter anderem darin, daß Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Verbes-

ihre Haftfestigkeit in einer Reihe von Fällen -^- z, B. 5? serung des Verfahrens der älteren Anmeldung — insauf Metallen — zu wünschen übrig läßt, vor allem ' besondere auch in deren vorteilhaften Ausgestaltunbei längerem Einwirken von Wasser oder Feuchtig- gen — bezweckt. Vor allem sollen als Verfahrenskeit. ergebnisse Verklebungen oder Beschichtungen erhal-

Aus der französischen Patentschrift 1511188 ist ten werden, die eine erhöhte Temperaturbeständigbekannt, Äthylenpolymerisate mit verschiedenen 60 keit haben und — bei erhöhter Temperatur — gün-Materialien, z. B. Papier, Holz, Keramik oder Me- stigere Zeitstandwerte bei Zugscher-Belastung auftallen, zu verbinden. Als Bindemittel verwendet man weisen.

eine Mischung aus einem Äthylenpolymerisat und Die erwähnte Verbesserung wird gemäß der vor-

eineni Peroxyd. Um Verklebungen herzustellen, wer- liegenden Erfindung dadurch erreicht, daß das Terden die Materialien, die ineinander verbunden wer- 65 polymerisat eingesetzt wird mit einem Zusatz an den sollen, so hoch erhitzt, daß das Bindemittel ver- einem speziell ausgewählten organischen Peroxid,
netzt wird. Die Festigkeiten der so hergestellten Ver- Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist dem-

klebungen lassen noch zu wünschen übrig, vor allem entsprechend ein Verfahren zum Verkleben oder Be-

schichten von Werkstoffen unter Verwendung eines len, Polyolefinen, Polyamiden und Holz, insbeson-

Carboxylgruppen aufweisenden Olefinpolymerisats dere wenn es sich dabei um flächige Strukturen

als Verklebungs- bzw. Beschichtungsmittel, wobei handelt

die Werkstoffe bei erhöhter Temperatur sowie gege- Ein bedeutender Vorzug des erfindungsgemäßen benenf alls bei erhöhtem Druck unter Schmelzen des 5 Verfahrens ist unter anderem, daß man beim Ver-Olefinpolymerisats durch dieses verklebt bzw. mit kleben oder Beschichten von Metallen auf die sonst diesem beschichtet werden und wobei als Olefinpoly- üblichen Vorbehandlungsmaßnahmen verzichten merisat ein Terpolymerisat verwendet wird, das 60 kann; allenfalls ist eine Reinigung angebracht Ein bis 90 Gewichtsteile Äthylen, 0,5 bis 20 Gewichts- Entfetten, mechanisches Aufrauhen oder eine oxyteile einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure so- io dativ-chemische Vorbehandlung, beispielsweise mit wie 0,5 bis 20 Gewichtsteile eines Esters einer äthy- Chromsäure-Phosphorsäure-Bädem, ist nicht erforlenisch ungesättigten Carbonsäure — wobei die derlich. Auch bei Polyolefinen kann auf ein Bestrah-Summe der Gewichtsteile jeweils 100 betragen len oder oxydierendes Vorbehandeln verzichtet muß — in polymer gebundener Form enthält D*s> werden.

erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekenn- 15 Die technische Durchführung des erfindungsgemäzeichnet, daß das Terpolymerisat eingesetzt wird mit . Ben Verfahrens kann nach den einschlägig üblichen einem Zusatz von 0,05 bis 7 Gewichtsprozent (be- Methoden mit den einschlägig üblichen Vorrichtunzogen auf das Gewicht des Terpolymerisats) eines gen erfolgen, wobei zu bemerken ist, daß die Arbeitsorganischen Peroxids der allgemeinen Formel temperatur (Temperatur des verwendeten Terpoly-R-OOR A ROnxnoP ^{ao mer}^^sats) ™ allgemeinen nicht höher als etwa 240° C

1 ^ *^2 2· sein sollte.

worin stehen R₁ und R₂ für Wasserstoff, Alkyl-, Das erfindungsgemäße Verfahren ist z. B. von gro-

Aryl-, Aralkyl-, Alkaryl- "oder Acylreste mit jeweils ßem Interesse für die Herstellung von Sandwich-

bis zu 14 Kohlenstoffatomen und X für einen alipha- Konstruktionen, die aus Metall- und Polyolefin-

tischen, aromatischen, aromatisch-aliphatischen oder 25 schichten aufgebaut sind. Solche Sandwich-Kon-

aliphatisch-aromatischen Rest mit jeweils bis zu 14 struktionen vereinigen in sich geringes spezifisches

Kohlenstoffatomen, mit der Maßgabe, daß das Per- Gewicht und hohe Steifigkeit. Sie sind geeignet zur

oxid insgesamt mindestens 6 Kohlenstoffatome ent- Herstellung von Karosserieteilen im Fahrzeugbau,

halten muß. von Verkleidungen und Wänden im Bauwesen,

Die im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens 30 Schiffbau, Flugzeugbau und Behälterbau. Ebenfalls

zu verwendenden Terpolymerisate sind an sich be- können solche Sandwich-Konstraktionen zur Schall-

kannt, so daß auf sie nicht näher eingegangen zu oder Wärmedämmung benutzt werden, beispiels-

werden braucht. weise wenn die innere Schicht Füllstoffe, wie Glim-

Die für das erfindungsgemäße Verfahren kenn- mer (für die Schalldämpfung) oder poröses Matezeichnenden Peroxide sind ebenfalls als solche be- 35 rial (für die Wärmedämmung), enthält. Gleichfalls kannt. Beispiele für geeignete Peroxide sind Di-α- ist das erfindungsgemäße Verfahren von Bedeutung cumylperoxid, l,3-Bis(tert.-butylperoxy-isopropyl)- bei der Verklebung von Metallen. Es erlaubt aber benzol, Hydroxyheptyl-peroxid, 2,5-Dimethylhexyl- auch das Verkleben und Beschichten von z. B. Tex-2,5-di(peroxybenzoat) Di-t-butyl-diperphthalat, 2,5- tilien, Geweben, Gummi, Leder, Papier und Glas. Dimethyl-2,5-di-lt-butylperoxy)hexin-3 und 2,5-Di- 40 . . methylhexyW^-dihydroperoxid. Beispiel l

Die Terpolymerisate werden eingesetzt zusammen Auf einer Extrasionsanlage mit 600 mm breiter mit den Peroxiden. Letztere liegen vor in Mengen Breitschlitzdüse wird bei Temperaturen von 180 bis von 0,05 bis 7, vorzugsweise von 0,5 bis 3 Gewichts- 250° C eine 4 mm starke Platte aus Polyäthylen prozent (bezogen auf das Gewicht des Terpolymeri- 45 (Dichte 0,918 g/cm³, MFI 190/2, 1,2 g/10 Min.) exsats). Die Terpolymerisat-Peroxid-Kombinationen tradiert. Diese Platte wird mit Hilfe eines Rollenkönnen beispielsweise die Form haben von Ge- systems beidseitig mit je einer 100 μΐη dicken Folie mischen aus Terpolymerisat- und Peroxid-Pulver (F) und gleichzeitig beidseitig mit je einem 0,3 mm oder von Terpolymerisat-Pulver, auf dem das Per- starken Aluminiumblech hoher Brachdehnung durch oxid in flüssiger oder gelöster Phase aufgebracht 50 ein auf 170° C erwärmtes Walzenpaar in Verbindung worden ist oder von Lösungen, die sowohl das Ter- gebracht. Die Folie (F) besteht aus einem Terpolypolymerisat als auch das Peroxid gelöst enthalten. merisat, das aufgebaut ist aus 88 Gewichtsteilen Für eine Reihe von Anwendungsgebieten ist es von Äthylen, 9,3 Gewichtsteilen tert.-Butylacrylat und Vorteil, wenn die Terpolymerisat-Peroxid-Kombina- 2,7 Gewichtsteilen Acrylsäure und das 2 Gewichtstionen in Form von Profilen oder von Folien vor- 55 prozent Di-«-cumylperoxid enthält. Der Aufbau der liegen (Anwendung z. B. als sogenannte »Schmelz- resultierenden Sandwichplatte ist wie folgt: Alumikleberfolien«). Die entsprechenden Profile bzw. Fo- nium / Terpolymerisat / Polyäthylen / Terpolymerilien können nach einschlägig üblichen Methoden sat/Aluminium. Die noch heiße Platte durchläuft hergestellt werden, z. B. aus einem Terpolymerisat- noch zwei geheizte und ein gekühltes Walzenpaar. Granulat, auf dem ein Peroxid (etwa aus einer Lö- 60 Man erhält Sandwich-Elemente von niedrigem spezisung unter Verdampfen des Lösungsmittels) aufge- fischem Gewicht und hoher Steifigkeit, bracht worden ist durch Extrasion mittels eines üb- . . . liehen Extruders bzw. einer Breitschlitzdüsen-Anlage. Beispiel Hierbei ist zu beachten, daß solche Peroxide einge- Eine Sperrholzplatte von 5 mm Dicke wird zusetzt werden, die bei den Extrasionstemperaturen 65 nächst mit einer 200 μΐη starken Folie (F) und annoch nicht in nennenswertem Umfang zerfallen. schließend mit einem 0,5 mm starken Aluminium-

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich vor blech bedeckt. Die Folie (F) besteht aus einem Ter-

allem zum Verkleben oder Beschichten von Metal- polymerisat vom Schmelzindex 7,4, zusammengesetzt

aus 89,8 Gewichtsteilen Äthylen, 4,0 Gewichtsteilen maß ASTMD 1781-62 und bestimmt die Zugscher-

Acrylsäure und 6,2 Gewichtsteilen tert-Butylacrylat; Festigkeit wie in der Veröffentlichung »Kunststoffe«,

das Terpolymerisat enthält 1,5 Gewichtsprozent 59 (1969), Heft 2, S. 86, angegeben ist

l,3-Bis(tert-butylperoxy-iso-propyl)-benzoL Das re- Ergebnis: Schälfestigkeit 13,1 kp cm/cm,

sultierende Schichtgebilde wird bei 200 atm Stempel- 5 Zugscher-Festigkeit 50 kp/cm^.

druck 4 Minuten bei 180° C verpreßtDfe erhaltene BeispielgemäßErfindung

Verbundplatte eignet sich für zahlreiche Anwendun- ro

gen im Bauwesen und in der Möbelindustrie. Das Vergleichsbeispiel 1 wird wiederholt, jedoch

Statt mit einem Aluminiumblech kann die Holz- verwendet man ein Äthylencopolymerisat gemäß Erplatte in der gleichen Weise auch mit Furnierholz io findung für die Herstellung der Schmelzkleberfolie kaschiert werden. aus der Mischung aus Äthylencopolymerisat und 2%

Dicumylperoxid. Das Äthylencopolymerisat hatte

Vergleichsbeispiel 1 folgende Zusammensetzung: 89,0 Gewichtsprozent

Auf eine 4 mm dicke Platte aus Polyäthylen, das Äthylen, 7,0 Gewichtsprozent tert.-Butylacrylat und

eüie Dichte von 0,918 g/cm³ und einen Schmelzindex 15 4 Gewichtsprozent Acrylsäure. Die Schälfestigkeit

(190°C/2,16kg) von 1,2 g/10 Min. hat, wird zu- betrug 26,5 kp cm/cm, die Zugscher-Festigkeit

nächst auf den beiden gegenüberliegenden Seiten 85 kp/cm².

eine 100 μτη dicke Schmelzkleberfolie und dann je- Vergleichsbeispiel2

weils eine 0,5 mm dicke Aluminiumfolie gelegt. Die ^&

SchmelzkleberfoUe besteht aus einer Mischung aus 20 Man verfährt wie im Vergleichsbeispiel 1 angege-98°/o eines Äthylencopolymerisates, das in polymer ben, setzt jedoch als Schmelzkleberfolie ein peroxidgebundener Form 85,2 Gewichtsprozent Äthylen und freies Äthylenterpolymerisat ein. Das Athylenter-14,8 Gewichtsprozent tert.-Butylacrylat enthält, und polymerisat hatte die gleiche Zusammensetzung wie 2 Gewichtsprozent Dicumylperoxid. im Beispiel gemäß Erfindung, nämlich 89,0 Ge-

Die beschriebene Schichtung wird 5 Minuten bei 25 wichtsprozent Äthylen, 7,0 Gewichtsprozent tert.-

einer Temperatur von 180⁰C in einer Presse einem Butylacrylat und 4,0 Gewichtsprozent Acrylsäure.

Druck von 2 kg/cm* ausgesetzt. Nach dem Abkühlen Die Schälfestigkeit betrug 24,2 kg/cm³, die Zugscher-

des Schichtstoffes mißt man die Schalfestigkeit ge- Festigkeit 80 kp/cm³.

Claims

1 2

die Zeitstandwerte für die Zugscher-Belastung bei Patentanspruch: höherer Temperatur.

Ein Verfahren der eingangs geschilderten Art, das

Verfahren zum Verkleben oder Beschichten nicht mit den vorerwähnten Nachteilen belastet ist, von Werkstoffen unter Verwendung eines Carb- 5 ist bereits vorgeschlagen worden. Bei diesem Veroxylgruppen aufweisenden Olefinpolymerisats fahren werden als Olefinpolymerisate spezielle terals Verklebungs- bzw. Beschichtungsmittel, wo- näre Mischpolymerisate (Terpolymerisate) verwenbei die Werkstoffe bei erhöhter Temperatur so- det, die nicht nur Äthylen und eine äthyleniseh unwie gegebenenfalls bei erhöhtem Druck unter gesättigte Carbonsäure in polymer gebundener Form Schmelzen des Olefinpolymerisats durch dieses io enthalten, sondern zudem einen Ester einer äthyleverklebt bzw. mit diesem beschichtet werden und nisch ungesättigten Carbonsäure,
wobei als Olefinpolymerisat ein Terpolymerisat Gegenstand der älteren Anmeldung ist dementspre-

verwendet wird, das 60 bis 90 Gewichtsteile chend ein Verfahren zum Verkleben oder Beschich-Äthylen, 0,5 bis 20 Gewichtsteile einer äthyle- ten von Werkstoffen unter Verwendung eines Carbnisch ungesättigten Carbonsäure sowie 0,5 bis 15 oxylgruppen aufweisenden Olefinpolymerisats als 20 Gewichtsteile eines Esters einer äthyleniseh Verklebungs- bzw. Beschichtungsmittel, wobei die ungesättigten Carbonsäure — wobei die Summe Werkstoffe bei erhöhter Temperatur sowie gegebeder Gewichtsteile jeweils 100 betragen muß — in nenfalls bei erhöhtem Druck unter Schmelzen des polymer gebundener Form enthält, dadurch Olefinpolymerisats durch dieses verklebt bzw. mit gekennzeichnet, daß das Terpolymerisat 20 diesem beschichtet werden. Dieses Verfahren ist daeingesetzt wird mit einem Zusatz von 0,05 bis durch gekennzeichnet, daß als Olefinpolymerisat ein 7 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gewicht des Terpolymerisat verwendet wird, das 60 bis 90 Ge-Terpolymerisats) eines organischen Peroxids der wichtsteile Äthylen, 0,5 bis 20 Gewichtsteile einer allgemeinen Formel äthyleniseh ungesättigten Carbonsäure sowie 0,5 bis

R π η R rvw RnnvnoR *^{5 20} Gewichtsteile eines Esters einer äthyleniseh unge-

K₁U-U-K₂ oder K₁-U-U-A-U-U-K₂, sättigten Carbonsäure — wobei die Summe der Ge-

worin stehen R₁ und R₂ für Wasserstoff, Alkyl-, wichtsteüe jeweils 100 betragen muß — in polymer Aryl-, Aralkyl-, Alkaryl- oder Acylreste mit je- gebundener Form enthält.

weils bis zu 14 Kohlenstoffatomen und X für einen Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens der

aliphatischen, aromatischen, aromatisch-alipha- 30 älteren Anmeldung ist dadurch gekennzeichnet, daß tischen oder aliphatisch-aromatischen Rest mit als Olefinpolymerisat ein Terpolymerisat verwendet jeweils bis zu 14 Kohlenstoffatomen, mit der wird, das 71 bis 90 Gewichtsteile Äthylen, 3 bis Maßgabe, daß das Peroxid insgesamt mindestens 9 Gewichtsteile einer aliphatischen, äthylenisch un-6 Kohienstoffatome enthalten muß. , gesättigten C₃- bis C_s-Carbonsäure sowie 1 bis 20 Ge-

35 wichtsteile eines C₁- bis C₈-Alkylesters einer alipha-

tischen, äthyleniseh ungesättigten C₃- bis C₅-Carbon-

säure — wobei die Summe der Gewichtsteile jeweils 100 betragen muß — in polymer gebundener Form Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren enthält.

zum Verkleben oder Beschichten von Werkstoffen 40 Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung dieses unter Verwendung eines Carboxylgruppen aufwei- Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß als Olesenden Olefinpolymerisats als Verklebungs- bzw. finpolymerisat ein Terpolymerisat verwendet wird, Beschichtungsmittel, wobei die Werkstoffe bei er- das 71 bis 90 Gewichtsteile Äthylen, 3 bis 9 Gehöhter Temperatur sowie gegebenenfalls bei erhöh- wichtsteüe Acrylsäure sowie 1 bis 20 Gewichtsteile tem Druck unter Schmelzen des Olefinpolymerisats 45 des tert.-Butylesters der Acrylsäure — wobei die durch dieses verklebt bzw. mit diesem beschichtet Summe der Gewichtsteile jeweils 100 betragen werden. muß — in polymer gebundener Form enthält.

Bei den bekannten Verfahren dieser Art werden Des weiteren ist es bei Anwendung des Verfahrens

als Olefinpolymerisate im allgemeinen binäre Poly- der älteren Anmeldung zweckmäßig, wenn die einmerisate verwendet, die Äthylen und eine äthyleniseh 510 gesetzten Terpolymerisate die folgenden Kenndaten ungesättigte Carbonsäure in polymer gebundener haben: Dichte von 0,9 bis 1,1 g/cm³, kristalline AnForm enthalten. ' teile unter 60%; Schmelzbereich innerhalb der Gren-