DE1958647A1 - Polymer sheet laminating process - Google Patents

Polymer sheet laminating process

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Abstract

A process of applying a glass-fibre-reinforced polyester layer onto thermoplastics PVC or ABS copolymer comprises pre-treating the thermoplastic material with a subbing agent consisting of polymethylacrylate, and effecting the bonding of the subbing layer to the polyester layer during the exothermic hardening reaction of the polyester. The bond obtained between polyester layer and thermoplastic substrate has good shear strength. The process is rapid and there is no industrial health hazard as with some prior art adhesives.

Description

Verfahren zum Aufbringen einer glasfaserverstärkten Polyesterschicht auf thermoplastische Kunststoffe des Polyvinylchlorid- oder Acryl-Butadien-Styrol-Polymerisat-Typs. Method for applying a glass fiber reinforced polyester layer on thermoplastics of the polyvinyl chloride or acrylic-butadiene-styrene polymer type.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer glasfaserverstärkten Polyesterschicht auf thermoplastische Kunststoffe des Polyvinylchlorid- oder Acryl-Butadien-Styrol-Polymerisat"Typs.The invention relates to a method for applying a glass fiber reinforced Polyester layer on thermoplastics of the polyvinyl chloride or acrylic-butadiene-styrene polymer type.

Bekanntlich werden glasfaserverstärkter Polyester-Harze wegen ihrer guten Formbarkeit und Festigkeit in bedeutendem Umfang verwendet. Ein derartiges Material hat jedoch an sich verschiedene unzureichende Eigenschaften, beispielsweise hinsichtlich der Durchlässigkeit von Feuchtigkeit und der Widerstandsfähigkeit gegenüber gewissen organischen Lösungsmitteln und anderer Chemikalien. Aufgrunddessen wurde auch schon versucht, derartige glasfaserverstärkte Kunststoffe durch eine äussere Schicht aus Polyvinylchlorid oder einem anderen thermoplastischen Material abzudecken. Hierbei wurde jedoch festgestellt, daß beispielsweise Polyvinylchlorid in unzufriedenstellender Weise derartigen glasfaserverstärkten Polyesterharzen anhaftet. Bei bisher zu diesem Zweck verwendeten Verfahren wurden beispielsweise verschiedene Arten von Klebstoffen verwendet oder auch eine Glas faserschicht auf mechanischem Wege in erwärmten Polyvinylchlorid eingepresst.It is well known that glass fiber reinforced polyester resins are used because of their good formability and strength are used to a significant extent. Such a thing However, material per se has various inadequate properties, for example in terms of moisture permeability and resistance to certain organic solvents and other chemicals. Because of this, it was already tried such glass fiber reinforced plastics through an external Layer of polyvinyl chloride or other thermoplastic material to cover. However, it was found that, for example, polyvinyl chloride in unsatisfactory Way such fiberglass reinforced Adheres to polyester resins. In the methods previously used for this purpose, for example, various Types of adhesives used or even a fiberglass layer on mechanical Ways pressed into heated polyvinyl chloride.

Man hat auch schon versucht, die Außenschicht des Polyvinylchlorids mittels eines starken Lösungsmittels auf zu lösen und danach die Glasfaserschicht in das Material einzupressen bzw. einzuwalzen. Diese bekannten Verfahren ergaben jedoch eine unzureichende Verbindung aufgrund ihrer geringen Scherfestigkeit; Einpressverfahren sind an sich auch nur für ebene Flächen geeignet. Für den vorliegenden Zweck wurden auch schon chemische erfahren vorgeschlagen, und zwar die Verbindung mit lösungsmittelmodifiziertem Polyesterharz oder einem unter dem Handelsnamen "Rhodester" bekannten Spezialharz, einem Polyesterharz der Firma Rhone-Poulenc, Frankreich. In beiden Fällen wird ein oberflächliches Auflösen des Polyvinylchlorids erzielt, wonach eine Glasfaserschicht in die Bindemittelschicht eingelegt und mit dieser imprägniert wurde. Nach diesem Verfahren konnte zwar eine gute Festigkeit und ein ziemlich zufriedenstellendes Anhaften zum Polyvinylchlorid erzielt werden; doch besteht hierbei der Nachteil, daß eine relativ lange Zeit zwischen dem Auflegen der Bindeschicht und der eigentlichen Belegschicht eingehalten werden muß. Weiterhin entsteht hierbei durch die verwendeten Lösungsmittel auch ein belästigender Geruch, der gewerbe-hygienische Nachteile mit sich führt0 Für sämtliche oben genannten Verfahren gilt außerdem, daß dünne Polyvinylplatten oder Folien nicht verwendet werden können.Attempts have also been made to make the outer layer of polyvinyl chloride to dissolve with a strong solvent and then the glass fiber layer to be pressed or rolled into the material. These known procedures gave however, an insufficient joint due to its poor shear strength; Press-fit process are only suitable for flat surfaces. For the present purpose were also proposed chemical experience, namely the connection with solvent-modified Polyester resin or a special resin known under the trade name "Rhodester", a polyester resin from Rhone-Poulenc, France. In both cases a superficial dissolution of the polyvinyl chloride is achieved, after which a glass fiber layer inserted into the binder layer and impregnated with it. After this Although the method could have good strength and a fairly satisfactory one Adherence to polyvinyl chloride can be achieved; but there is the disadvantage here that a relatively long time between the application of the tie layer and the actual Document shift must be adhered to. Furthermore, this arises from the Solvents also have an annoying odor that has commercial-hygienic disadvantages For all of the above procedures, thin polyvinyl sheets or transparencies cannot be used.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist nun, die Nachteile der bekannten Verfahren auszuschalten und ein Verfahren aufzufinden, daß es gestattet eine glasfaserverstärkte Polyesterschicht auf thermoplastisches Material des Polyvinylchlorid-oder Acryl-Butadien-Styrol-Polymerisat-Typs aufzubringen.The object of the present invention is now to address the disadvantages of the known To turn off the method and to find a method that allows a glass fiber reinforced Polyester layer on thermoplastic material of the polyvinyl chloride or acrylic-butadiene-styrene polymer type to raise.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das thermoplastische Material vor dem Aufbau der Verstärkungsschicht mit einem Grundierungsmittel aus Polymethylacrylat vorbehandelt und die Verbindung zwischen der Grundierungsschicht und der Polyesterschicht während des Verlaufs der exothermischen Härtung der Polyesterschicht durchgeführt wird.This object is achieved according to the invention in that the thermoplastic Material before building the reinforcement layer with a primer Polymethyl acrylate pretreated and the bond between the primer layer and the polyester layer during the course of the exothermic curing of the polyester layer is carried out.

Aus der Metacrylatlösung mit der das thermoplastische Material oberflächlich behandelt wird, entsteht nach dem Trocknen eine Schicht, die zum Aufbau einer glasfaserverstärkten Polyesterschicht verwendet werden kann. Hierbei hat sich erwiesen, daß diese Acrylatschicht am thermoplastischen Material, Beispielsweise Polyvinylchlorid, sehr gut gebunden-wird, und auch eine starke Verbindung mit dem Polyestermaterial ergibt. Die Bindung am Polyester erfolgt während der exothermischen Härtung dieser Schicht, und die Verbindung ergibt eine gute Scherfestigkeit, beispielsweise etwa 55 kg/cm2 da die Polymetacrylatschicht etwa den gleichen Längenausdehnungskoeffizienten wie steifes Polyvinylchlorid aufweist, gute Alterungseigenschaften besitzt und weiterhin sowohl für steifes Polyvinylchlorid als auch für verschiedene Mischpolymerisate, beispielsweise Acryl/Butadien/Styrol, verwendbar ist. Ein näheres Studium der Bruchflächen der erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen nach einem Schubbruch zeigt, daß die Verbindung zwischen Polyvinylchlorid und Acrylat intakt ist, und daß der Bruch entweder in der reinen Polyesterschicht oder in der Verbindung Acrylat-Glasfaser-Polyester entsteht.From the methacrylate solution with which the thermoplastic material superficially is treated, after drying a layer is created which is used to build up a glass fiber reinforced Polyester layer can be used. It has been found that this acrylate layer is bound very well to the thermoplastic material, e.g. polyvinyl chloride, and also gives a strong bond with the polyester material. The bond on Polyester takes place during the exothermic curing of this layer, and the connection gives a good shear strength, for example about 55 kg / cm2 because the polymetacrylate layer has approximately the same coefficient of linear expansion as rigid polyvinyl chloride, has good aging properties and continues to apply to both rigid polyvinyl chloride as well as for various copolymers, for example acrylic / butadiene / styrene, is usable. A closer study of the fracture surfaces of those made in accordance with the invention Connections after a shear fracture shows that the connection between polyvinyl chloride and acrylate is intact, and that the break is either in the pure polyester layer or in the combination of acrylate-fiberglass-polyester.

Hinsichtlich der Alterungseigenschaften kann bemerkt werden, daß man nach einer wechselweisen Untersuchung bei zwischen +900 und -10°C pro Tag in Abständen von 45 Minuten eine 20%ige Erhöhung der Scherfestigkeit eines acrylat-gebundenen Polyvinylchlorid-Polyesterlaminates erzielen konnte. Für ein in der Bindungszone aus lösungsmittelmodifiziertem Polyesterharz bestehendes Laminat ergab sich dagegen ein um 10 % niedrigerer Wert. Man kann ohne Rißbildung auch sehr dünne Polyvinylchlorid-Folien, beispielsweise mit einer Dicke von etwa 0,4 mm oder weniger, verwenden, die auch im voraus beliebig geformt worden sein können, um mittels der Acrylatzwischenschicht mit dem glasfaserverstärkten Kunststoff verbunden zu werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist weiterhin einfach und sehr wirtschaftlich, da keine Wartezeiten erforderlich sind, Zur Ausführung des Verfahrens ist auch keine maschinelle Ausrüstung notwendig und irgendwelche gewerbe-hygienischen Schwierigkeiten brauchen nicht befürchtet zu werden.With regard to the aging properties, it can be noted that after an alternating examination at between +900 and -10 ° C per day at intervals 45 minutes a 20% increase in the shear strength of an acrylate-bound Polyvinyl chloride polyester laminates. For one in the bond zone In contrast, a laminate consisting of solvent-modified polyester resin resulted a 10% lower value. You can also use very thin polyvinyl chloride films without cracking, for example with a Thickness of about 0.4 mm or less, use which can also have been shaped as desired in advance, in order to achieve this by means of the acrylate intermediate layer to be connected to the glass fiber reinforced plastic. The inventive The process is still simple and very economical, since no waiting times are required No mechanical equipment is required to carry out the process and any industrial-hygienic difficulties need not be feared to become.

Die Erfindung basiert sozusagen auf einer rein mechanischen Bindung am thermoplastischen Material ohne vorhergehende Auflösung des Materials und auf einer kombinierten mechanischen und chemischen Bindung an der Polyesterschicht.The invention is based, so to speak, on a purely mechanical bond on the thermoplastic material without prior dissolution of the material and on a combined mechanical and chemical bond to the polyester layer.

Das Polymethylmetacrylat kann in Dichlormethan gelöst sein, und die Konzentration des Polymeren kann beispielsweise 10 - 15 Gewichtsprozent betragen. Die Acrylatschicht wird zweckmäßig auf einen Thermoplastfilm mit einem Pinsel oder einer Spritzpistole in einer Schicht bis zu etwa 0,5 mm Dicke aufgetragen. Nach Trocknen dieser Schicht erhält man einen am Polyvinylchlorid haftenden Überzug von Polymetacrylat mit im wesentlichen gleichem Längenausdehnungskoeffizienten wie für steifes Polyvinylchlorid. Der eigentliche Überzug mit harz-imprägnierten Glasfasern in einer oder mehreren Schichten erfolgt dann auf dieser Acrylatschicht. Die Verbindung zwischen der aufgetragenen Acrylatschicht mnd dem Polyester wird durch das Ausnutzen der bei der Härtung entstehenden Reaktionswärme erreicht. Die hierbei zeitweilig auftretende Erweichung der Acrylatschicht trägt nämlich in hohem Grad dazu bei, daß ein inniger Kontakt zwischen den beiden Kunststoffmaterialien entsteht.The polymethyl methacrylate can be dissolved in dichloromethane, and the The concentration of the polymer can be, for example, 10-15 percent by weight. The acrylate layer is expediently applied to a thermoplastic film with a brush or a spray gun applied in one layer up to about 0.5 mm thick. To Drying of this layer gives a coating adhering to the polyvinyl chloride Polymetacrylate with essentially the same coefficient of linear expansion as for rigid polyvinyl chloride. The actual coating with resin-impregnated glass fibers then takes place in one or more layers on this acrylate layer. The connection between the applied acrylate layer and the polyester is created by using the heat of reaction generated during curing. The here temporarily The softening of the acrylate layer that occurs contributes to a high degree that there is intimate contact between the two plastic materials.

Als Härtungsmittel für den Polyester kann man beispielsweise Methyläthylketonperoxid oder Cyclohexanonperoxid und als Beschleuniger beispielsweise Kobaltoctoat oder Kobaltnaphthenat verwenden.As a curing agent for the polyester, for example, methyl ethyl ketone peroxide can be used or cyclohexanone peroxide and as an accelerator, for example, cobalt octoate or use cobalt naphthenate.

Die Erfindung ist im nachstehenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is described below on the basis of a preferred exemplary embodiment explained in more detail.

Die blanke Fläche eines Polyvinylchlorid- oder Acryl-Butadien-Styrol-Polymerisatfilms wird mit grobem Sandpapier mattgeschliffen. Das Schleifen soll hierbei möglichst mit kleinen kreisenden Bewegungen durcheeführt werden.The bare surface of a polyvinyl chloride or acrylic-butadiene-styrene polymer film is sanded matt with coarse sandpaper. The grinding should be done here as possible can be carried out with small circular movements.

Die Fläche wird danach von Schleifstaub befreit und sorgfältig mit einem mit Cyclohexanol oder Trichloräthylen befeuchteten Stofflappen entfettet. Nachdem die Fläche einige Minuten getrocknet hat, wird eine etwa 0,5 mm dicke Schicht eines Grundiermittels, bestehend aus in Dichlormethan gelöstem Polymethylmetacrylat aufgebracht. Die Konzentration des Polymeren wird hierbei so gewählt, daß ein leichtes Aufbringen der Lösung möglich ist (bei Laborversuchen hat sich eine Konzentration von 10 - 15 % als geeignet erwiesen). Die Grundierschicht soll danach - je nach im Arbeitsraum vorliegender Temperatur - etwa 5 - 10 Minuten trocknen, worauf das eigentliche Aufbringen des glasfaserverstärkten Polyesters in der gewünschten Dicke ausgeführt werden kann. Die so hergestellte Verbindung gibt eine maximale Festigkeit ohne Verwendung eines Glasfasergewebes in der Grundierfuge und mit 250 g Gewebe in der ersten Polyesterschicht. Die Scherfestigkeit betrug 55 kg/cm2.The surface is then freed of sanding dust and carefully with degreased with a cloth dampened with cyclohexanol or trichlorethylene. After the area has dried for a few minutes, an approximately 0.5 mm thick layer is created a primer consisting of polymethyl methacrylate dissolved in dichloromethane upset. The concentration of the polymer is chosen so that a slight Application of the solution is possible (in laboratory tests has a concentration of 10 - 15% proved to be suitable). The primer layer should then - depending on in the working room at the temperature - dry for about 5 - 10 minutes, after which the actual application of the glass fiber reinforced polyester in the desired thickness can be executed. The connection established in this way gives maximum strength without using a glass fiber fabric in the priming joint and with 250 g fabric in the first polyester layer. The shear strength was 55 kg / cm2.

Claims (3)

Patentansprüche Claims Verfahren zum Aufbringen einer glasfaserverstarkten Polyesterschicht auf thermoplastisches Material des Polyvinylchlorid- oder Acryl-Butadien-Styrol-Polymerisat-Typs, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material vor dem Aufbau der Verstärkungsschicht mit einem Grundiermittel aus Polymethylacrylat vorbehandelt und die Verbindung zwischen der Grundierschicht und der Polyesterschicht während des Verlaufs der exothermischen Härtung der Polyesterschicht durchgeführt wird.Method for applying a glass fiber reinforced polyester layer on thermoplastic material of the polyvinyl chloride or acrylic-butadiene-styrene polymer type, characterized in that the thermoplastic material prior to building up the reinforcement layer pretreated with a primer made of polymethyl acrylate and the bond between the primer layer and the polyester layer during the course of the exothermic Curing of the polyester layer is carried out. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Grundierschicht verwendet wird, die etwa den gleichen Längenausdehnungskoeffizienten wie die Thermoplastschicht besitzt. 2. The method according to claim 1, characterized in that a primer layer is used, which has approximately the same coefficient of linear expansion as the thermoplastic layer owns. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundierschicht auf eine Platte oder Folie aus steifem Polyvinylchlorid oder Acryl-Butadien-Styrol-Kunststoff durch Aufstreichen, Spritzen oder Belegen mit Walzen oder dergleichen aufgebracht wird, wonach Verstärkungsschichten aus glasfaserverstärktem Polyester allmählich auf der getrockneten Grundierschicht aufgebaut werden. 3. The method according to claim 1, characterized in that the primer layer on a sheet or film made of rigid polyvinyl chloride or acrylic butadiene styrene plastic applied by brushing, spraying or covering with rollers or the like becomes, after which reinforcement layers of glass fiber reinforced polyester gradually be built up on top of the dried primer layer.
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