DE2049226B2 - Mehrschichtige metallplattierte Bauelemente - Google Patents

Mehrschichtige metallplattierte Bauelemente

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Description

CH2=C
R1
verstanden wird, in der R1 H oder CH3, R2 eine Ci- bis d-Alkylgruppe und π eine ganze Zahl von 0 bis 2 bedeuten.
Die Erfindung betrifft mehrschichtige metallplattierte Bauelemente, die sandwichartig aufgebaut sind aus (I) einer 0,05 bis 1 mm dicken ersten, äußeren Schicht aus einem korrosionsbeständigen Metall, (2) einer 0,01 bis 0,4 mm dicken zweiten, inneren Schicht aus einem Schmelzkleber, (3) einer 0,01 bis 0,4 mm dicken dritten, inneren Schicht aus einem Haftvermittler, (4) einer 2 bis 20 mm dicken vierten, inneren Schicht aus einem thermoplastischen Kunststoff, (5) einer 0,01 bis 0,4 mm dicken fünften, inneren Schicht aus einem Haftvermittler, (6) einer 0,01 bis 0,4 mm dicken sechsten, inneren Schicht aus einem Schmelzkleber und (7) einer 0,05 bis 1 mm dicken siebten, äußeren Schicht aus einem korrosionsbeständigen Metall.
(Zu den einzelnen Schichten vgl. die Figur.)
Solche Bauelemente weisen gegenüber vergleichbaren anderen Bauelementen eine Reihe von Vorteilen auf, sind aber auch mit dem einen oder anderen Nachteil belastet. Zum Beispiel ist es von Nachteil, daß die Haftfestigkeit der einzelnen Schichten der Elemente aufeinander so gering ist, daß sie sich schon bei relativ geringer mechanischer Beanspruchung voneinander lösen. Ferner ist es von Nachteil, daß die Elemente eine für manche Anwendungszwecke unzureichende Biege-
2r> steifigkeit haben.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Bauelemente der eingangs definierten Art aufzuzeigen, die mit den vorerwähnten Nachteilen nicht oder in erheblich geringerem Maße belastet sind.
Es wurde gefunden, daß diese Aufgabe gelöst werden kann mit Elementen, bei denen bestehen (I) die zweite sowie sechste, innere Schicht (2) sowie (6) aus einem speziellen quartären Polymerisat und (II) die dritte sowie fünfte, innere Schicht (3) sowie (5) aus einem ternären Gemisch spezieller Polymerisate.
Gegenstand der Erfindung sind dementsprechend mehrschichtige metallplattierte Bauelemente, die sandwichartig aufgebaut sind aus (1) einer 0,05 bis 1 mm dicken ersten, äußeren Schicht aus einem korrosionsbeständigen Metall. (2) einer 0,01 bis 0,04 mm dicken zweiten, inneren Schicht aus einem Schmelzkleber, (3) einer 0,01 bis 0,4 mm dicken dritten, inneren Schicht aus einem Haftvermittler, (4) einer 2 bis 20 mm dicken vierten inneren Schicht aus einem thermoplastischen
<r> Kunststoff, (5) einer 0,01 bis 0,4 mm dicken fünften, inneren Schicht aus einem Haftvermittler, ί6) einer 0,01 bis 0,4 mm dicken sechsten, inneren Schicht aus einem Schmelzkleber und (7) einer 0,05 bis I mm dicken siebten, äußeren Schicht aus einem korrosionsbeständi-
>o gen Metall.
Die erfindungsgemäßen mehrschichtigen Bauelemente sind dadurch gekennzeichnet, daß bestehen
(I) ihre zweite sowie sechste innere Schicht (2) sowie
51J (6) aus einem quartären Polymerisat, das 60 bis 90
Gewichtsteile Äthylen, 0,5 bis 20 Gewichtsteile einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure, 0,5 bis 20 Gewichtsteile eines Esters einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure sowie 0,3 bis 5 Ge-
ho wichtsteile Isobutylen — wobei die Summe der
Gewichtsteile jeweils 100 betragen muß — in polymer gebundener Form enthält und
(II) ihre dritte sowie fünfte innere Schicht (3) sowie (5) aus einem ternären Gemisch aus
<i5 (a) einem Homopolymerisat eines Styrols oder
einem Copolymerisat eines Styrols, das bis zu 35 Gewichtsprozent anderer Monomerer in polymer gebundener Form enthält,
(b) einem Homopolymerisat eines C2- bis C4-M0-noolefins oder einem Copolymerisat eines C2-bis O-Monoolefins, das bis zu 35 Gewichtsprozent anderer Monomerer in polymei gebundener Form enthält, und
(c) einem Blockcopolymerisat der Formel A-B, wobei A ein Block eines Polystyrols mit einem Molekulargewicht zwischen 10 OCO unj 150 000 ist,
B el.i Block eines Polyolefins mit einem Molekulargewicht zwischen 10 000 und 200 000 ist, bei dem
höchstens 10% der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen olefinisch ungesättigt sind,
und das Mol verhältnis A : B zwischen 10 :90 und 70 :30 liegt,
mit den Maßgaben, daß das Gewichtsverhältnis der Komponenten (a) und (b) im Bereich von 4:1 bis 1 :4 liegt, der Gesamtgehalt des Gemiscns an der Komponente (c) 5 bis 70 Gewichtsprozent beträgt und unter dem Begriff »Styrol« eine Verbindung der allgemeinen Formel
CH2=
R1
R;
verstanden wird, in der stehen R1 H oder CHj, R2 eine Ci- bis O-Alkylgruppe und π eine ganze Zahl von 0 bis 2 bedeuten. jo
Zu den Schichten der erfindungsgemäßen Bauelemente ist im einzelnen das Folgende zu sagen:
Die Schichten (1) und (7) können beispielsweise bestehen aus Kupfer, Aluminium, Messing oder r> nichtrostenden Stählen.
Die Schichten (2) und (6) bestehen aus einem quarlären Polymerisat der oben beschriebenen Zusammensetzung. Solche Polymerisate sind aus der Polymerchemie bekannt. Sie sollen zweckmäßigerweisc folgen- au de Kenndaten haben: Dichte 0,9 bis 1,1 g/cmJ, kristalline Anteile unter 60%, Shorc-Härte C 50 bis 90. Wie sich gezeigt hai, sind für den erfindungsgemäßen Zweck besonders gut geeignet quartäre Polymerisate, die 71 bis 90 Gewichtsteile Äthylen, 3 bis 9 Gewichtsteüe einer γ, aliphatischen äthylenisch ungesättigten C3- bis C4-Carbonsäure, 1 bis 20 Gewichtsteile eines Cr bis Ce-Alkylesters einer aliphatischen, äthylenisch ungesättigten Cj- bis CrCarbonsäure sowie 0,3 bis 5 Gewichtsteüe Isobutylen — wobei die Summe der ■> <> Gewichtsteile jeweils 100 betragen muß — in polymer gebundener Form enthalten. Bei den Bauelementen können die Polymerisate der Schichten (2) und (6) in ihrer Zusammensetzung gleich oder voneinander verschieden sein. γ,
Die Schichten (3) und (5) bestehen aus einem ternären Gemisch der oben beschriebenen Zusammensetzung. Die einzelnen Komponenten des Gemischs sind ebenfalls aus der Polymerchemie bekannt. — Als Komponente (a) eignen sich insbesondere die Homopo- t>o lymerisate, vor allem Homopolymerisate des »einfachen«, d. h. keine Substituenten tragenden, Styrols. Als Copolymerisate kommen beispielsweise in Betracht Copolymerisate des »einfachen« Styrols mit Λ-Melhylstyrol, Maleinsäureanhydrid, Acrylsäure und/oder Buta- b5 dien. Die Polymerisate können — vorzugsweise — auch schlagfest modifiziert sein. — Als Komponente (b) eignen sich wiederum insbesondere dei Homopolymerisate, vor allem Homopolymerisate des Äthylens mit einer Dichte im Bereich von 0,918 bis 0,930 g/cm*; aber auch Homopolymerisate des Propylens sind gut geeignet. Als Copolymerisate kommen beispielsweise in Betracht Copolymerisate der C?- bis Q-Monoolefine untereinander sowie Copolymerisate dieser Monoolefine, insbesondere des Äthylens, mit Vinylestern, wie Vinylacetat und Vinylpropionat. — Als Komponente (c) eignen sich insbesondere solche Blockcopolymerisate die erhalten worden sind durch Hydrierung entsprechender Blockcopolymerisate aus einem Homopolymerisatblock des »einfachen« Styrols und einem 1,4-Homopolymerisatblock des Butadiens. Wie sich gezeigt hat, sind für den erfindungsgemäßen Zweck besonders gut geeignet solche Blockcopolymerisate, bei denen der Block des Polystyrols (A) ein Molekulargewicht zwischen 20 000 und 80 000 hat und der Block des Polyolefins (B) ein Molekulargewicht zwischen 20 000 und 100 000, wobei das Molverhältnis A : B vorzugsweise zwischen 30 :70 und 60 zu 40 liegt. — Bei den ternären Gemischen selbst ist es von Vorteil, wenn das Gewichtsverhältnis der Komponenten (a) und (b) im Bereich von etwa 1,5 zu 1 liegt und der Gesamtgehalt des Gemischs an der Komponente (c) etwa 20 Gewichtsprozent beträgt. — Das Herstellen der Gemische kann in einfacher Weise erfolgen, etwa durch Mischen, z. B. in einem Kneter oder Extruder, der Komponenten in den erforderlichen Mengenverhältnissen. — Bei den Bauelementen können die ternären Gemische der Schichten (3) und (5) in ihrer Zusammensetzung gleich oder voneinander verschieden sein.
Die Schicht (4) besteht aus einem thermoplastischen Kunststoff. Als solche kommen in Betracht Kunststoffe auf der Basis von Polyvinylaromaten, insbesondere unmodifizierte und schlagfest modifizierte Polymerisate des Styrols, auch Copolymerisate des Styrols mit anderen polymerisierbaren Monomeren, z. B. mit (%-Methylstyrol oder Maleinsäureanhydrid, wobei die Copolymerisate auch Pfropfpolymerisate des Styrols sein können, z. B. mit Acrylsäure und/oder Butadien. Als thermoplastische Kunststoffe eignen sich weiterhin Polyäthylene, insbesondere solche hoher Dichte (0,945 bis 0,960 g/cm3). Polypropylene sowie auch Copolymerisate des Äthylens und des Propylens.
Beim Herstellen der erfindungsgemäßen Bauelemente ist es im allgemeinen von Vorteil, den Schmelzkleber der Schichten (2) sowie (6) und den Haftvermittler der Schichten (3) sowie (5) in Form von Einzelfolien aus den betroffenen Stoffen oder von Doppelfolien (Zweischichtfolien) aus den betroffenen Stoffen der Schichten (2) und (3) bzw. (6) und (5) einzusetzen. Da die adhärierende Wirkung von Schmelzkleber und Haftvermittler nur dann zustandekommt, wenn diese in plastischem bis zähflüssigem Zustand miteinandei und mit den anderen Schichten der Bauelemente in Verbindung gebracht werden, müssen Schmelzkleber und Haftvermittler bei erhöhter Temperatur angewandt werden (90 bis 270° C, insbesondere 150 bis 240° C).
Das Herstellen der Bauelemente kann durch einschlägig übliche Verfahren erfolgen. Ein geeignetes Verfahren besteht z. B. darin, daß man in eine Plattenpresse eine Metallfolie — bestimmt für Schicht (IJ — einlegt, darauf eine Folie aus dem Schmelzkleber — bestimmt für Schicht (2) —, darauf eine Folie aus dem Haftvermittler — bestimmt für Schicht (3) —, darauf oine Schicht (4) —, darauf eine Folie aus dem Haftvermittler — bestimmt für Schicht (5) —, darauf αιηο Τ7/ΛΙ»
οϋε aus dem
Schicht (6) — und darauf eine Metallfolie — bestimmt für Schicht (7). Das Ganze kann sodann in einem Preßrahmen bei erhöhter Temperatur zu einem innigen Verbund gepreßt werden. — Auf analoge Weise können die Bauelemente auch in kontinuierlichen Verfahren erhalten werden.
Die Bauelemente eignen sich aufgrund ihrer sehr hohen Biegesteifigkeit beispielsweise für den Fcrtighausbau, den Schiffs- und Waggonbau sowie als Zwischenwände im Hochbau.
Das im nachstehenden Beispiel in Form einer Folie verwendete — handelsübliche -- quartäre Polymerisat (Schmelzkleber) enthält 86,3 Gewichtsteile Äthylen, 3,8 Gewichtsteile Acrylsäure, 8,2 Gewichtsteile des tert.-Butylesters der Acrylsäure und 1,7 Gewichtsteile Isobutylen einpolymerisiert; es hat eine Dichte von 0,928 g/cm3, seine kristallinen Anteile liegen unter 50%, seine Shore-Härte C liegt bei 67.
Das im Beispiel in Form einer Folie verwendete ternäre Gemisch ist wie folgt erhalten worden:
In einem Kneter (Knetzeit: 5 Minuten, Massetemperatur: 190°C) wurde eine Mischung hergestellt aus
(a) 48 Gew.-% eines Styrol-Homopolymerisates (mit Butadienkautschuk schlagfest modifiziert, Gewichtsverhältnis Styrol-Homopolymerisat zu Butadienkautschuk wie 10 :2),
(b) 31 Gew.-% eines Äthylen-Homopolymerisates
(Dichte = 0,918 g/cm'; MFI 190/2,16 = 1,5 g, 10 minjund
(c) 21 Gew.-% eines hydrierten Styrol-1,4-Butadien zwei-Blockpolymerisats (Formel: A-B, wobei A eir
r> Polystyrolblock mit einem Molekulargewicht vor
60 000 ist und B ein Polyolefinblock mit einen Molekulargewicht von 70 000, bei dem 2,5% dei Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen olefinisch un gesättigt sind; das Molverhältnis A : B betrag 1,5 :1). Das Gemisch wurde sodann auf herkömmli ehe Weise zu einer Folie verarbeitet.
Beispiel
In einer Plattenpresse werden nach- und übereinander eingelegt (1) eine 0,5 mm dicke Folie aus Aluminium (2) eine 0,1 mm dicke Folie des Schmelzklebers, (3) eine 0,08 mm dicke Folie des Haftvermittlers (4) eine 3 mn dicke Platte aus einem schlagfest modifizierten Styrol-Homopolymerisat, (5) eine 0,08 mm dicke Folie des Haftvermittlers, (6) eine 0,1 mm dicke Folie des Schmelzklebers und (7) eine 0,5 mm dicke Folie aus Aluminium. Das Ganze wird dann bei 200°C während 3 Minuten bei einem Druck von 0,5 kp/cm2 zu einem innigen Verbund verpreßt.
Das so erhaltene Bauelement hat eine sehr gute Biegesteifigkeit: seine Einzelschichten haften sehr fest aufeinander.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Mehrschichtige metallplattierte Bauelemente, die sandwichartig aufgebaut sind aus (1) einer 0,05 bis mm dicken ersten, äußeren Schicht aus einem korrosionsbeständigen Metall, (2) einer 0,01 bis 0,4 mm dicken zweiten, inneren Schicht aus einem Schmelzkleber, (3) einer 0,01 bis 0,4 mm dicken dritten, inneren Schicht aus einem Haftvermittler (4), einer 2 bis 20 mm dicken vierten, inneren Schicht aus einem thermoplastischen Kunststoff, (5) einer 0,01 bis 0,4 mm dicken fünften, inneren Schicht aus einem Haftvermiuler, (6) einer 0,01 bis 0,4 mm dicken sechsten, inneren Schicht aus einem Schmelzkleber und (7) einer 0,05 bis 1 mm dicken siebten, äußeren Schicht aus einem korrosionsbeständigen Metall, dadurch gekennzeichnet, daß bestehen
    (I) ihre zweite sowie sechste innere Schicht (2) sowie (6) aus einem quartären Polymerisat, das 60 bis 90 Gewichtsteile Äthylen, 0,5 bis 20 Gewichtsteile einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure, 0,5 bis 20 Gewichtsteile eines Esters einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure sowie 0,3 bis 5 Gewichtsteile Isobutylen — wobei die Summe der Gewichtsteile jeweils 100 betragen muß — in polymer gebundener Form enthält, und
    (II) ihre dritte sowie fünfte innere Schicht (3) sowie (5) aus einem ternären Gemisch aus
    (a) einem Homopolymerisat eines Styrols oder einem Copolymerisat eines Styrols, das bis zu 35 Gewichtsprozent anderer Monomerer in polymer gebundener Form enthält,
    (b) einem Homopolymerisat eines C2- bis Gt-Monoolefins oder einem Copolymerisat eines C2- bis C4-Monoolefins, das bis zu 35 Gewichtsprozent anderer Monomerer in polymer gebundener Form enthält, und
    (c) einem Blockcopolymerisat der Formel A-B, wobei
    A ein Block eines Polystyrols mit einem Molekulargewicht zwischen 10 000 und 150 000 ist,
    " B ein Block eines Polyolefins mit einem Molekulargewicht zwischen 10 000 und 200 000 ist, bei dem höchstens 10% der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen olefinisch ungesättigt sind,
    und das Molverhältnis A : B zwischen 10:90und70:301iegt,
    mit den Maßgaben, daß das Gewichtsverhältnis der Komponenten (a) und (b) im Bereich von 4:1 bis 1:4 liegt, der Gesamtgehalt des Gemischs an der Komponente (c) 5 bis 70 Gewichtsprozent beträgt, und unter dem Begriff »Styrol« eine Verbindung der allgemeinen Formel
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