DE2118580A1

DE2118580A1 - Verfahren zur Verbesserung der Klebfähigkeit von Oberflächen polymerer Werkstoffe

Info

Publication number: DE2118580A1
Application number: DE19712118580
Authority: DE
Inventors: Wladimir A.; Sajzewa Wera D.; Sinizyn Wiktor A.; Rostowzewa Ekaterina E.; Moskau. C22b 1-08 Orlow
Original assignee: NII RESINOWYCH
Current assignee: NII RESINOWYCH
Priority date: 1970-07-15
Filing date: 1971-04-16
Publication date: 1972-10-19
Also published as: DE2118580B2; US3869303A; DE2118580C3

Description

Naucno-issledovatel'skij Institut 16. April 1971

re2inovo_ti promyslennosti, SJ/Hu

Moskau / JdSSR _p ^

Verfahren zur Verbesserung der Klebfähigkeit von Oberflächen polymerer V/erkstoffe

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Klebfähigkeit von Oberflächen polymerer Werkstoffe durch Vorbehandeln der Oberflächen vor dem Verkleben der polymeren Werkstoffe miteinander oder mit anderen Werkstoffen, wie Metall, Holz, gasfaserverstärkten Kunststoffen oder Glas.

Bekannt sind Verfahren zur entsprechenden Vorbehandlung der Oberflächen polymerer Werkstoffe mit wäßrigen mineralsauren

rigen Mischungen von Schv/efel- und Chromsäui en mit einem Oxydationsmittel (siehe US-PS 5 217 230; D.A. Kardaschov "Synthetische Klebstoffe" (russ.)» Moskau, Chemie-Verlag, 1968, S. -Der Kachteil dieser Verfahren besteht darin, daß die

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benutzten Vorbehandlungslösungen einen sehr hohen Gehalt an Mineralsäure (bis zu 98%) und auch an Oxydationsmitteln aufweisen, wodurch eine starke Herabsetzung der Festigkeit der behandelten Werkstoffe eintritt, während die durch Reinigung der Oberflächen.der !-olymeren Werkstoffe von den Säuren bedingten Schwierigkeiten dazu führen, daß auch die Adhäsionseigenßchaften" der polymeren Werkstoffe verschlechtert werden.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in der Beseitigung der genannten Nachteile durch eine sehr starke Herabsetzung des Gehalts der Behandlungslösung an Oxydationsmitteln und Mineralsäure.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß man zur Vorbehandlung der Oberflächen polymerer Werkstoffe wäßrige Lösungen verwendet, die außer etwa 0,1 bis 1,0 Gew.% Qxyda ■ tionsmittel und etwa 0,5 bis 1,5 Gew.% Mineralsäure zusätzlich etwa 0,75 bis 2,25 Gew.% wasserlösliches Chlorid, Bromid oder Jodid enthalten.

Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren ermöglicht das erfiiidungsgemäße Verfahren die Ausgangskonzentration der Mineralsäure von 98 auf 2,5% und auch diejenige des üxyüationömiotels in der Lösung stark zu vermindern, wclurch die Vorbehandlung nicht nur wesentlich verbilligt wird, sondern auch die ursprüngliche Festigkeit des zu bearbeitenden Werkstoffes erhalten bleibt. Außerdem wird die Behandlungszeit, die zur Erzie-

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lung erforderlicher Adhäsionseigenschaften der polymeren

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'Werkstoffe notwendig XSt₄ - in Einzelfällen; bis'5 sek. - ver-

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kürzt sowie die Haftfestigkeit der Verklebungen verbessert.

Mach dem neuen Verfahren können Oberflächen verschiedenster polyraerer Werkstoffe, beispielsweise solcher auf der Grundlage von Polymeren, wie Polyamiden und Polystyrol, sowie von Hatur- und Synthesekajtöjschuken, darunter Polyisopren-und Buna-S-Kaütschuk, behandelt werden.

Als anorganische Oxydationsmittel können z.B. Kaliumdichromat, Kaliumbromat, Kaliumpermanganat und Hatriumperchlorat, als wasserlösliche Halogenide z.B. llatrium- und Kaliumbromid, Natrium- und Kaliumchlorid, Kaliumiodid und Zinkbromid verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wix^d vorzugsweise v/ie folgt durchgeführt:

In die zubereitete wäßrige Lösung von Mineralsäure, Oxydationsmittel und Halogenid wird der zu behandelnde polymere Werk* stoff 5 ~t>is ^2O sek lang eingetaucht. Die Haltezeit hängt von der «attar des polymeren Werkstoffes und von der Zusammensetzung der Behandlungslösung ab. Bach Ablauf der genannten Haltezeit wird der vorbehandelte Werkstoff mit Wasser abgespült und bei. .EauiateEiperatur oder unter Erwärmen bei höchstens 90°C getrocknet.

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', Zwecks„Verklebung'der vor behandelten polymeren Werkstoffe miteinander'-oder mit anderen Werkstoffen verwendet man,vortugsweise Kleblösungen auf der Grundlage von Kautschuk, wie z.B. Buna N, Polyurethan- oder chloriertem Chloroprenkaut-Bchuk mit mindestens 70% Chlorgehalt, gegebenenfalls in Kombination mit Phenolformaldehyd-, Epoxydharzen und anderen Harzen. Die Verklebung erfolgt nach bekannten Methoden durch Heiß- oder Kaltverkleben. Zur Verklebung dienen insbesondere 10 bis 40%ige Lösungen von Klebmischungen in organischen Lösungsmitteln, wie Toluol- oder Äthylacetab, - beispielsweise Kompositionen mit 10 Gew.% Trockenstoff folgender Zusammensetzung:

Buna N mit 25-50% Akrylnitril 4,53 Gew.%

MgO 0,15-0,45 Gew.%

ZnO 0,15-0,45 Gew.%

Dibutylsebacat 0,22-0,45 Gew.%

p-tert.-Phenolformaldehydharz O,6B-2,25 Gew.%

0,45-1,80 Gew.%

chlorierter Chloroprenkautsehuk mit

64 Mol% Cl ' 3,60-18,0 Gew.%

Triaminotriphenylmethan 0,22-0,98 Gew.%.

Die Verklebung erfolgt bei Raumtemperatur. Nachdem man die ^verklebten Werkstoffe im Laufe von 1 bis ό Tagen bei Haumtem- - peratur gehalten hatte, werden die Proben der Haftfestigkeits-. prüfung auf einer Zerreißmaschine unterworfen.

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Beispiele:

In der?nachfolgenden «Tabelle, I wird die Zusammensetzung von ,, 8 verschiedenen VorbehandlungslÖsungen sowie deren als günßtig befundene Einvdrkungsdauer auf verschiedene polymere Werkstoffe angegeben, tabelle II zeigt die Ergebnisse der Haftfestigkeitsprüfungen, denen Verklebungen von nach den Beispielen 1 bis 7 vorbehandelten Kautschuke mit Stahl unterworfen warenj während in Tabelle III entsprechende Ergebnisse betreffend Verklebungen von nach den Beispielen 1, 2 und 8 vor behände Item Polymeren mxt Naturkautschuk zusammengestellt sind.

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Tabelle I

Bei-,	Zusammensetzung	Ό,61	VorbehandlunKsze	prer.- kaut- schuk	BünatS	Natur kaut schuk	Lt in Sek, von	,Poly amid
spiel	der jVorbehand- lüngslösung in Gew.%	0,96	5-30	10-40	10-40	Poly styrol	11-120
1	KMnO₄	1,93				10-90
	H₂SO₄	0,43
	KBr	0,84	5-30	10-30	15-40		10-120
2	KBrO,	1,22				10-120
	^H3^P04	0,42
	NaCL	0,69	10-40	20-30	30-40
3	KBrO^	1,39				_
	H₂SO₄	0,59
	NaJ	1,36	5-15	10-30	10-30		_
4	KBrO₇	1,95				_
	HGl	0,85
	NaBr	0,62	30-40	10-40	30-40		_
5	K₂Cr₂O₇	1,23				_
	H₂SO₄	0,59
	KJ	0,96	5-20	5-25	10-25		—
6	KBrO_x	1,94				—
	HNO,,	0,81
	KBr	0_f81	10-50	5-60	15-60		—
7	NaClO₄	1.38				—
	H₂SO₄	0,50
	ZnBr^	0,50	—	—	—		10-100
8	KBrO-,	1,00				10-90
	H₂SO₄
	KBr

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Tabelle II

Vorbehand lung si ö sung gem.Beispiel	I sop ren kaut schük- Stahl	Haftfestigkeit von Kautschuk-Stah1- Verklebungen in kp/cm	Naturkaut schuk- Stahl	(x)
1	10,7			U)
2	8,2 (x)			(XX)
O	9,8
4	11,2			(χ)
5	10,8
6	11,4			(χ)
7	8,7 (x)
		10,2
Buna S-Stahl	8,9
8,2	10,1
8_$O	10,2
9,0	9,9
9,7	11,3
9,8	8,4
10,0
8,2

x/xx - Messung erfolgte an der Klebschicht, da der Kautschuk

stellenweise etwas (x) bzw. stark (xx) abblätterte (in den übrigen Fällen erfolgte die Messung am Kautschuk)

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tabelle III

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Vorbehandlung slösung gemäß Beispiel

Haftfestigkeit von vorbehandeltem Naturkaut schuk-Polyme r-Ye rkle bungen in kp/ca

	Naturkaut s ciiuk- Polystyrol	Naturkautschuk Plljamid
1	8,9 Cx)	9*1 Cx)
2	7,8 Cx)	1O₁O Cx)
8	10,2	11,2

Cx) wie bei Tabelle II

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Claims

Pafenfanwfllf«

16. April 1971 S3/Ba.

3? 31 593/1

Patentanspruch

Verfahren zur Verbesserung der Klebfälligkeit von Oberflacken polynierer Werkstoffe durch Vorbehandlung mit wäßrigen^ mineral sauren Lösungen anorganischer Oxydationsnsitt&l_f dadurch gekennzeichnet, daß die Lösungen außer etwa 0,1 bis 1,0 Gew.% Oxydationsmittel und etwa 0_?3 bis ,5 Gew.% Mineralsäure zusätzlich etwa 0,75 bis 2_}25 &ew.% wasserlösliches Chlorid, Bromid oder Jodid enthalten.

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