DE2144857C3 - Verfahren zum Verbinden zweier Kunstharzschichten - Google Patents
Verfahren zum Verbinden zweier KunstharzschichtenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren /um Verbinden zweier Kunstharzschichten, bei denen die
eine Schicht ein thermoplastisches Kunstharz ist. welches als Hauptkomponente Polyvinylacetat. Polymethacrylsäuremethylester.
Polystyrol, Polybutylen. Polyvinylbutyral oder Polyolefinchlorid enthält, die andere
Schicht ein /u diesem unterschiedliches Kunstharz ist,
wobei als verbindende Zwischenschicht ein in einem Lösungsmittel gelöstes Kunstharz vorgesehen wird.
Aus Lungen »Die Technologie der Klebstoffe«. Teil I.
Seite 494 bis 495. Wilhelm Pausegrau Verlag. Berlin
1959, ist es allgemein bekannt, beim Verbinden zweier
Kunststoffe verschiedene' Konstitution ein Lösungsmittel /u benutzen, das ein Löser für beide Kunststoffe
ist. Hier wird aber auch ausgeführt, daß die Verwendung von I «isungsmitteln unmöglich ist. wenn Kunststoffe aus
gehärteten Har/en miteinander vereinigt werden sollen. Dies gilt bisher auch fur die Fälle, in denen lediglich
einer der beiden zu verbindenden Kunststoffe aus einem Wärmeaushärtbaren Harz besteht, das sich durch ein
Lösungsmittel nicht anlosen läßt. Fs hat sich gezeigt, daß bei der Vereinigung eitler Schichi aus einem
thermoplastischen Kunstharz der eingangs genannten Art mit eihef Epöxidharzsdhfchl unter Verwendung
einer verbiivdenden Zwischenschicht, die in einem
Lösungsmittel gelösten Kunstharz enthalt, keine dauerhafte Verbindung hefstellbar ist. Wird die Zwischen^
schicht zwischen dem thermoplastischen kunstharz und
dem gehärteten Harz, wie Epoxidharz, einer Belastung,
beispielsweise einer unter Druck stehenden Flüssigkeit ausgesetzt so lösen sich die beiden Kunstharzschichten
voneinander, so daß eine dauerhafte Verstärkung des thermoplastischen Kunstharzes durch gehärtetes Harz
nicht möglich war. Diese Schwierigkeit ist im wesentlichen auf die chemische Beschaffenheit der verschiedenen
polymeren Materialien zurückzuführen. Diese Harze sind im wesentlichen chemisch inaktiv und
to resistenL Die chemischen Reaktionen der polymeren
Materialien sind im wesentlichen auf die Veränderungen und den Abbau durch Wärmebeaufschlagung beschränkt
Die US-PS 30 02 534 beschreibt die Beaufschlagung der Oberflächen mit einem Klebemittel,
wobei eine derartige Bindung mittels eines Klebemittels keine befriedigende Ergebnisse bringt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, durch das eine ScHcht eines
thermoplastischen Kunstharzes, welches als hauptkomponente Polyvinylacetat, Polymethacrylsäuremethylester,
Polystyrol, Polybutylen, Polyvinylbutyral oder Polyolefinchlorid enthält mit einer Schicht aus aushärtbaren
Kunstharzen, wie Epoxidharz dauerhaft miteinander verbunden werden kann.
2> Erfindungsgemäß erfolgt die Lösui/g dieser Aufgabe
dadurch, daß auf die Oberfläche des Thermoplasten ein aus einer Butadienharzlösung bestehender Überzug mit
einem gemeinsamen Lösungsmittel sowohl für die Schicht des thermoplastischen Kunstharzes als auch für
in die Schicht des Butadienharzes aufgebracht wird, daß
nachfolgend dieser Oberflachenüberzug wenigstens teilweise mit einer F.poxidharzschicht versehen wird, die
sich in einem unausgehärteten Zustand befindet, und daß die Epoxidharzschicht anschließend ausgehärtet
Γι wird.
Durch die Erfindung wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß sich zwischen dem thermoplastischen
Kunstharz und dem Butadienharz eine physikalische oder Lösungsbindung und zwischen dem Buladienharz
■to und dem aushärtbaren Harz eine chemische Bindung
ergibt. Es ist also das thermoplastische Kunstharz nicht chemisch an das aush.irtbare Harz gebunden. Das
aushärtbare Harz und das Butadienharz «.ind ausreichend
aushärtbar, um miteinander eine ausreichende
■r· Verbindung einzugehen und das Butadienharz ist
andererseits in der I dge. mit dem thermoplastischen
Kunstharz zu verschmelzen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den t Interansprüchen.
•i> In der praktischen Ausführung des erfindungsgema
Ben Verfahrens wird eine gesinterte oder geschmolzene
Oberfläthenlösung des Butadienpolymers oder C'upoly
mcrs und des Polyvinylchlorids mit der Oberfläche eines Polyvinylchlorid-Rohres ausgebildet. Nachfolgend wird
>< die Lösungsoberflächenschicht des Butadienpolymcrs
oder Copolymers in Verbindung mit dem wärmeaus härtbaren Harz gebracht. Das hierbei verwendete
wärm?aushärtbare Harz befindet sich im iinausgeharic
ten Zustand, so daß das Butadienpolymer oder
"» Copolymer Bindungen mit dem wärmeaushärlbaren
Harz eingeht, wenn die in Kontakt stehenden
Oberflächen ausgehärtet sind.
Alternativ hierzu känri das Verfahren dadurch
ausgeführt werden1, daß zunächst eine Bindung des
hv Buiadidtipölymcrs öder Copolymers mil dem wärme»
äüshärtbaren Harz hergestellt wird, Uni anschließend
eine Verschmelzung des BUladicnpoiymers oder Copolymers
mit dem Polyvinylchlorid durch Ausbildung einer
geschmolzenen Lösung zu bewirken. Der erstgenannte Verfahrensablauf ist jedoch besonders vorteilhaft,
wobei die zufolge dieses Verfahrens hergestellten Produkte und Ergebnisse außerordentlich befriedigende
Werte zeitigen.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine
Polyvinylchlorid-Oberfläche mit trockenem Gewebe oder — falls erforderlich — mit Alkohol zunächst
gereinigt. Acryln'itril-Butadien-Styrol-Harz wird nachfolgend
in Lösung aufgebracht, wobei eine typische Lösung aus 20% Gewichtsanteilen von Acrylnitril-Butadien-Styrol-Harz,
etwa 40% Methyläthylketon-Lösung und gleichfalls etwa 40 Gew.-% Tetrahydrofuran
besteht Die Harzlösung wirkt in die Oberfläche des Polyvinylchlorids bis das Lösungsmittel und die
Acrylnitril-Butadien-Styrol-Moleküle in der Lösung bis
zu einer Tiefe von 0,013 mm bis 0,076 mm in die Oberfläche eingedrungen sind, und zwar für einen
Oberflächenüberzug bis zu 0,178 mm. Es ist nicht zn
erforderlich, die Gk.rfläche in dieser Zeit zu trocknen,
wobei eine vollständige Trocknung der Oberfläche vorteilhafterweise möglich und wünschenswert ist. Die
Oberflächenpartikel oder Moleküle des Acrylnitril-Butadien-Styrols
ermöglichen einen wirkungsvollen Kon- 2ϊ
takt mit dem vorteilhafterweise Rüssigen Epoxidharz, welches auf die Oberflächenlösung und/oder den
Acrylnitril-Butadien-Styrol-Überzug aufgebracht ist.
Das aushärtbare Harz, und zwar das härtbare Epoxidharz, steht in Verbindung mit dem Acrylnitril-Bu- jo
tadien-Styrol und wird, um eine zufriedenstellende Bindung zu erzielen, .'nachließend ausgehärtet
Zur Verstärkung der Polyvinylchlorid-Oberfläche können Glasfasern durch verschieocnste Verfahren
aufgebracht werden. So ist es beispielsweise möglich, η
vor der Aushärtung des aushärtbaren Epoxidharzes die
Glasfasern und/oder Fäden durch Aufwickeln oder anderweitig auf das aushärtbare Epoxidharz in einer
Weise aufzubringen, bei der die Glasfasern in dieser eingebettet werden, wobei anschließend das Epoxidharz j<
> ausgehärtet wird. In einem abgewandelten Verfahren
können die vorzugsweise mi: Epoxidharz imprägnierten
Gljsfasern entweder im unausgehärteten oder im
ausgehärteten Zustand auf das aushärtbare Epoxidharz aufgebracht werden, wobei sie bereits in Verbindung ιί
mit den AcrylnitrilButadien-Styrol-Partikeln oder Molekülen
auf der Oberfläche der Lösung des Polyvinylchlorids und Acrylnilril-Butadien Styrol-Polymers ste
hen. Auch hier ist es nicht erforderlich, die Lösung
vollständig zu trocknen, wobei eine teilweise Trocknung w
beispielsweise durch ein entsprechendes Abwischen der Losung erreicht werden kann.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform wird das
Epoxidharz auf das Acrylnitril- Butadien Styrol aufgebracht,
wobei es vorzugsweise durch eine Mischung v. Epoxidharz mit einem herkömmlichen Hartlingsmittel
von an sich bekannter Art zubereitet wird. Eine Epoxidkomponenlc ist mit irgendeinem Sauerstoffatom
an zwei benachbarte Kohlenstoff-Atome gebunden. Die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wi
verwendeten Epoxidharze sind Reaktionsprodukte, bei dctlcil gewisse Epoxidkömponenten mit bestimmten
vorhandenen iWasscrslöffatömcn Versehen sind, die mit
kohlenstoffatomen über die Sauerstoffatome Verkettet
sind, Wie das beispielsweise bei mehrere I lydröxylgrup* hl
pen enthaltenden Phenolen und Alkoholen der Fall ist. Ein typisches Epoxidharz der vorliegenden Erfindung ist
ein Reaktionsprodukt von Epichlorhydrin und einem mehrwertigen Phenol, wie etwa Bisphenol-Epichlorhydrin.
Andere vorteilhafte Epoxidharze, die für die hier zu betrachtende Anwendung typisch sind, beinhalten
Reaktionsprodukte der Epihalohydrine und mehrwertigen Alkohole, wie etwa Äthylenglykol, Propylenglykol,
Trimethylengiykol und dergleichen. Darüber hinaus können Epoxidharze Anwendung finden, die sich durch
Epoxidsilikone kennzeichnen, mit welchen die Glasfasern überzogen sein können.
Das verwendete Lösungsmittel ist abhängig von der Zusammensetzung der beiden Oberflächen, welche
miteinander verschmolzen bzw. zusammengesintert werden sollen. Für den Fall, daß eine Polyvinylchlorid-Oberfläche
mit einer solchen aus Butadienpolymer oder einem Copolymer zu verbinden ist, ist als bevorzugtes
Lösungsmittel Tetrahydrofuran anzuwenden. Weitere Lösungsmittel, die verwendet werden können, sind
solche, die im allgemeinen Methyläthylketon, verschiedene Ester, wie etwa Äthylester, Cyclohexanon,
Methylenchloride und dergleichen mehr enthalten. Die Auswahl des geeigneten !,ösungsmittels ist in an sich
bekannter Weise leicht möglich. Eine Auswahl an Lösungsmitteln, in welchen sowohl die Polymer-Oberfläche
als auch das zwischenliegende Polymer in gleicher Weise lösbar sind, ist beispielsweise Polyvinylchlorid
und Acrylnitril-Butadien-Styrol, die beide in Tetrahydrofuran lösbar sind. Wie aus dem o. a.
hervorgeht, liegt es durchaus auch im Rahmen der Erfindung, zwei oder mehrere unterschiedliche Lösungsmittel
in Mischung und/oder Emulsion zur Anwendung zu bringen.
Neben der Verwendung gebundener verstärkender Glasfasern auf Polyvinylchlorid-Rohre können auch
andere Fasermaterialien verwendet werden. Hierbei sind beispielsweise neben den Glasfasern solche aus
Polyvinylalkohol, Baumwolle, Kunstseide bzw. Zellwolle oder andere natürliche oder künstliche Fasermaterialien
zu nennen. Darüber hinaus können auch Verbindung einer Vielzahl von Fasern zjt Anwendung
gebracht werden.
Obwohl in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel speziell Polyvinylchlorid-Oberflächen verwendet werden,
ist es durchaus möglich, in diesem Zusammenhang auch irgendwelche polymeren Olefinchloride auszuwählen,
die aus der Gruppe stammen, welche Polyvinylidenchlorid-. Polyvinylchlorid und Copolymere hiervon
enthalten.
Erfindungsgemäß wird eine Bindung und Verkettung verschiedener Thermoplaste mit anderen Oberflächen
sichergestellt, wobei derartige Oberflächen beispielsweise aus Polyvinylacetat. Polymethylmethacrylat, Polystyrol.
Polybutylen, Vinylbutyral und dergleichen bestehen können.
Der Ausdruck Butadien Harz versteht sich im Rahmen der vorliegenden Beschreibung als Ausdruck
für verschiedene Polymere oder Copolymere allein oder in Kombination, wie etwa Butadien Harz. Butadien-Sty
rol-Har/, Acrylnitril Butadien-Harz, Acrylonitril-Butadien
Styrol Harz und Mischungen hiervon, sowie entsprechende Verbindungen.
Bei der Durchführung des erfinduhgsgömäßeti Verfahrens
reicht der; Bereich des Lösungsmittels für das
thermopiaslische Polymer1 oder das Harz mit dem
Lösungsmittel Vöfi einem minimalen aber ausreichend
Wirkungsvollen Betrag bis zu etwa 95 GeW,*%.
Claims (4)
1. Verfahren zum Verbinden zweier Kunstharz-Schichten, bei denen die eine Schicht ein thermoplastisches
Kunstharz ist, welches als Hauptkomponente Polyvinylacetat, Polymethacrylsäuremethylester,
Polystyrol, Polybutylen, Polyvinylbutyral oder Polyolefinchlorid enthält, die andere Schicht ein zu
diesem unterschiedliches Kunstharz ist, wobei als verbindende Zwischenschicht ein in einem Lösungsmittel
gelöstes Kunstharz vorgesehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche
des Thermoplasten ein aus einer Butadienharzlösung bestehender Oberzug mit einem gemeinsamen
Lösungsmittel sowohl für die Schicht des thermoplastischen Kunstharzes als auch für die
Schicht des Butadienharzes aufgebracht wird, daß nachfolgend dieser Oberflächenüberzug wenigstens
teilweise mit einer Epoxidharzschicht versehen wird, die sich in einem unausgehärteten Zustand befindet,
und daß die Epoxidharzschicht anschließend ausgehärtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Butadienharz aus der Gruppe
Polybutadien, Polybutadien-Polystyrol, Polyacrylnitril-Polybutadien,
Polyacrylnitril-Polybutadien-Polystyrol
und ihrer Mischungen verwendet wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Epoxidharzschicht
Glasfasern eingebettet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische
Harzschicht mit dem Lösungsmittel und dem Butadienharz bis zu einer Tiefe von 0,013 mm bis
U.076 mm zur Herstellung einer Überzugsdecke bis
zu 0.178 mm getränkt wird
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