DE2206509C3

DE2206509C3 - Verfahren zum Beschichten von Formteilen

Info

Publication number: DE2206509C3
Application number: DE2206509A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 6710 Frankenthal Fauth; Wolfgang Dr. 6700 Ludwigshafen Immel
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1972-02-11
Filing date: 1972-02-11
Publication date: 1981-03-19
Also published as: DE2206509A1; US3882260A; BE795207A; FR2171261B1; FR2171261A1; IT977156B; DE2206509B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von Formteilen aus Kunststoffen, die bei gewöhnlicher Temperatur zum Verkleben neigen, durch Aufbringen eines nichtklebenden. thermoplastischen Kunststoffs aus der Schmelze.

Aus der deutschen Offenlegungsschnft 20 38 980 ist •in Verfahren zur Verbesserung der Oberflächeneigen-•chaften von Formkörpern aus organischen polymeren Materialien, wie Polyäthylen. Polypropylen, Polybuten, Polyisobutylen und Mischpolymeren aus Butylen und Styrol, bekannt. Dabei bringt man auf die Oberfläche des Formkörpers aus organischen polymeren Material tine Lösung auf. die ein polares Polymer enthält und Verdampft das Lösungsmittel. Die Temperatur der Oberfläche des Formkörpers aus organischem polyme rem Material liegt während des Aufbringens und Während des Verdampfens unter dem Erweichungspunkt des organischen polymeren Materials. Polare Polymere, die mit Hilfe eine« Lösungsmittels auf das organische polymere Material aufgebracht werden, sind beispielsweise Mischpolymerisate aus Äthylen und Vinylacetat. Methylacrylat. Äthylacryla:, Maleinsäureanhydrid. Acrylsäure. Methacrylsäure oder Kohlenmonoxid.

Aus der deutschen Offenlegungsschnft 18 12 0QS ist ein Verfahren zum Beschichten von Formteilen aus Bitumen und Äthylenmischpolymerisaten bekannt bei dem man auf die Oberfläche der Formteile eine wäßripe Dispersion eines Vinylchlorid- oder Vinylidenchloridpo lymerisates aufbringt, die ein feinteiliges gehärtetes Harnstoff formaldehyd Harz oder ein feinteiliges gehärtetes Melamin-Formaldehyd Harz enthält. Dadurch Wird das Zusammenbacken von Formteilen aus den genannten Formmassen verhindert Die bisher bekannten Beschichtungen haben in der Regel den Nachteil, daß sie nicht ausreichend lange wirksam sind, so daß beispielsweise beschichtete Granulate aus Polymerisaten, die leicht zum Verkleben neigen, nach längerer Lagerung zusammenbacken.

Um das Zusammenbacken von Granulaten zu verhindern, ist ferner bekannt, die Granulate mit Kohlenstaub, Ruß oder Talkum zu pudern. Dabei muß jedoch in der Regel mit einem deutlichen Oberschuß an feinteiligem Trennmittel gearbeitet werden, so daß eine allseitige Umhüllung des auszurüstenden Gutes gewährleistet ist Das Pudern klebriger Granulate ist entweder nur kurzzeitig wirksam oder ergibt Fertigprodukte, die andere mechanische Eigenschaften haben als diejenigen Formteile, deren Oberfläche nicht gepudert ist

Bei der Ausrüstung von Formteüen mit wäßrigen Emulsionen verschiedener Polymerisate und Kondensate umgeht man zwar diese Probleme, jedoch bereitet die Trocknung der behandelten Formteile erhebliche Schwierigkeiten. Die Oberzüge werden in der Regel erst dann voll wirksam, wenn sie vollständig ausgetrocknet sind Dabei ist jedoch die Gefahr des Zusammenbak-

is kens der ausgerüsteten Granulate gegeben, weil es in vielen Fällen erforderlich ist die Temperatur während des Trocknungsvorganges bis an den Erweidiungspunkt des auszurüstenden Materials zu steigern. Verbleibende Wasserreste können durch Blasenbildung beim Extrudieren des Materials zu einer erheblichen Qualitätsverschlechterung führen.

Bei Verwendung organischer Lösungsmittel tritt das Problem der Lösungsmittelrückgewinnung und der dafür notwendige sicherheitstech.iische Aufwand erschwerend hinzu.

Es ist außerdem möglich, die zum Verkleben neigenden Polymerisate mit Stoffen zu mischen, die nicht verkleben, beispielsweise Füllstoffe und klebfreie Polymerisate. In diesen Fällen ist es jedoch erforderlich.

dem zum Verkleben neigenden Stoff eine erhebliche Menge des anderen Stoffes zuzusetzen. So ist beispielsweise bekannt Polyisobutylen mit 10 bis 50 Gew.-% eines Polyäthylens oder Polypropylens zu mischen und daraus Formkörper herzustellen. Man erhält zwar nicht klebrige Stoffmischungen, die sich gut verpacken und weiter verarbeiten lassen, jedoch werden die Eigenschaften des Polyisobutylene derart verändert daß es nicht mehr für alle Anwendungen, z. B. als Klebstoff oder als Schmierstoffverbesserer, eingesetzt werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Verfahren zum Beschichten von Formteilen aus Kunststoffen, die bei gewöhnlicher Temperatur zum Verkleben neigen, durch Aufbringen eines nichtklebenden thermoplastischen Kunststoffs aus der Schmelze aufzuzeigen. Dabei sollen die geschilderten Nachteile der bekannten Verfahren, wie geringe Wirksamkeit des Überzugs, starke Veränderung der Eigenschaften des zum Verkleben neigenden Polymerisates und umständli-

ches Auftragen des Oberzugs, vermieden werden.

Es wurde gefunden, daß diese Aufgabe gelöst wird, wenn man als Beschichtungsmittel ein niedrigmolekulares Polyäthylen. Polypropylen. Copolymerisate des Äthylens und Propylens oder Mischungen dieser PoKmensate mit einem Molekulargewicht von 2000 bis 20 000 verwendet.

Unter Formteiler sollen Produkte verstanden werden, die beispielsweise durch Extrudieren, Kalandrieren oder Pressen aus Kunststoffen oder Kunststoffmischungen hergestellt werden, die bei gewöhnlicher Temperatur zum Verkleben neigen. Die Formteile können beispielsweise als Platten, Rohre, Folien oder Granulat vorliegen.
Zu den in Betracht kommenden Kunststoffen gehört in erster Linie Polyisobutylen eines Molekulargewichts zwischen 3 · 10* bis 6 · 10⁶ (bestimmt nach dem Viskositätsmittel) sowie Stoffmischungen aus Bitumen und Äthylencopolymerisaten. Derartige Mischungen

enthalten in der Regel 30 bis 95 Gew.-% Bitumen, das nach DIN 1995 eine Penetration zwischen 10 und 200 aufweist, und 5 bis 70 Gew.-% eines Mischpolymerisates aus 30 bis 97 Gew.-% Äthylen und 70 bis 3 Gew.-% Vinylestern und/oder copolymerisierbaren Acryl- und/ oder Methacrylverbindungen. Das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren kann ebenso auf Copolymere sate des Äthylens angewendet werden, die mehr als 20Gew.-% einer polaren äthylenisch ungesättigten Verbindung einpolymerisiert enthaltea Als Comonomere des Äthylens kommen vor allem Vinylester von Carbonsäuren mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Acryl- und Methacrylester, die sich von Alkoholen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen ableiten, Fumarsäureester, Maleinsäureester sowie die den genannten Estern entsprechenden Carbonsäuren in Betracht. Die Äthylencopolymerisjte können auch mehrere der genannten Comonomeren enthalten.

Formteile aus den genannten Polymerisaten werden mit einer Schmeue eines niedrigmolekularen Polyäthylens. Polypropylens, Copolymcrisates des Äthylens und Propylens oder Mischungen dieser Polymerisate beschichtet Das Molekulargewicht des Polymerisates, das als Beschichtungsmittel dient, liegt zwischen 2000 und 20 000, vorzugsweise zwischen 4000 und 8000. Bezogen auf die zu beschichtenden Formteil«* wendet man die in Betracht kommenden Überzüge in einer Menge von 10 bis 2000 g/m² an.

Die Wirksamkeit der Überzüge kann gesteigert werden, wenn die niedrigmolekularen Polymerisate anorganische un "'oder organische Stoffe einer Teilchengröße zwischen I und 100 mn dispergiert enthalten. Als anorganische Stoffe eignen sich beispielsweise Siliciumdioxid, Calciumcarbon^t, Schichtsilikate wie Talkum und Glimmer sowie andere Silikate wie Kaolin. weiterhin Ruß. Kohlenstaub und Graphitstaub. Zinkoxid. Calciumoxid, Titandioxid, Metallpulver. Magnesia und Mikroglaskugeln. Die in Betracht kommenden organischen Stoffe sind Zinkstearat, Farbstoffe, Pigmente, pulverförmige Polyolefine und Polysaccharide.

Hochmolekulares Polyisobutylen ist bekanntlich eine zähe, klebrige Masse, die sich bei Belastungen wie eine zähe Flüssigkeit verhält Das führt dazu, daß Formteile aus Polyisobutylen bei der Lagerung zusammenfließen. Um nun Formkörper aus Polyisobutylen und den anderen in Betracht kommenden Kunststoffen, die bei gewöhnlicher Temperatur zum Verkleben neigen, mn einer klebfreien Schicht auszurüsten, überzieht man Formkörper aus den zum Verkleben neigenden Kunststoffen gemäß Erfindung mit einer Schmelze eines niedrigmolekularen Polyolefins. Das erfindungsgemäße Verfahren wird in erster Linie auf Granulate oder Platten aus Polyisobutylen angewendet Das geschmolzene Beschichtungsmittel wird in den in der Kunststoffindustrie bekannten Vorrichtungen, wie Ruhraggrega ten, Wirbelschichtapparaturen. Schüttelrinnen. Schüi telsieben. Transportschnecken, Förderbändern. Fall ichächten und Spritztürmen sowie vor allem in Drehtrommeln, die mit und ohne Einbauten versehen lind, auf die zu beschichtenden Formteile aus Kunststoffen aufgetragen. Die Wachsschmelzen können auch in Form feiner Tröpfchen oder ein Aerosol auf die Formteile aufgebracht werden. Die Arbeitstemperatur liegt zwischen Raumtemperatur und 300° C, vorzugsweise zwischen 50 und 180° C. Um eine besonders wirksame Beschichtung zu erreichen, erhitzt man das zu beschichtende Formteil vor der Beschichtung in einem Heißluftstrom. Es ist empfehlenswert, daß bei dieser Arbeitsweise die Temperatur des zu beschichtenden Materials mindestens 5°C Ober dem Schmelzpunkt des Beschichtungsmittels liegt
Die für die Beschichtung erforderliche Menge des Trennmittels läßt sich leicht durch Vorversuche feststellen. Das Trennmittel kann in einem Arbeitsgang

' oder in mehreren Schritten auf die Formkörper

, aufgebracht werden. Wenn man das Überzugsmittel in mehreren Schichten aufträgt, ist es vorteilhart, den

ίο vorausgegangenen Anteil des Beschichtungsmittels auf den Formkörper zunächst abbinden zu lassen. Das Trennmittel kann Farbstoffe, Stabilisatoren und andere Zusätze enthalten. Die formteile werden vorzugsweise mit 20 bis 500 g/m² beschichtet, so daß sich eine

is Sohichtstärke des Überzugs auf dem Formteil von 0,02 bis 0,5 mm bildet

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß die Beschichtung in einem Schritt durchgeführt werden kann. Es ist nicht mehr erforderlich, Lösungsmittel zu verdampfen oder im Falle von Dispersionen die Formkörper nach der Beschichtung zu trocknen. Das Verfahren wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert Die in den Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile, die Prozente Gewichtsprozente.

Beispiel 1

Aus einem Polyisobutylen, das ein Molekulargewicht von 1 300 000 (bestimmt nach dem Viskositätsmittel) hat werden Plattender Dimensionen 150 χ 75 χ 5 mm

Μ gepreßt Zwei Planen werden mit einer 550 μπι starken Wachsschicht (500 g Wachs/m² Polyisobutylenoberfläche) überzogen. Als Wachs wurde ein Polyäthylenwachs vom Molekulargewicht 5000 verwendet Das Wachs wird in einem elektrisch beheizten Vorratsbehälter einer handelsüblichen Farbspritzpistole (3 mm Düsenaufsatz) aufgeschmolzen und mittels Luft auf die Platten gesprüht. Nach dem Abkühlen des Wachses wurden die Platten aufeinandergelegt und 60 Stunden lang mit 02 kp/cm^? belastet Die Kraft ?ur Trt mung der Platten

to in Längsrichtung beträgt nach einer Belastungsdauer von 60 Stunden 02 kp.

Vergleichsbeispiel 1

Zwei unbeschichtete Polyisobutylenplatten gemäß *5 Beispiel 1 werden übereinander gelegt und mit 02 kp/cm² belastet. Nach einer Belastungszeit von 60 Stunden können die beiden Platten in Längsrichtung nicht mehr zerstörungsfrei getrennt werden, da die Platten miteinander verklebt sind.

Beispiel 2

Aus einem Isobutylencopolymerisat. das 2Gew. % Isopren enthält und ein Molekulargewicht von 2 700 000 (bestimmt nach dem Viskositätsmittel) hat werden wie in Beispiel 1 angegeben. Platten der Dimensionen 150 χ 75 χ 5 mm hergestellt. Zwei Platten werden mit 500 g eines Polyäthylenwachses pro m² beschichtet. Das Polyäthylenwachs hat ein Molekulargewicht von 3000. Beide Platten werden aufeinandergelegt und 10 Tage

M) mit 0,15 kp/cm² belastet. Die Kraft zum Lösen der beiden Platten beträgt 0,2 kp.

Beispiel 3

Wie im Beispiel 1 angegeben, stellt man aus einem Polyisobutylen vom Molekulargewicht 4 700 000 Platten her. Die Platten werden mit einem Polypropylenwachs beschichtet, das ein Molekulargewicht von 7000 hat. Pro m² Polyisobutylen wendet man 500 g Wachs an.

Zwei Platten werden übereinandergelegt und mit O₁I kp/cm² 20 Tage belastet. Die Kraft, die zur Trennung der Platten in Längsrichtung erforderlich ist, beträgt 0,2 kp.

Beispiel 4

95 Teile eines zylinderförmigen Granulates (maximaler Durchmesser 10 mm) aus einem Polyisobutylen, das ein Molekulargewicht von 1 200 000 (bestimmt nach dem Viskositätsmittel) hat, werden in eine geneigt angeordnete, mit Antrieb versehene Drehtrommel eipgefüllt Durch Einblasen heißer Luft wird das Granulat auf 130⁰C erhitzt Dann sprüht man 5 Teile einer Polyäthylenwachsschmelze innerhalb von S Minuten auf das Granulat Das Wachs hat ein Molekulargewicht von 8000, die Temperatur der Wachsschmelze beträgt 18O°C 5 Minuten nach dem

Aufbringen der Schmelze wird das beschichtete Granulat durch Einblasen kalter Luft in die Drehtrommel abgekühlt Man erhält ein Granulat, das auch nacrn einer Lagerung von 30 Tagen rieselfähig ist
Lagert man dagegen ein zylinderförmiges Granulat

ίο (maximaler Durchmesser 10 mm) aus einem Polyisobutylen, das ein Molekulargewicht von 1 200 000 hat, so verkleben die Teilchen nach 2 Tagen miteinander.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Beschichten von Formteilen aus Kunststoffen, die bei gewöhnlicher Temperatur zum Verkleben neigen, durch Aufbringen nichtklebenden, thermoplastischen Kunststoffs aus der Schmelze, dadurch gekennzeichnet, daß man als Beschichtungsmittel ein niedrigmolekulares Polyäthylen, Polypropylen, Copolymerisate des Äthylens und Propylens oder Mischungen dieser Polymerisate mit einem Molgewicht von 2000 bis 20 000 verwendet

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die nichtklebenden niedrigmolekularen Olefinpolymerisate in einer Menge von 10 bis 2000 g/m², bezogen auf die Oberfläche des zu beschichtenden Formteils, anwendet

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrigmolekularen Polyolefine anorganische und/oder organische Stoffe einer Teilchengröße zwischen ! und !00 m μ enthalten.