DE2214450B2

DE2214450B2 - Verfahren zur Beschichtung eines Materials mit einem Äthylen/Maleüisäureanhydrid-Copolymerpulver

Info

Publication number: DE2214450B2
Application number: DE2214450A
Authority: DE
Inventors: Marie-Claude Bully-Les-Mines Gloriod Geb. Fourment; Adrien Bethune Nicco
Original assignee: Ethylene-Plastique
Current assignee: Ethylene-Plastique
Priority date: 1971-03-25
Filing date: 1972-03-24
Publication date: 1981-02-26
Also published as: DE2214450C3; FR2130561B1; US3784396A; IT954537B; NL7203882A; GB1366081A; FR2130561A1; BE780965A; DE2214450A1; NL169190B; NL169190C

Description

Dipropanol-2-amin, Alkylpolyäthanolamin
der Formel

R-N-(C₂H₅O)_2nH

mit 2n zwischen 2 und 15, R-Kohlenstoffkette zwischen 1 und 20, Polyäthoxylderivate der Alkylaminotrimethylenamine der allgemeinen Formel

R-N-(CH₂)J-N(CH₂CH₂O)_2nH

10

(CH₂CH₂O)_1nH

worin R eine Kette mit 1 — 18 C-Atomen und m + 2n zwischen 1 und 20 bedeutet, Hydroxyäthyldiäthylentriamin.

Wie erwähnt, kann als Vernetzungsmittel auch eine chemische Verbindung mit mindestens zwei Alkoholgruppen und mindestens einer Amidgruppe eingesetzt werden. Zu den somit verwendbaren Erzeugnissen sind zu zählen die Alkylpolyäthanolamide der Formel:

R-C-N-(CH₂CH₂O)_2nH

25

worin R ein Radikal mit 1 bis 20 C-Atomen bedeutet und /!zwischen 1 und 15 liegt

Es ist von Vorteil, das zu verwendende Vernetzungsmittel auf das jeweils anzuwendende Verfahren abzustimmen. So hängt die Wahl des Vernetzungsmittels z. B. von der Körnung des Pulvers des Copolymers sowie von seinem Diffusionsvermögen in den Körnern des Copolymers ab, wobei deren Größe und die Bedingungen, unter denen die Erhitzung des Überzugs erfolgt und das Material, auf das die Beschichtung aufgetragen wird, zu berücksichtigen sind. Es wurde festgestellt, daß die nach der Erfindung verwendbaren Verbindungen nicht vor der Erhitzung und Schmelzen in die Copolymerkörper eindringen.

Das Hydroxyäthyldiäthylentriamin mit starker Diffusion eignet sich besonders für Pulver mit einer Körnung zwischen 70 und 400 μπι. Für Pulver mit einer Körnung von 0,5 und 100 μηι sind die Mono-, Di- und Triäthanolamine vorzuziehen.

Auch die Erhitzung des Substrats und des Überzugs kann den verschiedenen Anforderungen angepaßt werden. Vorzugsweise wird eine Temperatur zwischen 150 und 280° C während einer Dauer angewendet, die zwischen 10 s und einer Stunde liegen kann. Die Erhitzung selbst kann auf verschiedene Art und Weise so erfolgen. So kann man z. B. das Material erhitzen und das Pulver des Copolymers, welches mit Vernetzungsmittel behandelt ist, aufstreuen oder aufspritzen oder man erhitzt das Material mit dem aufgetragenen Pulver. Es ist sogar möglich nach der erfolgten Erhitzung einzelne Teile öder Partien einer Nacherhitzung zu unterziehen, um die erhaltenen Oberflächen gleichmäßiger zu machen.

Die Haftfähigkeit wurde mit einem Schältest bei 180° gemäß der Norm ASTM D 903-49 gemessen. Dabei wurde eine 105 mm lange, 25 mm breite und 4 mm starke Glasplatte durch eine 100 — 200 μπι starke Polymerpulverschicht mit einem 200 μπι starken Alu-Band verbunden und zwischen Glas und Polymerschicht eine Mylarzunge gelegt, um die Zugkraft ansetzen zu können.

Das Pulver wird direkt aus dem Gemisch im Trockenzustand oder nach dem Trocknen der modifizierten Dispersion gewonnen. Das überzogene Aluband kann leicht hochgehoben und umgedreht werden, um den frei liegenden Teil des Polymers in die Klemmbacken einer Zugmaschine einführen zu können (Lhomargy, Zuggeschwindigkeit 100 mm/min).

Anschließend wird das Ganze in der Presse zusammengedrückt (Druck 30 N/cm², Temperatur 165 bzw. 200°C, Einbrennzeit 10 Minuten, falls nichts Gegenteiliges angegeben ist).

Es wurden identische Alu-Sandwichschichten (Länge 105 mm, Breite 25 mm, Stärke 2 mm), Polymer (100-200 um), Kupfer- oder Alu-Band mit einer Stärke von 200 μπι hergestellt, um die Haftfähigkeit auf Alu, Kupfer und Stahl und anderen Materialien zu messen

Die folgenden nicht einschränkenden Beispiele dienen der Veranschaulichung der Erfindung.

Beispiel 1

Man bereitet eine wäßrige Dispersion im Mengenverhältnis 50/50 mit einem Pulver mittlerer Körnung 1,5 μπι eines Copolymers mit einem Grad von 7,2 und einem Gehalt an Maleinsäureanhydrid von 2,62. Die Viskosität wird durch Zufuhr von 0,2% Hydroxyäthylzellulose eingestellt Mit Hilfe eines Filmographen mit kalibrierter Fläche wird ein 150 μπι starker Film auf eine Glasplatte, auf Alu und Kupfer aufgebracht und das Muster 4 Minuten lang einer Temperatur von 200° C ausgesetzt Man erhält eine sehr schwache Bindung mit dem Trägermaterial, bewertet mit 0,19 daN/cm auf natriuni-calziumhaltigem Glas, 0,56 auf borokieselsaurem Glas, 0,51 auf Aluminium, 0,26 auf Kupfer, 0,73 auf Stahl, 0,26 auf regenerierter Cellulose und 1,70 auf Polyamid 66 nach dem im Vorstehenden beschriebenen Schältest.

Beispiel 2

Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch unter Veränderung des Dispersionsmediums durch Zugabe von 0,1,0,25 und 0,5 Mol Diäthanolaminreagens pro Mol Maleinsäureanhydrid im Copolymer. Nach dem Brennen des Prüflings bei 165° C und 200° C wird die Bindekraft an das Substrat beachtlich.

Bei einem Gehalt von 0,5 Mol Diäthanolamin erhält man nach dem Brennen bei 200° C eine Haftfähigkeit von 4 daN/cm auf natrium-calziumhaltigem Glas, 3,4 auf Glas, 0,70 daN/cm auf Alu, 0,376 daN/cm auf Kupfer, 2,70 auf Stahl, 0,8 auf regenerierter Cellulose, 4 auf Polyamid 66. Dagegen erhält man bei einem Gehalt von 0,1 Mol an Reagens 1,70 daN/cm auf Glas, 2 auf Alu und 0,47 auf Kupfer.

Die an dem bei 200° C gewonnenen Film mit einem Gehalt von 0,5 Mol Reagens vorgenommenen Infrarotanalysen zeigen, daß sich 50% der Anhydridgruppen in Estersäure- und Amidgruppen umgewandelt haben. Der Harzgrad kann nicht mehr gemessen werden (unter 0,01) und die Extraktion durch siedendes Xylol ergibt 58% Unlöslichkeit.

Analoge Resultate wurden mit jedem der nachfolgenden Reagenzien unter denselben Bedingungen erzielt.

— Triäthanolamin

— Monoäthanolamin

— Dipropanol-2-amin

— Diäthylaminoäthanol

— Tripropanol-2-amin

— 3-Amino-l-propanol

— 2-Äthyl-2-amino-l,3-propandiol

— 2-Amino-2-methyl-1,3-propandiol

Beispiel 3

Man wiederholt Beispiel 1, gibt jedoch der Polymerdispersion 0,5 Mol Phenyldiäthacolamin bei. Beim Schältest zerreist der Polymerfilm auf Glas, angewandte Kraft über 3daN/cm, Haftfähigkeit l,68daN/cm auf Alu, 0,54 daN/cm auf Kupfer.

Die Adhäsionskraft auf Kupfer wird durch Verwendung von Ersatzderivaten der Diäthanolamine verbessert, vergleichbare Ergebnisse werden mit Methyldiäthanolamin, Stearyldiäthanolamin, kondensiertem Stearylamin mit 12 Mol Äthylenoxid erreicht

Beispiel 4

Man wiederholt Beispiel 1, modifiziert jedoch das Dispersionsmedium durch 0,5 Mol N,N'-dihydroxyäthyldiäthyleniriamin pro MoI Anhydrid im Copolymer. Nach Brennen des Prüflings bei 200⁰C, erreicht die Schälkraft 0,8 daN/cm auf Alu, 0,7 daN/cm auf Kupfer.

Beispiel 5

Man modifiziert ein Pulver mit einer Körnung von 2μηι eines Copolymers von 9,4 Grad, Gehalt an Maleinsäureanhydrid 4,5, durch 0,5 Mol Pentaäthanolamidoleyl pro Mol Maleinsäureanhydrid im Copolymer. Nach Brennen des Prüflings bei 200⁰C erhöht sich die Bindekraft von 0,528 daN/cm auf 2,6 daN/cm auf Glas, von 03 daN/cm auf 2,8 daN/cm auf Alu, von 0,45 daN/cm auf 0,50 daN/cm auf Kupfer.

Analoge Ergebnisse werden mit Polyäthanolamiden folgender Formel erreicht:

R —C —N

(CH₂CH₂O)„,H
(CH₂CH₂O)_nH

bei der m + η zwischen 2 und 30 liegt und R eine Kohlenstoffkette mit 1 -20 Kohlenstoffatomen ist

Die Erfindung kann für verschiedene und bedeutende industrielle Zwecke eingesetzt werden, von denen einige im Nachstehenden aufgeführt werden sollen:

A — Überzug auf Metallen

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung von Metallüberzügen, die sehr fest haften, sowie ferner das Kleben von Metallen gleicher Art oder verschiedener Art zwischen diesen Beschichtungen. So ist es dank dem bemerkenswerten Adhäsionsvermögen, das mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens gewonnen wird, nicht mehr erforderlich, die Metalloberflächen besonders zu behandeln (Entfettung, mechanisches oder chemisches Mattieren), noch ist ein »GrundUberzug« erforderlich, der die Bindung zwischen dem Metall und dem Copolymer gewährleistet. Selbstverständlich ist die Verwendung des genannten »Grundüberzugs« bzw. die Behandlung der Oberfläche möglich.

Die Eigenschaften des Überzugs (bzw. der Bindeschicht, falls das Verfahren zum Kleben verwendet wird) sind die eines vernetzten Polymers. Somit weisen sie also bestimmte Vorteile gegenüber den Eigenschaften der Schichten der zur Zeit verwendeten thermoplastischen Polymere auf.

Vom praktischen Standpunkt aus gesehen, ermöglicht die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Zusammenhang mit den Metallen den Einsatz auf folgenden Gebieten:

Isolationsüberzüge (elektrische oder thermische), Korrosionsschutzüberzüge, Sandwichschichten Metall/ Polymer/Metall, die in der Automobilindustrie verwendet werden können, Schallisolierungen. Folgende, Beispiele veranschaulichen die Erfindung auf diesem Gebiet

Beispiel 6

Ein Äthylen/Maleinsäureanhydrid-Copolymer (EAM) von 9,4 Grad, mit einem Maleinsäureanhydridgehalt von 43% wird mechanisch zerrieben, so daß sich Teilchen mit einer Körnung zwischen 70 und 400 μπι ergeben. Das gewonnene Pulver wird innig mit 0,25 MoI wäßrigem Diäthanolamin pro Mol Maleinsäureanhydrid im Copolymer vermischt

Nach einem Brennen von 10 Minuten bei 200° C entsprechend dem im Vorstehenden beschriebenen Test erreicht die Schälkraft 1,8 daN/cm auf Alu, 0,8 daN/cm auf Kupfer.

Dieses modifizierte Pulver wurde nach dem sogenannten Schweißbrennerverfahren verwendet Das durch einen Luftstrom in die Flamme eines Schweißbrenners geblasene Pulver schmilzt und vernetzt beim Kontakt mit dem vorerhitzten Substrat (Temperaturen zwischen 150 und 280⁰C). Bei 150⁰C, einer Temperatur, die bei den gewöhnlichen Harzen abschälbare Überzüge ergibt erhält man bei der beschriebenen Zusammensetzung sehr widerstandsfähige Dauerverbindungen. Mit Hilfe dieser Technik war es möglich, durch Beschichtung und Brennen bei 15O⁰C einen 5 mm starken Überzug herzustellen.

Beispiel 7

Ein Trockenpulver mit einer Körnung zwischen 50 und 350 μπι eines Copolymers, dessen Gehalt an 20gradigem Maleinsäureanhydrid 4% beträgt und das durch 0,5 Mol Triäthanolamin pro Maleinsäureanhydrid im Copolymer modifiziert wird, ermöglicht die Herstellung von Klebeüberzügen (0,2 mm — 13 mm), und zwar durch Aufbringen im Fließbett auf metallischen Gegenständen unregelmäßiger Form. Ein 6 Minuten dauerndes Vorerhitzen des Substrats auf 260⁰C, gefolgt von einem 6 Sekunden dauernden Eintauchen in ein Pulverbad mit einer mittleren Körnung von 150 μπι (Temperatur des Betts 24° C, Geschwindigkeit der eingeblasenen Luft 1,6 m/min), ergab einen stark haftenden Überzug von 200 μΐη nach einem Nacherhitzen auf 240°C, das einige Sekunden dauerte.

Beispiel 8

Pulver, die durch 03 Mol Dihydroxyäthyldiäthylentriamin pro Mol Maleinsäureanhydrid im Copolymer (Körnung zwischen 03 μηι und 50 μπι) von 10 Grad und mit einem Maleinsäureanhydridgehalt von 2,8% modifiziert wurden, wurden durch elektrostatisches Spritzverfahren und durch elektrostatisches Fließbad erfolgreich eingesetzt. Nach einem Vorerhitzen des Metalls auf 220° C bekam man Klebeüberzüge von ausgezeichneter Qualität mit einer Stärke zwischen 0,12 und 0,5 mm. Mit diesen feinen Pulvern konnten beständige wäßrige Dispersionen bereitet werden und Metallbänder (Stärke 40-80 μΐη) gemäß der Technologie der Flüssigkeiten bestrichen werden. Durch Messerbeschichtung kann man mit einer wäßrigen, 40%igen Polymer-Dispersion (Viskosität 0,6 Pa) Überzüge mit einer Stärke zwischen 0,025 und 0,5 mm bei einer

Leistung von 300 m/min herstellen. Nach Verdampfen des Lösungsmittels und Erhitzen in einem Ofen zwischen 120 und 240° C bei Metall, erhält man innerhalb von einigen Sekunden einen stark haftenden Überzug.

Beispiel 9

Analoge Resultate wurden dadurch erzielt, daß das metallische Substrat mit einer Vernetzungslösung behandelt wurde, bevor das Copolymerpulver aufgebracht wurde.

So wird auf ein Aluband eine Lösung 50/50 von Diäthanolamin in Methanol aufgespritzt. Nach dem Verdampfen des Methanols spritzt man auf das Substrat ein Pulver von 2 μιη eines 9,4gradigen Maleinsäureäthy- , lenanhydrid-Copolymers mit einem Maleinsäureanhydridgehalt von 4,5. Nach dem Brennen bei 200°C erreicht die Bindung 3 daN/cm anstatt 0,5 daN/cm bei einem nicht behandelten Metall. Unter denselben Bedingungen bildet ein ähnliches Pulver aus Polyäthylen an Stelle des Copolymers nach dem Brennen eine sehr schwach gebundene Schicht (unter 0,5 daN/cm).

B-Oberzüge auf Glas

Die außergewöhnliche Haftfähigkeit der erfindungsgemäßen Überzüge auf Glas ermöglicht:

— die Anwendung des Verfahrens zur Herstellung von Gläsern, die mit einer sehr dünnen Copolymerschicht überzogen sind,

— die Herstellung von leichterem Glas, bei dem das Copolymer als verstärkendes Element erscheint;

— die Herstellung verschiedener Schichtstoffe unter Verwendung von Glas;

— das Schmälzen der Glasfasern.

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Einige im Nachstehenden aufgeführten Beispiele veranschaulichen diese Möglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Beispiel 10

40

Auf den gewöhnlichen natrium-kalziumhaltigen Gläsern erreicht die Schälkraft der erfindungsgemäßen Überzüge 4 daN/cm nach einem Brennen bei 165° C

Auf ein Verpackungsglas wurde eine 40%ige wäßrige Dispersion eines 9gradigen Kopolymers (EAM) mit einem Maleinsäureanhydridgehalt von 4,6% (Körnung 2 μιη) und 0,25MoI Diethanolamin pro Maleinsäureanhydrid im Copolymer aufgestäubt Nach dem Brennen erhält man einen vernetzten Klebeüberzug, dessen Stärke zwischen 20 um und 200 μιη variiert und der sehr solide ist. Die Stoßfestigkeit des Glases erhöht sich um mehr als 70% und die Festigkeit gegen den Innendruck um über 50%.

Der Kunststoffüberzug bildet eine Schutzschicht gegen Schrammen oder Kratzer, die beim Hantieren entstehen können, er halt die durch den Bruch einer Flasche entstehenden Glassplitter zurück, dämpft die Stöße, ist beständig gegen eine Erhöhung der Temperatur sowie gegen chemische Einflüsse, zu denen es bei der Pasteurisierung konunt Copolymere unter go 100 Grad und mit einer Körnung unter 50 μιη werden bevorzugt verwendet

Beispiel 11

Hergestellt wurde eine Schichtplatte: Glas-Polymer-Glas durch Vereinigung mit zwei 2 mm starken Glasplatten mit einer Verbindungsschicht bestehend aus zwei Dispersionen 50/50 Copolymer (EAM) (Bezugsprodukt) und einer durch Diäthanolamin modifizierten Dispersion 50/50 (EAM). Mit Hilfe des Filmographen mit kalibrierter Fläche von 200 μιη wurde ein Überzug von 100 μπι auf jeder Glasplatte hergestellt, das Wasser wurde bei 100° C verdampft und die bestrichenen Seiten aneinandergebracht, Erhitzung in der Presse auf 165° C vier Minuten lang unter leichtem Druck (30 N/cm²). Die mit der modifizierten Dispersion erzielte Sandwichschicht hält dem Eintauchen in Wasser gut stand. Fehlt das Vernetzungsmittel, dann lösen sich die Schichten sofort

Beispiel 12

Die in Beispiel 10 genannte Dispersion ermöglicht es, einen Glasfaserschleier in sehr wirksamer Weise zu binden. Sie wird auch zum Bestreichen von Glasgeweben gebraucht, die beispielsweise in der Tapeten- und der Polsterindustrie zur Herstellung von Verbindungen wie Papier, Polymer, Glasgewebe verwendet werden.

Beispiel 13

Bereitet wurde eine wäßrige Dispersion aus Äthylen/Maleinsäureanhydrid-Copolymer mit einem Grad von 2900, einem Gehalt von 10% an Maleinsäureanhydrid, 17% festen Teilchen (Körnung unter 1 μιη), modifiziert durch Zugabe von 0,25 Mol Diäthanolamin pro Mol Maleinsäureanhydrid im Copolymer.

Die auf 1,5% verdünnte Dispersion wird auf Glas aufgebracht, um nach dem Brennen eine dünne Schutzschicht zu gewinnen, deren Stärke unter 1 μπι liegt Der teilweise vernetzte Film mit großer Adhäsionskraft schützt die Glashaut in wirksamer Weise gegenüber allen Ursachen äußerer Einwirkung als die gewöhnlichen Überzüge (oxidierte Polyäthylenwachse, Polyoxyäthylenstearat), die Widerstandsfähigkeit des Glases wird dadurch erheblich gesteigert

Zur Feststellung der Gleiteigenschaft des Überzugs wird der Reibungskoeffizient des behandelten Glases mit Hilfe der Methode der schiefen Ebene ermittelt

Die gleitende Reibung verringert sich um die Hälfte gegenDber dem nicht behandelten Glas. Die Zugabe von Diäthanolamin in die Dispersion bewirkt also eine Reduzierung des Reibungskoeffizienten, ähnlich wie bei den gewöhnlichen Überzügen.

Die Maleinsäureäthylenanhydrid-Copolymere mit einer Molekularmasse zwischen 1500 und 10 000 bei Gehalten an Maleinsäureanhydrid von über 1,6% eignen sich noch besser zu diesem Zweck.

Beispiel 14

Die in Beispiel 13 beschriebene 17%ige Dispersion fester Teilchen, auf 5% verdünnt, wird als Schmälzbad für die Glasfasern verwendet Nach dem Verdampfen des Wassers und Brennen bei 165° C macht der Überzug ca. 0,5—2% des Gewichts des Glases aus. Die so behandelten Glasfasern bewirken beim Polyäthylen z. B. eine Stärkung der mechanischen Eigenschaften, ähnlich der Verstärkung, die bei den Fasern erzielt wird, die mit dem Gemisch Polyvinylacetat, fettes Vinyltriäthoxysilan-Amid (herkömmliche Schmälze) geschmälzt werden, selbst nach Konditionierung in feuchter Umgebung.

C — Überzüge für Textilien

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in der Textilindustrie in großem Maße anwendbar. So sind die modifizierten Äthylen/Maleinsäureanhydrid-Copolymerpulver:

— in Form von Pulvern mit einer Körnung von unter 400 μπι zum Beschichten von Geweben und Teppichen verwendbar. Die Schicht aus vernetztem Polymer dient als verstärkender Träger (Tischdecke, Bootssegel, Teppich), als Appreturmasse bei der Herstellung von Kragen und Manschetten. Beim Schlichten dient das Polymer als Zwischenschicht zwischen einem Gewebe und einer Schaumstoff- oder Jutefolie, zum Kleben von zwei verschiedenen Geweben (z. B. zum Kleben ι ο des' Futters auf den Stoff);

— in Form feiner Pulver unter 50 μπι verwendbar — in trockenem und nassem Zustand — bei den im Vorstehenden genannten Anwendungen. Ferner stellen sie ein ausgezeichnetes Bindemittel bei nicht gewebten Geweben aus Wolle — Viskose-Baumwolle-Kunstwolle-Acryl-Chlorofaser-Polyamid;

— in Form superfeiner Pulver unter 1 μπι, die entweder als Appretur oder kombiniert mit Appreturharzen (Harze für Knitterfestigkeit) verwendet werden, um die Wirkungen derselben zu verändern, und zwar in der Nachbehandlung oder bei bereits behandelten Geweben.

Als Appretur erhöhen sie die Zerreißfestigkeit und Abriebfestigkeit, sie verleihen dem Stoff einen weicheren Griff, ein geschmeidigeres Sich-Legen des Stoffes, ein schimmerndes, einheitliches Aussehen. Die vernetzbaren EAM-Dispersionen haben gegenüber den Polyäthylenemulsionen den Vorteil, daß sie wiederholten chemischen Reinigungen standhalten (als Folge der Vernetzung und der Verbindung mit der Faser).

Kombiniert mit den üblichen Maßnahmen zur Erhöhung der Knitterfestigkeit von Stoffen, steigern sie die mechanischen Eigenschaften der Stoffe, die bei Behandlung nur mit Harzen stark reduziert sind.

Bei der Nachbehandlung haben sie die Eigenschaft, das Verfilzen und Einlaufen von Wolle und Baumwolle zu mindern. Die Vernetzung — nach der Festigung auf der Textilfaser — ist zur Erlangung der gewünschten Eigenschaft unerläßlich. Die vernetzten EAM-Dispersionen, die sich chemisch auf der Faser ansetzen können und beim Kontakt mit dieser vernetzen, erweisen sich als wirksamer als die bekannten Appreturen.

Die nachstehenden Beispiele dienen der Veranschaulichung dieser Verwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Beispiel 15

50

Man bereitet eine 50%ige wäßrige Dispersion mit Pulver der Körnung 2 μηι eines Äthylen/Maleinsäureanhydrid-Copolymers, Grad 9,4, Maleinsäureanhydridgehalt 4,5%. Die Viskosität wird durch Zugabe von 0,4% Hydroxyäthylzellulose HG 15, Pa auf 0,465 Pa erhöht

Mit einer Mikrospritze wird ein Tropfen von 0,003 cm³ dieser Dispersion auf zwei einheitliche, parallele Fasern aus regenerierter Zellulose, Abstand der Fasern 0,5 mm (»Viskose« Denier 15, Länge 80 mm) gegeben. Das Muster wird nach dem Trocknen des Tropfens 3 Minuten lang einer thermischen Behandlung bei 135° C ausgesetzt, um zwischen den beiden Fasern eine punktuelle Verbindung herzustellen.

Jede der Fasern wird beiderseits des Befestigungspunktes und unmittelbar daran abgeschnitten und die Verbundfaser wird mit dem Dynamometer gezogen, um das Verhalten von Faser und Bindemittel beim Ziehen zu untersuchen (Zuggeschwindigkeit Instron 0,2 cm/ min). Diese Methode ermöglicht die Feststellung der Wirksamkeit dieser Dispersion als Bindemittel bei einem nicht gewebten Viskose-Stoff. Es kommt zu einem Gleiten der Faser im Bindemittel bei einer Belastung von 24 ± 1,5 g und zu einer Dehnung um 14 — 20%; eine ursprünglich einzelne Faser hat eine Bruchfestigkeit von 25,4 ±1,5 bei einer Dehnung von 18,6%.

Die nicht modifizierte EAM-Copolymer- Dispersion stellt also die Zugfestigkeit einer Faser nicht wieder her.

Vergleichsweise wurden die Fasern mit Hilfe eines zu diesem Zweck im Handel erhältlichen Erzeugnisses, Harz des Typs Acrylester-Latex, »geklebt«. Als -Bruchfestigkeit ergab sieh ein Wert νοη 21 ± 1,5 g. Mit Polyäthylen niedriger Dichte erzielte man 18 ± 1,8 g durch Gleiten.

Beispiel 16

Beispiel 15 wird wiederholt, die Dispersion wird jedoch durch 0,25 Mol Diäthanolamin pro Mol Maleinsäureanhydrid im Copolymer modifiziert (Viskosität = 0,545 Pa).

Die Faser reißt bei Belastungen von 26,6 ± 1,5 g. Das Bindemittel stellt also die ursprüngliche Festigkeit der Faser wieder her.

Ähnliche Ergebnisse wurden mit folgenden Einheitsfasern erreicht: Polyamid 66, (Denier 15, Länge 70 mm), Acrylfaser (Denier 15, Länge 100 mm), Polypropylen (Denier 15, Länge 90 mm), Wolle und Baumwolle.

Die vernetzbaren EAM-Dispersionen wurden zur Festigung nicht gewebter Voiles verwendet, die im Trocken- und im Naßverfahren hergestellt werden und die guten Eigenschaften werden zum großen Teil nach einer Behandlung durch ein Lösungs- und Entfettungsmittel beibehalten.

Beispiel 17

Die Dispersionen mit Äthylen/Maleinsäureanhydrid-Copolymer stellen nach der Vernetzung ausgezeichnete Appreturen gegen das Verfilzen und Einlaufen bei Wolle dar.

Man bereitet eine 10%ige Dispersion mit einem Pulver von 1,5 um eines Copolymers, Grad 480, enthaltend 8,1% Maleinsäureanhydrid, modifiziert durch 0,5MoI Diäthanolamin pro Mol Maleinsäureanhydrid im Copolymer.

In diese Dispersion wird drei Minuten lang ein Doppeltrikot Stärke der Wolle in der Größe 30 χ 40 cm (Fäden 2 χ 36 dtex), eingetaucht und dann so geschleudert, daß nur 5% Harz zurückbleiben.

Nach einem 3 Minuten dauernden Erhitzen bei 160° C in einem Horizontalofen wird die Schrumpfung an der Oberfläche des Prüflings nach der Anzahl der Cubex-Waschvorgänge gemäß Norm IWS gemessen. Nach 7maligem Waschen im Cubex beträgt die Schrumpfung nur 5%, während nicht behandelter Jersey um 65% einläuft

Außerdem werden die mechanischen Eigenschaften verbessert, selbst nach einer Behandlung mit Lösungsund Entfettungsmitteln.

Die chemische Bindung zwischen den Polypeptidketten und dem Copolymer, die Vernetzung beim

11 12

Kontakt mit der Faser erklären die Leistungen der von Papier und Karton, vorzugsweise durch Beigabe

Appretur. von Papiermasse in die v/äßrige Dispersion.

Die Copolymere mit einem Grad über 100, bei

variablen Maleinsäureanhydridgehalten sind besonders ~ Agglomerate

geeignet 5 Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zur

. Verbindung verschiedener Teile oder Stücke verwendet

D - Papier werden, wie etwa Pflanzenabfälle (Holz, Späne, Stroh),

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch von oder zur Verbindung verschiedener Fasern (Baumwolle,

Interesse bei der Erhöhung der Zug- und Reißfestigkeit Kunstfaser, Polyamid 66 Leder).

Claims

Patentansprüche:

L Verfahren zur Beschichtung der Oberfläche eines Materials mit Hilfe eines Pulvers auf der Grundlage eines Äthylen/Maleinsäureanhydrid-Copolymers, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Materials mit einem Pulver aus einem Äthylen/Maleinsäureanhydrid-Copolymer bestrichen wird, wobei das Pulver eine Körnung zwischen 0,5 μΐη und 400 um besitzt und im ₎₀ dispergierten Zustand auf den Körnern mindestens ein Vernetzungsmittel vorhanden ist, und das Gemisch des Copolymers und des Vernetzungsmittels auf eine Temperatur zwischen 10 und 300⁰C erhitzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vernetzungsmittel eine Verbindung verwendet wird, die 1—4 Alkoholgruppen und mindestens eine Amin- oder Amidgruppe enthält und welche im Verhältnis 0,05 bis 6 Reaktionsgruppen pro Anhydridgruppe des verwendeten Copolymers eingesetzt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Äthylen/Maleinsäureanhydrid-Copolymer verwendet wird, welches ₂s 80—99 Gewichtsteile Äthylen und 1 —20 Gewichtsteile Maleinsäureanhydrid enthält
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Copolymer außer Äthylen und Maleinsäureanhydrid weniger als 10 Gew.-% mindestens eines anderen Monomers aus der Gruppe von «-Olefinen, Vinyl- und Acrylderivaten enthält, welche mit Äthylen und Maleinsäureanhydrid copolymerisierbar sind.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymerpulver durch Herstellung einer wäßrigen Emulsion des genannten Copolymers bereitet wird und daß das Vernetzungsmittel in die so gewonnene Emulsion gegeben wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen auf eine Temperatur zwischen 110 und 300⁰C des mit Pulver bestrichenen Materials erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen auf eine Temperatur zwischen 110 und 300⁰C durch Vorerhitzen des Substrats erfolgt sowie durch Aufbringen der Mischung aus Copolymer und Vernetzungsmittel auf das vorerhitzte Substrat.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der Mischung auf das vorerhitzte Substrat durch Zerstäuben der Mischung auf das genannte Substrat erfolgt
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen auf eine Temperatur zwischen 110 und 300⁰C durch Erhitzen des Pulvers und spätere Beschichtung des Materials mit dem heißen Pulver erfolgt
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Beschichtung mit dem Schweißbrennerverfahren erfolgt.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als zu beschichtendes Substrat Teilchen eingesetzt werden, wobei die Teilchen erhitzt und durch Erhitzen und Pressen bei einer Temperatur zwischen 110 und 300⁰C agglomeriert werden.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung der Oberfläche eines Materials mit Hilfe eines Pulvers auf der Grundlage eines Äthylen/Maleinsäureanhydrid-Copolymers.

Die bisher bekannten Materialien zur Beschichtung von Oberflächen waren Kunststoffe, deren Nachteile vor allem darin bestanden, daß sie schlecht z.B. auf Metall hafteten oder daß das Substrat in ziemlich umständlicher Weise vorbehandelt werden mußte. Meist war erst eine Entfettung, mechanisches oder chemisches Aufrauhen der Oberfläche, Aufbringen einer Grundierung etc. unbedingte Voraussetzung, um eine einigermaßen gute Haftung zu erzielen. Größte Schwierigkeiten bereitete bisher die Aufbringung von Kunststoffüberzügen auf Glas, weil im allgemeinen die Haftfähigkeit nicht so groß gemacht werden konnte, daß er nicht mehr ablösbar war. Gerade dies ist aber eine Voraussetzung dafür, daß man zwei Glasscheiben dauerhaft miteinander verbinden kann oder daß man auf die Außenhaut eines Glasgefäßes eine wenn auch sehr dünne, so doch gut haftende und zusammenhaltende Kunststoffschicht als Schutzschicht aufbringen kann. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, besser haftende Beschichtungen auf den unterschiedlichsten Substraten vorzuschlagen.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß die Oberfläche des Materials mit einem Pulver aus einem Äthylen/Maleinsäureanhydrid-Copolymer bestrichen wird, wobei das Pulver eine Könrang zwischen 0,5 μΐη und 400 μΐη besitzt und im dispergierten Zustand auf den Körnern mindestens ein Vernetzungsmittel vorhanden ist, und das Gemisch des Copolymers und des Vernetzungsmittels auf eine Temperatur zwischen 110 und 300⁰C erhitzt wird.

Vorteilhaft wird als Vernetzungsmittel eine Verbindung verwendet, die 1 —4 Alkoholgruppen und mindestens eine Amin- oder Amidgruppe enthält und welche im Verhältnis 0,05 bis 6 Reaktionsgruppen pro Anhydridgruppe des verwendeten Copolymers eingesetzt

Zweckmäßig wird ein Äthylen/Maleinsäureanhydrid-Copolymer verwendet, welches 80—99 Gewichtsteile Äthylen und 1—20 Gewichtsteile Maleinsäureanhydrid enthält

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht vor allem darin, daß auf den verschiedensten Substraten, wie Metalle aller Art, Glas, Textilien etc., Beschichtungen und Überzüge aufgebracht werden können, die außerordentlich gut haften. Eine so gute Haftung wird erreicht, ohne daß die zu beschichtende Oberfläche mit aufwendigen Verfahren vorbehandelt werden muß. Trotzdem leidet die Haftung der Beschichtung nicht darunter, sondern ist so gut, daß die Dicke der Beschichtung erheblich verringert werden kann und immer noch einen guten inneren Zusammenhalt besitzt Infolge dieser guten Haftung können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Teile fest und dauerhaft miteinander verklebt werden.

Als Vernetzungsmittel können vorteilhaft beispielsweise

Mono- oder Diäthanolamin,
Methanolamin, 1 - Amino-2-propanol, 3-Amino-l-propanol,Tripropanol-2-aiTiin, 2-Amino-2-methyl-1,3-propandiol, 2-Äthyl-2-amino-1,3-propandiol, Methyldiäthanolamin, Phenyldiäthanolamin, Diäthylaminoäthanol, 2-Amino-1 -butanol,