DE2220616C3

DE2220616C3 - Verwendung von Massen auf Basis von Polybuten-1 ate Schmelzkleber zum Verkleben von Formteilen aus Polybuten-1

Info

Publication number: DE2220616C3
Application number: DE19722220616
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr.; Frese Albert Dr.; Bollmann Werner Dipl.-Ing.; 4370 Mari Baxmann
Original assignee: Chemische Werke Huels AG
Current assignee: Huels AG
Filing date: 1972-04-27
Publication date: 1976-08-19

Description

-v . . ', sich weitgehend amorphe Polybuten-1-Homopoly-

* mere, Co- und Terpolymere des Buten-1 mit Athen, i> , Propen und/oder Hexen-1 sowie deren Gemische mit

* 15 ätherlöslichen Anteilen über 5O°/o, vorzugsweise 60

bis 90%), mit RSV-Werten von 0,2 bis 1,0 dl/g, vor-

^ zugsweise von 0,4 bis 0,8 dl/g. Dies entspricht MoIe-

I Es ist bekannt, Formteile aus Polybuten-1 durch kulargewichten, berechnet nach der Lösungsvisko-

( Verschweißen miteinander zu verbinden. Das Ver- sität für Polybuten-1, von 35000 bis 310000, vorschweißen erfordert sehr exaktes Arbeiten, insbe- ao zugsweise von 90000 bis 230000. Man erhält der-

1| sondere bei größeren Teilen,' wie Rohren mit großem artige ataktische Polybutene, indem man Buten-1

ζ Durchmesser. Hierfür ist gut ausgebildetes Personal gegebenenfalls mit den Co- und Termonomeren mit

I mit gutem Spezialwerkzeug erforderlich. Diese Vor- Kontakten aus TiCl₄, TiCl₃ oder TiCl₃ · η AlCl₃

I aussetzungen sind auf Baustellen oft nicht gegeben. einerseits und Aluminiumtrialkylen oder Aluminium-

I Da das Kleben den geringsten Aufwand erfordert, 25 dialkylhydriden bei Temperaturen von 20 bis

I hat man versucht, Teile aus Polybuten-1 durch KIe- 12O⁰C, vorzugsweise 50 bis 100⁰C, polymerisiert.

1 ben zu verbinden. Dies ist mit gegebenenfalls Poly- Geeignete Polybutenöle sind solche mit Moleku-

I buten-1 gelöst enthaltenden flüssigen Kohlenwasser- largewichten von 400 bis 1000 und Viskositäten

I stoffen möglich (DT-AS 12 58530 und 12 87 240). über 150 cP/20° C, vorzugsweise 1000 bis lOOOOcP/

f Das Kleben nach diesem Verfahren erfordert jedoch 30 20 - C. Die Polybutenöle sollen keine leichtsiedenden

I die Anwendung von Druck der zweckmäßig zwi- Anteile enthalten, die bei 15 mm Hg unter 100⁰C

I sehen 5 und 20 atü liegen soll, womit eine zusatz- sieden. Man erhält derartige Polybutenöle, indem

|> liehe, wenn auch beim Verkleben allgemein übliche man Buten-1, Buten-2 und/oder iso-Butylen bzw.

I Maßnahme notwendig wird. Buten-1, Buten-2 und iso-Butylen enthaltende C₄-

f Aus der US-PS 35 73 240 war zwar die Verwen- 35 Schnitte mit Friedel-Crafts-Katalysatoren, z. B.

I dung eines Schmelzklebers aus isotaktischem Poly- AlCl₃ polymerisiert, z. B. nach der DT-OS 2005207.

I buten-1, einem klebrigen Harz, wozu ataktische Man stellt aus diesen Bestandteilen die fertige

I Polypropylen zählt, und einem Wachs, wozu Poly- Klebemasse her, indem man sie bei Temperaturen

I butenwachs zählt, zur Herstellung von Bucheinbän- von 100 bis 22O⁰C, vorzugsweise 120 bis 18O⁰C,

I den bekannt. Weder der zweite noch der dritte Be- 40 mischt.

I standteil sind aber als Mischungsbestandteil zum Die Verbindung der Formteile aus Polybuten-1

|; Schmelzkleben von Polybuten-1 geeignet, da sie teil- gelingt, indem man die Klebemasse auf Tempera-

i weise die Verklebung geradezu verhindern. Es war türen von etwa 120 bis 220° C, vorzugsweise von

£ auch bekannt, daß man Formteile aus Polyäthylen 150 bis 200° C, erhitzt und die Verklebung mit die-

I und Polypropylen mit erwärmten Massen aus den 45 ser erhitzten Masse gewünschtenfalls ohne Anwen-

I gleichen Thermoplasten nicht verkleben kann, son- dung von Druck durchführt. Überraschenderweise

I dem das Schweißverfahren einsetzen muß. Daher lag erfolgt bei diesen Temperaturen der Klebemasse

1 es nicht nahe, zum Verbinden von Polybuten-1- keine Verschweißung, sondern nur ein Verkleben.

t Fonnteilen einen Schmelzkleber zu entwickeln, ins- Beim Verbinden von Rohrteilen z. B. werden die

|; besondere nicht auf Grundlage des Polybuten-1 5° Rohrenden mit dieser erhitzten Masse bestrichen.

f; selbst. Anschließend wird eine Muffe darüber geschoben.

I Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung Die Tiefe der Klebefläche ist gleich oder kleiner als

I einer Masse aus 1 bis 40 Gewichtsprozent eines der Rohraußendurclimesser. Der Spalt zwischen dem

I hochisotaktischen Polybuten-1 mit RSV-Werten von Rohr und der Muffe muß zur Erreichung einer festen

I 2,0 bis 8,0, 60 bis 99 Gewichtsprozent eines weit- 55 Verbindung möglichst vollständig mit der Klebe-

I gehend ataktischen Polybuten-1 und gegebenenfalls masse ausgefüllt sein. Damit die Masse aus diesem

I 1 bis 30 Gewichtsprozent eines Polybutenöles als Spalt nicht wieder herausläuft, darf sie nicht zu

I Schmelzkleber zum Verkleben von Formteilen aus dünnflüssig sein. Andererseits darf sie auch nicht zu

I Polybuten-1. schnell erstarren, damit nach dem Auftragen der

I Prozentangaben sind stets Gewichtsprozente. 60 Masse die Muffe noch hinübergeschoben werden

I Die Klebemasse besteht vorzugsweise aus 5 bis kann.

j 30% hochisotaktischem Polybuten-1 und aus 95 Bei großdimensionierten Rohren ist für den Ar-

i Ibis 70 % weitgehend ataktischem Polybuten-1 neben beitsgang eine Zeit von etwa 10 Minuten erfordere

j 2 bis 20%Polybutenol. Hch. Nach dieser Zeit muß die Masse noch weich

\ Als hochisotaktisches Polybuten-1 eignet sich ein 65 und verformbar sein. Daraus folgt, daß die Arbeits-

! polybuten-1 mit RSV-Werten von 2,0 bis 8,0, vor- temperatur mit von den Arbeitsbedingungen — Di-

\ pgsweise von 4,0 bis 6$, Dies entspricht Möleku- mensionen der Formteile, Art des Auftrages, Zeitfargewichten, berechnet nach der Lösungsviskosität aufwand» Außentemperatur usw; — bedingt wird'

Als Klebemasse eignet sich insbesondere eine Masse, die ein hochmolekulares, hochisotaküsches Polybuten-1 enthält überraschenderweise kann eine Masse, die z.B. 5 bis 30% eines hochisotaktischen Polybuten* 1 mit RSV-Werten von 4 bis 6 dl/g enthält, bei tieferer Temperatur eingesetzt werden als eine Masse, die ein hochisotaktisches Polybuten-1 mit RSV-Werten von 2,0 bis 3,5 dl/g enthält, nämlich bei 150 statt bei 180° C.

Die Massen aus isotaktischen Polybuten-1 und ataktischem Polybuten-1 eignen sich insbesondere zum Verbinden von großdimensionierten Teilen. Die polybutenölhaltigen Mischungen sind vorzugsweise zum Verbinden von kleineren Teilen geeignet.

In der Praxis sind bei Rohrverbindungen Deformationen bis 5 °/o zulässig. Bei den mit diesen Klebemassen verbundenen Rohrstücken tritt erst oberhalb 15'/ο eipe Ablösung der Verklebung ein. Durch Beflammen der Rohrenden und der mit der Klebemasse versehenen Rohrenden kann man die Verklebung noch verbessern. Nach diesem Beflammen tritt erst bei einer Deformation oberhalb 20°/o eine Ablösung der Verklebung ein. Die nach diesem Verfahren verbundenen Rohre haben einen Berstdruck von etwa 4 atü. Diese Verbindungsmethode ist vorzugsweise für erdverlegte Freispiegelleitungen geeignet

Beispiel 1

Eine Mischung aus 10%> eines hochisotaktischen Polybuten-1 mit einem RSV-Wert von 5,1 dl/g und einem ätherlöslichen Anteil von 0,7 °/o, erhalten durch Polymerisation von Buten-1 mit einem Kontakt aus TiCl₃ · 0,3 AICl₃ und A1(C₂H₅)₂C1 bei 30° C und einem H₂-Partialdruck von 0,5 at und 90% eines weitgehend ataktischen Polybuten-1 mit einem RSV-Wert von 0,5 dl/g und einem ätheflöslichen Anteil von 67 °/o, erhalten durch Polymerisation von Buten-1 mit einem Kontakt aus TiCl₄ und: Al(C₂H₅J₂ bei 90° C und einem H₂-Partialdnick von 2 at, wird auf 150° C aufgeheizt. Mit dieser Masse werden die Rohrenden eines zuvor mit Äthylenchlorid gereinigten Polybuten-1-Rohres mit einem Außendurchmesser von 75 mm bestrichen. Nach 10 Minuten wird eine Muffe mit einem Innendurchmesser von 79 mm, die auf der Innenseite mit dem Kleber über Spachtel, Quaste od. ä. bestrichen ist, über die Klebestelle geschoben. Die Klebefläche hat eine Länge von 40 mm. Nach der Abkühlung kann die Klebestelle bis 15°/o deformiert werden, ehe eine Ablösung der Verklebung eintritt. In der Praxis ist eine Deformation nur bis 5 % zulässig.

Werden die Rohrenden vor dem Verkleben kurz beflammt, so kann die Klebestelle bis über 20% deformiert werden, ehe eine Ablösung der Verklebung eintritt.

Wird eine Mischung aus 30% des hochisotaKtitischen Polybuten-1 und 70% des weitgehend ataktischen Polybuten-1 eingesetzt, so muß die Masse vor dem Verkleben auf i 80° C aufgeheizt werden, eine Mischung aus 40% des hochisotaktischen mit 60% des weitgehend ataktischec Polybuten-1 muß vor dem Verkleben auf 200° C aufgeheizt werden.

Beispiel 2

Eine Mischung aus 10% eines hochisotaktischen

ίο Polybuten-1 mit einem RSV-Wert von 2,4 dl/g und einem ätherlöslichen Anteil von 0,9%, erhalten durch Polymerisation von Buten-1 mit einem Kontakt aus TiCl₃ ■ 0,3 AlCl₃ und A1(G,H_S)₂C1 bei 25 bis 30° C und einem H₂-Partialdruck von 2,5 at,

und 90% eines weitgehend ataktischen Polybuten-1 mit einem RSV-Wert von 0,5 dl/g und einem ätherlöslichen Anteil von 67%, erhalten nach den Angaben des Beispiels 1, wird auf 180° C aufgeheizt. Mit dieser 180° C heißen Masse werden zwei Rohrstücke nach den Angaben des Beispiels 1 miteinander verbunden. Man erhält wie im Beispiel 1 eine feste Rohrverbindung. Zum Unterschied vom Beispiel I ist für die im Beispiel 2 eingesetzte Masse eine Temperatur von 180° C zweckmäßig.

as Wird ein hochisotaktisches Polybuten-1 mit einem RSV-Wert von 3,4 dl/g eingesetzt, so ist ebenfalls eine Temperatur von 180° C erforderlich. Bei Einsatz eines hochisotaktischen Polybuten-1 mit einem RSV-Wert von 4,5 dl/g ist wie im Beispiel 1 eine Temperatur von 150° C ausreichend.

Beispiel 3

Eine Lösung von 2 Gewichtsteilen eines hochisotaktischen Polybuten-1 mit einem RSV-Wert von 2,3 dl/g und einem ätherlöslichen Anteil von 2,5 %, erhalten durch Polymerisation von Buten-1 mit einem Kontakt aus TiCl₃ und Al (C₂H₅)₂C1 bei 40° C und einem H^-Partialdruck von 3 at,' und 98 Gewichtsteilen eines weitgehend ataktischen Buten-Äthen-Copolymeren, das etwa 2% Polyäthylenanteile enthält, mit einem RSV-Wert von 0,4 dl/g und einem ätherlöslichen Anteil von 86%, erhalten durch Polymerisation von Buten-1 mit 2% Athen mit einem Kontakt aus TiCl₃ · 0,4 AlCl₃ und

Al(I-C₄Hg)₃ bei 80° C und einem H₂-Partialdruck von 3 at, in 25 Gewichtsteilen eines Polybutenöles mit einem Molekulargewicht von 540 und einer Viskosität von 1200 cP/20° C, erhalten durch Polymerisation eines C₄-Schnittes aus 52% Buten-1, 40 % Buten-2, 8 % Butan in Gegenwart von 1 % Butadien-1,3 mit 0,2% AlCl₃ bei 25° C, wird auf 120° C aufgeheizt. Mit dieser Masse werden die Rohrenden eines Polybuten-1-Rohres mit einem Außendurchmesser von 32 mm (Innendurchmesser 25 mm) bestrichen. Anschließend wird eine Muffe mit einem Innendurchmesser von 33 mm über die Klebestelle geschoben. Nach der Abkühlung erhält man eine feste Rohrverbindung.

Claims

I w 22 20 616

J^i ²

I .vL für Polybuten-U von 766000 bis 4130000, vorzugs-

» ^:· Patentanspruch: weise 1830000 bis 2971000. Der ätherlösMche An-

I -^l/" tsi! dieser Produkte liegt bei 0,1 bis 10".Ό, vorzug»-

"i 1 4 Verwendung einer Masse aus Ibis 40Gewichts- weise 0,5 bis 5⁰A. Man erhält derartige Polybutene,

k ' prozent eines hochisotaktischen Polybuten-1 mit 5 indem man Buten-1 mit Kontakten aus TiCl₃ bzw.

S ~ RSV-Werten von 2,0 bis 8,0, 60 bis 99 Ge- TiCl₃ · η AICl₃ und Al(G,H_ä)_äCl bei Temperaturen

I Ci wichtsprozent eines weitgehend ataktischen Poly- von 10 bis 50°C, vorzugsweise 20 bis 4O⁰C poly-

ti buten-1 und gegebenenfalls 1 bis 30 Gewichts- merisiert, z. B. nach der DT-AS 15 70 353, und nach

I prozent eines Polybutenöles als Schmelzkleber bekannten Verfahren aufarbeitet, z.B. nach den

% zum Verkleben von Formteilen aus Polybuten-1. io DT-PS 12 92 379 und 15 70 337.

* ... ..· Als weitgehend ataktisches Polybuten-1 eignen