DE2230168B2 - Verwendung von buten-1-polymerisaten als schmelzkleber zum verkleben von formteilen aus polybuten-1 - Google Patents

Verwendung von buten-1-polymerisaten als schmelzkleber zum verkleben von formteilen aus polybuten-1

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DE2230168B2 DE19722230168 DE2230168A DE2230168B2 DE 2230168 B2 DE2230168 B2 DE 2230168B2 DE 19722230168 DE19722230168 DE 19722230168 DE 2230168 A DE2230168 A DE 2230168A DE 2230168 B2 DE2230168 B2 DE 2230168B2
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Description

Es ist bekannt, Formteile aus Polybuten-l durch Verschweißen miteinander zu verbinden. Das Verschweißen erfordert sehr exaktes Arbeiten, insbesondere bei größeren Teilen wie Rohren mit großem Durchmesser. Hierfür sind Spezialwerkzeuge erforderlieh.
Da das Kleben den geringsten Aufwand erfordert, hat man versucht. Teile aus Polybuten-l durch Kleben zu verbinden. Dies ist mit gegebenenfalls Polybuten-l gelöst enthaltenden flüssigen Kohlenwasserstoffen möglich (DT-AS 12 58 530 und DT-AS 12 87 240). Das Kleben nach diesem Verfahren erfordert jedoch die Anwendung von Druck, der zweckmäßig zwischen 5 und 20 atü liegen soll. Diese Verklebung unter Druck kann aber, z. B. auf Baustellen, Schwierigkeiten bereiten.
Aus der DT-OS 20 04 379 ist es bekannV, Elastomere mittels bestimmter Polyolefine, zu denen ein kristallines Polybuten mit einer Dichte von 0,908 bis 0,916 g/cm3, oder teilweise kristalline Heteroblöcke enthaltende Copolymere von Propylen mit Äthylen und/oder Buten mit einer Dichte von 0,896 bis 0,899 g/cm3 zählen, zu verbinden. Diese Verbindung wird durch Erhitzen unter Druckeinwirkung hergestellt. Da diese Polyolefine sich als Schmelzkleber für Polybuten-1-Teile nicht eignen, war dieser Schrift weder zu entnehmen, daß man Polybuten-l ohne Anwendung von Druck schmelzkleben kann, noch mit welchen Mitteln dies gelingen würde.
Damit stellt sich die Aufgabe, Teile aus Polybuten-l in einfacher Weise auch ohne Anwendung von Druck miteinander zu verkleben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die Formteile unter Verwendung von teilkristallinen Homo-, Co- oder Terpolymerisaten des Buten-1 mit einem RSV-Wert von 0,5 bis 4,0 dl/g und einem ätherlöslichen Anteil von 35 bis 70 % als Schmelzkleber verklebt.
Die RSV-Werte dieser Schmelzkleber liegen vorzugsweise bei 0,7 bis 3,0, insbesondere bei 1,0 bis 2,0 dl/g; die ätherlöslichen Anteile betragen bevorzugt 40 bis 60%, insbesondere 45 bis 55%.
Geeignete teilkristallinc Polybutene mit RSV-Werten von 0,5 bis 4,0 dl/g, dies entspricht Molekulargewichten von 132 000 bis 1830 000, und mit ätherlöslichen Anteilen von 35 bis 70% erhält man durch Polymerisation von Buten-1 mit Kontakten aus Titantetrachlorid bzw. Titantrichlorid einerseits und AIuminiumalkylverbindungen, insbesondere Aluminiumtrialkylen und Aluminiumdialkylchlonden, andererseits Lei Temperaturen von 20 bis 12O'JC nach dem von Z i e g 1 e r angegebenen Verfahren bei Drücken von 2 5 bis 30 at und gegebenenfalls unter Zusatz von H zur Molekulargewichtsregelung, vorzugsweise ohne Zusatz eines Lösungsmittels. Die bevorzugten und ausgewählten RSV-Bereiche erhält man hierbei, wenn man bei den tieferen Temperaturen von 20 bis 60'C Wasserstoff bis zu einem Partialdruck von 0,1 bis 5 at zugibt, bei Temperaturen von 60 bis 120" C einen Partialdruck von 0 bis 2 at. Man erhält die bevorzugten und ausgewählten ätherlöslichen Anteile, wenn man bei Temperaturen von 20 bis 90cC Aluminiumtrialkyle einsetzt und bei Temperaturen von 80 bis PO0C Aluminiumdialkylchloride. Derart hergestellte Polymere besitzen eine Streckspannung von 10 bis 60 kp/cm2, eine Reißfestigkeit von 50 bis 200 kp/cm2 und eine Reißdehnung von 300 bis 900%.
Als teilkristalline Co- und Terpolymere des Buten-1 sind Co- und Terpolymere des Buten-1 mit Athen, Propen, Penten-1 oder Hexen-1 geeignet. Diese teilkristallinen Co- und Terpolymeren werden erhalten durch Polymerisation von Buten-1 mit denCo-undTermonomeren in Anteilen von 1 bis 25 Gewichtsprozent, insbesondere von 5 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmonomeren. Die Polymerisation kann wie bei den Homopolymer; erfolgen, und auch für die Erreichung besonderer RSV-Werte und ätherlöslicher Anteiie gilt das dort Gesagte. Bei Co- bzw. Termonomergehalten von mehr als 2% Athen, mehr als 10% Propen und mehr als 5% Penten-1 und/oder Hexen-1 sind allerdings zur Erreichung vergleichbarer ätherlöslicher Anteile tiefere Polymerisationstemperaturen erforderlich als bei der Homopolymerisation bzw. bei Co- oder Terpolymeren mit geringerem Co- bzw. Terpolymeranteil, so z. B. bei 15 %^ Propen eine Polymerisationstemperatur von etwa 4O0C, bei 25% Propen von etwa 2O0C. Weiterhin ist bei höherem Co- bzw. Termonomergehalt ein Ersatz von AIuminiumtrialkyl durch Aluminiumdialkylchloride günstig.
In den Co- und Terpolymerisaten sind die Co- und Termonomeren Athen, Propen, Penten-1 oder Hexen-1 in Mengen von etwa 1 bis 25, vorzugsweise etwa 5 bis 20 Gewichtsprozent enthalten. Derartige Produkte haben eine Streckspannung von 10 bis 60 kp/cm2, eine Reißfestigkeit von 30 bis 200 kp/cm2 und eine Reißdehnung von 300 bis etwa 1000%.
Zur Verklebung erwärmt man den Schmelzkleber auf Temperaturen von 150 bis 35O°C, vorzugsweise von 200 bis 33O°C, insbesondere von 220 bis 3000C, trägt den Kleber auf eine oder günstiger auf beide Klebflächen auf und fügt die zu verklebenden Teile zusammen, wobei außer dem üblichen kurzen Andrücken die Anwendung weiteren Druckes nicht erforderlich ist. Bei großdimensionierten Teilen ist ein dickeres Auftragen des Klebers günstig.
Überraschenderweise erfolgt bei diesen Temperaturen keine Verschweißung, sondern nur ein Verkleben. Diese Schmelzkleber haben eine ausgezeichnete thermische Beständigkeit. Selbst bei Temperaturen von 300 bis 330°C ist innerhalb kürzerer Zeiten keine Zersetzung und kein Abbau festzustellen. Daher kann man die Schmelzkleber ohne weitere Zusätze verwenden. Gewünschtenfalls kann man ihnen aber auch bekannte Stabilisatoren für Polyolefine, z. B. phenolische Stabilisatoren wie mehrfach alkylierte Phenole,
23 30 168 J
3 4
Kondensationsprodukte von Phenolen mit sek. Ami- beflammt, so kann die Klebestelle über 20% deformiert
nen und Formaldehyd usw. in Mengen von 0,01 bis werden, ehe eine Ablösung der Verklebung eintritt.
0,5 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,02 bis 0,2 Ge- Die Klebemasse kann ohne merklicher Zersetzung
wichtsprozent, zusetzen. kurzzeitig bis auf Temperaturen von 330° C aufgeheizt
Beim Verbinden von Rohrteilen z. B. werden die 5 werden. Dies ist insbesondere bei dem Verbinden von
Rohrenden mit dieser erhitzten Masse bestrichen. großdimensionierten Teilen von Vorteil.
Anschließend wird eine Muffe darüber geschoben.
Die Tiefe der Klebefiäche ist vorzugsweise gleich Beispiel 2
oder kleiner als der Rohraußendurchmesser. Der
Spalt zwischen dem Rohr und der Muffe muß zur io Durch Polymerisation von Buten-1 mit einem
Erreichung einer festen Verbindung möglichst voll- Mischkontakt aus handelsüblichem TiCl3 · 0,3 AlCl3
ständig mit der Klebemasse ausgefüllt sein. Damit und A1(C2H5)3 bei 85CC (Molverhältnis AI: Ti = 3)
die Masse aus diesem Spalt nicht wieder herausläuft, wird in einer Zeit von 3 Stunden in einer Ausbeute
darf sie nicht zu dünnflüssig sein. Andererseits darf von 69,2% ein teilkristallines Polybuten mit einem
sie auch nicht zu schnell erstarren, damit nach dem 15 RSV-Wert von 2,4 dl/g und einem ätherlöslichen Anteil
Auftragen der Masse die Muffe noch hinüberge- von 48,6% hergestellt. Dieses Produkt hat eine
schoben werden kann. Bei großdimensionierten Rohren Streckspannung von 34 kp/cm2, eine Reißfestigkeit
ist für den Arbeitsgang eine Zeit von etwa 10 Minuten von 152 kp/cm2 und eine Reißdehnung von 648%.
erforderlich. Nach dieser Zeit muß die Masse noch Dieses Polymerisat wird auf 2500C aufgeheizt. Mit
weich und verformbar sein. Alle diese Bedingungen 20 dieser aufgeheizten Masse werden zwei Rohrstücke
werden sicher erfüllt, wenn man mit den beanspruchten nach den Angaben des Beispieles 1 miteinander
Schmelzklebern innerhalb der genannten Temperatur- verbunden. Man erhält wie im Beispiel 1 eine feste
bereiche arbeitet. Rohrverbindung.
Bei den mit diesen Klebemassen verbundenen
Rohrstücken tritt erst bei einer Deformation oberhalb 25 B e i s ρ i e 1 3
15% eine Ablösung der Verklebung ein. In der Praxis
sind bei Rohrverbindungen Deformationen nur bis Durch Polymerisation von Buten-1 mit einem 5% zulässig. Eine Ablösung der Verklebung ist daher Mischkontaki aus 0,5 mMol/1 TiCl3 · 0,5 AlCl3, herunter praxisnahen Bedingungen nicht zu befürchten. gestellt nach den Angaben des Beispiels 1, und Durch Beflammen der Rohrenden und der mit der 30 l,0mMol/I Al(iC4H9)3 bei 90°C mit einem Partial-Klebemasse versehenden Rohrenden kann die Ver- druck von 1,0 at Wasserdruck bei einem Gesamtdruck klebung noch verbessert werden. Nach diesem Be- von 12,5 atü wird in einer Zeit von 3,5 Stunden in flammen tritt erst bei einer Deformation oberhalb einer Ausbeute von 72,8% ein teilkristallines PoIy-20% eine Ablösung der Verklebung ein. Die nach buten-1 mit einem RSV-Wert von 1,8 dl/g und einem diesem Verfahren verbundenen Rohre haben einen 35 ätherlöslichen Anteil von 53,7% hergestellt. Dieses Berstdruck von etwa 6 atü. Die Verbindungsmethode Polymerisat hat eine Streckspannung von 22 kp/cm2, eignet sich vorzugsweise für erdverkgte Freispiegel- eine Reißfestigkeit von 92 kp/cm2 und eine Reißleitungen, dehnung von 874%.
Dieses Polymerisat wird auf 220° C aufgeheizt, und
B e i s ρ i e 1 1 40 mit dieser aufgeheizten Masse werden zwei Rohrstücke
nach den Angaben des Beispiels 1 miteinander ver-
Durch Polymerisation von Buten-1 mit einem bunden. Nach der Abkühlung kann die Klebestelle
Mischkontakt aus 0,5 mMol/1 TiCl3 · 0,5 AlCl3, her- über 15% deformiert werden, ehe eine Ablösung der
gestellt durch Reduktion von TiCI4 mit 0,7 Mol Verklebung eintritt.
AIj(C2Hs)3Cl3 bei —5°C in 8 Stunden und anschlie- 45
Bender Isolierung durch Abdekantieren der über- Beispiel 4
stehenden Lösung, und aus 1,5 mMol/1 Al(iC4He)3
bei 75°C und einem Partialdruck von 2 at Wasserstoff Durch Polymerisation eines Gemisches von 98,5%
bei einem Gesamtdruck von 12 atü wird in einer Zeit Buten-1 mit 1,5 % Athen mit Hilfe eines Kontaktes aus
von 3 Stunden in einer Ausbeute von 70,9% ein 50 TiCl3 · 0,3 AlCl3 und A1(C2H5)3 (Molverhältnis
teilkristallines Polybuten-1 mit einem RSV-Wert von Al: Ti = 2) bei 85°C wird in einer Zeit von 3 Stunden
1,6 dl/g und einem ätherlöslichen Anteil von 56,7% in einer Ausbeute von 81,6% ein teilkristallines Co-
hergestellt. Dieses Polymerisat hat eine Streckspannung polymer des Buten-1 mit einem RSV-Wert von 2,4 dl/g
von 16 kp/cm2, eine Reißfestigkeit von 81 kp/cm2 und und einem ätherlöslichen Anteil von 43,8% hergestellt.
eine Reißdehnung von 862%. 55 Dieses Produkt hat eine Streckspannung von 36 kp/cm2,
Dieses Polymerisat wird auf 220 C aufgeheizt. Mit eine Reißfestigkeit von 158 kp/cm2 und eine Reiß-
der aufgeheizten Masse werden die Rohrenden eines dehnung von 852%.
zuvor mit Äthylenchlorid gereinigten Polybuten-1- Dieses Copolymerisat wird auf 250 C aufgeheizt.
Rohres mit einem Außendurchmesser von 75 mm Mit dieser aufgeheizten Masse werden die Rohrenden
bestrichen. Nach 10 Minuten wird eine Muffe mit 60 von zwei Rührstücken mit einem Außendurchmesser
einem Innendurchmesser von 79 mm, die auf der Innen- von 75 mm, die zuvor mit Äthylenchlorid gereinigt
seite mit dem Kleber bestrichen ist, über die Klebe- sind, bestrichen. Nach 10 Minuten wird eine Muffe
stelle geschoben; die Klebestelle hat eine Länge von mit einem Innendurchmesser von 79 mm, die auf der
40 mm. Nach der Abkühlung kann die Klebestelle Innenseite mit dem Kleber über Spachtel, Quaste
über 15% deformiert werden, ehe eine Ablösung der 65 od. ä. bestrichen ist, über die Klebestelle geschoben.
Verklebung eintritt. In der Praxis ist eine Deformation Die Klebestelle hat eine Länge von 40 mm. Nach der
nur bis 5% zulässig. Abkühlung kann die Klebestelle über 15% deformiert
Werden die Rohrenden vor dem Verkleben kurz 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 über 20% deformiert werden, ehe eine Ablösung der Verklebung eintritt.
Beispiel 5
Durch Polymerisation eines Gemisches von 90% Buten-1 mit 10% Propen mit einem Mischkontakt aus 0,5mMoi/l TiCl3-0,5 AlCl3, hergestellt durch Reduktion von TiCl4 mit 0,7 Mol Al2(C2Hs)3Cl3 bei — 5°C in 8 Stunden und anschließender Isolierung durch Abdekantieren der überstehenden Lösung, und aus 1,5 mMol/1 Al(iC4H9)3 bei 85°C und bei einem Wasserstoffpartialdruck von 0,5 at bei einem Gesamtdruck von 12 atü wird in einer Zeit von 3,5 Stunden in einer Ausbeute von 74,6% ein teilkristalJines Buten-1-Propen-Copolymerisat mit einem RSV-Wert von 1,8 dl/g und einem ätherlöslichen Anteil von 45,6% erhalten.
Dieses Copolymerisat wird auf 22O°C aufgeheizt. Mit dieser aufgeheizten Masse werden zwei Rohrstücke nach den Angaben des Beispiels 1 miteinander verbunden. Man erhält wie im Beispiel 4 eine feste Rohrverbindung.
Beispiel 6
Durch Polymerisation eines Gemisches von 95% Buten-1 mit 5%Hexen-l mit einem Mischkontakt aus 0,5mMol/l TiCl3 -0,5 AlCl3, hergestellt nach den Angaben des Beispiels 4 und einem Gemisch aus l,0mMol/l A1(C2H5)3 und 0,5 mMol/1 A1(C2H5)2C1 bei 70* C mit einem Wasserstoffpartialdruck von 1 at wird in einer Zeit von 4 Stunden in einer Ausbeute von 78,6% ein teilkristallines Buten-1-Hexen-l-Copolymeres mit einem RSV-Wert von 1,5 dl/g und einem ätherlöslichen Anteil von 41,2% hergestellt. Dieses Produkt hat eine Streckspannung von 42 kp/cm2, eine Reißfestigkeit von 146 kp/cm2 und eine Reißdehnung von 1020%.
Dieses Copolymerisat wird auf 2000C aufgeheizt. Mit dieser aufgeheizten Masse werden zwei Rohrstücke nach den Angaben des Beispiels 4 miteinander verbunden. Nach der Abkühlung kann die Klebestelle über 15% deformiert werden, ehe eine Ablösung der Verklebung eintritt.
Gleich gute Ergebnisse werden erhalten, wenn man als Kleber statt des Copolymerisate aus etwa 95% Buten-1 und etwa 5% Hexen-1 ein Terpolymerisat aus etwa 95% Buten-1, etwa 4% Hexen-1 und etwa 1% Äthylen einsetzt.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verwendung v<n teilkristallinen Homo-, Co- oder Terpolymerisaten des Buten-1 mit einem RSV-Werl von 0,5 bis 4,0 dl/g und einem ätherlöslichen Anteil von 35 bis 70% als Schmelzkleber zum Verkleben von Forrnteilen aus. Polybuten-l.
2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei man die Formteile und die mit der Klebemasse versehenen Formteile vor der Verklebung beflammt.
DE19722230168 1972-06-21 1972-06-21 Verwendung von Buten-1-Polymerisaten als Schmelzkleber zum Verkleben von Formtelten aus Polybuten-1 Expired DE2230168C3 (de)

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DE19722230168 DE2230168C3 (de) 1972-06-21 Verwendung von Buten-1-Polymerisaten als Schmelzkleber zum Verkleben von Formtelten aus Polybuten-1
NO76773A NO136101C (no) 1972-06-21 1973-02-26 Anvendelse av homo-, ko- eller terpolymerisater av buten-1 til sammenklebing av formdeler.
NL7305852A NL7305852A (de) 1972-06-21 1973-04-26
FR7321424A FR2189485A1 (en) 1972-06-21 1973-06-13 Bonding polybutene-1-articles - with molten mass of butene-1-homo, co- or terpolymer
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AT543173A AT322070B (de) 1972-06-21 1973-06-20 Verfahren zum schmelzkleben von formteilen aus polybuten-1

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NO136101B (de) 1977-04-12
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