DE2355016A1 - Hochfrequenz-schweisshilfsmittel - Google Patents

Hochfrequenz-schweisshilfsmittel

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DE2355016A1 DE19732355016 DE2355016A DE2355016A1 DE 2355016 A1 DE2355016 A1 DE 2355016A1 DE 19732355016 DE19732355016 DE 19732355016 DE 2355016 A DE2355016 A DE 2355016A DE 2355016 A1 DE2355016 A1 DE 2355016A1
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Description

Düsseldorf, den 30. November 1973 . . Henke!&CieGmbH
Henkelstraße 6? ' Patentabteilung
Dr.SchOe/Bk ■" ..
Patentanmeldung-D Λ786
Hochfrequenz -r S chweißhi 1 f smit t el
Es ist bekannt, Hartfaserpaltten, Spanplatten, Tischlerpaltten, Schäumstoffplatten, Faservlies oder dergleichen mit Folien aus verschiedenen Kunststoffen, insbesondere thermoplastischen Kunststoffen, dadurch zu verbinden, daß man zunächst zwischen die zu verbindenden Teile ein sogenanntes Schweißhilfsmittel auf eine oder beide Flächen der zu verbindenden Materialien aufbringt. Nach Abtrocknen des Lösungsmittels bzw, des Wassers folgt dann unter Einwirkung eines hochfrequenten elektriscnen Feldes die Verschweißung. Diese Hochfrequenz-Schweißhilfsmittel bestehen aus Thermoplasten, die sich aufgrund ihres chemischen Aufbaus im Hochfrequenzfeld rasch erwärmen. Geeignet ist beispielsweise Polyvinylchlorid und Mischpolymerisate des Vinylchlorids mit anderen Comonomeren, wie etwa Vinylacetat oder Acrylester. Eine Möglichkeit diese Thermoplasten aufzubringen besteht darin, es in Lösung eines leichtflüchtigen Lösungsmittels, wie Tetrahydrofuran, Methyläthylketon eventuell unter Zusatz von Cyclohexanon aufzulösen und dann aufzutragen. Anschließend muß das organische Lösungsmittel weitgehend verdunsten. Ein derartiges Verfahren bringt Nachteile mit sich, die insbesondere in der Verwendung von explosionsgefährlichen oder toxischen Lösungsmitteln zu sehen sind. Daher hat man für den gleichen Zweck auch bereits wäßrige Dispersionen des Polyvinylchlorids in Wasser verwendet. Es handelte sich dabei um solche Dispersionen, cie durch Emulsionspolymerisation hergestellt worden waren. Ein Nachteil dieser Dispersionen.besteht jedoch darin, daß ihre Trocknungsgeschwindigkeit-wesentlich geringer ist, als die der Lösungsmittel enthaltenden Produkte. Außerdem
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Henkel &Cie GmbH
Patentabteilung
läßt die Haftfestigkeit bei der Alterung de:? mit diesen PVC-Dispersionen hergestellten Verbindungen in vielen Fällen zu wünschen übrig. Auch ist es meist nicht möglich, mittels·· der handelsüblichen Dispersionen eine genügend große Menge PVC aufzubringen, am eine in allen Fällen aasreichende Haftung • zu erzielen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, solche Dispersionen von PVC bzw. Mischpolymerisaten des Vinylchlorids mit copolymerisierbaren Monomeren herzustellen, die die geschilderten Nachteile nicht aufweisen, schnell trocknen und somit rasch zu beschichteten, stapelfähigen und mittels Hochfrequenz verschweißbaren Platten, Schaumstoffen Oder dergleichen führen.
Erfindungsgemäß werden solche Dispersionen als Hochfrequenz-Schweißmittel eingesetzt, die als wesentlichen Bestandteil redispergierbares Suspensionspolymerisatpulver aus Polyvinylchlorid und/oder Mischpolymerisaten des Vinylchlorids mit copolymerisierbaren Monomeren enthalten.
Als Polyvinylchlorid eignen sich alle bekannten sogenannten verpastbaren Typen. Sie sollen einen K-Wert von etwa 50 bis 80 haben. Weiterhin sind geeignet die ebenfalls verpastbaren Mischpolymerisate des Vinylchlorids mit Vinylacetat und/oder Vinylidenchlorid und/oder Acrylsäureester, wobei der Comonomerenanteil nicht mehr als 20$ beträgt. Außerdem können als Comonomere für das Vinylchlorid in geringerer Menge auch Vinylpropionat oder Vinylester höherer Fettsäuren, beispielsweise von Laurinsäure verwendet werden. Ferner können in den Mischpolymerisaten geringere Mengen ungesättigter Carbonsäuren bzw. deren Anhydride einpolymerisiert sein. Hier kommen beispielsweise in Frage Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Maleinsäure, Itaconsäure, Fumar-. säure oder auch Maleinsäureanhydrid.
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Ein weiterer wesentlicher Bestandteil der erfindungsgemäßen Dispersionen sind nichtionögene Netzmittel. Derartige Netzmittel können hergestellt werden durch Addition von Äthylenoxid an Fettsäuren einer Kettenlänge von C.g-C.g C-Atomen. Sie' sollen etwa H bis "*!O Oxyäthylengrüppen enthalten. Weiterhin kommen auch Addukte von Äthylenoxid an Sorbitanlauraten, -stearaten oder -oleaten in Betracht. In diesem Falle soll die Anzahl der angelagerten Äthylenoxidgruppen 20 - 80 betragen. Eine weitere Gruppe von geeigneten oberflächenaktiven PoIyäthylenpxidaddükten sind die Äthylenoxidaddukte an Fettalkoholen oder Alkylphenolen mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe. Die Fettalkohole selbst sollen etwa 12 bis 18 Kohlenstoff atome aufweisen. An dir- Fett alkohole bzw. Alkylphenole sollten etwa 10 bis 50 Mol Polyäthylenoxidgruppen angelagert worden sein. Schließlich stellen Blockmischpolymerisate von Äthylenoxid und Prop;-lenoxid brauchbare Dispeigatoren dar. Als zusätzliche Hilfsmittel können auch ionogene Emulgatoren verwendet werden, wie beispielsweise die löslichen Salze von Sulfonierungsprodukten von Fettsäureestern oder von Alkylphenolen. Derartige Produkte sollen jedoch nur in untergeordneter Menge eingesetzt werden. Der Gehalt an Netzmitteln in den Dispersionen soll etwa I·'bis 5 %', insbesondere 1,5 bis 3 %t bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion, betragen.
Neben den vorstehend erwähnten thermoplastischen Polymeren können auch andere Polymere in untergeordneter ,Menge vorhanden sein. Es handelt sich -dabei beispielsweise um Mischpolymerisate des Styrols mit Acrylsäure oder des" Styrols mit Butadien und/oder Maleinsäureanhydrid oder dergleichen. Auch sind als Zusätze geeignet in Emulsion vorliegende Polymerisate des Vinylacetats oder des Vinylacetats mit Äthylen. Der Gehalt bezogen auf Feststoff an derartigen Polymerisaten soll Jedoch 20 %„ bezogen auf die gesarate Dispersion,.-'nicht übersteigen.
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Weitere Zusatzmittel für die erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Schweißhilfsmittel sind Pigmente, wie etwa Titanoxid, Eisenoxid, Calciumcarbonat, gemahlene Tonerde oder dergleichen mehr. Der Gehalt an Pigmenten soll 12 % nicht übersteigen, er liegt vorzugsweise zwischen 2 und 8 %t bezogen auf die Gesamtmenge der Dispersion.
Schließlich ist es möglich weitere sogenannte Dispersionsstabilisatoren, die als Hydrokolloide mehr oder weniger viskose Lösungen bilden,wie Polyacrylamid £eilhydrolisiertes Polyacrylamid, teilhydrolisierter Polyacrylester, Polyvinylmethylather, Polyvinylpyrrolidon, Methylcellulose, Hydroxyäthylcelluloses Methy1-hydroxyäthylcellulose, Methylhydroxypropyleellulose, Polyvinylalkohol, Xanthan-Gum oder dergleichen den Dispersionen zuzusetzen.
In vielen Fällen ist es auch zweckmäßig, handelsübliche Antischaummittel bei der Herstellung zu verwenden, die auch beim Auftragen der Hochfrequenz-Schweißhilfsmittel sich günstig auswirken können, Die Anwesenheit der vorstehend genannten Hilfsmittel soll jedoch nicht höher als 2 %s vorzugsweise etwa -zwischen 0,5 und 1 % liegen.
Die Herstellung der Hochfrequenz-Schweißhilfsmittel erfolgt durch einfaches Homogenisieren der einzelnen Bestandteile. Man legt zunächst V/asser und Dispergiermittel vor und bringt anschließend das Suspensionspolymerisat und die übrigen HilfsStoffe ein. Gegebenenfalls wird durch Zugabe von Alkalien wie Ammoniak oder Aminen der ph-Wert auf den gewünschten Bereich eingestellt. Dieser liegt etwa bei ph 5 bis ph 9.
Schließlich ist es möglich zur Verbesserung der Fließeigenschaft der Verbesserung der Festigkeit und Elastizität der; später hergestellten Schweißnaht noch handelsübliche Weich-
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macher wie Dioctylphthalat, Didodecylphthalat, Diisodecylphthalat, Dimethylcyclohexylphthalat oder den Kresol/Phenolester von Alkyl-15-sulfonsäure oder weichgestellte Emulsionen von beispielsweise Vinylaeetatäthylencopolymeren einzurühren. Jedoch sollen diese Zusätze nur in untergeordneter Menge, die keinesfalls 20 % der Suspension übersteigt, verwendet werden.
Die erfindungsgemäßen Dispersionen weisen Viskositäten von 100 bis 1.500 cp nach Eppreeht auf und sind über Monate unverändert lagerstabil. Je nach Zusammensetzung und Reihenfolge des Zusammengebens kann sich die Viskosität ändern. Es ist leicht möglich, gießfähige Dispersionen bzw, Suspensionen von 100 bis 250 cp bei 2O0C nach Eppreeht zu erhalten. Die erfindungsgemäßen Schweißhilfsmittel trocknen in kurzer Zeit auf vielen Unterlagen auf und geben insbesondere beim Hochfrequenzschweißen ,mit weichgestelltem PVC reißfeste Verbindungen, die sich durch, eine hervorragende Alterungsbeständigkeit auszeichnen.
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B e i s ρ i e 1 ;
Ein Hochfrequenz-Schweißhilfsmittel wurde hergestellt durch - Dispergieren der nachfolgenden Bestandteile in der angeführten Reihenfolge:
254 ml Wasser
18,2 g Netzmittel (Additionsprodukt von 6 Mol Äthylenoxid an
ein techn. Gemisch aus C^-C^-Fettsäuren)
236 g verpastbares PVC-Pulver (K-Wert 70)
9 g handelsübliches Antischaummittel auf Silikonbasis
27 g Titanoxid
2 g Ammoniak, konzentriert
91 g Emulsionspolymerisat aus Styrol mit geringen Mengen
Acrylsäure
362 g einer 50£igen wäßrigen Dispersion von Vinylacetat nit
Äthylen (Äthylengehalt 15 %)
Der ph-Wert betrug 7,1.
Die fertige Dispersion hatte eine Viskosität von I80 cp nach Epprecht bei 200C.
Diese Dispersion war auch nach 2 Monaten hinsichtlich ihres Fließverhaltens, d. h. Viskosität, völlig unverändert. Auf Hartfaserplatten wurde die wie oben beschrieben hergestellte Dispersion aufgetragen, wobei die Dicke des Auftrags bei 0,3 mm lag. Nach 19 Minuten Lagerung bei 200C war eine blockfeste· Beschichtung entstanden. Dann wurde eine Weich-PVC-Folie (Dicke 280 /1) unter Zwischenlage eines handelsüblichen Acrylvlieses einer Dicke von etwa 5mm mittels eines Hochfrequenzschweißgerätes auf die beschichtete Hartfaserplatte nahtförmig geschweißt. In einer Zerreißmaschine wurde quer zur Naht (5 cm Breite) die Schälfestigkeit bei einer Abzugsbeschwindigkeit von 100 mm/Min, bestimmt. Sie betrug 14 kp/5cm. Dann wurden hergestellte Probekörper k Stunden bei 105°C getempert und nach Abkühlen auf Raumtemperatur die Schälfestigkeit bestimmt. Sie betrug 15 kp/5cm.
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Vergleichsversuch:
Eine handelsübliche Dispersion eines Polyvinylchlorids mit etwa 20 % Butylacrylät wurde in gleicher Weise auf Hartfaserplatten aufgebracht. Die Prüfung-".ergab > daß die Trocknung bis zur Stapelfähigkeit 28 Minuten benötigte. Bei der Prüfung der" Schälfestigkeit wurden bei sofortiger Schweißung 12 kp/5 cm und nach Jj-stündiger Lagerung bei 105 C nur noch 9 s^ kp/5 cm gemessen.
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Claims (4)

Henkel &Cie GmbH 8. Blatt zur Patentanmeldung D ^ 78 D Patentabteilung Patentansprüche
1. Hochfrequenz-Schweißhilfsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion ein redispergierbares Suspensionspolymerisatpulver aus Polyvinylchlorid und/oder Mischpolymerisaten des Vinylchlorids mit copolymerisierbaren Monomeren enthält.
2. Hochfrequenz-Schxieißhilfsmittel gemäß Anspruch 1, .dadurch gekennzeichnet, daß es als wesentlichen Bestandteil redispergiertes Polyvinylchlorid bzw. Polymerisate des Vinylchlorids mit Vinylacetat und/oder Vinylidenchlorid und/oder Acrylsäureestern enthält.
3. Hochirequenz-Schweißhilfsmittel gemäß Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Dispergiermittel im wesentlichen nichtionogene Netzmittel enthält.
4. Hochfrequenz-Schweißhilfsmittel gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es 20 bis HO % eines Polyvinylchlöridpulvers bzw. eines Mischpolymerisates des Vinylchlorids mit Vinylacetat und/oder Vinylidenchlorid und/oder Acrylester enthält, wobei der Anteil an Comonomeren nicht mehr als 20 % beträgt.
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