DE2402259A1

DE2402259A1 - Verfahren zum verkleben von folien und formteilen

Info

Publication number: DE2402259A1
Application number: DE2402259A
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr Baxmann; Albert Dr Frese; Hermann Roeben; Juergen Dr Wolpers
Original assignee: Chemische Werke Huels AG
Current assignee: Huels AG
Priority date: 1974-01-18
Filing date: 1974-01-18
Publication date: 1975-07-24
Also published as: GB1485566A; DE2402259B2; US4046945A; IT1026360B; BE824451A

Description

CHEMISCHE WERKE HÜLS AG 4370 Mari, 17.1.1974

- RSP PAOOTDE - 7455/Tr

ünsgr Zeichen: O.Z. 2767

Verfahren zum Verkleben von Folien und Porrot eilen

Me Erfindung "betrifft ein Verfahren zum Verkleben von Folien und Fornrteilen aus elastischen und thermoplastischen Polymeren.

Das Verbinden von Formteilen und Folien aus Äthylen-Propylen-Kautschuk ist bisher nur mit Hilfe von aufwendigen und kostspieligen Techniken möglich. Allgemein werden Folien aus Äthylen-Propylen-Kautschuk mit Hilfe von Klebebändern miteinander verbunden. Diese Klebebänder bestehen beispielsweise aus Polyisobutylen, das mit Bitumen und/oder Phenolharzen bzw. anderen Zusätzen modifiziert ist, oder auch aus Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren. Diese Klebebänder werden vorzugsweise mit Lösungsmitteln wie Benzin angelöst und dann auf die zu verbindenden Folienteile aus Äthylen-Propylen-Kautschuk durch Anrollen aufgedrückt.

In vereinzelten Fällen ist auch eine Verbindung durch Vorkonfektionieren zu großflächigen Planen möglich. Beim Vorkonfektionieren werden die Bahnen mit Hilfe von nichtvulkanisierten Streifen zusammengesetzt und durch Einwirkung von Wärme und ggf. auch von Druck vulkanisiert.

Beide Möglichkeiten zum Verbinden von Teilen aus Äthylen-Propylen-Kautschuk« insbesondere aus ungesättigtem Äthylen-Propylen-Kautschuk, sind sehr aufwendig und daher unbefriedigend. Dies ist die wesentliche Ursache, daß Folien aus Äthylen-Propylen-Kautschuk bisher nur in sehr geri-ngem Umfang eingesetzt werden.

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Damit stellt sich die Aufgabe nach Schaffung eines brauchbaren einfacheren Verfahrens, das zum Verkleben von Teilen aus Elastomeren und auch von Piastomeren geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem man die Teile mittels einer 50 bis 25O⁰C warmen Klebemasse miteinander verbindet, welche aus

a) 5 bis 95 Gew.-^ eines ataktischen Poly-cC-olefins oder PoIycC-olefingemisches mit einer reduzierten spezifischen Viskosität von 0,05 bis 5,0' dl/g und

b) 95 bis 5 Gew.-^ eines ataktischen Polyolefins oder Polyolefingemisches mit einer Viskosität von 150 bis 1 000 000 cP/20°C besteht.

Aus der DT-PS 1 931 421 sind Verfahren bekannt, nach denen man ähnliche zähflüssige Massen herstellen kann. Auch war bekannt, daß man diese Massen als Schmierstoffe mit verbessertem Viskosität sverhalten, als Zusatz zu Schmierölen zur Viskositätsverbesserung, als Walzenöle, als Porenregler bei der Schaumstoffherstellung und im Falle höherer ataktischer Anteile als Kabelverguß- und Dichtungsmassen verwenden kann. Überraschenderweise wurde nun die Eignung als Verklebungsmittel gefunden; diese Eignung war aus den bekannten, aber grundsätzlich anderen Verwendungsmöglichkeiten der bekannten ähnlichen Massen nicht herzuleiten.

Es war daher nicht zu erwarten, daß mit dieser Masse in einfacher Weise Teile wie z.B. Folien aus A'thy len-Pr0pylen-Kaut3ch.uk verklebt werden können. In enger Anlehnung an die allgemein üblichen Techniken bei der Abdichtung mit Bitumen ist die Verklebung mit dieser Masse in einfacher Weise durch Aufstreichen der Klebemasse mit Bürsten oder durch Aufgießen und anschließendes Verteilen mit Stahlkellen möglich.

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Als Klebemasse eignet sich vorzugsweise eine Mischung aus etwa 30 bis 70 Gew.-^ eines weitgehend ataktischen Polypropylen, Po-lybuten-1, deren Copolymeren und Terpolymeren, z.B. mit Athen, Propen, Buten-1, Hexen-1 oder deren Gemischen einerseits mit .etwa 70 bis 30 Gew.-$ eines Polybutenöles mit Viskositäten von 150 cP/20°C bis 1 000 000 cP/20°C, insbesondere von 1 000 cP/20°C bis 100 000 cP/20°C andererseits.

Man erhält die Klebemassen beispielsweise durch Auflösen von 5 bis 95 Gew.-$> eines ataktischen Poly-<C-olefins oder Poly-<?C-olefingemisches mit einer reduzierten spezifischen Viskosität von 0,05 bis 5,0 dl/g in 95 bis 5 Gew.-^ eines ataktischen Polyolefins oder Polyolefingemisches mit einer Viskosität von 150 bis 1 000 000 cP/20°C bei Temperaturen von 16O⁰C bis 25O⁰C. Die beiden Polymeren lassen sich nach dem in der DT-PS 1 931 421 beschriebenen Verfahren erhalten.

Statt der derart erhaltenen Mischungen eignen sich als Klebemassen auch solche Stoffe, die man durch eine zweistufige Polymerisation erhält. Hierbei wird ein aC-Olefin oder cC-Olefingemisch mit Ziegler-Kontakten geringer Stereospezifität polymerisiert und dann,, ggf. nach Ergänzung der verbrauchtencC-Olefine durch gleiche oder andere Olefine, mit Friedel-Crafts Katalysatoren weiter polymerisiert. Auch diese Arbeitsweise läßt sich der DT-PS 1 931 421 entnehmen.

Klebemassen auf der Grundlage des ataktischen Polypropylens setzt man vorzugsweise bei Temperaturen von 160 bis 250⁰C ein. Diese Klebemassen haben eine hervorragende Klebefestigkeit auch bei Temperaturen von 70⁰C und darüber. Klebemassen auf der Grundlage des ataktischen Polybuten-1 haben den Vorteil, daß sie auch bei tieferen Temperaturen von ca. 50⁰C bis 25O⁰C eingesetzt werden können. Die höhere Temperatur der Schmelzmassen führt auch

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bei diesen Massen zu einer festeren Verklebung. Eine Klebemasse auf der Grundlage einer Mischung von ataktischem Polypropylen mit ataktischem Polybuten-1 verbindet die leichtere Verarbeitbarkeit auch bei tieferen Temperaturen mit einer guten Klebefestigkeit auch bei Temperaturen von 7O⁰C und darüber.

Die verbundenen Teile haben sowohl eine gute Schälfestigkeit als auch eine gute Scherfestigkeit, überraschenderweise kann man die Scherfestigkeit durch den Zusatz von Füllstoffen wie z.B. Kreide, Kaolin, Talkum, Schwerspat, Gesteinsmehl oder auch Ruß verbessern. Diese Füllstoffe setzt man in einer Menge bis zu 50 Gew. bezogen auf die Gesamtmischung, ein.

Diese Klebemassen eignen sich außer zur Verklebung der schwierig zu verklebenden Äthylen-Propylen- und Äthylen-Buten-1-Kautschuke auch zum Verkleben von anderen Natur- und Synthesekautschuken, wie z.B. Butadien-Styrol-Kautschuk, Butadien-Acrylnitril-Kautschuk, Butylkautschuk, Polybutadien und Polyisopren. Sie eignen sich nicht nur zum Verkleben von Teilen aus diesen Kautschuken miteinander, sondern auch zum Kleben von Teilen aus diesen Kautschuken auf eine Unterlage, z.B. zum Kleben von Folien aus Äthylen-Propylen-Kautschuk auf Dächer. Diese Unterlage kann z.B. Holz, Stein, Mauerwerk, Beton, Polyester oder auch Dachpappe sein. Weiterhin können mit dieser Masse auch Teile aus Plastomeren wie aus Polyolefinen, insbesondere Polybuten-1 oder auch aus Polystyrol verklebt werden. Dies hat den Vorteil, daß beispielsweise an einer Baustelle mit einer Klebemasse Teile aus verschiedenen Stoffen verklebt werden können, z.B. eine Wärmedämmschicht aus Schaumpolystyrol mit der gleichen Klebemasse wie d ie Dachhaut

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aus Ath.ylen-Propylen-Kautsch.uk oder Butylkautschuk bzw. Folien und Formteile aus Polyolefinen wie Polyäthylen, Polypropylen und Polybuten-1, aus PYC hart und weich sowie, anderen Piastomeren und Metallen wie Eisen, Kupfer, Blei und Zink sowie aus G-las.

Beispiel 1

Eine Klebemasse aus 50 Gew.$ eines Polybutenöles mit einem Molekulargewicht von 680 und einer Yiskosität von 4 100 cP/20°0, das keine leichtsiedenden Anteile enthält, die unterhalb 15O⁰C bei 15 mm Hg sieden, hergestellt durch Polymerisation eines CV-Schnittes aus 43 $ iso-Buten, 24 $ But en-1, 24 f° Buten-2 und 9 $ Butan bei 30⁰G in Ggw. von 1 j6 Butadien-1,3 mit Hilfe von 0,4 Gew.-$ AlCl₇ als Katalysator, und 50 G-ew.-$ eines weitgehend amorphen Buten-1-Propen-Äthen-Terpolymeren, das etwa 8 $ Propen und 1 $> Athen enthält und einen RSY-Wert von 0,4 dl/g und einen ätherlöslichen Anteil von 93 i° hat, erhalten durch Polymerisation von Buten-1 mit 8 $ Propen und 1 $> Athen mit einem Kontakt aus TiCl₅»0,5 AlCl₅ und Al(C^Hg)₅ bei 80⁰C und bei einem Wasserstoffpartialdruck von 20 at, wird auf 200⁰C erhitzt. Diese streichfähige Masse wird mit Bürsten punktförmig - 5 bürstengroße Punkte/m - auf eine Betondachdecke aufgetragen und mit Hilfe dieser heißen Masse eine Folie aus Äthylen-Propylen-Kautschuk als Dampfbremse und Ausgleichsschicht punktförmig oder S-förmig aufgeklebt. Hierbei werden die einzelnen Folienteile mit der heißen Klebemasse ebenfalls verklebt. Die Überlappung der einzelnen Folienteile beträgt 5 bis 10 cm. Die obere Seite dieser Folie aus Äthylen-Propylen-Kautschuk wird vollflächig mit der 200⁰C heißen Klebemasse bestrichen. Nachdem die Masse auf ca. 120⁰C abgekühlt ist, werden Schäumstoffplatten aus Polystyrol als Wärmedämmschicht aufgeklebt. Auf die obere Seite dieser Schaumstoffplatten wird die Klebemasse von 120 bis 130⁰C mit Bürsten punktförmig - 5 bürstengroße Punkte/m

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aufgetragen und mit Hilfe dieser Klebemasse eine Bitumendichtungsbahn aufgeklebt. Die obere Seite dieser Bitumendichtungsbahn wird vollflächig mit der 200⁰C heißen Klebemasse mit Hilfe von Bürsten bestrichen und eine Jfolie aus Äthylen-Propylen-Kautschuk mit Hilfe dieser Masse aufgeklebt. Hierbei werden Nahte und Stöße ebenfalls mit der heißen Klebemasse verklebt. Man erhält eine hochwertige dauerhafte Dachabdeckung.

Beispiel 2

Eine Klebemasse aus 50 Gew.-^ eines Polybutenöles mit einem Molekulargewicht von 870 und einer Viskosität von 88 000 cP/20°C, das keine leichtsiedenden Anteile enthält, die unterhalb 150⁰C bei 15 mm Hg sieden, erhalten durch Polymerisation eines C.Schnittes aus 52 i» Buten-1, 40 # Buten-2 und 8 $ Butan in Gegenwart von 20 $> Butadien mit 0,5^AlCl, bei 4O⁰C, und 50 Gew.-# eines weitgehend ataktischen Polypropylens mit einem RSV-Wert von 0,5 dl/g, Zwangsanfall bei der Herstellung von isotaktischem Polypropylen, wird auf 220⁰C aufgeheizt. Mit Hilfe dieser heißen Klebemasse werden Folienteile aus Äthylen-Propylen-Kautschuk zu einer Plane verklebt. Die Überlappung der einzelnen Polienteile bei der Verklebung beträgt 10 cm. Diese vorgefertigte Plane wird lose auf eine Betondecke verlegt. Auf dieser Plane werden Schaumstoffplatten aus Polystyrol lose verlegt. Über diese Schaumstoffplatten wird eine zweite Plane aus Ä'thylen-Propylen-Zolienteilen, die ebenfalls mit der 220⁰C heißen Klebemasse verbunden sind, lose verlegt. Auf diese Plane wird als Oberflächenschutz eine Polyäthylenfolie einer Dicke von 0,1 bis 2,0 mm lose verlegt. Das Dach wird abgedeckt mit einer 5 cm hohen Kiesschüttung; zur besseren Befestigung wird die Kiesschüttung mit der heißen Klebemasse besprüht.

Mit Hilfe dieser Klebemasse bzw. der in Beispiel 1 eingesetzten Klebemasse können auch Folien aus Butylkautschuk verklebt werden.

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Beispiel 3

Eine Klebemasse aus 33 Gew.-# eines Poly "butenöles und einer Viskosität von 10 400 cP/20°C mit einem Molekulargewicht von 760, das keine leichtsiedenden Anteile enthält, die unterhalb 150⁰C bei 15 mm Hg sieden, erhalten durch Polymerisation eines C.Schnittes aus 52 $> Buten-1, 40 i» Buten-2 und 8 $ Butan in Gegenwart von 5 f> Butadien mit 0,4 1° AlCl₅ bei 30⁰C, 17 Gew.-^ eines weitgehend amorphen Polybuten-1, erhalten nach den Angaben des Beispiels 1, 17 Gew.-^ des in Beispiel 2 eingesetzten

ataktischen Polypropylens und 33 Gew.-fo Kreide wird auf 220⁰C erhitzt. Mit Hilfe dieser heißen Klebemasse werden Folien aus Äthylen-Propylen-Kautschuk durch einfaches Bestreichen und Zusammendrücken dauerhaft verklebt. Die Masse eignet sich ebensogut zum Verkleben von Teilen aus anderen Kautschuken und Kunst-' stoffen wie z.B. Butadien-Styrol-Kautschuk, Polybutadien, Polyisopren, Naturkautschuk, Polybuten-1 und Polystyrol.

Beispiel 4

Zwei frisch hergestellte Preßplatten aus isotaktischem Polybuten (RSV-Wert 3,6 dl/g) mit einer Reißfestigkeit von 220 kp/cm² und einer Dicke von 1 mm werden mit der in Beispiel 1 eingesetzten Klebemasse einer Temperatur von 10O⁰C bestrichen, 1 cm überlappt und anschließend 10 Minuten bei einem Druck von 10 atü bei 100⁰C zusammengedrückt. Die Klebestelle hat eine Reißfestigkeit von 165 kp/cm . Dies entspricht einem Klebefaktor von 0,75.

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Beispiel 5

In einem 50 1-Druckkessel mit Rührer wird ein Gemisch, aus 18 Gewichtsteilen eines C,-Schnittes, der aus 56 $> Buten-1, 20 ia trans-Buten-2, 16 fi eis Buten-2. und 8 fi Butan besteht, und 1,5 Gewichtsteilen Propen vorgelegt. Über eine Schleuse werden 0,015 Gewichtsteile Titantetrachlorid und 0,066 Gewichtsteile einer 20 ^igen Lösung von Aluminiumtriisobutyl in Hexan zugegeben. Mit diesem Kontaktsystem wird unter Rühren drei Stunden bei 130⁰C polymerisiert. Anschließend wird auf 30⁰C abgekühlt. Nach Zusatz von 0,2 Gewichtsteilen Aluminiumchlorid, wasserfrei, über eine Schleuse wird die Polymerisation bei 30⁰C weitergeführt. Nach acht Stunden ist die Polymerisation beendet. Zur Aufarbeitung wird die Masse bei 90 ⁰C mit Wasser ausgewaschen. In einer einfachen Abtreib-Destillation werden bei 15 mm Hg und 15O⁰C die leichtsieder und die Reste des Wassers abdestilliert. Diese 150 ⁰C heiße Masse wird mit Bürsten auf eine Betondachdecke aufgetragen. Auf die abgekühlte Masse werden Folien aus Hart-PVC aufgeklebt. Hierbei werden die einzelnen Folienteile mit der auf ca. 60 bis 80⁰C abgekühlten Masse ebenfalls verklebt. Die Überlappung der einzelnen Folienteile beträgt 5 bis 10 cm. Man erhält eine feste und dauerhafte Verklebung.

In gleicher Weise sind auch Folien aus Weich-PVC zu verkleben.

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Claims

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Patentansprüche·

Μ J Verfahren zum Verkleben von Folien und Formteilen aus elastischen und thermoplastischen Polymeren,
dadurch gekennzeichnet, daß man die Teile mittels einer 50 "bis 25O⁰C warmen Klebemasse miteinander verbindet, welche aus

a) 5 bis 95 Gew.-^ eines ataktischen Poly-cC-olefins oder PoIyeC -olefingeniisches mit einer reduzierten spezifischen Viskosität von 0,05 bis 5,0 dl/g und

b) 95 bis 5 Gew.-^ eines ataktischen Polyolefins oder Polyolefingemisches mit einar Viskosität von 150 bis 1 000 000 cP/20°0 besteht.
2. Verfahren nach Anspruch- 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Klebemassen bis zu 50 Gew.-^ eines Füllstoffes enthalten.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß man eine 160 bis 25O⁰C heiße Klebemasse einsetzt, die 5 bis 95 Gew.-$ eines ataktischen Polypropylens enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß man eine 50 bis 25O⁰C heiße Klebomasse einsetzt, die 5 bis 95 (rew.-'$ eines abaktisehen Polybuben-1 enthält.
5 Verfahren nach Anspruch 1 und 2,

d α rl u r ο h g j kehnaeic ti η e i. , dafc man eine KleLemaose einsetzt, iie 5 bis 95 Gew«->j einer Mischung von ataktijcheru Polypropylen mit ε·.taktischem Polybuten-1 enthält ι '

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