DE2409237C3 - Verfahren zur Herstellung einer Verbundplatte - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Verbundplatte

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Description

R. R,
CH2=C—fC—O\—(R^)n-Si-R,
.O /„, Rj
in der R1 Wasserstoff oder ein Alkylradikal mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R2 ein geradkettiges Alkylenradikal mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, Rj ein Alkoxyradikal mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, ein Acyloxyradikal mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen, Halogen oder eine Gruppe der Formel
— O—R4-O-R5
bedeuten, worin Ra ein Alkylradikal mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und Rs ein Alkylradikal mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeuten, und m sowie η 0 oder 1 sind, und 0,1 bis 3% eines organischen Peroxids, jeweils bezogen auf das Gewicht des isotaktischen Propylenpolymeren, bei einer Temperatur von 180 - 2500C modifiziert worden ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein isotaktisches Propylenpolymerisat verwendet wird, das aus einem isotaktischen Homopolypropylen, einem statistischen oder einem Block-Copolymerisat mit höchstens 15 Gew. % mindestens eines anderen Olefins als Propylen, Rest Propylen, Mischungen von höchstens 15 Gew.-% mindestens eines Polymeren eines anderen Olefins als Propylen, Rest isotaktisches Polypropylen, oder einem Gemisch der vorgenannten Polymeren oder Mischungen daraus besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein organisches Peroxid mit einer 1-Minute-Halbwertszeittemperatur von etwa 160 - 240° C verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das modifizierte isotaktische Propylenpolymerisat in Form feinkörniger Teilchen oder als dünne Folie verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das modifizierte isotaktische Propylenpolymerisat in einer Menge von 0,003-0,02 g/cm2 zwischen den Metallplatten aufgetragen wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundplatte aus mindestens einer Aluminium- und mindestens einer Platte aus rostbeständigem Stahl, bei dem zwischen der mindestens einen Aluminiumplatte und der mindestens einen Platte aus rostbeständigem Stahl mindestens eine Verbindungsschicht aus einem organischen Polymeren angeordnet wird und die aufeinandergelegten Platten bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Polymeren zusammengepreßt werden.
Wegen seiner guten mechanischen Eigenschaften, seines niedrigen spezifischen Gewichtes, seiner guten Verarbeitbarkeit und seiner guten elektrischen Eigenschaften wird auf vielen Gebieten der Technik Aluminium eingesetzt Wenn Aluminium jedoch ohne Oberflächenschutz verwendet wird, wird es häufig vom Luftsauerstoff und der Luftfeuchtigkeit oder durch Chemikalien, wie anorganische Säuren, wäßrige Alkalilösungen oder wäßrige Lösungen neutraler Salze, angegriffen und korrodiert Ferner hat Aluminium nur eine geringe Härte. Dies sind fühlbare Nachteile des Aluminiums.
Um die Korrosion zu verhindern, wird Aluminium manchmal durch rostbeständigen Stahl ersetzt Ein Nachteil des rostbeständigen Stahls ist jedoch sein hoher Preis, so daß er nur in Sonderfällen eingesetzt werden kann.
Es wurden daher verschiedene Methoden entwickelt, um die Beständigkeit des Aluminiums gegen Korrosion zu erhöhen. So wurden verschiedene hochkorrosionsbeständige und hochfeste Aluminiumlegierungen entwikkelt, doch sind auch deren Korrosionsbeständigkeit und Härte geringer als diejenigen von rostbeständigem StahL
In neuerer Zeit wurde eine Plattierungsmethode für Aluminiumwerkstoffe entwickelt, bei denen diese durch Gießen oder Aufpressen von reinem Aluminium oder einer hochkorrosionsbeständigen Aluminiumlegierung beschichtet werden. Der nach diesem Verfahren hergestellte plattierte Werkstoff hat jedoch den Nachteil, daß die Plattierungsschichten sich bei der Weiterverarbeitung an den Verbindungsflächen ablösen. Ein weiterer Nachteil des plattierten Materials besteht darin, daß die beiden Werkstoffe an den Enden, wo sich die verschiedenartigen Metalle berühren, leicht galvanische Korrosion eintritt.
Man hat deshalb auch schon versucht, eine Aluminiumplatte mit einer Platte aus rostbeständigem Stahl durch eine Zwischenschicht aus einem isolierenden Polymeren zu verbinden. Ein derartiges Verfahren wird beispielsweise in der USA-Patentschrift 34 55 775 beschrieben, bei dem eine Aluminiumplatte und eine Platte aus rostbeständigem Stahl mit Hilfe handelsüblicher Thermoplaste, wie Polyäthylen, Polypropylen und Polystyrol, verbunden werden. Damit eine ausreichende Haftung erzielt wird, müssen die zu verbindenden Flächen der beiden Metallplatten vor dem Auftragen der Thermoplastschicht aufgerauht oder angeätzt werden, ein umständlicher, zeitraubender und kostensteigender Arbeitsgang.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 14 94 260 ist ein Verfahren bekannt, nach dem Metallkörper mit Hilfe von pfropfpolymerisierten Polyolefinen verbunden werden können, die durch Propfpolymerisation eines ozonisierten Polyolefins mit mindestens eine Doppelbindung enthaltenden Carbonsäuren bzw. deren Anhydriden und einem anderen Monomeren mit mindestens einer Doppelbindung hergestellt sind; Mit
diesem Polymeren können Metallkörper ohne vorherige Oberflächenbearbeitung — vom Entfetten abgesehen — beschichtet und verbunden. Die Haftfestigkeit der nach diesem Verfahren erhaltenen Verbundkörper ist jedoch für viele Zwecke nicht ausreichend.
Schließlich ist auch noch ein Verfahren zur Herstellung von Polyolefin-Metall-Verbunden (Auszug aus der deutschen Offenlegungsschrift 17 19 112) bekannt, bei dem das als Haftschicht dienende Polyolefin mit metallorganischen Peroxiden kombiniert wird. Ob bei diesem Verfahren eine Vorbehandlung der zu verbindenden Oberflächen erforderlich ist, geht aus der Druckschrift nicht hervor; die Haftfestigkeit des nach diesem Verfahren erhaltenen Verbundkörpers ist jedoch ebenfalls für viele Zwecke nicht ausreichend.
Es stellte sich somit die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundplatte aus einer Aluminiumplatte und einer Platte aus rostbeständigem Stahl unter Verwendung einer Verbindungsschicht aus einem organischen Polymeren anzugeben, mit dessen Hilfe die Platten ohne wesentliche Oberflächenvorbehandlung miteinander verbunden werden können und eine Verbundplatte mit hoher Haftfestigkeit zwischen beiden Platten erhalten wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß als verbindendes organisches Polymer ein isotaktisches Propylenpolymerisat verwendet wird, das mit einem Gemisch aus 0,2 bis 5,0% einer organischen Silanverbindung der allgemeinen Formel
R. K.
CH2=C-YC-GIj—(R2).—Si—R,
VO L R3
in der Ri Wasserstoff oder ein Alkylradikal mit I bis 4 Kohlenstoffatomen, R2 ein gradkettiges Alkylenradikal mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, R3 ein Alkoxyradikal mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen, Halogen oder eine Gruppe der Formel
-C)-R4-O-R5
bedeuten, worin R4 ein Alkylradikal mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und R5 ein Alkylradikal mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeuten, und m sowie η 0 oder 1 sind, und 0,1 bis 3% eines organischen Peroxids, jeweils bezogen auf das Gewicht des isotaktischen Propylenpolymeren, bei einer Temperatur von 180—250°C modifiziert worden ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung wird also eine Aluminiumplatte durch ein modifiziertes isotaktisches Propylenpolymer fest mit einer rostbeständigen Stahlplatte verbunden, die einen wirksamen Korrosionsschutz für die Aluminiumplatte bietet. Die erhaltene Verbundplatte hat eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen galvanische Korrosion, da die Zwischenschicht aus modifiziertem isotaktischem Propylenpolymer die beiden Platten aus verschiedenartigen Metallen elektrisch gegeneinander isoliert und ihre direkte Berührung verhindert.
Das für das Verfahren der Erfindung geeignete modifizierte isotaktische Propylenpolymer wird nach Verfahren hergestellt, die nachstehend beschrieben werden.
Ein isotaktisches Propylenpolymer wird mit einer organischen Silanverbindung und einem organischen Peroxid bei einer Temperatur gemischt, bei der das organische Peroxid sich nicht thermisch zersetzt Die ■5 Mischung wird bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des isotaktischen Propylenpolymeren, vorzugsweise bei etwa 180 —2500C so lange geschmolzen, bis das isotaktische Propylenpolymer modifiziert ist Eine einfache Arbeitsweise besteht darin, die
ίο Mischung in einen Extruder zu füllen, sie zum Schmelzen auf die obengenannte Temperatur zu erhitzen und die Schmelze dann durch die Strangpreßdüse zu extrudieren. Das Extrusionsprodukt wird durch Abkühlen verfestigt
r> Das für das Verfahren der Erfindung geeignete isotaktische Propylenpolymer kann aus einer Gruppe ausgewählt werden, die aus isotaktischem Homopolypropylen, statistischen oder Block-Copolymeren mit höchstens 15 Gew.-% mindestens eines anderen Olefins als Propylen, beispielsweise Äthylen und Buten-1, Rest Propylen, Mischungen von höchstens 15 Gew.-% mindestens eines Polymeren eines anderen Olefins als Propylen, Rest isotaktisches Polypropylen, und Gemischen der obengenannten Polymere und Mischungen besteht Die isotaktischen Polypropylenpolymeren sollen vorzugsweise keine Zusatzstoffe enthalten, die bei der Modifizierung des isotakiischen Propylenpolymeren durch das organische Peroxid zersetzt werden und eine unerwünschte Verfärbung oder einen unangenehmen Geruch verursachen.
Die zur Herstellung des modifizierten isotaktischen Propylenpolymeren verwendete organische Silanverbindung hat die Formel:
CH2 = C-ZC-OV-(RA-Si=(Rj)3
\O
worin Ri Wasserstoff oder ein Alkylradikal mit ein bis vier Kohlenstoffatomen, R2 ein gradkettiges Alkylenradikal mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, R3 ein Alkoxylradikal mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, ein Azyloxylradikal mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen, Halogen oder eine Gruppe der Formel
— O—R4-O-R5
bedeuten, worin R4 ein Alkylenradikal mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und R5 ein Alkylradikal mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellen und mund π0 oder 1 sind. Die organische Silanverbindung kann also
Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriäthoxysilan,
Vinyltriacetyloxysilan,
Vinyltri-(j9-methoxyäthyoxy)-silan,
y-Acryloxypropyltrichlorsilan,
y-Methacryloxypropyltrichlorsilan,
y-Acryloxypropyltrimethoxysilan,
bo y-Methacryloxypropyltrimethoxysilan,
Acryloxypentamethylentrichlorsilan,
Acryloxypentamethylentrimethoxysilan
oder eine Mischung der vorgenannten Verbindungen sein. Die organische Silanverbindung wird zweckmäßig h5 in einer Menge von 0,2 bis 5,0%, vorzugsweise von 0,2 bis 2,5%, bezogen auf das Gewicht des isotaktischen Propylenpolymeren, zugemischt.
Die für die Herstellung des modifizierten isotakti-
sehen Propylenpolymeren geeigneten organischen Peroxide sollen vorzugsweise eine Eins-Minute-Halbwertszeit-Temperatur (Temperatur, bei der die Halbwertszeit des Peroxids eine Minute beträgt) von etwa 160 bis etwa 240° C haben. Des organische Peroxid kann aus einer Gruppe ausgewählt werden, die aus
tert-Butylperoxyisopropylcarbonat,
Di-terL-butyldiperoxyphthalat,
tert-Butylperoxyacetat,
2,5-Dimethyl-2^}-di(benzoyIperoxy)-hexan, tert-Butylperoxylaurat,
tert-Butylperoxymaleinsäure,
tert -Bistylperoxybenzoat,
Methyläthylketonperoxid, Dicumylperoxid,
Cyclohexanonperoxid, tert-Butylcumyiperoxid und Mischungen der vorgenannten Verbindungen besteht
Die Menge des mit dem isotaklischen Propylenpolymeren zu mischenden organischen Peroxids hängt von der Art und dem Schmelzflußindex des nichtmodifizierten isotaktischen Propylenpolymeren und dem Schmelzflußindex des herzustellenden modifizierten isotaktischen Propylenpolymeren ab. Zweckmäßigerweise wird das organische Peroxid in einer Menge von 0,1 bis 3%, vorzugsweise von 0,1 bis 1,5%, bezogen auf das Gewicht des isotaktischen Propylenpolymeren, zugemischt
Vorzugsweise wird das organische Peroxid bei der Herstellung des modifizierten isotaktischen Propylenpolymeren vollständig zersetzt Falls e4n Teil des organischen Peroxids in den modifizierten isotaktischen Propylenpolymeren zurückbleibt, verursacht es eine Zersetzung des nichtmodifizierten isotaktischen Propylenpolymeren der später den modifizierten Polymeren beigemischten Zusatzstoffe.
Ferner ist es zweckmäßig, daß die Menge des dem isotaktischen Propylenpolymeren beigemischten organischen Peroxids 20 bis 80 Gew.-% der organischen Silanverbindung beträgt.
Falls die dem isotaktischen Propylenpolymeren beigemischten Mengen der organischen Silanverbindung und des Peroxids unter den oben angegebenen unteren Grenzen liegen, ist die Reaktion zwischen dem isotaktischen Propylenpolymeren, der organischen Silanverbindung und dem organischen Peroxid unvollständig. Das erhaltene modifizierte isctaktische Propylenpolymer hat daher nur eine ungenügende Fähigkeit, die Aluminiumplatte mit der Platte aus rostbeständigem Stahl zu verbinden.
Wenn andererseits die Mengen der organischen Silanverbindung und des Peroxids größer als die oben angegebenen oberen Grenzen sind, wird keine Erhöhung der Bindefähigkeit des modifizierten isotaktischen Propylenpolymeren erzielt. Darüber hinaus führt die Verwendung einer zu großen Menge der organischen Silanverbindung in dem erhaltenen modifizierten isotaktischen Propylenpolymer zur Bildung eines Gels, das aus einem Zwischenpolymer der organischen Silanverbindung selbst besteht. Dieses Gel setzt die Bindefähigkeit des erhaltenen modifizierten isotakti- bo sehen Propylenpolymeren herab. Auch für die Verwendung einer unangemessenen Menge organischen Peroxids zu einem übermäßig hohen Schmelzflußindex des hergestellen modifizierten isotaktischen Propylenpolymeren. Dieser hohe Schmelzflußindex führt zu Schwie- b5 rigkeiten bei der Herstellung einer dünnen Folie aus dem modifizierten isotaktischen Propylenpolymeren.
hergestellte modifizierte isotaktische Propylenpolymer hat vorzugsweise einen Schmelzflußindex von 120 oder niedriger und kann mit einer kleinen Menge herkömmlicher Zusatzstoffe, beispielsweise Oxydationsschutzmitteln, Weichmacher, Farbstoffe usw. gemischt werden. Falls das modifizierte isotaktische Propylenpolymer einen zu hohen Schmelzflußindex, beispielsweise höher als 120, hat und es schwierig ist, daraus eine Folie herzustellen oder es weiterzuvei^arbeiten, so kann es mit einem nichtmodifizierten isotaktischen Propylenpolymer in einer Menge von 50% und weniger, bezogen auf das Gewicht der modifizierten Komponente, gemischt werden, um den Schmelzflußindex zu erniedrigen. Das modifizierte isotaktische Propylenpolymer kann in einer mechanischen Vorrichtung, beispielsweise einer Mühle, zu feinkörnigen Teilchen, deren Korngröße kleiner ist als einer Maschenweite von zehn Maschen entspricht oder mit Hilfe einer Extrusionseinrichtung mit T-Düse oder einer Folienblasanlage zu einer dünnen Folie von etwa 30 bis 150 μπι Dicke verarbeitet werden. Das modifizierte isotaktische Propylenpolymer-Pulver und die Polymer-Folie haben eine ausgezeichnete Fähigkeit die Aluminiumplatte und die Platte aus rostbeständigem Stahl miteinander zu verbinden. Vorzugsweise wird das modifizierte isotaktische Propylenpolymer in einer Menge von 0,003 bis 0,02 g/cm2 zwischen den Platten aufgetragen.
Eine für das Verfahren der Erfindung geeignete Aluminiumplatte kann eine Platte aus handelsüblichem technisch reinem Aluminium oder einer handelsüblichen Aluminiumlegierung sein.
Die für das Verfahren der Erfindung verwendete Platte aus rostbeständigem Stahl kann eine Platte aus herkömmlichem rostbeständigem Stahl sein. Die Dicke der Platten ist prinzipiell nicht begrenzt; eine Grenze für die Dicke der Verbundplatte wird lediglich durch die Erfordernisse bei der Weiterverarbeitung, z. B. durch Biegen und Tiefziehen, gesetzt Im allgemeinen hat die Aluminiumplatte eine Dicke von 0,1 bis 5 mm und die Platte aus rostbeständigem Stahl eine solche von 0,05 bis 1,0 mm. Im allgemeinen können für das Verfahren der Erfindung Platten aus handelsüblichem Aluminium und handelsüblichen Aluminiumlegierungen sowie aus handelsüblichem rostbeständigem Stahl verwendet werden. Die Oberflächen dieser handelsüblichen Platten sind in der Regel mit Fett verunreinigt Deshalb ist es zweckmäßig, die Oberflächen der zur Ausführung des Verfahrens der Erfindung vorgesehenen Platten zu entfetten und zu reinigen. Fett an der Oberfläche der Aluminiumplatte kann durch Eintauchen der Platte in eine wäßrige Lösung, die 0,5 bis 5 Gew.-% sines handelsüblichen Entfettungspräparates enthält, das aus alkalischen Natriumsalzen, z. B. Natriumkarbonat Natriummetasilicat, Natriumpyrophosphat und Natriumtripolyphosphat, sowie oberflächenaktiven Mitteln besteht, Waschen mit Wasser und Trocknen, entfernt werden. Die Aluminiumplatte kann auch durch Ablösen des Fettes mit einem organischen Lösungsmittel, beispielsweise Aceton, Trichloräthylen und Perchloräthylen, oder durch Verseifen und Ablösen des Fettes mit einer wäßrigen Alkalilösung, z. B. Natriummetasilicat, Natriumpyrophosphat und Natriumhydroxid, gereinigt werden. Ferner kann die Aluriiiniumplatte wie oben entfettet und dann mit einer wäßrigen Säurelösung, die beispielsweise 20 bis 23 Gew.-% Schwefelsäure und 5 bis 8 Gew.-% Natriumdichromat enthält, oberflächenbehandelt, mit einer verdünnten wäßrigen Alkalilösung
Das nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren neutralisiert, mit Wasser abgespült und getrocknet
werden. Ferner kann die gereinigte Aluminiumplatte noch weiter mit einer wäßrigen Lösung von 0,5 bis 3 Gew.-°/o Oxalsäure behandelt und danach mit Wasser gewaschen werden.
Im Falle der Platte aus rostbeständigem Stahl ist es zweckmäßig, sie in der vorstehend beschriebenen Weise mit einem handelsüblichen Entfettungsmiltel zu behandeln. Die Platte aus rostbeständigem Stahl kann auch durch Ablösen des Fettes mit einem organischen Lösungsmittel oder durch Verseifen des Fettes mit einer wäßrigen Alkalilösung gereinigt und danach mit einer Lösung -eines Korrosionsinhibitors in einer wäßrigen Losung von Salpetersäure und Flußsäure oder Salzsäure, Salpetersäure und Schwefelsäure behandelt und anschließend in eine wäßrige Lösung von Oxalsäure eingetaucht, mit Wasser gewaschen und getrocknet werden.
Das modifizierte isotaktische Propylenpolymer-Pulver oder die Polymerfolie wird zwischen die Platten aus Aäuminium und rostbeständigem Stahl eingebracht, worauf dann die aufeinandergelegten Platten bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des modifizierten isotaktischen Propylenpolymeren gepreßt werden. Auf diese Weise wird die Verbundplatte hergestellt. Es; können aber auch zwei Platten aus rostbeständigem Stahl mit beiden Flächen der Aluminiumplatte durch Schichten aus dem modifizierten isotaktischen Propylenpolymer verbunden werden. Bei dieser Verbundplatte sind beide Flächen der Aluminiumplatte mit einer Platte aus rostbeständigem Stahl bedeckt. Ferner können zwei oder mehr Aluminiumplatten und drei oder mehr Platten aus rostbeständigem Stahl abwechselnd übereinander angeordnet und durch das modifizierte isotaktische Propylenpolymer miteinander verbunden werden, so daß man eine Verbundplatte mit zwei Oberflächen aus rostbeständigem Stahl erhält. Das Verbinden der aufeinandergelegten Platten wird bei der vorliegenden Erfindung im allgemeinen durch Pressen der Platten mit einem Druck von 3 bis 100 kp/cm2 bei einer Temperatur von etwa 170 bis 240° C, vorzugsweise von 190 bis 220° C, während einer Dauer von 5 Sekunden bis 5 Minuten ausgeführt
Das Pressen kann auf einer herkömmlichen Presse, beispeilsweise einer Formpresse oder Walzenpresse, vorgenommen werden.
Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Verbundplatten haben folgende Vorteile:
1. Die Verbundplatten können bei der Weiterverarbeitung, beispielsweise durch Biegen und Tiefziehen, in jede gewünschte Form gebracht werden, ohne daß die miteinander verbundenen Platten sich lösen, da die Schicht aus dem modifizierten isotaktischen Propylenpolymer, die die einzelnen Platten miteinander verbindet, der Dehnung oder Verkürzung der Platten bei der Weiterverarbeitung hinreichend folgen kann.
2. Auch wenn die Verbundplatten weiterverarbeitet werden, bleiben die einzelnen Platten durch die Zwischenschicht aus dem modifizierten isotaktischen Propylenpolymer fest miteinander verbunden.
3. An den Endteüen der Platten kommt es zu keiner galvanischen Korrosion, da die Platten aus den verschiedenen Metallen durch die isolierende Eigenschaften aufweisende Schicht aus modifiziertem isotaktischem Propylenpolymer getrennt sind. Bei herkömmlichen plattierten Metallwerkstoffen dagegen, bei denen die verschiedenen Metallschichten direkt miteinander in Berührung kommen, tritt galvanische Korrosion häufig ein.
Anhand der folgenden Beispiele wird die Erfindung veranschaulicht.
Bei diesen Beispielen wurde der Schmelzflußindex der Polymeren nach der ASTM-Methode D-1238, die Festigkeit der miteinander verbundenen Platten gegen Schälen bei einem Winkel von 180° nach der ASTM-Methode D-903 und die Festigkeit der miteinander verbundenen Platten gegen T-Schälen nach der T-Schälprüfmethode ASTM D-1876 bestimmt. Ferner wurde die Scherfestigkeit der Verbundplatte nach der ASTM-Methode D-1002, die Zugfestigkeit der Verbundplatte nach der japanischen Industrienorm Z-2241 unter Verwendung eines nach der japanischen Industrienorm Z-2201 hergestellten Prüfkörpers vom Typ 5 gemessen.
Die bei den Beispielen verwendeten Platten waren:
Platte aus rostbeständigem Stahl:
handelsübliches kaltgezogenes Edelstahlblech.
Aluminiumplatte:
handelsübliches Aluminiumblech der
Nippon Keikinzoku K.K.
Beispiele 1 —4
Beim Beispiel 1 wurde nach folgendem Verfahren ein modifiziertes Äthylen-Propylen-Block-Copolymer in Form fein verteilter Teilchen hergestellt.
Als Ausgangsmaterial diente ein feinkörniges Äthy-Ien-Propylen-Block-Copolymer mit einem Schmelzflußindex (MI) von 1,0, das etwa 8 Gew.-% copolymerisiertes Äthylen und als Rest copolymerisiertes Propylen enthielt
Durch Lösen von einem Gewichtsteil y-Methacryloxypropyltrimethoxysilan als organischer Siliziumverbindung und 0,10 Gewichtsteilen tert-Butylperoxybenzoat als organischem Peroxid in 100 Gewichtsteilen Chloroform wurde eine Modifizierungslösung hergestellt Diese Modifizierungslösung wurde gleichmäßig mit 100 Gewichtsteilen des Äthylen-Propylen-BFock-Copolymeren gemischt Danach wurde das Chloroform durch Verdampfen aus der Mischung entfernt. Die Mischung wurde in ein geschlossenes Gefäß gegeben und nach dem Evakuieren des Gefäßes 500 Sekunden auf eine Temperatur von etwa 210°C erhitzt, um das Äthylen-Propylen-BIock-Copolymer mit der organischen Silanverbindung und dem organischen Peroxid zu
so modifizieren. Nach beendeter Modifikation wurde das modifizierte Gemisch rasch auf eine Temperatur von — 10°C abgekühlt. Bei dieser Temperatur wurde das modifizierte Block-Copolymer aus dem Gefäß herausgenommen und zu feinen Teilchen zerkleinert, deren Korngröße kleiner war, als einer Maschenweite von 10 Maschen entsprach und von denen etwa 60 Gew.-°/o eine Korngröße entsprechend einer Maschenweite von 20 bis 40 Maschen hatten.
Eine Aluminiumplatte von 1,0 mm Dicke wurde durch Eintauchen in Trichlorethylen bei 60° C entfettet und bei Zimmertemperatur getrocknet Die entfettete Aluminiumplatte wurde durch 5 Minuten langes Eintauchen in eine wäßrige Lösung von 80° C, die aus 23 Gewichtsteilen konzentrierter Schwefelsäure, 8 Gewichtsteilen Natriumdichromat und 69 Gewichtsteilen Wasser bestand, oberflächenbehandelt, mit einer wäßrigen Lösung, die 2 Gew.-% Natriumcarbonat enthielt, neutralisiert, mit Wasser gewaschen, 1 Minute in eine
wäßrige Lösung von 25°C, die 2 Gew.-% Oxalsäure enthielt, eingetaucht, mit Wasser abgespült und getrocknet.
Getrennt davon wurde eine 0,1 mm dicke Platte aus rostbeständigem Stahl durch 10 Minuten langes Eintauchen in eine wäßrige Lösung von 800C, die aus 75 Gewichtsteilen Natriummetasilicat, 40 Gewichtsteilen Natriumpyrophosphat, 40 Gewichtsteilen Natriumhydroxit und 5000 Gewichtsteilen Wasser bestand, oberflächenbehandelt und dann mit warmem Wasser von 600C abgespült. Danach wurde die Platte aus rostbeständigem Stahl 10 Minuten mit einer wäßrigen Lösung von 800C, die 3 Gew.-% Salzsäure und 7 Gew.-% Schwefelsäure enthielt, weiter gereinigt, mit einer wäßrigen Lösung von 2 Gew.-% Natriumcarbonat neutralisiert und mit Wasser abgespült. Abschließend wurde die Platte aus rostbeständigem Stahl 1 Minute mit einer wäßrigen Lösung von 25° C, die 2 Gew.-% Oxalsäure enthielt, behandelt, mit Wasser gewaschen, 1 Minute in eine wäßrige Lösung von 0,1 Gew.-% Chromtrioxid bei einer Temperatur von 60" C eingetaucht und dann getrocknet.
Unter Einfügen eines 0,1 mm dicken Distanzstückes wurde die Platte aus rostbeständigem Stahl über der Aluminiumplatte angeordnet, und das feinkörnige, modifizierte Äthylen-Propylen-Block-Copolymer wurde gleichmäßig zwischen die Aluminiumplatte und die Platte aus rostbeständigem Stahl eingefüllt. Die aufeinandergelegten Platten wurden 4 Minuten bei einer Temperatur von 210° C mit einem Druck von 50 kp/cm2 zu einer Verbundplatte gepreßt und dann abgekühlt
Beim Beispiel 2 wurde das Verfahren des Beispiels 1 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß das tert.-Butylperoxybenzoat in einer Menge von 0,25 Gewichtsteilen verwendet wurde.
Beim Beispiel 3 wurde das Verfahren des Beispiels 1 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß das tert.-Butylperoxybenzoat in einer Menge von 0,50 Gewichtsteilen verwendet wurde.
In Beispiel 4 wurde das Verfahren des Beispiels 1 wiederholt, wobei 0,75 Gewichtsteile tert.-Butylperoxybenzoat verwendet wurden.
Die hergestellten Verbundplatten der Beispiele 1-4 wurden einer Schälprüfung bei einem Winkel von 180° unterworfen. Die Schälfestigkeiten der Verbundplatten sind in Tabelle 1 angegeben.
Tabelle 1
Beispiel
Nr.
Modifizierungsmischung (Gewichtsteile)
y-Methacryloxypropyllrimethoxysilan
tert-Butylperoxybenzoat
Schälfestigkeit
(kp/cm)
0,10
0,25
0,50
0,75
6,5
9,5
10,0
9,5
Stahl verwendet wurden, jedoch mit der Ausnahme, daß das feinkörnige Äthylen-Propylen-Block-Copolymer mit Modifizierungslösungen modifiziert wurde, die als organische Silanverbindungen y-Methacryloxypropyl-■> trimethoxysilan und Vinyltriäthoxysilan in den in Tabelle 2 angegebenen Mengen sowie tert.-Butylperoxybenzoat in einer halb so großen Menge wie die verwendete organische Silanverbindung in 100 Gewichtsteilen Chloroform enthielten.
ι» Zum Vergleich (Vergleichsbeispiel 1) wurden die oben beschriebenen Verfahren wiederholt, wobei eine Modifizierungslösung verwendet wurde, die 0,05 Gewichtsteile tert.-Butylperoxybenzoat und 0,1 Gewichtsteil y-Methacryloxypropyltrimethoxysilan enthielt.
i> Für einen weiteren Vergleich (Vergleichsbeispiel 2) wurde das Verfahren der Beispiele wiederholt, wobei eine Modifizierungslösung verwendet wurde, die 0,05 Gewichtsteile terL-Butylperoxybenzoat und 0,1 Gewichtsteil Vinyltriäthoxysilan enthielt.
Λ) Die erhaltenen Verbundplatten wurden einer Schälprüfung bei einem Winkel von 180° unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 wiedergegeben.
Tabelle 2
Beispiel Modifizierungsmischung
Nr. (Gewichtsteile)
y-Methacryl- Vinyltri- tert.-
oxypropyl- äthoxy- Butyl-
trimethoxy- silan peroxy-
silan benzoat
Schälfestig keit
(kp/ cm)
Vergleichsbeispiel I
Vergleichsbeispiel 2
0,25
0,50
2,0
5,0
0,10
0,25
0,50
2,0
5,0
0,10
0,125
0,25
1,0
2,5
0,05
0,125
0,25
1,0
2,5
0,05
5,3 10,0 10,0
6,0
3,1
4,1 5,7 6,2 4,7
0,1
Tabelle 2 zeigt, daß die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Verbundplatten eine hohe Schälfestigkeit hatten, während die Verbundplatten der Vergleichsbeispiele 1 und 2 nur eine geringe Schälfestigkeit hatten.
Beispiele 5—12
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde bei den Beispielen 5 bis 12 wiederholt, wobei die gleichen Aluminiumplatten und Platten aus rostbeständigem Beispiele 13-16
100 Gewichtstefle des gleichen feinkörnigen Äthylen- Propylen-Block-Copoiymeren, das bei den Beispielen 1
bis 4 verwendet worden war, wurde mit einer Modifizierungsmischung gemischt, die aus 04 Gewichtsteflen y-Methacryloxypropyltrimethoxysilan und 0,25 Gewichtsteilen tert-Butylperoxybenzoat bestand. Die Mischung wurde in einen Extruder gefüllt und bei einer Temperatur von 240°C geschmolzen. Nach einer Verweilzeit von 5 Minuten wurde das Äthylen-Propylen-Block-Copolymer mit der Modifizierungsmischung modifiziert, die Schmelze durch eine Düse extrudiert
und zu Granulat von 2 mm Druckmesser und 3 mm Länge geschnitten. 100 Gewichtsteile des modifizierten Block-Copolymer-Granulat wurden gleichmäßig mit 0,1 Gewichtsteil Tetrakis-[Methylen-3-(3,5-di-tert.-butyI-4-hydroxy-phemyl)-propionat]-methan gemischt. Die Mischung wurde in eine Folienhersteliungseinrichtung mit T-Düse gefüllt, bei 2400C geschmolzen, und die Schmelze wurde durch die T-Düse extrudiert und in Form einer Folie mit einer mittleren Dicke von 50 μιη abgezogen.
Die gleichen Platten aus Aluminium und rostbeständigem Stahl, wie sie bei den Beispielen 1 —4 verwendet worden waren, wurden in der gleichen Weise wie bei den Beispielen 1 -4 gereinigt und oberflächenbehandelt. Beim Beispiel 13 wurden eine Aluminiumplatte, zwei Platten aus rostbeständigem Stahl und zwei Folien aus modifiziertem Block-Copolymer in folgender Reihenfolge aufeinandergelegt: Platte aus rostbeständigem Stahl — modifizierte Copolymer-Folie — Aluminiumplatte — modifizierte Copolymer-Folie — Platte aus rostbeständigem Stahl. Die aufeinanderfolgenden Platten wurden in einer Formpresse 4 Minuten bei einer Temperatur von 1800C mit einem Druck von 50 kp/cm2 zu einer Verbundplatte gepreßt, aus der Formpresse herausgenommen und dann abgekühlt.
Das vorstehend beschriebene Verfahren wurde dreimal wiederholt, wobei die Preßtemperaturen 2000C (Beispiel 14), 2200C (Beispiel 15) und 240° C (Beispiel 16) betrugen.
Zum Vergleich (Vergleichsbeispiel 3) wurde das Verfahren des Beispiels 13 wiederholt, wobei die Preßtemperatur jedoch nur 1600C betrug.
Die erhaltenen Verbundplatten wurden einer Schälprüfung bei einem Winkel von 180° unterworfen, um die Schälfestigkeit festzustellen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt
Homopolypropylen mit einem Schmelzflußindex von 9,0 verwendet wurde, und daß die Platten in der Reihenfolge: Platte aus rostbeständigem Stahl — modifizierte Polypropylenfolie — Aluminiumplatte — modifizierte Polypropylenfolie — Platte aus rostbeständigem Stahl in einer Formpresse bei einer Temperatur von 210° C zu einer Verbundplatte gepreßt wurden.
Bei den Beispielen 18 bis 21 wurde das vorstehend angegebene Verfahren wiederholt, wobei anstelle des Polypropylens ein Homopolypropylen mit einem Schmelzflußindex von 1,0 (Beispiel 18), ein statistisches Äthylen-Propylen-Copolymer mit 2 Gew.-% copolymerisiertem Äthylen, Rest copolymerisiertes Propylen, und einem Schmelzflußindex von 9,0 (Beispiel 19), ein Äthylen-Propylen-Block-Copolymer mit 8 Gew.-% copolymerisiertem Äthylen, Rest copolymerisiertes Propylen, und einem Schmelzflußindex von 3,0 (Beispiel 20) sowie ein Äthylen-Propylen-Block-Copolymer mit 8 Gew.-% copolymerisiertem Äthylen, Rest copolymerisiertes Propylen, und einem Schmelzflußindex von 1,0 (Beispiel 21) verwendet wurden.
Die erhaltenen Verbundplatten wurden einer Schälprüfung bei einem Winkel von 180° unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 wiedergegeben.
Tabelle 4
Beispiel
Nr.
Schälfestigkeit
(kp/cm)
17
18
19
20
21
4,4
5,0
5,2
7,2
8,0
Tabelle 3 Verbundplatte Preß Schäl-
Beispiel temperatur festigkeit
Nr. ("O (kp/cm)
Rostbeständiger 180 6-2
13 Stahl - modifi 200 8,0
14 zierte Copolymer- 220 8,0
15 folie - Alumi 240 6,4
16 niumplatte - mo
difizierte Copoly-
merfolie - rostbe
ständiger Stahl
160 3,0
Vergleichs
beispiel 3
Bezugsbeispiele 1 — 7
Die Verbundplatten der Beispiele 13 bis 16, die bei Preßtemperaturen von 180 bis 2400C hergestellt worden waren, zeigten eine hohe Schälfestigkeit Die Verbundplatte des Vergleichsbeispiels 3 dagegen, die bei einer Temperatur von 160° C gepreßt worden war, zeigte nur eine verhältnismäßig geringe Schälfestigkeit
Beispiele 17-21
Beim Beispiel 17 wurde das Verfahren der Beispiele 13 bis 16 wiederholt, jedoch mit !der Ausnahme, daß anstelle des Äthylen-Propylen-Blp^dfcCopolymeren ein Beim Bezugsbeispiel 1 wurden zwei Aluminiumplatten von je 0,1 mm Dicke durch 3 Minuten langes Eintauchen in Aceton bei Zimmertemperatur und Trocknen oberflächenbehandelt Das Verfahren des Beispiels 17 wurde wiederholt um ein Äthylen-Propylen-Block-Copolymer mit 8 Gew.-% copolymerisiertem Äthylen, Rest copolymerisiertes Propylen, und einem Schmelzflußindex von 1,0 zu modifizieren und daraus
so eine Folie von 50 μιη Dicke herzustellen. Nach dem Verfahren des Beispiels 17 wurden dann die oberflächenbehandelten Aluminiumplatten mit der modifizierten Äthylen-Propylen-Block-Copolymerfolie miteinander zu einer Verbundplatte verbunden.
Beim Bezugsbeispiel 2 wurde das Verfahren des Beispiels 1 wiederholt, wobei zwei Aluminiumplatten von je 0,1 mm Dicke verwendet wurden, die durch 10 Minutenlanges Eintauchen inTrichloräthylen von 60°C und Trocknen oberflächenbehandelt worden waren.
Beim Bezugsbeispiel 3 wurde das Verfahren des Beispiels 1 wiederholt, wobei zwei Aluminiumplatten von je 0,1 mm Dicke verwendet wurden, die durch 10 Minuten langes Eintauchen in Trichloräthylen von 600C sowie weiteres 5 Minuten langes Eintauchen in eine Mischung aus 25 Gewichtsteflen Phosphorsäure und 75 Gewichtsteilen Methylalkohol bei Zimmertemperatur, Waschen mit Wasser und Trocknen oberflächenbehandelt worden waren.
Beim Bezugsbeispiel 4 wurde das Verfahren des Bezugsbeispiels 2 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß die beiden Aluminiumplatten noch 5 Minuten ir. eine wäßrige Lösung von 8O0C eingetaucht wurden, die aus 23 Gewichtsieilen Schwefelsäure des spezifischen Gewichts 1,84, 8 Gewichlsteilen .Natriumdichromat und 69 Gewichtsteilen Wasser bestand, dann mit Wasser gewaschen und getrocknet wurden.
Beim Bezugsbeispie! 5 wurde das Verfahren des Bezugsbeispiels 1 wiederholt, wobei zwei Aluminiumplatten von je 0,1 mm Dicke, die mit einer Mischung von 50 Gewich'rfeilen Trichloräthylen und 50 Gewichtsteilen sehr feinkörnigem Calziummethasilicat (CaO · S1O2) poiiert und dann 10 Minuten mit Trichioräthylen bei 603C oberflächenbehandelt worden waren.
Beim Bezugsbeispiel 6 wurde das Verfahren des Bezugsbeispiels 1 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß die beiden Aluminiumplatten 15 Sekunden in eine wäßrige Lösung von 500C eingetaucht wurden, die 1 Gew.-°/o eines Oberflächenbehandlungspräparates enthielt, das aus 55 Gew.-% Natriummetasilicat, 20 Gew.-% Trinatriumphosphat, 20 Gew.-°/o Natriumtripolyphosphat und 5 Gew.-% Oleylpolyoxyäthylenäther mit einem Polymerisationsgrad des Äthylenoxids von 20 bis 30 bestand, danach mit Wasser gewaschen und getrocknet wurden.
Beim Bezugsbeispiel 7 wurde das Verfahren des Bezugsbeispiels 4 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß die oberflächenbehandelten Aluminiumplatten mit einer wäßrigen Lösung von 2 Gew.-% Natriumcarbonat neutralisiert, mit Wasser gewaschen, in eine wäßrige Lösung von 2 Gew.-% Oxalsäure eingetaucht, mit Wasser gewaschen und getrocknet wurden.
Die erhaltenen Aluminium-Verbundplatten wurden zur Bestimmung der Festigkeit der Verbindungsschichten einer T-Schälprüfung unterworfen. Ergebnisse sind in Tabelle 5 angegeben.
Tabelle 5 Schälfestigkeit
Bezugsbeispiel (T-Schälfestigkeit)
Nr. (kp/cm)
3,3
1 4,0
2 4,0
3 3,9
4 3,5
5 4,2
6 4,0
7
len Natriumpyrophosphat, 40 Gewichtsteilen Natriumhydroxid und 5000 Gewichtsteilen Wasser oberflächenbehandelt, mit Wasser gewaschen, eine Minute in eine wäßrige Lösung von 2 Gew.-% Oxalsäure bei Raumtemperatur eingetaucht, erneut mit Wasser gewaschen und getrocknet wurden.
Beim Betspie! 23 wurde das Verfahren des Beispiels 22 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß die Platten aus rostbeständigem Stahl statt in eine 2prozentige Oxalsäure-Lösung in eine wäßrige Lösung von 700C eingetaucht wurden, die aus 7 Gewichtsteilen Schwefelsäure vom spezifischen Gewicht 1,84, 3 Gewichtsteilen Salzsäure und 90 Gewichtsteilen Wasser eingetaucht wurden.
Beim Beispiel 24 wurde das Verfahren des Beispiels 22 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß die Platten aus rostbeständigem Stahl statt in eine 2prozentige Oxalsäure-Lösung von Raumtemperatur 5 Minuten in eine wäßrige Lösung von 8O0C eingetaucht wurden, die aus 23 Gewichtsteilen Schwefelsäure vom spezifischen Gewicht 1,84, 8 Gewichtsteilen Natriumdichromat und 69 Gewichtsteilen Wasser bestand.
Beim Beispiel 25 wurde das Verfahren des Beispiels 22 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß die rostbeständigen Slahlpiatten mit einer wäßrigen Lösung von 3 Gew.-% eines Oberflächenbehandlungspräparates behandelt wurden, das aus 50 Gew.-% Natriummetasilicat, 30 Gew.-% Natriumcarbonat, 7 Gew.-% Trinatriumphosphat und 13 Gew.-% Oleylpolyoxyäthylenäther mit einem Polymerisationsgrad des Äthylenoxids von 20 bis 30 bestand:
Die erhaltenen Verbundplatten wurden einer Schälprüfung bei einem Winkel von 180° unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 wiedergegeben.
Tabelle 6
Beispiel Schälfestigkeit
Nr. (kp/cm)
22 7,3
23 7,0
24 8,0
25 8,0
Aus Tabelle 5 kann gefolgert werden, daß die Oberflächenbehandlung nach Bezugsbeispiel 6 die Schälfestigkeit der Verbindungsschicht am wirksamsten erhöht
Beispiele 22-25
Beim Beispiel 22 wurde das Verfahren des Beispiels 21 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß die Aluminiumplatte in der gleichen Weise wie beim Bezugsbeispiel 6 oberflächenbehandelt und auch die Platten aus rostbeständigem Stahl durch 10 Minuten langes Eintauchen in eine wäßrige Lösung von 70° C aus 75 Gewichtsteilen Natriummetasilicat, 40 Gewichtstei-
Aus Tabelle 6 kann gefolgert werden, daß die Oberflächenbehandlungen der Platten aus rostbeständigem Stahl nach den Beispielen 24 und 25 zur Erhöhung der Schälfestigkeit der Verbindungsschicht wirksamer als die Behandlungsverfahren der Beispiele 22 und 23 sind.
Beispiele 26-28
In Beispiel 26 wurde eine Aluminiumplatte von 1,0 mm Dicke in der gleichen Weise wie beim Bezugsbeispiel 6 oberflächenbehandelt Zwei rostbeständige Stahlplatten von je 0,1 mm Dicke wurden in der gleichen Weise wie beim Beispiel 25 oberflächenbehandelt
Aus einer in vorstehender Weise behandelten Aluminiumplatte, zwei in vorstehender Weise vorbehandelten Platten aus rostbeständigem Stahl und zwei nach dem Verfahren des Beispiels 21 modifizierten Äthylen-Propylen-Block-Copolymerfolien wurde nach dem Verfahren des Beispiels 21 eine Verbundplatte hergestellt
Dann wurde das Verfahren des Beispiels 26 zweimal wiederholt, wobei Platten aus rostbeständigem Stahl mit einer Dicke von 0,2 mm {Beispiel 27) und 0,5 mm (Beispiel 28) verwendet wurden.
Die erhaltenen Verbundplatten wurden einer Schälprüfung bei einem Winkel von 180° unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 dargestellt
einer Schälprüfung bei einem Winkel von 180", die Verbundplatten der Beispiele 33 bis 36 sowie des Vergleichsbeispiels 4 noch einer Scherfestigkeitsprüfung unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 wiedergegeben.
Tabelle 8
Tabelle 7 Dicke der rostbeständigen Beispiele 29-36 Schälfestigkeit 10 Beispiel Dicke der Schälfestigkeit Scherfestigkeil
Slahlplatten Nr. modifizierten
(mm) (kp/cm) Polymerfolie
Beispiel (μπι) (kp/cm)
Nr. 0,1 8,0 15 (kp/cm")
0,2 9,6
0,5 16,0 29 30 5,5
30 50 8,0 —
26 31 100 10,0 -
27 20 32 350 12,0 -
28 33 30 — -
34 50 - 180
35 100 - 130
36 150 - 100
25 Vergleichs- 200 - 93
beispiel 4 85
digem Stahl von 0,1 mm Dicke in der gleichen Weise wie beim Beispiel 25 oberflächenbehandelt.
Eine Aluminiumplatte von 2,0 mm Dicke wurde in der gleichen Weise wie beim Bezugsbeispiel 6 oberflächenbehandelt
Das Verfahren des Beispiels 21 wurde wiederholt, wobei zwei Platten aus rostbeständigem Stahl und eine Aluminiumplatte, die in der vorstehend beschriebenen Weise oberflächenbehandelt worden waren, sowie zwei nach dem Verfahren des Beispiels 21 modifizierten Äthylen-Propylen-Block-Copolymerfolien verwendet wurden. Die Copolymerfolien hatten eine Dicke von 30μΐη. Es wurde eine Verbundplatte (CS-SS-I) hergestellt, bei der die Komponenten in folgender Reihenfolge angeordnet waren: Platte aus rostbeständigem Stahl (0,1 mm) — modifizierte Polymerfolie (30 μπι) — Aluminiumplatte (2,0 mm) — modifizierte Polymerfolie (30 μηι) — Platte aus rostbeständigem Stahl (0,1 mm).
Das Verfahren des Beispiels 29 wurde dreimal wiederholt, wobei modifizierte Äthylen-Propylen-Block-Copolymerfolien mit Dicken von 50 μπι (Beispiel 30), 100 μπι (Beispiel 31) und 150 μηι (Beispiel 32) verwendet wurden.
Beim Beispiel 33 wurde das Verfahren des Beispiels 29 wiederholt, wobei eine Platte aus rostbeständigem Stahl mit einer Dicke von 1,0 mm zur Herstellung einer Verbundplatte (GS-SS-2) verwendet wurde, bei der die einzelnen Platten in folgender Reihenfolge übereinander angeordnet waren: Platte aus rostbeständigem Stahl (1,0 mm) — modifizierte Polymerfolie (30μιη) — Aluminiumplatte (2,0 mm) — modifizierte Polymerfolie (30 μπι) — Platte aus rostbeständigem Stahl (1,0 mm).
Getrennt davon wurde das Verfahren des Beispiels 33 dreimal wiederholt, wobei modifizierte Äthylen-Propylen-Block-Copolymerfolien mit einer Dicke von 50 μηι (Beispiel 34), 100 μπι (Beispiel 35) und 150 μπι (Beispiel 36) verwendet wurden.
Zum Vergleich (Vergleichsbeispiel 4) wurde das Verfahren des Beispiels 33 wiederholt, wobei eine modifizierte Äthylen-Propylen-Block-Copolymerfolie mit einer Dicke von 200 μπι verwendet wurde.
Die Verbundpläüen der Beispiele 29 bis 32 würden
Beispiele 37-38
Beim Beispiel 37 wurde das Verfahren des Beispiels 21 wiederholt, wobei zwei Platten aus rostbeständigem Stahl von je 0,1 mm Dicke mit einer Oberflächengüte von 2 B in der gleichen Weise wie beim Beispiel 25 und eine Aluminiumplatte mit einer Dicke von 0,8 mm in der gleichen Weise wie beim Bezugsbeispiel 6 oberflächenbehandelt wurden.
Beim Beispiel 38 wurde das Verfahren des Beispiels 21 wiederholt, wobei zwei Platten aus rostbeständigem Stahl von je 0,1 mm Dicke mit einer Oberflächengüte von 2 D in der gleichen Weise wie beim Beispiel 25 und eine Aluminiumplatte von 0,8 mm Dicke in der gleichen Weise wie beim Bezugsbeispiel 6 oberflächenbehandelt wurden. Die erhaltenen Verbundplatten wurden zur Bestimmung der Zugfestigkeit und Bruchdehnung einer Zugfestigkeitsprüfung unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 9 wiedergegeben. Tabelle 9 zeigt ferner die Zugfestigkeitseigenschaften der bei den Beispielen verwendeten Platten aus rostbeständigem Stahl mit den
so Oberflächengüten 2 B und 2 D sowie der Aluminiumplatte.
Tabelle 9 Zug
festigkeit		 Bruch
dehnung
Beispiel
Nr.		 (kp/mm2) (%)
18,2 23
60 37 20,4 33
38 51,9 19
Platte aus rostbeständigem
Stahl, Oberflächengüte 2 B 		61,7 29
65 Platte aus rostbeständigem
Stahl, Oberflächengüte 2 D 		14,1 U
Aluminium plaiic 809 686/248
Beispiele 39-58
PP (9,0): Polypropylen mit einem Schmelzflußindex von 9,0.
PP(I1O): Polypropylen mit einem Schmelzflußindex von 1,0.
E(2) P (9,0): ein statistisches Copolymer mit 2 Gew.-% Äthylen, Rest Propylen, und einem Schmelzflußindex von 9,0.
E(8) P (3,0): ein Block-Copolymer mit 8 Gew.-% Äthylen, Rest Propylen, und einem Schmelzflußindex von 3,0.
E(8)P(l,0): ein Block-Copolymer mit 8 Gew.-% Äthylen, Rest Propylen, und einem Schmelzflußindex von 1,0.
E(7) P (3,0): ein Block-Copolymer mit 7 Gew.-% Äthylen, Rest Propylen, und einem Schmelzflußindex von 3,0.
E(7)P(0,08): ein Block-Copolymer mit 7 Gew.-% Äthylen, Rest Propylen, und einem Schmelzflußindex von 0,8.
MAPTMS: y-Methacryloxypropyltrimethoxysilan. VTES: Vinyltriäthoxysilan. TBPOB: tert-B-jtylperoxybenzoat. TBPOA: tert-Butylperoxyacetat. DCPO: Dicumenylperoxid.
a: eine Aluminiumplatte mit einer Dicke von
1,0 mm, in der gleichen Weise wie beim Bezugsbeispiel 4 oberflächenbehandelt.
a': eine Aluminiumplatte von 0,6 mm Dicke,
in der gleichen Weise wie beim Bezugsbeispiel 4 oberflächenbehandelt.
b: eine modifizierte Polymerfolie mit einer
Dicke von 50 μπι.
c: eine Platte aus rostbeständigem Stahl von
0,1 mm Dicke mit der Oberflächengüte 2 D, in der gleichen Weise wie beim Beispiel 23 oberflächenbehandeli.
Beim Beispiel 39 wurde das Verfahren des Beispiels 13 wiederholt, wobei anitelle des Äthylen-Propylen-Block-Copolymeren ein Homopolypropylen mit einem Schmelzflußindex von 9,0 verwendet wurde, das mit einer Modifizierungsmischung aus 0,5 Gewichtsteilen y-Methacryloxypropyltrimethoxysilan und 0,25 Gewichtsteilen tert-Butylperoxybenzoat modifiziert und zu einer Folie von 50 um Dicke verarbeitet worden war. Die Platten waren in folgender Reihenfolge übereinander angeordnet: Platte aus rostbeständigem Stahl — modifizierte Polypropylenfolie — Aluminiumplatte — modifizierte Polypropylenfolie — rostbeständige Stahlplatte. Sie wurden auf einer Formpresse 4 Minuten bei 210° mit einem Druck von 50 kp/cm2 zu einer Verbundplatte gepreßt.
Das Verfahren des Beispiels 39 wurde 19mal wiederholt, wobei, wie in Tabelle 10 angegeben, Verbindungsfolien verwendet wurden, die aus Polymeren bestanden, die mit Modifizierungsmischungen aus 0,5 Gewichtsteilen der in Tabelle 10 angegebenen organischen Silanverbindungen und 0,25 Gewichtsteilen der in Tabelle 10 angegebenen organischen Peroxiden modifiziert worden waren, und wobei die Metallplatten in der in Tabelle 10 angegebenen Reihenfolge aufeinandergelegt waren.
Die in Tabelle 10 verwendeten Symbole haben folgende Bedeutung:
eine Platte aus rostbeständigem Stahl von 0,1 mm Dicke mit der Oberflächengüte 2 B, in der gleichen Weise wie beim Beispiel 23 oberfiächenbehandelt
Tabelle 10 Organische Organi Aufbau
Beispiel Verbindungs Silanver- sches der Ver
Nr. polymer bindung Peroxid bundplatte
MAPTMS TBPOB c-b-a-b-c
39 PP (9,0) MAPTMS TBPOB d-b-a-b-d
40 PP (9,0) MAPTMS TBPOB c-b-a-b-c
41 E(2)P(9,0) MAPTMS TBPOB d-b-a-b-d
42 E(2)P(9,0) MAPTMS TBPOB c-b-a-b-c
43 E(8)P(3,0) MAPTMS TBPOB d-b-a-b-d
44 E(8)P(3,0) MAPTMS TBPOB c-b-a-b-c
45 E(8)P(l,0) MAPTMS TBPOB d-b-a-b-d
46 E(8)P(I,0) VTES TBPOB c-b-a-b-c
47 E(8)P(l,0) VTES TBPOB d-b-a-b-d
48 E(8)P(l,0) VTES DCPO c-b-a-b-c
49 PP (9,0) VTES DCPO c-b-a'-b-ΐ
50 PP (9,0) VTES DCPO c-b-a-b-c
51 PP (1,0) VTES DCPO c-b-a'-b-c
52 PP(I5O) VTES DCPO c-b-a-b-c
53 E(2)P(9,0) VTES DCPO c-b-a'-b-c
54 E(2)P(9,0) MAPTMS TBPOA c-b-a-b-c
55 E(7)P(3,O) MAPTMS TBPOA c-b-a'-b-c
56 E(7)P(3,O) MAPTMS TBPOA c-b-a-b-c
57 E(7)P(0,8) MAPTMS TBPOA c-b-a'-b-c
58 E(7)P(O,8)
Aus jeder der erhaltenen Verbundplatten wurde ein
rechteckiger Prüfkörper von 12,5 mm Breite und 150 mm Länge hergestellt. Die Prüfkörper wurden einer Torsionsschälprüfung unterworfen, bei der die Prüfkörper an einem Ende eingespannt und am anderen Ende um einen Winkel von 180° verdreht wurden. Trotz der Verdrehung wurde bei keinem der Prüfkörper eine Ablösung der miteinander verbundenen Platten beobachtet.
Mit den nachstehend beschriebenen Versuchen wurde die Haftfestigkeit von Verbundplatten aus einer Aluminiumplatte und einer Platte aus rostbeständigem Stahl geprüft, die durch eine Zwischenschicht aus einem Polymeren miteinander verbunden waren. Dabei wurden einmal Verbundplatten, die nach dem Verfahren der Erfindung, und zum anderen Verbundplatten, die nach bekannten Verfahren hergestellt worden waren, verwendet.
Versuch 1 Verbundplatte nach dem Verfahren der Erfindung
Durch Copolymerisation und Propylen und 8 Gew.-% Äthylen wurde ein feinverteiltes Äthylen-Propylen-Blockcopolymerisat mit einem Schmelzindex von 1,0 und einem Schmelzpunkt von 162°C hergestellt. 100
Gewichtsteile des Äthylen-Propylen-Blockcopolymerisates wurden gleichmäßig mit 0,5 Gewichtsteilen y-Methacryloxypropyl-trimethoxysilan und 0,25 Gewichtsteilen tert.-Butylperoxybenzoat gemischt. Die Mischung wurde in einen Extruder gegeben, 5 Minuten bei einer Temperatur von 2300C geschmolzen und dann extrudiert, wobei die aus der Düse austretenden Stränge zu Granulat von 2 mm Durchmesser und 3 mm Länge geschninen wurden. 100 Gewichtsteilc des Granulats
aus dem modifizierten Blockcopolymerisat wurden gleichmäßig mit 0,1 Gewichtsteil Tetrakis-[Methylen-3-(3,5-di-tert>buryl-4-hydroxyphenyl)-propionat]-methan gemischt Das Gemisch wurde in einen Folienextruder mit einer T-Düse gefüllt, darin bei einer Temperatur von 240° C geschmolzen und dann durch die T-Düse zu einer Folie mit einer durchschnittlichen Dicke von 100 μπι extrudiert
Zwei Aluminiumplatten von 1,0 mm Dicke wurden durch Eintauchen in eine wäßrige Lösung von 1,0 Gew.-% eines Entfettungsmittels, das aus 55 Gew.-% Natriummetastlicat, 20 Gew.-% Trinatriumphosphat, 20 Gew.-% Natriumtripolyphosphat und 5 Gew.-% Oleylpolyoxyäthylen-äther mit einem Polymerisationsgrad der Polyoxyäthylen-Einheit von 20-30 bestand, 15 Sekunden bei 50° C entfettet Danach wurden die Aluminiumplatten mit Wasser gewaschen und getrocknet
Getrennt davon wurden zwei Platten aus rostbeständigem Stahl mit einer Dicke von 0,1 bzw. 0,3 mm durch Eintauchen in eine wäßrige Lösung von 3 Gew.-% eines Entfettungsmittels, das aus 50 Gew.-% Natriummetasilicat, 7 Gew.-% Trinatriumphosphat 30 Gew.-°/o Natriumcarbonat und 13 Gew.-% Oleyl-polyoxyäthylen-äther mit einem Polymerisationsgrad der Polyoxyäthylen-Einheit von 20-30 bestand, 60 Sekunden bei einer Temperatur von 80° C entfettet Die so entfetteten Platten aus rostbeständigem Stahl wurden mit Wasser gewaschen und getrocknet
Die Folie aus dem Blockcopolymerisat wurde auf die entfettete Aluminiumplatte gelegt, und die 0,1 mm dicke entfettete Platte aus rostbeständigem Stahl wurde auf die Folie aus dem Blockcopolymerisat gelegt Die aufeinandergelegten Platten wurden dann in einer Formpresse 3 Minuten bei einer Temperatur von 200° C mit einem Druck von 50 bar zu einer Verbundplatte gepreßt Die Verbundplatte wurde unter Druck abgekühlt, indem Wasser durch Platten der Presse geleitet wurde. Die so erhaltene Verbundplatte hatte bei einem Schälwinkel von 180° eine Schälfestigkeit von 10,0 kp/cm, die durch Abschälen der 0,1 mm dicken rostbeständigen Stahlplatte von der Verbindungsfolie nach dem Prüfverfahren ASTM-D-903 bestimmt wurde. Aus der Verbundplatte wurden Prüfkörper von 12,5 mm Breite und 150 mm Länge geschnitten und einem Torsionsschältest unterworfen, bei dem ein Ende des Prüfkörpers eingespannt und das andere um einen Winkel von 180° verdreht wurde. Trotz der Verdrehung trat keine Trennung der miteinander verbundenen Platten ein.
Eine andere Folie aus dem Blockcopolymerisat wurde auf die andere entfettete Aluminiumplatte gelegt und die 0,3 mm dicke Platte aus rostbeständigem Stahl wurde auf die Folie aus dem Blockcopolymerisat gelegt Sodann wurden die Platten in der vorstehend beschriebenen Weise durch Erhitzen und Pressen miteinander verbunden. Die erhaltene Verbundplatte hatte beim Abschälen der Platte aus rostbeständigem Stahl von der Verbindungsfolie unter einem Schälwinkel von 180° eine Schälfestigkeit von 14,0 kp/cm. Proben
ι ο aus der Verbundplatte bestanden auch den Torsions test
Versuch 2
Verbundplatte nach dem Verfahren der deutschen
Offenlegungsschrift 14 94 260
Das Verfahren des Versuchs 1 wurde wiederholt wobei anstelle der 0,5 Gewichtsteile y-Methacryloxypropyl-trimethoxysilan 0,5 Gewichtsteile Phthalsäureanhydrid verwendet wurde.
Die erhaltene Verbundplatte aus einer Aluminiuniplatte und einer 0,1 mm dicken Platte aus rostbeständigem Stahl hatte nur eine geringe Schälfestigkeit: 1,4 kp/cm bei einem Schälwinkel von 180°.
Auch die andere Verbundplatte aus einer Aluminiumplatte und einer 03 mm dicken Platte aus rostbeständigem Stahl hatte nur eine geringe Schälfestigkeit: 1,9 kp/cm bei einem Schälwinkel von 180°.
Versuch 3
Verbundplatte nach dem Verfahren der deutschen
Offenlegungsschrift 17 19 112 (Auszug)
Das Verfahren des Versuchs 1 wurde wiederholt,
wobei anstelle der 0,5 Gewichtsteile y-Methacryloxypropyl-trimethoxysilan und der 0,25 Gewichtsteile tert-Butylperoxybenzoat 0,5 Gewichtsteile Vinyl-tris-(tert-butylperoxy)-silan verwendet wurde.
Die mit einer 0,1 mm dicken Platte aus rostbeständigem Stahl erhaltene Verbundplatte hatte nur eine sehr geringe Schälfestigkeit von 3,6 kp/cm bei einem Schälwinkel von 180°.
Auch die mit der 03 mm dicken Platte aus rostbeständigem Stahl erhaltene Verbundplatte zeigte nur eine geringe Schälfestigkeit von 6,5 kp/cm bei einem Schälwinkel von 180°.
Die Vergleichsversuche zeigen, daß die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Verbundplatten eine wesentlich höhere Haftfestigkeit haben als die nach bekannten Verfahren erhältlichen Verbundplatten.

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung einer Verbundplatte aus mindestens einer Aluminium- und mindestens einer Platte aus rostbeständigem Stahl, bei dem zwischen der mindestens einen Aluminiumplatte und der mindestens einen Platte aus rostbeständigem Stahl mindestens eine Verbindungsschicht aus einem organischen Polymeren angeordnet wird und die aufeinandergelegten Platten bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Polymeren zusammengepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß als verbindendes organisches Polymer ein isotaktisches Propylenpolymerisat verwendet wird, das mit einem Gemisch aus 0,2 bis 5,0% einer organischen Silanverbindung der allgemeinen Formel
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