DE2409567B2 - Verfahren zur Herstellung einer Verbundplane - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer VerbundplaneInfo
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Description
—(Rj),- Si =
modifiziert worden ist, in dem die organische Silanverbindung und das organische Peroxid in
einem Gewichtsverhältnis von 100:20 bis 80 zugegen sind.
in der Ri Wasserstoff oder ein Alkylradikal mit 1 bis
4 Kohlenstoffatomen, Ri ein Alkylenradikal mit 1 bis
10 Kohlenstoffatomen, R3 ein Alkoxyradikal mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, ein Acyloxylradikal mit 2
bis 5 Kohlenstoffatomen, Halogen oder eine Gruppe der Formel ^O—R4-O-Rsbedeuten,worin R4 ein
Alkylenradikal mit I bis 3 Kohlenstoffatomen und R5
ein Alkylradikal mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen sind, und worin m und π 0 oder 1 sind, und b) ein
organisches Peroxid modifiziert worden ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Propylenpolymer verwendet wird,
das mit einem Gemisch aus einer organischen Silanverbindung und einem organischen Peroxid
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundplatte aus mindestens einer Platte aus
Kohlenstoffstahl und mindestens einer Platte aus einem korrosionsbeständigeren Metall, bei dem zwischen der
mindestens einen Platte aus Kohlenstoffstahl und der mindestens einen Platte aus korrosionsbec; madigerem
Metall eine Verbindungsschicht aus einem organischen Polymeren angeordnet und die aufeinandergelegten
Platten bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des organischen Polymeren zusammengepreßt
werden.
Wegen, seines mäßigen Preises sowie seiner guten mechanischen und elektrischen Eigenschaften wird auf
zahlreichen Gebieten der Technik Kohlenstoffstahl eingesetzt Wenn jedoch Kohlenstoffstahl ohne Oberflächenschutz
verwendet wird, rostet er rasch unter Einwirkung des Luftsauerstoffs und der Luftfeuchtigkeit
oder wird durch Chemikalien, wie Säuren und Oxydationsmittel, korrodiert Dies ist ein großer
Nachteil des Kohlenstoffstahls.
Um Rostbildung oder Korrosion zu verhindern, wird Kohlenstoffstahl manchmal durch nichtrostenden Stahl
ersetzt Nichtrostender Stahl ist jedoch sehr teuer und kann daher nur für Sonderaufgaben eingesetzt werden.
Es sind deshalb verschiedene Methoden zur Verbesserung der Beständigkeit des Kohlenstoffstahls gegen
Rosten und Korrosion entwickelt worden. Beispielsweise kann er auf galvanischem Wege mit einem
MetallOberzug aus Zink, Kupfer oder Nickel beschichtet
werden. Auch gibt es Heißtauchverfahren, bei denen der Kohlenstoffstahl in ein Bad aus geschmolzenem Zink,
Zinn oder Blei eingetaucht wird. Ferner sind Metallspritzverfahren
bekannt, bei denen ein geschmolzenes Metall, wie Zink, Zinn oder Blei, mit Druckluft auf den
Kohlenstoffstahl aufgespritzt wird. Zu dem gleichen Zweck kann der Kohlenstoffstahl auch mit einer dünnen
Umwandlungsschicht überzogen werden, die gegen Rosten beständig ist und beispielsweise aus Eisen(ll.IlI)-
ΐο Oxid (Fe3O4) oder einem Phosphat besteht
Manchmal wird Kohlenstoffstahl auch durch Schmelztauchen mit Aluminium überzogen. Wenn bei
diesem Verfahren der Kohlenstoffstahl an der Oberfläche mit einer Eisenoxidschicht bedeckt ist und in das
5; Bad aus geschmolzenem Aluminium eingetaucht wird,
bildet sich an der Oberfläche des Kohlenstoffstahls eine Aluminiumoxidschicht. Diese.Aluminiumoxidschicht behindert
die feste Bindung der Aluminiumschicht auf dem Kohlenstoffstahl. Um eine zuverlässige Bindung des
Aluminiums zu erzielen, muß der mit einer Eisenoxidschicht bedeckte Kohlenstoffstahl zuvor verzinkt oder
verzinnt oder mit einem speziellen Oberflächenbehandlungsmittel bearbeitet werden. Ferner führt bei der
obengenannten Methode der direkte Kontakt des Kohlenstoffstahls mit dem geschmolzenen Aluminium
zur Bildung einer Aluminium-Eisen-Legierungsschicht an der Grenzfläche zwischen der Aluminiumschicht und
dem Kohlenstoffstahl. Die so gebildete Legierungs-
schicht ist sehr spröde, was bei der Weiterverarbeitung
des beschichteten Kohlenstoffstahls zu Schwierigkeiten führt
Poch selbst wenn der Kohlenstoffstahl nach einer der
obengenannten Methoden mit einer Schutzschicht versehen wird, ist die Rost- und Korrosionsbeständigkeit
des beschichteten Materials erheblich geringer als diejenige von nichtrostendem StahL
Kürzlich ist eine Methode zum Plattieren von Kohlenstoffstahl mit rostbeständigem Stahl, Kupfer,
Nickel oder Aluminium durch Gießen oder Pressen entwickelt worden. Das nach diesem Verfahren
hergestellte plattierte Material hat jedoch den Nachteil, daß bei der Weiterverarbeitung des plattierten Materials
die Plattierungswerkstoffe sich an der Verbindungsfläche ablösen. Ferner hat das plattierte Metall
den Nachteil, daß an den Endteflen, wo die beiden
verschiedenartigen Metalle miteinander in Berührung kommen, leicht galvanische Korrosion eintritt
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1494260 ist
auch ein Überzugs- und Bindemittei fmr Metallkörper bekannt, das durch Pfropfpolymerisation eines zuvor
ozonisierten Polyolefins erhalten wird Zur Bildung der
Seitenketten werden bei der Pfropfpolymerisation Carbonsäuren oder Carbonsäureanhydride mit mindestens
einer Doppelbindung oder andere Monomere mit mindestens einer Doppelbindung verwendet Mit
diesem Bindemittel hergestellte Verbundplatten haben jedoch nur eine geringe Schälfestigkeit
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren zur Herstellung einer Verbundplatte anzugeben,
die aus mindestens einer Platte aus Kohlenstoffstahl und mindestens einer Platte aus hochrostbeständigem
Metall besteht, öle durcfe einea isolierenden
polymeren Kleber fest miteinander verbunden sind.
ErfifldungsgemäB wird diese Aufgabe bei 'einem
Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß als organisches Polymer ein isotaktisches Propylenpolymer
verwendet wird, das mit einem Gemisch aus 0,2 bis 5,0 Gew.-% einer organischen Silanverbindung und
0,1 bis 3,0 Gew.-% eines organischen Peroxids, jeweils
bezogen auf das Gewicht des isotaktischen Propylenpo
lymeren, bei einer Temperatur von 180 bis 250° C modifiziert worden ist
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird also die Kohlenstoffstahfplatte durch das modifizierte
isotaktische Propylenpofymere mit der hochrostbeständigen
Metallplatte verbunden, wodurch ein wirksamer Schutz der Kohlenstoffstahlplatte gegen
Rosten und Korrosion erzielt wird. Die erhaltene Verbundplatte hat eine ausgezeichnete Beständigkeit
gegen galvanische Korrosion, da die Schicht aus modifiziertem isotaktischen Propylenpolymer die beiden
verschiedenartigen Metalle gegeneinander isoliert und ihre direkte Berührung verhindert
Verfahren zur Herstellung von modifizierten isotaktischen Propylenpolymeren, die für den Einsatz bei dem
Verfahren der Erfindung geeignet sind, werden weiter unten beschrieben.
Ein isotaktisches Propylenpolymer wird mit einer organischen Silanverbindung und einem organischen
Peroxid bei einer Temperatur gemischt, bei der noch keine thermische Zersetzung des organischen Peroxids
eintritt. Die Mischung wird geschmolzen und auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des isotaktischen
Propylenpolymeren, vorzugsweise auf 180 bis 25O0C, lange genug erhitzt, um das isotaktische
Propyienpolymere zu modifizieren. Wenn das Gemisch bei einer Temperatur unterhalb 180" C geschmolzen
wird, verläuft die Modifizierungsreaktion bei dem isotaktischen Propylenpolymeren unvollständig, so daß
das erhaltene modifizierte isotaktische Propylenpolymere
eine schlechte Haftung an der Kohlenstoffstahlplatte und der Platte aus rostbeständigem Stahl zeig*, 1st
die Modifizierungstemperatur höher als 2500C, zersetzt
ίο sich das isotaktische Propyienpolymere bei der Modifizierungsreaktion,
und das erhaltene Produkt hat ebenfalls schlechte Haftungseigenschaften. Eine einfache
Arbeitsweise besteht darin, die Mischung in einen Extruder zu füllen, sie zum Schmelzen auf die
obengenannte Temperatur zu erhitzen und die Schmelze dann durch eine Strangpreßdüse zu extrudieren. Die
extrudierte Schmelze wird durch Abkühlen verfestigt
Ein für das Verfahren der vorliegenden Erfindung geeignetes isotaktisches Propylenpolymer kann aus den
isotaktischen Homopolypropylen, statistischen oder Biock-Copoiymeren mit höchstens 15 Gew.-% mindestens
eines anderen Olefins als Propylen, z. B. Äthylen oder Buten-1, Rest Propylen, Mischungen mit höchstens
15 Gew.-% mindestens eines Polymeren eines anderen Olefins als Propylen, Rest isotaktisches,Polypropylen
sowie Mischungen von zwei oder mehreren der obengenannten Polymere und Mischungen bestehen.
Die isotaktischen Propyienpolymere sollen vorzugsweise keine Zusatzstoffe enthalten, die beim Modifizieren
der isotaktischen Propyienpolymere durch das organische Peroxid zersetzt werden und eine unerwünschte
Verfärbung sowie einen unangenehmen Geruch verursachen.
Die zur Herstellung der modifizierten isotaktischen Propyienpolymere geeigneten organischen Silanverbindungen haben die Formel
Die zur Herstellung der modifizierten isotaktischen Propyienpolymere geeigneten organischen Silanverbindungen haben die Formel
CH2=C-
C-O
-(Rj)n-Si = (R3),
worin bedeuten:. Ri Wasserstoff oder ein Alkylradikal
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R2 ein geradkettiges Alkylenradikal mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen; R3 ein
Alkoxyradikal mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, ein
so Acyloxylradikal mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen, Halogen oder eine Gruppe der Formel — O— R*—O—R5, worin
Rt ein Alkylenradikal mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und Rs ein Alkylradikal mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen
bedeuten; und Λ/undπ 0 oder 1,
Die organische Silanverbindung kann unter folgenden Verbindungen ausgewählt werden:
Vinyltriäthoxysilan,
Vinyltriacetyloxysiian,
Vinyltriacetyloxysiian,
Vinyltri-(/?-methoxyäthoxy)-silan,
y-Acryloxypropyltrichlorsilan,
y-Methacryloxypropyltrichlorsilan,
y-Acryloxypropyltrimethoxysilan,
μ y-Methacryloxypropyltrimethoxysilan,
μ y-Methacryloxypropyltrimethoxysilan,
Acryloxypentamethylentrichlorsilan,
Acryloxypentamethylentrimethoxysilan sowie
Mischungen der obengenannten Verbindungen.
Die organische Silanverbindung wird in einer Menge von 0,2 bis 5,0%, vorzugsweise von 0,2 bis 2£%,
bezogen auf das Gewicht des isotaktischen Propylenpolymeren zugemischt.
Die für die Herstellung der modifizierten isotaktischen Propylenpolymere geeigneten organischen Peroxide
haben vorzugsweise eine 1-Minuten-Halbwertszeit-Temperatur von etwa 160 bis etwa 249° C (das ist
die Temperatur, bei der die Halbwertszeit des Peroxids eine Minute beträgt). Das organische Peroxid kann
unter folgenden Verbindungen ausgewählt werden:
tert-Butylperoxyisopropylcarbonat
Di-tert-butyldiperoxyphthalat,
teit-Butylperoxyacetat
2,5-Dimetnyl-2£-di(benzoylperoxy)-hexan,
tert-Butylperoxylaurat,
tert-Butylperoxymaleinsäure,
tert-Butylperoxybenzoat,
Methyläthylketonperoxid, Dicumylperoxid,
Cyclohexanonperoxid.tert-Butylcuirylpenwid
und Mischungen der obengenannten Verbindungen.
Di-tert-butyldiperoxyphthalat,
teit-Butylperoxyacetat
2,5-Dimetnyl-2£-di(benzoylperoxy)-hexan,
tert-Butylperoxylaurat,
tert-Butylperoxymaleinsäure,
tert-Butylperoxybenzoat,
Methyläthylketonperoxid, Dicumylperoxid,
Cyclohexanonperoxid.tert-Butylcuirylpenwid
und Mischungen der obengenannten Verbindungen.
Die Menge des mit dem isotaktischen Propylenpolymeren
zu mischenden organischen Peroxids hängt von der Art und dem Schmelzflußindex des nichtmodifizierten
isotaktischen Propylenpoiymeren und dem Schmelzflußindex des herzustellenden modifizierten
isotaktischen Propylenpoiymeren 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 damit zu mischenden isotaktischen
Propylenpoiymeren, zugegeben.
Vorzugsweise wird das organische Peroxid bei der Herstellung des modifizierten isotaktischen Propylenpoiymeren
vollständig zersetzt. Falls ein Teil des organischen Peroxids in dem modifizierten isotaktischen
Propylenpoiymeren zurückbleibt, verursacht es eine Zersetzung des nichtmodifizierten isotaktischen
Propylenpoiymeren und der später mit dem modifizierten Polymeren zu vermischenden Zusatzstoffe.
Ferner ist es zweckmäßig, daß die Menge des mit dem isotaktischen Propylenpoiymeren vermischten organischen
Peroxids 20 bis 80 Gew.-% der organischen Silanverbindung beträgt
Falls die mit dem isotaktischen Propylenpolymer zu mischende organische Silanverbindung und das Peroxid
jeweils in Mengen unterhalb der oben angegebenen unteren Grenzen zugegen sind, verlaufen die Reaktionen
zwischen dem isotaktischen Propylenpolymer sowie der organischen Silanverbindung und dem
organischen Peroxid unvollständig. Die Fähigkeit des modifizierten isotaktischen Propylenpoiymeren, die
Kohlenstoffstahlplatte mit der rostbeständigen Metallplatte zu verbinden, ist dann ungenügend.
Wenn andererseits die Mengen der organischen Silanverbindung und des Peroxids größer als die oben
angegebenen oberen Grenzen sind, wird keine weitere Steigerung der Bindefähigkeit des modifizierten isotaktischen
Propylenpoiymeren erzielt Außerdem führen übermäßige Mengen der organischen Silanverbindung
zu dem erhaltenen modifizierten isotaktischen Propylenpoiymeren zur Bildung eines Gels, das aus einem
Zwischenpolviner der organischen Silanverbindung selbst besteht. Dieses Gel verursacht eine Verminderung
der BindefähiiXeit des erhaltenen modifizierten isotaklischen Propylenpoiymeren. Ferner führt eine
unverhältnismäßig große Menge des organischen Peroxids zu einem übermäßig großen Schmelzfiußindex
des erhaltenen modifizierten isotaktischen Propylenpoiymeren. Dieser hohe Schmelzflußindex bringt Schwierigkeiten
bei der Bildung eines dünnen Films aus dem modifizierten isotaktischen Propylenpoiymeren mit
sich.
Das nach der oben im einzelnen beschriebenen
Methode hergestellte modifizierte isotaktische Propy-
to lenpolymer hat einen Schmelzfiußindex von 120 oder
weniger und kann mit einer kleinen Menge herkömmlicher Zuschlagstoffe, beispielsweise Oxydationsschutzmitteln,
Weichmachern, Farbstoffen usw., gemischt
werden. Falls das modifizierte isotaktische Propylenpo-
lymer einen zu hohen Schmelzflußindex hat z. B. höher
als 120, und es sich als schwierig; erweist daraus einen
dünnen Film zu bilden, kann es mit einem nichtmodifizierteu
isotaktischen PropylenpoJymeren in einer Menge von 50% oder weniger, bezogen auf das
Gewicht der modifizierten Komponente, gemischt werden, um den Schmelzfiußindex iu erniedrigen. Das
modifizierte isotaktische Propylenpolymer kann auf mechanischem Wege, z. B. in einer Mühle, tu feinen
Teilchen von einer Korngröße entsprechend einer Ma'chenweite von weniger als etwa 10 Maschen
vermählen oder durch Extrusion durch eine T-Foliendüse
oder auf einer Folienblasanlage zu einer dünnen Folie von etwa 30 bis 150 um verarbeitet werden. Pulver und
Film aus dem modifizierten isotaktischen Propylenpolymer haben eine ausgezeichnete Fähigkeit die Platten
aus Kohlenstoffstahl und rostbeständigem Metall miteinander zu verbinden. Vorzugsweise beträgt die
zwischen den Platten aufgebrachte Menge an modifiziertem isotaktischem Propylenpolymer 0,003 bis
0,02 g/cm2.
Eine für das Verfahren der vorliegenden Erfindung geeignete Platte aus Kohlenstoffstahl kann aus marktgängigen
Kohlenstoffstahlplatten ausgewählt werden.
Eine für das Verfahren der Erfindung geeignete Platte aus hochrostbeständigem Metall kann eine herkömmliehe Aluminiumplatte, Magnesiumfette, Zinkplatte, aus Platten der vorgenannten Metalle mit aufgetragener Rostschutzschicht, einer Kupferplatte, Titanplatte, Chromplatte, Nickelplatte, Platten aus Legierungen der vorgenannten Metalle oder einer Edelstahlplatte bestehen. Die Dicke der Platten ist prinzipiell unbegrenzt; praktisch wird die Dicke der hergestellten Verbundplatte nur durch die Erfordernisse der Nachbearbeitung, wie Biegen oder Tiefziehen, begrenzt. Im aligemeinen hat die Kohlenstoffstahlplatte eine Dicke von etwa 0,2 bis 5 nun und die Platte aus rostbeständigem Metall eine solche von 0,05 bis 2,0 mm.
Eine für das Verfahren der Erfindung geeignete Platte aus hochrostbeständigem Metall kann eine herkömmliehe Aluminiumplatte, Magnesiumfette, Zinkplatte, aus Platten der vorgenannten Metalle mit aufgetragener Rostschutzschicht, einer Kupferplatte, Titanplatte, Chromplatte, Nickelplatte, Platten aus Legierungen der vorgenannten Metalle oder einer Edelstahlplatte bestehen. Die Dicke der Platten ist prinzipiell unbegrenzt; praktisch wird die Dicke der hergestellten Verbundplatte nur durch die Erfordernisse der Nachbearbeitung, wie Biegen oder Tiefziehen, begrenzt. Im aligemeinen hat die Kohlenstoffstahlplatte eine Dicke von etwa 0,2 bis 5 nun und die Platte aus rostbeständigem Metall eine solche von 0,05 bis 2,0 mm.
In der Regel können handelsübliche Kohlenstoffstahlplatten und Platten aus rostbeständigem Metall bei dem
Verfahren der Erfindung verwendet werden. Die Oberflächen dieser handelsüblichen Platten sind im
allgemeinen mit Fett verunreinigt Deshalb ist es zweckmäßig die Oberfläche der für das Verfahren
verwendeten blatten vorher zu entfetten und zu reinigen.
Falls die Oberfläche der Kohlenstoffstahlplatte rostig ist muß der Rost durch Abstrahlen mit Sand, Schleifen,
Schwabbeln mit einem Polierpulver wie Carborandam. Alandam oder Natriumtripolyphosphat oder durch eine
chemische Beh&fidlung mit einer Mineralsäurelösung
entfernt werden. Fett auf nichtrostigen Oberflächen der Kohlenstoffstahlplatte kann durch Eintauchen der
Platte in eine wäßrige Lösung, die 03 bis r>
Gew.-%
eines handelsüblichen Entfettungsmittels, das aus alkalischen Natriumsalzen, beispielsweise Natriumcarbonat,
Natriummetasilicat, Natriumpyrophosphat und Natriumtripolyphosphat sowie oberflächenaktiven Mitteln
besteht. Waschen mit Wasser und anschließendes Trocknen entfernt werden. Die Kohlenstoffstahlplatte
kann auch durch Lösen des Fettes mit einem organischen Lösungsmittel, beispielsweise Aceton,
Trichloräthylen oder Perchloräthylen, oder durch Verseifen des Fettes mit einer wäßrigen alkalischen
Lösung, beispielsweise Natriummetasilicat, Natriumpyrophosphat und Natriumhydroxid, und anschließendes
Behandeln mit einer wäßrigen Säurelösurig, beispielsweise 3- bis 5%iger Schwefelsäure, 10- bis 15%iger
Salzsäure oder 15- bis 20%iger Phosphorsäure, π
Neutralisieren mit einer verdünnten wäßrigen Alkalilösung, Spülen mit Wasser und Trocknen gereinigt
werden. Die gereinigte Kohlenstoffstahlplatte kann weiter mit einer 0,5- bis 3"/bigen wäßrigen üxaisaureiosung
behandelt, mit Wasser gewaschen und dann mit einer wäßrigen Lösung behandelt werden, die 0,1 bis 0,5
Gew.-°/o Chromtrioxid enthält.
Bei Verwendung einer Platte aus rostbeständigem Stahl ist es zweckmäßig, diese in vorerwähnter Weise
mit einem handelsüblichen Entfettungsmittel zu behan- :>
dein. Die rostbeständige Stahlplatte kann auch durch Entfetten mit einem organischen Lösungsmittel oder
Verseifen des Fettes mit einer alkalischen wäßrigen Lösung gereinigt, mit einer einen Korrosionsinhibitor
enthaltenden wäßrigen Lösung von Salpetersäure und jo
Flußsäure oder Salzsäure, Salpetersäure und Schwefelsäure behandelt, danach in eine wäßrige Lösung von
Oxalsäure eingetaucht, mit Wasser gewaschen und anschließend getrocknet werden.
Platten aus anderen rostbeständigen Metallen können durch Behandlung mit einer wäßrigen Lösung eines
handelsüblichen Entfettungsmittels, einem organischen Lösungsmittel oder einer wäßrigen alkalischen Lösung
in der oben angegebenen Weise entfettet werden. Platten aus anderen rostbeständigen Metallen als
Edelstahl können weiter mit einer wäßrigen Lösung von 10 bis 25 Gew.-°/o Schwefelsäure und 5 bis 8 Gew.-%
Natriumdichromat gereinigt, mit einer verdünnten wäßrigen Alkalilösung neutralisiert und mit Wasser
gewaschen werden. Die so gereinigte Metallplatte kann 4".
in eine wäßrige Lösung von 0,5 bis 3 Gew.-% Oxalsäure eingetaucht, mit Wasser gewaschen und dann getrocknet
werden. Das Pulver oder der Film aus dem modifizierten isotaktischen Propylenpolymer wird zwischen
die aufeinandergelegten Platten aus Kohlenstoffstahl und rostbeständigem Metall eingebettet, und die
aufeinandergelegten Platten werden dann bei einer Temperatur gepreßt, die höher als der Schmelzpunkt
des modifizierten isotaktischen Propylenpolymeren ist.
Auf diese Weise wird eine Verbundplatte hergestellt Andererseits können auch zwei Platten aus rostbeständigem
Metall mit beiden Oberflächen der Kohlenstoffstahlplatte durch Schichten aus dem modifizierten
isotaktischen Propylenpolymer verbunden werden. Bei dieser Verbundplatte sind beide Oberflächen der
Kohlenstoffstahlplatte mit Platten des rostbeständigen Metalls bedeckt. Bei dem Verfahren gemäß der
Erfindung wird die Verbindung der aufeinandergelegten Platten im allgemeinen durch Pressen derselben mit
einem Druck von 3 bis 100 kp/cm2 bei einer Temperatur von etwa 170 bis 240° C, vorzugsweise 190 bis 220° C,
während einer Zeitspanne von 5 Sekunden bis 5 Minuten bewirkt.
Der Preßvorgang kann in einer herkömmlichen Heißpresse, beispielsweise einer Formpresse oder einer
Walzenpresse, ausgeführt werden.
Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Verbundplatten zeigen die nachstehend aufgeführten
Vorteile:
1. Die Verbundplatten können z. B. durch Biegen oder
Tiefziehen zu jeder gewünschten Form verarbeitet werden, ohne daß sich die verbundenen Platten
voneinander abschälen, da die Verbindungsschicht aus modifiziertem isotaktischen Propylenpolymer
einer Dehnung oder Verkürzung der Platten bei der Weiterverarbeitung hinreichend folgen kann.
2. Auch nach der Weiterverarbeitung bleiben die Verbundplatten durch die Zwischenschicht aus dem
modifizierten isotaktischen Propylenpolymer fest verbunden.
3. An den Endteiien der Verbundplatten kann es nicht
zur galvanischen Korrosion kommen, da die Platten aus den verschiedenartigen Metallen durch
das isolierende Eigenschaften aufweisende modifizierte isotaktische Propylenpolymer getrennt sind.
Bei herkömmlichen plattierten Metallwerkstoffen kommt es dagegen häufig zur galvanischen
Korrosion, da hier die verschiedenartigen Metalle einander direkt berühren.
4. Die Ko!.<«nstoffstahlplatte ist fest mit der Aluminiumplatte
verbunden, ohne daß zuvor eine galvanische Zink-, Zinn- oder Bleischicht oder eine andere
Spezialschicht aufgetragen werder. muß.
Anhand der folgenden Beispiele wird das Verfahren der Erfindung weiter erläutert.
Bei den Beispielen wurde die Schmelzflußgeschwindigkeit der Polymere nach der ASTM-D 1238 bestimmt.
Die Festigkeit der verbundenen Platten gegen Abschälen unter einem Winkel von 180° wurde nach der
ASTM-Methode D-903 und die Beständigkeit der verbundenen Platten gegen T-Abschälen wurde nach
der T-Abschälprüfmethode ASTM-D-1876 bestimmt. Ferner wurde die Scherfestigkeit der Verbundplatte
nach der ASTM-Methode D-1002 und die Zugfestigkeit der Verbundplatte nach der japanischen Industrienorm
Z-2241 unter Verwendung eines Prüfkörpers vom Typ 5,
hergestellt nach der japanischen Industrienorm Z-2201, gemessen.
Zur Herstellung der Verbundplatten wurden in den Beispielen folgende Platten verwendet:
Platte aus handelsüblichem kaltgezogenem Kohlenstoffstahl
Platte aus handelsüblichem kaltgezogenem rostbeständigem Stahl
Handelsübliche Zinkplatte mit einer Qualität entsprechend JIS, H-4311
Handelsübliche
H-4600
H-4600
IO
f<Ach folgenden Methoden wurden vier modifizierte
Äthylen-Propylen-Block-Copolymere in Form feiner
Teilchen hergestellt.
Als Ausgangsmaterial wurde ein feinverteiltes Äthylen-Propylen-Block-CopoIymer
mit einem Schmelzflußindex (MI) von 1,0 verwendet, das etwa 8 Gew.-% copolymerisiertes Äthylen und als Rest copolymerisiertes
Propylen enthielt.
Durch Auflösen von I Gew.-Teil y-Methacryloxypropyl-Trimethoxy-Silan
als organischer Silanverbindung und den in Tabelle 1 angegebenen Teilen tert.-Butylperroxybenzoat
als organischem Peroxid in 100 Gew.-Teilen Chloroform wurden vier Modifizierungslö- ?n
sungcn hergestellt. Jede Modifizierungslösung wurde gleichmäßig mit 100 Gew.-Teilen des Äthylen-Propylen-Block-Copolymeren
vermischt. Danach wurde das Chloroform aus den Mischungen durch Verdampfen entfernt. Jede Mischung wurde in ein geschlossenes ->>
Gefäß gefüllt. Das Gefäß wurde evakuiert, und die Mischung wurde 500 Sekunden auf eine Temperatur
von etwa 21O0C erhitzt, um das Äthylen-Propylen-Block-Copolymer
mit der organischen Silanverbindung und dem organischen Peroxid zu modifizieren. Nach m
beendeter Modifizierung wurde die modifizierte Mischung rasch auf eine Temperatur von -1O0C
abgekühlt Bei dieser Temperatur wurde das modifizierte Block-Copolymer aus dem Gefäß herausgenommen
und zu feinen Teilchen mit einer Korngröße entspre- r, chend einer Maschenweite von etwa 10 Maschen
zerkleinert, wobei etwa 60 Gew.-% eine Korngröße hatten, die einer Maschenweite von etwa 20 bis 40
Maschen entsprach.
Vier Platten aus Kohlenstoffstahl von 1,0 mm Dicke wurden durch Eintauchen in eine wäßrige alkalische
Lösung aus 75 Gew.-Teilen Natriummetasilicat, 40 Gew.-Teilen Natriumpyrophosphat, 40 Gew.-Teilen
Natriumhydroxid und 500 Gew.-Teilen Wasser bei einer Temperatur von 800C 10 Minuten gereinigt und dann 4>
mit warmem Wasser mit einer Temperatur von 600C abgespült Sodann wurden die Kohlenstoffstahlplatten 5
Minuten mit einer wäßrigen Lösung von 15 Gew.-% Salzsäure bei einer Temperatur von 250C weitergereinigt
mit einer wäßrigen Lösung von 2 Gew.-% so Natriumcarbonat neutralisiert und mit Wasser abgespült.
Abschließend wurden die Kohlenstoffstahlplatten 1 Minute mit einer wäßrigen Lösung von 2 Gew.-%
Oxalsäure bei einer Temperatur von 25° C behandelt, mit Wasser gewaschen, 1 Minute in eine wäßrige
Lösung von 0,1 Gew.-% Chromtrioxid bei einer Temperatur von 600C eingetaucht und danach bei einer
Temperatur von 25° C getrocknet
Davon getrennt wurden vier rostbeständige Stahlplatten von je 0,1 mm Dicke in der gleichen Weise wie
die Kohlenstoffstahlplatten behandelt, wobei jedoch anstelle der 15% igen Salzsäurelösung eine wäßrige
Lösung von 7 Gew.-% Schwefelsäure und 3 Gew.-% Salzsäure verwendet wurde.
Unter Einfügung eines 0,1 mm dicken Distanzhalters wurde eine der Kohlenstoffstahlplatten auf eine der
rostbeständigen Stahlplatten gelegt. Eines der feinkörnigen modifizierten Äthylen-Propylen-Block-Copolymeren
wurde gleichmäßig zwischen die Platten aus Kohlenstoffstahl und rostbeständigem Stahl gefüllt. Die
aufeinandergelegten Platten wurden bei einer Temperatur von 21O0C 4 Minuten mit einem Druck von
50 kp/cm2 gepreßt und zu einer Verbundplatte vereinigt. Dieses Verbindungsverfahren wurde noch dreimal
wiederholt, wobei jeweils ein anderes der hergestellten modifizierten Äthylen-Propylen-Block-Copolymere
verwendet wurde.
Die so hergestellten Verbundplatten wurden einer Schälprüfung bei einem Winkel von 180" unterworfen.
Die Schälfestigkeit der Verbundplatten ist in Tabelle 1 angegeben.
Beispiel | Modifizierungsmischung | lert.-Butylper- | Schälfestig |
Nr. | (Gewichtsteile) | oxybenzoat | keit |
f-Melhacryl- | |||
oxypropyltri- | 0,10 | ||
methoxysilan | 0,25 | (kp/cm) | |
1 | 1 | 0,50 | 6,5 |
2 | I | 0,75 | 9,5 |
3 | 1 | 10,0 | |
4 | 1 | 9,5 |
Zu Vergleichszwecken wurde das Verfahren des Beispiels 3 wiederholt, wobei jedoch die Modifizierung
des isotaktischen Äthylen-Propylen-Block-Copolymeren
bei einer Temperatur von 1600C ausgeführt wurde. Die erhaltene Verbundplatte hatte nur eine Schälfestigkeit
von 3 kp/cm. Das Verfahren des Beispiels 3 wurde dann unter Anwendung einer Modifizierungstemperatur
von 2900C wiederholt. Die erhaltene Verbundplatte hatte eine Schälfestigkeit von nur 2,9 kp/cm.
Das bei den Beispielen 1 bis 4 angewandte Verfahren wurde wiederholt, wobei die gleichen Platten aus
Kohlenstoffstahl und rostbeständigem Stahl verwendet wurden, das feinkörnige Äthylen-Propylen-Block-Copolymer
jedoch mit Modifizierungslösungen modifiziert wurde, die als organische Silanverbindung 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 Gew.-Teilen
Chloroform enthielten.
Zum Vergleich (Vergleichsbeispiel 1) wurden die angegebenen Verfahren wiederholt, wobei eine Modifizierungslösung
verwendet wurde, die 0,05 Gew.-Teile tert-Butylperoxybenzoat und 0,10 Gew.-Teile y-Methacryloxypropyl-Trimethaoxysilan
enthielt
Zu einem weiteren Vergleich (Vergleichsbeispiel 2) wurden die oben angegebenen Verfahren wiederholt,
wobei eine Modifizieningslösung verwendet wurde, die 0,05 Gew.-Teile tert-Butylpernxybenzoat und 0,10
Gew.-Teile Vinyltriäthoxysilan enthielt
Die erhaltenen Verbundplanen wurden einer Schäiprüfung
bei einem Winkel von 180° unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 wiedergegeben.
y-Methacryloxy- Vinyltriäthoxy- tert.-Butylperoxy-
propyltrimethoxy- silan ben/.oat
silan (kp/cm)
Beispiel Nr. | 0,23 | - | 0,125 | 5.3 |
5 | 0,50 | 0.25 | 10.0 | |
6 | 2.0 | - | 1.0 | 10,0 |
7 | 5,0 | - | 2,5 | 6.0 |
8 | 0,10 | 0,05 | 3,1 | |
Vergleichsbeispiel I |
||||
Beispiel Nr. | - | 0,25 | 0,125 | 4,1 |
9 | - | 0,50 | 0,25 | 5,7 |
10 | - | 2,0 | 1,0 | 6.2 |
11 | - | 5,0 | 2,5 | 4,7 |
12 | - | 0,10 | 0,05 | 0,1 |
Vergleichsbeispiel | ||||
2 | ||||
Tabelle 2 zeigt, daß die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Verbundplatten eine hohe
Schälfestigkeit aufweisen, während die Verbundplatten der Vergleichsbeispiele 1 und 2 nur eine geringe
Schälfestigkeit haben.
Beispiele 13 bis 20
100 Gew.-Teile des gleichen feinkörnigen Äthylen-Propylen-Block-Copolymeren,
wie es bei den Beispielen 1 bis 4 verwendet wurde, wurden gleichmäßig mit einer Modifizierungsmischung gemischt, die aus 0,5 Gew.-Teilen
y-Methacryloxypropyltrimethoxysilan und 0,25
Gew.-Teilen tert.-Butylperoxybenzoat bestand. Die Mischung wurde in einen Extruder gefüllt und bei einer
Temperatur von 240°C geschmolzen. Nach einem Aufenthalt von 5 Minuten im Extruder wurde das
Äthylen-Propylen-Block-Copolymer mit der Modifizierungsmischung
modifiziert, und danach wurde die Schmelze durch eine Düse extrudiert und zu einem
Granulat von 2 mm Durchmesser und 3 mm Länge geschnitten. 100 Gew.-Teile des Granulats aus dem
modifizierten Block-Copolymer wurden gleichmäßig mit 0,1 Gew.-Teil Tetrakis-[MethyIen-3-(3,5-di-tert-butyI-4-hydroxyphenyl)-propionat]-methan
gemischt. Die Mischung wurde in eine Folienherstellungsanlage mit einer T-Düse gefüllt, bei einer Temperatur von 240° C
geschmolzen, durch die T-Düse extrudiert und als Folie mit einer mittleren Dicke von 50 μΐη abgezogen.
Platten aus dem gleichen Kohlenstoffstahl und rostbeständigen Stahl, wie er in den Beispielen 1 bis 4
verwendet wurde, wurden in der gleichen Weise wie bei den Beispielen 1 bis 4 gereinigt und behandelt Getrennt
davon wurde eine Aluminiumplatte von 0,1 mm Dicke durch Eintauchen in Trichloräthylen bei einer Temperatur
von 60° C entfettet und bei Zimmertemperatur getrocknet Die entfettete Aluminiumplatte wurde
durch Eintauchen in eine wäßrige Lösung aus 23 Gew.-Teilen konzentrierter Schwefelsäure, 8 Gew.-Teilen
Natriumdichromat und 69 Gew.-Teilen Wasser 5 Minuten bei einer Temperatur von 80° C weiter
gereinigt, mit einer wäßrigen Lösung von 2 Gew.-%
so Natriumcarbonat neutralisiert und mit Wasser gewaschen.
Danach wurde die gereinigte Aluminiumplatte in eine wäßrige Lösung von 2 Gew.-% Oxalsäure getaucht,
mit Wasser abgespült und getrocknet.
Eine Platte aus Kohlenstoffstahl, zwei Platten aus
Eine Platte aus Kohlenstoffstahl, zwei Platten aus
r> rostbeständigem Stahl und zwei Folien aus dem modifizierten Block-Copolymer wurden in folgender
Reihenfolge aufeinandergelegt: rostbeständige Stahlplatte — modifizierte Copolymerfolie — Kohlenstoffstahlplatte
— modifizierte Copolymerfolie — rostbeständige Stahlplatte. Die aufeinandergelegten Platten
wurden in einer Formpresse vier Minuten bei einer Temperatur von 180° C mit einem Druck von 50 kp/cm2
zu einer Verbundplatte (CS-SS) gepreßt, abgekühlt und dann aus der Formpresse herausgenommen (Beispiel
13).
Das vorstehend beschriebene Verfahren wurde dreimal wiederholt, wobei die Preßtemperaturen 200° C
(Beispiel 14), 220°C (Beispiel 15) und 240° C (Beispiel 16) betrugen.
Zum Vergleich (Vergleichsbeispiel 3) wurde das Verfahren des Beispiels 13 wiederholt, wobei jedoch die
Preßtemperatur 160° C betrug.
Ferner wurden die Verfahren der Beispiele 13 bis 16
viermal wiederholt, wobei anstelle der rostbeständigen Stahlplatten Aluminiumplatten verwendet wurden. Vier
Plattensätze mit der Reihenfolge: Aluminiumplatte — modifizierte Copolymerfolie — Kohlenstoffstahlplatte
— modifizierte Copolymerfolie — Aluminiumplatte wurden in der Formpresse bei Temperaturen von 180° C
(Beispiel 17),200°C(Beispiel 18),220°C(Beispie!19)und
240°C (Beispiel 20) zu Verbundplatten (CS-AL) gepreßt Zum Vergleich (Vergleichsbeispiel 4) wurde das
Verfahren des Beispiels 17 wiederholt, wobei jedoch die
Preßtemperatur 160°C betrug.
iiK- Bestimmung der Schälfestigkeit wurden die
erhaltenen Verbundplatten einer Schälprüfung bei einem Winkel von 180° unterworfen. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 3 wiedergegeben.
Verbundplatte
l'reßtempe- | Schälfestigkeit |
ratiir | |
( t") | (kp/cm) |
180 | 6,2 |
200 | 8.0 |
220 | 8,0 |
240 | 6,4 |
IW) | 3,0 |
IRO | 4,S |
200 | 6.2 |
220 | 6,2 |
240 | 4.9 |
160 | 2.3 |
Beispiel Nr.
13
14
15
16
13
14
15
16
Vergleichsbeispiel
3
3
Beispiel Nr.
17 ]
17 ]
18
19
20
19
20
Vergleichsboispiel
4
4
rostbeständiger Stahl-modifizierte Copolymerrolie-Kohlenslorfstahlplatte-modifizicrle
Copolymerplatte-rostbesliindige Stahlplatte
polymerfolie-Kohlenstoffstahlplatte-modifiziertc
Copolymerplatte-Aluminiumplatte
Die Verbundplatten der Beispiele 13 bis 20, die mit
Preßtemperaturen von 180 bis 2400C hergestellt worden waren, zeigten eint· hohe Schälfestigkeit. Die
Verbundplatten der Vergleichsbeispiele 3 und 4 jo dagegen, die bei einer Temperatur von 1600C gepreßt
worden waren, zeigten eine niedrige Schälfestigkeit.
B e i s ρ i e 1 e 21 bis 30
Beim Beispiel 21 wurden die gleichen Verfahren wie r> bei den Beispielen 13 bis 16 angewandt, jedoch mit der
Ausnahme, daß anstelle des Äthylen-Propylen-Block-Copolymeren
Polypropylen mit einem Schmelzflußindex von 9,0 verwendet wurde und die Platten in
folgender Reihenfolge aufeinandergelegt wurden: rost- w beständige Stahlplatte — modifizierte Polypropylenfolie
— Kohlenstoffstahlplatte — modifizierte Polypropylenfolie — rostbeständige Stahlplatte. Die Platten
wurden in einer Formpresse bei 210° C zu einer
Verbundplatte (CS-SS) gepreßt. 4--
Bei den Beispielen 22 bis 25 wurde das vorstehend beschriebene Verfahren wiederholt, wobei anstelle des
Polypropylens mit einem Schmelzflußiüdex von 9,0 ein Polypropylen mit einem Schmelzflußindex von 1,0
(Beispiel 22), ein statistisches Äthylen-Propylen-Copoly- >n
mer mit 2 Gew.-% copolymerisiertem Äthylen, Rest copolymerisiertes Propylen, und einem Schmelzflußindex
von 9,0 (Beispiel 23), ein Äthylen-Propylen-Block-Copolymer
mit 8 Gew.-% copolymerisiertem Äthylen, Rest copolymerisiertes Propylen, und einem Schmelzflußindex
von 3,0 (Beispiel 24) sowie ein Äthylen-Propylen-Block-Copolymer
mit 8 Gew.-% copolymerisiertem Äthylen, Rest copolymerisiertes Propylen, und einem
Schmelzflußindex von 1,0 (Beispiel 25) verwendet wurden. b0
Getrennt davon wurden die Verfahren der Beispiele 17 bis 20 wiederholt, wobei anstelle des Äthylen-Propylen-Block-Copolymeren
das gleiche Polypropylen wie in Beispiel 21 verwendet wurde (Beispiel 26). Im Beispiel
26 wurden die aufeinandergelegten Platten in der Reihenfolge Aluminiumpiatte — modifizierte Polypropylenfolie
— Kohlenstoffstahlplatte — modifizierte Polypropylenfolie — Aluminiumpiatte bei einer Temperatur
von 2100C zu einer Verbundplatte (CS-AL) gepreßt.
Das Verfahren des Beispiels 26 wurde viermal wiederholt, wobei anstelle des Polypropylens das
gleiche Polypropylen wie in Beispiel 22 (Beispiel 27), das gleiche statistische Äthylenpropylen-Copolymer des
Beispiels 23 (Beispiel 28), das gleiche Äthylen-Propylen-Block-Copolymer
des Beispiels 24 (Beispiel 29) und das gleiche Äthylen-Propylen-Block-Copolymer des Beispiels
25 (Beispiel 30) verwendet wurden.
Die erhaltenen Verbundplatten wurden einer Schälprüfung bei einem Winkel von 180° unterworfen. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 4 wiedergegeben.
Beispiel Verbundplatte Soiülfe
Nr. keil
rostbeständige Stahlplattemodifiziertes Polymer-Kohlenstoffstahlplatte-modifiziertes
Polymer-rostbeständige Stahlplatte
Aluminiumplatte-modiftziertes
Polymer-Kohlenstoffstahlplatte-modifiziertes Polymer-Aluminiumplatte
4.4 5.0 5.2 7.2 8,0
3,4 3.9 4,0 5,6 6,2
Bezugsbeispiele 1 bis 7
Bei dem 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 21 wurde wiederholt, wobei ein Äthylen-Propylen-Block-Copolymer
mit 8 Gew.-% copolymerisiertem Äthylen, Rest copolymerisiertes Propylen, und
einem Schmelzflußindex von 1,0 modifiziert und eine
Folie von 50 um Dicke aus dem modifizierten Äthylen-Propylen-Block-Copolymer hergestellt wurde.
Zum Verbinden der oberflächenbehandelten Aluminiumplatten mit der modifizierten Äthylen-Propylen-Block-Copolymerfolie
und zur Herstellung einer Verbundplatte wurde das Verfahren des Beispiels 25 wiederholt.
Beim Bezugsbeispiel 2 wurde das Verfahren des Bezugsbeispiels 1 wiederholt, wobei zwei Aluminiumplatten von je 0,1 mm Dicke verwendet wurden, die
durch 10 Minuten langes Eintauchen in Trichlorethylen
bei 600C und Trocknen oberflächenbehandelt worden
war.
Beim Bezugsbeispiel 3 wurde das Verfahren des Bezugsbeispiels 1 wiederholt, wobei zwei Aluminiumplatten von ρ 0,1 mm Dicke verwendet wurden, die
durch 10 Minuten langes Eintauchen in Trichlorethylen
bei 600C und weiteres 5 Minuten langes Eintauchen in eine Mischung aus 25 Gew.-Teilen Phosphorsäure und
75 Gew.-Teüea 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 in eine wäßrige Lösung aus 23 Gew.-Teilen Schwefelsäure
des spezifischen Gewichts 1,84,8 Gew.-Teilen Natriumdichrumat
und 69 Gew.-Teilen Wasser bei 800C eingetaucht, mit Wasser gewaschen und getrocknet
wurden.
Beim Bezugsbeispiel 5 wurde das Verfahren des Bezugsbeispiels 1 wiederholt, wobei zwei Aluminiumplatten von je 0,1 mm Dicke verwendet wurden, die mit
einer Mischung von 50 Gew.-Teilen Trichlorethylen und 50 Gew.-Teilen sehr feinverteiltem Calciummetasilicat
(CaO · SiOj) poliert und dann 10 Minuten mit Trichloräthylen bei 60° C oberflächenbehandelt worden
waren.
Beim Bezugsbeispiel 6 wurde das Verfahren des Bezugsbeispiels 1 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme,
daß die Aluminiumplatten 5 Minuten in eine wäßrige Lösung von 500C eingetaucht wurden, die 1 Gew.-%
eines Oberfläcüienbehandlungspräparates enthielt, das
aus 55 Gew,-% Natriummetasilicat, 20 Gew.-%
Trinatriumphosphat, 20 Gew.-% Natriumtripolyphospl,at
und 5 Gew.-% Oleylpolyoxyäthylenäther mit
einem Polymeriisationsgrad des Äthylenoxids von 20 bis
30 bestand, danach gewaschen und getrocknet wurden.
Beim Bezugiibeispiel 7 wurde das Verfahren des
Bezugsbeispiels 4 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme,
daß die oberflächenbehandelten Aluminiumplatten mit einer wäßrigen Lösung von 2 Oew.*% Natriumcarbonat
neutralisiert, mit Wasser gewaschen und in eine wflßrige
Lösung von 2 Gew.-"M) Oxalsäure eingetaucht, mit
Wasser gewaschen und getrocknet wurden.
Die erhaltenen Aluminium-Verbundplatten wurden zur Bestimmung der Schalfestigkeit der Verbindungsschichten einer T-Schalprüfung unterworfen. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 5 wiedergegeben.
Bezugsheispiel
Nr.
Schälfesügkeit (kp/cm)
(T-Schälfestigkeil)
(T-Schälfestigkeil)
3,3
4,0
4,0
Bezugsbeispiel
Nr.
Schälfestigkeit (kp/cm)
(T-Schälfestigkeit)
(T-Schälfestigkeit)
4,0
3,9
3,5
3,9
3,5
4a
4,0
Aus Tabelle 5 kann gefolgert werden, daß die Oberflächenbehandlung des Beispiels 6 die Schälfesügkeit
der Verbindungsschicht am wirksamsten erhöht
30 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß die
Aluminiumplatten in der gleichen Weise wie beim Beispiel 6 oberflächenbehandelt wurden und daß die
Kohlenstoffplatte durch 10 Minuten langes Eintauchen in eine wäßrige Lösung von 700C, die aus 75
Gew.-Teilen Natriummetasilicat, 40 Gew.-Teilen Natriumpyrophosphat,
40 Gew.-Teilen Natriumhydroxid und 5000 Gew.-Teilen Wasser bestand, behandelt, mit
Wasser gewaschen, 5 Minuten in eine wäßrige Lösung von 15 Gew.-% !Salzsäure bei Raumtemperatur
eingetaucht, mit einer wäßrigen Lösung von 2 Gew.-% Natriumcarbonat neutralisiert, mit Wasser gewaschen
und getrocknet wurde;
31 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß anstelle
der wäßrigen Salzsauirelösung eine wäßrige Lösung aus 23 Gew.-Teilen Schwefelsäure des spezifischen Gewichts
1,84, 8 Gew.-Teilen Natriumdichromat und 69 Gew.-Teilen Wasser von Raumtemperatur zur Oberflächenbehandlung
der Kohlenstoffstahlplatte verwendet wurde.
Beim Beispiel 33 wurde das Verfahren des Beispiels 31 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß zur
Oberflächenbehandlung der Kohlenstoffstahlplatte eine wäßrige Lösung von 3 Gew.-% eines Oberflächenbehandlungspräparates
verwendet wurde, das aus 50 Gew.-% Natriummetasilicat, 30 Gew.-% Natriumcarbonat, 7 Gew.-% Trinatriumphosphat und 13 Gew.-%
Oleylpolyoxyäthylenäther mit einem Polymerisationsgrad des Äthylenoxids von 20 bis 30 verwendet wurde.
Die erhaltenen Verbundplatten wurden einer Schälprüfung bei einem Winkel von 180° unterworfen. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 6 wiedergegeben.
31 | 6,2 |
32 | 6,2 |
J3 | 8,0 |
Aus labeile 6 kann gefolgert werden, daß die Oberflächenbehandlung des Beispiels 33 bei den
Stahlplatten die Schälfestigkeit der Verbindungsschicht wirksamer als die Oberflächenbehandlungen der Beispiele
31 und 32 erhöht.
Bei dem Beispiel 34 wurde das Verfahren des Beispiels 30 wiederholt, wobei eine Kohlenstoffstahl-
030163/113
37 38 39
platte, die in cjer gleichen Weise wie im Beispiel 33 Tabelle
oberflächenbehandelt worden war, und zwei Kupfer-
platten verwendet wurden, die durch 10 Minuten langes Beispiel Nr.
Eintauchen in Trichloräthylen bei einer Temperatur von 600C, Trocknen, 5 Minuten langes Eintauchen in eine
wäßrige Lösung aus IC Gew.-Teilen Schwefelsäure des
spezifischen Gewichts 1,84, 5 Gew.-Teilen Natriumdichromat und 85 Gew.-Teilen Wasser bei Raumtemperatur,
Waschen mit Wasser und Trocknen oberflächenbehandelt worden war. ι ο
Beim Beispiel 35 wurde das Verfahren des Beispiels 34 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß die mit
Trichloräthylen behandelten ICupferplatten einer weiteren
Oberflächenbehandlung durch 5 Minuten langes Eintauchen in eine wäßrige Lösung aus 500 Gew.-Teilen
Eisen(III)-Sulfat und 5000 Gew.-Teilen einer wäßrigen Lösung von 10 Gew.-% Schwefelsäure bei Raumtemperatur,
Waschen mit Wasser und Trocknen unterzogen wurden.
Beim Beispiel 36 wurde das Verfahren des Beispiels 34 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß die mit
Trichloräthylen behandelten Kupferplatten einer weiteren Oberflächenbehandlung durch 5 Minuten langes
Eintauchen in eine wäßrige Lösung von 10 Gew.-% Schwefelsäure bei Raumtemperatur, Waschen mit
Wasser und Trocknen unterzogen wurden.
Bei allen Beispielen wurde eine Verbundplane hergestellt, bei der zwei Kupferplatten durch eine
modifizierte Polymerschicht mit den beiden Oberflächen der Kohlenstoffstahlplatte verbunden sind. Die
Verbundplatten wurden einer Schälprüfung bei einem Winkel von 1800C unterworfen. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 7 wiedergegeben.
Dicke der
Aluminiumplatte
Aluminiumplatte
(mm)
(kp/cm)
0,1
0,2
0,5
0,2
0,5
8,C
9,6
16,0
Tabelle | 7 | Schälfestigkeit (kp/cm) |
Beispiel | Nr. | 5,7 6,0 6,7 |
34 35 36 |
||
Tabelle 7 zeigt, daß die Oberflächenbehandlung der Kupferplatten des Beispiels 36 die Schälfestigkeit der
Verbindungsschicht wirksam erhöht.
Beim Beispiel 37 wurde eine Kohlenstoffstahlplatte von 1,0 mm Dicke in der gleichen Weise wie in Beispiel
33 eberflächenbehandelt. Zwei Aluminiumplatten von je 0,1 mm Dicke wurden in der gleichen Weise wie im
Bezugsbeispiel 6 ooerflächenbehandelt
Aus einer in vorstehend beschriebener Weise behandelten Kohlenstoffstahlplatte, zwei in vorstehend
beschriebener Weise behandelten Aluminiumplatten und zwei modifizierten Äthylen-Propylen-Block-Copolymerfolien
des Beispiels 30 wurde nach dem Verfahren des Beispiels 30 eine Verbundplatte hergestellt.
Das Verfahren des Beispiels 37 wurde zweimal wiederholt, wobei Aluminiumplatten mit einer Dicke
von 0,2 mm (Beispiel 38) und 0,5 mm (Beispiel 39) verwendet wurden.
Die erhaltenen Verbundplatten wurden einer Schälprüfung bei einem Winkel von 180° unterworfen. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 8 wiedergegeben.
Beim Beispiel 40 wurde eine rostbeständige Stahlplatte
von 0,1 mm Dicke 5 Minuten in eine w&Jrige Lösung
von 700C eingetaucht, die 3 Gew.-% eines Oberflächenbehandlungspräparates
enthielt, das aus 50 Gew.-Teilen Natriummetasilicat, 30 Gew.-Teilen Natriumcarbonat 7
Gew.-Teilen Trinatriumphosphat und 13 Gew.-Teilen Oleylpolyoxyäthylenäther mit einem Polymerisationsgrad des Äthylenoxids von 20 bis 30 bestand, mit Wasser
gewaschen und getrocknet
Ein Kohlenstoffstahl wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 33 oberflächenbehandelt Das Verfahren des
Beispiels 25 wurde wiederholt, wobei zwei in der oben angegebenen Weise behandelte rostbeständige Stahlplatten
und eine wie vorstehend angegeben vorbehandelte Kohlenstoffstahlplatte sowie zwei modifizierte
Äthylen-Propylen-BIock-Copolymerfolien des Beispiels
25 verwendet wurden. Die Copolymerfolien hatten eine Dicke von 30 μπι. Es wurde eine Verbundplatte
(CS-SS-I) hergestellt, bei der die einzelnen Platten in
folgender Reihenfolge angeordnet waren: rostbeständige Stahlplatte (0,1 mm) — modifizierter Polymerfilm
(30 μπι) — Kohlenstcffstahlplatte (1,0 mm) — modifizierte
Polymerfolie (30 μπι) — rostbeständige Stahlplatte
(0,1 mm).
Das Verfahren des Beispiels 40 wurde dreimal wiederholt, wobei modifizierte Äthylen-Propylen-Block-Copolymerfolien
mit Dicken von 50 μπι (Beispiel 41), 100 μπι (Beispiel 42) und 150 μπι (Beispiel 43)
verwendet wurden.
Beim Beispiel 44 wurde das Verfahren des Beispiels 40 wiederholt, wobei zur Herstellung einer Verbundplatte
(CS-SS-2) eine rostbeständige Stahlplatte mit einer Dicke von 1,0 mm verwendet wurde und die
Platten in folgender Reihenfolge aufeinandergelegt wurden: rostbeständige Stahlplatte (1,0 mm) — modifizierte
Polymerfolie (30 μπι) — Kohlenstoffstahlplatte
(1,0 mm) — modifizierte Polymerfolie (30 μπι) —
rostbeständige Stahlplatte (1,0 mm).
Getrennt davon wurde das Verfahren des Beispiels 44
Getrennt davon wurde das Verfahren des Beispiels 44
dreimal wiederholt, wobei modifizierte Äthylen- Propylen-Block-Copolymerfolie
mit Dicken von 50μΐη (Beispiel 45), 100 μη! (Beispiel 46) und 150 μΐη (Beispiel
47) verwendet wurden.
Verfahren des Beispiels 44 wiederholt, wobei eine
modifizierte Äthylen-Propylen-Block-Copolymerfolie
mit einer Dicke von 200 μηι verwendet wurde.
Die Verbundplatten der Beispiele 40 bis 43 wurden einer Schälprüfung bei einem Winkel von 180°
i>5 unterworfen, und die Verbundplatten der Beispiele 44
bis 47 sowie die Verbundplatte des Vergleichsbeispiels 5 wurden einer Scherfestigkeitsprüfung unterworfen. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 9 wiedergegeben.
Dicke der
modifizierten
(m)
(kp/cm)
(kp/cm2)
Vergleichsbeispiel
5
5
30 5,5
50 8,0
100 10,0
150 11,0
30
50
100
150
200
100
150
200
180
130
100
93
85
45
Zugfestigkeit
(kp/cm2)
(kp/cm2)
48 34,8
49 25,3
Rostbeständige Stahl- 61,7
platte
Rostbeständige Stahl- 61,7
platte
40
34
34
29
34
4
4
Beim Beispiel 50 wurde das Verfahren des Beispiels 13 wiederholt, wobei anstelle des Äthylen-Propylen-Block-Copolymer
ein Polypropylen mit einer Sohmelzflußgeschwindigkeit von 9,0 verwendet wurde, das mit
einer Modifizierungsmischung von 0,5 Gew.-Teilen
ti
y-Methacryloxypropyltrimethoxysilan und 0,25 Gew.-Teilen
tert-Butylperoxybenzoat modifiziert und zu einer Folie von 50 um Dicke verarbeitet worden war.
Die Platten wurden in folgender Reihenfolge aufeinandergelegt:
rostbeständige Stahlplatte — modifizierte Polypropylenfolie — Kohlenstoffstahlplatte — modifizierte
Polypropylenfolie — rostbeständige -Stahlplatte und 4 Minuten in einer Formpresse bei 2100C mit einem
Druck von 50 kp/cm2 zu einer Verbundplatte gepreßt
ίο Das Verfahren des Beispiels 50 wurde 34mal
wiederholt, wobei, wie in Tabelle 11 angegeben,
Verbindungsfolien aus Polymeren verwendet wurden, <iie mit Modifizierungsmischungen von 0,5 Gew.-Teilen
der in Tabelle 11 angegebenen organischen Silanverbindung
und 0,25 Gew.-Teilen der in Tabelle 11
angegebenen organischen Peroxide modifiziert worden waren, und wobei die Metallplatten in der in Tabelle 11
angegebenen Reihenfolge aufeinandergelegt wurden. -
folgende Bedeutung:
Beim Beispiel 48 wurde das Verfahren des Beispiels 45 wiederholt, wobei zwei in der gleichen Weise wie in
Beispiel 40 oberflächenbehandelte rostbeständige Stahlplatten mit einer Dicke von je 0,1 mm und eine in der
gleichen Weise wie in Beispiel 33 oberflächenbehandelte Kohlenstoffstahlplatte mit einer Dicke von 0,8 mm
verwendet wurden.
Beim Beispiel 49 wurde das Ve-: fahren des Beispiels 30 wiederholt, wobei zwei in der gleichen Weise wie
beim Bezugsbeispiel 6 oberflächen—wandelte Aluminiumplatten
mit einer Dicke von je 0,1 mm und eine in der gleichen Weise wie im Beispiel 33 oberflächenbehandelte
Kohlenstoffstahlplatte von 0,8 mm Dicke verwendet wurden. Die erhaltenen Verbundplatten wurden zur
Bestimmung der Zugfestigkeit und Bruchdehnung einer Zugfestigkeitsprüfung unterworfen. Die Ergebnisse sind
in Tabelle 10 wiedergegeben. Tabelle 10 zeigt ferner die
Zugfestigkeitseigenschaften der Platten aus rostbeständigem Stahl, Kohlenstoffstahl und Aluminium, die bei
den Beispielen verwendet wurden.
55 PP (9,0) Polypropylen mit einem Schmelzflußindex von 9,0,
PP(I1O) Polypropylen mit einem Schmelzflußindex
von 1,0,
E (2) P (9,0) statistisches Copolymer mit 2 Gew.-% Äthylen, Rest Propylen, und einem
Schmelzflußindex von 9,0,
E (8) P (3,0) Block-Copolymer mit 8 Gew.-% Äthylen,
Rest Propylen, und einem Schmelzflußindex von 3,0,
E (8) P (1,0) Block-Copolymer mit 8 Gew.-% Äthylen, Rest Propylen, und einem Schmelzflußindex
von 1,0,
E (7) P (3,0) Block-Copolymer mit 7 Gew.-% Äthylen, Rest Propylen, und einem Schmelzflußindex
von 3,0,
E (7) P (0,8) Block-Copolymer mit 7 Gew.-% Äthylen,
Rest Propylen, und einem Schmelzflußindex von 0,8,
a Kohlenstoffstahlplatte mit einer Dicke von
1,0 mm, wie in Beispiel 1 oberflächenbehandelt,
b modifizierte Polymerfolie mit einer Dicke
von 50 μπι,
c Aluminiumplatte mit einer Dicke von
0,1 mm, durch 10 Minuten langes Eintauchen in Trichloräthylen bei 60° C und
weiteres 5 Minuten langes Eintauchen in eine wäßrige Lösung von 80° C aus 23
Gew.-Teilen Schwefelsäure des spezifischen Gewichts 1,84, 8 Gew.-Teilen Natriumdichromat
und 69 Gew.-Teilen Wasser, Waschen mit Wasser und Trocknen oberflächenvorbehandelt,
d Zinkplatte mit einer Dicke von 0,2 mm,
durch 10 Minuten langes Eintauchen in Trichloräthylen bei 600C und Trocknen
oberflächenvorbehandelt,
e Titanplatte mit einer Dicke von 0,4 mm, in
der gleichen Weise wie die vorstehend aufgeführte Zinkplatte oberflächenvorbehandelt,
Kupferplalte mit einer Dicke von 0,1 mm,
durch 10 Minuten langes Eintauchen in Trichloräthylen bei 60" C und 5 Minuten
langes weiteres Eintauchen in eine wäßrige Lösung von 10 Gew.-% Schwefelsäure bei 5
Raumtemperatur, Waschen mit Wasser und Trocknen oberflächenvofbehandelt,
rostbeständige Stahlplatte von 0,1 mm Dicke, in der gleichen Weise wie beim Beispiel 1 oberflächenvorbehandelt
rostbeständige Stahlplatte von 0,1 mm Dicke, in der gleichen Weise wie beim Beispiel 1 oberflächenvorbehandelt
Beispiel | Verbindungs | Organische | Organisches | Aufbau der |
Nr. | polymer | Silanverbindung | Peroxid | Verbundplatte |
50 | PP (9,0) | MAPTMS | TBPOB | g-b-a-b-g |
51 | PP (9,0) | MAPTMS | TBPOB | c-b-a-b-c |
52 | E (2) P (9,0) | MAPTMS | TBPOB | g-b-a-b-g |
53 | E (2) P (9,0) | MAPTMS | TBPOB | c-b-a-b-c |
54 | E (8) P (3,0) | MAPTMS | TBPOB | g-b-a-b-g |
55 | E (8) P (3,0) | MAPTMS | TBPOB | c-b-a-b-c |
56 | E (8) P (1,0) | MAPTMS | TBPOB | g-b- -,-b-g |
57 | E (8) P (i,0) | MAPTMS | TBPOB | c-b-a-b c |
58 | E (8) P (1,0) | VTES | TBPOB | g-b-a-b-g |
59 | E (8) P (1,0) | VTES | TBPOB | c-b-a-b-c |
60 | PP (9,0) | VTES | DCPO | c-b-a-b-c |
61 | PP (9,0) | VTES | DCPO | d-b-a-b-d |
62 | PP (9,0) | VTES | DCPO | e-b-a-b-e |
63 | PP (9,0) | VTES | DCPO | f_b-a-b-f |
64 | PP (9,0) | VTES | DCPO | g-b-a-b-g |
65 | PP (1,0) | VTES | DCPO | c-b-a-b-c |
66 | PP (1,0) | VTES | DCPO | d-b-a-b-d |
67 | PP (1,0) | VTES | DCPO | e-b-a-b-e |
68 | PP (1,0) | VTES | DCPO | f-b-a-b-f |
69 | pp (1,0) | VTES | DCPO | g-b-a-b-ß |
70 | E (2) P (9,0) | VTES | DCPO | c-b-a-b-c |
71 | E (2) P (9,0) | VTES | DCPO | d-b-a-b-d |
72 | E (2) P (9,0) | VTES | DCPO | e-b-a-b-e |
73 | E (2) P (9,0) | VTES | DCPO | f_b-a-b-f |
74 | E (2) P (9,C) | VTES | DCPO | g-b-a-b-g |
75 | E (7) P (3,0) | MAPTMS | TBPOA | c-b-a-b-c |
76 | E (7) P (3,0) | MAPTMS | TBPOA | d-b-a-b-d |
77 | E (V) P (3,0) | MAPTMS | TBPOA | e-b-a-b-e |
78 | E (7) P (3,0) | MAPTMS | TBPOA | f_b-a-b-f |
79 | E (7) P (3,0) | MAPTMS | TBPOA | g-b-a-b-g |
80 | E (7) P (0,8) | MAPTMS | TBPOA | c-b-a-b-c |
81 | E (7) P (0,8) | MAPTMS | TBPOA | d-b-a-b-d |
82 | E (7) P (0,8) | MAPTMS | TBPOA | e-b-a-b-e |
83 | E (7) P (0,8) | MAPTMS | TBPOA | f-b-a-b-f |
84 | E (7) P (0,8) | MAPTMS | TBPO Λ | g-b-a-b-g |
rechteckiger Prüfkörper von 12,5 mm Breite und der Torsion wurde bei keinem der Prüfkörper eine
150 mm Länge hergestellt und einer Torsionsschälprü- ω Ablösung der miteinander verbundenen Platten beob-
fung unterworfen, bei der der Prüfkörper an einem Ende achtet,
eingespannt und am anderen Ende ISngsweise um einen
eingespannt und am anderen Ende ISngsweise um einen
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung einer Verbundplatte aus mindestens einer Platte aus Kohlenstoffstahl und
mindestens einer Platte aus einem korrosionsbeständigeren Metall, bei dem zwischen der mindestens
einen Platte aus Kohlenstoffstahl und der mindestens einen Platte aus korrosionsbeständigerem
Metall eine Verbindungsschicht aus einem organischen Polymeren angeordnet und die aufeinandergelegten
Platten bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des organischen Polymeren zusammengepreßt
werden, dadurch gekennzeichnet, daß als organisches Polymer ein isotaktisches
Propylenpolymer verwendet wird, das mit einem Gemisch aus 0,2 bis 5,0 Gew.-% einer organischen
Silanverbindung und 0,1 bis 3,0 Gew.-% eines organischen Peroxids, jeweils bezogen auf das
Gewicht des isotaktischen Propylenpolymeren, bei einer Temperatur von 180 bis 250° C modifiziert
worden ist
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als modifizierte isotaktische Propylenpolymer
in Form feinkörniger Teilchen mit einer Korngröße von weniger als 2 mm (USS mesh 10)
oder als dünne Folie mit einer Dicke von etwa 30 bis 150 um verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das modifizierte isotaktische
Propylenpolymer einen Schmelzflußindex von höchstens 120 hat und in einer Menge von 0,003 bis
0,02 g/cm2 zwischen den Platten eingebettet wird.
4. Verfahren zum Verbinden einer Platte aus Kohlenstoffstahl und einer Platte aus korrosionsbeständigem
Metall gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum
Verbinden ein isotaktisches Propyienhomopolymeren, ein statistisches oder Blockpolymeres mit
höchstens 15 Gew.-% mindestens eines anderen Olefins, eine Mischung aus höchstens 15 Gew.-%
mindestens eines Polymeren eines anderen Olefins als Propylen, und isotaktischem Polypropylen, oder
ein Gemisch der vorgenannten Polymeren und Mischungen verwendet wird, das durch a) eine
organische Silanverbindung der Formel
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