DE2409567C3

DE2409567C3 - Verfahren zur Herstellung einer Verbundplatte

Info

Publication number: DE2409567C3
Application number: DE2409567A
Authority: DE
Inventors: Hideyo Sakai Osaka Morita; Atsumu Hoya Tokio / Tokyo Myojo
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1973-07-13
Filing date: 1974-02-28
Publication date: 1984-10-25
Also published as: GB1436987A; DE2409567B2; IT1002987B; SE7401956L; FR2241409B1; FR2241409A1; DE2409567A1

Description

R,
CH₂=C-/C — 0'ΐ—(Rj)₁₁-Si=(R,).,. ίο

in der Ri Wasserstoff oder ein Alkylradikal mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R2 ein Alkylenradikal mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, Rj 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 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und R5 ein Alkylradikal mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen sind, und worin m und η 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 modifiziert worden ist, in dem die organische Silanverbindung und das organische Peroxid in einem Gewichtsverhältnis von 100:20 bis 80 zugegen sind.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundplatte aus mindestens einer Platte aus Kohlenstoffstahl und mindestens einer Piatte aus einem korrosionsbeständigeren Metall, bei dem zwischen der mindestens einen Platte aus Kohlenstoffstahl und der mindestens einen Platte aus korrosionsbesCp.digerem 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 scwie 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 Metallüberzug 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. Feiner 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,III)-Oxid (FejOi) 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 Bad aus geschmolzenem Aluminium eingetaucht wird, bildet sich an der Oberfläche des Kohlenstoffstahls eine Aluminium^xidschicht. 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 Legicrungs-

schicht ist sehr spröde, was bei der Weiterverarbeitung des beschichteten Kohlenstoffstahls zu Schwierigkeiten führt.

Doch 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 Verbin- dungsfiäche ablösen. Ferner hat das plattierte Metall den Nachteil, daß an den Endteilen, wo die beiden verschiedenartigen Metalle miteinander in Berührung kommen, leicht galvanische Korrosion eintritt.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 14 94 260 ist auch ein Überzugs- und Bindemittel für 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 andeie Monomere mit mindestens einer Doppelbindung verwendet. Mit diesem Bindemittel hergestellte Verbundplatten haben jedoch nur eine geringe Schälfestigkeit.

250⁰C, lange genug erhitzt, um das isotaktische Propylenpolymere zu modifizieren. Wenn das Gemisch bei einer Temperatur unterhalb 180° C geschmolzen wird, verläuft die Modifizieningsreaktion bei dem isotaktischen Propylenpolymeren unvoliständig, so daß das erhaltene modifizierte isotaktische Propylenpolymere eine schlechte Haftung an der Kohlenstoffstahlplatte und der Platte aus rostbeständigem Stahl zeig«. Ist die Modifizierungstemperatur höher als 250⁰C, zersetzt sich das isotaktische Propylenpolymere bei der Modifizierangsreaktion, 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 Homopolynmpylen, statistischen oder Block-Copolymsren mit höchstens 15 Gev/.-% 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 vor-, zwei oder mehreren der obengenannten Polymere und Mischungen bestehen. Die isotaktischen Propylenpolymere sollen vorzugsweise keine Zusatzstoffe enthalten, die beim Modifizieren

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ₃₀ der isotaktischen Propylenpolymere durch das organi-

Verfahren zur Herstellung einer Verbundplatte anzuge ben, die aus mindestens eines Platte aus Kohlenstoff stahl und mindestens einer Platte aus hochrostbeständigem Metall besteht, die durch eir.^.i isolierenden polymeren Kleber fest miteinander verbunden sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß als organisches Polymer ein isotaktisches Propylen polymer 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 dpr vorliegenden Erfindung wird also die Kohlenstoffstahlplatte durch das modifizierte isotaktische Propylenpolymere mit der hochrostbeständigen Metallplatte verbunden, wodurch ein wirksamer Schutz der Kohlenstoffstahlplatte gegen Rosten und Korrosion erzieh 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 isutaknschcn Propylenpolymeren, vorzugsweise auf 180 bis

K. j	C π	— O'
CH₁=C-	Il O	]

sehe Peroxid zersetzt werden und eine unerwünschte Verfärbung sowie einen unangenehmen Geruch verursachen.

Die zur Herstellung der modifizierten isotaktischen Propylenpolymere geeigneten organischen Silanverbindungen haben die Formel

— (R:>„. — Si = (R.),

worin bedeuten: R, Wasserstoff oder ein Alkylradikal mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R_; ein geradkettiges Alkylenradikal mit I bis 10 Kohlenstoffatomen: R₃ ein Ali<oxyradikal mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, ein Acyloxylradikal mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen. Halogen oder eine Gruppe der Formel -0-R₄-O-R₅, worin R₄ ein Alkylenradikal mit' bis 3 Kohlenstoffatomen und R₅ ein Alkylradikal mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeuten; und Mund η0 oder I.

Die organische Silanverbindung kann unter folgenden Verbindungen ausgewählt werden:

Vinyltrimethoxysilan,

Vinyl triäthoxysilan,
Vinyltriacetyloxysilan,

Vinyltri-(/i-methoxyäthoÄy)-silan.

y-Acryloxypropyltrichlor. ilan,

•/-Methacryloxypropyltrichlorsilan,

y-Acryloxypropyltrimethoxysilan,
h-, y-Methacryloxypropyltrimethoxysilnn,

Acryloxypentamethylentrichlorsilan,

Acryloxypentaniethylentrimelhuxysilan sowie

Mischungen der obengenannten Verbindungen.

Die organische Silanverbindung wird 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 der modifizierten isotaktisehen Propylenpolymere geeigneten organischen Peroxide haben vorzugsweise eine I-Minuten-Haibwertszeit-Temperatur von etwa 360 bis etwa 240⁰C (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-terL-butyldiperoxyphthalat,

tert-Butylperoxyacetat, 2_T5-Dimethyl-2,5-di(benzoylperoxy)-hexan,
terL-Butylperoxylaurat,
teru-Butylperoxymaleinsäure,
tert-Butylperoxybenzoat,

Methyläthylketonperoxid, Dicumylperoxid, zn

Cyclohexanonoeroxid.iert.-Butyicurnylperoxid
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 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 damit zu mischenden isotaktischen Propylenpolymeren, zugegeben.

Vorzugsweise wird das organische Peroxid bei der Herstellung des modifizierten isotaktischen Propylenpolymeren vollständig zersetzt. Falls ein Teil des organischen Peroxids in dem modifizierten isotaktischen Propylenpolymeren zurückbleibt, verursacht es eine Zersetzung des nichtmodifizierten isotaktischen Propylenpolymeren und der später mit dem modifizierten Polymeren zu vermischenden Zusatzstoffe.

Ferner ist es zweckmäßig, daß die Menge des mit dem isotaktischen Propylenpolymeren vermischten organischen Peroxids 20 bis 80 Gew.-% der organischen Silanverbif-dung beträgt.

Falls die mit dem isotaktischen Propylenpolymer zu mischende organische Silanverbindung und das Peroxid jeweils in Mengen unterhalb der oben angegebenen unteren Grenzen zugeg^Ti sind, verlaufen die Reaktionen zwischen dem isotaktischen Propylenpolymer sowie der organischen Silanverbindung und dem organischen Peroxid unvollständig. Die Fähigkeit des modifizierten isotaktischen Propylenpolymeren, 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 Propylenpolymeren erzielt. Außerdem führen übermäßige Mengen der organischen Silanverbindung zu dem erhaltenen modifizierten isotaktischen Propylenpolymeren zur Bildung eines Gels, das aus einem Zwischenpolyme^r der organischen Silanverbindung selbst besteht. Dieses Gel verursacht eine Verminderung der Bindefähigkei; des erhaltenen modifizierten isotaktischen Propylenpolymeren. Ferner führt eine unverhältnismäßig große Menge des organischen Peroxids zu einem übermäßig großen Schnielzflußindex des erhaltenen modifizierten isotaktischen Propylenpolymeren. Dieser hohe Schmelzflußindex bringt Schwierigkeiten bei der Bildung eines dünnen Films aus dem modifizierten isotaktischen Propylenpolymeren mit sich.

Das nach der oben im einzelnen beschriebenen Methode hergestellte modifizierte isotaktische Propylenpolymer hat einen Schmelzflußindex von 120 oder weniger und kann mit einer kleinen Menge herkömmlicher Zuschlagstoffe, beispielsweise Oxydationsschutzmitteln, Weichmachern, Farbstoffen usw., gemischt werden. Falls das modifizierte isotaktische Propylenpolymer 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 nichtmodifizierten isotaktischen Propylenpolymeren in einer Menge von 50% oder weniger, bezogen auf das Gewicht der modifizierten Komnonente, gemischt werden, um den SchmelzfluDindex 1./ erniedrigen. Das modifizierte isotaktische Propylenpoly .vier kann auf mechanischem Wege, ζ. B. in einer Mühle, zu feinen Teilchen von einer Korngröße entsprechend einer Maschenweite von weniger als etwa 10 Maschen vermal.ien oder durch Extrusion durch eine T-Foliendüse oder auf einer Folienblasanlage zu einer dünnen Folie von etwa 30 bis 150 μπι 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 geeignett Platte aus hochrostbeständigem Metall kann eine herkömmlich" Aluminiumplatte, Magnesiumplatte, 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 allgemeinen hat die Kohlenstoffstahlplatte eine Dicke von etwa 0,2 bis 5 vnm 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 Metali bei dem Verfahren der Frfindung verwendet v/erden. Die Oberflächen dieser handelsüblichen Platten sind im allgemeinen mit Fett verunreinigt. Deshalb ist es zweckmäßig, die Oberfläche der für das Verfahren verwendeten Plr.ten vorher zu entfetten und zu reinigen.

Falls die Oberfläche der Köhlenstöffstahlplstte rostig ist. muß der Rost durch Abstrahlen mit Sand, Schleifen, Schwabbeln mit einem Polierpulver wie Carborandam, Alandam oder Natriumtripolyphosphat oder durch eine chemische Behänd.jpg mit einer Mineralsäurelösung entfernt werden. Fett auf nichtrostigen Oberflächen der Kohlenstoffstahlplatte kann durch Eintauchen der Platte in eine wäßrige Lösung, die 0,5 bis 5 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 Perchlor äthylen, oder durch Verseifen des Fettes mit einer wäßrigen alkalischen Lösung, beispielsweise Natriummetasilicat, Natriumpyrophosphat und Natriumhydroxid, und anschließendes Behandeln mit einer wäßrigen Säurelösung, beispielsweise 3- bis 5%iger Schwefelsäure, 10- bis 15%iger Salzsäure oder 15- bis 20%iger Phosphorsäure, Neutralisieren mit einer verdünnten wäßrigen Alkalilösung, Spülen mit Wasser und Trocknen gereinigt werden. Die gereinigte Kohlenstoffstahiplattc kann weiter mit einer 0,5- bis 3%igen wäßrigen Oxalsäurelösung behandelt, mit Wasser gewaschen und dann mit einer wäßrigen Lösung behandelt werden, die 0,1 bis 0,5 Gew.-% Chromtrioxid enthält.

Be: Verwendung einer Platte aus rostbeständigem Stahl ist es zweckmäßig, diese in vorerwähnter Weise mit einem handelsüblichen Entfettungsmittel zu behandeln. Die rostbeständige Stahlplatte kann auch durch Entfetten mit einem organischen Lösungsmittel oder Verseifen des Fettes mit einer alkalischen wäßrigen Lösung gereinigt, mit Jner einen Korrosionsinhibitor enthaltenden wäßrigen Lösung von Salpetersäure und 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 nut einer wäßrigen Losung s:p.es handelsüblichen Entfettungsmittels, einem organischen Lösungsmittel oder einer wäßrigen alkalischen Lösung in der oben angegebenen Weise entfettet werden. Platten aus anderen rostbeständigen Metaller, als Edelstahl können weiter mit einer wäßrigen Lösung von 10 bis 25 Gew.-% Schwefelsäure und 5 bis 8 Gew.-% Natriumdichromat gereinigt, mit einer verdünnten wäßrigen Alkalilösung neutralisiert und mit Wasser gewaschen werden. Die so gereinigte Metallplatte kann in eine wäßrige Lösung von 0,5 bis 3 Gew.-°/b 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/cm²bei einer Temperatur von etwa 170 bis 240° C, vorzugsweise 190 bis 220^cC, während einer Zeitspanne von 5 Sekunden bis 5 Minuten bewirkt

Der Preßvorgang kann in einer herkömmlichen Heißpresse, beispielsweise einer Foi mpresse oder einer Walzeni resse, 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

ίο werden, ohne daß sich die verbundenen Platten

voneinander abschäle: . da die Verbindungsschicht aus modifiziertem isoiaktischen 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 Endteilen 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 Mctallwerkstoffen :> kommt es dagegen häufig zur galvanischen

Korrosion, da hier die verschiedenartigen Metalle einandi.= direkt berühren.

4. Die Kohlenstoffstahlplatte ist fest mit der Aluminiumplatte verbunden, ohne daß zuvor eine galvanisehe Zink-, Zinn- oder Bleischichi oder eine andere Spezialschicht aufgetragen werden muß.

Anhand der folgenden Beispiele wird das Verfahren der Erfindung weiter erläutert.

j5 Bei den Beispielen wurde die Schmelzflußgcschwindigkeit 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

jo 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:

Kohlenstoffstah'platte:

Platte aus handelsüblichem kaltgezogenem Kohlenstoffstahl

Platte aus rostbeständigem Stahl:

Platte aus handelsüblichem kaltgezogenem rostbeständigem Stahl

Aluminiumplatte:

Handelsübliche Aluminiumplatte

Kupferplatte:

Handelsübliche Kupferplatte

Zinkplatte:

Handelsübliche Zinkplatte mit einer Qualität, entsprechend JIS, H-4311

Titanplatte:

Handelsübliche
H-4600

Titanplatte, entsprechend JIS

orUointirt ii-aUoi

an rir..., o/~

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 8O⁰C 10 Minuten geieinigt und dann mit warmem Wasser mit einer Temperatur von 60^cC abgespült. Sodann wurden die Kohlenstoffstahlplatten 5 Minuten mit einer wäßrigen Lösung von 15 Gew.-°/o Salzsäure bei einer Temperatur von 25°C weitergereinigt, mit einer wäßrigen Lösung von 2 Gew.-% 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 60^cC eingetaucht und danach bei einer Temperatur von 25⁰C 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 rnm dicken Distanzhalters wurde eine der Kohlenstoffstahlplatten auf eine der rostbeständigen Stahlplatten gelegt Eines der feinkörnigen modifizierten Äthylen-Propylen-BIock-Copoly-

:o

Beispiele 1 bis 4

*.ach folgenden Methoden wurden vier modifizierte Äthylen-Propylen-Block-Copolymere in Form feir.cr Teilchen hergestellt.

Als Ausgangsmaierial wurde ein feinvcrteiltes Äthylen-Propylen-BIock-Copolymer mit einem SchmelzfluÜ-index (MI) von 1,0 verwendet, das etwa 8 Gew.-% copolymerisiertes Äthylen und als Rest copolymerisiertes Propylen enthielt.

Durch Auflösen von 1 Gew.-Teil y-Methacryloxypropyl-Trimethoxy-Silan als organischer Silanverbindung und den in Tabelle 1 angegebenen Teilen tert.-Butylpcrroxybenzoat ais organischem Peroxid in iüü Gew.-Teilen Chloroform wurden vier Modifizicrungslösungen hergestellt. Jede Modifizicrungslösung wurde gleichmäßig mit 100 Gew.-Teilen des Äthylen-Propylen-Block-Copoiymeren vermischt. Danach wurde das Chloroform aus den Mischungen durch Verdampfen entfernt, jede Mischung wurde in ein geschlossenes .'3 Gefäß gefüllt. Das Gefäß wurde evakuiert, und die Mischung wurde 500 Sekunden auf eine Temperatur von etwa 210⁰C erhitzt, um das Äthylen-Propylen-Block-Copolymer mit der organischen Silanverbindung und dem organischen Peroxid zu modifizieren. Nach jo beendeter Modifizierung wurde die modifizierte Mischung rasch auf eine Temperatur von -10'C abgekühlt. Bei dieser Temperatur wurde das modifizierte BlockCopolymer aus dem Gefäß herausgenommen und zu feinen Teilchen mit einer Korngröße entsprechend einer Maschenweite von etwa 10 Maschen

40

meren wurde gleichmäßig zwischen die Platten aus Kohlenstoffstahl und rostbeständigem Stahl gefüllt. Die aufeinandergelegten Platten wurden bei einer Temperatur von 2IO"C 4 Minuten mit einem Druck von ^rM kp/cm² gepreßt und zu einer Verbundplatte vereinigt. Dieses Verbindungsverfahren wurde noch dreimal wiederholt, wobei jeweils ein anderes der hergestellten modifizierten Äthylen-Propylen- Block-Copolymcre verwendet wurde.

Die so hergestellten Verbundplatten wurden einer Schälprüfung bei einem Winkel von 180° unterworfen. Die Schälfestigkeit der Verbundplatten ist in Tabelle 1 angegeben.

Tabelle Beispiel

Nr.

Moüifizicrungsniischimi;
(Cicwichtslcilc)

)--Methacryl-

oxypropyltrimelhoxysilan

tcrl.-Uuiylpcroxvbenzoat

Scliällesligkeit

(kp/cm)

0,10
0,25
0.50
0,75

6.5

9,5

10,0

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 wu^rde. Die erhaltene Verbundplatte hatte nur eine Schälfestigkeit von 3 kp/cm. Das Verfahren des Beispiels 3 wurde

A_n^* .·«·»«.- A η.ι.ηη^,,η» A^nAX V A nA i f t -» ■ nt-t η η c- * a m η a rn UQIIIl UIIIkI /"All " \.llVlUIIg VIlIWl l,IVUMIt.l\.lUllgltVllipvlU

tur von 29O⁰C wiederholt. Die erhaltene Verbundplatte hatte eine Schälfestigkeit von nur 2,9 kp/cm.

Beispiele 5bis 12

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

■50 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-Meth-

bo acryloxypropyl-Trimethoxysilan enthielt.

Zu einem weiteren Vergleich (Vergleichsbeispiel 2) wurden die oben angegebenen Verfahren wiederholt, wobei eine Modifizierungslösung verwendet wurde, die 0,05 Gew.-Teile tert.-Butylperoxybenzoat und 0,10

b^rj Gew.-Teüe Vinyltriäthoxysilan enthielt

Die erhaltenen Verbundplatten wurden einer Schälprüfung bei einem Winkel von 180° unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 wiedergegeben.

Tabelle 2

Mociifmerungsniischung (Gcwichlstcile) Schiill'csligkcil

y-Methacryloxy- Vinyllriiilhoxy- terl.-Bulylperoxy-

propyltrimclhoxy- silan benzoat

silan (kp/cm)

Beispiel Nr.	0,25	-	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 1
d„:,,;»i M-	-	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 Verfahr·π 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-Propyien-Block-Copolymeren, wie es bei den Beispielen 1 bis 4 verwendet wurde, wurden gleichmäßig mit einer Modifizierungsmischung gemischt, die aus 0,5 Gcw.-Teilen y-Methacryloxypropyltrimethoxysilan und 0,25 Gew.-Teilen tert.-Butylpero-.ybenzoat 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-Copclymer wurden gleichmäßig mit 0,1 Gew.-Teil Tetrakis-[Methylen-3-(3,5-di-tert.-butyl-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 μπι 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 60⁰C 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 80⁰C weiter gereinigt, mit einer wäßrigen Lösung von 2 Gcw.-% Natriumcarbonat neutralisiert und mit Wasser gewaschen. Danach wurde die gereinigte Aluminiumplatie in eine wäßrige Lösung von 2 Gew.-% Oxalsäure getaucht, mit Wasser abgespült und getrocknet.

Eine Platte aus Kohlenstoffstahl, zwei Platten aus

jj rostbeständigem Stahl und zwei Folien aus dem modifizierten Block-Copolymer wurden in folgender Reihenfolge aufeinandergelegt: rostbeständige Stahlplatte — modifizierte Copolymerfolie — Kohienstoffstahlplatte — modifizierte Copolymerfolie — rostbe-

jo ständige Stahlplatte. Die aufeinandergelegten °latten wurden in einer Formpresse vier Minuten bei einer Temperatur von 180³C 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^cC (Beispiel 14), 22O⁰C (Beispiel 15) und 240^c C (Beispiel 16) betrugen.

Zum Vergleich (Vergleichsbeispicl 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 18O⁰C

bo (Beispiel 17),200°C(Beispiel 18),220°C(Beispiel 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 Proctemperatur 160⁰C betrug.

Zur Bestimmung der Schälfestigkeit wurden die erhaltenen Verbundplatten einer Schälprüfung bei einem Winkel von 180° unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 wiedergegeben.

Tabelle 3

Verbundplatte

Beispiel Nr.
13
14
15
16

Vergleichsbeispiel
3

Beispiel Nr.
17
IS

rostbeständiger Stahl-modifizierte Copolymerfolic-Kohlenstoffstahlplatte-modifiziertc Copolymerplatte-rostbestündige Stahlplatte

20

Aiuminiυmplatte-modifixierte Copolymerfolie-Kohlenstoffstahl- platte-mcdifizierte Copolymerplatte-Aluminiumplatte

Vergleichsbpispic!
4

Die Verbundplatten der Beispiele 13 bis 20, die mit Preßtemperaturen von 180 bis 24O⁰C hergestellt worden waren, zeigten eine hohe Schälfestigkeit. Die Verbundplatten der Vergleichsbeispiele 3 und 4 dagegen, die bei einer Temperatur von 160³C gepreßt worden waren, zeigten eine niedrige Schälfestigkeit.

Beispiele 21 bis30

Beim Beispiel 21 wurden die gleichen Verfahren wie bei den Beispielen 13 bis 16 angewandt, jedoch mit der Ausnahme, daß anstelle des Äthyle.n-Propylen-Block-Copolymeren Polypropylen mit einem Schmelzflußindex von 9,0 verwendet wurde und die Platten in folgender Reihenfolge aufeinandergelegt wurden: rostbeständige Stahlplatte — modifizierte Polypropylenfolie — Kohlenstoffstahlplatte — modifizierte Polypropylenfolie — rostbeständige Stahlplatte. Die Platten wurden in einer Formpresse bei 210"¹C zu einer Verbundplatte (CS-SS) gepreßt.

Bei den Beispielen 22 bh 25 wurde das vorstehend beschriebene Verfahren wiederholt, wobei anstelle des Polypropylens mit einem Schmelzflußindex von 9,0 ein Polypropylen mit einem Schmelzflußindex von !,0 (Beispiel 22), ein statistisches Äthylen-Propylen-Copolymer mit 2 Gew.-% copolymerisiertem Äthylen, Rest copolymerisiertes Propylen, und einem Schmelzflußindex von 9,0 (Beispiel 23). ein Äthylen-Propylen-Block-Copolymer mit 8 Gew.-°/o copolymerisiertem Äthylen. Rest copolymerisiertes Propylen, und einem Schmelzflußindex von 3,0 (Beispiel 24) sowie ein Äthylen-Propylen-Block-Copolymer mit 8 Gew.-°/o copolymerisiertem Äthylen, Rest copolymerisiertes Propylen, und einem Schmelzflußindex von 1,0 (Beispiel 25) verwendet wurden.

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 Aluminiumplatte — modifizierte Polypropylenfolie — Kohlenstoffstahlplatte — modifizierte Polypropylenfolie — Aluminiumplatie bei einer Tempe-

Preßlempe-	Schiilfestigkeit
nitur
( C)	(kp/cm)
180	6,2
200	8,0
220	8.0
240	6,4
160	3,0
180	4,8
200	6,2
220	6,2
240	4,9
160	2,3
210⁰C zu	einer Verbundplatte

ratur von 210⁰C zu einer Verbundplatte (CS-AL) gepreßt.
Das Verfahren des Beispiels 26 wurde viermal

in 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

j; 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 Tabel'e 4 wiedergegeben.

Tabelle 4

Ucispiel Verbundplatte
Nr.

kcit (kp/cm)

50

rostbeständige Stahlplattemodifiziertes Polymer-Kohlenstoffstahlplatte-modifizierte? Polymer-rostbeständige Stahlplatte

Aluminiumplatte-modifiziertes Polymer-Kohlenstoffstahlpiatte-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 Sehmelzflußindex von 1,0 modifiziert und eine Folie von 5Cjim Dicke aus dem modifizierten Äthylen-Propylen-BIock-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 Trichloräthylen bei 60" C und Trocknen oberflächenbehandelt worden war.

Beim Bezugsbeispiel 3 wurde das Verfahren des Bezugsbeispie?5 1 wiederholt, wobei zwei Aluminiumplatten von je 0,1 mm Dicke verwendet wurden, die durch 10 Minuten langes Eintauchen in Trichloräthylen bei 60⁰C und weiteres 5 Minuten langes Eintauchen in eine Mischung aus 25 Gew.-Teilen Phosphorsäure und 75 Gew.-Teilen Methylalkohol bei Zimmertemperatur, Waschen mit Wasser und Trocknen oberflächenbehr ,idelt 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 Natriumdichromat und 69 Gew.-Teilen Wasser bei 80° C 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 Trichloräthylen und 50 Gew.-Teilen sehr feinverteiltem Calciummetasilicat (CaO - SiO₂) poliert und dann 10 Minuten mit Trichloräthylen bei 6O⁰C oberflächenbehandelt worden waren.

Beim Bezugsbeispiel 6 wurde das Verfahren des Bezugsbeispiels 1 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß die Aluminiumplanen 5 Minuten in eine wäßrige Lösung von 50⁼C eingetaucht wurden, die 1 Gew.-% eines Oberflächenbehandlungspräparates enthielt, das aus 55 Gew.-% Natriummetasilicat. 20 Gew.-% Trinatriumphosphat, 20 Gew.-% Natriumtripolyphosphat und 5 Gew.-% Oleylpolyoxyäthylenäther mit einem Polymerisationsgrad des Äthylenoxids von 20 bis 30 bestand, danach 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 vor, 2 Gew.-% Natriumcarbonat neutralisiert, mit Wasser gewaschen und in eine wäßrige Lösung von 2 Gew.-% Oxalsäure eingetaucht, mit Wasser gewaschen und getrocknet wurden.

Die erhaltenen Aluminium-Verbundplatten wurden zur Bestimmung der Schälfestigkeit der Verbindungsschichten einer T-Schälprüfung unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 wiedergegeben.

Tabelle 5

Bezugsbeispiel
Nr.

Schalfestigkeit (kp/cm) (T-Schalfesligkcit)

Bezugsbeispiel Nr.

Schälfestigkeit (kp/cm) (T-Schälfestigkeit)

4,0
3,9
3,5
4,2
4,0

- Aus Tabelle 5 kann gefolgert werden, daß die Oberflächenbehandlung des Beispiels 6 die Schälfestigkeit der Verbindungsschicht am wirksamsten erhöht

Beispiele 31 bis33

Beim Beispiel 31 wurde das Verfahren des Beispiels

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 70° C, die aus 75 Gew.-Teilen Natriummetasilicat, 40 Gew.-Teilen Natriumpyrophosphat, 40 Gew.-Teilen Natriumhydroxid und 5000 Gew.-Teilen Wasser bestand, behandelt, mit V/asser gewaschen, 5 Minuten in eine wäßrige Lösung von 15 Gew.-% Salzsäure bei Raumtemperatur eingetaucht, mit einer wäßrigen Lösung von 2 Gew.-% Natriumcarbonat neiuraiisiert, mit Wasser gewaschen und getrocknet wurde.

Beim Beispiel 32 wurde das Verfahren des Beispiels

31 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß anstelle der wäßrigen Salzsäurelösung 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

•»η 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.

Tabelle	6	Schiilfesligkcit (kp/cm)
Beispiel	Nr.	6,2 6.2 8,0
31 32 33

3.3 4.0

Aus Tabelle 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.

Beispiele 34 bis 36

Bei dem Beispiel 34 wurde das Verfahren des Beispiels 30 wiederholt, wobei eine Kohlcnstoffstahl-

platte, die in der gleichen Weise wie im Beispiel 33 oberflächenbehandelt worden war, und zwei Kupferplatten verwendet wurden, die durch 10 Minuten langes Eintauchen in Trichloräthylen bei einer Temperatur von 60⁰C, Trocknen, 5 Minuten langes Eintauchen in eine wäßrige Lösung aus 10 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.

Beim Beispiel 35 wurde das Verfahren des Beispiels 34 wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß die mit Trichloräthylen behandelten K jpferplatten 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 Verbundplatte hergestellt, bei der zwei Kupferplatten durch eine modifizierte Polymerschicht mit den beiden Oberflächen der Kohlenstoffstahlplatte verbunden sind. Die Verbundplatten wurden einer Schälprflfung bei einem Winkel von 180°C unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 wiedergegeben.

Tabelle 7 Beispiel Nr.

Schiüfestigkeit (kp/cm)

34	5.7
35	6.U
36	6.7

35

■10

Tabelle 7 zeigt, daß die Oberflächenbehandlung der Kupferplatten des Beispiels 36 die Schälfestigkeit der Verbindungsschicht wirksam erhöht.

Beispiele 37 bis 39

Beim Beispiel 37 wurde eine Kohlenstoffstahlplatte von 1,0 mm Dicke in der gleichen Weise wie in Beispiel 33 oberflächenbehandelt. Zwei Aluminiumplatten von je 0,1 mm Dicke wurden in der gleichen Weise wie im Bezugsbeispiel 6 oberflächenbehandelt.

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.

50

65

Tabelle 8 Beispiel Nr.

Dicke der Aluminiumplatte

(mm)

Schälfestigkeit

(kp/cm)

37	0,1	8,0
38	0,2	9,6
39	0,5	16,0

Beispiele 40bis47

Beim Beispiel 40 wurde eine rostbeständige Stahlplatte von 0,1 mm Dicke 5 Minuten in eine wäßrlje Lösung von 70⁰C eingetaucht, die 3 Gew.-% eines Oberflächenbehandlungspräparates enthielt, das aus 50 Gew.-Teilen Natriummetasilicat, 30 Gew.-Teilen Natriumcarbonat, 7 Gew.-Teüen Trinatriurnphosphai 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-Block-Copolymerfolien des Beispiels 25 verwendet wurden. Die Copolymerfolien hatten eine Dicke νοηιν30μπι. 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 (30μπι) — Kohlenstoffstahlplatte (1.0 mm) — modifizierte Polymerfolie (30 μηι) — restbeständige Stahlplatte (0,1 mm).

Das Verfahren des Beispiels 40 wurde dreimal wiederholt, wobei modifizierte Äthylen-Propylen-Block-Copolymerfolien mit Dicken von 50 μΓη (Beispiel 41), 100 μπι (Beispiel 42) und 150 μιη (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 a-'einandergelegt wurden: rostbeständige Stahlplatte (1,0 mm) — modifizierte Polymcrfoüe (30 μπι) — Kohlenstoffstahlplatte (1,0 mm) — modifizierte Polymerfolie (30 μπι) — rostbeständige Stahlplatte (1,0 mm).

Getrennt davon wurde das Verfahren des Beispiels 44 dreimal wiederholt, wobei modifizierte Äthylen-Propylen-Block-Copolymerfolie mit Dicken von 50 μιη (Beispiel 45), 100 μπι (Beispiel 46) und 150 μπι (Beispiel 47) verwendet wurden.

Zum Vergleich (Vergleichsbeispiel 5) wurde das Verfahren des Beispiels 44 wiederholt, wobei eine modifizierte Äthylen- Propylen- Block-Copolymerfolie mit einer Dicke von 200 μπι verwendet wurde.

Die Verbundplatten der Beispiele 40 bis 43 wurden einer Schälpriifung bei einem Winkel von 180° 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.

Tabelle 9

Dicke der

modifizierten

Polymerfolie

(m)

Schälfestigkeit

(kp/cm)

Scherfestigkeit

(kp/cm²)

Beispiel Nr.

40
41 42 43

44 45
46
47

Vergleichsbeispiel

30 5,5

50 8,0

100 10,0

150 11,0

30 - 180

50 - 130

100 - 100

150 - 93

200 - 85

B e i s ρ i e 1 e 48 und 49

Beim Beispiel 48 wurde das Verfahren des Beispiels 45 wiederholt, wobei zwei in der gleichen Weise wie in Beispiel 40 oberflächenbehandelte rostbeständige Stahl- platten 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 drs Verf;-\ren des Beispiels 30 wiederholt, wobei zwei in der gleichen Weise wie beim Bezugsbeispiel 6 oberflächenber ndelte 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 -ίο in Tabelle 10 wiedergegeben. Tabelle 10 zeigt ferner die Zugfestigkeitseigenschaften der Platten aus rostbeständigem Stahl, Kohlenstoffstahl und Aluminium, die bei den Beispielen verwendet wurden.

Tabelle 10 Beispiel Nr.

Zugfestigkeit
(kp/cirr)

Bruchdehnung

48 34,8

49 25.3

Rostbeständige Stahl- 61.7
platte

KohlenstolTstarilplatte 33,9

Aluminiumplatte 18,0

40
34

29

34
4

b0

Beispiele 50 bis 84

Beim Beispiel 50 wurde das Verfahren des Beispiels 13 wiederholt, wobei anstelle des Äthylen-Propyien-Block-Copolymer ein Polypropylen mit einer Schmelzflußgcschwindigkeit von 9,0 verwende! wurde, das mit einer Modifizierungsmischung von 0,5 Gew.-Teilen

y-Methacryloxypropyltrimethoxysilan und 0,25 Gew.-Teilen tert-Butylperoxybenzoat modifiziert und zu einer Folie von 50 μπι 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 e^:nem 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, die mit Modifizierungsmischungen von 0,5 Gew.-Teilen der in Tabelle 11 angegebenen organischen Silanverbin dung 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. - Die in Tabelle 11 verwendeten Symbole haben folgende Bedeutung:

PP (9,0) Polypropylen .nit einem Schmelzflußindcx von 9,0,

PP (1,0) 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 Cew.-% Äthylen. Rest Propylen, und einem ^chmelzflußindex von 0,8,

MAPTMS y-Methacryloxypropyltrimethoxysilan,

VTES Vinyltriäthoxysilan,

TBPOB tert.-Butylperoxybenzoat,

TBPOA tert.-Butylpcroxyacetat.

DCPO Dicumenyiperoxid,

a Kohlenstoffstahlplatte mit einer Dicke von

1,0 mm, wie in Beispiel 1 oberflächenbehandelt,

b modifizierte Polymeriolie mit einer Dicke

von 50 um,

c Aluminiumplatte mit einer Dicke von

0,1 mm, durch 10 Minuten langes Eintauchen in Trichloräthylcn 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.

Zinkplatte mit einer Dicke von 0,2 mm, durch 10 Minuten langes Eintauchen in Trichlorethylen bei 60°C und Trocknen oberflächen vorbehandelt,
Titanplatte mit einer Dicke von 0,4 mm, in der gleichen Weise wie die vorstehend aufgeführte Zinkplattc obcrflüchenvorbehandeli,

	24 09 567	bei 60⁰C und 5	Minuten g	Organische	22	in der gleichen Weise wie beim	bei keinem der Prüfkörper eine	Prüfkörper an einem Ende achtet.
		Eintauchen in eine	wäßrige	Silanverbindung	Raumtemperatur, Waschen mii Wasser und	1 oberflächenvorbehandelt.	150 mm Länge hergestellt und einer Torsionsschälprü- 60 Ablösung der miteinander verbundenen Platten beob-	Ende längsweise um einen
21	0,1 mm,	Gew.-% Schwefelsäure bei 5	MAPTMS	Trocknen oberflächenvorbehandelt,		^:ung unterworfen, bei der der
f Kupferplatte mit einer Dicke vor	durch 10 Minuten langes Eintauchen in		MAPTMS	rostbeständige Stahlplatte von 0,1 r.im	Aufbau der	eingespannt und am anderen
Trichloräthylen	Verbindungs	MAPTMS	Dicke,	Verbundplatte
langes weiteres	polymer	MAPTMS	Beispiel	g-b-a-b-g
Lösung von 10	PP (9,0)	MAPTMS		c-b-a-b-c
Tabelle 11	PP (9,0)	MAPTMS	Organisches	g-b-a-b-g
Beispiel	E (2) P (9,0)	MAPTMS	Peroxid	c-b-a-b-c
Nr.	E (2) P (9,0)	MAPTMS	TBPOB	g-b-a-t-g
50	E (8) P (3,0)	VTES	TBPOB	c-b-a-b-c
51	E (8) P (3,0)	VTES	TBPOB	g-b-a-h-g
52	E (8) P (1,0)	VTES	TBPOB
53	π /c\ Dnni	VTES	TBPOB	g-b-a-b-g
54	E (8) P (1,0)	VTES	TBPOB	c-b-a-b-c
55	E (8) P (1,0)	VTES	TBPOB	c-b-a-b-c
56	PP (9,0)	VTES	TBPQB	d-b-a-b-d
57	PP (9,0)	VTES	TBPOB	e-b-a-b-e
58	PP (9,0)	VTES	TBPOB	f-b-a-b-f
59	PP (9,0)	VTES	DCPO	g-b-a-b-g
60	PP (9,0)	VTES	DCPO	c-b-a-b-c
61	PP (1,0)	VTES	DCPO	d-b-a-b-d
62	PP(I₁O)	VTES	DCPO	e-b-a-b-e
63	PP (1,0)	VTES	DCPO	f-b-a-b-f
64	PP (1,0)	VTES	DCPO	g-b-a-b-g
65	PP (1,0)	VTES	DCPO	c-b-a-b-c
66	E (2) P (9,0)	VTES	DCPO	d-b-a-b-d
67	E (2) P (9.0)	MAPTMS	DCPO	e-b-a-b-e
68	E (2) P (9.0)	MAPTMS	DCPO	f-b-a-b-f
69	E (2) P (9,0)	MAPTMS	DCPO	g-b-a-b-g
70	E (2) P (9,0)	MAPTMS	DCPO	c-b-a-b-c
71	E (7) P (3,0)	MAPTMS	DCPO	d-b-a-b-d
72	E (7) P (3.0)	MAPTMS	DCPO	e-b-a-b-c
73	H (7) P (3,0)	MAPTMS	DCPO	f-b-a-b-r
74	E (7) P (3,0)	MAPTMS	TBPOA	g-b-a-b-g
75	E (7) P (3,0)	MAPTMS	TBPOA	c-b-a-b-c
76	E (7) P (0,8)	MAPTMS	ΤΒΡΟΛ	d-b-a-b-d
77	E (7) P (0,8)	Verbundplatten wurde ein Winkel	TBPOA	e-b-a-b-e
78	E (7) P (0,8)		TBPOA	f-b-a-b-r
79	E (7) P (0,8)		TBPOA	g-b-a-b-g
80	E (7) P (0,8)		TBPOA	von 180° gedreht und dadurch verdrillt. Trotz
81		TBPOA	rechteckiger Prüfkörper von 12,5 mm Breite und der Torsion wuHe
82	TBPOA
S?	TBPOA
84
Aus jeder der erhaltenen

Claims

Patentansprüche:

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 organisehen 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 25O⁰C modifiziert v/orden 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 μπι 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 Metal! gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Verbinden ein isotaktisches Propylenhomopolymeres. ein statistisches oder Blockpolymeres mit höchstens 15 Gew.-% mindestens eines anderen -40 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 4~> organische Silanverbindung der Formel