DE2720945C2 - Verfahren zum Verkleben von Polyvinylidenfluorid mit einer festen Unterlage - Google Patents

Verfahren zum Verkleben von Polyvinylidenfluorid mit einer festen Unterlage

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Description

Shore-Härte A zwischen 20 und 90,
Zugwiderstand zwischen 4 und 70 kg/cm2,
Bruchdehnung zwischen 1 und 1000%.
20
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyurethan in einer Stärke zwischen 1 mm und 20 cm aufgebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyisocyanat Toluoldiisocyanat verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyisocyanat ein Vorpolymeres enthaltend freie Isocyanatgruppen und hergestellt durch Reaktion eines Polyisocyanats mit einem Polyol verwendet wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zum Verkleben von Polyvinylidenfluorid, das im folgenden als PVF2 bezeichnet wird, mit einer festen Unterlage.
Aus der US-PS 31 11 450 ist es bekannt, Polyvinylfluoridoberflächen mit einer Polyurethanbeschichtung zu versehen, um dadurch eine Verklebbarkeit mit Kautschukklebern zu erreichen. Polyvinylidenfluorid ist im Oberflächenverhalten infolge des anderen Fluorierungsgrades völlig anders.
Die Schwierigkeiten, die mit der Haftung von PVF2 auf einer festen Unterlage verbunden sind, sind bekannt. PVF 2 ist schwierig etwa mit einer festen Oberfläche zu verkleben und die Klebstoffe haften nicht an dem PVF2, es sei denn, daß man eine spezielle Behandlung vornimmt. Um diesem Nachteil abzuhelfen, wurden zahlreiche Lösunger· vorgeschlagen, insbesondere läßt man auf dem PVF2 eine Zwischenschicht in Faserform oder in Form eines Plastikfilms haften, die als Basis für das Verbinden durch das Klebmittel für die feste Unterlage und das PVF2 dient. Obwohl derartige Verfahren in vielen Fällen zufriedenstellende Ergebnisse liefern, beobachtet man aufgrund der Tatsache, daß die existierenden Klebmittel in dünnen Schichten verwendet werden, in trockenem Zustand mehr oder weniger brüchig sind und eine oft geringe Dehnfähigkeit aufweisen, unter der Wirkung von wiederholten thermischen Schocks und aufgrund des starken Ausdehnungskoeffizienten von PVF2, der in der Größenordnung von 15 bis 1Ox 10"5 pro °C liegt, eine Ablösung des PVF2 von der festen Unterlage.
40
45
5«
b5 Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine derartige Ablösung zu vermeiden und in allen Punkten eine vollkommene Haftung zwischen dem PVF2 und der festen Unterlage sicherzustellen. Zu diesem Zweck wird zwischen der Verklebungsschicht des PVF2, die die Haftung sichert und dem festen Substrat eine genügend weiche Schicht (Mastix) angeordnet, um die Unterschiede in den Ausdehnungskoeffizienten zu kompensieren. Bei dieser Schicht, die die Klebfuge ausfüllt, handelt es sich um ein in situ polymerisiertes Material, das einerseits an der Verklebungsschicht des PVF2 und andererseits an dem festen Substrat haftet
Gegenstand der Erfindung ist also ein Verfahren zum Verkleben von Polyvinylidenfluoridformkörpern mit einer festen Unterlage, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zwischen einer auf dem Polyvinylidenfluorid-Formkörper angebrachten üblichen Verklebungsschicht für diesen und einer festen Unterlage ein Polyurethan angeordnet wird, das durch Reaktion eines Polyisocyanats in situ mit einem Polyalkoholderivat des Äthylenoxids und/oder Propylenoxids mit einer Wertigkeit von 2 bis 6 und einem Molekulargewicht zwischen 400 und 6000 erhalten wird.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Diese in situ polymerisierbaren Materialien besitzen nach der Polymerisation vorzugsweise folgende physikalischen Eigenschaften:
Eine Shore-Härte A zwischen 20 und 90,
einen Zugwiderstand zwischen 4 und 70 kg/cm2,
eine Bruchdehnung zwischen 1 und 1000%.
Diese Schicht (Mastix) wirkt praktisch als eigentlicher verbindender elastischer Klebstoff.
Vor der Polymerisation des Materials kann die Viskosität der das Material bildenden Mischung von 1000 Centipoises bei 25° C bis zum Erreichen einer Konsistenz einer thixotropen Paste variieren, die eine Extrusion unter Druckanwendung notwendig macht, wobei dieses Material zwischen die Klebstoffzwischenschicht des PVF2 und dem festen Substrat, das gegebenenfalls vorbehandelt wurde, angeordnet wird. Dann läßt man die Polymerisationsreaktion in situ erfolgen. Gegebenenfalls kann das Gesamte zum Beschleunigen der Reaktion erwärmt werden, wenn diese Maßnahme mit dem Unterschied der Ausdehnungskoeffizienten von PVF2 und der festen Unterlage verträglich ist. Die gesamten Bestandteile werden zwischen die zu verklebenden Wandungen in bekannter Weise angeordnet. Sie können einfach vergossen werden, wenn ihre Viskosität dies erlaubt, oder unter Druck verspritzt werden.
Die Menge des polymerisierbaren Materials ist derart gewählt, daß die endgültige Dicke der Schicht, vorzugsweise zwischen 1 mm und 20 cm liegt.
Bei den erfindungsgemäß verwendbaren Materialien handelt es sich um Polyurethane. Derartige Produkte sind bekannt, sie ergeben sich aus der Reaktion von Polyisocyanat mit einem Polyol in Anwesenheit oder Abwesenheit eines Katalysators. Erfindungsgemäß kommen insbesondere die Polyurethane in Betracht, die ausgehend aus einem System aus mehreren Bestandteilen erhalten werden, die in Abwesenheit von Luft oder Feuchtigkeit polymerisierbar sind. Sie werden entweder in einem einzigen Schritt, d. h. durch Reaktion in situ eines Polyisocyanats mit einem Polyol, oder durch
Reaktion eines Polyols mit einem Vorpolymeren erhalten, das freie Isocyanatgruppen enthält, wobei das Vorpolymere selbst durch Reaktion eines Polyisocyanate mit einem Polyol hergestellt wurde. Als Poiyisocyanat wird insbesondere Toluoldiisocyanat und Diphenylmethandiisocyanat verwendet Unter den gewöhnlich zur Herstellung von Polyurethanen verwendeten Polyolen sind insbesondere Polyalkoholderivate von Äthylenoxid und/oder Propylenoxid mit einer Wertigkeit von 2—6 und vorzugsweise 2 bis 3 und Molekulargewichten zwischen 400 und 6000 und vorzugsweise zwischen 2000 und 4500 interessant
Es ist gleichfalls möglich, den Bestandteilen in bekannten Mengen die verschiedenen üblichen Zusätze zu Polyurethanen wie beispielsweise Katalysatoren, Ausdehnungsmittel, Füllstoffe, Pigmente zuzugeben.
Die Erfindung ist insbesondere für die Verstärkung der Verklebung von PVF2 mit Testen Unterlagen interessant, deren Ausdehnungskoeffizienten beträchtlich von demjenigen des PVF2 verschieden ist Dies kann bei metallischen oder Plastikunterlagen, aber auch bei Beton und selbst bei Holz der Fall sein. Ein derartiges Verfahren ist u. a. insbesondere bei der Verklebung von inneren Auskleidungen aus PVF2 von Behältern geeignet, deren mehr oder weniger unregelmäßige Formen keine vollkommene Verklebung des PVF2 an allen Stellen der Oberfläche mit bekannten Verfahren ermöglichen.
In der nachfolgenden Tabelle sind die Bestandteile bezogen auf das verwendete Polyol für das Polyurethan der nachfolgenden Beispiele angegeben. Die Mengenangaben sind Gewichtsteile.
Zusammenhang A 1 - 0,35 Beispiel 1 B C 1 - 1 -
Polyolpolyäther, Diol
(Molekulargewicht = 3700)		 - - 3 Man mischt eine Zusammensetzung 100 - -
Oxypropylenäthoxy-
; äthylen, Diol
ί (Molekulargewicht = 2700)		 100 - 100 einem
Wasser - - 2,2
Kaolin 72,5 105 72,5
Titanoxid 10,5 15 10,5
Calciumcarbonat - 50 -
Rußschwarz 2
*; Wasserhaltiges Rizinusöl 10
Chloriertes Paraffin (LF 50) 15
Zinndibutyldilaurat 0,20
Molekularsieb 3
A mit
50
55
Vorpolymeren mit NCO-Endgruppen, deren Verhältnis NCO/OH bei 2,2 liegt und das erhalten wird, indem man ein Polyoxypropylenglykoi mit einem Molekulargewicht von 2500 mit einem Toluoldiisocyanat während t>o 3 h bei 90° C reagieren läßt.
Die Mischung wird derart vorgenommen, daß das Verhältnis NCO des Vorpolymeren/OH von A = 1,20 ist.
Dieses vergießt man zwischen den Wänden einer Stahlwanne von 1,2 m Durchmesser und 3 m Länge mit halbkreisförmigem Boden und denjenigen einer inneren Auskleidung von PVF2 von 4 mm Stärke, die insgesamt zu der Form der Stahlwanne tiefgezogen ist und geringfügig geringere Abmessungen aufweist Die Stahlwanne ist vorher innen mit einem Silanprimer (AP 134 von UNION CARBIDE) beschichtet worden. Das PVF2 wurde vorher außen mit einer Glasfasermatte durch Bestreichen des PVF2 bei 200C mit einer 20%igen PVF2-Lösung in Dimethylformamid, Aufbringen der Glasfasermatte auf das bestrichene PVF2 und Trocknen des gesamten bei 150° C während 20 min beschichtet
Der Zwischenraum zwischen den Innenwandungen der Stahlwanne und den Außenwandungen der PVF2-Beschichtung beträgt im Mittel 10 mm, übersteigt aber an bestimmten Stellen 20 mm und erreicht an anderen kaum 1 mm. Die innere Wanne aus PVF2 wird mittels einer Unterdrucktasche während der gesamten Dauer der Polymerisation, die während 24 h bei etwa 200C vorgenommen wird, an ihrem Platz gehalten.
Beispiel 2
Eine Stahlwanne identisch zu derjenigen des vorhergehenden Beispiels wird innen mit einem Spachtel mit einer Beschichtung von etwa 10 bis 20 mm Dicke aus einem thixotropen Material bedeckt, das durch Mischen der Zusammensetzung B mit dem Vorpolymeren von Beispiel 1 derart erhalten wird, daß das Verhältnis NCO/OH = 1,20 ist.
In der nachfolgenden Stunde bringt man eine Innenbeschichtung aus PVF2 von 3 mm Stärke ein, die im ganzen tiefgezogen ist und in ihrer Form identisch zu derjenigen der Stahlwanne mit etwas geringeren Abmessungen ist. Mit einer Unterdrucktasche wird sie an ihrem Platz während der gesamten Dauer der Polymerisation gehalten, die während 24 h bei etwa 200C vorgenommen wird.
Die Beschichtung aus PVF2 ist vor ihrer Anbringung außen mit einem Polyurethanfilm durch Bestreichen mit einer Polyurethanlösung in einem aromatischen polaren Lösungsmittel und Verdampfen des Lösungsmittels beschichtet worden. Diese Vorbehandlung stellt eine bessere Haftung zwischen dem PVF2 und der Schicht sicher.
Beispiel 3
Eine Zusammensetzung C wird mit einem Vorpolymeren gemäß Beispiel 1 derart gemischt, daß das Verhältnis NCO/OH = 1,20 ist. Man gießt diese Mischung zwischen die Wände eines Stahlrohrs von 3 m Länge und 160 mm Durchmesser und eines Rohrs aus PVF2 mit einem Durchmesser von 150 mm, wobei vorher eines der Enden der beiden Rohre geschlossen wurde, um das Austreten der Mischung zu verhindern. Man füllt etwa 3/4 des Volumens aus und stellt nach etwa 1 h bei 25° C fest, daß die Masse sich ausgedehnt hat und das gesamte Volumen zwischen dem PVF2 und dem Stahlrohr einnimmt. Das ausgedehnte Material haftet an dem Stahl und dem PVF2, deren Oberflächen vorher behandelt wurden. Der Stahl wurde mit einem Silan beschichtet und das PVF2 mit Polyurethan, wie es in Beispiel 2 beschrieben ist.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Verkleben von Polyvinylidenfluoridformkörpern mit einer festen Unterlage, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer auf dem Poly vinylidenfluorid- Formkörper angebrachten üblichen Verklebungsschicht für diesen und einer festen Unterlage ein Polyurethan angeordnet wird, das durch Reaktion eines Polyisocyanats in situ mit einem Polyalkoholderivat des Athylenoxids und/oder Propylenoxids mit einer Wertigkeit von 2—6 und einem Molekulargewicht zwischen 400 und 6000 hergestellt worden ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- is zeichnet, daß das Polyurethan folgende physikalische Eigenschaften aufweist:
DE2720945A 1976-05-12 1977-05-10 Verfahren zum Verkleben von Polyvinylidenfluorid mit einer festen Unterlage Expired - Lifetime DE2720945C2 (de)

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