DE2824675B2 - Verbundmaterial - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Verbundkörper, das aus einem Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymeren, allgemein als ABS bezeichnet, gebildet wird, das mit
Polyvinylidenfluorid, gewöhnlich als PVF2 bezeichnet, beschichtet ist Gemäß der Erfindung sind mit dem PVF2
organische oder anorganische Füllmaterialien kombiniert, die einen Schutz gegen ultraviolette Strahlen
bilden. Ein derartiges Material weist eine Widerstandsfähigkeit gegen chemische Mittel und nach Alterung
mechanische Eigenschaften, insbesondere eine Schlag-, Streck- und Zugfestigkeit auf, die wesentlich besser als
diejenigen von ABS sind.
Die Eigenschaften dieses Verbundmaterials sind um so unerwarteter, als aufgrund von durchschnittlicher
Alterung von ABS durch Witterungscinflusse oder korrosiver Atmosphäre zahlreiche Schiitzbeschichtungen vorgeschlagen wurden, die aus anderer, Polymeren
hergestellt sind, die widerstandsfähiger als ABS ist, beispielsweise aus Polyacrylen, Polyvinylchlorid, Polycarbonaten bestehen. Diese Mittel, die weit davon
entfernt sind, wirksam ABS zu schützen, weisen in
bestimmten Fällen den Nachteil auf, dessen mechanische Eigenschaften zu beeinträchtigen.
Die erfindungsgemäßen Verbundkörper, deren hauptsächliches Riemen! aus ABS besteht, sind dadurch
gekennzeichnet, daß sie wenigstens auf einer der größeren Flächen des Elements aus ABS eine darauf
befestigte Beschichtung ;ius PVF2 besitzen, das ein
übliches gegen ultraviolette Strahlen schützendes anorganisches odor organisches Füllmaterial enthalten.
Die PVF2-ScHiCUt, die ein anorganisches oder organisches Füllmaterial enthält, besitzt im allgemeinen eine
Wandstärke, die maximal lOmal kleiner als die
Wandstärke des Elements aus ABS ist, ohne daß jedoch
die Wandstärke der Beschichtung größer als 400 μΐη
und vorzugsweise größer als 100 ujn ist
Die Schicht kann in Form einer Haut oder eines Films,
der in bekannter Weise hergestellt wurde, vorliegen.
Man kann beispielsweise das Füllmaterial mit dem PVF2 in Lösung in einem Lösungsmittel mischen und darm die
erhaltene Mischung auf ein Übertragungspapier gießen, so daß ein Film gewünschter Stärke nach Verdampfung
des Lösungsmittels erhalten wird. Entsprechend der Herstellung dieser Beschichtung kann es sich um reines
PVF2 oder um Copolymere, enthaltend wenigstens 70 Gew.-% PVF2, handeln.
Die verwendeten anorganischen oder organischen Füllmaterialien sind bekannt Sie werden 'aufend als
'Schutz gegen ultraviolette Strahlung in Thermoplasten verwendet Als anorganische Füllmaterialien kommen
beispielsweise Metalloxide oder -salze oder Metallpulver wie Zink-, Titan-, Siliziumdioxid, Talkum, Bariumsulfat Calciumcarbonat, Siliziumaluminate, Aluminium-,
Kupfer-, Bronzepulver in Frage- Als organische Füllmaterialien kommen beispielsweise einfache Pigmente oder ultraviolette Strahlung absorbierende
Mittel, die im Handel erhältlich sind, etwa diejenigen auf der Basis von Benzophenonen, Benzotriazoles substituierten Aminen und Salizylaten in Frage. Die Füllmaterialien können alleine oder in Mischung verwendet
werden. Allgemein kann die Beschichtung aus PVF2 0,1 bis 50 Gew.-% anorganisches Füllmaterial und 0,1 bis 10
Gew.-% organisches Füllmaterial enthalten.
Der Verbundkörper kann nach Verfahren hergestellt werden, die bekannt sind, um thermoplastische Elemente innig miteinander zum Haften zu bringen. Ein
interessantes Her tcllungsverfahren ist in der französischen Patentanmeldung 77/09 917 beschrieben und
besteht darin, auf der zu befestigenden Oberfläche des PVF2, daß das Füllmaterial enthält eine feine Haut aus
Polyurethan mit Hilfe einer Polyurethanlösung in einem aprotischen polaren Lösungsmittel aufzubringen. Man
erhitzt das Gesamte auf eine Temperatur zwischen 120
und 3000C während einiger Minuten derart, daß das
Lösungsmittel entfernt wird. Nach Abkühlen bringt man die behandelte Oberfläche des PVF2, daß das Füllmaterial enthält, auf das Element aus ABS und verbindet
beide durch Thermoverschweißen.
Aufgrund der besonderen Eigenschaften des Verbundkörpers, insbesondere in bezug auf Schlag- und
Streckfestigkeit nach Alterung, deren Werte mitunter da:. Doppelte derjenigen des Elementes erreichen
können, das nur aus ABS besteht und unter gleichen
Bedingungen gealtert ist, ist es möglich, sie zur Herstellung von Produkten zu verwenden, die eine
große Alterungsdauer erfordern. Sie sind beispielsweise geeignet für Bootskörper, Karosserieelemente von
Fahrzeugen, Innenauskleidungen von Kühlgeräten oder Kühlschränken und Fassadenelemente von Gebäuden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen erläutert.
Die Alterung des Verbundkörpers wird beschleunigt,
um seine mechanischen Eigenschaften mit Hilfe eines Xenote.U^SO-Apparatcs /u prüfen. Die Proben werden
bei etwa 25T' während wenigstens 100 h in einer l.uftatmosphärc gehalten, deren relative Feuchtigkeit
b5% beträgt, wobei alle JO min ein Bespritzen mit Wasser während einer Dauer von 5 min erfolgt. Dieser
Versuch entspricht der durch den Konstrukteur von
Xenotest 450 definierten Versuchsbetriebsweise, Die mit dem Xenotest 450 erhaltenen Härten müssen mit
einem Faktor 10 multipliziert werden, um Äquivalenz mit einem Aussetzen des Verbundmaterials im Außenraum bei temperiertem Klima zu erhalten.
Die Ergebnisse der Stoßfestigkeitsuntersuchungen,
die nach der Dynstat-Methode vorgenommen wurden, bei der man auf die gealterte Beschichtungsoberfläche
ein Pendel aufprallen läßt, sind als Mittelwert von 10
Proben für jede Aussetzungsdauer angegeben. Die Abmessungen der Proben betrugen 50 χ 10 mm χ Stärke in mm des Verbundmaterials.
Die Zugdehnungsversuche wurden gemäß der Norm ASTM-D 63858 an Proben aus Verbundmaterial
vorgenommen.
In eine Lösung von PVF2 in Dimethylformamid arbeitet man 3 Gftw.-% T1O2 in bezug auf das Gewicht
des PVF2 ein, wobei der Trockengehalt des Gesamten 20 Gew.-% besteht Diese Lösung gießt man auf ein
Übertragungspapier derart, daß man nach Verdampfen des Lösungsmittels bei 1400C einen Film einer Stärke
von 25u4n und einen Film einer Stärke von 50μηι
erhält
Vergleichsweise stellt man einen Film aus PVF2 ohne
TiO2 einer Stärke von 25 μχη her.
Auf eine der Flächen von jeweils drei Filmen zerstäubt man eine Lösung von 15 Gew.-% von festem
Polyesterpolyurethan in Dimethylacetamid. Man verdampft das Lösungsmittel, indem man die Filme 5 min
bei 1500C in einem belüfteten Wärmeschrank hält
werden auf eine ABS-Folie einer Stärke von 3 mm
aufgebracht und unter Druck bei einer Temperatur von
170°C verklebt
den obigen Bedingungen einen Film einer Stärke von
50μπι auf der Basis von Polymethylmethacrylat
(PMMA), das mit 3 Gew.-% TiO2 gefüllt ist
Die auf diese Weise erhaltenen Verbundmaterialien werden unter den vorstehend genannten Bedingungen
gealtert.
Die Ergebnisse der Versuche bezüglich Schlagfestigkeit und Zugdehnung sind in der nachfolgenden Tabelle
angegeben. Vergleichsweise sind ferner die Ergebnisse angegeben, die mit einer nichtbeschichteten ABS-Folie
erhalten wurden.
|
Dauer des
Aussetzens (h) |
Schlagfestigkeit ausgedrückt in % des
ABS Verbundmaterial |
(PVF2+ TiO2) | (PVF2+ TiO2) | Anfangswertes zur | Zeit 0 | (PMMA+ TiO2) |
| 25;xm | 25 μ m | (PVF2+ TiO2) | PVF2 | 50 μ m | ||
| 100 | 28 | 50μΓΠ | 25μηι | 100 | ||
| 0 | 100 | 98 | 28 | 100 | 100 | 70 |
| 100 | 32 | 89 | 25 | 100 | 54 | 35 |
| 500 | 28 | 68 | 20 | 95 | 34 | 30 |
| 1000 | 24 | 40 | 18 | 86 | 30 | .'is |
| 2000 | 23 |
Bruchdehnung in %
ABS Vcrbundmuieriül |
70 | |||
|
Dauer des
Aussetzen; (h) |
(PMMA+TiO2) | |||||
| (PVF2+ TiO7) | PVF2 | 50 am | ||||
| 30 | 50 μ m | 25 urn | 27 | |||
| 0 | 15 | 29 | 28 | 25 | ||
| 100 | 10 | 28 | 22 | 20 | ||
| 500 | 7 | 26 | 14 | 13 | ||
| 1000 | 4 | 23 | 9 | 10 | ||
| 2000 | _ | 7 | ||||
Unter den Herstellungsbedingungen von Beispiel I werden drei Verbundmaterialien auf der Basis von ABS t,o
einer Stärke von 3 mm und PVF? hergestellt, dessen TiO2-Füllmaterial ersetzt ist durch
a) 10 Gcw.-% Zinkoxid in bezug auf das Gewicht des PV l-j. „-,
b) Eine Mischung aus gegen ultraviolette Strahlung schützenden Mitteln, enthaltend in Gewichtsprozent
bezogen auf das Gewicht des PVF2
1% einer Verbindung auf der Basis von substituiertem Benzotriazol (TINUVIN P)
und 0,6% eines zur sterischen Hinderung substituierten Amins,
c) eine Mischung aus 1,5 Gew.-% Cadmium rot (ROUGE 125 FBA)und 1 Gew.% rotes Eisenoxid,
bezogen auf das Gewicht des PVF2.
Die Ergeonisse der Versuche hinsichtlich Schlagfestigkeit
und Zugdehnung nach Alterung sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben.
Stärke der PVFrBeschitfitung
Dauer des Aussetzens in h
Versuch a
25μιη
25μιη
Versuch b 25μπι
Versuch c 50 μι,!
Schlagfestigkeit nach Alterung in % des
Anfangswertes zur Zeit 0
Anfangswertes zur Zeit 0
Zugversuch nach ASTM
Bruchdehnung nach Alterung in %
Bruchdehnung nach Alterung in %
100
98
81
64
98
81
64
25
24
21
17
21
17
100
97
93
66
97
93
66
29
27
23
19
27
23
19
100 89 79 53
29 25 19 15
Zu einer Lösung von PVF2 in Dimethylformamid gibt
man 2 Gew.-% Ruß in bezug auf das Gewicht des PVF2, wobei der Trockengehalt des Gesamten 20 Gew.-%
beträgt Man verwendet diese Lösung entsprechend den Bedingungen von Beispiel 1 und erhält nach Verdampfen
einen Film von 25 μΐη Stärke.
Unter den Bedingungen von Beispiel 1 behandelt man eine der Oberflächen des Films mit einer 15gewichtsprozentigen
Lösung von festem Polyesterpolyurethan in Dimethylacetamid.
Des weiteren extrudiert man ein nichtpigmentiertes ABS auf einer Einschneckenmaschine mit einem
Durchmesser von 90 mm, einer Länge von 20 Durchmessern, ausgerüstet mit einer Flachdüse einer Breite
von 700 mm und derart eingestellt, daß eine Platte mit einer Stärke von 5 mm erhalten wird, wobei die
Temperaturen der Maschine sich von 200 bis 24O0C staffeln, während diejenige der Düse auf 2100C
eingestellt ist Die Rotationsgeschwindigkeit der Schnecke ist auf 30 UpM und der Ausstoß auf 120 kg/h
eingestellt
Der vorstehend erhaltene Film aus PVF2 wird bei Umgebungstemperatur abgero1':. und die behandelte
Oberfläche auf das ABS kontinuierlich mit Hilfe des Poliergangs der Extrusionslinie aufgebracht deren
Zylinder auf Temperaturen zwischen 90 und 110° C
eingestellt sind.
Die Ergebnisse der Versuche bezüglich Schlagfestigkeit und Zugdehnung nach Alterung sind in der
nachfolgenden Tabelle angegeben.
| JO Dauer des |
Schlagfestigkeit | Bruchdehnung |
| Aussetzens in h | nach Alterung aus | in% |
| gedrückt in % des | ||
| Anfangswertes zur | ||
| ZeitO | ||
| 0 | 100 | 35 |
| 100 | 97 | 32 |
| 500 | 92 | 31 |
| 40 1000 | 72 | 26 |
Claims (7)
1. Verbundkörper mit nach Alterung verbesserten mechanischen Eigenschaften, deren Hauptelemeni
durch ein Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymer gebildet wird, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens auf einer der größten Flächen des Elementes aus dem Terpolymeren eine Schicht aus
Polyvinylidenfluorid enthaltend ein übliches anorganisches oder organisches, gegen ultraviolette Strahlen schützendes Füllmaterial befestigt ist
2. Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Polyvinylidenfluorid eine Stärke besitzt, die maximal lOfach
geringer als die Stärke des Elementes aus dem Terpolymeren ist, ohne daß die Stärke der Schicht
größer als 400 μΐπ ist
3. Verbundkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Beschichtung
unterhalb von 100 um liegt
4. Verbundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht 0,1 bis 50
Gew.-% anorganisches Füllmaterial enthält
5. Verbundkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß das anorganische Füllmaterial
aus Metalloxiden, -salzen oder-pulvern besteht
6. Verbundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht 0,1 bis 10
Gew.-% organisches Füllmaterial enthält jo
7. Verbundkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Füllmaterial aus
ultraviolette Strahlung absorbierenden Pigmenten oder Mitteln besteht.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
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