DE3144566C2 - Verfahren zur Herstellung eines Vorformlings zum Kompressionsverstrecken - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern der Oberfläche von festen Kunststoffsubstraten, um diese insbesondere in Form von Vorformlingen für die Kompressionsverstreckung besser geeignet zu machen. Dazu werden die Kunststoffsubstrate mit einem Polymerfilm versehen, der eine höhere Dehnbarkeit hat als das Substrat.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Vorformlings aus Polymethylmethacrylat zum Kompressionsverstrecken.

Die Erfindung richtet sich dabei insbesondere auf die Behandlung der Oberfläche des Acrylharzsubstrates, um dessen physikalische und chemische Eigenschaften zu verbessern.

In der gleichzeitig eingereichten Anmeldung P 31 44 565.9-45 wird ein Verfahren zum Behandeln einer rauhen Oberfläche eines Kunststoffes offenbart, bei dem die rauhe Oberfläche eines Kunststoffs mit einem Polyäthylacrylatfilm versehen wird, wobei ein glatter dauerhafter Überzug entsteht.

In der US-PS 36 32 841 ist ein Verfahren zum Strekken von Acrylharzen durch Kompression eines Acrylharzvorformlings beschrieben, wobei dieser Vorformling im wesentlichen isotherm auf seine Erweichungstemperatur zwischen einem Paar von polierten Platten, die mit einem Gleitmittel überzogen sind, vorerwärmt wird. Wenn die gewünschte Dicke erreicht ist, wird das gestreckte Acrylharzsubstrat unter seine Erweichungstemperatur abgekühlt, bevor die Kompressionskraft entfernt wird. Gleitfilme von einer geringeren Dicke von 0,013 cm sind im allgemeinen ausreichend, wobei das bevorzugte Gleitmittel Polytetrafluorethylen ist.

In einer vorgängigen US-Anmeldung von Helmut Franz mit der Bezeichnung »Acrylic Polymer Surface Passivation« wird ein Verfahren zum Reduzieren der chemischen Reaktionsfähigkeit der Oberfläche von Acrylharzen durch Chemiesorption oder Adsorption von nicht-reaktionsfähigen Verbindungen, wie carboxylierten fluorierten oberflächenaktiven Mitteln, an der Oberfläche des Acrylharzes offenbart.

Das Kompressionsstrecken von Acrylharzen, wie es in der US-PS 36 32 841 beschrieben ist, verlangt die Behandlung der Preßplatten, die mit der Acrylharzoberfläche in Berührung kommen, mit einem Gleitmittel, wie Polytetrafluorethylen, wogegen bei dem Verfahren der bereits erwähnten Anmeldung von Helmut Franz die Adsorption oder Chemiesorption von nicht-reagierenden Verbindungen an der Oberfläche des Acrylharzes erforderlich ist, um ihre Reaktionsfähigkeit herabzusetzen und der Oberfläche des Acrylharzes die erforderliche Gleitfähigkeit zu geben.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Vorformlings aus Polymethylmethacrylat zum Kompressionsverstrecken bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird gelöst, indem man auf die Oberfläche des Polymethylmethacrylatsubstrates eine Lösung von Polyäthylmethacrylat in Toluol aufträgt, das Lösungsmittel abdampft und den Polyäthylmethacrylatfilm bei Raumtemperatur härtet.

Bei der Erfindung wird die Oberfläche des festen Kunststoffsubstrats mit einem verträglichen polymeren Film, der dehnbarer als das Substrat ist, überzogen.

Die bei der Erfindung erhaltenen Vorformlinge mit verbesserten Oberflächen eignen sich besonders für das Kompressionsverstrecken. Sie sind auch für das übliche Preß-Biegeverfahren geeignet Bei der Erfindung wird zuerst ein fester Kunststoffvorformling mit einem dehbareren polymeren Füm überzogen. Bei dem sich anschließenden Preßvorgang, dem Kompressionsverstrekken oder Preßbiegen verleiht der dehnbare Film dem sich seitlich ausdehnenden Substrat ein verbessertes plastisches Fließen und gibt außerdem dem erhaltenen Kunststoffgegenstand eine bessere optische Qualität

Acrylverbindungen, die verwendet werden können, sind sowohl modifizierte als auch unmodifizierte Polymerisationsprodukte der Acrylsäure.

Ein modifiziertes Polymerisationsprodukt von Methylmethacrylat ist beispielsweise handelsübliches Plexiglas.

Das Acrylharzsubstrat wird vor dem Pressen mit einem Film des stärker dehnbaren Polymeren überzogen. Dieses Polymere ist bevorzugt ein Polymeres eines Alkylacrylats. Unter einem polymeren Alkylacrylat wird ein Polymeres verstanden, das stärker dehnbar ist als das Acrylsubstrat, ein besseres plastisches Fließen unter Spannung zeigt und längere Alkylreste enthält als das Acrylharz des Substrats. Wenn zum Beispiel das Substrat aus Polymethylmethacrylat besteht, kann der Überzug ein Polymeres sein von Äthylmethacrylat,

Äthyläthacrylat, Propylmethacrylat und Propyläthacrylat Polymere von Äthylacrylaten, insbesondere Äthylmethacrylat, sind bevorzugt. Der Acrylatfilm wird hergestellt, indem man auf die Oberfläche des Acrylharzsubstrates eine Lösung des Alkylacrylats aufträgt und die Härtung dieser Lösung herbeiführt.

Bei der Erfindung wird eine Lösung von Äthylmethacrylat auf Basis von Toluol auf die Oberfläche des PoIymethylmethacrylatsubstrates aufgebracht. Das Lösungsmittel wird verdampft, wobei ein klarer Film von Polyäthylmethacrylat auf der Oberfläche des Acrylharzes entsteht. Die Härtung erfolgt bereits bei Raumtemperatur, doch kann mäßiges Erwärmen dabei erfolgen. Als Überzugsmasse wird eine handelsübliche Lösung von Äthylmethacrylat in Toluol verwendet. Die Überzugsmasse kann in üblicher Weise, wie durch Tauchen, Aufstreichen oder Auffließenlassen aufgebracht werden. Eine bevorzugte Arbeitsweise besteht in dem Aufsprühen des genannten klären Lackes auf die Oberfläche des Acrylharzes mit anschließendem Trocknen bei Umgebungstemperatur. Der Lack kann als solcher mit einem Feststoffgehalt von etwa 20% verwendet werden, man kann ihn aber auch mit weiteren Lösungsmitteln, insbesondere mit Toluol, verdünnen.
Der überzogene Rohling aus Acrylharz wird dann einem üblichen Kompressionsstrecken unterworfen. Typischerweise wird der Rohling dazu vorerwärmt, dann unter den Druck einer hydraulischen Presse gesetzt, um den Rohling auf die gewünschte Enddicke zu bringen. Der gestreckte Rohling wird so lange unter Druck gehalten, bis die Temperatur unterhalb seines Erweichungsbereiches abgesunken ist. Der erforderliche Druck zum Preßstrecken des Acrylharzvorformlings auf die gewünschte endgültige Dicke und der Grad der Beibehaltung der ursprünglichen Durchmesserkonfiguration zeigen die Leichtigkeit des Fließens des Kunststoffs an. Überzüge auf Basis von Äthylacrylat reduzieren den erforderlichen Druck erheblich, um Acrylharzvorformlinge von einer Dicke von etwa

19 mm auf eine Dicke von etwa 0,63 mm zu strecken. Außerdem behalten quadratische Vorformlinge, die gemäß der Erfindung überzogen sind, ihre Ecken sichtbar besser als unbehandelte Vorformlinge.

Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen noch näher erläutert

Beispiel 1

Proben aus Polymethylmethacrylat von einer Dicke von 1,9 cm werden mit einer handelsüblichen Lösung eines klaren Lackes auf Basis von Äthylmethacrylat in Toluol besprüht und bei Raumtemperatur getrocknet. Die überzogenen Rohlinge aus Acrylharz werden 30 Minuten auf 132° C erwärmt. Die überzogenen Rohlinge werden dann in eine hydraulische Presse gegeben und unter Druck gestreckt Die überzogenen Oberflächen fließen sehr gut und erfordern einen Druck von 6,25 MPa bis 8,33 MPa, um die Vorformlinge auf eine endgültige Dicke von etwa 6 mm zu strecken. Zum Vergleich ist ein Druck von etwa 13,88 MPa bis 17,36 MPa für unbehandelte Vorformlinge aus Acrylharz unter gleichen Bedingungen erforderlich.

Beispiel 2

Quadratische Rohlinge aus Acrylharz werden mit einem Lack auf Basis von Äthylacrylat überzogen und wie in Beispiel 1 gestreckt, mit der Ausnahme, daß Teilchen von Polymethylmethacrylat, Polytetrafluoräthylen oder Polyäthylen an der Grenzfläche zwischen der Oberfläche des Acrylharzes und der Preßpl-atte während des Preßstreckens vorhanden sind. Diese Proben zeigen einen noch besseren plastischen Fluß wie diejenigen von Beispiel 1 und erfordern nur einen Druck von 4,51 MPa bis 5,55 MPa, um die endgültige Dicke zu erreichen. Die verformten Formlinge behalten weitgehend ihre quadratische Form.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung eines Vorformlings aus Polymethylmethacrylat zum Kompressionsverstrekken, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die Oberfläche des Polymethylmethacrylatsubstrates eine Lösung von Polyäthylmethacrylat in Toluol aufträgt, das Lösungsmittel abdampft und den Polyäthylmethacrylatfilm bei Raumtemperatur härtet.