NO156931B - Fremgangsmaate og kompositt for fremstilling av en stiv, metallbelagt gjenstand av herdeplast. - Google Patents

Description

Oppfinnelsens område

Oppfinnelsen angår kompositter for tilveiebringel-

se av metallbelagte gjenstander av herdeplaster og fremgangsmåter for fremstilling av de metallbelagte gjenstander .

Oppfinnelsens bakgrunn

Fiberforsterket plast (FRP)-laminater og spesielt slike som er basert på herdeplaster, som umet-

tede polyestere, vinylestere, epoxyder, fenoliske harpikser, furaner eller siliconer, har funnet vidstrakt anvendelse innen industrien. Ved korrekt valg av plasttype og forsterkning kan laminatene anvendes for fremstilling av ledninger, kanaler, tanker, beholdere for kjemiske anlegg,

belegg og dekorative plater for bygninger, beholdere, tan-

ker og ledninger for drikkbare væsker og næringsmidler,

båter, biler og kommersielle kjøretøyer, jernbanevogner eller en rekke andre anvendelser.

Det finnes imidlertid enkelte aggressive omgivel-

ser som angriper en del av eller alle harpiksgrunnmasser som anvendes. Denne ulempe er i enkelte tilfeller blitt overvunnet ved å anvende termoplaster, som stivt polyvinyl-klorid, polypropylen eller fluorert ethylen/propylen-kopolymerer som overflater på laminatet. Likevel finnes anvendelser hvor metaller, som aluminium eller rustfritt stål, gir bedre resultater enn FRP eller FRP med et over-flatebelegg av termoplast, men hvor den lave vekt og de belastningsbærende egenskaper for FRP vil være en fordel.

Meget tynne metallplater (f .eks. av rustfritt stål) ned til en tykkelse av ca. 0,008 cm er nå tilgjengelige, og en lang rekke anvendelser forutses hvor et materiale av denne type med en bakgrunn av FRP vil kunne bli anvendt,

nemlig for dekorative metallbelagte bygningsplater, metallbelagte vanntankseksjoner, metallf6rede ledninger, kanaler eller tanker eller metallbelagte komponenter innen transport-industrien. Dessverre kan liten eller ingen vedhengning oppnås mellom rustfritt stål og herdeplaster,

som standard umettede polyestere eller vinylester, selv dersom den rustfrie ståloverflate tilberedes på omhyggelig

måte. Det er blitt angitt at enkelte harpikser, som epoxyder eller polyurethaner, er selvbindende til rustfritt stål (britisk patentskrift 2 061 834), men disse er beheftet med andre ulemper, som pris (epoxyder) og lav stivhet (polyurethaner) .

Det er nu blitt utviklet en metode ved hjelp av hvilken en utmerket vedhengning kan fås mellom et metall og slike herdeplaster som i alminnelighet ikke betraktes som istand til å kunne bindes til metall.

Oppsummering av oppfinnelsen

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for fremstilling av en stiv, metallbelagt gjenstand av herdeplast med en metallflate bundet til en herdeplast ved hjelp av et lag av klebemateriale, og fremgangsmåten er særpreget ved de i krav l's karakteriserende del angitte trekk.

Oppfinnelsen angår også en kompositt for anvendelse ved fremstilling av en stiv, metallbelagt gjenstand av herdeplast, omfattende en metallflate, et lag av klebemateriale på metallflaten og en herdeplast påført på laget av klebemateriale, og kompositten er særpreget ved de i krav 4's karakteriserende del angitte trekk.

Når kompositten utsettes for en herdeprosess, fås en metallbelagt gjenstand hvor metallflaten på effektiv og enkel måte er bundet til herdeplasten ved hjelp av klebemidlet.

En hvilken som helst utforming av metallet slik

at en ønsket profil fås, blir utført før metallet bindes til de andre materialer. Den foreliggende fremgangsmåte er spesielt anvendbar i forbindelse med fremstilling av profilerte metallbelagte laminater av fiberforsterkede herdeplaster.

Det er av betydning at foreliggende fremgangsmåte beror på laminering på metalloverflaten snarere enn på at metalloverflaten kan hefte til et på forhånd dannet laminat. Belegningen (claddingen) av metallet finner således sted samtidig som laminatet dannes/herdes når herdeplasten bringes sammen med klebemidlet og metallet. Derved blir det mulig for klebemidlet å forbinde seg med herdeplasten i laminatet ved herding, slik at det fåes

en overraskende utmerket klebeforbindelse mellom metall og laminat.

En utmerket vedhengning kan oppnås mellom metallet og herdeplast ved å behandle metalloverflaten med et klebemiddel fra en lang rekke grunnmalinger/klebemidler, idet valget av dette vil bli mer detaljert beskrevet nedenfor, hvoretter klebemidlet får tørke eller herde og herdeplasten pluss forsterkning (om nødvendig)

påføres i uherdet tilstand, hvoretter herde-

)plasten herdes. Herdeplastene kan påføres sammen med forsterkningen (om nødvendig) enten i fuktig tilstand ved hjelp av standard prosesser, f.eks. ved opp-bygning for hånden, påsprøyting, oppvikling av filamentet, injisering av harpiks med eller uten vakuum, kaldpressing, fleksibel sekkpressing, rotasjonsstøpning eller "pultrusion" etc. og herdes ved omgivende eller forhøyet temperatur eller som et forimpregnert materiale eller sammensatt støpemate-riale, som platestøpeforbindelser (SMC eller dets "høy-kvalitets" derivater HMC, XMC), massestøpeforbindelser (BMC), deigstøpeforbindelser (DMC), granulater etc., presset i kontakt med den behandlede overflate og herdet ved opp-varming under vanlige varmpressingsbetingelser.

Metallene kan formes før lamineringen, f.eks.

ved pressing, skjæring eller sveising, bøying eller søm-sveising etc.

Når herdeplasten forsterkes, gjøres

dette fortrinnsvis ved anvendelse av forsterkende fibre av f.eks. glass, siliciumdioxyd, carbon, Kevlarfåw )eller lignende polyaramider, eller ved anvendelse av naturlige fibre, som jute.

Den forsterkende fiber kan tilveiebringes i form av minst ett lag av fiberformig materiale, og dette, blir fortrinnsvis på forhånd impregnert med herde-

plasten ("prepreg"). Fibrene kan alternativt fordeles i herdeplasten, som f.eks. tilfellet er for DMC.

Tilgjengelige klebemidler er generelt klassifi-sert i overensstemmelse med deres kjemiske art (Adhesives Directory .1981, Wheatland Journals Ltd, Rickmansworth):

(a) Naturlige produkter, f.eks. stivelse, benlim.

(b) celluloseholdige klebemidler, f.eks. cellulose-acetat (c) elastomerer, f.eks. naturlig gummi (d) syntetiske gummier, f.eks. nitril, Neopren<®>,

styren/butadien

(e) termoplast, f.eks. cyanoacrylater, varmsmelter

(f.eks. ethylen/vinylacetat, polyamid)

polyvinylacetat, polyvinylbutyral, acryl- eller

-kopolymerer

(<f>) herdeplaster, f.eks. addisjonspoly-

merer, som epoxyder, polyestere, vinylestere, urethanacryl a ter , urethaner, anaerobe acrylpoly-merer eller kondensasjonspolymerer, f.eks. fenol-formaldehyd, ureaformaldehyd

(g) uorganiske, f.eks. natriumsilicater.

Det har vist seg at i alminnelighet virker ikke klebemidlene fra gruppene (a), (b) og (g). Spesielt skal det nevnes at uorganiske klebemidler (g) er tilbøyelige til å være for stive til at gode forbindelser vil kunne dannes med herdeplaster som danner laminatet.

Foretrukne klebematerialer er slik som er valgt fra gruppen (f) og visse medlemmer av gruppene (c), (d) og (e), selv om det ifølge oppfinnelsen har vist seg at vannbaserte klebemidler innen disse sistnevnte grupper i emul-sjonsform er tilbøyelige til å gi dårligere resultat. Slike vannbaserte klebemidler kan imidlertid gi en tilstrekkelig vedhengnin<g> ved varmherding av herdeplaster

som danner laminatet.

Et klebemiddels klebeevne betraktes som god dersom det erholdte metallbelagte laminat har en foldeskjærfasthet av minst 3, fortrinnsvis minst 3,5 eller derover, MPa. Det er sterkt foretrukket at foldeskjærfasthet ikke er under

2,5 MPa.

Valget av klebemateriale er avhengig av arten av herdeplasten som skal danne laminatet (klebe-

materialet må være forlikelig med plasten) og den metallflate som skal tilveiebringes. Det er også avhengig av de herdebetingelser som skal anvendes.

Enkelte klebematerialer gir gode resultater bare dersom de anvendes i forbindelse med et varmtherdnende laminat, og visse av de termoplastiske harpikser, naturlige gummier og syntetiske gummier kommer inn under denne kate-gori. Slik varmherding utføres vanligvis ved en temperatur av 100 - 200° C, fortrinnsvis 140 - 160° C, og mer foretrukket 150° C, og som regel under trykk (70 - 140 kg/cm , fortrinnsvis 10 5 kg/cm'') .

På den annen side gir andre klebematerialer gode resultater når de anvendes i forbindelse med et kaldherdet eller varmherdet laminat, og disse omfatter visse varmtherdnende harpikser og syntetiske gummier. Slik kaldherding utføres vanligvis ved den omgivende temperatur, men den kan etterfølges av "etterherding"-trinn i hvilket materialet oppvarmes til f.eks. 30 - 120° C, fortrinnsvis minst 40° C.

For oppnåelse av utmerkede resultater både ved kaldherding og varmherding av laminatet velges et klebemiddel som

(a) gir god låsing til metalloverflaten (det finnes visse klebemidler som er kjente for å være nyttige for binding av metall til metall, og enkelte av disse, selv om ikke alle, kan anvendes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen) , (b) ar fleksibelt, seigt eller tjærende, dvs. har lav modul, og (c) kan herde ved tverrbinding med minimal krymp-ning før påføring av det laminerende harpikssystem.

Eksempler på klebemidler som kan gi gode resultater (selv om det i enkelte tilfeller er nødvendig med varmherding av laminatet), er herdeplaster som inneholder polyurethanbindinger og eventuelt ytterligere omfatter acryl (spesielt acrylat)-bindinger eller -endegrupper, acrylharpikser (spesielt anaerobe acrylharpikser), epoxyharpikser, umettede polyestere (forutsatt at de danner tilstrekkelig fleksible lag ved herding), polymerer som inneholder vinylacetatrester, nitrilgummier, polyolefin-eller nitrilvarmsmelteklebemidler, cyanoacrylater, neopren eller naturlige gummier.

De klebematerialer som gir gode resultater ved varmherding av laminatet, omfatter varmsmeltepolyolefiner som kan inneholde vinylacetatrester.

Epoxyharpikser er også foretrukne for varmherding, men de vil gi utmerkede resultater ved kaldherding av visse herdeplaster som danner laminatet, f.eks.

varmtherdnende epoxyharpikser.

Enkelte, selv om disse er få, klebematerialer, f.eks. cyanoacrylater, gir gode resultater ved kaldherding av laminatet, men ikke ved varmherding.

Klebemidler som i alminnelighet gir utmerkede resultater både ved kaldherding og varmherding av laminatet, omfatter acrylklebemidler (spesielt anaerobacrylklebemid-ler), visse umettede polyestere som beskrevet nedenfor, varmtherdnende harpikser som inneholder polyurethanbindinger og eventuelt ytterligere inneholder acryl (spesielt acrylat)-bindinger eller -endegrupper, eller nitrilgummier. Spesielt gir nitrilgummier en utmerket vedheftning når de anvendes i forbindelse med et kaldherdet laminat.

Disse klebemidler tillater et spesielt vidt valg av metall, varmtherdnende harpiks og herdebetingelser, og denne mangfoldighet er overraskende. Selv om for eksempel nitrilgummier er kjente klebemidler, er de i alminnelighet bare blitt anvendt ved varmherding i vanlige klebeprosesser. Dette står i motsetning til de utmerkede resultater som ifølge oppfinnelsen fåes ved kaldherding.

Utmerkede resultater kan oppnås ved kaldherding, spesielt med de ovennevnte klebemidler. Dette gjør det mulig å utføre fremgangsmåten uten å måtte tilføre varme, hvorved energi spares og gjør det enklere og mer økonomisk å utføre den foreliggende fremgangsmåte.

Det har ogsa ifølge oppfinnelsen vist seg at spesielt utmerkede resultater kan oppnås dersom klebemidlet får herde eller bringes til å herde fullstendig før herdeplasten anbringes på dette.

Dette gjelder spesielt for kaldherdbare harpikser, f.eks. epoxyharpikser, acrylharpikser, nitrilgummier eller urethaner.

Et spesielt foretrukket klebemiddel er klebemiddel som inneholder polyurethanbindinger med acrylatendegrupper.

Fremstillingen av et typisk urethan/acrylat av denne type er beskrevet nedenfor. 1 M sorbitol og 18 M e-caprolacton ble fylt i en egnet reaksjonsbeholder og oppvarmet til 90 - 100° C under omrøring. En blakket homogen dispersjon ble erholdt, og til denne ble 0,2 % p-toluensulfonsyre tilsatt. En exoterm reaksjon begynte nesten øyeblikkelig, og temperaturen steg til en topptemperatur av 140 - 150° C.

Satsen ble avkjølt på naturlig måte i 15 minutter, og ble deretter strippet under vakuum. Under 2 % av charge-vekten ble fjernet.

Etter strippingen ble temperaturen regulert til 100 - 110° C, og 3,5 M isoforon-di-isocyanat ble tilsatt. En forsiktig exoterm reaksjon begynte, og satsens temperatur fikk stige til 120 - 130° C hvor den ble regulert ved avkjøling.

Da den exoterme reaksjon var over, ble satsen avkjølt til 90 - 95° C, og 3,5 M 2-hydroxyethylacrylat og 100 ppm hydrokinon ble tilsatt. Tilførsel av luft under overflaten ble påbegynt, og temperaturen ble regulert til 80 - 85° C. Satsen ble holdt ved denne temperatur inntil isocyanatinnholdet var under 0,6 % (svarende til 95 % om-vandling) . Satsen ble deretter oppløst i styren og ga et materiale som inneholdt ca. 60 vekt% faste stoffer.

Selvom de mest fremgangsrike behandlinger har vist seg å ha sitt grunnlag i bruk av anaerobe acrylharpikser, urethaner, urethan/acrylharpikser eller nitrilgummier, kan visse andre behandlinger anvendes dersom de tre ovennevnte betingelser oppfylles. For eksempel gir standard umettede polyestere ikke noen vedheftning på grunn av at de er for stive og oppviser en for sterk krymping ved herding. Når imidlertid en spesielt fremstilt umettet polyester med en bruddforlengelse (i herdet tilstand) av 50 %

og lavere krymping enn normalt anvendes, fås god binding.

Også epoxymaterialer er velkjente klebemidler for metaller, men dersom de ikke er blitt godt herdet før den varmtherdnende harpiks påføres som skal danne laminatet (med andre harpikser enn epoxyder), fører de til grense-flateproblemer enten på grunn av angrep av oppløsningsmidler på den delvis herdede epoxyharpiks eller de hemmer herdingen av FRP på grunn av materialer som utlutes fra den delvis herdede epoxyharpiks.

Klebematerialet kan anvendes i en hvilken som helst egnet form, f.eks. oppløst i et oppløsningsmiddel, som en smelte, som et pulver eller som et adskilt material-ark. Det kan være et én- eller tokomponentsystem. Avhengig av den valgte form for klebemidlet kan dette på-føres på metalloverflaten ved påstryking eller påsprøyting etc. eller ganske enkelt ved å legge dette på metalloverflaten, og da enkelte klebematerialer er anaerobe, dvs. at de bare vil herde skikkelig i fravær av luft, kan en tynn plate av PTFE anbringes over materialbelegget og holdes på plass inntil klebemiddellaget er blitt herdet når dette fjernes før den påfølgende laminering. En annen, omenn mindre foretrukket, metode for å oppnå vedheftning er å påføre klebemidlet på metallet og før klebemidlet herder,

å påføre forsterkningen, f.eks. opphakket glasstrengmatte, på overflaten, slik at enkelte av fibrene vil befinne seg i klebemiddellaget, mens de fleste fibre stikker ut. Enkelte klebematerialer er tilgjengelige som varmtsmelte-filmer som kan smeltes på metallet før den påfølgende laminering, eller dersom hele konstruksjonen skal herdes, ved varmpressing anbragt mellom metallet og pressmassen eller det på forhånd impregnerte materiale.

Herdeplastene som anvendes for fremstilling av laminatene, kan f.eks. være umettede polyestere, vinylestere, urethaner, acrylater, epoxyder, fenoliske harpikser, furaner eller siliconer og de kan være kopolymerer, f.eks. urethan/acrylater. Foretrukne harpikser er umettede polyestere, fenoliske harpikser, furanharpikser eller epoxyharpikser. Disse kan være blandet med tixo-trope midler, f.eks. i gassfase fremstilte siliciumdioxyd-kvaliteter, fyllstoffer, f.eks. naturlige eller felte calsiumcarbonater, leirer, talkum, glimmer, siliciumdioxyd, hydrauliske sementer eller pigmenter etter behov. Herdingen av disse laminater kan dersom det dreier seg om polyestere, vinylestere eller urethanacrylater, utføres ved hjelp av organiske peroxyder og varme, organiske peroxyder pluss såkalte akseleratorer, synlig lys eller ultrafiolett lys eller elektronstråler, og dersom epoxyder anvendes,

ved hjelp av de velkjente herdemidler, og dersom furaner eller fenoliske harpikser anvendes, ved hjelp av de forskjellige tilgjengelige katalysatorer.

Den foreliggende fremgangsmåte kan utføres i forbindelse med en lang rekke metaller med en tykkelse av fra 0,1 mm og oppad, men normalt vil det tynneste materiale bli anvendt av økonomiske grunner. Metallene omfatter rustfritt stål, krom, titan, aluminium, tinn, kobber, bly, zink, fosfor, bronse, nikkel, molybden, galvanisert stål, messing eller bløtt stål. Gode bindinger, som målt ved foldeskjærfasthet og avflakingsfasthet, kan erholdes når metallene blir avfettet med oppløsningsmiddel før klebematerialet påføres, men forbedret vedheftning kan oppnås ved hjelp av sliping fulgt av avvisking med et oppløsnings-middel eller alkalisk etsing eller syreetsing.

Spesielt foretrukne metallbelagte laminater ifølge oppfinnelsen er metallbelagte FRP-laminater. Oppbygningen for disse kombinerer de beste særtrekk ved metallene og FRP som kan oppsummeres som følger: (i) det høye forhold mellom fasthet og vekt for FRP som gir komponenter med lavere vekt enn dersom

disse var blitt laget bare av metall,

(ii) ugjennomtrengbarheten gjennom metaller som hindrer fuktighet og andre aggressive omgivelser fra å angripe FRP og forårsake langtidstap av styrke eller blæredannelser etc, (iii) den kjemiske motstandsdyktighet for metaller, som rustfritt stål, titan eller nikkellegeringer etc.,

som gjør det mulig å velge metall i overensstem-

melse med omgivelsesbetingelsene,

(iv) de ønskede hygieniske egenskaper til metaller,

som rustfritt, stål, for anvendelse i kontakt med

matvarer og drikkbare væsker,

(v) en meget god reversert slagfasthet idet store belastninger kan tåles uten at metallflaten

svikter,

(vi) metallflatens flammemotstandsdyktighet og fravær av røk som kan være av viktighet, f.eks. i en

kanal,

(vii) de elektriske egenskaper til metaller, dvs. led-ningsevne og skjermingsevne, og (viii) de dekorative egenskaper til metall, dvs. i bygningsplater .

Metallbelagte laminater ifølge oppfinnelsen er

derfor usedvanlig mangfoldige og finner en lang rekke anvendelser, spesielt for konstruksjonsmessige formål, f.eks.

ved fremstillingen av ledninger, kanaler, tanker, beholdere for kjemiske anlegg, cladding eller dekorative plater for bygninger, beholdere, tanker eller ledninger for drikkbare væsker eller matvarer, båter, biler eller kommersielle kjøretøy, jernbanevogner eller en lang rekke andre anvendelser.

Det er ingen grunn til at det metallbelagte lami-

nat skal ha bare én metallplate. Begge flater kan utgjøres av metall, og disse behøver ikke å være like metaller. Lignende lagstrukturer med kjerner med lav vekt kan fremstil-

les med én eller begge flater av metallfolier, f.eks. metall/primer/FRP/skum eller bikake /FRP eller metall/ primer/FRP/skum eller bikake/FRP/primer/metall.

Beskrivelse av foretrukne utførelsesformer

Metallbelagte laminater fremstilt ifølge oppfinnelsen, kompositter for tilveiebringelse av disse og fremgangsmåter ved fremstilling av metallbelagte laminater vil nu bli mer detaljert beskrevet under henvisning til de nedenstående

eksempler som omfatter enkelte sammenligningseksempler.

De for tiden mest foretrukne utførelsesformer er de hvor laminatet kaldherdes.

Eksempel 1

En tynn plate (0,25 mm tykk) av rustfritt stål ble avfettet med oppløsningsmiddel og belagt med klebemidlet Permabond® F2 41 ( én komponent av et 2-kjelers acrylsystem) og Permabona*^ -initiator nr. 1 (herder) i en mengde av 20 0 g/m 2. Dette lag ble dekket med et polytetra-fluorethylen (PTFE)-ark inntil laget var blitt herdet, hvoretter arket ble trukket av. Et glassfiber-forsterket polyesterlaminat ble deretter bygget opp på den behandlede metalloverflate under anvendelse av Crystic 272 (en iso-fthalsyre som er basert på umettet polyesterharpiks) som var katalysert på egnet måte og akselerert, og 4 lag med opphakket glasstrengmatte 450 g/m 2 i et forhold harpiks: glass av 2,3:1. Polyesteren for den oppnådde kompositt ble deretter herdet ved omgivelsestemperaturen under dannelse av et metallbelagt laminat.

Da polyesteren hadde herdet, var det meget vanskelig å skille denne fra flaten av rustfritt stål (foldeskjærfasthet 3,5 MPa).

Eksempel IA

En plate av rustfritt stål ble belagt med Permabond F241-klebemiddel, og et stykke av silkevevet glass-fiberduk 340 g/m 2 ble neddykket i en acetonoppløsning av Permabond®-initiator nr. 1 (9 vektdeler aceton:l vektdel initiator), og acetonet fikk fordampe. Glassfiberen ble rullet på den behandlede overflate av rustfritt stål, og en god vedheftning ble erholdt.

Et glassfiberlaminat ble deretter bygget opp på glassduken under anvendelse av Crystic 272 som på egnet måte var blitt katalysert og akselerert, og 4 lag med opphakket glasstrengmatte 450 g/m 2 i et forhold harpiks:glass av 2,3:1.

Etter at GRP-lagene for den erholdte kompositt hadde fått herde ved omgivelsestemperaturen, var det meget vanskelig å skille disse fra flaten av rustfritt stål.

Eksempler 2- 20

Fremgangsmåten ifølge eksempel 1 ble anvendt, men med den unntagelse at de behandlinger som er gjengitt i Tabell I ble anvendt.

Eksempel 21

En plate av rustfritt stål med en tykkelse av 0,25 mm ble skåret slik at den overensstemte med formen for en flat plateform med dimensjonene 100 x 260 mm. Metallplaten ble avfettet med oppløsningsmiddel,belagt med Indasol®MS419NF (et nitrilgummi-klebemiddel) i en mengde av 200 g/m 9 og fikk tørke. Det behandlede metall ble anbragt i formen med den ubehandlede side i kontakt med den nedre formoverflate, og formen ble fylt med Crystic M125 (en platepressmasse) og forsterkende fibre for å dekke 70 % av overflatearealet. Formen ble stengt, og pressingen av den erholdte kompositt tok 4 minutter ved 150° C under et trykk av 105 kg/cm 2 for å bevirke herding.

Da formen ble åpnet, ble en FRP-plate med en flate av rustfritt stål erholdt som var usedvanlig sterk og med god vedheftning mellom FRP og metallflaten (enkelt foldskjærfasthet 5,5 MPa).

Eksempler 22 - 3 7

Fremgangsmåten ifølge eksempel 21 ble gjentatt, men med den forskjell at de i Tabell II gjengitte behandlinger ble anvendt.

Eksempel 33A

Fremgangsmåten ifølge Eksempel 33 ble også utført ved anvendelse av Crystic M225A-ark-pressmasse (flamme-motstandsdyktig kvalitet). Det viste seg ved slagprøvning at GRP-laminatet kunne kuttes i stykker uten inntrengning i flaten av rustfritt stål. Det var god vedheftning mellom FRP og metallflaten (enkelt-foldskjærfasthet 3,5 MPa). Etter herding kunne dessuten laminatet lett fjernes fra formen. Formveggene var av krombelagt stål, og laminatet heftet ikke til disse.

Eksempler 38 - 50

Den samme fremgangsmåte som i Eksemplene 1-20 eller 21 - 37 ble anvendt, men det rustfrie stål ble erstattet med tynne plater av andre metaller.

Eksempel 51

En plate av rustfritt stål (0,5 mm tykk) ble avfettet med oppløsningsmiddel og belagt med Indasor^ MS419NF (nitrilgummiklebemiddel) i en mengde av 200 g/m 2. Dette fikk tørke, og et med glass forsterket fenolharpiks-laminat ble bygget opp på den behandlede overflate under anvendelse av 4 lag med opphakket strengmatte (4 50 g/m <2>)

i et forhold harpiks:glass av 3:1. Etter at den glassfor-sterkede fenolharpiks for den erholdte kompositt hadde fått herde ved omgivelsestemperaturen , var det vanskelig å

skille denne fra det rustfrie stål, og bindingen hadde en enkelt foldskjærfasthet av 3 MPa.

Eksempel 52

Den samme fremgangsmåte som i Eksempel 51 ble benyttet, bortsett fra at lamineringsharpiksen var en furanharpiks.

Eksempel 5 3

En aluminiumplate (0,5 mm tykk) ble avfettet med oppløsningsmiddel og behandlet med Permabond® E04 (en 2-kjels epoxyharpiks) i en mengde av 200 g/m<2>. Dette fikk herde, og et glassforsterket epoxydlaminat ble bygget opp på den behandlede overflate under anvendelse av 4 lag med opphakket strengmatte (450 g/m<2>) Epikote^ 828 + Epicure i et forhold harpiksrglass av 3:1. Etter at det glassfor-sterkede epoxydlaminat for den erholdte kompositt hadde herdet ved omgivelsestemperaturen, var det meget vanskelig å skille dette fra metallet (foldeskjærfasthet 6 MPa).

Eksempler 54 - 57

En aluminiumplate (0,25 mm tykk) ble avfettet med oppløsningsmiddel og behandlet med Indasol® MS419NF (nitrilgummiklebemiddel) i en mengde av 200 g/m 2. Dette fikk tørke, og ett lag av 450 g/m<2> CSM med Crystic 272 i et forhold harpiks: glass på 2,5:1 ble lagt på den behandlede overflate. En 12,7 mm tykk PVC-skumplate ble skjøvet inn i det fuktige harpikslag, og 2 lag CSM (450 g/m 2) pr. lag) - Crystic 272-laminat ble lagt på toppen av skummet for å danne en kompositt som ved herding ved omgivelsestemperaturen ga en stiv, metallbelagt laminatgjenstand med herdet skum.

Denne metode ble gjentatt under anvendelse av polyesterskum som et erstattende kjernemateriale, fenol-harpiksskum som erstattende kjernemateriale og polyurethan - skum som erstattende kjernemateriale.

Eksempel 58

Tankplateseksjoner med metallflate kan lett fremstilles ved anvendelse av de utviklede metoder.

Fra en tynn plate av rustfritt stål som var kvad-ratisk med sidedimensjonen 132 cm og hadde en tykkelse av 0,5 mm, ble fire hjørnekvadrater med dimensjoner 5,1 cm x 5,1 cm avskåret, og den ble deretter brettet slik at en brettformet plate med dimensjonen 122 cm x 122 cm fullstendig omgitt av flenser ble erholdt. Hjørnene ble forbundet med hverandre ved sveising eller lodding. Det fremstilte bretts innvendige overflate ble avfettet med oppløsningsmid-del og behandlet med et nitrilgummiklebemiddel i en mengde av 20 0 g/m<2> og tørket.

Det formede, grunnede metallbrett ble deretter overført til hunnverktøyet i en presse hvor det på effektiv måte ble tilføyet som en del av verktøyet. En charge med plateformig pressmasse (SMC) (Crystic M125) som var tilstrekkelig til å gi laminatet med den ønskede tykkelse, ble deretter innført og formen stengt. Den anvendte SMC for den erholdte kompositt fløt under innvirkning av trykk og varme og herdet slik at da den ble tatt ut var det blitt dannet en FRP-tankplateseks jon belagt med rustfritt stål. Bindingen mellom det rustfrie stål og det anvendte FRP var utmerket, og platen hadde følgende fordeler sammenlignet med vanlige stålplater eller SMC-plater uten metallplate: a. den utvendige SMC-flate krever minimalt vedlike-hold, b. den innvendige overflate er en velkjent og pålite-lig korrosjonsfast overflate som aksepteres i matvareindustrien, c. den innvendige overflate er ugjennomtrengelig og vil til forskjell fra SMC ikke miste sine meka-niske egenskaper eller utsettes for blæredannelse ved langvarig kontakt med vann, d. den innvendige overflate brytes ikke opp når store støtbelastninger påføres mot den ytre overflate.

Selv om brettformen ble oppnådd ved skjæring og sveising av platene, kan den også oppnås ved trekking av metallet.

Lignende prosesser kan anvendes for fremstilling av bilkarosserideler, plater med trykkede kretser, fyllings-plater, beholderplater etc.

Eksempel 59

Metallf6rede ledninger kan fremstilles ved anvendelse av den foreliggende metode.

En tynn plate av rustfritt stål (0,25 mm tykk) med en bredde av 30,5 cm ble spiralformig viklet rundt en dor med en diameter av 30,5 cm og slik at det ble oppnådd en overlapping på 2,5 cm. De overlappende skjøter ble forseg-let under anvendelse av Crodagrip 14-00300 (et 2-kjels polyurethan).

Hele overflaten av det rustfrie stål ble deretter dekket med det samme 2-kjels polyurethan og tørket til et lag med en tykkelse av 0,25 mm.

Glassfiberrep som var blitt impregnert med Crystic 272 (en umettet polyesterharpiks basert på isofthal-syre) som var blitt katalysert og akselerert på egnet måte, ble spiralformig viklet på toppen av det grunnede rustfrie stål for å gi et forsterket lag med en tykkelse av 5 mm.

Etter av harpiksen for den erholdte kompositt hadde herdet ved omgivelsestemperaturen ble ledningen fjernet fra doren.

Den tynne f6ring av rustfritt stål ga en perfekt barriere mot en lang rekke forskjellige kjemiske omgivelser, og den konstruksjonsmessige stivhet ble oppnådd ved hjelp av FRP-viklingen.

Kjemikalietanker kan fremstilles ved hjelp av en lignende prosess.

Eksempel 6 0

Metallf6rede kanaler og ledninger ble fremstilt ved hjelp av en alternativ metode hvor den rustfrie stål-plate som hadde en tykkelse av 0,25 mm og en bredde av 91,4 m ble forbundet i lengderetningen under anvendelse av en overlappeskjøt, og metallet ble bankebundet til Crodagrip 14-00300 (en 2-kjels polyurethan). Metallf6ringen med en diameter på 28 cm ble understøttet på en dor, og den ytre overflate ble belagt med en polyfunksjonell, acrylatavsluttet polymer som inneholdt urethanbindinger og som på egnet måte var katalysert og akselerert. Grunningslaget fikk herde, og glassrep impregnert med Derakane 411-45 som på egnet måte var blitt katalysert og akselerert, ble spiralformig viklet på toppen av det grunnede metall under dannelse av et forsterket lag med en tykkelse av 5 mm. Etter at harpiksen for den erholdte kompositt hadde herdet ved omgivelsestemperaturen, ble den således fremstilte metallf6rede ledning med en diameter av 30,5 cm fjernet fra doren.

Eksempel 61

Ledninger og tanker med større diametere kan fremstilles ved lengdeskjø ting av flere enn én plate av metallforing. Dette kan gjøres ved å anvende en brettsøm-pistol, f.eks. Atlas Copco Tagger 310, med en forbindelses-film av PTFE-bånd mellom metallflåtene, og deretter å brette ' over den skjøtede flens før et egnet klebemiddel påføres. Således ble 4 plater av rustfritt stål med en bredde av 91,4 cm skjøtt sammen i lengderetningen som angitt ovenfor slik at et emne for en sirkelformig tank med en diameter av ca. 114 cm ble erholdt. Dette ble anbragt på en dor, og den ytre overflate ble avfettet med oppløsningsmid-del og belagt med Indasol® MS 419NF. Da belegget var tørt, ble glassfiberrep som var blitt impregnert med Crystic 272 som på egnet måte var blitt katalysert og akselerert, spiralformig viklet på toppen av det grunnede stål slik at et forsterket lag med en tykkelse av 5 mm ble erholdt. Den erholdte kompositt ga etter herding med omgivelsestemperaturen en metallf6ret tank som ble fjernet fra doren.

Eksempel 6 2

En tynn aluminiumplate med en tykkelse av 0,45 mm ble abradert, avfettet og belagt med en polyfunksjonell, acrylatavsluttet polymer inneholdende urethanbindinger som inneholdt 80 deler talkumfyllstoff pr. 100 deler og som på egnet måte var blitt katalysert og akselerert, idet polymeren ble påført i en mengde av 200 g/m . Etter at dette hadde herdet ble harpiksen Crystic 272 som inneholdt 33 vekt% Fillite (hule siliciumdioxydmikrokuler), på egnet måte katalysert og akselerert og helt på platen inntil en dybde av 10 mm. Etter at dette lag av den erholdte kompositt hadde fått herde med omgivelsestemperaturen, ble et lag av 450 g/m o opphakket glasstrengmatte lagt på og impregnert med katalysert og akselerert Cyrstic 272.

Det erholdte metallbelagte laminat kunne anvendes som en dekorativ bygningsplate, og aluminiumoverflaten ga god værmotstandsdyktighet.

Eksempel 6 3

To plater av rustfritt stål ble avfettet med opp-løsningsmiddel, behandlet med Indasol MS419NF og tørket.

Et lag av plateformig pressmasse ble klemt mellom de to behandlede overflater, og den erholdte kompositt ble herdet under varme <p>g trykk. Laminatet som på to flater var belagt med metall, oppviste god vedheftning ved alle grense-flatebindingslinjer.

Forskjellige metaller kan anvendes for hver flate for å tilfredsstille forskjellige omgivelsesbetingelser.

Eksempel 64

En plate av rustfritt stål (0,25 mm tykk) ble avfettet med et oppløsningsmiddel og behandlet med Indasol MS419NF og tørket. Et laminat som inneholdt 6 lag av

300 g/m2 vevet armering av Kevlar® og Crystic 272 i et forhold harpiks:fiber av 1:1, ble lagt på det grunnede stål. Etter at harpiksen for den erholdte kompositt hadde fått herde ved omgivelsestemperaturen, var det erholdte materiale sterkere og stivere enn et tilsvarende glassforsterket lami-(ib

nat på grunn av de forbedrede egenskaper til Kevlar - fibrene som sådatnne.

Eksempel 65

En tynn plate av rustfritt stål med silkefinish ble presset og trukket slik at den ble formet til et bil-kuffertlokk. Dette ble avfettet med oppløsningsmiddel, og den innvendige overflate ble belagt med Crodagrip 14-00300

i en mengde av 200 g/m 2 som fikk herde.

Det formede, grunnede stål ble deretter anvendt

i en form som besto av to deler, og den nødvendige av en matte av kontinuerlige glassfiberstrenger som var skredder-sydd til å passe til formen, ble lagt på den grunnede overflate. Formen ble stengt, og på egnet måte katalysert og akselerert Crystic 272 (en umettet polyesterharpiks)

ble sprøytet inn i formen inntil all luft i formen var blitt fortrengt. Innsprøytingen av harpiksen ble deretter avbrutt, og harpiksen for den erholdte kompositt fikk herde ved omgivelsestemperaturen. Da formen ble åpnet, var et FRP-kuffertlokk blitt dannet med en tiltalende plate av rustfritt stål med silkefinish som oppviste en utmerket vedheftning til det anvendte FRP.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en stiv, metallbelagt gjenstand av herdeplast med en metallflate bundet til en herdeplast ved hjelp av et lag av klebemateriale, karakterisert ved at på metallflaten på-føres det nevnte lag av klebemateriale idet det som klebemateriale anvendes et materiale som er istand til å henge fast

ved metallflaten og som i det vesentlige består av et varmtherdnende eller termoplastisk klebemateriale, laget av klebemateriale bindes til metallflaten, idet bindingen når et termoplastisk materiale anvendes som klebemateriale, utføres ved å oppvarme det termoplastiske materiale, og når det som klebemateriale anvendes et varmtherdnende materiale, ved fullstendig herding av det varmtherdnende materiale, og hvor det på laget av klebemateriale påføres en uherdet herdeplast, og herdeplasten herdes for derved å binde- klebematerialet til plasten for oppnåelse av den metallbelagte gjenstand, idet trinnet for herding av herdeplasten når et varmtherdnende materiale anvendes som klebemateriale , utføres efter herdingen av det varmtherdnende materiale.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som klebemateriale anvendes et varmtherdnende materiale som (a) inneholder polyurethanbindinger og eventuelt innbefatter acrylgrupper eller acrylrester, (b) er en acrylharpiks, (c) er en epoxyharpiks, (d) er en umettet polyester, (e) er en polymer som inneholder vinylacetatrester, (f) er neopren, (g) er nitrilgummi eller (h) er naturgummi.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det som klebemateriale anvendes et termoplastisk materiale som er et varmsmelteklebemiddel, i form av et eget lag.

4. Kompositt for anvendelse ved fremstilling av en stiv, metallbelagt gjenstand av herdeplast, omfattende en metallflate, et lag av klebemateriale på metallflaten og en herdeplast påført på laget av klebemateriale, karakterisert ved at herdeplasten er en uherdet, herdbar herdeplast og at laget av klebemateriale i det vesentlige består av et fullstendig på forhånd herdet varmtherdnende materiale eller av et termoplastisk materiale.

5. Kompositt ifølge krav 4, karakterisert ved at klebematerialet er et fullstendig herdet varmtherdnende materiale som (a) inneholder polyurethanbindinger og eventuelt i tillegg innbefatter acrylbindinger eller acrylendegrupper, (b) er en acrylharpiks, (c) er en epoxyharpiks, (d) er en umettet polyester, (e) er en polymer som inneholder vinylacetatrester, (f) er neopren, (g) er nitrilgummi eller (h) er naturgummi.

6. Kompositt ifølge krav 4, karakterisert ved at klebematerialet er et termoplastisk materiale som er et varmsmelteklebemiddel.