NO170290B - Klebemiddel til sammenklebing av formdeler av hard-pvc - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et forbedret klebemiddel for formdeler

av hard-PVC og derved spesielt et materiale med tydelig redusert tendens til spenningsrisskorrosjon, også i kritiske anvendelsestilfeller, og som tilfredsstiller de i dag vanlige krav av lagringsstabilitet, normkonformitet, krypefasthet og evne til spaltfylling.

For sammenklebing av formdeler av hard-PVC, for eksempel tilsvarende PVC-trykkrør, er det vanlig med sammenklebings-midler som inneholder pulverformet PVC oppløst i en egnet PVC-oppløser henholdsvis oppløsningsmiddelsystem. Ved valg av egnede oppløsningsmiddelblandinger innstilles karakteristiske forarbeidingsegenskaper for slike klebemiddelsystemer som forarbeidingstid og svelleforhold.

Klebeprinsippet beror på oppløsningsmidlets svelle-, oppløsnings- og diffusjonsevner. Oppløsningsmidlene diffun-derer inn i grunnmaterialet, sveller det og fører under medvirkning av den oppløste innførte PVC-del ved sammen-pressing av fugedelene, til forbindelse. Over et tidsrom som ikke nøyaktig kan defineres, desorberer oppløsningsmidlet, således at det oppnås en homogen forbindelse.

Systematiske undersøkelser har vist at de i slike klebestoffer inneholdte oppløsningsmidler på grunn av deres oppløsnings-, fordampnings- og mykgjøringsegenskaper utøver en forskjellig innflytelse på mulige strukturbeskadigelser av. klebefor.b.indelsene. Dette blir spesielt kritisk når det ved høypåkjente formdeler for eksempel 4-veis fittings,, i tillegg til den allikevel tilstedeværende mekaniske belastning, kommer ekstra klebemiddelopphopninger ved forskyvning av de på den indre muffeside påførte klebemiddeloverskudd i muffekjernen.

Oppfinnelsens lære om forbedrede klebemidler for hard-PVC går blant annet ut fra det faktum at det er oppløsningsmiddel-komponenter som i og for seg er kjent som gode PVC-oppløsere, som er ansvarlige for slike uønskede strukturskader. Undersøkelser fra oppfinneren har vist at PVC-oppløsere med cyklisk struktur, nemlig cykloheksanon, og i et visst omfang, tetrahydrofuran, kan utløse skader og her spesielt spenningsrisskorrosjon. Derved er i og for seg tetrahydrofuran og cykloheksanon kjent som gode PVC-oppløsere, se for eksempel "Kunststoffe 70" (1980), 313-318. Deres medanvendelse i klebemasser av den her angjeldene type er i og for seg fordelaktig, eller sågar nødvendig, når man gjør seg bevisst de mange forskjellige krav som klebemiddelmassene henholdsvis de til slutt dannede hard-PVC-forbindelser har å oppfylle.

Således må disse klebestoffer med hensyn til deres tids-standsforhold oppfylle et flertall av normkrav, blant annet DIN 16970, KIWA nr. 55, BSI 4346, ASTM 2564 og JWWA S 101. Dé her bestående krav styrer valget av de i klebemidlet anvendte PVC-komponenter med hensyn til molvekt og molvektfordeling. Således krever for eksempel den såkalte 60°C-prøven ifølge DIN-16970 en tilstrekkelig varmestabilitet av det for klebemidlet anvendte PVC-materialet. Denne varmestabilitet står i avhengighet av de tidligere nevnte stoffparametre.

I henhold til de nyeste undersøkelser ligger for de her angjeldnede PVC-klebemiddelmasser det anvendelsestekniske og økonomiske optimum av det i klebemidlet anvendt PVC ved en K-verdi på 58 ± 1 og krever derved, på grunn av dette PVC-materials oppløselighetsforhold-, for formulering av lagringsstabile, normkonforme, spaltfyllende og krypfaste klebemidler, en oppløsningsmiddelsammensetning, som nødvendiggjør relativt høye deler av nevnte cykliske PVC-oppløsere. Alle forsøk på ved redusering av K-verdien til under den gitte grense, å forskyve oppløsningsmiddelsammensetningen til gunst av ikke-cykliske deler, var uten resultat, fordi i det minste en av de tidligere nevnte fire kriterier ikke henholdsvis ikke mer oppfylles av klebemassen.

Oppfinnelsens lære går ut fra den overraskende oppdagelse at en kombinasjon av PVC-typer med forskjellige K-verdi fører til klebemiddelformuleringer av den her angjeldende type, som er normriktige, lagringsstabile, spaltfyllende og krypfaste, samtidig som de imidlertid ved en reduksjon av innholdet av de nevnte cykliske PVC-oppløsere i oppløsningsmiddel-blandingen fører til en tydelig redusering av spenningsriss-tendensen i forhold til de for tiden kjente og i praksis anvendte klebemiddelmasser.

I henhold til dette angår foreliggende oppfinnelse et klebemiddel til sammenklebing av formdeler av hard-PVC, på basis av en PVC-oppløsning i en oppløsningsmiddelblanding og med et PVC-faststoffinnhold fra 10-30 vekt-#, idet opp-løsningsmiddelblandingen inneholder høyst 50 vekt-# cykliske PVC-oppløsningsmidler, basert på klebemidlets vekt, og klebemidlet karakteriseres ved at det inneholder, basert på totalvekten av oppløst PVC, 40-85 vekt-£ PVC med K-verdi 58 ± 1 i blanding med 15-60 vekt-# oppløst PVC med K-verdi fra 45-52.

Fortrinnsvis har den oppløste PVC-komponent med lavere K-verdi en K-verdi på 49 til 50.

I en foretrukket uførelsesform inneholder klebemidlet, basert på totalvekten av oppløst PVC, 45-60 vekt-56 oppløst PVC med K-verdi 58 ± 1 i blanding med 55 til 40 vekt-SÉ oppløst PVC med K-verdi 45-52.

Det kan være hensiktsmessig å oppløse omtrent like vektmengder av de to PVC-typer i oppløsningsmiddelblandingen. Det er et spesielt trekk ved oppfinnelsen at man ikke behøver å gi avkall på kjente gode PVC-oppløsere av cyklisk struktur, men at man bare behøver å redusere dets innhold i opp-løsningsmiddelblandingen for å oppfylle den krevede redusering av spenningsrisskorrosjonen. Således inneholder blandingen av PVC-oppløsere i en foretrukket utførelsesform oppløserne med cyklisk struktur og spesielt tetrahydrofuran og/eller cykloheksanon i mengder fra 30-50 vekt-* og spesielt 35-45 vekt-*, beregnet på klebemidlets samlede vekt.

Den resterende del av væskefasen av klebemiddelmassen ifølge oppfinnelsen opptas av ikke-cykliske PVC-oppløsere, idet her ikke-cykliske ketoner og her fremfor alt metyletylketonet, kan ha en spesiell betydning. Dessuten anvendes vanligvis underordnede mengder andre ikke-cykliske PVC-oppløsere, idet her medanvendelsen av begrensede mengder av dimetylformamid igjen kan ha en spesiell betydning.

Spesielt foretrukne klebemidler innen oppfinnelsens ramme inneholder ca. 20 vekt-* av oppløste PVC-komponenter av den nevnte type, 40-50 vekt-* tetrahydrofuran og cykloheksanon fortrinnsvis i blandingsforhold fra 1:1 til 2:1, og resten ikke-cykliske PVC-oppløsere som spesielt er 25-35 vekt-* metyletylketon og resten dimetylformamid. Her viser vektprosentangivelsene til klebemiddelmassens samlede vekt.

Klebemidlene ifølge oppfinnelsen oppfyller det av oppfinneren funnede postulat at den uønskede trussel om spenningsriss-dannelse øker i avhengighet av det valgte oppløsningsmiddel i klebestoffsystemet i følgende sekvens: Me ty1 enklorid/dimetylf ormamid/metyletylketon/tetrahydrofuran/cykloheksanon. Bestemmelse av sammenligningstall for vurdering av den spenningsriss-utløsende virkning av oppløsningsmidlene foregikk da på to måter: 1. Bestemmelse av sprøhetstemperaturen 1 slagseighetsprøven efter oppløsnlngsmiddelvlrknlng 2. Kamtrykkfasthet på røravsnitt efter 168 timer oppløsnings-middelabsorbsjon ved -5°C og efterfølgende desorbsjon i en time ved +20°C

I de nedenfor oppførte resepturer 1-9 er nr. 1 som sammen-ligningseksempel et handelsvanlig PVC-klebemiddel av den her angjeldende type, som inneholder oppløst den i og for seg optimale PVC-komponent med K-verdi 58. De følgende resepturer 2-6 er likeledes sammenligningsforsøk og belyser resultatet til redusering av spenningsrissdannelsen på annen måte enn i henhold til oppfinnelsens lære. Av disse sammenligninger 2-6 sees at ikke i noe tilfellet kunne alle krav oppfylles innebefattende den nedsatte spenningsrissfare.

Innen oppfinnelsens lære er eksemplene 7, 8 og 9 forklaringer til utførelsen Ifølge oppfinnelsen, idet i alle tilfeller, det tilstrebede mål med forening av alle ønskede egenskaper oppfylles.

Eksperimentell del

Sammenligning nr. 1 (Teknikkens stand)

Sammenlignlngsforsøk til redusering

av spenningsrissdannelsen ( nr. 2- 6)

Sammenligning nr. 2

Sammenligning nr. 3 I

Sammenligning nr. 4 I

Sammenligning nr. 5 Sammenligning nr. 6 Eksempel 7 (klebemiddel ifølge oppfinnelsen)

Eksempel 8 (klebemiddel ifølge oppfinnelsen) Eksempel 9 (klebemiddel ifølge oppfinnelsen)

Som basis for den tekniske vurdering av produktkvaliteten benyttes DIN 16 970. Denne norm innbefatter indre trykktid-standforsøk på minst 1000 timer, såvel ved værelsestemperatur som også 60°C under hensyntagen til en negativ spalte av -0,2 mm og en positiv spalte på +0,6 mm. Videre kreves en minste trykkskjærfasthet på 7 N/mm<2> ved -0,2 mm og 5 N/mm<2> ved +0,6 mm spalte.

I følgende tabell er det oppstilt sammenligningsforsøkene med nummerene 1-6 og eksemplene ifølge oppfinnelsen 7-9 under angivelse av fortløpende tall med hensyn til indre trykk-standfasthet samt trykkskjær-fasthet.

Claims (3)

1. Klebemiddel til sammenklebing av formdeler av hard-PVC, på basis av en PVC-oppløsning i en oppløsningsmiddelblanding og med et PVC-faststoffinnhold fra 10-30 vekt-*, idet oppløs-ningsmiddelblandingen inneholder høyst 50 vekt-* cykliske PVC-oppløsningsmidler, basert på klebemidlets vekt, karakterisert ved at det inneholder, basert på totalvekten av oppløst PVC, 40-85 vekt-* oppløst PVC med K-verdi 58 ± 1 i blanding med 15-60 vekt-* oppløst PVC med K-verdi fra 45-52.

2. Klebemiddel ifølge krav 1, karakterisert ved at den oppløste PVC-komponenten med lavere K-verdi har en K-verdi på 49-50.

3. Klebemiddel ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at det inneholder, basert på totalvekten av oppløst PVC, 45-60 vekt-* oppløst PVC med K-verdi 58 ± 1 i blanding med 55-40 vekt-* oppløst PVC med K-verdi 45-52.