SE453597B - Metallkant med en seg, vidheftande beleggning derpa, samt forfarande for framstellning derav - Google Patents

Description

453 597 metallvidhäftande termoplaster som för närvarande finns karak- täriseras av olämpliga brister, såsom blekning, förlorad glans när sådan ursprungligen föreligger och förlorad vidhäftning vid exponering mot vädrets makter under någon utsträckt tids- 4 period, vilket vanligen är fallet under användningen av en auto- mobil. Det är därför uppenbart, att tillgängliga metallbelägg- ningar, speciellt sådana som är avpassade för användning inom automobilindustrin, karaktäriseras av ett otal brister och olägenheter, vilka icke eliminerats enligt den föreliggande teknikens ståndpunkt, varför åstadkommande av nya och fördelak- tiga termoplastmetallbeläggningar, vilka ej är föremål för så- dana brister och olägenheter som de nyss uppräknade och vilka följaktligen är speciellt väl lämpade och avpassade för an- vändning inom automobilområdet, skulle vara högst önskvärd och fylla ett inom tekniken länge känt behov. _ *Ett ändamål med föreliggande uppfinning är åstadkommande av nya termoplaster. Ett annat ändamål med uppfinningen är åstadkommande av nya termoplastblandningar, vilka är speciellt lämpade som metallbeläggningar, i synnerhet inom automobil- och liknande industrier. Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är åstadkommande av nya termoplastblandningar av jonomer och gummi, vilka är speciellt lämpade för användning till överdrag- ning av metall. Ytterligare andra ändamål enligt uppfinningen är åstadkommandet av sådana termoplastblandningar, vilka inne- fattar kolsvart och vilka är speciellt lämpade för sådan använd- ning, i synnerhet inom automobil- och liknande industrier. Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är åstadkommande av sådana termoplastblandningar, vilka innehåller etylen-propylengummi innefattande etylen-propylen-diengummi, jämte en jonomer och kolsvart, såsom tidigare nämnts. Ännu ett ändamål med uppfin- ningen är åstadkommande av sådana termoplastblandningar, vari proportionerna etylen-propylen eller etylen-propylen-diengummi, i fortsättningen kallat "EPR" resp. "EPDM", jonomer, företrä- desvis i form av en etylen-metakrylsyra-metallsampolymer, och 4 kolsvart är ca 20-50%, ca 40-80%, resp. en effektiv mängd upp till ca 10%. moplastblandníngar av sådana material med sådana proportioner, Ytterligare ett ändamål är åstadkommande av ter- vilka blandningar karaktäriseras av utmärkt metallvidhäftning, god resistens mot utomhusexponeríng och låg glans. Ännu ett 10 15 20 25 30 35 453 5-97 ändamal är ästadkommande av sådana blandningar, vari proportio- nerna av resp. ingredienser är 30-50, S0-70 resp. 2,5-5%, vilka representerar de föredragna proportionsíntervallen med hänsyn Ytterligare ett ändamål är àstadkommande av sådana kompositioner, vari etylen- till uppnàende av mest önskvärda egenskaper. metakrylsyra-metalljonomeren har tungt syrainnehåll och vari jonomermetallen är zink.

Ytterligare ett annat ändamål med uppfinningen är åstad- kommande av sådana termoplastblandningar, vari kolsvartkompo- nenten är ersatt med en lika stor mängd, företrädesvis 1,5 till 3%, pigment och en ultraviolettstabilisator, med eller utan antioxidant, vilken är speciellt lämpad för att åstadkomma samma fördelaktiga egenskaper i användning såsom tidigare omnämnts men under det att den överdragna metallprodukten bibringas färg, varvid produkten enligt känd teknik vanligen framställes genom extrusionsprocedur. Ännu ett ytterligare ändamål med uppfinningen är åstadkom- mande av ett förfarande för överdragning av metall med en jono- merblandning enligt föreliggande uppfinning genom extrusion av densamma direkt pâ metallen under lämplig förhöjd temperatur med ett minimum av förbehandlíng av metallen som skall överdras till åstadkommande av en varaktig bindning direkt mellan jono- merblandníngen och metallytan. Ännu ett ändamål med uppfinningen är åstadkommande av ett förfarande för bindning av en jonomerblandning enligt uppfin- ningen med ett metallbeslag genom samtidig extrusion av metall- beslaget och jonomerblandningen enligt uppfinningen under lämp- lig förhöjd temperatur till bildning av en varaktig bindning mellan jonomerblandningen och metallbeslaget.

Ytterligare andra ändamål är åstadkommande av en metall- kantbeklädnad med en seg, icke glänsande vidhäftande belägg- ning innefattande en blandning av 1) ca 20-60% av ett etylen- propylengummi, vari etylen är den övervägande komponenten. _ 2) ca 40-80% av en sampolymer innehållande etylenenheter och karboxylsyrahaltiga enheter, varvid nämnda sampolymer innehål- ler mellan ca 25 och 98,S% etylenenheter och mellan ca 1,5 och 30% karboxylsyrahaltiga enheter och varvid nämnda karboxylsyra- enheter är från 10 till 100% neutralíserad med metalljoner och 3) färgmaterial i ovan angivna proportioner utvalda ur gruppen 10 15 20 25 30 35 453 s97i 4 bestående av 1) kolsvart och 2) ett pigment plus en ultraviolett- stabílisator, med eller utan antioxidant; varvid nämnda kantbe- klädnad består av en beläggning av endast_ytterytan; varvid kant- beklädnaden är bildad med invända kanter och beläggningen täcker hela ytterytan av kanten innefattande nämnda inåtvända kanter men ej innerytan därav; varvid kantbeklädnaden är bildad med en kanal och beläggningen applicerats för fyllning av endast nämnda kanal; och varvid metallkanten är försedd med en seg, icke glän- sande vidhäftande beläggning som bildats genom att en smälta av nämnda blandning bringats att flyta ut på en rengjord och upp- hettad yta av kanten.

Andra ändamål enligt uppfinningen kommer att framgå för fackmän på det område till vilket föreliggande uppfinning hör och ytterligare andra ändamål kommer att framgå av det nedanstå- ende.

Ovanstâende och ytterligare ändamål har àstadkommits genom användning av de nya modifierade jonomererna och/eller jonomer- blandningarna enligt föreliggande uppfinning, speciellt jonomer- EPR- eller -EPDM-blandningarna, speciellt sådana innehållande- kolsvart, såsom fullständigt angivits ovan, men även sådana innehållande pigment och ultraviolettstabilisator_ Genom kombination av ett etylen-propylengummi och en jonisk sampolymer av beskriven typ och applicering av detsamma på me- tallkanten, såsom beskrivits, erhålles en vidhäftande belägg- ning med god väderbeständighet och låg glans. Dessutom erhålles god vidhäftning även om metallen ej förbehandlas på annat sätt än genom tvättning med en detergentlösning, sköljning med rent eller avjoniserat vatten och torkning. Onskemålet vid den kända tekniken, som hittills ej kunnat helt erhållas, uppnås sålunda och den kända teknikens nackdelar undvikes.

Etylen-propylengummín lämpliga för användning vid uppfin- ningen är välkända inom tekniken. Sådana material innefattar lämpligen EPR, etylen-propylensampolymergummi och EPDM, etylen- propylen-non-konjugerat diengummi. Det förra är en sampolymer av etylen och propylen och det senare en terpolymer av etylen, propylen och ett icke-konjugerat dien, såsom 1,4-hexadien, etylidennorbornen och dicyklopentadien. Lämpliga sådana etylen- propylengummin avslöjas i US-patenten 3 658 752, 3 758 613 och 4 078 020. Lämpliga sådana etylengummin erhålles genom sam- u 10 15 20 25 30 35 s 453 597 polymerisation av etylen och propylen i proportionerna 60-85% etylen och 15-40% propylen, företrädesvis 65-82% och 18-35% propylen, med eller utan införlívning av en mindre mängd, upp till ca 5%, av ett dien, såsom 1,4-hexadien, norbornen, alkylí- den, norbornen, alkenylnorbornen och dicyklopentadien.

Häri angivna delar och procenttal avser vikten om ej annat anges.

Lämpliga joniska sampolymerer framställes genom sampoly- merísatíon av ett alfa-olefin och en alfa, beta-etyleniskt omättad karboxylsyra och är tillgängliga på marknaden från E. 1.

DuPont de Nemours under varumärket Surlyn. Sammansättningen av dessa polymerer kan variera inom vida gränser, såsom avslöjas i US-patenten 3 845 163 och 4 010 222, från mellan ca 25 och 98,5% etylenenheter och ca 1,5 till ca 30% karboxylsyrahaltiga enheter.

Olefínenheterna är ordinärt härledda från etylen och kar- boxylsyrahaltiga enheterna från metakrylsyra. Helt allmänt är det en fördel för ändamàlen enligt föreliggande uppfinning att ha från ca 8 till ca 18 viktprocent karboxylsyrahaltiga enheter i jonomeren och att ha karboxylsyragrupperna minst 10% neutra- liserade med metalljoner, speciellt zink. Optimal vidhäftning mot metall erhålles under dessa betingelser. Sampolymerer av denna typ beskrives även bl.a. i US-patenten 2 599 123 och 3 262 272 och belgiska patentet 818 609. Polymererna kan fram- -ställas genom sampolymerísatíon eller ymppolymerisation, såsom anges i US-patentet 4 010 222.

Både etylen-propylengummin och jononerer använda vid före- liggande uppfinning är välkända inom tekniken och deras samman- sättning och framställning utgör ej någon del av uppfinningen bortsett ifrån om proportionerna icke påverkar metallvídhäft- ning, väderbeständighet och glans hos den resulterande bland- ningen.

Lämpliga sådana produkter innefattar Surlyn av typerna_ Ml650, Ml6S2 och Ml70S, såväl som vissa av de sampolymerer som anges i tabell II av US-patentet 4 010 222, speciellt sampoly- mererna C och D. Lämpliga eten-propylengummín innefattar sådana som konkret omnämnes i tabell I av US-patentet 4 078 020.

Införlivning av etylen-propylengummí, speciellt när etylen- komponenten är dominerad, ger en blandning som har erforderlig 10 15 20 25 30 35 453 597 vidhäftning mot metall och önskad låg glans men som ej har sta- bilitet nog att motstå utomhusexponering. För att åtgärda detta tillstånd införlivas i blandningen en effektiv mängd av upp till ca 10%, företrädesvis 2,5 till 5%, kolsvart, som fungerar både för att förläna blandningen färg och att stabili- sera blandningen gentemot oxidation. Om det är önskvärt kan emellertid en lika stor mängd, företrädesvis 1,5 till 3%, färgat pigment införlivas i blandningen, speciellt när det är önskvärt att kantbeklädnaden skall matcha eller skapa_lämp1ig kontrast till den yta på vilken den appliceras. I sådant fall är det önskvärt att införliva jämte pigmentet en ultraviolettstabili- sator, såsom en ultraviolett opakbildare eller liknande med eller utan en effektiv mängd av upp till ca 0,3%, företrädesvis 0,1 till 0,2% antioxidant. Lämpliga sådana pigment, ultraviolett- stabilisator och antioxidanter är välkända och vanligen använda i anslutning till pigment för jonomerer och behöver ej ytterligare beskrivas i anslutning till föreliggande uppfinning.

Uppfinningen kan förstås tydligare under hänvisning till föl- jande detaljerade beskrivning.

En bassats av etylen-propylengummi blandat med jonomer fram- ställes under användning av standardblandningsteknik. Vidare be- redes en basblandning av jonomer med kolsvart eller ett pigment med en ultraviolettstabilisator under användning av standard- blandningsteknik. Bildade bassatser blandas sedan eller sam- manföres enligt standardblandningsprocedurer med eller utan ytterligare mängder av gummi eller jonomer eller bádadera och överföres därefter till pellets eller kuber. Pellets placeras sedan i en extruder med tvärhuvudmunstycke, där de extruderas över på en metallyta, som rengjorts med detergent, sköljts med rent eller avjoníserat vatten, torkats och upphettats, så att inget släppmedel är närvarande på metallens yta. Ordinärt er- fordras ingen ytterligare behandling av metallytan för uppnå- ende av önskad grad av vidhäftning. Med metallen och bland; ningen vid kompatibla temperaturer, företrädesvis vid tempera- turer varierande frán ca 204 till 22Z°C, erhålles sålundaut- märkt vidhäftning mot metallen och en produkt med låg ytglans och god väderbeständighet. Vilken som helst lämplig extruder kan utnyttjas för detta ändamål. På samma sätt kan extrusio- ner med låg glans bildas utan metallbärare eller metallinför- IH 10 15 20 25 30 35 7 453 597 livning. Blandningarna kan även användas i sådana fabricerings- procedurer som blåsfilm, injektionssprutning och andra standard- 1 procedurer för plastframställning.

En bassats av EPDM (hard Mooney ML 60) 60 delar med jono- mer zinkpolymer med hög syrahalt, 40 delar beredes genom bland- ning i och genom en Bandbury-extruder eller andra kompounderings- É extruder enligt standardblandningsteknik använd inom industrin i BEREDNING 1 f för att befrämja dispersion av elast.

BEREDNING 2 Under användning av den i beredning 1 beskrivna proce- duren bereddes en bassats genom ersättning av däri använt EPDM med EPDM (soft Mooney 60 ML) och genom förändring av förhållan- det till 75 delar EPDM per 25 delar jonomerer.

I ovan beskrivna bredningar använt EPDM är en produkt - saluförd av E. I. DuPont de Nemours & Company, under namnet Nordel 1500. ca 55 och 65 Mooney ML och den som betecknas som "hård" ligger i den övre delen av detta intervall, medan den som betecknas Olika satser av detta material varierar mellan "mjuk" ligger i den nedre delen av intervallet. Det är allmänt känt att Mooney-värdena kan variera plus eller minus 5 utan sígnifikans annat än små variationer i de fysikaliska egenska- perna. Dessa EPDM är etylen-propylengummin, som är modifierade med en mindre mängd upp till ca 5% 1,4-hexadíenmonomer med hög viskositet och hög råhållfasthet och är endera kristallina el- ler halvkrístallina.

BREDNING 3 En bassats av jonomer (zinkpolymer med hög syrahalt) 80 delar och kolsvart (företrädesvis Vulcan 9~al9, material med partikelstórlek av millí/um, som ger optimal ultraviolett- _ stabilitet) 20 delar framställdes genom intim blandning i och genom en Banbury-extruder för kompoundering eller någon annan kompounderingsextruder i enlighet med inom industrin använd standardblandningsteknik.

Jonomeren enligt föreliggande berednínêäsaluföres av E. I. DuPont de Nemours 8: Company, som Sürlyng Bil705. Denna produkt 10 15 20 25 453 597 s är ett klart, segt material med god metallvidhäftning. Den exakta sammansättningen avslöjas ej av fabrikanten men den är otvivelaktigt en etylen-metakrylsyrajonomer som åtminstone del- vis neutraliserats med zinkjoner och som har en syrahalt av ca ï 10 eller 11%. som betecknas C i tabell II av US-patentet 4 010222 som kan an- vändas i stället för M170S om detta är önskvärt.

Den har liknande egenskaper som den sampolymer BEREDNING 4 Under användning av proceduren som beskrives i beredning 2 bereddes en bassats genom att ersätta däri använt EPDM med EPDM (Moonaf25 ML) en produkt som kan erhållas från E.I. DuPont de Nemours & Company som Nordel 2722. Även den har hög ràstyrka och är semikristallin men har lägre viskositet.

BEREDNING S Under användning av i beredning 2 beskriven procedur be- reddes en bassats genom utbyte av däri använt EPDM mot EPR (Mooney 23 ML). Denna produkt erhölls som Exxon MD 456 och är en semikristallin sampolymer av etylen och propylen med snäv molekylviktsfördelning och ett etyleninnehâll av mellan 63 och 67%.

EXEMPEL 1- En kompound, blandning eller legering bereddes enligt standardblandningsprocedur och överfördes därefter i pellets eller kuber under användning av 44,66% av produkten enligt bered- ning 2, l3,S% av produkten enligt beredning 3 och 4l,84% av den i beredning 3 använda jonomeren.

Detta material hade följande egenskaper: f; 10 15 20 25 30 35 9 453 597 EGENSKAP TESTMETOD VÄRDE Izod-stöt, skära ft lbs/in á R.T. ASTM D 256 3,6 inget brott Izod-stöt, ingen skära, ft lbs á R.T. ASTM D 256 6,6 inget brott Stöt med fallande vikt, Gardner, in/lbs á R T . . ' 6 --- 264 a -30 C 320+ Draghållfasthet kp/Cmz ASTM D 638 107 röjning, 'a ASTM n 638 56% Specifík vikt ASTM D 792 0,924 Hårdhet, Rockwell R ASTM D 785 36 Shore A ASTM D 2240 94 Shore D ASTM D 2240 35 Böjsryvhet, kp/cmz ASTM n 747 630 Böjmodul, kp/cmz ASTM D 790 695 EXEMPEL Z En remsa av rostfritt stål med ínvikta kanter rengjordes i en icke-skummande vattenlösníng av detergent, sköljdes med rent eller avjoniserat vatten, torkades, upphettades till 204 till 222°C och överfördes till tvärhuvudmunstycket av en Nelmor- extruder. Jämnsides härmed extruderades polymerblandningen från exempel l vid en temperatur av 204 till 222°C in i tvärhuvud- munstycket och över på den upphettade remsan av rostfritt stål som passerade genom munstycket med en hastighet så att belägg- ningen erhåll en tjocklek av 0,04 cm. Tvärhuvudmunstycket var utformat för applicering av polymerblandníngen på den yttre ytan av remsan av rostfritt stål innefattande de invikta kanterna men ej på dess'ínneryta. Det bildade remslaminatet hade god vid- häftning och utmärkta vattentestvärden, såsom bestämdes genom standardprocedurer för automobiltest.

EXEMPEL 3 Exempel 2 upprepades under användning av en remsa av rost- fritt stål med en kanal i ytterytan, vari tvärhuvudmunstycket 50 453 597 10 var utformat för att överföra polymerblandningen in i nämnda kanal.

I stället för blandningen enligt exempel 1 kan i exemplen 2 och 3 blandningar enligt följande exempel ge remslamínat med jämförbara egenskaper.

EXEMPEL 4 Under användning av samma procedur som beskrivits i exem- pel 1 med 28,l6% av jonomeren använd i beredning 3, l3,S% av produkten använd i bredning 3 och 58,34% av produkten från bredning 1 bereddes en ytterligare modifierad jonomerblandning.

EXEMPEL S En annan kompound, blandning eller legering bereddes genom blandning i och genom en Banbury-extruder bestående av 5l,5% av jonomeren använd iberedning 1, l3,S% av produkten från beredning 3 och 35% av EPDM använt i beredning 1. I stället för Banbury~extrusion kan vilken som helst kontinuerlig blandar- extruder användas.

EXEMPEL 6 En ytterligare kompound, blandning eller legering fram- ställdes genom samma procedur som beskrivits i exempel 5 och bestod av 6Z,3% av jonomeren enligt beredning 3, 35% EPDM och Z,7% kolsvart.

EXEMPEL 7 Proceduren i exempel 4 upprepades under ersättning av beredning 1 med beredning 4.

EXEMPEL 8 Proceduren enligt exempel 4 upprepades under utbyte av beredning 1 mot beredning 5. _ EXEMPEL 9 Exempel 6 upprepades genom utbyte av Sur1ydE>Ml705 mot Surlyn Ml65Z, som ej är så klar som Surlyn Ml705 men helt lämplig för användning med kolsvart. fi: 95 10 15 20 25 H 453 597 EXEMPEL 10 Exempel 6 upprepades under användning av 20% EPDM, Z,7% kolsvart och 77,3% av jonomeren.

EXEMPEL 11 Exempel 6 upprepades under användning av 60% EPDM, 2,7% kolsvart och 27,3% av jonomeren.

EXBMPEL 12 En ytterligare kompound, blandning eller legeríng bereddes genom samma procedur som beskrivits i exempel 5 och bestående av 62,3% av jonomeren enligt beredning 3, 35% av EPDM och l,4% titandioxíd<š§us 0,5% UV-Quencher, Tinuvidgä 770; O,7% UV-Scree- 531 och 0,l% antioxidant, Irganox 1010.

Tínuvin 770 täckes av US-patentet 3 640 928; Cyasordg 531 är 2-hydroxi-4-n-oktoxibensofenon; och Irgano 1010 ärl en antioxidant innehållande fyra steriskt hindrade fenolíska hydroxylgrupper och täckes av US-patentet 3 644 482. ner, Cyasorb EXEMPEL 13 Exempel 12 duplicerades under utbyte av CyasordE)53l mot 0,3% Tínuvin 328 och ändring mängden av Tínuvin 770 till O,3% och mängden titandioxid till 2,0%.

Tinuvidß 328 är N-(2-hydroxi-3,5-di-neopentyl)fenylben- sotriazol och täckes av US-patentet 3 004 896.

Vilket som helst av de inom jonomerkompounderingstekniken- vanligen använda pígmenten kan användas i stället för tiandi- oxid eller del därav, exempelvis röd järnoxíd, kadmiumgult, ftalocyanblätt etc. kombinerbara med jonomeren ersätta de i exemplen 12 och 13 an- Även andra kombínerbara antioxidanter kan ersätta På samma sätt kan andra US-stabilisatorer givna.

Irganox® 1010 .

Claims (2)

453 597 12 PATENTKRAV I) .1. Metallkant med en seg, icke glänsande,vidhäftande beläggning därpå k ä n n e t e c k n a d_ därav, att bellgg- ningen innefattar en blandning av 1) ca 20 till 60% av ett etylen-propylengummí, i vilket etylen-är den dominerande komponenten, 2) ca 40 till 80% av en sampolymer innehållande etylen- enheter och karboxylsyrahaltiga enheter, vilken sampolymer in- nehåller mellan ca 25 och 98,5% etylenenheter och mellan ca 1,5 och 30% karboxylsyrahaltiga enheter, varvid nämnda kar- boxylsyraenheter till från 10 till 100 procent är neutralise- rade med metalljoner, och 3) en effektiv mängd av upp till ca 10% av ett färgma- _ terial utvalt ur gruppen bestående av 1) kolsvart och 2) ett pigment jämte en ultraviolettstabili- sator med eller utan antioxidant. 2. Metallkant enligt krav 1 , vari beläggníngen ligger på ytterytan. 3. Metallkant enligt krav 1 eller 2, vid vilken kant- partiket är bildat med invikta kanter och vid vilken nämnda be- läggning täcker hela ytterytan av kantpartiet innefattande nämnda invikta kanter och företrädesvis kantpartiet är bildat med en kanal och beläggningen är applicerad för fyllning av nämnda kanal. 4. Metallkant med en seg, icke glänsande, vidhäftande be- läggning därpå enligt krav 1 bildad genom att en smälta av nämnda blandning bríngats att flyta ut på en rengjord och upp- hettad yta av kanten. ' 5. Fdrfarande för framställning av en metallkantbekläd- nad med en seg, icke glänsande vidhäftande beläggning eller in- lägg, k ä n n e t e c k n a t därav, att man framställer en modifierad jonomer blandning i huvudsak bestående av en intim blandning av 1) ca 20 till 60% av ett etylen-propylengummi, i vilket etylen är den dominerande komponenten, iw 2) ca 40 till 80% av en sampolymer innehållande etylen- enheter och karboxylsyrahaltiga enheter, vilken sampolymer in- 453 597' 13 nehàller mellan ca ZS och 98,S% etylenenheter och mellan ca 1,5 och 30% karboxylsyrahaltiga enheter, varvid nämnda kar- boxylsyraenheter till från 10 till 100 procent är neutralise- rade med metalljoner, och 3) en effektiv mängd av upp till ca 10% av ett färgma- terial utvalt ur gruppen bestående av

1. ) kolsvart och

2. ) ett pigment jämte en ultraviolettstabili- sator, med eller utan antioxidant, rengör metallkanten, upphet- tar metallkanten och bringar nämnda blandning att flyta ut på en rengjord, upphettad yta av nämnda metall. 0. Förfarande enligt krav 5, vid vilket metallkanten ren- göres genom tvättning med en detergent åtföljt av sköljning med rent eller avjoniserat vatten. 7. Förfarande enligt krav 6, vid vilket metallen och blandningen hàlles vid kombinerbara temperaturer under behand- lingen, såsom vid en temperatur av mellan ca 204 och ZZZOC. 8. Förfarande enligt krav 7, vid vilket metallkanten bringas att passera genom ett tvärhuvudmunstycke av en extru- der avser att applicera en beläggning av jonomerblandningen därpå och vid vilket nämnda jonomerblandning parallellt och jämnsides_extruderas med en hastighet till bildning av en kontinuerlig slät beläggning på nämnda kant.