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DE1075022B - Verfahren zum Verbessern der Haftung von weich macher - haltigen Polyvinylchlorid - Überzügen auf Metallen durch eine organische Haftschicht - Google Patents

Verfahren zum Verbessern der Haftung von weich macher - haltigen Polyvinylchlorid - Überzügen auf Metallen durch eine organische Haftschicht

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Publication number
DE1075022B
DE1075022B DENDAT1075022D DE1075022DA DE1075022B DE 1075022 B DE1075022 B DE 1075022B DE NDAT1075022 D DENDAT1075022 D DE NDAT1075022D DE 1075022D A DE1075022D A DE 1075022DA DE 1075022 B DE1075022 B DE 1075022B
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DE
Germany
Prior art keywords
polyvinyl chloride
parts
adhesive layer
metals
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DENDAT1075022D
Other languages
English (en)
Inventor
Mailand Riccardo For quet (Italien)
Original Assignee
MONTECATINI Soc Gen per 1 Industria Mineraria e Chimica, Mailand (Italien)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Publication date
Publication of DE1075022B publication Critical patent/DE1075022B/de
Pending legal-status Critical Current

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Description

DEUTSCHES
Bekanntlich hat das Polyvinylchlorid in den letzten Jahren als Werkstoff zur Herstellung von chemischen Apparaten, die der korrosiven Einwirkung von Säuren, Gasen usw. widerstehen müssen, große Bedeutung erlangt, neben seiner Verwendung zur Herstellung von Röhren, Kühlschlangen, Behältern usw., wofür man Polyvinylchlorid vom sogenannten harten Typus benutzt. Obwohl dieses Material in vielen Fällen eine ausgezeichnete Korrosionsfestigkeit zeigt, erlauben seine mechanischen Eigenschaften doch nicht in allen Fällen seine alleinige Anwendung als Werkstoff. Für gewisse Zwecke reicht besonders seine Kerbzähigkeit nicht aus. Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten wurde vorgeschlagen, dieses Material nicht für sich allein zu verwenden, sondern damit metallische Röhren, Apparate usw. auszukleiden.
Das Überziehen von metallischen Oberflächen mit Polyvinylchloridfolien, bietet aber in der Praxis beträchtliche Schwierigkeiten, die Hauptschwierigkeit besteht darin, eine ausreichende Haftung des Polyvinylchlorids auf dem Metall zu erreichen, die auch während des Betriebes aufrechterhalten bleibt, damit eine Ablösung und Verformung der Polyvinylchloridfolie vermieden wird, was sonst zu Störungen führen würde, die für das Metall des Apparates bei Gegenwart von Säuren schlimme Folgen hätten. Außerdem ist das Überziehen mit Folien sehr schwierig durchführbar, wenn komplizierte Teile, Röhren von kleinem Durchmesser usw. ausgekleidet werden müssen.
Man kennt bereits verschiedene \7'erfahren zum Aufbringen von steifen Polyvinylchloridfolien auf Metallen. So wurde vorgeschlagen, eine steife Folie mit einer plastifizierten Folie durch Schmelzen zu verbinden und dann das letztere mit einem Bindemittel auf dem Metall zu befestigen. Kürzlich wurden Polyvinylchloridfolien auf Stahl und Aluminium in den Handel gebracht, die aus plastifiziertem Polyvinylchlorid spezieller Zusammensetzung bestehen. Diese Überzüge zeigen ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, verlangen jedoch, wie gesagt, besondere Zusammensetzungen und Einrichtungen zu deren Herstellung.
Es ist ferner bekannt, zur Verbesserung der Haftfestigkeit von Polyvinylchlorid auf Metall organische Haftschichten anzuwenden, die eine Zwischenschicht zwischen dem Metall und dem Polyvinylchlorid-Überzug bilden. Derartige Haftschichten zeigen indes noch nicht eine solche Haftfestigket, wie man sie für hohe Beanspruchungen fordern muß.
Es wurde nun gefunden, daß man die Haftung von weichmacherhaltigem Polyvinylchlorid auf Metallen weiter sehr verbessern kann, wenn eine Lösung eines Polymerisats von Vinylpyridin, das auch substituiert sein kann, zur Bildung einer Haftschicht aufgetragen
der Haftung von weichmacherhaltigen
Polyvinylchlorid-Überzügen auf Metallen durch, eine organische Haftschicht
Anmelder:
MONTECATINI Soc. Gen.
per rindustria Mineraria e Chimica,
Mailand (Italien)
Vertreter:
Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dr. phil. Dr. techn. J. Reitstötter, Patentanwalt, München 15, Haydnstr. 5
Beanspruchte Priorität:
Italien vom 14. September 1955
Riccardo Forquet, Mailand (Italien),
ist als Erfinder genannt worden
wird, die darauf mit Polyvinylchlorid in Form einer Lösung, Paste oder Folie überzogen wird.
Zur Herstellung einer Lösung des Polyvinylpyridins wird ein flüchtiges Lösungsmittel verwendet, das nach Aufbringen der Lösung auf das Metall durch Erhitzen verdampft wird, bevor der Polyvinylchlorid-Überzug auf die Haftschicht aufgebracht wird. Hierauf läßt man das Polyvinylchlorid gelieren.
Die Lösungen können in bekannter Weise sehr einfach, zweckmäßig durch Aufsprühen aus einer Spritzpistole auf die Unterlagen aufgebracht werden. Bevor das Metall mit der Haftschicht überzogen wird, ist es gut zu reinigen.
Verfährt man in der soeben beschriebenen Weise, dann erhält man einen Überzug mit· allen Vorzügen der chemischen Widerstandsfähigkeit von Polyvinylchlorid, der auf dem Metall vollkommen haftet und von diesem praktisch nicht mehr abgelöst werden kann.
Die Klebeeigenschaften von Polyvinylpyridin waren an sich bekannt, doch war bisher nicht gefunden worden, daß mit ihrer Hilfe vollkommen, feste Verbindungen zwischen einem Metall und einem Kunstharz wie Polyvinylchlorid erzielt werden können und daß man auf diese Weise auf einfache Art sehr starke
909 728/332
Polyvinylchlorid-Überzüge aus normalen Gemischen oder Piastisolen auf Metallen erhält.
Es ist unter Verwendung von Polyvinylpyridinen natürlich auch möglich, aus plastifiziertem Polyvinylchlorid hergestellte Folien durch einfaches Verkleben bei Zimmertemperatur mit dem Metall zu verbinden.
Als Bindemittel vorzüglich, geeignet ist ein Polymerisat aus 2-Vinylpyridin, doch sind auch Polymerisate aus substituierten Vihylpyridinen, wie 5-Äthyl-2-vinylpyridin, 2-Methyl-5-vinylpyridin usw., verwendbar.
Die Menge der zur Erzielung der Klebewirkung nötigen Polyvinylpyridinlösung ist sehr gering und entspricht in der Praxis der Menge, die zum Überziehen der Metalloberfläche mit einem dünnen. Schleier nötig ist. Es ist beispielsweise möglich, mit 50 ecm einer lCWoigen Polyvinylpyridinlösung in Tetrachlorkohlenstoff eine Metalloberfläche von 1 m2 zu überziehen. Solche Lösungen werden im allgemeinen in Konzentrationen von 5 bis 20% verwendet. Was die Dicke der Polyvinylchlorid-Überzüge auf Metallen betrifft, erhält man beim Auftragen von Folien Schichten mit 0,001 bis 2 mm Dicke, während es bei der direkten Auftragung von Polyvinylchloridgemischen möglich ist, Schichtdicken von bis zu maximal 2 mm zu erreichen.
Beispiel 1
Eine 5°/oige acetonische Lösung von Polyvinylpyridin wird auf eine gut gereinigte Oberfläche von Stahl aufgesprüht und das Lösungsmittel in einem Ofen bei 10O0C abgedampft. Hierauf besprüht man die Oberfläche mit einer Paste aus 60 Gewichtsteilen Polyvinylchlorid, 40 Teilen Dioctylphthalat, 2 Teilen Cadmiumstearat und. 5 Teilen Bariumsulfat. Das Metallstück wird hierauf während 45 Minuten in einen Ofen von 150° C gelegt.
Man erreicht so ein vollkommenes Kleben des Harzes auf dem Metall. Von. einem in gleicher Weise, jedoch unter Auslassen der Behandlung mit der Polyvinylpyridinlösung überzogenen Metallstück löst sich das Vinylharz mit äußerster Leichtigkeit ab und verrät so das vollständige Fehlen einer Adhäsion zwischen Metall und Harz.
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Beispiel 2
Die innere Oberfläche eines. Metallbehälters wird mittels Spritzpistole mit einer 20c/aigen acetonischen Lösung von Polyvinylpyridin überzogen, worauf man das Lösungsmittel bei 8O0C abdampft und die mit Polyvinylpyridin behandelte Oberfläche wiederum mittels Spritzpistole mit einer 10°/oigen Lösung von Polyvinylchlorid in Cyclohexanon überzieht; hierauf wird das Gefäß während 30 Minuten auf 170° C erhitzt. Das so aufgetragene Harz haftet vollkommen an den Wänden des Gefäßes.
Beispiel 3
Eine Aluminiumplatte wird mittels Spritzpistole mit einer 8°/oigen Polyvinylpyridinlösung in Tetrachlorkohlenstoff überzogen; das Lösungsmittel wird in einem Ofen bei 1000C abgedampft, worauf man auf die so vorbehandelte Fläche eine Paste aufsprüht, welche aus 60 Gewichtsteilen Polyvinylchlorid, 40 Teilen Dioctylsebacat, 2 Teilen Bleisilicat, 5 Teilen Bariumsulfat und 0,1 Teilen hitzefestem blauem Pigment besteht, worauf man zur Gelierung des Harzes während 25 Minuten auf 1850C erhitzt, wonach das Harz auf dem Metall vollkommen haftet.
Beispiel 4
Eine gut gereinigte Stahlplatte wird mit einer 9%igen Lösung von Poly-5-äthyl-2-vinylpyridin in Tetrachlorkohlenstoff besprüht; auf die so behandelte Oberfläche trägt man mittels einer Walze einen Film von 5 Tausendstel Millimeter Dicke auf, welcher durch lOminutiges Kalandern eines Gemisches aus 60 Teilen Polyvinylchlorid, 40 Teilen Di-2-äthylhexylphthalat und 2 Teilen Sb2O3 bei 1700C erhalten wurde.
Die mit der Polyvinylchloridfolie überzogene Metallplatte wird während 24 Stunden bei Zimmertemperatur belassen. Nach dieser Zeit findet man, daß der Film vollkommen haftet und gute Flammenhemmungseigenschaften besitzt.
Beispiel 5
Eine 12%ige Lösung von Poly-5-äthyl-2-vinylpyridin in Dimethylformamid wird auf eine gut gereinigte Aluminiumplatte aufgesprüht; die Platte wird dann während 3 Minuten auf 100° C erhitzt, worauf man eine Folie von 1 mm Dicke auflegt, welche durch 15minutiges Kalandern eines Gemisches aus 65 Teilen Polyvinylchlorid, 35 Teilen Trikresylphosphat, 2 Teilen Bleistearat und 1 Teil Titandioxyd bei 180° C hergestellt wurde.
Die mit der Polyvinylchloridfolie überzogene Metallplatte wird während 30 Stunden bei Zimmertemperatur belassen.
Nach dieser Zeit besitzt die Metallplatte einen vollkommen haftenden opaken, weißen Überzug.
Durch Zugabe von geeigneten Farbstoffen zu den Vinylharz-Gemischen ist es möglich, gefärbte Überzüge zu erhalten; zu den zu diesem Zweck verwendbaren Färbemitteln gehören die folgenden: Ruß, Beinschwarz, Titandioxyd, Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Ton, Chromgelb, Chromoxydgrün, gelbes Eisenoxyd, rotes Eisenoxyd, braunes Eisenoxyd, Cadmiumrot, Cadmiumorange, Cadmiumgelb, Ultramarinblau, Molybdängelb, Benzidingelb, Pyrazolonorange, Pyrazolonrot, Anisidinorange, Phthalocyaningrün, Phthalocyaninblau, Indanthrenblau, Indigobraun und Indigorot. Spezielle Effekte können auf den Überzügen erzielt werden, wenn man sie in der Hitze mit in geeigneter Weise gravierten Walzen behandelt.
Beispiel 6
Gut gereinigte Stahlplatten wurden mit einer 20%igen acetonischen Polyvinylpyridinlösung überzogen; das Lösungsmittel wurde bei 1000C abgedampft, worauf man die Platte mit einer Paste besprühte, welche aus 65 Teilen Polyvinylchlorid, 35 Teilen Trikesylphosphat, 2 Teilen Bleistearat und 0,2 Teilen eines Farbstoffes bestand, wobei jedesmal von den oben angegebenen Farbstoffen ein anderer zur Anwendung gelangte.
Sämtliche so behandelten Platten wurden während 40 Minuten in einen Ofen von 15O0C gegeben. Man erhielt auf diese Weise verschieden gefärbte Platten.
Beispiel 7
Gut gereinigte Aluminiumplatten wurden mit einer 12%igen Lösung von Polyvinylpyridin in Tetrachlorkohlenstoff besprüht. Man stellte durch lOminutiges Kalandern bei 170° C eines Gemisches aus 65 Teilen Polyvinylchlorid, 35 Teilen Di-2-äthyl-hexylphthalat, 1 Teil Cadmiumstearat und 0,2 Teilen eines Farbstoffes Filme von 0,6 mm Dicke her, wobei jedesmal
ein anderer Farbstoff verwendet wurde; diese Filme wurden mittels einer Walze auf die vorbehandelten Platten aufgetragen. Als Farbstoffe wurden die gleichen verwendet wie im vorhergehenden Beispiel. Die verschiedenen mit den Polyvinylchloridfolien überzogenen Metallplatten wurden während 20 Stunden bei Zimmertemperatur gehalten, wobei man vollkommen haftende und verschieden gefärbte Überzüge erhielt, welche allenfalls der Einwirkung von Walzen mit geeignet gravierter Oberfläche bei 140 bis 170° C zur Erzielung von besonderen Reliefeffekten unterworfen werden können.
Beispiel 8
Ein Gemisch aus 65 Teilen Polyvinylchlorid, 5 Teilen Kaolin, 35 Teilen Di-(2-äthyl-hexyl)-phthalat und 0,3 Teilen Chromgelb wird während 12 Minuten auf 1050C erwärmt. Die so erhaltene Masse wird abgekühlt und mechanisch zu feinen Partikeln zerteilt. Ein gleiches Gemisch, welches jedoch an Stelle von Chromgelb Chromoxydgrün enthält, wird in gleicher Weise behandelt. Die beiden gefärbten Harze werden nach dem Zerkleinern gemischt und in dünner Schicht auf eine Aluminiumplatte gesprüht, welche vorher mit einer Schicht einer 5%igen Polyvinylpyridinlösung in Tetrachlorkohlenstoff besprüht worden war.
Die Platte wird allmählich auf 175° C erhitzt und während einer halben Stunde auf dieser Temperatur zur vollständigen Gelierung des die Platte bedeckenden Harzes gehalten. Man erhält so einen vollkommen haftenden Überzug mit charakteristischem Farbeffekt.
Beispiel 9
Eine 15%ige Lösung von Polyvinylpyridin in Tetrachlorkohlenstoff wird auf eine gut gereinigte Stahlplatte aufgesprüht, worauf man das Lösungsmittel bei 1000C abdampft und ein Gemisch aus Teilen Polyvinylchlorid, 40 Teilen Di-(2-äthylhexyl)-phthalat und 1 Teil Bleistearat in dünner Schicht aufträgt. Hierauf bringt man eine dünne S chicht winziger Glaskügelchen mit einem mittleren Durchmesser von 15 Mikron auf und erhitzt die so überzogene Platte schließlich zum Gelieren des Harzes. Man erhält einen auf der Metalloberfläche vollkommen haftenden Überzug, welcher, wenn in der Dunkelheit ein Lichtstrahl darauf fällt, selbst hell leuchtet.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:
1. Verfahren zum Verbessern der Haftung von weichmacherhaltigen Polyvinylchlorid-Überzügen auf Metallen dur,ch eine organische Haftschicht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung eines Polymerisats von gegebenenfalls substituiertem Vinylpyridin zur Bildung der Haftschicht aufgetragen wird, die darauf mit Polyvinylchlorid in Form einer Lösung, Paste oder Folie überzogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel des Polymerisates, das zur Bildung der Haftschicht aufgebracht wird, vor dem Aufbringen des Polyvinylchlorids verdampft wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polymerisat von 2-Vinylpyridin verwendet wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 210 205;
britische Patentschrift Nr. 695 790;
USA.-Patentschrift Nr. 2 047 957.
<© 909 728.7332 1.60
DENDAT1075022D 1955-09-14 Verfahren zum Verbessern der Haftung von weich macher - haltigen Polyvinylchlorid - Überzügen auf Metallen durch eine organische Haftschicht Pending DE1075022B (de)

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