DE2050175B2 - PROCESS FOR COATING POLYAETHYLENE SURFACES BY FLAME SPRAYING - Google Patents
PROCESS FOR COATING POLYAETHYLENE SURFACES BY FLAME SPRAYINGInfo
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Description
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Es ist bekannt zur Verbesserung der Oberflächenhafteigenschaften von Kunststoffen der Polyäthylenharztype, deren Eigenschaften vorwiegend oder wenigstens merklich durch die Äthylenstruktur beeinflußt sind, deren Oberfläche einer Wärmebehandlung zu unterziehen. Damit wird die Oberflächenschicht aktiviert. Diese Wärmeeinwirkung, insbesondere auf Folien, soll möglichst kurzzeitig sein. Meist finden hierfür Gasflammen Anwendung. Damit wird die Verklebungsfähigkeit erheblich günstiger, so daß z. B. im chemischen Apparatebau die Verbindung von Thermoplasten mit Duroplasten verbessert wird.It is known to improve the surface adhesive properties of plastics of the polyethylene resin type, whose properties are mainly or at least noticeably influenced by the ethylene structure, to subject their surface to a heat treatment. This activates the surface layer. These The effect of heat, especially on foils, should be as short as possible. Mostly find gas flames for this Use. This makes the bondability considerably cheaper, so that, for. B. in chemical Apparatebau the connection of thermoplastics with thermosets is improved.
Ähnliche Methoden zur Haftungserhöhung von Metallschichten auf nichtmetallische Oberflächen sind dadurch gekennzeichnet, daß eine thermoplastische Zwischenlackschicht auf die kalte Oberfläche aufgebracht wird, die nachher in einen nicht thermoplastischen erhärteten Endzustand überführt wird. Bei dieser Methode kann in die Zwischenlackschicht bzw. auf deren Oberfläche zur Erhöhung der Haftfestigkeit Sand, Glas. Metallpulver oder dergleichen aufgebracht werden. Die Überführung in den nichtthermoplastischen gehärteten Endzustand kann vor oder nach Aufbringung einer flüssigen Metallschicht (nach deren Erstarren) erfolgen. Sie erfolgt aber meist vor dem Auftragen der MetallschichtSimilar methods for increasing the adhesion of metal layers on non-metallic surfaces are characterized in that a thermoplastic intermediate lacquer layer is applied to the cold surface which is subsequently converted into a non-thermoplastic hardened final state. At this Method can sand in the intermediate coat or on its surface to increase the adhesive strength, Glass. Metal powder or the like can be applied. The transfer to the non-thermoplastic hardened final state can be before or after application of a liquid metal layer (after it has solidified) take place. However, it usually takes place before the metal layer is applied
Verfahren dieser Art haben sich zum Teil wirtschaftlich nur begrenzt durchsetzen können. Dies ist auf die relativ hohen Kosten derselben und z.T. auf ihre Umständlichkeit sowie die erzielte z. B. nicht ausreichend und schwankende Haftfestigkeit zurückzuführen.Processes of this type have in some cases only been able to establish themselves economically to a limited extent. This is due to the relatively high costs of the same and partly on their inconvenience as well as the achieved z. B. not sufficient and fluctuating adhesive strength.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren und einen Schichtaufbau, um auf Polyäthylen-Oberflächen, unter Anwendung einer Zwischenschicht, Materialien aufzubringen, die vorzugsweise spritzfähig sind, aber auch in gießfähigem Zustand oder als Folien oder Platten vorliegen können. Erfindungsgemäß wird die Oberfläche z. B. eines Thermoplastes wie Polyäthylen mittels einer Injektorflammspritzpistole aufgeheizt bis der bekannte klebfähige Zustand erreicht ist. Dies erfolgt grundsätzlich bei Oberflächentemperaturen über dem Taupunkt von Wasser (z. B. über 700C). Solange diese kalorienreiche Wärmequelle aus großen Mengen Heizgas relativ niederer Temperaturen mit hoher Geschwindigkeit die Oberfläche überströmt wird nun aus der Pistole auf die aktivierte heiße Oberfläche die Haftschicht aufgespritzt. Vorzugsweise werden hierfür wäßrige Filmbildnerdispersionen verwendet, die durch einen Gehalt an reaktiven Harzen (Ein- oder Mehrkomponentensysteme) gekennzeichnet sind. Selbstverständlich können in bekannter Weise darin auch Füllmittel. Farbstoffe sowie leitfähige Pigmente wie Graphit usw. enthalten sein bzw. in die noch nicht ausreagierte Schicht nachträglich durch Aufsprühen eingebracht werden. Hierbei können erfindungsgemäß auch gleichzeitig oder nachträglich wasserbindende Stoffe wie z. B. Zementpulver aus einer gesonderten Düse eingesprüht werden.The invention now relates to a method and a layer structure in order to apply materials to polyethylene surfaces using an intermediate layer, which are preferably sprayable, but can also be in a pourable state or as films or sheets. According to the invention the surface z. B. a thermoplastic such as polyethylene heated by means of an injector flame spray gun until the known adhesive state is reached. This basically takes place at surface temperatures above the dew point of water (e.g. above 70 ° C.). As long as this high-calorie heat source from large amounts of heating gas at relatively low temperatures flows over the surface at high speed, the adhesive layer is sprayed onto the activated hot surface from the gun. Aqueous film-forming dispersions which are characterized by a content of reactive resins (one-component or multi-component systems) are preferably used for this purpose. Of course, fillers can also be used therein in a known manner. It may contain dyes and conductive pigments such as graphite, etc., or be introduced into the not yet fully reacted layer by spraying. Here, according to the invention, water-binding substances such. B. cement powder can be sprayed from a separate nozzle.
Selbstverständlich können erfindungsgemäß auch z. B. hochklebfähige Stoffe allein oder mit Reaktionsbeschleuniger und Mittel wie Neoprenlatex mit oder ohne Vulkanisationsmittel gegebenenfalls auch in Verbindung mit bituminösen Dispersionen Verwendung finden.Of course, according to the invention, z. B. highly adhesive materials alone or with a reaction accelerator and agents such as neoprene latex with or without vulcanizing agents, optionally also in combination find use with bituminous dispersions.
Auf diesen durch die Aufbringungsmethode dispersionsträgerfreien oder bzw. !ösungsmittelfreien noch nicht ausgehärteten oder zumindest noch nicht vollkommen ausgehärteten Film kann sofort die zum Haften zu bringende Deckschicht, wie z. B. das System Polyester/ Peroxyd vor der Entstehung des z. B. duroplastischen Zustandes aufgespritzt oder anders aufgebracht werden. Selbstverständlich kann auch z. B. eine Metallschicht auf diese Haftschicht flammgespritzt werden, wie z. B. vom Draht. Wesentlich ist hierbei, daß — z. B. bei einer Zwischenschicht aus Epoxid/Polyamid — es sich um einen Reaktionskleber handelt, der an sich als System kalt aushärtet, dessen Reaktion aber durch Hitze beschleunigt werden kann. Damit wird es möglich durch Aufbringen einer gut verklebbaren Deckschicht gleichfalls nach dem Flammspritzverfahren mit Injektorpistole durch die zusätzliche Wärmezufuhr dasOn top of this, due to the application method, dispersion carrier-free or / or solvent-free Uncured or at least not yet fully cured film can immediately adhere to it bringing top layer, such. B. the system polyester / peroxide before the formation of z. B. thermosetting Condition can be sprayed on or applied otherwise. Of course, z. B. a metal layer be flame-sprayed on this adhesive layer, such as. B. from wire. It is essential that - z. B. in the case of an intermediate layer made of epoxy / polyamide - it is a reaction adhesive which in itself as System hardens cold, but the reaction can be accelerated by heat. This makes it possible by applying a top layer that can be easily glued, also using the flame spraying method with an injector gun due to the additional heat supply
System »zu Oberfläche—Zwischenhaft-System »to surface - intermediate adhesion-
schicht — Deckschicht« in einem fortlaufenden Arbeitsgang fertigzustellen.layer - top layer «to be completed in one continuous operation.
Grundsätzlich sind für dieses Verfahren und den Schichtaufbau alle spritzfähigen Kleber geeignet, wenn S auch wäßrige reaktive Dispersionen kalthärtender aber wärmebeschleunigbarer Ein- oder Zweikomponentensysteme erfindungsgemäß bevorzugt werden, da sie besonders für Flammspritzverfahren und für im Flammspritzverfahren aufbringbare Deckschichten ge- ie eignet sind.In principle, all sprayable adhesives are suitable for this process and the layer structure if S also aqueous reactive dispersions of cold-curing but heat-acceleratable one- or two-component systems are preferred according to the invention, since they are particularly suitable for flame spraying processes and for im Top layers that can be applied by flame spraying are suitable.
Bei der Aufbringung von Deckschichten vorzugsweise aus Metall durch das Aufspritzen einer metallischen Schicht mittels einer Draht- oder Pulverflammspritzpistole gelingt es, die Reaktion der Haftschicht aus z. B. Epoxid/Polyumid so zu beschleunigen(durch den Wärmeinhalt der Metallteilchen), daß in kurzer Zeit die Beschichtung fertiggestellt ist. Wesentlich für die Erfindung ist, daß es damit nunmehr möglich ist, auf eine durch Erwärmung für die Klebung aktivierte Oberfläche μ ohne Abkühlung derselben Haftschichten aufzubringen, die z. B. zwischen Thermoplast und Duroplast als Haftvermittler dienen und damit als hochfestes Bindeglied auftreten bzw. die Aufbringung einer auch nachträglich in der Kälte verklebbaren oder ver- »5 schweißbaren z, B. Kunststoffschicht auf einer normalerweise schlechtverklebbaren Oberfläche wie z. B. von Polyäthylen gestatten.When applying cover layers, preferably made of metal, by spraying on a metallic one Layer by means of a wire or powder flame spray gun succeeds in the reaction of the adhesive layer of z. B. To accelerate epoxy / polyumid so (by the heat content the metal particles) that the coating is completed in a short time. Essential for the The invention is that it is now possible to μ on a surface activated by heating for bonding to apply the same adhesive layers without cooling that z. B. between thermoplastic and thermoset as Adhesion promoters serve and thus act as a high-strength link or the application of a too Can be subsequently glued or welded in the cold, for example a plastic layer on a normally poorly bondable surface such. B. allow polyethylene.
Ausführungsbeispiele .Q Embodiments. Q
1. Die Oberfläche von Polyäthylenplatten wird mit der Ringbrenner-Flammspritzpistole bis zur Aktivierung
der obersten Schicht erwärmt und dann aus der Pistolenspritzdüse ohne Unterbrechung der
Wärmezufuhr mit einer wäßrigen Dispersion überspritzt. Diese besteht z. B. in ihren schichtbildenden
Stoffen aus einem flüssigen lösungsmittelfreien Epoxid üblicher Art und einer entsprechenden
Menge Polyamid, die sich aus der Epoxid- und Aminzahl ergibt, wobei soweit erforderlich Füllmittel
wie Pigmente usw. enthalten sein können.
Durch die laufende Wärmezufuhr wird das Wasser entfernt und anschließend die Vernetzungsreaktion
der weitgehend wasserfreien Komponenten beschleunigt. Vor Verlust der Verklebungsfähigkeit
der Schicht wird nun z. B. ein Polyester mit Beschleuniger und Peroxyd in üblicher Art
ausgespritzt, der anschließend härtet. Gegebenenfalls kann dieses System aber gleichfalls aus der
wäßrigen Dispersion mit einer Ringbrenner-Flammspritzpistole wie die Klebeschicht aufgebracht
werden, wobei die Wärmezufuhr aus der Pistole so lange fortgeführt wird, bis die Aushärtung
vollzogen oder zumindest der Gelierbereich erreicht ist. Im letzteren Fall verläuft dann die
Härtungsreaktion des Polyesters bei normaler Temperatur ohne Wärmezufuhr weiter. Vor Aufbringung
der Deckschicht kann in die noch verklebfähige Haftschicht eine Armierung in üblicher Art ein- oder auf diese aufgebracht werden
(z. B. Fasern, Gewebe, körnige Teilchen aus Glas, Kunststoff, Metall, Stein usw.). Soll die Haftschicht
durch Pigmente modifiziert werden, um ihre Eigenschaften speziellen Anforderungen anzupassen,
so können außer z. B. Fettaminen und üblichen Pigmenten noch andere Zusätze und Streckmittel
insbesondere mit kaliem Fluß wie flüssige Spezialteere, Bitumina, Polyamide, Polyäthylen etc. wie
auch Gummi — auch in Pulverform — zugesetzt werden.1. The surface of polyethylene plates is heated with the ring-burner flame spray gun until the top layer is activated and then sprayed over with an aqueous dispersion from the gun spray nozzle without interrupting the supply of heat. This consists z. B. in their layer-forming substances from a liquid, solvent-free epoxy of the usual type and a corresponding amount of polyamide, which results from the epoxy and amine number, fillers such as pigments, etc. may be included if necessary.
The continuous supply of heat removes the water and then accelerates the crosslinking reaction of the largely anhydrous components. Before the layer loses its adhesiveness, z. B. sprayed a polyester with accelerator and peroxide in the usual way, which then hardens. If necessary, however, this system can also be applied from the aqueous dispersion with a ring burner flame spray gun like the adhesive layer, the supply of heat from the gun being continued until curing is complete or at least the gelling area is reached. In the latter case, the curing reaction of the polyester then continues at normal temperature without the supply of heat. Before the top layer is applied, reinforcement can be incorporated into or onto the still bondable adhesive layer in the usual way (e.g. fibers, fabric, granular particles made of glass, plastic, metal, stone, etc.). If the adhesive layer is to be modified by pigments in order to adapt its properties to special requirements, in addition to z. B. fatty amines and customary pigments, other additives and extenders, especially with potash flow such as liquid special tars, bitumens, polyamides, polyethylene, etc. as well as rubber - also in powder form - can be added.
2. Statt wie in Beispiel 1 kann auf die noch verklebfähige Haftschicht auch ein Metall aus der Pulverpistole oder Drahtflammspritzpistole aufgebracht werden. Beim Flammspritzvorgang wird durch die zugeführte Wärme aus dem Spritzgasstrahl und aus den geschmolzenen Metallteilchen der Härtungsvorgang und damit der Verklebungsvorgang in der Haftschicht weiter beschleunigt. Vorzugsweise wird bei Metall mit einer dünnen Schicht vorgespritzt. Erst nach ausreichendem Verlust an Thermoplastizität der Haftschicht bzw. auch Abkühlung des Schichtaufbaues wird der Metallisierungsvorgang fortgesetzt.2. Instead of as in Example 1, a metal from the Powder gun or wire flame spray gun can be applied. During the flame spraying process by the heat supplied from the spray gas jet and from the molten metal particles the hardening process and thus the bonding process in the adhesive layer are further accelerated. Metal is preferably pre-sprayed with a thin layer. Only after sufficient Loss of thermoplasticity of the adhesive layer or cooling of the layer structure will be the Metallization process continued.
Es können die verschiedensten Metalle oder andere spritzfähige Stoffe wie Keramik, Schmelzpachtel etc. je nach Verwendungszweck von hoher Verschleißfestigkeit bis zur guten Lot-, Verklebe-, Leitfähigkeit usw. aufgebracht werden.A wide variety of metals or other sprayable substances such as ceramics, melting putty can be used etc. depending on the intended use from high wear resistance to good soldering, bonding, Conductivity, etc. are applied.
3. Statt wie in Beispiel 1 kann die Haftschicht auch ein Pigment zur Erzielung von Leitfähigkeit, wie vorzugsweise leitfähigen Ruß (z. B. 20%) oder Graphit oder ein anderes leitendes z. B. ein metallisches Pigment enthalten. Diese Schicht kann dann auch gleichzeitig als Deckschicht dienen, die z. B. unter anderem eine gewünschte Ableitfähigkeit für elektrostatische Aufladung oder eine Abschirmwirkung besitzt.3. Instead of as in Example 1, the adhesive layer can also contain a pigment to achieve conductivity, such as preferably conductive carbon black (e.g. 20%) or graphite or another conductive e.g. B. a contain metallic pigment. This layer can then also serve as a top layer at the same time z. B. inter alia a desired discharge capacity for electrostatic charge or a Has a shielding effect.
4. Einer Haftschicht wie in Beispiel 1 kann bei Herstellung derselben aus einer gesonderten Düse wasserbindende Stoffe, wie z. B. Zement in Pulverform zum Entzug des Emulsions- bzw. Dispersionswassers und oder, oder auch zur Füllung der Haftschicht zugeführt werden.4. An adhesive layer as in Example 1 can be used when producing the same from a separate nozzle water-binding substances, such as. B. Cement in powder form to remove the emulsion or Dispersion water and or, or to fill the adhesive layer are supplied.
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| Publication number | Publication date |
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| DE2050175A1 (en) | 1972-04-20 |
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Legal Events
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