DE2245558A1 - Verfahren zum verkleben oder beschichten von metallen - Google Patents
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Description
Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG
Unser Zeichen; O.Z, 29 4o6 Ks/UB
6700 Ludwigshafen, 15-9· 1972 -
Die vorliegende Erfindung "betrifft ein Verfahren zum Verkleben
oder Beschichten von Kupfer, Messing, Zink, Eisen und Stahl mit einem Äthylenpolymerisat, das 0,5 bis 30
Gewichtsprozent einer äthylenisch ungesättigten Garbonsäure in polymer gebundener Form enthält.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 795 269 ist ein Verfahren zum Verkleben oder Beschichten von Werkstoffen
mit einem Terpolymerisat aus Äthylen, einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure und einem Ester einer äthylenisch
ungesättigten Oarbonsäure bekannt« Nach diesem Verfahren ist es beispielsweise auch möglich, Aluminium- bzw» Kupfer^
bleche fest mit Polyäthylen zu verbinden,, Die Haftfestigkeit
von Verbunden aus Aluminium und dem Terpolymerisat ändert sich auch nach längerer Lagerung in Wasser nur unwesentlich,
vor allem dann, wenn die Polymerisate bestimmte Zusätze als Stabilisator enthalten. Sie nimmt jedoch bei
Verbunden aus Kupfer und dem gleichen Terpolymerisat bereits nach kurzer Lagerung in Wasser bei einer Temperatur
von etwa 700G sehr stark ab, so daß die Schichten leicht
voneinander gelöst werden können. Ähnlich wie Kupfer verhält sich Messing, Zink, Eisen und Stahl,
Es ist außerdem bekannt, daß sich Copolymerisate aus Äthylen und äthylenisch ungesättigten Garbonsäuren sowie Pfropfpolymerisate aus einem Äthylenpolymerisat und einer äthylenisch
ungesättigten Carbonsäure als Beschichtungsmaterial bzw. Klebstoff für eine Reihe von Werkstoffen, z.B. für Aluminium
und Kupfer eignen. Die genannten 'Polymerisate haften auch nach längerer Lagerung in Wasser oder in feuchter Luft gut
auf Aluminium, jedoch nicht auf Kupfer.
Aufgabe der Erfindung war es, ein Verfahren zum Verkleben
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oder Beschichten von Kupfer, Messing, Zink, Eisen und Stahl aufzuzeigen, "bei dem man Verbünde erhält, deren Haftfestigkeit
sich auch nach längerer Lagerung in Wasser oder feuchter Luft nicht oder nur unwesentlich ändert. Segenstand der Erfindung
ist ein Verfahren zum Verkleben oder Beschichten von Kupfer, Messing, Zink, Eisen und Stahl mit einem Äthylenpolymerisat,
das 0,5 bis 30 Gewichtsprozent einer äthylenisch ungesättigten Garbonsäure in polymer gebundener Form enthält.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, da3 man das Äthylenpolymerisat zusammen mit 0,01 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen
auf das Äthylenpolymerisat, Phthalocyanin, Kupferphthalocyanin, Eisenphthalocyanin, Dihydroxybenzanthron oder eines
Dihydroxybenzanthronderivates einsetzt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin,
daß als Olefinpolymerisat ein Copolymerisat verwendet wird, das 60 bis 90 Gewichtsprozent Äthylen, 0,5 bis 30 Gewichtsprozent
einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure sowie 0,5 bis 20 Gewichtsprozent eines Esters einer äthylenisch
ungesättigten Garbonsäure in polymer gebundener Form enthält.
Vorzugsweise setzt man ein Äthylencopolymerisat ein, das 60 bis 90 Gewichtsprozent Äthylen, 0,5 bis 20 Gewichtsprozent
Acrylsäure und 0,5 bis 20 Gewichtsprozent tert.-Butylacrylat in polymer gebundener Form enthält.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren in Betracht kommenden Äthylenpolymerisate sind bekannt. Sie werden z.Ba durch Copolymerisation
von Äthylen mit äthylenisch ungesättigten Carbonsäuren, gegebenenfalls in Gegenwart von Estern äthylenisch
ungesättigter Garbonsäuren, bei Temperaturen zwischen 150 und 4000C und Drücken oberhalb 1.000 Atmosphären in Gegenwart
radikalischer Polymerisationsinitiatoren hergestellt oder durch Aufpfropfen von äthylenisch ungesättigten Carbonsäuren
auf Polyäthylen oder durch Aufpfropfen von Estern äthylenisch ungesättigter Carbonsäuren auf Polyäthylen und
Verseifen des Reaktionsproduktes erhalten. Der Schmelzindex der Polymerisate liegt zwischen 0,1 und 200 g/10 Minuten
(gemessen nach ASTM D 1238 -65 T bei einer Temperatur von
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1900G und einem Auflagegewicht von 2,16 Kp), der Erweichungs-"bereicla
der Polymerisate vorzugsweise zwischen 80 und 12O0G.
Die gemäS Erfindung als Zusätze zu verwendenden Verbindungen
Phthalocyanin, Kupferphthalocyanin, Eisenphthalocyanin, Dihydroxybenzanthron
oder Dihydroxybenzanthronderivate sind " bekannt. Alle isomeren Dihydroxybenzanthrone sowie Mischungen
der Isomeren sind geeignet. Vorzugsweise verwendet man 3,4-Dihydroxybenzanthron.
Es "kommen ferner Dihydroxybenzanthronderivate in Betracht, die einen oder mehrere Substituenten
aufweisen, z.B. Gl, Br, NO2, SO3H, GOOH, NHg,'MHR* (R» =
Alkyl- oder Arylgruppe) und Phenoxy. Das Äthylenpolymerisat enthält 0,01 bis 5,0, vorzugsweise 0,05 bis 1,0 Gewichtsprozent
der genannten Verbindungen, dre im Polymerisat homogen verteilt sein sollen. Homogene Mischungen aus dem Ithylenpolymerisat
und den Zusätzen werden nach bekannten Verfahren hergestellt, z.B. durch Aufschmelzen des Polymerisats in einem"
Walzwerk, Extruder oder Kneter und Zumischen der erfindungsgemäß einzusetzenden Verbindungen. Mit Hilfe dieser Stoffmischung
gelingt es, Kupfer, Messing, Zink, Eisen und Stahl miteinander oder mit anderen Werkstoffen so zu verkleben bzw.
zu beschichten, daß die Haftfestigkeit der Verbünde auch bei der Lagerung der Verbünde in Wasser oder feuchter Luft nicht
oder nur unwesentlich abnimmt. Unter Werkstoffen sollen in diesem Zusammenhang vor allem Kunststoffe, Gummi, Leder, Papier,
Glas, Keramik, Textilien, Vliese und Metalle, wie Aluminium, verstanden werden.
Kupfer, Messing, Zink, Eisen und Statil werden mit der erfindungsgemäß
zu verwendenden Stoffmischung nach bekannten Verfahren beschichtet bzw. verklebt. Vorzugsweise verwendet man
die Mischung aus Polymerisat und den erfindungsgemaßen Zusätzen
in Form von Folien als Schmelzkleber. Die in Betracht kommenden Metalle werden außerdem nach dem Extrusionsbeschichtungsverfahren
oder durch Aufsintern eines pulverförmigen
Stabilisator enthaltenden Polymerisats beschichtet. Das Metall wird dabei auf eine Temperatur erhitzt, die oberhalb des
Schmelzpunkts des Polymerisates liegt. Es ist jedoch auch möglich, die gemäß Erfindung anzuwendende Stoffmischung in
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einem Lösungsmittel zu lösen und mit Hilfe dieser Lösung dann Verklebungen, bzw» Beschichtungen durchzuführen.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat vor allem Bedeutung, um Bleche, Folien und Rohre aus Stahl, Eisen und Kupfer sowie
verzinkte Eisenrohre zu beschichten bzw. mit Polyäthylen zu verkleben. Kupferfolien, die ein- oder beidseitig mit einer
Mischung aus dem Carboxylgruppen enthaltenden Polymerisat und einem der erfindungsgemäßen Zusätze beschichtet sind,
werden zur Herstellung elektrischer ieitungskabel verwendet»
Das erfindungsgemäße Verfahren ist ferner von großem Interesse für die Herstellung von Sandwich-Konstruktionen, die aus Metall-
und Polyolefinschichten aufgebaut sind. Solche Sandwich-Konstruktionen
vereinigen in sich geringeres spezifisches -Gewicht und hohe Steifigkeit. Sie sind geeignet zur Herstellung
von Karosserieteilen im Fahrzeugbau, von Verkleidungen und Wänden im Bauwesen, Schiffsbau, Flugzeugbau und Behälterbau.
Die Sandwich-Konstruktionen können ebenfalls zur Schall- oder Wärmedämmung benutzt werden, beispielsweise wenn die innere
Schicht Füllstoffe wie Glimmer oder poröses Material enthält. Die Sandwich-Konstruktionen können beispielsweise folgenden
Aufbau haben:
Stahl/Carboxylgruppen enthaltendes Äthylenpolymerisat als
Kleber/Polyäthylen/Oarboxylgruppen enthaltendes Polymerisat als Kleber/Stahl oder Kupfer/Garboxylgruppen enthaltendes
Polymerisat/Stahl/Carboxylgruppen enthaltendes Polymerisat/
Kupfer. Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert. Die in den Beispielen angegebenen Teile sind
Gewichtsteile, die Angaben in Prozent sind Gewichtsprozent.
Ein granulatförmiges Ä'thylencopolymerisat, das 88 fo Ithylen,
4 % Acrylsäure und 8 # tert.-Butylacrylat in polymer gebundener
Form enthält, wird mit 0,5 'f°, bezogen auf das Äthylencopolymerisat, 3,4-Dihydroxybenzanthron und 0,1 $>
4,4'-Thiobis-3-methyl-6-tert„-butyl-1-phenol
als Wärmestabilisator gemischt, in einem Extruder bei einer Temperatur von 1800G
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aufgeschmolzen and homogenisiert und zu einer 1-mm dicken
Platte extrudiert. Der Schmelzindex des Ä'thylencopolymerisates
beträgt 7 g/10 Minuten.
Ein gereinigtes und entfettetes 0,5 mm dickes Eisenblech der Dimension 16 χ 16 cm wird an einer Seite auf einer länge
von 4- cm mit Aluminiumbronze als Trennschicht bestrichen«
Auf das so präparierte Eisenblech wird dann eine 1 mm dicke Pressplatte aus dem Äthylencopolymerisat ,· Wärmestabilisator
und 3,4-Dihydroxybenzanthron gelegt, deren Herstellung oben beschrieben ist. Die Pressplatte aus dem Polymerisat hat die
gleiche Grundfläche wie das Eisenblech, Beide Platten werden in einer Presse' aufeinandergelegt und darin unter einem Pressdruck
von 2 kp/cm innerhalb von 3 Minuten bei einer Temperatur von 1800O.miteinander verbunden»
Zur Prüfung der Haftfestigkeit wird die Verbundplatte in 2,5 cm breite Streifen geschnitten. An der mit Aluminiumbronze
bestrichenen Seite kann das Polymerisat leicht von dem Metall getrennt werden. Zur Prüfung der Trennfestigkeit des Verbundes
biegt man zunächst die nicht miteinander verklebten Enden des Streifens um 90° und spannt dann das freie Metallende des
PrüfStreifens in die eine Klemme einer Zerreißmaschine, das
freie Ende des Polymerstr&ifens in die andere. Die Klemmen
der Zerreißmaschine werden dann mit einer Geschwindigkeit von 100 mm/Minute auseinandergezogen. Man ermittelt die Kraft, die
notwendig ist, um den Verbund zu lösen. Sie beträgt mehr als 10 kp. Bei der Angabe mehr als 10 kp dehnt sich zwar der Polymerstreifen,
;jedoch wird der Verbund nicht völlig getrennt.
Zwei andere Probestreifen, die aus der Verbundplatte geschnitten wurden, werden 10 bzw. 100 Stunden in Wasser bei einer
Temperatur von 700O gelagert. Dann wird jedesmal die Trennfestigkeit
bestimmt, wie oben angegeben ist. Sie beträgt ebenfalls mehr als 10 kp.
Verwendet man zur Herstellung des Verbundes anstelle eines
Eisenbleches 0,5 mm dicke Bleche aus Kupfer, Zink und Messing und als Beschichtungsmaterial die gleiche Mischung wie oben
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beschrieben, so beträgt die Trennfestigkeit der Verbindung von Metall und Polymerisat vor und nach 10 bzw. 100 Stunden
lagerung in Wasser bei einer Temperatur von 7O0C ebenfalls
mehr als 10 kp.
Ein granulatförmiges Athylencopolymerisat, das in polymer
gebundener Form 88 fo Äthylen, 4 /° Acrylsäure und 3 % tert.-Butylacrylat
enthält, wird mit 0,1 1» 4,4'-Thio-bis-3-methyl-6-tert.-butyl-1-phenol
homogen gemischt und bei einer Temperatur von 1BO0C zu mehreren 1 mm dicken Polymerplatten gepresst.
Wie im Beispiel 1 angegeben, verbindet man diese ■Polymerplatten in einer Presse mit 0,5 mm dicken Blechen
der gleichen Grundfläche aus Eisen, Kupfer, Zink und Messing und schneidet jede Verbundplatte in 2,5 cm breite Streifen.
Während die Trennfestigkeit der Verbindung zwischen dem Metall und den Polymerisaten in allen Fällen vor der Lagerung
in Wasser größer als 10 kp ist, fällt sie bereits nach einer Lagerung von 10 Stunden in Wasser bei einer Temperatur von
700C auf Werte unter 0,5 kp ab.
Ein granulatförmiges Polymerisat, das in polymer gebundener
Form 88 $> Äthylen, 4 $>
Acrylsäure und 8 % tert.-Butylacrylat
enthält, wird mit 0,5 % Phthalocyanin und 0,1 % 4,4'-ThIobis-3~methyl-6-tert.-butyl-1-phenol,
jeweils bezogen auf das Copolymerisat, homogen gemischt und bei einer Temperatur von
1300C zu einer 0,3 mm dicken Platte gepresst* Ein gereinigtes
und entfettetes 0,5 mm dickes Eisenblech mit einer Fläche von 16 χ 16 cm wird an einer Seite auf einer Länge von 4 cm mit
Aluminiumbronze als Trennschicht bestrichen. Auf das so vorbehandelte
Eisenblech wird dann eine gleich gro3e 0,3 mm dicke Pressplatte aus dem carboxylgruppenhaltigen Copolymerisat,
deren Herstellung oben beschrieben ist, und eine 1,2 mm dicken Platte aus Polyäthylen gelegt, das eine Dichte von
0,918 g/cnr und einen Schmelzindex von 1,5 g/10 Minuten hat.
Die drei Schichten werden dann in einer Presse bei einer
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Temperatur van 1800O und einem Pressdruck von 2 kp/cm innerhalb
von 3 Minuten miteinander verbunden» An der mit Aluminiumbronze "bestrichenen Seite des Eisenbleches "kann man das Polymerisat
leicht von der Metallplatte trennen» Die Verbundplatte wird in 2,5 cm "breite Probestreifen geschnittene Die Trennfest
igkeit der Verbindung zwischen dem Metall und dem Polymerisat,
die wie im Beispiel 1 gemessen wird, beträgt mehr als 10 kp„ Auch wenn man die Probestreifen in Wasser bei
7O0C 10 bzw» 100 Stunden lagert, beträgt die Trennfestigkeit der Verbindung zwischen Metall und dem Polymerisat mehr
als TO kp.
Wie im Beispiel 1 angegeben, wird eine 0,5 mm dicke Platte aus Eisen mit einer Platte aus dem in Beispiel 1 beschriebenen
Carboxylgruppen enthaltenden Athylencopolymerisat verbunden»
Das Athylencopolymerisat enthält 0,1 fo 4,4'-Th.io-bis-3-methyl-6-tert
«,-butyl-1 -phenol als Wärmestabilisator und
0,5 1° Kupferphthalocyanin, Die Platte wird in 2,5 cm breite
Probestreifen geschnitten, die dann in Wasser bei einer Temperatur von 7O0C gelagert werden» Nach 10 bzw» 100 Stunden wird
die Trennfestigkeit der Verbindung zwischen Metall und dem Polymerisat ermittelt» Die Trenrifestigkeit des Verbundes beträgt
vor der Lagerung in Wasser jeweils>10 kp, nach einer
Lagerung von 10 Stunden ebenfalls >10 kp und naoh'TOO Stunden 8 kp,
Beispiel 3 wird wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß das Äthylencopolymeriaat an Stelle des Kupferphthalocyanins 0,5 $
Eisenphthalocyanin enthält, MaB ermittelt die gleichen Werte für die Trennfestigkeit wie im Beispiel 3.
4098U/1047
Claims (3)
1. Verfahren zum Verkleben oder Beschichten von Kupfer,
Messing, Zink, Eisen und Stahl mit einem Äthylenpoly- ' merisat, das 0,5 bis 30 Gewichtsprozent einer äthylenisch
ungesättigten Carbonsäure in polymer gebundener Form ent-
man. .. hält, dadurch gekennzeichnet, daß/das Äthylenpolymerisat
zusammen mit 0,01 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Athylenpolymerisat, Phthalocyanin, Kupferphthalocyanin,
Eisenphthalocyanin, Dihydroxybenzanthron oder eines 3>ihydroxybenzanthronderivates
einsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Athylenpolymerisat ein Gopolymerisat verwendet wird,
das 60 bis 90 Gewichtsprozent Äthylen, 0,5 bis 30 Gewichtsprozent einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure
sowie 0,5 bis 20 Gewichtsprozent eines Esters einer äthylenisch ungesättigten Garbonsäure in polymer
gebundener Form enthält.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet
, daß als Athylenpolymerisat ein Gopolymerisat verwendet wird, das 60 bis 90 Gewichtsprozent Äthylen,
0,5 bis 20 Gewichtsprozent Acrylsäure und 0,5 bis 20 Gewichtsprozent tert.-Butylacrylat in polymer gebundener
Form enthält.
Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG
4098U/KH7
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2245558A DE2245558A1 (de) | 1972-09-16 | 1972-09-16 | Verfahren zum verkleben oder beschichten von metallen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2245558A DE2245558A1 (de) | 1972-09-16 | 1972-09-16 | Verfahren zum verkleben oder beschichten von metallen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2245558A1 true DE2245558A1 (de) | 1974-04-04 |
Family
ID=5856546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2245558A Pending DE2245558A1 (de) | 1972-09-16 | 1972-09-16 | Verfahren zum verkleben oder beschichten von metallen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2245558A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013222278A1 (de) * | 2013-11-01 | 2015-05-07 | Tesa Se | Reaktives 2-Komponentenklebstoffsystem |
-
1972
- 1972-09-16 DE DE2245558A patent/DE2245558A1/de active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013222278A1 (de) * | 2013-11-01 | 2015-05-07 | Tesa Se | Reaktives 2-Komponentenklebstoffsystem |
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|---|---|---|---|
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