CZ459599A3 - Kompaudní tělesa z technických termoplastů a polyurethanových elastomerů za použití adhezních prostředků - Google Patents

Abstract

Způsob výroby kompaudního tělesa z nejménějednoho polárního termoplastu, obzvláště technického termoplastu a nejménějednoho vypěněného nebo nevypěněného polyuretanového elastomerů, přičemž se nejprve formuje tvarový díl z termoplastu. Tento díl se opatří zcela nebo částečně prostředkem pro zlepšení přilnavosti na bázi laků a polyurethanových pryskyřic nebo laků z akrylových pryskyřic, které obsahují rozpouštědla. Následně se podle potřeby nastříká plošně nebo v pruzích povlak nebo nejménějeden další tvarový díl z polyurthanových elastomerů, a takje termoplastickýmateriál spojen s polyuretanovýmmateriálem.

Description

Kompaudní tělesa z technických termoplastů a polyurethanových elastomerů za použití adhezních prostředků

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby kompaudních těles z polárních termoplastů a polyuerethanových elastomerů, při němž se termoplastický materiál ošetří adhezním prostředkem obsahujícím rozpouštědla a rovněž takto vyrobených a vyrobitelných kompaudních těles. Použitím adhezního prostředku je možné dosáhnout ulpění polyurethanových elastomerů na plastických hmotách, které bez použití adhezního prostředku nevykazují žádnou přilnavost.

Dosavadní stav techniky

K polárním termoplastům patří obzvláště tak zvané technické termoplasty, nazývané také vysoce hodnotné polymery, které se vyznačují vynikajícími termickými, mechanickými a chemickými vlastnostmi a proto se s výhodou používají jako technické materiály. Na základě dobré pevnosti a tvrdosti ve spojení s vynikající vratnou elasticitou nacházejí tvarové díly z nich vyrobené časté a mnohostranné použití ve všech oblastech denního života, příkladně při stavbě vozidel a zařízení, pro skříně, klávesnice a západková spojení. Vynikající kluzné vlastnosti a vlastnosti při tření zdůvodňují dále jejich použití pro mnohé pohyblivé díly jako části soukolí, vratné kladky, ozubená kola a posuvné páky.

Často však vykazují tvarové díly tohoto druhu nízký faktor mechanického tlumení, což v některých případech použití vyvolává potřebu použití měkkých tlumicích prvků. Kromě toho je při vestavbě tvarových dílů navíc často potřebné těsněni v místech spojení nebo vysoká tvrdost povrchu tvarových dílů, podle okolností ve spojení s nízkým koeficientem kluzného tření potom vede ke sklouzávání přiléhajících předmětů, čímž může být příkladně omezena jistota ovládání obsluhovacích prvků nebo řadicích prvků. Z těchto důvodů se stále častěji používají kombinace tvrdých a měkkých materiálů, aby se vzájemně zkombinovaly vlastnosti těchto materiálů. Tvrdý materiál má přitom ovlivnit pevnost stavebního dílu nebo tvarového dílu, měkký materiál přebírá na základě jeho elastických vlastností funkci těsnění nebo tlumení vibrací a hluku a ovlivňuje změnu povrchové charakteristiky. Důležité při tomto použití je dostatečná přilnavost mezi tvrdou a měkkou komponentou.

Často se připravují těsněni, tlumicí prvky a tak dále separátně z měkkého materiálu a obvykle v dodatečném pracovním kroku se na něj mechanicky ukotví nebo přilepí tvarový díl z termoplastu, což způsobuje dodatečnou vícepráci a částečně i značné náklady.

Novou a hospodárnou metodou je vícekomponentní vstřikové lití. Přitom se příkladně na předem vytvarovanou první komponentu nastřikne druhá komponenta. Držení mezi oběma složkami by přitom mělo být pokud možno adhezivní, může se ale ještě často zlepšit tvarovaným klíčovým spojením, příkladně vytvořením zářezů. Dobré základní držení mezi oběma složkami, příkladně chemickou afinitou, je zpravidla předpokladem pro jeho praktické použití a má tak pro tento způsob velký význam.

• · * · ♦ ·

·· *·

Obecně známé j sou mezi j iným kombinované díly vyrobené vstřikovým litím s více komponentami z polypropylenu a polyolefinových elastomerů nebo elastomerů styren-olefin, polybutylentereftalátu s polyesterovými elastomery nebo elastomery styren-olefin. Také polyamidy vykazují přilnavost k velmi mnoha měkkým složkám.

Známé jsou také tvarové díly z polyacetalu s přímo tvarovanými funkčními prvky, které se vyrábějí za použití nezesilovaného kaučuku (DE-C 44 39 766). Pevnost spoje takových kompaudních těles však není uspokojivá. Rovněž taková kompaudní tělesa, která sestávají mezi jiným z polyacetalu, kaučukového kopolymeru, zpevňujícího plniva, zesilujícího prostředku a případně dalších přísad se popisují v DE-A 9611272. Obzvláště dobrého držení polymerních komponent se zde dosahuje vulkanizací kaučukového podílu. Tento dodatečný krok je ovšem pro zvýšenou vulkanizační teplotu a dobu hodnocen jako nevýhodný.

Další přihláška (německá patentová přihláška č. 197 43 134.8) se týká způsobu výroby kompaudních těles z polyacetalu a měkké komponenty vyrobené tak, že se v prvním kroku vystříkne do tvarové formy polyacetal a ve druhém kroku se nastříkne materiál s menši tvrdostí a přitom se spojí s polyacetalem. Přitom se pro menší tvrdost použije termoplastický polyurethanový elastomer (TPE-U) s tvrdostí Shore A 65 až Shore D 75. Toto rozmezí tvrdosti je však pro mnohá použití příliš vysoké. Navíc vykazují popsané termoplastické polyurethanové elastomery známé nevýhody při zpracování, jako je příkladně přijímání vlhkosti, tím podmíněná tepelná nestabilita a kolísání schopnosti téci a rovněž problémy při vyjímáni z formy.

• · · · ♦ · • · • ·

K získání tlumicích prvků se nabízí použití vypěněných elastomerů, které obecně vykazují nižší tvrdost než odpovídající kompaktní elastomery. V posledních letech se proto prosadily postupy, při nichž se po odebrání tvrdého materiálu z formy pro vstřikové lití na něj ve druhém pracovním kroku nanese měkké těsnění z pěnového elastomerů. K tomu jsou obzvláště vhodné jednosložkové nebo dvousložkové polyurethany. K dosažení vysokých výkonů při výrobě pomocí relativně rychlého vytvrzeni bez požadavku na delší dobu sušení jsou obzvláště výhodné adiční zesíťující dvousložkové polyurethanové systémy. S ohledem na rozdílnost základních chemických látek a podmínek při zpracováni měkkých a tvrdých komponent zde ovšem často dochází k problémům s přilnavostí.

Ke zlepšení přilnavosti na termoplastických hmotách je obecně obvyklé povrch umělé hmoty ožehnout nebo zpracovat jiným oxidativním postupem, příkladně ošetřením koronou nebo plasmou.

Obecně je také známé ovlivnění přilnavosti vzájemně na sobě neulpívajících materiálů použitím prostředku pro zlepšení přilnavosti. Prostředek pro zlepšení přilnavosti přitom musí mít takové složení, aby měl k oběma materiálům vstupujícím vzájemně do spojení vysokou chemickou afinitu, aniž by přitom tyto materiály chemicky napadal.

Zatímco se v mnoha případech, af už jde o přilnavost plastické hmoty na kov, sklo nebo jiný materiál, našlo řešení, vzniká u určitých technických termoplastů problém dosáhnout dostatečně silného a trvalého spojení s polyurethanovými elastomery. Na druhé straně jsou právě tyto technické termoplasty zajímavé pro mnohá použití, příkladně při stavbě

• · automobilů, kde má být z nich vyrobený tvarový, konstrukční nebo funkční díl opatřen těsněním. Pro taková těsnění jsou opět obzvláště vhodné polyurethanové elastomery.

Vznikl tedy požadavek připravit způsob výroby kompaudního tělesa z technických termoplastů a polyurethanových elastomerů, u kterých nebude docházet k uvedeným nevýhodám a omezením.

Podstata vynálezu

Překvapivě bylo nyní objeveno, že s použitím čirých laků nebo adhezního základováni, které jsou koncipovány pro použití na kovových površích, jako prostředku pro zlepšeni přilnavosti získá adhezní spojení technických termoplastů a j iných polárních termoplastů s polyurethanovými elastomery. U vhodných systémů prostředků pro zlepšení přilnavosti se jedná o polyurethanové pryskyřičné laky a laky akrylových pryskyřic obsahující rozpouštědla, které mohou být podle potřeby modifikovány přídavkem plniv, pigmentů nebo zesíťujících složek.

Použitím těchto systémů pro zlepšení přilnavosti podle vynálezu se mohou příkladně těsnicí nebo tlumící prvky z polyurethanových elastomerů pevně nanést nebo naformovat přímo na tvarové díly z polárních termoplastů, aniž by byly potřebné zářezy nebo další montážní kroky. Bez použití těchto systémů pro zlepšení přilnavosti by nebylo možné vyrobit obzvláště s polyacetaly a polyestery žádné spojení s polyurethanovými elastomery. Dokonce obecně obvyklé techniky jako naleptáni, ošetření plazmou (koronový výboj) nebo ožehnutí povrchu tvarového dílu z termoplastu nevedou k požadovanému výsledku.

• · · • ·

Vynález se proto týká způsobu výroby kompaudního tělesa z nejméně jednoho polárního termoplastu a nejméně jednoho pěnového nebo nepěnového polyurethanového elastomeru, přičemž se nejprve formuje tvarový dil z polárního termoplastu, tento se opatři zcela nebo částečně systémem pro zlepšení přilnavosti na bázi laků polyurethanových pryskyřic nebo laků akrylových pryskyřic obsahujících rozpouštědla, následně se podle potřeby nastříká plošně nebo v pruzích povlak nebo nejméně jeden další tvarový díl z polyurethanových elastomerů, a tak je termoplastický materiál spojen s polyurethanovým elastomerem s pomocí prostředku pro zlepšení přilnavosti .

Vynález se týká obzvláště také kompaudních těles vyrobitelných způsobem podle vynálezu.

Kompaudní tělesa podle vynálezu tvoří přitom tvarový díl z termoplastu, na kterém je částečně nebo úplně vytvořen povlak polyurethanovým elastomerem nebo na který se přímo naformuje jeden nebo několik tvarových dílů z polyurethanového elastomeru, zvaných také funkční místa. Může se přitom příkladně jednat o plochý tvarový díl, který na jedné straně má vrstvu z polyurethanového elastomeru nebo o libovolně vytvořený tvarový díl, na který se polyurethanový elastomer nanese v pruzích v podobě tak zvaných provazců.

Příklady pro kompaudní tělesa podle vynálezu jsou obecně tvarové a funkční díly opatřené těsněním, tlumicími, připevňovacími nebo dalšími funkčními prvky, které mají pomoci termoplastického materiálu požadovanou tvarovou stabilitu a pomocí povlaku z elastomeru požadované vlastnosti tření,

•9 99 • ·9 · • 9 9 · ·

9 ·

999« funkci těsnění, akustiky, haptiky nebo optiky. K tomu lze příkladně počítat skříně a uzavírací systémy a rovněž díly karoserie a vozidel v nej širším smyslu.

Kompaudni tělesa mohou ale také sestávat z jednoho nebo několika tvarových dílů z termoplastu libovolné podoby, na které jsou přímo naformovány jeden nebo několik tvarových dílů libovolné podoby z polyurethanových elastomerů. Výrazu přímo naformovat je třeba v rámci vynálezu rozumět tak, že se funkční prvek nastříkne přímo na tvarový díl, se kterým má vytvořit pevné spojení, obzvláště způsobem vícesložkového vstřikového lití.

V každém případě se přilnavost mezi termoplastickým materiálem a polyurethanovým elastomerem ovlivní systémem zlepšení přilnavosti podle vynálezu, který se nanese na tvarový díl z termoplastu před tím než se nastříkne polyurethanový elastomer.

U systémů pro zlepšení přilnavosti podle vynálezu se obecně jedná o lak polyurethanové pryskyřice nebo lak z akrylové pryskyřice obsahující rozpouštědlo. Tyto systémy mohou být podle potřeby modifikovány plnivy jako talek, baryt a oxid zinečnatý, a rovněž pigmenty, obzvláště funkčními pigmenty, čímž se může příkladně dosáhnout nepatrného tepelného expanzního koeficientu a dobré adheze k polárním a nepolárním povrchům.

Podíl pevné látky v laku činí obvykle více jak 40 % hmotnostních, často ale také více než 50 nebo 60 % hmotnostních a přizpůsobuje se požadovaným podmínkám spojení a zpracování .

• · · ·♦ ····

• · 9 99 9 ·· ·· • 9 9 φ • 9 9 9 • 9 · · • · · · ·· ··

Jako rozpouštědla obsahuje systém pro zlepšení přilnavosti v podstatě organická, to znamená alifatická a/nebo aromatická rozpouštědla, přičemž může být výhodné použít směsi různých rozpouštědel. Vhodnými rozpouštědly jsou příkladně butylacetát, xylen, ethylbenzen a benzylalkohol a rovněž jejich směsi. Rozpouštědlo ovlivňuje na jedné straně zpracovatelnost laku, příkladně při natírání nebo nastřikováni, a rovněž v důsledku minimálního změknutí kontaktní plochy hluboké proniknuti funkční složky systému pro zlepšení přilnavosti do mikrostruktury tvrdé termoplastické nosné komponenty.

S výhodou se podle vynálezu použije lak s akrylovou pryskyřicí zesífující urethanem. Tento lak se může použít samotný nebo společně se zesífující komponentou, která zesífuje hydroxylové nebo aminové funkce obsažené v akrylové pryskyřici. Jako zesífující komponenta se může příkladně dodat bi-, tri- nebo vícefunkční isokyanát. Použité množství zesífujícího prostředku přitom závisí na množství a funkcionalitě zesíťující komponenty z akrylové pryskyřice a rovněž na požadovaném stupni zesítění.

Zvláštnost systému pro zlepšení přilnavosti používaného podle vynálezu spočívá v tom, že se obecně může používat na polární a nepolární povrchy, to znamená obzvláště pro mnohé termoplasty s polárními skupinami. Přizpůsobení systému pro zlepšení přilnavosti pro určité tvrdé-měkké komponenty (tvrdé = termoplast, měkké = elastomer) se může provádět změnou druhu a množství plniv, pigmentů, rozpouštědel a zesífujících prostředků. Systém pro zlepšení přilnavosti vykazuje dobrou přilnavost k polyurethanu, nebof převládá chemická podobnost a polární skupiny. Další výhodou je vznikající matový povrch naneseného prostředku pro zlepšení přilnavosti vznikající po vysušení, to znamená po odpaření rozpouštědla,

4 4 • 4 4 4 4·

44 • 4 4 ·

9 4

4 4

4 4

4444 který navíc ovlivňuje mechanické zakotvení polyurethanového elastomeru.

Výroba kompaudních těles se provádí obecně známými metodami a způsoby. Hospodárný a výhodný je způsob, při němž se nejprve vyrobí tvarový díl z termoplastu, příkladně způsobem vstřikového liti, následně se provede vytvoření povlaku s látkou pro zlepšení přilnavosti a potom se polyurethanový elastomer nanese v provázcích nebo plošně nebo se nastříkne jako tvarový díl. Při tom je možné nanést polyurethanový elastomer na plochu ošetřenou látkou pro zlepšení přilnavosti ještě před tím, než proběhne úplná reakce a nebo se vysuší. Prostředek pro zlepšení přilnavosti se s výhodou může nanášet nástřikem, jaký je obvyklý při lakování. Měkký polyurethanový materiál se s výhodou zpracovává jako dvousložkový a může se, obzvláště jestliže se pokládá ve formě provazců, s výhodou nanášet míšicím a dávkovacím zařízením pro malé výkony nanášení (asi 0,1 až 100 g/sekunda).

Pevnost spojení při zatížení tahem mezi tvarovým dílem z termoplastu a polyurethanovým elastomerem, které se dosáhne způsobem podle vynálezu, závisí obecně na tom, zda se polyurethanový elastomer použije ve vypěněné nebo nevypěněné formě. V případě nevypěněných polyurethanových elastomerů je pro mnohé aplikace žádoucí pevnost spoje nejméně 0,3 N/mm^. V případě vypěněných polyurethanových elastomerů je dosažitelná pevnost spoje 0,1 až 1,0 N/mm .

Při vyšším zatížení tahem je nutno počítat s trháním elastomeru. Pro funkční díly je vhodné dosáhnout podle zatížení lepší přilnavosti.

·· ··*· ·· ·· ·· • · · · • · · • · · • · · • 9 · ··· ·· ·· • · · · • · t · • 9 · « • 9 · t

9· ··

Ve smyslu vynálezu dochází obecně ke spojení mezi polárními, obzvláště technickými termoplasty a polyurethanovými elastomery, jestliže při odtažení obou těchto dílů kompaudního tělesa dochází převážně ke koheznimu lomu, to znamená jestliže přitom součásti jedné složky ulpí na druhé složce. Pokud se nechá polyurethanový elastomer stáhnout z termoplastu, aniž by zůstaly zbytky elastomeru na termoplastu nebo naopak zbytky termoplastu na elastomeru, pak se jedná o adhezní lom a nedochází k dostatečnému ulpění.

K polárním termoplastům podle vynálezu patří obecně polymery s polárními funkčními skupinami v hlavním řetězci, příkladně ve strukturních stavebních prvcích řetězce nebo v substituentech, obzvláště však tak zvané technické termoplasty. Z technických termoplastů jsou pro mnohá použití obzvláště výhodné vysoce kvalitní polymery, které mají teplotu tání nad 100 °C, obzvláště nad 200 °C. Vysoce kvalitní polymery se příkladně popisují v Ullmann s Encyclopádia of industrial Chemistry, 5. Auflage, VCH Verlagsgesellschaft mbH, Veinheim-New York 1992, in G.V.Becker, D. Braun : Kunststoffhandbuch Bd. 3/3, Carl Hanser Verlag, Můnchen 1994.

Podle vynálezu patří k technickým termoplastům obzvláště polyacetaly, polyestery, polyarylensulfidy, polykarbonáty, polyftalamidy, polyetherimidy, polyetheretherketony, syndiotaktický polystyren (SPS), cykloolefinopolymery a kapalně krystalické polymery (LCPs). Termoplasty se mohou používat jednotlivě nebo jako směs nebo jako předsměs s jednou nebo několika jinými termoplastickými, termosetickými nebo elastomerními plastickými hmotami. Termoplasty mohou obzvláště obsahovat také jiné polymerní přísady, příkladně ·· 9·*·

• · • ·

9 9 • 9 ·· 9 «9 *

9 • 99

9

999

99 • · 9 9

9 9 9 • 9 · 9 • 9 9 9

99 k modifikaci chemických nebo mechanických vlastnosti termoplastů pro určité použití, nebo ke zlepšení přilnavosti.

Jako technické termoplasty se mohou vedle nově vyrobených produktů používat také recykláty první, druhé a vyšších generací a rovněž směsi nově vyrobených produktů a recyklátů, které případně obsahují přísady a přídavné látky a/nebo se modifikují přimíšením jiných kompatibilních polymerů.

Polyacetaly jsou obecně známé a popisují se příkladně v DA - 29 47 490. Jedná se zde obecně o tak zvané polyoxymethyleny (POM), které zpravidla obsahují nejméně 80 % molových, s výhodou nejméně 90 % molových oxymethylenových jednotek (-CH2O-). Pojem polyoxymethyleny přitom zahrnuje jak homopolymery formaldehydu nebo jeho cyklické oligomery jako trioxan nebo tetroxan, tak i odpovídající kopolymery z formaldehydu nebo jeho cyklických oligomerů, obzvláště trioxan a cyklické ethery, cyklické acetaly a/nebo lineární polyacetaly.

Použité polyacetaly máji obecně index tání (MFR-hodnota 190/2, 16) od 0,5 do 75 g/10 minut (ISO 11 33).

Mohou se použít také modifikované typy POM, příkladně přédsměsi POM s TPE-U (termoplstický polyurethan elastomer), s MBS (methylmetakrylát/butadien/styren-coreshell-elastomer), s methylmetakrylát/akrylát-core-shellelastomer, s PC (polykarbonát) se SAN (kopolymer styren/akrylonitril) nebo s ASA (kompaudní kopolymer akrylát/styren/akrylonitril).

Polyestery obsahuj i s výhodou polymerované j ednotky, které se odvozují od esterů nejméně jedné aromatické dikarboxylové kyseliny, obzvláště kyseliny tereftalové, ky• ♦ · • · • · · ·

·· · · · · seliny isoftalové nebo kyseliny 2,6-naftalendikarboxylové, a nejméně jednoho lineárního alifatické dialkoholu, obzvláště ethylenglykolu, 1,3-propandiolu nebo 1,4-butandiolu, nebo polymerní jednotky, které se odvozují od tetrahydrofuranu. Polyestery tohoto druhu se popisují příkladně v Ullmann s Encyclopádia of industrial Chemistry, Barbara Elvers, Vol. A21, kapitola Polyestery (strany 227 - 251), VCH, VeinheimBasel-Cambridge-Nev York, 1992. Polyestery mohou být jak homopolymery, tak ikopolymery těchto základních prvků. Obzvláště výhodné jsou polybutylentereftalát a polyethylentereftalát a rovněž póly(butylentereftalát)-co- butylenisoftalát).

Polyesterové suroviny mohou být také pomoci nakondenzování modifikovány malými podíly alifatických dikarboxylových kyselin jako příkladně kyselina glutarová, kyselina adipová nebo kyselina sebaková nebo polyglykoly jako diethylenglykol, tríethylenglykol nebo také výše molekulární polyethylenglykoly a rovněž mohou obsahovat polymerované jednotky, které se odvozují od hydroxykarboxylových kyselin, s výhodou kyseliny hydroxybenzoové nebo hydroxynaftalenkarboxylové.

Polyarylensulfidy jsou mezi jiným známé také jako polyarylenthioestery. K nim patří tepelně odolné polymery, které jsou vybudovány z arylensulfidových skupin. Základem arylenových jednotek jsou přitom jedno- nebo víceřetězové aromatické sloučeniny jako fenylen, bifenylen, naftalen, antracen nebo fenanthren, které mohou být jednou nebo násobně substituovány. Výhodnými polyarylensulfidy jsou fenylensulfidy, které jsou příkladně známy pod obchodními η n jmény Fortron a Ryton.

Polykarbonáty se popisují příkladně v Encyclopádia of • · · · · ·

Polymer Science and Engineering, John Viley & Sons, New York 1988, Vol, 11, strany 648 - 718, na které se tímto odkazuje. Polykarbonáty se příkladně nabízejí pod jménem ^RMakrolon (Bayer AG).

Cykloolefinové polymery popisuje H. Cherdron, M. Brekner a F. Osan v Die Angewandte Makromolekulare Chemie (223), 121, 1994, na které se tímto odkazuje. Cykloolefinové polymery se příkladně nabízejí pod jménem ^RTopas (Ticona GmbH).

Polyetherketony (PEEK) jsou komerčně dostupné od firmy Victrex Deutschland GmbH, kapalně krystalické polyestery jsou příkladně dostupné pod jménem ^RVectra (Ticona GmbH) a polyetherimidy pod jménem ^RUltem (General Electric).

Podle vynálezu se mohou používat jak jednosložkové, tak i dvousložkové polyurethanové elastomery. Obzvláště výhodné je použití adičně zesifujících, dvousložkových polyurethanových systémů z měkké pěny. Polyurethanové elastomery používané podle vynálezu se přitom skládají z vícefunkčnich alkoholů (polyolů) s krátkým, středně dlouhým nebo dlouhým řetězcem, které jsou vybudovány na bázi polyesterů nebo na bázi kopolymerů propylenoxid/ethylenoxid (etherpolyol) a jej ichž koncové hydroxylové skupiny se zesífuj i vícefunkčními isokyanáty.

Komponenta A dvousložkového systému měkké pěny obsahuje kromě uvedených polyolů také vodu, katalyzátory a jiná aditiva obvyklá při zpracování polyurethanů. Navíc může obsahovat obvyklé stabilizátory, pomocné prostředky pro zpracování nebo dodatečné prostředky ke zlepšení přilnavosti,

ΦΦΦΦ • · φ φ φ ·

ΦΦ ·· φ φ ΦΦΦΦ příkladně na bázi modifikovaných silanů, a rovněž 0 až 70 % hmotnostních anorganických plniv.

Komponenta B takových systémů sestává převážně z bifunkčních a vícefunkčních isokyanátů. Obvykle jsou to aromatické isokyanáty jako difelynmethandiisokyanát (MDI) a toluendiisokyanát (TDI) nebo alifatické isokyanáty. Změnou složení a rovněž směšovacích poměrů komponent A a B je možné vyrábět modifikované a podle potřeby vypěněné nebo nevypěněné polyurethanové elastomery s rozdílnými vlastnostmi. Pojem polyurethanový elastomer přitom nezahrnuje takzvané termoplastické polyurethanové elastomery (TPE - U).

Obecně může jak termoplastický materiál, tak i polyurethanový elastomer obsahovat obvyklé přísady. Zde lze uvést příkladně stabilizátory, nukleační činidla, prostředky pro usnadnění vyjmutí z formy, kluzné prostředky, plniva a zpevňující látky, pigmenty, saze, prostředky pro ochranu proti světlu a plameni, antistatika, změkčovadla a optické vyjasňovače. Přísady mohou být v obvyklých množstvích.

Vedle již zmíněných oblastí použití se mohou kompaudní tělesa podle vynálezu používat jako spojovací prvky ve formě fitinků, spojek, válečků, usazení, jako funkční díly s integrovanými těsnícími a/nebo tlumícími vlastnostmi a rovněž jako neklouzavé a optimálně pohmatné prvky. K nim patří obzvláště při stavbě automobilů používané skříně jako skříně dveřních zámků, skříně otvíračů oken, těsnicí prvky posuvných střech a rovněž jednotky centrálního zamykání, vnitřních a vnějších obkladů, blatníků, nárazníků a podobně, jakož i pojistkové skříně a elektrické rozdělovače, pohonné a motorové skříně, skříně k oddělení mokrých a suchých prostor, dále upevňovací prvky s integrovaným těsněním jako • 9 · · · · · · · · · · ·

9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

99 99 9999 · ♦ 99 klipsy s těsnicími kroužky nebo plochami, ozdobné lišty s integrovanými těsnicími pásy, těsnicí prvky k vyrovnáni roztažných spár, upevňovací prvky s dobrými tlumicími vlastnostmi, příkladně klipsy s jádry tlumicími vibrace a hluk, pohonné části jako ozubená kola s tlumicími elementy, ozubená soukolí s integrovanými flexibilními spojkami, neklouzavé a pohmatově příznivé prvky jako jsou řadicí páky nebo tlačítka nebo ovládací plochy elektropřístrojů, nástrojů, psacích potřeb a tak dále jakož i řetězové články s elastickým povrchem.

Následující příklady mají odborníkům vynález více přiblížit, aniž by tím byla podstata vynálezu omezena.

Příkladv provedení vynálezu

V příkladech podle vynálezu se používaj í následuj ící systémy podle vynálezu :

Strukturní lak Percotex 449 RAL 5015 (Spies Hecker GmbH, Koln) :

směs polyurethanových pryskyřic, pigmentů a/nebo plniv, a organických rozpouštědel (asi 35 % hmotnostních) .

Percotex LA-Haft-/Grund 040 RAL 6013 a RAL 7035 (Spies Hecker) :

směs OH-funkčních akrylových pryskyřic, pigmentů a/nebo plniv jako talek, baryt, oxid zinečnatý a další funkční pigmenty, a organická rozpouštědla (asi 40 % hmotnostních).

• 9 9 · · 9 • 99 · 9 · 9 <

9 · 9 · 9 · · · · · 9 ·

Čirý lak Helacryl pro lehké kovy (Spies Hecker) :

směs OH-funkčních akrylových pryskyřic a organických rozpouštědel (asi 50 % hmotnostních).

Ke srovnání se použijí prostředky pro zlepšení přilnavosti založené na vodném základu : prostředek pro zlepšeni přilnavosti Baydur PU (Rhein Chemie Rheinau, GmbH,

Mannheim) :

vodné polyurethanové disperze bez dalších plniv, asi 40 % hmotnostních polyurethanového podílu.

Jako tužidlo se použije tužidlo Percotex 3840 (Spies Hecker), tužidlo neobsahující silikon obsahující asi 26 % hmotnostních organických rozpouštědel a asi 75 % hmotnostních alifatických isokyanátů (příkladně hexamethylendiisokyanát). Tužidlo se smísí s prostředkem pro zlepšeni přilnavosti v poměru 10 : 1 (1 hmotnostní díl tužidla na 10 hmotnostních dílů prostředku pro zlepšení přilnavosti).

Jako polyurethanový elastomer se nanese 1 z dále uvedených dvousložkových polyurethanových pěnových systémů (Ernst Sonderhoff GmbH, Kóln), přičemž se obě komponenty A a B směšuj í vždy přímo při nanášení v dávkovacím zařízení :

Komponenty A Fermapor K31-9124 Fermapor K31-9299-1 Fermapor K31-9260-2

Komponenta B K31-B5 K31-B-RF K31-B (normální)

Směšovací poměr 3,5 : 1 : 1 6 : 1

Složení komponenty A :

bi- a vícefunkční polyetherpolyoly

- 95 % hmotnostních • ·

φ« ·· • · · · · * · · · · · · • · * φ · · * · « * · · ♦ φ φ · • · Φ·ΦΦ ·« ·' barevné pigmenty 0-20 zahušfovadla nebo tixotropní prostředky 0,1 - 6 voda 0,1- 6 bi- nebo vícefunkční glykoly s krátkým řetězcem 0,1 - 10 sekundární a terciární aminové katalyzátory cínové katalyzátory plniva, podle okolností f unkc i onali zovaná další funkční aditiva

0,1 - 2 0,01 - 0,5

- 50 0-30

Složení komponenty B :

Difenylmethandiisokyanát, (MDI), monomer 10 - 95 polymry MDI 0-50 deriváty MDI (prepolymery atd) 0-80 % hmotnostních % hmotnostních % hmotnostních % hmotnostních % hmotnostních % hmotnostních % hmotnostních % hmotnostních % hmotnostních % hmotnostních % hmotnostních

Přikladl

Z obchodně dodávaného polyoxymethylenového kopolymeru (typy Hostaform^ firmy Ticona GmbH, Keisterbach) se způsobem vstřikového lití vyrobí vzorkové desky. Na ochlazený tvarový díl se bez další předúpravy nanese pomocí dávkovacího zařízení (Ernst Sonderhoff GmbH, Kóln) prostředek pro zlepšení přilnavosti obsahující rozpouštědlo. Na tento povlak se po úplném vysušení, to znamená po odpařeni rozpouštědla nanese rovněž s použitím dávkovacího zařízení polyurethanový elastomer ve formě provazce. Takto připravené kompaudní těleso se po asi 24 hodinách posuzuje z hlediska soudržnosti.

K tomu se manuelně stahuje polyurethanový řetězec a způsob • · · • · l> · * * · · «·

9 9 9 * »

9 9 9 9 • 99 9 9 9 9

9 9 9 9

9 · ·9 9 < « trháni řetězce se subjektivně posuzuje podle následujících kriterií :

++ kohezní lom + převážně kohezní lom asi 30 - 50 % kontaktní plochy kohezní lom adhezní lom, potřebná střední síla k separaci adhezní lom, potřebná malá sila k separaci

Ke srovnání byl povrch vzorkových desek zcela neosetřen, čištěn ethanolem, podroben ošetření koronou nebo ožehnut, případně na něj byl nanesen prostředek pro zlepšení přilnavosti ne vodném základě. Nanesení polyurethanového provazce a posouzení chování při separaci se provede jak je výše popsáno. Výsledek šetření přilnavosti je pro rozdílné polyurethanové pěnové systémy shrnut v tabulkách la a lb.

Tabulka la : Přilnavost 2-K PU-pěny na polyoxymethylen

Polyurethanový pěnový systém	Fermapor K31- 9124/K31-B5
Termoplast	Hostaform	Hostaform	Hostaform	Hostaform
9021	9021 GF20	S9063	S9064
Neošetřený		--
Čištěný ethanolem		--
Ošetřen koronou	--	-
Ožehnutý	-	-	+	+
Percotex 449	-		+	-

• ♦ · 9 • ♦ · « 9 9 9 9 • · · 9 · 9 9 • · · · 9 · · · • · · 9 · · * · · 9· <· ··

Tabulka la : dokončení

Polyurethanový pěnový systém	Fermapor K31- 9124/K31-B5
Percotex 6013 bez tužidla	o	++	++	++
Percotex 6013 s tužidlem	o	++	++	++
Percotex 7035 bez tužidla	o	++	+	+
Percotex 7035 s tužidlem	o	++	+	+
Helakryl bez tužidla	o	+	o	-
Helakryl s tužidlem	-	+	o	o
Baydur	--	-		-

Tabulka lb : Přilnavost 2-K PU-pěny na polyoxymethylen

Polyuretanový pěnový systém	Fermapor K31-9299/K31-B-RF
Termoplast	Hostaform 9021	Hostaform 9021 GF 20
Neošetřený		-
Čištěný ethanolem	--	-
Ošetřen koronou		-
Ožehnutý	-	-
Percotex 449	o	+
Percotex 6013 bez tužidla	o	++

9 9999

99 99 99

9 9 9 9 9 9 · • 9 9 9 9 9 9

9 9 « * · 9 9 9 9 • 9 9 9 9 9 9 9

9· 9999 9· 99

Tabulka lb : dokončení

Polyuretanový pěnový systém	Fermapor K31-9299/K31-B-RF
Percotex 6013 s tužidlem	o	++
Percotex 7035 bez tužidla	o	+
Percotex 7035 s tužidlem	o	++
Helakryl bez tužidla	o	+
Helakryl s tužidlem	o	++
Baydur	-	-

Pokusy dokládají, že použitím systémů pro zlepšení přilnavosti obsahujících rozpouštědla se může výrazně zlepšit přilnavost polyurethanové pěny na polyacetalu. Při tom je v zásadě nepodstatné, zda se prostředek pro zlepšení přilnavosti použije s přísadou nebo nebo bez přísady tužidla. Obzvláště dobré přilnavosti se dá dosáhnout, jestliže polyacetal obsahuje skelná vlákna (GF 20 = 20 % hmotnostních skelných vláken) nebo dispergovaný termoplastický polyurethan (TPU) (S 9063 nebo S 9064). Použití tužidla k prostředku pro zlepšení přilnavosti závisí na dané kombinaci polyacetalu a polyurethanové pěny.

·· ···· «4 44 • 4 4 · · • · 4 4 • 4 4 4 4 4 • · 4 4 · * ·· ·· 44 444

Přiklad 2 p

Z obchodně dostupného polybutylentereftalátu (Celanex , Ticona GmbH) s 20, případně 30 % hmotnostními podílu skelných vláken se vyrobí vzorkové desky jako v Příkladu 1 a ošetří se prostředkem pro zlepšení přilnavosti obsahující rozpouštědla. Ke srovnání se povrch vzorkových desek neošetří vůbec, vyčistí se ethanolem, podrobí se ošetření koronou nebo se ožehne, případně se nanese prostředek pro zlepšení přilnavosti založený na vodě. Nanášení polyurethanového provazce a posouzení chování při odtrhávání se provádí stejně jak je popsáno výše. Výsledky vyšetřování přilnavosti jsou shrnuty v Tabulce 2.

Tabulka 2 : Přilnavost 2-K PU-pěny na polyester

Polyuretanový pěnový systém	Fermapor K319124/K31-B5	Fermapor K319299-1/K31-B-RF
Termoplast	Celanex GF 20 %	Celanex GF 30 %	Celanex GF 20 %	Celanex GF 30 %
Neošetřený			-	-
Čištěný ethanolem		-	-	-
Ošetřen koronou		o	-	-
Ožehnutý	-	o	-	-
Percotex 449	o	+	o	+
Percotex 6013 bez tužidla	+	++	4-	+
Percotex 6013 s tužidlem	+	++	+	+
Percotex 7035 bez tužidla	o	+	o	+

► 9 9 <

» · · 1

99

Tabulka 2 : dokončení

Polyuretanový pěnový systém	Fermapor K319124/K31-B5	Fermapor K319299-1/K31-B-RF
Termoplast	Celanex GF 20 %	Celanex GF 30 %	Celanex GF 20 %	Celanex GF 30 %
Percotex 7035 s tužidlem	o	+	+	+
Helakryl bez tužidla	-	+	o	-
Helakryl s tužidlem	-	o	+	-
Baydur	-	-	-	-

Příklad 3

Z obchodně dostupného polyfenylensulfidu (Fortron^, Ticona GmbH) a obchodně dostupného polymeru LCP (kapalně krystalický polyester Vectra^, Ticona GmbH) se vyrobí vzorkové desky stejné jako v Příkladu 1 a ošetří se prostředkem pro zlepšeni přilnavosti obsahující rozpouštědla. Nanášeni polyurethanového provazce a posouzení chování při odtrhávání se provádí stejně jak je popsáno výše. Výsledky vyšetřování přilnavosti jsou shrnuty v Tabulce 3.

Β • · • · Β • Β • Β Β ·♦ ΒΒ ·· ΒΒΒΒ ·· ΒΒ • Β Β Β • · Β • · Β Β • Β Β

Β· ΒΒΒΒ • Β ·Β

Tabulka 3 : Přilnavost 2-Κ PU-pěny na polyfenylensulfid a polymer LCP

Po 1 y ur e t ano vý pěnový systém	Fermapor K31-9299-1/K31-B-RF
Termoplast	Fortron 1140 L4	Fortron 6165 A4	Vectra E 130	Vectra E 1301
Percotex 6013 bez tužidla	++	++	++	++
Percotex 6013 s tužidlem	++	++	++	++
Percotex 7035 bez tužidla	H—Η	++		_J—1_
Percotex 7035 s tužidlem	++	++	++	++

Příklad 4

Z obchodně dostupného polyamidu PA66 a obchodně dostupného polypropylenu (PP) s podílem skelných vláken 40 % hmotnostních (srovnávací příklad) se vyrobí vzorkové desky popsané v Příkladu 1 a ošetří se prostředkem pro zlepšení přilnavosti. Ke srovnání se povrch vzorkových desek neošetří vůbec nebo se ožehne, případně se nanese prostředek pro zlepšení přilnavosti založený na vodě. Nanášení polyurethanového provazce a posouzení chování při odtržení se provádí stejně jak je popsáno výše. Výsledky šetření přilnavosti jsou shrnuty v Tabulce 4.

• · ·· · ··

Tabulka 4 : Přilnavost 2-K PU-pěny na polyamid a polypropylen

Polyuretanový pěnový systém	Fermapor K31-9260/K31-B (normální)
Termoplast	PA66	PP GF 40 %
Neošetřený	-
Ožehnutý	o	++
Percotex 449
Percotex 6013 bez tužidla	++
Percotex 6013 s tužidlem	++
Percotex 7035 bez tužidla	++
Percotex 7035 s tužidlem	++
Helakryl bez tužidla	+
Helakryl s tužidlem	+
Baydur	-

Zatímco u polyamidu je možné rovněž pozorovat výrazné zlepšení přilnavosti použitím prostředku pro zlepšení přilnavosti obsahujícího rozpouštědlo (s přídavkem nebo bez přídavku tužidla, nelze u nepolárního polypropylenu dokonce ani při vysokém podílu skelných vláken zjistit nějaké zlepšení přilnavosti.

·· ·♦♦· ·

• · · • · Φ

Φ Φ Φ

Φ Φ Φ

·999

Všechny pokusy dokládají, že použití prostředku pro zlepšení přilnavosti založeného na vodě (Baydur) nelze dosáhnout žádného zlepšení přilnavosti.

Příklad použití : skříň-dveřního zámku s těsnicím provazcem : z Hostaformu se způsobem vstřikového lití vyrobí skříň dveřního zámku pro vozidlo, který po obvodu vykazuje hladkou hranu, kterou se dveřní zámek při montáži s tlumicím efektem připevni na dveře vozidla. Na tuto hranu se pomocí dávkovacího zařízení Percotex LA nanese Haft-/Grund 040 (RAL 7035) jako prostředek pro zlepšení přilnavosti. Ještě před úplným vysušením rozpouštědla se druhým dávkovacím zařízením nanese na předem ošetřenou hranu po obvodu formou provazce dvoj složkový polyurethanový pěnový systém Fermapor

K31-9124/K 31-B5 v poměru 3,5/1.

Claims (11)

1. Způsob výroby kompaudního tělesa z nejméně jednoho polárního termoplastu a nejméně jednoho polyurethanového elastomeru, přičemž se nejprve formuje tvarový díl z polárního termoplastu, tento se opatří zcela nebo částečně prostředkem pro zlepšení přilnavosti na bázi akrylových pryskyřic nebo polyurethanových pryskyřic obsahujících rozpouštědla, následně se podle potřeby nastříká plošně nebo v pruzích povlak nebo nejméně jeden další tvarový díl z polyurethanových elastomerů, a tak je termoplastický materiál spojen s polyurethanovým elastomerem s pomocí prostředku pro zlepšení přilnavosti.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že prostředek pro zlepšení přilnavosti obsahuje dvousložkový lak z akrylové pryskyřice zesifujíci urethanem a případně funkční pigmenty a/nebo plniva.

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se polyurethanový elastomer nanese na termoplastický materiál opatřený prostředkem pro zlepšní přilnavosti před tím, než je ukončeno zesítěni urethanem a/nebo fyzikální vysušení prostředku pro zlepšní přilnavosti.

4. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se polyurethanový elastomer nanáší ve formě těsnicího manžety způsobem nanesení provazce.

·» ··»· • · · ·

5. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že jako polární termoplast se vybere technický termoplast ze skupiny zahrnující obzvláště polyacetaly, polyestery, polyarylensulfidy, polykarbonáty, polyftalamidy, polyetherimidy, polyetheretherketony, syndiotaktický polystyren, cykloolefinkopolymery, kapalně krystalické polymery nebo jejich směs nebo jako předsměs s jednou nebo několika jinými plastickými hmotami.

6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že se jako technický termoplast použije homopolymer polyoxymethylenu, kopolymer polyoxymethylenu, polybutylentereftalát, polyethylentereftalát, kapalně krystalický polyester nebo polyfenylensulfid.

7. Způsob podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že se použijí běžně obchodně dodávané polyurethanové elastomery na bázi polyetheru a difenylmethandiísokyanátu.

8. Kompaudní tělesa z technického termoplastu a podle volby vypěněného nebo nevypěněného polyurethanového elastomeru vyrobitelná některým z výše uvedeených způsobů, vyznačující se tim, že pevnost spoje ovlivněná prostředkem pro zlepšení přilnavosti mezi termoplaso tem a polyurethanovým elastomerem činí nejméně 0,3 N/mm pro nevypěněné polyurethanové elastomery a 0,1 až 1 N/mm pro vypěněné polyurethanové elastomery.

9. Kompaudní tělesa podle nároku 8 ve formě tvarového dílu, který je zcela nebo částečně povrstven polyurethanovým elastomerem.

99 9999

10. Kompaudni tělesa podle některého z nároků 8 a 9 ve formě tvarového dílu z technického termoplastu, na který je doformován nejméně jeden další tvarový díl z polyurethanového elastomerů.

11. Kompaudni tělesa podle některého z nároků 8 až 10 ve formě uzavřené skříně opatřené těsnicí manžetou.