NO770574L - - Google Patents

Description

Konstruksjonselementer av aluminium eller aluminiumbaserte legeringer, særlig profiler, som skal anvendes i forbindelse med en polysulfid-fugemasse.

Det har i industrien i lang tid foreligget et ønske om eller behov for en forbedret vedheftning for polysulfidbaserte elastiske tetningsmasser til aluminium. Denne vedheftningsevne vil gjerne svekkes ved innvirkning av vann og varme, og det har derfor vært av særlig stor interesse å forbedre den nevnte vedheftningsevne i varmt og fuktig miljø.

En sådan forbedring av vedheftningen mellom polysulfidbaserte tetningsmasser og aluminium eller aluminiumlegeringer er det ønskelig å oppnå uten å skulle være avhengig av tidspunktet for behandlingen av metalloverfla ten, spesielt uten at aluminiumets overflate må underkastes en tidkrevende behandling umiddelbart før den bringes i kontakt med tetningsmassen. En slik overflate-behandling av metallet, f.eks. konstruksjonselementer så som vindusrammeprofiler, i umiddelbar tilknytning til anvendelsen av de metalliske deler, så som konstruksjonselementer, vil i regelen være meget upraktisk og bør unngås.

Det er kjent å anvende silanholdige primere for aluminium i forbindelse med bruken av de nevnte tetningsmasser, og fra US-patent nr. 3 457 099 er det kjent å tilsette en Friedel-Crafts-forbindelse (AlCl^, BF^ etc) til den silanbaserte primer. Videre er det kjent å blande silan inn i selve tetningsmassen

("Adhesive Age" for november 1974, s. 25-27). Også fenolharpikser og polyvinylacetat er blitt foreslått som he fte formidlere mellom elastomere tetningsmasser og forskjellige substrater ("Rubber Chemistry and Technology", februar 1968, s. 149-151). Det fore-ligger i det hele tatt en mengde litteratur vedrørende organiske tetningsmasser og deres egenskaper, og det er foreslått mange forskjellige additiver og kombinasjoner av additiver til å forbedre heftfastheten mellom tetningsmassen og substratet, herunder aluminium (se f.eks. "Thioplaste", Leipzig 1971, s. 80-85). Denne

litteratur viser at de tankebaner man hittil har fulgt, har gått i retning av organiske bihdemidler, som krever bruk av organiske løsningsmidler med de ofte vesentlige ulemper dette medfører. Verken praktisk eller økonomisk sett er slik materialer og for-behandlingsmåter særlig fordelaktige, men må tvert imot anses som utilfredsstillende nødløsninger på problemene. De synes heller ikke å gi gode nok resultater'rent teknisk sett når det gjelder polysulfidbaserte tetningsmasser i forbindelse med aluminium. F.eks. kan silaner hydrolyseres under innvirkning av vann, og deres primer-aktivitet går altfor hurtig tapt.

Det ble nå funnet at en sterk og vannfast binding mellom aluminium og polysulfidmasse overraskende kan oppnås på en meget effektiv, enkel og billig måte, nemlig ved at det som primer på, aluminiumet anvendes en oppløsning av en sterkt basisk reagerende, uorganisk alkalimetallforbindeIse.

Som uorganisk alkalimetallforbindelse eller base anvendes fortrinnsvis et eller flere av de sterkt basisk reagerende hydroksyder av litium, natrium eller kalium; videre natriumfos-fat, kaliumfosfat; • enn videre natriumsilikat, kaliumsilikat; foretrukne uorganiske baser er også karbonater av alkalimetaller, særlig litium, natrium og kalium.

Som løsningsmiddel for den uorganiske base kan det i prinsippet anvendes hvilken som helst væske som i tilstrekkelig grad oppløser den uorganiske forbindelse som ønskes anvendt i primeren. Det er imidlertid en fordel ved fremgangsmåten i følge oppfinnelsen at vann kan anvendes som løsningsmiddel. Lavere alkoholé.r.. vil også kunne anvendes som løsningsmiddel for den uorganiske base, hvis dette ønskes, eller det anvendes blandinger av slike alkoholer og vann. Løsningsmidlets sammensetning er for øvrig ikke avgjørende, idet løsningsmidlet skal avdampes fra metalloverflaten etter primingen.

Det har vist seg at fremgangsmåten i følge oppfinnelsen med meget godt resultat kan anvendes i forbindelse med elektrolytisk oksydert eller kjemisk oksydert aluminium, herunder aluminiumbaserte legeringer. Det er imidlertid ikke nødvendig at metallet er gitt en slik spesiell oksydasjonsbehandling. - Aluminium vil for øvrig alltid ha en oksydisk hinne, idet metallet oksyderes av luftens•oksygen.

Konsentrasjonen av base i primeren kan være ganske liten og er mest hensiktsmessig under 5 vekt-%, fortrinnsvis ca.

1 vekt-%, men er ikke kritisk eller avgjørende tor resultatet.

Det vesentlige er at metallet etter priming og påfølgende tørring har et tynt sjikt av den alkaliforbindelse som primeren inne-holder.

Den primer som anvendes i følge oppfinnelsen, har vist seg særlig virkningsfull i forbindelse med en polysulfid-fugemasse basert på polymerkaptanpolymer.

I våre dager fremstilles aluminiumprofiler, gjerne i eloksert utførelse, for anvendelse bl.a. som konstruksjonselementer for vindusrammer, hvor man som tetningsmasse overveiende anvender polysulfidmasse. Den foreliggende oppfinnelse menes å innebære et meget vesentlig teknisk fremskritt innen dette område. Den primer som anvendes i følge oppfinnelsen synes å endre aluminiumets overflatestruktur på en gunstig måte, idet metallet får et ytre molekyllag av basisk karakter ved påføringen av den uorganiske base. Det har- vist seg at man oppnår en særdeles god vedheftning mellom polysulfid-fugemasse og metallprofil, idet det basiske molekyllag synes å virke som adhesjonsfremmende middel.

Den gode vedheftning mellom aluminium og polysulfid-fugemasse er av stor praktisk betydning, ikke minst når det gjelder vindusrammer, idet disse ofte utsettes for ganske sterkt vekslende temperatur- og fuktighetsbetingelser. De polysulfid-masser som vanligvis anvendes ved slike vindusrammekonstruksjoner som skal monteres i bygningselementer og fuges mot murverk o.l., er basert på polymerkaptanpolymer (f.eks. Thiokol-LP-polymerer), som ved hjelp av en aktivator kan overgå fra flytende til fast form.

Av uorganiske baser som med fordel kan anvendes i følge " oppfinnelsen, nevnes:

a) Baser med hydroksylgrupper i molekylet:

LiOH, NaOH, KOH.

b) Fosfater av natrium og kalium, f.eks. trina triumfosfat.

c) Silikater av natrium og kalium, f.eks. natriummetasilikat.

d) Karbonater av: Litium, natrium, kalium, f.eks. Na^O^.

I nedenstående eksempler ble det som løsningsmiddel for

den uorganiske base anvendt vann, henholdsvis etylenglykol.

EKSEMPEL 1

Aluminiumprofiler som var elektrolytisk oksydert, ble ved romtemperatur primet ved dypping i en løsning som angitt nedenfor (vekt-%). De tre siste forsøk er tatt med til sammenligning med forsøk 1-3 i følge oppfinnelsen.

Etter 1/2 times tørretid (i luft ved 28°c) ble alumi-niumprof ilene limt til glass med en polysulfid-fugemasse, "PRC 408 P", beregnet for fremstilling av isoleringsruter. Prøvene ble deretter hensatt til herdning i 1 uke ved romtemperatur, hvoretter de.. ble lagret i vann ved 70°C i,inntil 4 uker.. Etter denne behandling ble heftfastheten mellom fugemasse og metall utprøvet.

EKSEMPEL 2

En- alum<i>niumsprofil av eloksert aluminium ble primet ved dypping i en 1 vekt-%'s vandig løsning av NaOH. Profilene ble deretter tørret på samme måte som i eksempel 1 ovenfor. Etter 2, 8, 24 timer og 7, 30 og.180 dager ble profilene pålimet glass med en polysulfid-fugemasse, "PRC 408 P", beregnet for fremstilling av isoleringsruter. Etter 1 ukes herdning ved romtemperatur ble prøvene lagret i vann ved 70°C i 4 uker, hvoretter heftfastheten ble undersøkt. Det ble i alle tilfeller konstatert kohesjonsbrudd i fugematerialet.

EKSEMPEL 3

Dette eksempel er som eksempel 1, forsøk 2, dog ble det istedenfor NaOH anvendt henholdsvis KOH og LiOH. I begge til-felle ble det etter 4 ukers lagring i vann ved 70°C konstatert kohesjonsbrudd ved utprøvningen av heftfastheten.

EKSEMPEL 4

Dette eksempel er som eksempel 1, forsøk 2, dog ble det istedenfor NaOH anvendt henholdsvis natriumheksametafosfat og kaliumhydrogenfosfat. Etter herdning og 4 ukers lagring i vann ved 70°C ble det i begge disse tilfeller konstatert kohesjonsbrudd i fugemassen.

Lignende forsøk ble utført med silikater av natrium og kalium som uorganisk base. Resultatet ved utprøvningen kan be-tegnes som bra, men disse baser ble ikke funnet å være likever-dige med de ovenfor angitte hydroksyder, fosfater og karbonater.

Videre ble til sammenligning lignende forsøk utført med vandig ammoniakk som uorganisk base, men med dårlig resultat. Ammoniakk, som er flyktig, etterlater da heller ikke et belegg

på metallet. Forsøk med ammoniumsalter ga dårlige, utilfredsstillende resultater.

Tilsvarende forsøk med andre metaller enn aluminium er blitt utført, men med utilfredsstillende resultater.

Lignende forsøk som i eksemplene 1-4 ovenfor ble også utført med ueloksert (ubehandlet) aluminium såvel som med kjemisk oksydert aluminium, og disse forsøk ga i det vesentlige samme gode resultater som ved anvendelse av eloksert aluminium.

Det vil av ovenstående forståes at fremgangsmåten i følge oppfinnelsen til frembringelse av en varig sterk ogsvannfast binding mellom; polysulfidraasse og aluminium er en særdeles effektiv, enkel og billig og i praksis lett gjennomførlig frem-gangsmåte-. En spesiell og meget vesentlig fordel sammenlignet med de hittil vanlige fremgangsmåter er at aluminiummetaliets over flate kan behandles ifølge oppfinnelsen på hvilket som helst tids-punkt før metallet skal bringes i kontakt med polysulfidmassen, idet den gunstige virkning av den påførte uorganiske base holder seg i meget lang tid, faktisk synes den for praktiske formål ikke å tape seg med tiden. Det- vil være innlysende for fagmannen hvilke store fordeler det ligger i dette.

Oppfinnelsen angår således konstruksjonselementer av aluminium eller aluminiumbaserte legeringer, særlig profiler,

som skal anvendes i forbindelse med en polysulfid-fugemasse, og konstruksjonselementene erkarakterisert vedat den eller de metallflater som skal komme i kontakt med polysulfid-fugemassen, er påført en<p>rimer av en sterkt basisk reagerende alkalimetallforbindelse. En særlig viktig og foretrukken utførelsesform går ut på at konstruksjonselementene har form av elektrolytisk eller kjemisk oksyderte profiler på hvilke det er påført en primer av en sterkt basisk reagerende alkalimetallforbindelse.

Claims (2)

1. Konstruksjonselementer av aluminium eller aluminiumbaserte legeringer, særlig profiler, som skal anvendes i forbindelse med en polysulfid-fugemasse, karakterisert ved at den eller de metallflater som skal komme i kontakt med polysulfidmassen, er påført en primer av en sterkt basisk reagerende alkalimetallforbindelse.

2. Konstruksjonselementer ifølge krav 1, karakterisert ved at de har form av elektrolytisk eller kjemisk oksyderte profiler på hvilke det er påført en primer av en sterkt alkalisk reagerende alkalimetallforbindelse.