SE446193B - Forfarande for forbettring av vidheftningen for ett polyuretanlim - Google Patents

Description

7908985-0 2 kan blandas till ett häftningsfrämjande medel, som är över- lägset de brukliga.

I Uppfinningen syftar till att erbjuda ett förbätt- rat häftningsfrämjande medel och ett förfarande för att åstadkomma förbättrad adhesion mellan sådana material som polyestrar eller akrylat för sig och/eller mellan metaller och sådana material. Detta syfte samt andra fördelar kan erhållas genom tillämpning av uppfinningen, såsom framgår av följande diskussion. ' Materialets yta behandlas med behandlingsmedlet en- ligt uppfinningen, såsom beskrivs fullständigare i det följ- ande, företrädesvis löst i ett lösningsmedel. Ett lämpligt lim av isocyanattyp anbringas på den yta, som skall limmas eller lamineras, och limmet får hårdna eller stelna.

Närmare bestämt är polyestermaterialen sådana som används för uppbyggnad av plattor eller formade föremål av väsentlig stelhet. Exempelvis kan massiva polyestermaterial innehållande glasfiberarmering, t.ex. sådana som används vid tillverkning av bilkarosserier eller bildelar, båtar och liknande föremål, med stor fördel behandlas enligt uppfin- ningen. Dessa polyestermaterial framställs genom omsättning av lämpliga polykarboxylsyror eller deras anhydrider med lämpliga glykoler, såsom etylenglykol, propylenglykol, butylenglykol och högre glykoler. För detta ändamål är aroma- tiska polykarboxylsyror särskilt lämpliga, enär de tenderar att ge ett stelare material. Exempel på sådana aromatiska polykarboxylsyror är ftalsyra, isoftalsyra och tereftalsyra. Även omättade polykarboxylsyror, såsom maleinsyra och fumar- syra, kan användas, om man önskar införa en liten eller täm- ligen stor grad av omättnad i polyestermaierialet, särskilt -om materialet skall härdas genom peroxidhärdning, ensam el- ler i kombination med en omättad monomer eller a-olefin, såsom styren eller akrylnitril. _ 'Do fllasfíbvrarmeradc pnlyoutermntrrialun är välkän- da och har vidsträckt kommersiell användning. I allmänhet framställs dessa material genom framställning av en sampoly- mer innehållande maleinsyraanhydrid eller en liknande omättad 7908985-0 3 polykarboxylsyra och någon av ftalsyrorna eller en lägre ali- fatisk dikarboxylsyra med etylenglykol eller någon annan gly- kol, såsom di- eller trietylenglykol.

Som ovan anges, ernås uppfinningens syfte genom att man anbringar ett behandlingsmedel sammansatt av en bland- ning av ett organiskt isocyanat och en tertiär amin på poly- estermaterialets och/eller metallens rena yta, påför poly- umflanlimmet och bringar polyestermaterialet eller metallen i lamineringskontakt med ett annat polyestermaterial tills limmet har stelnat eller härdats. _ Vilket som helst organiskt polyisocyanat kan an- vändas tillsammans med en tertiär amin i behandlingsmedlet för förbehandling av polyesterytan för förbättring av häft- ningen. Exempelvis kan man använda aromatiska; alifatiska och cykloalifatiska diisocyanat och triisocyanat, såsom de i amerikanska patentskrifterna 2 917 H89 och 3 102 875 angivna.

Enär de organiska polyisocyanaten av högre molekyl- vikt och högre isocyanathalt är mer viskösa eller fasta, är det lämpligt att använda ett lösningsmedel för att lösa eller späda materialet eller nedsätta dess viskositet och därigenom underlätta anbringandet på polyester- eller metall- ytan under förbehandlingen. Lämpliga och representativa bär- are för de organiska polyisocyanaten är ketoner, såsom metyl- etylketon och aceton, kolvätedestillat, klorerade lösnings- medel, såsom klorkolväten, samt andra lösningsmedel, som kokar under ca 12100, företrädesvis under 15000.

Den andra komponenten för bildning av medlet för behandling av materialets yta enligt uppfinningen är en tertiär amin av alifatisk, cykloalifatisk eller heteroaro~ matisk typ. Representativa tertiära aminer är trietylendi- amin, alkylpiperaziner, alkylmorfoliner och didlkylerade läg- re aminer, såsom trietylamin. Det erhållna behandlingsmed- let_löses lämpligen i ett lösningsmedel, såsom en keton el* ler ett halogenerat kolväte, ehuru vilken som helst av de lågkokande organiska vätskor, vari aminen är löslig, kan användas. Vanligen löses ca 0,5 - 5 delar eller mera av med- let i 100 delar lösningsmedel, och beroende på den tertiära 7908985-0 4 aminens specifika aktivitet föredras ca 1 - 3 delar. Vid denna koncentration av behandlingsmedlet eller häftníngs- medlet är det möjligt att få adhesion med vanliga päförings- metoder. Det inses, att man kan använda högre koncentra- _tioner, t ex. 5 eller 10 delar, men det blir svårt att åstadkomma en jämn beläggning av ytan med häftningsmedlet vid koncentrationer över 10 %, och kostnaden för behandling- 'en tenderar att bli för dyr.

' Generellt är det inte nödvändigt att tvätta poly- *estern eller akrylatet eller metallen, t.ex. stål, koppar, aluminium, magnesium eller en legering, eftersom lösnings- medlet i förbehandlingsmedlet kan fungera för att lösgöra "fett och andra föroreningar och låta isocyanatet bindas vid det fasta materialet, t.ex. en fiberarmerad polyesterplatta deller akrylplastplatta.

Ett lim av isocyanattyp kan beredas genom omsätt- 'ning av ett reaktíva väteatomer innehållande material med molekylvikten 500 - H000 med ett organiskt polyisocyanat, ett lågmolekylär polyamin innehållande material och före- trädesvis ett inert fyllmedel. lsocyanatlimmet framställs igenom bildning av en förpolymer och blandning av förpoly- meren med ett härdmedel. Förpolymeren bildas vid reaktionen av det aktiva väteatomer innehållande materialet. Företrä- .desvis används en polypropyleneterpolyolned molekylvikten 1000 - 3000 och ett organiskt polyisocyanat innehållande minst två och företrädesvis i medeltal mer än tvâ isocyanat- grupper per molekyl. Denna förpolymer kan innehålla från ca 5 och upp till 70 viktprocent fyllmedel, räknat på det aktiva väteatomer innehållande materialet. En av huvudfunk- tionerna för det inerta fyllmedlet, såsom lera, silika e.d., är att verka som viskositetshöjare och att påskynda utveck- lingen av råhål1fasLhet och inítialklibbighet hos limmct.

Härdmedlet kan innehålla polyhydroxylterminvrado material med relativt låg molekylvikt, vanligen under ca 600. Exempel på sådana material är N,N,N',N'-(2-hydroxipropyl)etylendiamin och de addukter, som erhålls vid omsättning av pentaerytri- tol, trimetylolpropan, trimetyloletan eller hydroxylerade 7908985-0 sockerarter eller liknande ämnen med alkylenoxider, t.ex. propylenoxid. Dessa härdmedel kan jämte du lñgmolekylära hydroxylterminerade eller aminterminerade materialen innehål- la små mängder katalysatorer, såsom tertiära aminer eller organiska tennföreningar. Vanligen har isocyanatlimmen ett relativt högt förhållande isocyanat till reaktiva väteatomer innehållande material över 2,5 mol per mol, företrädesvis ca 5 - 7 mol per mol. De kända isocyanatlimmens och behand- lingsmedlens beskaffenhet framgår av amerikanska patent- skrifterna 3 807 513, 3 703 H26 och H ÛUH 050. _ Uppfinningen belyses av följande exempel. Med "del" avses däri viktdel. Éšempel 1 Ett lämpligt isocyanatlim framställdes på följande sätt. 100 delar polypropyleneterglykol med molekylvikten ca 2000, vari 60 delar med zinkstearat belagd talk disper- gerats, omsattes med en organisk polyisocyanatblandning inne- hållande 28 delar polyisocyanat A och 32 delar toluendiiso- cyanat. Polyisocyanat A var en blandning erhållen genom fos- genering av omlagringsprodukten från omsättning av anilin och formaldehyd, såsom anges i amerikanska patentskriften 2 683 730. Denna förpolymer bïöndadeß i en med två fack ut- förd trycklimspruta med ett härdmedel bestående av 30,8 de- lar N,N,N',N'-(2-hydroxipropyl)ety1endiamin och 13,2 delar propylenoxidaddukt av pentaerytritol med molekylvikten H00, varvid limmet erhölls. §xempel 2 Komponent A framställdes genom blandning av 100 de- lar polymert isocyanat (PAPI), 880 delar metylenklorid, 0,20 del azopigment (gult) och 20,18 delar polypropyleneter- glykol med molekylvikt 2000 innehållande 0,18 del fenolisk antioxidant ("WingsLay L" från The Goodyear Tírc Z Rubber Company).

Komponent B framställdes genom blandning av B00 de- lar metylenklorid, 0,01 del sudanrött, 0,20 del trietylen- diamin och 0,08 del difenylguanidin. 7908966-0 L» delar komponent A blandades med H0 delar kompo- nent B för framställning av det häftningsfrämjande medlet.

Detta befanns vara stabilt under 96 h vid ZHOC. 4 Detta medel användes för förbehandling av prov- stycken av FRP, ABS och metall genom pensling på ytan av varje provstycke. Sedan anbringades ett kommersiellt iso- cyanatlim liknande det i exempel 1 beskrivna över beläggning- en av förbehandlingsmedlet, och provstycket bringades till vanligt krysslamineringsläge tills limmet härdades. De krysslaminerade provstyckena utsattes för dragprovning av limförbandet under de i tabell I angivna betingelserna med de i tabellen angivna resultaten.

Tabell I Draghållfasthet, kp/cmz iProvnings- FRP mot FRP mot ABS mot betingelser FRP stål ABS Rumsfemp. u9,2 62,7 33,7 -29°c . 50,6 66,8 - s2°c 32,3 33,7 - 72 h 97°c H20 36,7 u2,2 - :Lu <1 H20 _ 62,6 63,3 - 11: d ss°c 59,8 63,9 - Alla förband visade brott i laminatet utom vid temperaturen 8300 där kohesionsbrott i limmet förekom.

Delar som behandlades med 2H h gammalt förbehandlings- medel visade utmärkt förbättring av adhesionsvärdena.

Claims (3)

10 7908985-0 PATENTKRAV

1. Förfarande för förbättring av häftningen mellan ett polyuretanlím och ett material i den av polyestrar, akrylnitríl- butadien-styrenplaster och akrylatplaster bestående klassen, k ä n n e t e c k n a t av att man behandlar detnämnda mate- rialets yta med ett behandlingsmedel sammansatt av en blandning av ett organiskt polyisocyanat och en tertiär amin, och sedan pålägger ett polyuretanlim, anbringar den behandlade ytan i limningsläge och hävdar limmet.

2. Förfarande enligt patentkravet 1,'k ä n n e t e c k- n_a t av att behandlingsmedlet även innehåller U.1 - 3 mol-% polyeterglykol med 2 eller 3 hydroxylgrupper och en molekyl- vikt av 500 - #000.

3. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e- t e cnk n a t av att behandlingsmedlet dispergeras i ett lös- ningsmedel, som kokar under 150OC.