DE2818385B2

DE2818385B2 - Verfahren zum Herstellen eines plattenförmigen Formkörpers aus Polyvinylidenfluorid mit einem Faservlies

Info

Publication number: DE2818385B2
Application number: DE2818385A
Authority: DE
Inventors: Hans 5205 St Augustin Jaeschke; Paul Dipl.-Chem. Dr. Spielau; Horst Ulb
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1978-04-27
Filing date: 1978-04-27
Publication date: 1980-05-29
Also published as: DE2818385A1; DE2818385C3

Description

benötigten Klöpperböden noch möglich ist.

Der Einsatz des Faservlieses aus thermoplastischem Polyester bewirkt ferner, daß der große Wärmeausdehnungskoeffizient von PVDF, der im Bereich von 15 bis 10 X 10"⁵ je Grad Celsius !legt, sich bei einem Verbund mit einer festen Unterlage, deren Material einen erheblich von dem PVDF abweichenden Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist (z. B. Stahl), nicht nachteilig auswirken kann. Das dehnungsfähige Polyeste-faservlies fängt nämlich die unterschiedlichen Dehnungen auf.

Als thermoplastische Polyester kommen insbesondere lineare Polyester auf Basis von Polyäthylenterephthalat in Frage. Die Vliese werden beispielsweise durch Vernadeln von Polyesterstapelfasern hergestellt. Derartige Vliese weisen eine hohe Festigkeit bei gleichzeitig guter Dehnung auf. Sie besitzen eine weitgehend strukturfreie Oberfläche.

Es folgt die Beschreibung eines Aüsführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 schematisch das Kaaschieren einer PVDF-Bahn mit textilem Flächengebilde und

Fig. 2 den prinzipiellen Aufbau des Verbundkörpers.

Auf eine Oberfläche einer frisch aus dem Extruder 1 extrudierten Polyvinylidenfluorid-Bahn 2, dit sich noch im plastischen Zustand bei beis, uelsweise 190° C befindet, wird direkt nach Verlassen des Extruders von der Vorratsrolle 4 kommend das Polyestervlies 3, ein Andruckwalzenpaar 5 durchlaufend aufgebracht. Hierbei drückt sich das Polyestervlies 3 so in die Oberfläche der Bahn 2 ein, daß in der Wärme eine homogene Verbindung entsteht und es außerdem darin nach Erkalten mechanisch fest verankert wird. Der Verbundkörper 6 wird dann der weiteren Verarbeitung, wie Konfektionierung etc., zugeführt.

In der Fig. 2 ist schematisch die Verbundplatte 6 bestehend aus der PVDF-Platte 2 und dem Polyestervlies 3, die homogen miteinander verbunden sind, dargestellt. Diese Verbundplatte 6 kann beispielsweise als Halbzeug für den Behälterbau dienen und kann beispielsweise mit glasfaserarmierten ungesättigten Polyesterharzen auf der Polyestervliesseite 3 aufbauend verstärkt werden.

Der homogene Verbund, der erzielt wird, weist eine höhere interlaminare Zugfestigkeit, gemessen nach DIN 53397, auf, als ein Verbundkörper aus PVDF mit einem Glasgewebe. Nachfolgend wird dies an einem Beispiel belegt.

Als Probekörper 1 wurden zwei erfindungsgemäß hergestellte PVDF-Verbundplatten mit einem PcIyectervlies eines Flächengewichtes von 150 g/m- von 30 mm Durchmesser mit ihrer PVDF-Seite auf einen PVDF-Prüfkörper aufgeschweißt und dann an ihren Polyestervliesseiten mit einem Haftvermittler verklebt. Der Probekörper 2 wurde unter Einsatz von zwei PVDF-Platten mit einem Durchmesser von ebenfalls 30 mm kaschiert mit einem Glasgewebe von 300 g/m² analog hergestellt. Für die Probekörper 1 und 2 wurde als Haftvermittler ungesättigtes Polyesterharz verwendet. Der Harzansatz für den Haftvermittler setzte sich zusammen aus:
100 Gew.-Teile ungesättigtes Polyesterharz

2 Gew.-Teile Benzoylperoxidpulver

1 Gew.-Teil Aminbeschleuniger 10%ig
(Dimethylanilin-Lösung)

Der Anpreßdruck beim Verkleben der Probekörper betrug etwa 0,01 N/mm². Der sich anschließende Zugversuch nach DIN 53 397 erfolgte mit einem Vorschub von 5,5 m/min.

In der nachfolgenden Tabelle sind die erreichten Werte der Stirnabzugsfestigkeit (interlaminare Zugfestigkeit) in Abhängigkeit von der Prüftemperatur aufgetragen:

Tabelle

Prüf	Probekörper 1	Probekörper 2
temperatur	PVDF-PoIy-	PVDF-Glas-
⁰C	estervlies	gewebe
	N/mm²	N/mm²
+ 23	7,0	4,0
+ 80	4,0	2,7
+ 120	2.1	1,3

Aus den Versuchen ergibt sich, daß die Stirnabzugsfestigkeit der erfindungsgemäß hergestellten Verbundkörper nahezu doppelt so hoch liegt als bei dem nach dem Stand der Technik hergestellten Verbundkörper mit Glasgewebe. Die Bruchfläche der Probekörper liegt bei dem PVDF-Polyestervlies-Probekörper innerhalb des Polyestervlieses, bei dem PVDF-GIasgewebe-Körper in der Ebene Glasgewebe/PVDF. Darüber hinaus weist der erfindungsgemäß hergestellte Verbundkörper über die gesamte Verbundfläche eine gleichmäßige Stirnabszugsfestigkeit auf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Hersteilen eines plattenförmigen Formkörpers aus Polyvinylidenfluorid mit einer ohne Zwischenschicht mit ihm haftfest verbundenen Oberflächenschicht aus einem verformbaren Faservlies auf mindestens einer seiner Oberflächen, bei dem man das Faservlies auf den im plastischen oder annähernd plastischen Zustand befindlichen Polyvinylidenfluorid-Formkörper unter Anwendung von Druck aufbringt und den Verbundkörper danach kühlt, dadurch gekennzeichnet, daß ein thermoplastischer Polyester als Material der Fasern des Faservlieses gewählt wird und daß das Aufbringen des Faservlieses bei einer etwa 200° C nicht übersteigenden Temperatur des Polyvinylidenfluorid-Formkörpers vorgenommen wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines plattenförmigen Formkörpers aus Polyvinylidenfluorid mit einer ohne Zwischenschicht mit ihm haftfest verbundenen Oberflächenschicht aus einem verformbaren Faservlies auf mindestens einer seiner Oberflächen, bei dem man das Faservlies auf den im plastischen oder annähernd plastischen Zustand befindlichen Polyvinylidenfluorid-Formkörper unter Anwendung von Druck aufbringt und den Verbundkörper danach kühlt.

Polyvinylidenfluorid, nachfolgend kurz PVDF genannt, läßt sich schlecht mit anderen Werkstoffen, wie beispielsweise Metall, verbinden. Es ist bekannt (DE-OS 2655597 und DE-OS 2713754), die Oberfläche von PVDF-Formkörpern mit einem Fasergewebe oder -vlies zu versehen, um mit dieser Faserzwischenschicht das Aufkleben auf eine metallische Oberfläche oder das Bandagieren beispielsweise durch Polyester und Glasfasern zu ermöglichen. Für das Fasergewebe oder -vlies kommen nach diesem Stand der Technik alle Fasern (Naturfasern und künstliche Fasern), insbesondere aber Glas- oder Asbestfasern in Frage. Fasern aus thermoplastischen Polyestern sind nicht erwähnt. Den Druckschriften sind Verfahren der eingangs beschriebenen Art zur Herstellung der mit der Faserschicht beschichteten PVDF-Formkörper als bekannt entnehmbar. Dabei wird ein Gewebe oder eine Matte aus Glasfasern gleichzeitig mit einer PVDF-Folie, die eine Strangpresse verläßt, kalandriert. Die mehr oder weniger langen Glasfasern treten dabei in das PVDF ein und werden in der Kunststoffmasse gehalten. Ein derartiges Verfahren ist nach der einen Druckschrift in der Weise ausgestaltet, daß man zwischen die Oberfläche der Faserschicht und die Oberfläche des PVDF eine spezielle Lösung eines Polymeren oder Copolymeren aufbringt. Beim Verfahren nach der anderen Druckschrift wird in einem Lösungsmittel gelöstes PVDF bei erhöhter Temperatur als Klebemittel verwendet. Nachteilig bei diesen Verfahren ist, daß sich entweder keine hinreichende Bindung zwischen dem Fasermaterial und dem PVDF-Formkörper ergibt oder aber besondere Maßnahmen erforderlich sind, um eine hinreichende Bindung zu erhalten. Ferner ist beim Einsatz von Glasfasern nachteilig, daß diese zum Durchdrücken auf die andere Seite einer PVDF-Folie neigen, so daß praktisch nur Folien einer Dicke von drei oder mehr Millimetern einwandfreie Verbünde > ergeben.

Bei der Verbindung eines Polyvinylidtnfluorid-Formkörpers mit einem Glasgewebe beeinflußt ferner die Einbettungstiefe wesentlich die Güte der Verbindung. Die optimale Einbettungstiefe läßt sich jeweils ' nur erreichen, wenn bei der Druckanwendung im Rahmen der Herstellung der Verbindung ein vorgegebener kleiner Druckbereich eingehalten wird.

Dieses macht besondere Sorgfalt bei der Durchführung der bekannten Verfahren erforderlich.

Es ist weiter bekannt, für die Oberflächenvergütung von glasfaserverstärkten Polyesterlaminaten synthetische Faservliese aus z. B. Polyesterfasern einzusetzen. Auch ist bekannt, daß lose gebundene (genadelte) Vliese durch Verzug jegliche Formgebung mitmachen und daß mit Polyäthylen- oder Polypropylenfolien beschichtete snythetische Faservliese von der Vliesseite her eine gute Haftung zu anderen Materialien ermöglichen (»Kunststoffe«, Band 52, 1962, S. 742/747).

Es sind ferner thermoplastische Polyester bekannt. Hierzu gehört Polyäthylenterephthalat (PETP). Dieses Material ist auch als Faserrohstoff bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß sich ein haftfester Verbund ohne zusätzliche Haftvermittler, Klebemittel oder dergleichen zwischen dem Fasermaterial und dem PVDF-Formkörper ergibt und daß die sich mit dem Einsatz von Glasfasern oder dergleichen bei den auftretenden Temperaturen nicht erweichenden Fasern einstellenden Nachteile - wie das Hindurchdrücken durch eine Folie - nicht auftreten.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindungvorgesehen, daß ein thermoplastischer Polyester als Material der Fasern des Faservlieses gewählt wird und daß das Aufbringen des Faservlieses bei einer etwa 200° C nicht übersteigenden Temperatur des Polyvinylidenfluorid-Formkörpers vorgenommen wird.

Überraschend hat sich durch die Wahl des thermoplastischen Polyesters als Material der Fasern und dadurch, daß die Temperatur, bei dem das Faservlies aufgebracht wird, etwa 200° C nichl' übersteigt, ergeben, daß das Faservlies besser an den PVDF-Körper haftet als ein entsprechendes Glasfasermaterial. Zwischen den Materialien entsteht eine nahezu homogene Verbindung. Selbst bei PVDF-Formkörpern einer Dicke unter 2 mm treten keine Fasern durch das PVDF hindurch, und auch eine Faser- oder Vliesstruktur tritt auf der dem Polyesterfaservlies abgewandten Oberfläche des PVDF-Formkörpers nicht in Erscheinung. Das Verfahren gemäß der Erfindung schafft somit die Voraussetzung dafür, daß PVDF-Platten oder -Folien geringer Dicke eingesetzt werden können und damit beim Einsatz des PVDF eine Materialersparnis erzielbar ist.

Der Einhaltung bestimmter kleiner Druckbereiche bei der Druckwandung im Rahmen der Herstellung braucht keine besondere Beachtung geschenkt zu werden.

Auf Grund der thermoplastischen Eigenschaften des Polyesterfaservlieses läßt sich der Verbund auch in einem begrenzten Umfang warmverformen, so daß ζ. B. die Herstellung von im chemischen Apparatebau