Способ крепления полиолефина кМЕТАллу Советский патент 1981 года по МПК B29C27/30 B32B15/08 

Изобретение относится к химической, технологии, более конкретно к технологии получения композиционных материалов и конструкций на основе полиолефинов и металлов. Композиционные (наполненные и .слоистые материалы на основе полиолефинов находят широкое применение в различных отраслях народного хозяйстг ва. Обладая комплексом ценных физико-механических и химических свойств компоненты успешно конкурируют с тради ционными материалами (металлы, древесина, стекло и др.) . Долговечность и эксплуатационная стойкость композиционных материалов сильно зависят от прочности соединения металла с полимером. Основным недостатком, ограничивающим расширение сферы использования компонентов, является низкая адгезия полиолефинов к металлам что обуславливает в -большинстве случаев преждевременное разрушение материала при эксплуатации. Один из методов увеличения адгаэии полиолефинов к металлам - использование перекисных соединений, например перекиси изопропилбензола l j. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ крепления полиоле о нов к металлу путем ввег дения в полиолефин или на соединяемые доверхности ацетиленовой перекиси - 2,5-диметил-2у5-ди-трет-бутилпераксигексин-3, контактирования поверхностей крепя1Щ1Хся материалов и ппавления полиолефина 12. Применяемая перекись имеет структурную формулу: ((1Н5)((Нз)2 ( 003i{(llf5)2R Перекись вводят в массу поляолефина преимущественно, полиэтилена высокого давления) в количестве 0,110% при повышенной температуре ( вьш1е температуры плавления полиолефина) или наносят из раствора или дисперсии на поверхность одного из контактируют щих материалов. Формирование адгезионного соединения осуществляют при температуре, превышающей температуру начала интенсивного разложения перекиси, методом прессования. Увеличение адгезии полиолефинов наблюдается для соединений с алюмйнием, медью, сталью. Однако поверхность металла перед формированием соединения в известном способе обрабатывают химическими соединениями. Поверхность меди обрабатывают раствором винной кислоты, а поверхность алюминия хромовой смесью. Без предварительной химической обработки поверхности металла эффективность действия перекиси оказываеуся низкой. Целью изобретения является повышение прочности крепления. Поставленная цель достигается тем, что в способе крепления полиолефинов к металлу путем нанесения на соединяемые : поверхности органической перекиси или введения ее в полиоле- фин с последуюш 1М контактированием указанных поверхностей и плавлением полиолефина в качестве органической перекиси применяют ацетиленовую пере кись общей формулы (СНз)2.С СС С%)2 (сн,,)- соо 00 ei (.CH)aR, Получают 2,5-диметил-2-трет-бутил перокси-5-триметилсилилпероксигексин-3 при R CHi и 2,5-диметил-2-третН5утилперокси-5-диметил-(трер тилпер oкcи -силилпероксигексин-3 при R (CH)jCOO . Исследования показали, (см. приме ры осуществления способа), что данны перекиси для системы полиолефин-метагш являются наиболее эффективными чем известные перекись 2,5-диметил-2 ди-трет-бутштероксигексин-3 и гидроперекись изопроилбеНзола. Эти пере киси мало чувствительны к трению и удару, устойчивы при хранении, безопасны в обр;ащении, обладают большой термостойкостью, чем применяемые в известных способах. Повьшениая .термоустойчивость этих перекисей обусловлена наличием в структуре перекиси силилпероксигруппы- OOSIx-Например, период полураспада 2,5-днметил-2-трет-бутилперокси-5-триметилсилшшероксигексина-3 при 1 /0°С составляет 315 мин, а 2,5-диметил-2-трет бутш1перокси-5-диметил-(трет-бутилперокси)-силилпероксигексина-3 при 180 С - 31 мин, что в десятки раз превьш1ает период полураспада известной перекиси (прототипа, что позволяет расширить температурный интервал формирования адгезионных соединений. Этот вывод подтверждают результаты проведенных исследований. П р и .м е р 1. Исследуют влияние предлагаемых перекисей на адгезию полиолефинов к металлам.Одновременно, проводят исследования с известными перекисями - гидроперекисью изопропилбензола и 2,5-диметил-2,5-ди-третбутилпероксигексином-3. В экспериментах используют порошкообразные полиэтилен низкого давления (ПЭНД21006-075, ГОСТ 16338-70), изотактический полипропилен (марка А, ТУ-6-05-1849-78), медную фольгу толщиной 50 мкм (марка Ml, ГОСТ 5638-31), алюминиевую фольгу толщиной 100 мкм (марка А 99,ГОСТ 618-73) и стальную фольгу толщиной 90 мкм (сталь 3, ГОСТ 380-71). Перекиси вводят в массу полиолефина и.раствора в гептане. Концентрация; перекиси в полиэтилене составляет 0,5 мае.7,, а в полипропилене - 1,0 мас.%. Адгезионные соединения типа метапл-полимер-металл формируют различное время при 180 и 200°С на прессе с обогреваемь ми плитами. Толщина полимерной прослойки составляет 300 мкм. Адгезию оценивают методом отслаивания фольгиподложки от пленки полиолефина под углом 180° для медной и аллюминиевой фольги) и пленки полиолефина от подложки под углом 90 С для стальной фольги). Результаты исследования приведены в табл.1. Как видно из табл.1, предложенные перекиси увеличивают адгезию полиолефинов к металлам и превосходят по эффективности действия известные перекиси. При этом увеличиваются темпе ратуры формирования соединений, незначительно снижается адгезия полиолефинов, содержащих предлагае1 ые Перекиси, и называется существенное ( в несколько раз ) снижение адгезии в случае использования известных перекисей.

пример 2. Используют те же Ь1втериалы, что и в примере 1. Однако перекисные соедииения в даниом случае вводят на границу адгезионно го контакта путем окунания подложек в 5%-ый раствор перекисей в гептане После испарения растворителя на под ложки помещают пленки толщиной 300 мкм из полиэтилена и полипропилена и тЁрмообрабатьгаают соединение. Результаты приведены в табл.2. Анализ результатов, приведенных в табл.2, показывает, что предложенные перекиси более эффективно увеличивают адгезию полиолефинов к мег таллам, чем известные, во всех исследованных температурно-временiibtx режимах формирования соедине ния.

525996

Таким образом, перекиси 2,5-диметил,г2-трет-бутидперокси-5-трет-бутилсшюлпероксисексин-3 и 2,5-диметил-2-трет-бутил|1ерокси-5-диметил5 -(трет-бутилперокси)-силилперО1ссигексин-3 более эффективно увеличивают

адгезию полиолефинов к металлам,чем известные перекиси 2,5-диметил-2,5ди-трет-бутилпероксигексин-3 и гидрог to перекись изопропилбензола. В отличие от известных перекисей действие этих перекисей сохраняется при более высоких температурах формирования адгезионных соединений. Применение ts предлагаемых перекисей с целью увеличения адгезии полиолефинов к металлам позволяет расширить тенпературно-временной режим формирования адгезионных соединеннй.

сч

«

tf

s ч ю я

н

и852599

Формула изобретения

Способ ррепления полиолейина к металлу путем наиесения на соединяемые поверхности органической перекиси или введения ее в полиоле4в1Н с последующим контактированием укаванных поверхностей и плавлением полиолефина, отличающийс я тем, что, с целью повышения

прочности крепления, в качестве ор ганической перекиси применяют ацетиленовую перекись общей формулы

{СНз)аСС )2 tCHjb 00 00 5i (

где R - СН, или (СН) СОО.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Берлин А.А. и др. Основы адге-f зни полимеров. М., Химия, 1974, с.11.

2. Патент ГДР № 61867, кл. 39 в 22/06, 1969 прототип).