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DE102005012813B4 - Verwendung einer Zusammensetzung enthaltend ein vernetzbares Polymer als Kaschierklebstoff - Google Patents

Verwendung einer Zusammensetzung enthaltend ein vernetzbares Polymer als Kaschierklebstoff Download PDF

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Abstract

Verwendung einer wässrigen Zusammensetzung, enthaltend A) ein durch radikalische Polymerisation erhältliches Polymer, welches 1 bis 200 Millimol (mmol) Epoxygruppen (berechnet mit einem Molgewicht von 42 g/Mol) pro 1 kg Polymer enthält B) eine Aminoverbindung mit insgesamt mindestens 2 an ein Stickstoffatom gebundenen H-Atomen als Kaschierklebstoff, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer zu mindestens 80 Gew.-% aus C1 bis C20 Alkyl(meth)acrylaten aufgebaut ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft die Verwendung einer wässrigen Zusammensetzung, enthaltend
    • A) ein durch radikalische Polymerisation erhältliches Polymer, welches 1 bis 200 Millimol (mmol) Epoxygruppen (berechnet mit einem Molgewicht von 42 g/Mol) pro 1 kg Polymer enthält
    • B) eine Aminoverbindung mit insgesamt mindestens 2 an ein Stickstoffatom gebundenen H-Atomen
    als Kaschierklebstoff, wobei das Polymer zu mindestens 80 Gew.-% aus C1 bis C20 Alkyl(meth)acrylaten aufgebaut ist.
  • Bei Copolymerisaten, welche in Klebstoffen Verwendung finden, handelt es sich vielfach um vernetzungsfähige Copolymerisate. Durch eine Vernetzung können z. B. Klebstoffbeschichtungen mit guten elastischen Eigenschaften, hoher Kohäsion, d. h. innere Festigkeit, hoher Chemikalien- und Lösemittelbeständigkeit erhalten werden.
  • Zur Vernetzung wird den Copolymerisaten im allgemeinen ein Vernetzungsmittel zugesetzt, das mit funktionellen Gruppen im Copolymerisat reagiert.
  • Mögliche Vernetzungsmittel sind z. B. Polyisocyanate, welche mit Hydroxyl- oder Aminogruppen reagieren.
  • Nachteilig bei diesen wässrigen Zubereitungen ist jedoch die mangelnde Lagerstabilität. Das Polyisocyanat darf daher erst kurz vor seiner Verwendung als Vernetzungshilfsmittel in Wasser dispergiert und mit dem Copolymerisat gemischt werden.
  • Eine erhöhte Lagerstabilität kann durch Umsetzung der Isocyanatgruppen mit Blockierungsmitteln, z. B. Oximen, Caprolactam, Phenolen, Maleinsäuredialkylestern erreicht werden. Die erhaltenen sog. blockierten Polyisocyanate hydrolysieren in wässriger Dispersion nur noch in untergeordnetem Ausmass.
  • Vernetzungsreaktionen treten jedoch erst nach Abspaltung des Blockierungsmittels bei Temperaturen ab ca. 130°C auf.
  • Bisher bekannte wässrige Klebstoffzubereitungen mit Polyisocyanaten als Vernetzungshilfsmittel sind daher entweder nicht lagerstabil und können daher nur als 2-Komponentensystem Verwendung finden oder vernetzen erst bei hohen Temperaturen.
  • Lagerstabile, bei Raumtemperatur nach Entfernen des Lösungsmittels vernetzende wässrige Dispersionen sind z. B. aus der EP-A 3516 , WO 93/25588 oder EP-A 516074 bekannt. Diese Dispersionen enthalten Polyhydrazide bzw. Aminooxy-Vernetzer, welche mit im Copolymerisat einpolymerisierten Monomeren mit Carbonylgruppen reagieren. Aus der DE 3820154 A1 sind wässrige Dispersionen von Copolymerisaten bekannt, die Epoxidgruppen enthalten und erhältlich sind durch Copolymerisation von Vinylestern, ungesättigten Epoxidverbindungen und optional weiteren Monomeren. Die Dispersionen werden verwendet für die Herstellung von Anstrichmitteln, Putzen und Zementmörtel. Aus der DE 19733104 A1 sind vernetzbare, in Wasser redispergierbare Pulverzusammensetzungen bekannt, enthaltend unter anderem Polymerisate aus radikalisch polymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Monomeren, wobei ein bestimmter Teil der Monomere solche sind mit einem Substituenten der ausgewählt sein kann aus u. a. Epoxygruppen. Die Zusammensetzungen enthalten außerdem Verbindungen, die mindestens zwei in Salzform vorliegenden Gruppen, u. a. ausgewählt aus Aminen, enthalten. Die Zusammensetzungen werden u. a. angewendet in bauchemischen Produkten oder in Beschichtungsmitteln und Klebemitteln.
  • Grundsätzlich besteht ein Bedarf an weiteren, bei Raumtemperatur vernetzenden Dispersionen, um Alternativen zur Polyhydrazidvernetzung zur Verfügung stellen zu können. Des weiteren sollen diese Dispersionen gute anwendungstechnische Eigenschaften, aufweisen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung waren daher lagerstabile, vernetzbare Zusammensetzungen, welche gute anwendungstechnische Eigenschaften haben und sich insbesondere als Kaschierklebstoff eignen.
  • Demgemäß wurde die oben definierte Zusammensetzung und ihre Verwendung gefunden.
  • Die erfindungsgemäß zu verwendende Zusammensetzung enthält ein Polymer, welches durch radikalische Polymerisation insbesondere durch Emulsionspolymerisation erhältlich ist. Das Polymerbesteht zu mindestens 80 Gew.-% aus sogenannten Hauptmonomeren.
  • Die Hauptmonomeren sind ausgewählt aus C1-C20-Alkyl(meth)acrylaten. Optionale Monomere sind ausgewählt aus Vinylestern von bis zu 20 C-Atome enthaltenden Carbonsäuren, Vinylaromaten mit bis zu 20 C-Atome, ethylenisch ungesättigten Nitrilen, Vinylhalogeniden, Vinylethern von 1 bis 10 C-Atome enthaltenden Alkoholen, aliphatischen Kohlenwasserstoffen mit 2 bis 8 C-Atomen und 1 oder 2 Doppelbindungen oder Mischungen dieser Monomeren.
  • Zu nennen sind z. B. (Meth)acrylsäurealkylester mit einem C1-C10-Alkylrest, wie Methylmethacrylat, Methylacrylat, n-Butylacrylat, Ethylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat.
  • Insbesondere sind auch Mischungen der (Meth)acrylsäurealkylester geeignet.
  • Vinylester von Carbonsäuren mit 1 bis 20 C-Atomen sind z. B. Vinyllaurat, -stearat, Vinylpropionat, Versaticsäurevinylester und Vinylacetat.
  • Als vinylaromatische Verbindungen kommen Vinyltoluol a- und p-Methylstyrol, a-Butylstyrol, 4-n-Butylstyrol, 4-n-Decylstyrol und vorzugsweise Styrol in Betracht. Beispiele für Nitrile sind Acrylnitril und Methacrylnitril.
  • Die Vinylhalogenide sind mit Chlor, Fluor oder Brom substituierte ethylenisch ungesättigte Verbindungen, bevorzugt Vinylchlorid und Vinylidenchlorid.
  • Als Vinylether zu nennen sind z. B. Vinylmethylether oder Vinylisobutylether. Bevorzugt wird Vinylether von 1 bis 4 C-Atome enthaltenden Alkoholen.
  • Als Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 3 C-Atomen und zwei olefinischen Doppelbindungen seien Butadien, Isopren und Chloropren genannt.
  • Als Hauptmonomere bevorzugt sind die C1- bis C10-Alkylacrylate und -methacrylate, insbesondere C1- bis C8-Alkylacrylate und -methacrylate, wobei die Acrylate jeweils besonders bevorzugt sind.
  • Ganz besonders bevorzugt sind Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, n-Hexylacrylat, Octylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat sowie Mischungen dieser Monomere.
  • Das Polymer enthält 1 bis 200 Millimol (mmol) Epoxygruppen (berechnet mit einem Molekulargewicht von 42 g/Mol auf 1 kg Polymer.
  • Vorzugsweise beträgt der Gehalt an Epoxygruppen 1 bis 150 Millimol, besonders bevorzugt 5 bis 50 Millimol auf 1 kg Polymer.
  • Die Epoxygruppen können z. B. durch polymer-analoge Umsetzung des Polymeren mit geeigneten Verbindungen nachträglich an das Polymer gebunden werden.
  • Vorzugsweise werden bei der Polymerisation Epoxygruppen enthaltende Monomere mitverwendet. Die Menge dieser Monomeren wird so gewählt, dass das Polymer nach der Polymerisation den obigen Gehalt an Epoxygruppen hat.
  • Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Epoxygruppen enthaltenden Monomeren um Glycidylacrylat oder Glycidylmethacrylat.
  • Neben den Hauptmonomeren und gegebenenfalls Epoxygruppen enthaltenden Monomeren, kann das Polymer weitere Monomere enthalten, z. B. Monomere mit Säuregruppen, z. B. Carbonsäure, Sulfonsäure oder Phosphorsäuregruppen. Bevorzugt sind Carbonsäuregruppen. Genannt seien z. B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure oder Fumarsäure.
  • Bevorzugt werden Monomere mit Säuregruppen, insbesondere Carbonsäuren mitverwendet. Ihr Gehalt beträgt insbesondere 0,05 bis 5, besonders bevorzugt 0,1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Polymer.
  • Weitere Monomere sind z. B. auch Hydroxylgruppen enthaltende Monomere, insbesondere C1-C10-Hydroxylalkyl(meth)acrylate, (Meth)acrylamid.
  • Als weitere Monomere seien darüber hinaus Phenyloxyethylglykol-mono-(meth-)acrylat, Amino-(meth-)acrylate wie 2-Aminoethyl-(meth-)acrylat genannt.
  • Die Glasübergangstemperatur des Polymeren liegt bevorzugt unter 60°C, insbesondere beträgt sie –50 bis +60°C, besonders bevorzugt –30 bis +40°C und ganz besonders bevorzugt –30 bis +20°C.
  • Die Glasübergangstemperatur des Polymeren lässt sich nach üblichen Methoden wie Differentialthermoanalyse oder Differential Scanning Calorimetrie (s. z. B. ASTM 3418/82, sog. „midpoint temperature”) bestimmen.
  • Die Herstellung des Polymeren erfolgt vorzugsweise durch Emulsionspolymerisation, es handelt sich daher um ein Emulsionspolymerisat.
  • Bei der Emulsionspolymerisation werden ionische und/oder nichtionische Emulgatoren und/oder Schutzkolloide bzw. Stabilisatoren als grenzflächenaktive Verbindungen verwendet.
  • Eine ausführliche Beschreibung geeigneter Schutzkolloide findet sich in Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band XIV/1, Makromolekulare Stoffe, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961, S. 411 bis 420. Als Emulgatoren kommen sowohl anionische, kationische als auch nichtionische Emulgatoren in Betracht. Vorzugsweise werden als begleitende grenzflächenaktive Substanzen ausschließlich Emulgatoren eingesetzt, deren Molekulargewicht in Unterschied zu den Schutzkolloiden üblicherweise unter 2000 g/mol liegen. Vorzugsweise werden anionische und nichtionische Emulgatoren als grenzflächenaktive Substanzen verwendet. Gebräuchliche begleitende Emulgatoren sind z. B. ethoxylierte Fettalkohole (EO-Grad: 3 bis 50, Alkylrest: C4- bis C9), Alkalimetallsalze von Dialkylestern der Sulfobersteinsäure sowie Alkali- und Ammoniumsalze von Alkylsulfaten (Alkylrest: C8- bis C12), von ethoxylierten Alkanolen (EO-Grad: 4 bis 30, Alkylrest: C12- bis C18), von ethoxylierten Alkylphenolen (EO-Grad: 3 bis 50, Alkylrest: C4- bis C9), von Alkylsulfonsäuren (Alkylrest: C12- bis C18), und von Alkylarylsulfonsäuren (Alkylrest: C9- bis C18).
  • Weitere geeignete Emulgatoren sind Verbindungen der allgemeinen Formel II
    Figure DE102005012813B4_0001
    worin R5 und R6 Wasserstoff oder C4- bis C14-Alkyl bedeuten und nicht gleichzeitig Wasserstoff sind, und C und Y Alkalimetallionen und/oder Ammoniumionen sein können. Vorzugsweise bedeuten R5, R6 lineare oder verzweigte Alkylreste mit 6 bis 18 C-Atomen oder Wasserstoff und insbesondere mit 6, 12 und 16 C-Atomen, wobei R5 und R6 nicht beide gleichzeitig Wasserstoff sind. X und Y sind bevorzugt Natrium, Kalium oder Ammoniumionen, wobei Natrium besonders bevorzugt ist. Besonders vorteilhaft sind Verbindungen II in denen X und Y Natrium, R5 ein verzweigter Alkylrest mit 12 C-Atomen und R6 Wasserstoff oder R5 ist. Häufig werden technische Gemische verwendet, die einen Anteil von 50 bis 90 Gew.-% des monoalkylierten Produktes aufweisen, beispielsweise Dowfas®2A1 (Warenzeichen der Dow Chemical Company).
  • Handelsnamen von Emulgatoren sind z. B. Dowfas®2A1, Emulan® NP50, Dextrol® OC50, Emulgator 825S, Emulan® OG, Texapon® NSO, Nekanil® 9045, Lumiten® I-RA, Lumiten E3065, Disponil FES77, Lutensol AT18, Steinapol VSL, Emulphor NPS25.
  • Die grenzflächenaktive Substanz wird üblicherweise in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die polymerisierenden Monomeren verwendet.
  • Wasserlösliche Inhibitoren für die Emulsionspolymerisation sind z. B. Ammonium- und Alkalimetallsalze der Peroxidischwefelsäure, z. B. Natriumperoxodisulfat, Wasserstoffperoxid oder organische Peroxide, z. B. tert-Butylhydroperoxid.
  • Geeignet sind insbesondere sogenannte Reduktions-Oxidations(Red-Ox9-Initiator Systeme.
  • Die Red-Ox-Initiator-Systeme bestehen aus mindestens einem meist anorganischen Reduktionsmittel und einem anorganischen oder organischen Oxidationsmittel.
  • Bei der Oxidationskomponente handelt es sich z. B. um die bereits vorstehend genannten Initiatoren für die Emulsionspolymerisation.
  • Bei der Reduktionskomponenten handelt es sich z. B. um Alkalimetallsalze der schwefligen Säure, wie z. B. Natriumsulfit, Natriumhydrogensulfit, Alkalisalze der Dischwefligen Säure wie Natriumdisulfit, Bisulfitadditionsverbindungen aliphatischer Aldehyde und Ketone, wie Acetonbisulfit oder Reduktionsmittel wie Hydroxymethansulfinsäure und deren Salze, oder Ascorbinsäure. Die Red-Ox-Initiator-Systeme können unter Mitverwendung löslicher Metallverbindungen, deren metallische Komponente in mehreren Wertigkeitsstufen auftreten kann, verwendet werden.
  • Übliche Red-Ox-Initiatoren-Systeme sind z. B. Ascorbinsäure/Eisen(II)sulfat/Natriumperoxidisulfat, tert-Butylhydroperoxid/Natriumdisulfit, tert-Buthylhydroperoxid/Na-Hydroxymethansulfinsäure. Die einzelnen Komponenten, z. B. die Reduktionskomponente, können auch Mischungen sein z. B. eine Mischung aus dem Natriumsalz der Hydroxymethansulfinsäure und Natriumsulfit.
  • Die genannten Verbindungen werden meist in Form wässriger Lösungen eingesetzt, wobei die untere Konzentration durch die in der Dispersion vertretbare Wassermenge und die obere Konzentration durch die Löslichkeit der betreffenden Verbindungen in Wasser bestimmt ist. Im allgemeinen beträgt die Konzentration 0,1 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 1,0 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Lösung.
  • Die Menge der Initiatoren beträgt im allgemeinen 0,1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die zu polymerisierenden Monomeren. Es können auch mehrere, verschiedene Initiatoren bei der Emulsionspolymerisation Verwendung finden.
  • Bei der Polymerisation können Regler eingesetzt werden, z. B. in Mengen von 0 bis 0,8 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der zu polymerisierenden Monomeren, durch die dir Molmasse verringert wird. Geeignet sind z. B. Verbindungen mit einer Thiolgruppe wie tert-Butylmercaptan, Thioglycolsäureethylacrylester, Mecaptoethynol, Mercaptopropyltrimethoxysilan oder tert-Dodecylmercaptan. Der Anteil dieser Regler kann insbesondere 0,05 bis 0,8 Gew.-Teile, bevorzugt 0,1 bis 0,5 Gew.-Teile bezogen auf 100 Gew.-Teile der zu polymerisierenden Monomeren betragen.
  • Die Emulsionspolymerisation erfolgt in der Regel bei 30 bis 130, vorzugsweise 50 bis 90°C. Das Polymerisationsmedium kann sowohl nur Wasser, als auch aus Mischungen aus Wasser und damit mischbaren Flüssigkeiten wie Methanol bestehen. Vorzugsweise wird nur Wasser verwendet. Die Emulsionspolymerisation kann sowohl als Batchprozess als auch in Form eines Zulaufverfahrens, einschließlich Stufen- und Gradientenfahrweisen, durchgeführt werden. Bevorzugt ist das Zulaufverfahren, bei dem man einen Teil des Polymerisationsansatzes vorlegt, auf die Polymerisationstemperatur erhitzt, anpolymerisiert und anschließend den Rest des Polymerisationsansatzes, üblicherweise über mehrere räumlich getrennte Zuläufe, von denen einer oder mehrere die Monomeren in reiner oder emulgierter Form enthalten, kontinuierlich, stufenweise oder unter Überlagerung eines Konzentrationsgefälles unter Aufrechterhaltung der Polymerisation der Polymerisationszone zuführt. Bei der Polymerisation kann auch z. B. zur besseren Einstellung der Teilchengröße eine Polymersaat vorgelegt werden.
  • Zur Entfernung der Restmonomeren wird gegebenenfalls nach dem Ende der Emulsionspolymerisation und aller Stufen der Emulsionspolymerisation, d. h. nach einem Umsatz aller Monomeren von mindestens 95%, insbesondere 98% Initiator zugesetzt, um restliche Monomere anzubinden.
  • Das Polymer liegt vorzugsweise in Form einer wässrigen Dispersion vor. Der Feststoffgehalt der Dispersion liegt vorzugsweise zwischen 10 und 75, insbesondere 30 bis 65 Gew.-%.
  • Die erfindungsgemäß verwendete Zusammensetzung enthält neben dem Polymer A) die Aminoverbindung B).
    • B) kann primäre Aminogruppen (-NH2), sekundäre Aminogruppen (-NH-) oder beides enthalten.
    • B) enthält mindestens 2 an ein N-Atom gebundene H-Atome; B) enthält also zumindest eine primäre Aminogruppe oder zwei sekundäre Aminogruppen.
    • B) geht mit den Epoxygruppen von A) eine Vernetzungsreaktion ein, wobei sich die Aminogruppe an die Epoxygruppe wie folgt addiert:
      Figure DE102005012813B4_0002
  • Die erhaltene sekundäre Aminogruppe kann sich ein weiteres Mal an eine Epoxygruppe addieren.
  • Die Vernetzungsreaktion tritt noch nicht ein, solange B) in der Dispersion von A) gelöst ist.
  • Die wässrige Zusammensetzung von A) und B) ist daher lagerstabil.
  • Erst die Entfernung des Wassers, d. h. nach Auftragen der wässrigen Dispersion von A), welche B) enthält, auf den zu beschichtenden Untergrund und anschließender Verfilmung und Entfernung des Wassers tritt die Vernetzung ein. Zur Vernetzung ist eine Temperaturerhöhung nicht notwendig.
  • Verbindungen B) haben insbesondere 2 bis 6, besonders bevorzugt 2 bis 4 an einem Stickstoffatom gebundene H-Atome. In Betracht kommen zum Beispiel Verbindungen B) mit einer oder mit 2 primären Aminogruppen. Die Aminogruppen können auch Bestandteil eines Ringsystems sein.
  • Verbindungen B) sind vorzugsweise wasserlöslich. Insbesondere lösen sich mindestens 50 g, vorzugsweise mindestens 100 g B) in 1 Liter Wasser bei 21°C (1 bar).
  • Verbindungen B) sind vorzugsweise niedermolekular. Ihr Molgewicht liegt z. B. zwischen 50 und 2000 g/mol, insbesondere 200 und 2000 g/mol.
  • Als B) genannt seien insbesondere aliphatische Kohlenwasserstoffe oder auch aliphatische Polyether mit einer oder zwei primären Aminogruppen, wie als Verbindungen B) geeignet sind beispielsweise Ethylendiamin, Propylendiamin, Tetramethylendiamin, Pentamethyldiamin, Hexamethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, Polyethylenimine, teilhydrolysierte Polyvinylformamide, Polyetheramine, Ethylenoxid und Propylenoxid Addukte wie die Texaco „Jeffamine”, Cyclohexandiamin und Xylylendiamin, Imidazolderivate.
  • Ganz besonders bevorzugt sind Polyetheramine, insbesondere solche aus einer aliphatischen Polyetherkette und endständigen Aminogruppen.
  • Die Menge der Verbindung B) wird vorzugsweise so gewählt, dass das Molverhältnis der Epoxygruppen zu den H-Atomen der N-Atome 0,1:1 bis 10:1, insbesondere 02:1 bis 5:1 beträgt.
  • Im allgemeinen beträgt die Gewichtsmenge von B) 0,1 bis 10 Gew.-Teile, insbesondere 0,1 bis 5 Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile Polymer A) (fest).
  • Vorzugsweise wird B) zur wässrigen Dispersion von A) gegeben und ist in dem Dispersionswasser gelöst.
  • Die Zusammensetzung eignet sich als Kaschierklebstoff, d. h. zur dauerhaften Verklebung von großflächigen Substraten miteinander. Die Zusammensetzung kann ausschließlich aus A), vorzugsweise in Form einer wässrigen Dispersion, und Verbindung B) bestehen.
  • Sie kann für die Verwendung weitere Zusatzstoffe enthalten, z. B. Verdicker, Verlaufshilfsmittel, Stabilisatoren, Füllstoffe, Pigmente und Tackifier (klebrigmachende Harze).
  • Als zu verklebende Substrate eignen sich z. B. Polymerfolien, insbesondere aus Polyethylen, orientiertem Polypropylen, Polyamid, Polyethylenterephthalat, Celluloseacetat, Zellglas, mit Metall (z. B. Aluminium beschichtete (bedampfte) Polymerfolien (kurz: metallisierte Folien) oder auch Papier, Karton oder Metallfolien, insbesondere aus Alu-minium. Die sogenannten Folien können auch z. B. mit Druckfarben bedruckt sein.
  • Der Kaschierklebstoff wird auf zumindest ein großflächiges Substrat vorzugsweise mit einer Schichtdicke von 0,1 bis 20, besonders bevorzugt 2 bis 15 g/m2 z. B. durch Rakeln, Streichen etc..
  • Vorzugsweise nach Trocknung bzw. Ablüftung des Dispersionswasser (z. B. nach 1 bis 60 Sekunden) kann das beschichtete Substrat dann mit einem zweiten Substrat kaschiert werden, wobei die Temperatur z. B. 20 bis 200, vorzugsweise 20 bis 70°C und der Druck z. B. 1 bis 30, vorzugsweise 3 bis 20 N/m2 betragen kann.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei dem Klebstoff beschichteten Substrat um eine transparente Polymerfolie.
  • Das Polymerisat bzw. die Dispersion wird bevorzugt als Klebstoff für die Glanzfolienkaschierung verwendet.
  • Bei der Glanzfolienkaschierung werden Papier oder Karton oder Folien mit transparenten Polymerfolien verklebt. Die Papiere, Kartone oder Folien sind vorzugsweise bedruckt.
  • Mit dem erfindungsgemäß verwendeten Kaschierklebstoff werden Substratverbunde mit hoher Haftfestigkeit, auch im Bereich von Nuten oder Prägungen und hoher Transparenz und hohem Glanz erhalten.
  • Herstellung der Polymerdispersionen
  • In einem 3-Liter-Polymerisationsreaktor mit Blattrührer und Heiz-/Kühleinrichtung wurde ein Gemisch aus 160,0 g entionisiertem Wasser und 4,85 g eines 33 gew.-%igen wässrigen Polymerlatex (hergestellt durch radikalisch initiierte Emulsionspolymerisation von Styrol) mit einem gewichtsmittleren Teilchendurchmesser Dw50 von 30 nm unter Stickstoffatmosphäre auf 90°C erhitzt. Dazu wurden bei vorgenannter Temperatur 8,96 g einer 7 gew.-%igen wässrigen Lösung von Natriumperoxodisulfat gegeben.
  • Nach 3 min wurden Zulauf 1 und Zulauf 2 gestartet und gleichmäßig über 2 h zudosiert.
  • Zulauf 1 war eine wässrige Emulsion hergestellt aus
    294,64 g entionisiertem Wasser
    53,33 g einer 30 gew.-%igen wässrigen Lösung von Disponil® FES 77 (ethoxyliertes C12-C14 Na-sulfat)
    6,4 g einer 25 gew.-%igen wässrigen Lösung von Ammoniak
    16,0 g Acrylsäure
    2,0 g Glycidylmethacrylat (entspricht 0,25 Gew.-%)
    169,36 g Methylmethacrylat
    612,64 g n-Butylacrylat.
  • Zulauf 2 war 80,64 g einer 7 gew.-%igen wässrigen Lösung von Natriumperoxodisulfat.
  • Nach Ende der Zuläufe 1 und 2 wurde 30 min. gerührt. Danach wurden Zulauf 3 und Zulauf 4 gestartet und gleichmäßig über 60 min. zudosiert.
  • Zulauf 3 war eine 5 gew.-%ige wässrige Lösung von Wasserstoffperoxid.
  • Zulauf 4 war eine 5 gew.-%ige wässrige Lösung von Ascorbinsäure.
  • Nach Ende der Zuläufe 3 und 4 wurde 6,89 g einer 58 gew.-%igen wässrigen Lösung von Lumiten® I-SC (Bernsteinsäureester) zugesetzt und danach wurde die Reaktorinnentemperatur auf 25°C abgesenkt. Die erhaltene wässrige Polymerdispersion wies einen Feststoffgehalt von 55,6 Gew.-% auf. Die mittlere Teilchengröße betrug 249 nm.
  • In entsprechender Weise wurden Polymerdispersionen mit höheren Gehalt an Glycidylmethacrylat hergestellt.
  • Die Zusammensetzung ist in Tabelle 1 angegeben.
    Dispersion Nr. GMA (%) BA (%) MMA (%) AS (%) Äquivalent Epoxygruppe/pro kg (mmol)
    1 0,25 76,58 21,17 2,00 6,93
    2 0,50 76,45 21,05 2,00 13,86
    3 0,75 76,33 20,92 2,00 20,79
    4 1,00 76,20 20,80 2,00 27,71
  • Abkürzungen:
    • GMA
      Glycidylmethacrylat
      BA
      n-Butylacrylat
      MMA
      Methylmethacrylat
      AS
      Acrylsäure
  • Abmischung mit einem Amin
  • Bei Raumtemperatur wurde 250 g Epoxy-haltiges Polymer (0,95 mmol Epoxyäquivalent) mit 0,25 g (0,95 mmol) Polyetheramin D400 (zwei primäre Aminogruppen, Molgewicht 400 g/mol) abgemischt. Anschließend wurde den Abmischungen die Schälfestigkeit gemäß nachstehender Vorschrift bestimmt. Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.
  • Beispiele
  • Einsatzstoffe
    Acronal®A311 S: Wässrige vernetzbare Dispersion eines
    Carboxylgruppen aufweisenden Polyacrylats auf Basis von n-Butylacrylat für Glanzfolienkaschierung Glasübergangstemperatur = –55°C Handelsprodukt der BASF Feststoffgehalt: 55 Gew.-%
    Plastilit® 3060: Polypropylenglycolalkylphenylether
    Plastomoll® DNA: Diisononyladipat Feststoffgehalt 100% Handelsprodukt der BASF
  • Die Einsatzstoffe wurden gemischt.
  • Bei den in der Tabelle angegebenen Mengen handelt es sich um die Gewichtsteile der wässrigen Dispersion (mit Wasser) und die Gewichtsteile Plastilit bzw. Plastomoll.
  • Alle Formulierungen enthalten zusätzlich 1 Gew.-Teil Lumiten I-SC (Verlaufsmittel) auf 100 Gew.-Teile der Summe aus Dispersion und Plastilit bzw. Plastomoll.
  • Prüfmethoden
  • Schälfestigkeit
  • Orientiertes Polypropylen (oPP) wurde mit der Abmischung (18 g/m2 trocken, Trocknung 3 Min., 90°C) beschichtet.
  • Anschließend wurde die Schälfestigkeit (Adhäsion) bestimmt.
  • Der beschichtete Träger wurde in 25 mm breite Prüfstreifen geschnitten.
  • Bei der Bestimmung der Schälfestigkeit (Adhäsion) wurde jeweils ein 2,5 cm breiter Prüfstreifen auf unterschiedliche bedruckte Folien oder Papier geklebt und mit einer 1 kg schweren Rolle 1 mal angerollt. Er wurde nach 24 Stunden Lagerung bei Raumtemperatur oder alternativ bei 50°C mit einem Ende in die oberen Backen einer Zug-Dehnungs-Prüfapparatur eingespannt. Der Klebestreifen wurde mit 300 mm/min unter einem 180° Winkel von der Prüffläche abgezogen d. h. der Klebestreifen wurde umgebogen und parallel zum Prüfblech abgezogen und der dazu benötigte Kraftaufwand gemessen. Das Maß für die Schälfestigkeit war die Kraft in N/2,5 cm, die sich als Durchschnittswert aus fünf Messungen ergab (Mittelwert MW). Die Prüfung erfolgte im Normklima. Die gleiche Messung wurde auch nach 7 Tagen Lagerung bei Raumtemperatur (21°C) oder 50°C durchgeführt. Schälfestigkeit in N/15 mm nach 24 Stunden Lagerung
    Dispersion Lagerung bei ... Chromolux® 700/oPP MW Ikonogloss/oPP Vierfarbdruck/schwarzer Bereich MW Chromosulfat/oPP Vierfarbdruck/schwarzer Bereich MW oPP/oPP MW
    Acronal A311 S RT 50°C 3,4 4,1 3,3 4,7 3,0 4,3 3,1 3,0
    1 RT 50°C 3,5 2,9 2,7 3,0 2,5 3,7 1,4 1,1
    2 RT 50°C 3,1 2,3 2,5 3,1 2,3 3,6 1,1 1,2
    3 RT 50°C 3,0 2,4 2,3 3,3 2,0 3,2 1,1 1,1
    4 RT 50°C 3,2 2,0 1,8 3,0 1,6 2,9 0,6 1,4
    Schälfestigkeit in N/15 mm nach 7 Tagen Lagerung
    Dispersion Lagerung bei ... Chromolux® 700/oPP MW Ikonogloss/oPP Vierfarbdruck/schwarzer Bereich MW Chromosulfat/oPP Vierfarbdruck/schwarzer Bereich MW oPP/oPP MW
    Acronal® A311 S RT 50°C 3,1 3,4 4,2 5,3 3,7 4,3 3,9 3,1
    1 RT 50°C 3,4 3,1 2,9 3,9 2,6 4,1 1,0 1,6
    2 RT 50°C 3,1 3,7 2,9 3,7 2,3 4,0 1,0 1,3
    3 RT 50°C 3,3 4,1 2,5 3,7 2,0 3,3 1,0 1,3
    4 RT 50°C 3,5 2,4 2,2 2,5 1,7 3,3 0,7 1,2

Claims (9)

  1. Verwendung einer wässrigen Zusammensetzung, enthaltend A) ein durch radikalische Polymerisation erhältliches Polymer, welches 1 bis 200 Millimol (mmol) Epoxygruppen (berechnet mit einem Molgewicht von 42 g/Mol) pro 1 kg Polymer enthält B) eine Aminoverbindung mit insgesamt mindestens 2 an ein Stickstoffatom gebundenen H-Atomen als Kaschierklebstoff, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer zu mindestens 80 Gew.-% aus C1 bis C20 Alkyl(meth)acrylaten aufgebaut ist.
  2. Verwendung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ein Emulsionspolymerisat ist und zu mindestens 80 Gew.-% aus C1 bis C10 Alkyl(meth)acrylaten aufgebaut ist.
  3. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Epoxygruppe durch Copolymerisation mit Glycidyl(meth)acrylat im Polymer enthalten ist.
  4. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aminoverbindung B) mindestens zwei Aminogruppen enthält.
  5. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aminoverbindung B) ein Molgewicht kleiner 2000 g/Mol hat.
  6. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aminoverbindung B) wasserlöslich ist.
  7. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei B) um ein Polyetheramin handelt.
  8. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge von B) 0,1 bis 10 Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile A) beträgt.
  9. Verwendung. der Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 als Kaschierklebstoffe für die Glanzfolienkaschierung, d. h. zur Verklebung von transparenten Folien mit Papier, Karton oder Folien.
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