DE1297270B - Verfahren zum waermestandfesten Verkleben von Werkstoffen - Google Patents

Description

Unter den Klebstoffen nehmen die Polymerisate methacrylamid, N - Methylol - N - methylacrylamid, aus äthylenisch ungesättigten Verbindungen, insbe- N - Methylolacrylureid, N - Methylol - N' - acryloylsondere Polymere und Copolymere auf der Basis melamin, sowie an der Methylolgruppe verätherte von Acrylestern oder Vinylestern, insofern eine Monomere dieser Art, z. B. N-Mefhylolacrylamid-Sonderstellung ein, als sie sich durch besonders 5 methyläther, N - Methylolmethacrylamid - butyläther, gute Haftung, Alterungsbeständigkeit und physiolo- Chlorhydringruppen enthaltende Monomere, wie gische Unbedenklichkeit auszeichnen und im all- 3 - Chlor - 1,2 - propandiol - 1 - acrylat, 3 - Bromgemeinen elastische und farblose Klebefugen geben. 1,2,4 - butantriol - methacrylat, 3 - Chlor - 1,2-propan-Solche Klebstoffe auf der Basis von Acrylestern oder diol -1 - vinyläther, 3 - Brom -1,2 - propandiol-l-allyl-Vinylestern werden meist durch Polymerisation aus io äther, Epoxygruppen enthaltende Monomere, wie überwiegenden Mengen, z. B. 50 bis 98 Gewichts- Glycidylacrylat und Glycidylmethacrylat oder Butenprozent, von diesen Monomeren hergestellt, wobei 2,3-epoxy-l,4-diolmonomethacrylat.
die Eigenschaften der Polymerisate oft in bekannter Bei der Herstellung der erfindungsgemäß verwen-Weise durch Mitverwendung untergeordneter Mengen deten Copolymerisate können in bekannter Weise anderer Monomerer, z.B. von Acrylnitril, Vinyl- 15 zur Modifizierung der Eigenschaften der Copolychlorid, oder durch Verwendung von Gemischen merisate auch andere Monomere mitverwendet weraus verschiedenen Vinylestern oder aus verschiedenen den, wie Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Styrol, Acryllangkettigen und kurzkettigen Estern der Acrylsäure nitril, «,^-ungesättigte Carbonsäuren, wie Acrylsäure, oder Methacrylsäure modifiziert und der jeweiligen Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconspeziellen Verwendung der Klebstoffe angepaßt wer- 30 säure, sowie ihre Salze, polymerisierbare Carbonden. Es ist auch bekannt, in kleineren Mengen polare, amide, wie Acrylamid, Methacrylamid, Maleinsäureinsbesondere carboxylgruppenhaltige Monomere bei halbamid, Ester «,/^-ungesättigter Carbonsäuren mit der Herstellung der Vinylester- und Acrylatpoly- wenigstens 4 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest, wie merisate mitzuverwenden, wodurch eine Erhöhung Dibutylmaleinat, 2-Äthyl-hexyl-methacrylat, Kokosder Haftung der Polymerisate erreicht werden soll. 25 fettalkoholacrylat, Amylfumarat, Lorolacrylat, «,/?-un-

Die bekannten Klebstoffe, die sich aus solchen gesättigte Carbonsäuren mit weniger als 4 Kohlenthermoplastischen Polymerisaten oder Copolymeri- stoffatomen im Alkoholrest, wie Methylmethacrylat, säten aufbauen, haben jedoch den Nachteil, daß Äthylacrylat, Dipropylmaleat, Vinyläther, Vinylkedie Festigkeit der mit ihnen hergestellten Verkle- tone, Halbester mehrwertiger Alkohole mit polymeribungen bei erhöhter Temperatur stark absinkt und 30 sierbaren Carbonsäuren, wie Butandiolmonoacrylat, sie daher nicht oder nur bedingt verwendbar sind, Glykolmonomaleat, Vinylsulfosäure oder deren Deriwenn die Verklebungen bei erhöhten Temperaturen vate, N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylimidazol und/oder standfest sein müssen. Als erhöhte Temperaturen N-Vinylpyridin.

werden hierbei Temperaturen zwischen 30 und etwa Die erfindungsgemäß verwendeten Copolymerisate 200° C verstanden. Wählt man andererseits solche 35 können nach bekannten Verfahren durch Emulsions-Polymerisate, die hohe Fließtemperaturen haben und polymerisation hergestellt werden, wobei man vorfolglich auch bei erhöhten Temperaturen noch eine zugsweise mehrere nichtreaktive Monomere mit hinreichende Festigkeit aufweisen, so haben diese geringen Mengen der reaktiven Monomere copolyim allgemeinen den Nachteil, daß sie bei Normal- merisiert. Die Herstellung der Copolymerisate ist temperatur nicht genügend klebrig sind. Sie eignen 40 nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung,
sich daher nur zu Heißverklebungen bei Tempera- Zur Erzielung der erfindungsgemäßen Verklebungen türen oberhalb des Fließpunktes oder als Lösungs- genügt es schon in vielen Fällen, die genannten Cokleber. Heißverklebungen sind jedoch technisch um- polymerisate allein auf die Klebflächen aufzutragen, ständlich und aufwendig. Das Verkleben mit Lösungen antrocknen zu lassen und aneinanderzufügen, um hochschmelzender Polymerisate ist schwierig, weil 45 die gewünschte wärmestandfeste Verklebung zu erhaldie Lösungsmittel im allgemeinen nur sehr langsam ten. Es ist jedoch häufig von Vorteil, wenn man den aus den Leimfugen herausdiffundieren, was lang- Copolymerisaten Reaktionsbeschleuniger, wie Säuren anhaltende Geruchsbelästigungen und eine langsame oder Basen oder säureabgebende Stoffe, zusetzt. Veränderung der VerkIebungsfestigkeitimGefolgehat. Als Reaktionsbeschleuniger kommen Mineralsäuren,

Es wurde nun gefunden, daß man Verklebungen 50 wie Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure und mit ausgezeichneter Wärmestandfestigkeit durch Auf- Salpetersäure und deren Ammoniumsalze bzw. Amine tragen wäßriger Dispersionen von als Klebstoffe an und/oder Metalloxyde und Hydroxyde, in Betracht, sich üblichen Copolymerisaten aus Vinylacetat, Vinyl- Die Auswahl der betreffenden Reaktionsbeschleuniger Propionat und/oder Estern «,/S-ungesättigter Carbon- hat sich nach der Art der im Copolymerisat enthalsäuren, die wenigstens 4 Kohlenstoffatome im Aiko- 55 tenen reaktiven Gruppierung zu richten. Auch andere höhest enthalten, auf die zu verklebenden Flächen Zusätze, wie Füllstoffe, Lösungsmittel, Weichmacher, der festen Werkstoffe erhält, wenn man Copolymeri- Pigmente, Harze, Polykondensate, Verdickungsmittel, sate dieser Art verwendet, die 0,5 bis 30 Gewichts- nichtreaktive Polymerisate, Stabilisatoren und Farbprozent an Monomeren mit N-Methylol-, N-Methylol- stoffe, können gegebenenfalls mitverwendet werden, äther-, Halogenhydrin- und/oder Epoxydgruppen ein- 60 Auch ein Zusatz polyfunktioneller Substanzen, wie polymerisiert enthalten, und die Copolymerisate vor Polyamine, Polyalkohole, methylolierte Harnstoffoder nach dem Verkleben der Werkstoffe vernetzt. und Melaminderivate bzw. deren Verätherungspro-

Als Monomere mit N-Methylol-, N-Methyloläther-, dukte sowie Urethanharze, die mit den im Copoly-Halogenhydrin- oder Epoxydgruppen, die in kleinen merisat enthaltenen reaktiven Gruppen reagieren Mengen in den Copolymerisaten enthalten sind, sind 65 können, ist manchmal von Vorteil,
beispielsweise folgende Verbindungen besonders ge- Es ist vorteilhaft und steigert gelegentlich auch eignet: N-Methylolamide von «,^-ungesättigten Car- die Wärmestandfestigkeit der Verklebungen, wenn bonsäuren, wie N-Methylolacrylamid, N-Methylol- man die Klebeflächen einer kurzen Einwirkung einer

erhöhten Temperatur aussetzt, z. B. 20 Minuten auf Temperaturen von 50 bis 200⁰C erwärmt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man fast alle Werkstoffe der Technik miteinander wärmestandfest verkleben, z. B. Steinplatten, Glasplatten, Kunststein und Keramikplatten, Holz und Furniere, Spanplatten, Faserplatten, Papier, Pergamin, Metallfolien und Bleche, Kunststoffplatten und Folien, Cellophan, Textilien und Leder.

Die Verklebung wird im allgemeinen nach den in der Klebetechnik gebräuchlichen Verfahren vorgenommen. Die Klebeflächen werden mit Copolymerisaten in Form ihrer wäßrigen Dispersionen bestrichen oder besprüht. Nach erfolgtem Auftrag läßt man gegebenenfalls ablüften oder auftrocknen oder man erwärmt gegebenenfalls die Klebeflächen. Es genügt in den meisten Fällen, wenn eine der beiden Klebeflächen mit Klebstoff versehen wird. Die beiden Klebeflächen werden häufig mit Vorteil unter Druck aneinandergefügt und gegebenenfalls ao nacherhitzt.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß man sich durch die geeignete Wahl der Copolymerisatart und der Verklebungsbedingungen den jeweils gewünschten Verarbeitungsbedingungen weitgehend anpassen kann, ohne auf die Wärmestandfestigkeit der Verklebungen verzichten zu müssen.

Überall dort, wo von Verklebungen eine besondere Wärmestandfestigkeit gefordert wird, z. B. von Klebetapeten in Ofennähe, Fußbodenklebern in Heizungsnähe und für heißbügelfeste Textilkaschierungen bringt das neue Verfahren erhebliche Vorteile. Die Vorteile der Polymerisatkleber sind mit einer wesentlich gesteigerten Wärmestandfestigkeit gekoppelt. Daneben sind die Verklebungen im allgemeinen wesentlich widerstandsfähiger gegen organische Lösungsmittel und Wasser als die herkömmlichen Polymerisatverklebungen.

Die in den Beispielen angegebenen Teile und Prozente sind Gewichtseinheiten.

Beispiel 1

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Eine etwa 50°/₀ige wäßrige Dispersion eines Mischpolymerisates aus 94% Butylacrylat, 5% 3-Chlor-1,2-propandiol-acrylat-l und 1% Acrylsäure wird mit verdünnter Kalilauge auf pH 10 gestellt. Diese Dispersion wird in bekannter Weise auf eine Polyesterfolie aufgetragen und bei Zimmertemperatur getrocknet. Die so erhaltene Klebefolie ergibt neben ausgezeichneten Hafteigenschaften eine hervorragende Wärmestandfestigkeit der Verklebung.

Die Wärmestandfestigkeit wird nach folgender Methode geprüft:

Die Klebefolie wird überlappend auf einen Metallstreifen geklebt und an dem noch freien Teil der Folie ein Gewicht von 500 g angehängt. Die Fläche der Verklebung beträgt 4 cm². Gemessen wird die Zeit, in der die Verklebung abgeschert wird. Die Temperatur beträgt 150° C Der nach Beispiell erhaltene Wert wird in der folgenden Tabelle mit einem bekannten Klebeband verglichen. Die Versuche werden über 24 Stunden ausgedehnt. Aus der Tabelle ist die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Verfahrens zu erkennen.

	Abscherzeit bei 150° C
Klebeband mit einer Klebe
schicht aus
Polyacrylsäurebutylester ..	2 Minuten
entsprechend Beispiel 1 ..	24 Stunden unver
ändert
Beispiel	2

Eine etwa 50°/_oige wäßrige Dispersion eines Mischpolymerisates aus 50% n-Butylacrylat, 43% Vinylacetat, 2% Acrylsäure und 5% 3-ChIor-l,2-propandiol-acrylat-1 wird mit verdünnter Natronlauge auf pH 10 gestellt. Die Dispersion streicht man auf einen 3 cm breiten, stark pigmentierten, gefüllten und weichmacherhaltigen Polyvinylchloridstreifen. Diesen Streifen klebt man unter leichtem Aufdrücken gleichmäßig auf eine Betonplatte, bestehend aus 1 Teil Normsand, 1,2 Teilen Normsand 2 (DIN 1164) und 1 Teil Zement (Überlappungsfläche 30 cm²).

Diese Verklebung wird bei 80° C gelagert, bis die Betonplatte diese Temperatur erreicht hat; nun wird der überstehende Teil der Kunststoffplatte abgewinkelt und mit einem 1-kg-Gewicht so belastet, daß die Abzugsrichtung im Winkel von 90° zur Verklebungsfläche steht. Die Verklebung löst sich bei 80 ⁰C erst nach 368 Minuten.

Eine gleichartige Verklebung mit einer nicht reaktiven Dispersion wird unter den gleichen Bedingungen bereits nach 54 Minuten abgelöst. Eine solche Verklebung ist z. B. der Vorteil beim Verlegen von Kunststoff-Fußböden auf Estrich.

Beispiel 3

Eine etwa 50%ige wäßrige Dispersion eines Mischpolymerisates aus 70% Methylacrylat, 24% Butylacrylat und 6% 3-Chlor-l,2-propandiol-acrylat-l wird mit verdünnter Natronlauge auf pH 10 gestellt. Diese Dispersion rakelt man auf eine Folie aus Polyurethanschaum, so daß ein KunststofTauftrag von etwa 60 bis 75 g/m² entsteht, und kaschiert auf die Polyurethanschaumfolie ein Baumwollgewebe unter einem Druck von etwa 0,05 kg/cm².

Die Kaschierung besitzt eine ausgezeichnete Wärmestandfestigkeit, wie folgende Prüfung zeigt:

Streifen mit den Abmessungen von 2 · 5 cm werden bei 150 ⁰C getrennt, indem man das Gewebe unter der Belastung von 200 g tangential abschält. Die Kaschierung wird unter diesen Bedingungen erst nach 15 Minuten unter Zerstörung der Schaumfolie bei fast vollständigem Materialausriß gelöst. Bei Anwendung einer entsprechenden, aber nicht reaktiven Dispersion wird die Kaschierung bei 150° C unter 100 g Belastung schon nach 3 Sekunden gelöst.

Beispiel 4

Eine etwa 50%ige wäßrige Dispersion eines Mischpolymerisates aus 93% Butylacrylat, 6% 3-Chlor-1,2-propandiol-acrylat-l und 1% Acrylsäure wird mit verdünnter Natronlauge auf pH 10 gestellt. Mit dieser Dispersion beschichtet man gehobeltes Buchenholz, so daß ein Kunststoffauftrag von etwa 20 bis 30 g/m² entsteht, und kaschiert 2 cm breite Streifen einer Polyesterfolie mit einer Klebefläche von 3 · 2 cm unter leichtem Druck. Die Kaschierungen werden bei Zimmertemperatur getrocknet und besitzen hervorragende Wärmestandfestigkeit.

Claims (1)

1. Man belastet bei 120⁰C den überstehenden Streifen der Polyesterfolie mit einem 100-g-Gewicht so, daß die Abzugsrichtung im Winkel von 90° C zur Verklebungsfläche steht. Unter diesen Bedingungen wird der Polyesterstreifen nach 4 Minuten gelöst, während bei Verwendung einer gleichartigen, aber nicht vernetzbaren Dispersion die Verklebung schon nach 10 Sekunden gelöst wird.

   Beispiel5

   Eine etwa 50%ige wäßrige Dispersion eines Mischpolymerisates aus 70°/o Methylacrylat, 24% Butylacrylat und 6% 3-Chlor-l,2-propandiol-acrylat-l wird auf pH 10 gestellt und zur Beschichtung von Polyesterfolien mit einem KunststofFauftrag von etwa 20 bis 22 g/m² verwendet. Die Trocknung erfolgt bei Zimmertemperatur. 2 cm breite Streifen dieser beschichteten Folie mit einer Verklebungsfläche von 3'2cm werden bei 70°C unter Anwendung eines kurzzeitig und leichten Druckes auf käufliches ao Schwarzblech kaschiert.

   Die Prüfung zeigt eine sehr gute Wärmestandfestigkeit der Kaschierung:

   Die Polyesterstreifen werden bei 150° C mit einem

   Gewicht von 100 g so belastet, daß die Abzugsrichtung einen Winkel von 90° bildet. Die Lösung der Verklebungen erfolgt unter diesen Bedingungen nach 65 Sekunden, während mit einer nicht reaktiven Dispersion hergestellte Verklebungen unter diesen Bedingungen schon nach einer Belastungsdauer von Sekunden getrennt werden.

   Patentanspruch:

   Verfahren zum wärmestandfesten Verkleben von Werkstoffen durch Auftragen wäßriger Dispersionen von als Klebstoffe üblichen Copolymerisaten aus Vinylacetat, Vinylpropionat und/oder Estern «,/^-ungesättigter Carbonsäuren, die wenigstens 4 Kohlenstoffatome im Alkoholrest enthalten, auf die zu verklebenden Flächen der festen Werkstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß man Copolymerisate dieser Art verwendet, die 0,5 bis 30 Gewichtsprozent an Monomeren mit N-Methylol-, N-Methyloläther-, Halogenhydrin- und/oder Epoxydgmppen einpolymerisiert enthalten und die Copolymerisate vor oder nach dem Verkleben der Werkstoffe vernetzt.