DE1769440C3 - Kleben von nichtporösen Werkstoffen mit poljfunktionellen aromatischen Cyansäureestern - Google Patents
Kleben von nichtporösen Werkstoffen mit poljfunktionellen aromatischen CyansäureesternInfo
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Description
dunsten der gegebenenfalls in der Klebschicht vorhandenen Lösungsmittel werden die Klebflächen unter
innigen Kontakt in der erforderlichen Lage Fixiert und die Klebung zur Härtung eine ausreichende Zeit auf
Temperaturen bis 250° C erhitzt Eine Variante des Klebeverfahrens kann darin bestehen, daß das pulverförmige Klebemittel auf bereits erhitzte Klebeflächen
gebracht wird.
Bei dem in jedem Falle zur Aushärtung der Klebung erforderlichen Erhitzen kann bei Verwendung monomerer, niedrigschmelzender Cyansäureester das Klebemittel unter Umständen gelegentlich aus, der Klebfuge
austreten, und es können als Folge Fehlklebungen
resultieren. Mit Vorteil werden daher oft Cyansäureester-Vorpolymerisate verwendet Aus 4,4'-Dicyanatodiphenyl-dimethyl-methan lassen sich z.B. derartige
Vorpolymerisate, die bei 20° C hochviskoses oder gar fest sein können, durch einfaches, mehrstündiges
Erhitzen auf 50 bis J 50° C herstellen. Die so erhaltenen Vorpolymerisate sied noch löslich und können wie die
erfindungsgemäß verwendeten Cyansäureester selbst gelöst z- B. in Aceton, auf die zu verbindenden Flächen
aufgebracht werden.
Den erfindungsgemäß zu verwendenden Cyansäureestern bzw. ihren Vorpolymerisaten, die auch allein, wie
schon ausgeführt mit besonderem Verteil eingesetzt werden, können zur Modifizierung andere Produkte,
z. B. Füllstoffe wie Quarz-, Schiefer-, Asbestmehl oder Korundpulver, Metallpulver oder auch Plastifiziermittel,
zugegebenen werden. Durch gegebenenfalls zugefügte Katalysatoren könnet weiterhin die erforderlichen
Härtetemperaturen gesenkt bzw. .-"'-e Härtezeiten
verkürzt werden.
4,4'-Dicyanato-diphenyl-dimethyi-mel} \n wird auf
geschmolzen und 48 Stunden auf 120° C erhitzt Dabei bildet sich aus der zunächst dünnflüssigen Schmelze ein
in der Hitze hochviskoses Vorpolymerisat das beim Abkühlen zu einem spröden Harz erstarrt Dieses Harz
wurde, 60gew.-%ig in Aceton gelöst als Klebmittel verwendet
Aus den zu klebenden Materialien Bondur (Al-Cu-MgO-Legierung, Materialstärke 1,0 mm), Stahl (Materialstärke 0,15 mm), Kupfer (Materialstärke 1,0 mm) und
einem aus 4,4'-Dicyanato-diphenyl-dimethyl-methan hergestellten, mit Glasgewebe verstärktem Kunststoff
(Materialstärke 4,0 mm), der in der nachfolgenden Tabelle als Kunststoff, hochtemperaturbeständig, bezeichnet ist wurden für die Herstellung von Prüfkörpern 9 cm lange und 2 cm breite Streifen geschnitten.
Die Metalle wurden zunächst mit Trichloräthylen sorgfältig entfettet Stahl, Kupfer und Kunststoff
wurden anschließend gründlich mit Schmirgel der Körnung 100 gerauht Die Al-Cu-Mg-Legierung wurde
nach dem Pickling-Verfahren mit einer Lösung aus 27,5 Gewichtsteilen konzentrierter Schwefelsäure, 7,5 Gewichtsteilen Natriumdichromat und 65,0 Gewichtsteilen
destilliertem Wasser 20 Minuten bei 70° C gebeizt dann
gründlich mit destilliertem Wasser abgespült und
anschließend bei 70° C getrocknet
Das oben beschriebene Klebemittel wurde mit einem Pinsel aufgetragen und die Klebaufstriche 1 Stunde zum
Abdunsten des darin enthaltenen Acetons offen gelagert Die 1 cm2 einfach überlappten Klebungen
wurden unter einem Druck von 1 kp/cm21 Stunde auf
250° C erhitzt und dann 1 Tag bei 20° C gelagert
Sodann wurden die Klebungen 3 Stunden auf die in der nachstehenden Tabelle angegebenen Temperaturen
erhitzt und ihre Scherfestigkeit sofort im Scherversuch bei einer Spindelvorschubgeschwindigkeit von
20 mm/min ermittelt Dabei ergaben sich folgende Resultate:
| Material | Prüf | Scher |
| temperatur | festigkeit | |
| AI-Cu-Mg-Legierung | - 6O0C | 171 kp/cm2 |
| Al-Cu-Mg-Legierung | + 200C | 205 kp/cm2 |
| Al-Cu-Mg-Legierung | +200°C | 220 kp/cm2 |
| Al-Cu-Mg-Legierung | +2500C | 215 kp/cm2 |
| Al-Cu-Mg-Legierung | +3000C | 280 kp/cm2 |
| Stahl | - 6O0C | 155 kp/cm2 |
| Stahl | + 20°C | 180 kp/cm2 |
| Stahl | +3500C | 230 kp/cm2 |
| Kupfer | - 6O0C | 167 kp/cm2 |
| Kupfer | + 20cC | 162 kp/cm2 |
| Kupfer | + 1500C | 174 kp/cm2 |
| Kunststoff, | - 6O0C | 250 kp/cm2 |
| hochtemperaturbeständig | ||
| Kunststoff, | + 200C | 240 kp/cm2 |
| hochtemperaturbeständig | ||
| Kunststoff, | +200 C | 245 kp/cm2 |
| hochtemperaturbeständig | ||
| Kunststoff, | +250 C | 240 kp/cm2 |
| hochtemperaturbeständig |
Die Elastizität der Klebschicht wurde im Torsionsschwingversuch nach DlN 53 445 ermittelt.
-lOOC
+ 20C
+ 100C
+20OX
+250 C
1 · 10"l0 dyn/cm2
1 · IO~10 dyn/cm2
9 · 10"9 dyn/cm2
8 · 10"9 dyn/cm2
7 ■ 10"9 dyn/cm2
Die erfindungsgemäß verwendeten Klebemittel können allgemein zum Kleben von Werkstoff nicht poröser
Natur, u. a. von Materialien, Glas, Porzellan, keramischen Materialien, Glimmer, hochwärmebeständigen
Kunststoffen, Verwendung finden.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verwendung von polyfunktionellen aromatischen Cyansäureestern oder daraus durch thermische Behandlung hergestellten Vorpolymerisaten zum Kleben von nicht porösen Werkstoffen.Zum Kleben nicht poröser Werkstoffe sind Klebstoffe auf sehr unterschiedlicher Polymerbasis verfügbar. Sie werden entsprechend den jeweiligen Forderungen der Praxis, z.B. hinsichtlich der Festigkeit und Beständigkeit der Klebungen, z. B. gegen Wasser, Säuren, Laugen, Salzlösungen, öle, Fette oder organische Lösungsmittel verschiedenster Art, eingesetztEine besondere Bedeutung kommt dabei der Festigkeit der Klebungen und der Elastizität der Klebschichten innerhalb eines möglichst weiten Temperaturbereiches zu, da auf zahlreichen Gebieten, z. B. in der Luftoder Raumfahrt, Klebungen nicht poröser Werkstoffe sowohl sehr hohen wie verhältnismäßig tiefen Temperaturen ausgesetzt sind. Einige der bekannten Klebstoffe, z. B. auf Polyurethanbasis, liefern Klebungen, die selbst bei tiefen Temperaturen (-50 bis -1000C) noch eine ausgezeichnete Festigkeit besitzen, deren Festigkeit aber im Temperaturbereich von 100 bis 200° C auf ein für die Praxis völlig unzureichendes Niveau absinkt Klebungen mit anderen Klebstoffen, z. B. auf Epoxidharz-Basis, zeigen wiederum eine sehr hohe Festigkeit im Temperaturbereich von 100 bis 300° C, bei tieferen Temperaturen sinkt ihre Festigkeit jedoch, vor allem schon bei verhältnismäßig geringer Schälbeanspruchung, der Klebungen in der Praxis stets ausgesetzt sind erheblich ab, insbesondere deswegen, weil sich bei diesen Temperaturen die Elastizität sehr stark verringert.Es wurde nun gefunden, daß man nicht poröse Werkstoffe verkleben kann, wobei die Klebungen im weiten Temperaturbereich von unter -100° C bis über +300"C eine praktisch gleichbleibende hohe Festigkeit bei ausgezeichneter, ebenfalls nahezu gleichbleibender Elastizität aufweisen, wenn man als Kleber polyfunktionelle aromatische Cyansäureester oder vorzugsweise daraus durch thermische Behandlung hergestellte Vorpolymerisate verwendet. Dabei erhitzt man die Klebung längere Zeit auf ausreichende Temperaturen. Während des Erhitzens verwandeln sich die verwendeten polyfunktionellen, aromatischen Cyansäureester in starkvernetzte, hochmolekulare Polytriazine.Von besonderem Vorteil ist dabei bei den bei diesem Verfahren als Klebemittel verwendeten Cyansäureestern ihre einfache Verarbeitbarkeit und ihre ausge- 5; zeichnete Lagerstabilität, insbesondere die ihrer Vorpolymerisate. Diese Cyansäureester und ihre Vorpolymerisate liefern Klebungen hoher Festigkeit und Wärmebeständigkeit ohne jedwede Zusätze durch bloßes Erhitzen auf eine ausreichende Temperatur. Damit ho entfällt die Gefahr einer im Laufe der Zeit einsetzenden Korrosion zwischen Klebschicht und Werkstoff durch saure oder basische Stoffe, wie sie zahlreichen aus dem Stand der Technik bekannten Klebstoffen zur Härtung zugesetzt werden müssen, die, insbesondere bei Metallklebungen, die Festigkeit der Klebungen erheblich herabsetzen oder gar aufheben können. Ebenfalls resultiert durch die Abwesenheit basischer oder saurer Härtesubstanzen eine sehr hohe Beständigkeit der Klebungen gegen kaltes und heißes Wasser sowie gegen Säuren und Laugen. Die im Klebmittel vorhandenen reaktionsfähigen Cyanatgruppen vermitteln häufig auch eine Haftung an Werkstoffen, z. B. hochwärmebeständigen Kunststoffen, die sich mit anderen Klebmitteln nicht erreichen läßtAls erfindungsgemäß zu verwendende Klebemittel lassen sich allgemein polyfunktionelle aromatische Cyansäureester verwenden, wie sie z.B. in der deutschen Patentschrift 12 20132 beschrieben sind. Bevorzugte Anwendung finden polyfunktionelle Cyansäureester von Phenol-Formaldehyd-Kondensaten des Novolak-Typs, die nach DT-AS 12 51 023 hergestellt werden können, insbesondere aber 4,4'-Dicyanato-diphenyl-alkane, wie sie in der DT-AS 1190184 beschrieben sind. Unter diesen ist wiederim das 4,4'-Dicyanato-diphenyl-dimethyl-methan besonders interessant, weil es klebtechnisch sehr vorteilhaft zu verwendende Vorpolymerisate zu bilden vermag.Aus der DT-AS 12 51 023 ist es bekannt, polyfunktionelle aromatische Cyansäureester von Phenolen als Zwischenprodukte für die Herstellung von Klebstoffen einzusetzen. Es wird jedoch keine Aussage darüber gemacht, wie diese Cyansäureester modifiziert werden müssen, um als Klebstoff zum Kleben nicht poröser Werkstoffe geeignet zu sein. Es findet sich auch kein Hinweis darüber, daß die polyfunktionellen aromatischen Cyansäureester selbst (ohne Modifizierung) für diesen Zweck eingesetzt werden können.Der DT-AS 11 90 184 ist ein Verfahren zur Herstellung von hochmolekularen Polytriazinen aus polyfunktionellen Cyansäureestern mehrwertiger Phenole zu entnehmen. Diese Cyansäureester polymerisieren sehr leicht, und zwar bei Temperaturen von 0 bis 200° C. Dabei werden hochmolekulare, hochschmelzende Polytriazine gebildet, die in gebräuchlichen Lösungsmitteln unlöslich sind (vergleiche DT-AS 11 90 184, Spalte 3, Zeilen 1—9). Schon allein aufgrund des hohen Schmelzpunkts und des Löslichkeitsverhaltens sind derartige Polymerisate als Klebstoffe nicht geeignet. Ferner findet sich in dieser Schrift kein Hinweis, ob diese Polymerisate noch Klebeigenschaften besitzen.Demgegenüber sind erfindungsgemäß zu verwendende Vorpolymerisate in Lösungsmitteln wie Aceton, Toluol löslich, besitzen noch reaktionsfähige Cyanatgruppen und eignen sich sehr gut zum Kleben nicht poröser Werkstoffe.Da in der DT-AS 11 90 184 die erfincjngsgemäß zu verwendenden Vorpolymerisate nicht beschrieben sind und auch nicht angedeutet wird, ob die leicht ablaufende Polymerisation unterbrochen werden kann und lagerstabile und leicht zu handhabende Vorpolymerisate mit Klebeigenschaften erhalten werden können, muß der Gegenstand der vorliegenden Erfindung als nicht vorhersehbar und das Ergebnis als überraschend gewertet werden.Zur Ausführung von Klebungen können die erfindungsgemäß zu verwendenden Cyansäureester als Pulver oder auch in geeigneten Lösungsmitteln, z. B. Aceton, Methyläthylketon oder Toluol, gelöst auf die zuvor in geeigneter Weise, z. B. durch Entfetten mit organischen Lösungsmitteln, gereinigten oder, z. B. durch Rauhen oder chemisches Beizen, vorbehandelten, zu verbindenden Flächen aufgebracht werden. Dies kann, soweit das Klebemittel flüssig ist, mit Pinsel, Rakel, Spachtel oder einem anderen geeigneten Auftraggerät geschehen. Nach weitestgehendem Ab-
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|---|---|---|---|
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19681769440 Expired DE1769440C3 (de) | 1967-08-29 | 1968-05-24 | Kleben von nichtporösen Werkstoffen mit poljfunktionellen aromatischen Cyansäureestern |
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-
1968
- 1968-05-24 DE DE19681769440 patent/DE1769440C3/de not_active Expired
Also Published As
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|---|---|
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |