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DE2531085C2 - Extrudierbarer Klebstoff - Google Patents

Extrudierbarer Klebstoff

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DE2531085C2
DE2531085C2 DE2531085A DE2531085A DE2531085C2 DE 2531085 C2 DE2531085 C2 DE 2531085C2 DE 2531085 A DE2531085 A DE 2531085A DE 2531085 A DE2531085 A DE 2531085A DE 2531085 C2 DE2531085 C2 DE 2531085C2
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DE2531085A
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Heinrich Dr. 4540 Lengerich Beck
Lothar 7931 Öpfingen Schmidt
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Bischof & Klein Verpackungswerke 4540 Lengerich De
UZIN WERK GEORG UTZ KG 7900 ULM DE
Original Assignee
Bischof & Klein Verpackungswerke 4540 Lengerich De
UZIN WERK GEORG UTZ KG 7900 ULM DE
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen extrudierbaren Klebstoff enthaltend Kautschuk, Fallstoff, Mineralöl und Haiz. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung dieses extrudierbaren Klebstoffs sowie Verwendungsmöglichkeiten dieses Klebstoffs.
Es sind bereits verschiedene Klebstoffe bekannt, z. B. Leime, Kleister, Papp, Bindemittel, Klebdispersionen, Klebkitt, Klebelösungen, Klebzement, Lösungsmittelkleber, Reaktionskleber, Heißsiegelkleber, Trockenkleber, Festkleber, Heißkleber, Kontaktkleber und Naßkleber.
Aus der DE-OS 15 94 267, die Klebstoffzubereitungen auf der Basis von Blockmischpolymerisaten betrifft, ist bereits ein Klebstoff bekannt, der aus einem Kautschuk, Fallstoffen, Mineralöl und Harzen besteht
Die technisch wichtigsten Klebstoffe werden als Lösungen, Suspensionen, Emulsionen, Dispersionen etc. oder aus der Schmelze auf Substrate, z. B. Träger wie Folien etc. aufgebracht.
Diese Verfahrensweise weist insbesondere Nachteile im Hinblick auf die Brennbarkeit, Explosionsgefahr, physiologische Bedenklichkeit auf, wenn es sich um lösemittelhaltige Klebstoffe handelt Ein weiterer großer Nachteil liegt darin, daß das Lösungsmittel wieder entfernt werden muß, damit der eigentliche Klebstoff-Film zurückbleibt. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß man die zu verbindenden Teile noch eine Zeit lang trocknen bzw. liegen läßt, bis die flüchtigen Stoffe ganz oder zum großen Teil abgedunstet sind. Meistens muß jedoch das Lösungsmittel abgedampft werden, oft auch unter Verwendung von Heißluft, Infrarotstrahlung etc. und aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und des Umweltschutzes in technologisch aufwendigen Adsorptionsund R'ickgewinnungsanlagen zurückgewonnen werden.
Bei wasserhaltigen Klebstoffen ist durch die langsame Verdunstung des Wassers eine längere und damit kostenaufwendigere und zeitaufwendige Trockenstrecke erforderlich. Außerdem ist bei wasserhaltigen Klebstoffen die Benetzung und damit ein gleichmäßiger Klebstoffauftrag, insbesondere auch bei Kunststoffen als Trägermaterial, deutlich eingeschränkt
Schmelzklebstoffe haben den Nachteil, erst nach genügend hoher Wärme- bzw. Energiezufuhr verarbeitbar zu sein. Durch die ständig notwendige Beheizung treten verhältnismäßig leicht Zersetzungserscheinungen (Vercrackung) auf. Dies führt zu Arbeitsunterbrechungen, z. B. durch Verstopfung der Auftragsgeräte etc.
Vorgenannte Nachteile haben volle Gültigkeit auch für Haftklebstoffe, wie insbesondere für Haftklebstoffe zur Herstellung von Isolier- und Klebebändern. Für die Herstellung von Isolier- und Klebebändern werden bis heute Haftklebstoffe auch aus Lösungen von natürlichem oder synthetischem Kautschuk mit natürlichen oder synthetischen Harzen gelöst in organischen Lösungsmitteln auf die Träger, z. B. Gewebe, Folien und Kunststofffolien aufgetragen.
Auch bei wasserhaltigen Klebstoffen als Haftklebstoff zur Herstellung von Isolierfolien und Klebebändern gelten die genannten Nachteile, wobei die Benetzung, der gleichmäßige Klebstoffauftrag und die gleichmäßige Haftung:, insbesondere bei Kunststoffen als Trägermaterial, deutlich eingeschränkt ist.
Bei Schmelzklebstoffen kommt neben den genannten Nachteilen für die Herstellung von Isolier- und Klebebändern hinzu, daß diese Klebstoffe bzw. Haftklebstoffe thermoplastisch sind und bleiben, weshalb sich spätere Temperatureinflüsse oder Belastungen anderer Art deutlich nachteilig auswirken. Der Auftrag eines Schmelzklebstoffes als Haftklebstoff bei den erforderlichen höheren Temperaturen (die etwa zwischen +12O0C und 200° C, vorzugsweise aber zwischen +135° C und 185° C liegen) auf eine Kunststoff-Folie als Trägermaterial hat auch den Nachteil, daß sich diese Kunststoff-Folie verformt und nicht maßhaltig bleibt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die angeführten Nachteile zu vermeiden, insbesondere also einen Klebstoff bzw. Haftklebstoff zu schaffen, der ohne Verwendung von Lösungsmitteln und Wasser und ohne geschmolzen werden zu müssen mittels einer Breitschlitzdüse im Extrusions-Beschichtungsverfahren auf die vorgefertigte Trägerbahn, ζ. B. aus thermoplastischem Material, oder durch Koextrudieren der thermoplastischen Trägerbahn und des Haftklebstoffes mittels einer Zweischicht-Breitschlitzdüse oder vorzugsweise durch Koextrusion der thermoplastischen Trägerbahn und des Haftklebstoffes mittels einer Zweischichtringdüse im Folienblasverfahren aufgetragen wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Klebstoff gelöst, der durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet ist.
Vorzugsweise besteht der erfindungsgemäße extrudierbare Klebstoff aus
57,480 Gew.-% Butylkautschuk bestehend aus einem Mischpolymerisat aus 95—98Gew.-% Isobutylen mit 2—5Gew.-% Isopren mit einem Ungesättigtkeitsgrad in Mol-% von 1,5—2,0 und einer Mooney-Viskositätvon50—80 bei +1000C
9,345 Gew.-% aktivem Acetylenruß oder Furnace-Ruß mit einer Oberfläche von ca. 30—150 mVg
9,345 Gew.-% aktivem, gefülltem oder pyrogen hergestelltem Siliziumdioxid mit einer Oberfläche von 20-20OmVg
3,738 Gew.-% aktivem Zinkoxid mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von ca. 50 πιμ und einer Siebfeinheit, bei welcher über 99 Gew.-% ein Sieb von 10 000 Maschen pro cm2 passieren
2,803 Gew.-% eines Mineralöls mit einem Aiomatengehalt bis zu 10Gew.-% und einer Viskosität von 70-90 cSTbei +200C
9,813 Gew.-% 9,813 Gew. -% eines nicht reaktiven und nicht hitzereaktiven Phenol-Formaldehyd-Kondensats mit einem Methylolgehalt von ca. 0,3—1,0 Gew.-°/o bzw. eines entsprechenden Phenolharzes mit einem Erweichungspunkt zwischen ca. +80"C und 120"C
7,009 Gew.-°/o eines thermoplastischen aliphatischen Kohlenwasserstoffharzes mit einem überwiegenden Gehalt an Cs-Olefinen, einem Molekulargewicht von ca. 1500 und einem Erweichungspunkt von + 70°C-110°Cund
0.467 Gew.-°/o Stearinsäure.
Der erfindungsgemäße Klebestoff kann als Strang, Band oder Granulat mit oder ohne Umhüllung oder Trennmittel (Polyäthylenfolie) verwendet werden.
Der extrudierbare Klebstoff wird erfindungsgemäß dadurch hergestellt, daß zunächst die gesamte Menge des
Kautschuks in einen Dispersionskneter mit Stempel gegeben wird, wobei der Dispersionskneter beheizt ist und eine Temperatur von etwa +90—1-1100C aufweist, daß der Kautschuk unter diesen Bedingungen etwa 2—3 Minuten geknetet und zerkleinert wird, daß weiterhin die Hälfte des Siliziumdioxids bei 130° C zugegeben und die Masse weitere 3—5 Minuten geknetet wird, daß danach das restliche Siliziumdioxid bei 130—140° C zugegeben und die Masse weitere 3—5 Minuten geknetet wird, daß die Masse auf 160— 1700C erhitzt und je die Hälfte des Rußes und der beiden Harze (Phenol-Formaldehyd-Kondensat und thermoplastisches Kohlenwasserstoffharz) zugegeben und die Masse weitere 3—5 Minuten geknetet wird, daß der restliche Ruß und die Gesamtmenge des aktiven Zinkoxids bei 180°C—2000C zugegeben und die Masse weitere 5—10 Minuten geknetet wird, daß dann die andere Hälfte der beiden Harze und die Gesamtmenge des Mineralöls bei 180° C— 2000C zugegeben und die Masse weitere 3—5 Minuten geknetet wird, daß nach Abkühlen der Masse auf 160—170° C die Stearinsäure zugegeben und die Masse weitere 3—5 Minuten geknetet wird und daß schließlich der fertige Klebstoff ausgetragen, in eine verarbeitbare Form gebracht und abgekühlt wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen:
In der folgenden Tabelle 1 sind fünf verschiedene Mischungen zusammengestellt
Tabelle 1
100,0 100,000 100,0 100.0 100,0
Der Klebstoff gemäß Beispiel 1 hat bei einem gemessenen Schmelzindex von etwa 23 ein überdurchschnittliches Extrusionsverhalten, hat aber nur mäßiges Kohäsionsverhalten.
Der Klebstoff gemäß Beispiel 2 hat bei einem gemessenen Schmelzindex von etwa 15 hervorragende Extrudierfähigkeit, bei gleichzeitig sehr guten Verformungswerten und Adhäsionseigenschaften, mit besonders guter Eignung für das weiter unten beschriebene Verfahren zur Herstellung von Klebebändern.
Der Klebstoff gemäß Beispiel 3 hat bei einem gemessenen Schmelzindex von etwa 7 bereits gute Extrudierfähigkeit, bei auch sonst guten Verformungswerten.
Der Klebstoff gemäß Beispiel 4 hat bei einem gemessenen Schmclzindex von etwa 6 ebenfalls bereits gute Extrudierfähigkeit, bei auch sonst guten Verformungswerten.
Der Klebstoff gemäß Fig.5 hat bei einem gemessenen Schmelzindex von etwa 3 soeben noch brauchbare Extrudierfähigkeit, jedoch ein ausgezeichnetes Kohäsionsverhalten.
Ganz besonders günstig kann der erfindungsgemäßc Klebstoff zur Beschichtung bzw. Imprägnierung von Klebebändern verwendet werden.
Unter Klebebändern versteht man dünne, biegsame Unterlagen, wie z. B. Streifen aus Papier, Cellophan, Kunststoff, Gewebe u. dergl. meist in Rollenform, die mit Klebstoffen, insbesondere Haftklebstoffen beschichtet oder imprägniert sind und als Verschlußstreifen, zum Kleben von Furnieren, zum Verschließen von Behältern, als medizinisches Verbandsmaterial, als Isoliermaterial in der Elektroinstallation u. dergl. Verwendung finden.
Insbesondere kann der erfindungsgemäße Klebstoff als Haftklebsloff für Klebebänder als Korrosionsschutzbandagen z. B. Metallrohre zur Erdöl- oder Gasbeförderung verwendet werden.
Obwohl es sich bei dem erfindungsgemäßen Klebstoff um ein Produkt handelt, das an Oberflächen durch einfaches Andrücken haftet bzw. klebt, kann zur weiteren Verstärkung des Haft- bzw. Klebeeffektes ein Primer als Grundiermittel bzw. Haftvermittler auf dem mit dem Klebeband zu versehenden Gegenstück verwendet werden, wodurch auch eine besonders gute Barriereschicht bzw. Abdichtung erreicht wird.
Wegen seiner Eigenklebrigkeit empfiehlt es sich, den erfindungsgemäßen Klebstoff in eine spezielle verarbeitbare Form zu bringen. Hierzu wird erfindungsgemäß der Klebstoff z. B. aus dem Herstellungsgefäß mittels einer Fördervorrichtung, z. B. einer Schnecke, entnommen und zu einem Extruder transportiert. Mittels des Extruders wird der Klebstoff zu einem Strang oder Band geformt. Dieser Strang oder Band wird mit einem Trennmittel, z. B. einer dünnen Polyäthylenfolie, umhüllt und anschließend z. B. auf einer Rolle aufgewickelt.
Es besteht auch die Möglichkeit, den erfiridungsgemäßen Klebstoff zu granulieren und bis zur weiteren Verwendung als Granulat aufzubewahren.
Mit den auf diese Weise vorbereiteten Klebstoffsträngen oder Bändern bzw. Klebstoffgranulaten wird dann
Beispiel 2 3 4 5
Ansatz: Nr. Gew.-% Gew.-% Gew.-% Gew.-%
1 57,480 61,5 62,5 74,0
Gew.-% 3.738 3,0 3.0 2,0
Butylkautschuk 40,0 9345 10,0 10.0 5,0
aktives Zinkoxid 6,0 9,345 10,0 10.0 5,0
aktives Siliziumdioxid 13,0 2,803 3,0 3,0 2,0
Acetylenruß 20,0 7,009 5,0 4,0 5,0
Mineralöl 9,0 0,467 0,5 0,5 1,0
Kohlenwasserstoffharz 4,0 9,813 7.0 7,0 6,0
Stearinsäure 4,0
Phenolharz 4,0
der zur Beschichtung bzw. Imprägnierung von Klebebändern etc. vorgesehene Extruder gefüttert. Dieser trägt den erfindungsgemäßen Klebstoff mittels einer Breitschlitzdüse im Extrusions-Beschichtungsverfahren auf die vorgefertigte Trägerbahn, z. B. aus thermoplastischem Material, oder durch Koextrudieren der thermoplastischen Trägerbahn und des erfindungsgemäßen Klebstoffes mittels einer Zweischicht-Breitschlitzdüse, oder vorzugsweise durch Koextrusion der thermoplastischen Trägerbahn und des erfindungsgemäßen Klebstoffes mittels einer Zweischicht-Ringdüse im Folienblasverfahren auf.
Der erfindungsgemäße Klebstoff ist in seinem Kohäsionsverhalten so eingestellt, daß er einerseits bei den damit hergestellten Klebebändern durch mechanische Einflüsse und/oder Temperatureinflüsse keine nachteilige plastische Verformung bzw. Fließen zeigt, andererseits aber ausgezeichnete Extrudierbarkeit bei optimaler Klebfähigkeit bzw. Adhäsionsverhalten hat. ,
Erreicht wurden diese Eigenschaften durch gezielte Kombination der erfindungsgemäßen Bestandteile des Klebstoffs. Dabei wurden auch die Füllstoffe ihrer Art und Menge nach gezielt eingesetzt. Die Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Klebstoffs, insbesondere des Klebstoffs gemäß Anspruch 4, wurde nach Durchführung vieler Reihenversuche gefunden. Mitbeteiligt für den Erhalt dieser Eigenschaften ist auch das vorstehend beschriebene Herstellungsverfahren, bei welchem insbesondere durch das eingesetzte aktive Zinkoxid und die eingesetzte aktive Kieselsäure (Siliziumdioxid) sowie den eingesetzten aktiven Ruß eine dem günstigen und optimalen Extrusionsverhalten entsprechende Vernetzung oder Struktur herbeigeführt wird.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Klebstoffs besteht in seiner Extrudierbarkeit.
Weiterhin besitzt der erfindungsgemäße Klebstoff eine äußerst geringe Gasdurchlässigkeit, ausgezeichnete Licht-, Oxidations- und Ozonbeständigkeit, gute Dauerbiegefestigkeit und ausgezeichnete dynamische Eigenschäften, wie z. B. Rückprallelastizität.
Weiterhin ist die Klebkraft bzw. das Adhäsionsverhalten in der Weise ausgewogen, als der erfindungsgemäße Klebstoff zwar hervorragende Haftungseigenschaften besitzt, jedoch trotzdem ein leichtes Abziehen der jeweils erforderlichen Klebbandlänge von der Rolle ermöglicht, ohne auf der Rückseite des Klebebandes Rückstände zu hinterlassen.

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Extrudierbarer Klebstoff, enthaltend Kautschuk, Füllstoff, Mineralöl und Harz, dadurch gekennzeichnet, daß er aus
40—79 Gew.-% natürlichem oder synthetischem Kautschuk
4—30 Gew.-% aktivem Ruß mit einer Oberfläche von ca. 30 — 150 m2/g
4—30 Gew.-% aktivem Siliziumdiqxid mit einer Oberfläche von ca. 20—200 m2/g
ίο 2—8Gew.-% aktivem Zinkoxid mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von ca. 50 ηιμ und einer
Siebfeinheit, bei welcher über 99 Gew.-% ein Sieb von 10 000 Maschen pro cm2 passieren 2—10Gew.-% eines Mineralöles mit einem Aromatengehalt bis zu 10Gew.-% und einer Viskositä; von
70-9OcST bei+200C
4—20 Gew.-% eines nicht reaktiven und nicht hitzereaktiven Phenol-Formaldehyd-Kondensats mit einem Methylolgehalt von 03— l,0Gew.-% bzw. eines entsprechenden Phenolharzes mit einem
Erweichungspunkt zwischen ca. +80° C und 120° C
4—20 Gew.-% eines thermoplastischen aliphatischen Kohlenwasserstoffharzes mit einem überwiegenden Gehalt an Cs-Olefinen, einem Molekulargewicht von ca. 1500 und einem Erweichungspunkt von+70°Cbis 1100C und
0,3-4 Gew.-% Fettsäure
besteht
2. Klebstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus
57,480 Gew.-% Butylkautschuk bestehend aus einem Mischpolymerisat aus 95—98 Gew.-% Isobutylen mit 2—5Gew.-% Isopren mit einem Ungesättigtkeitsgrad in Mol-% von 1,5—2,0 und einer Mooney-Viskosität von 50—80 bei +1000C
9,345 Gew.-% aktivem Acetylenruß oder Furnace-Ruß mit einer Oberfläche von ca. 30—150 m2/g
9,345 Gew.-% aktivem, gefälltem oder pyrogcn hergestelltem Siliziumdioxid mit einer Oberfläche von 20-200 m2/g
3,738 Gew.-% aktivem Zinkoxid mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von ca. 50 ιτιμ und einer Siebfeinheit, bei welcher über 99 Gew.-°/o ein Sieb von 10 000 Maschen pro cm2 passieren
2,803 Gew.-% eines Mineralöls mit einem Aromatengehalt bis zu 10Gew.-% und einer Viskosität von
70-9OcST bei+20°C
9,813 Gew.-% eines nicht reaktiven und nicht hitzereaktiven Phcnol-Formaldehyd-Kondensats mit einem
Methylolgehalt von ca. 0,3—1,0 Gew.-% bzw. eines entsprechenden Phenolharzes mit einem Erweichungspunkt zwischen ca. +8O0C und 1200C
7,009 Gew.-% eines thermoplastischen aliphatischen Kohlenwasserstoffharzes mit einem überwiegenden Gehalt an C5-Olefinen; einem Molekulargewicht von ca. 1500 und einem Erweichungspunkt von + 70°C-110°C und
0,467 Gew.-% Stearinsäure
besteht.
3. Verfahren zur Herstellung des extrudierbaren Klebstoffes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die gesamte Menge des Kautschuks in einen Dispersionskneter mit Stempel gegeben wird, wobei der Dispersionskneter beheizt ist und eine Temperatur von etwa +90— +1100C aufweist, daß der Kautschuk unter diesen Bedingungen etwa 2—3 Minuten geknetet und zerkleinert wird, daß weiterhin die Hälfte des Siliziumdioxids bei 130"C zugegeben und die Masse weitere 3—5 Minuten geknetet wird, daß danach das restliche Siliziumdioxid bei 130— 14O0C zugegeben und die Masse weitere 3—5 Minuten geknetet wird, daß die Masse auf 160—1700C erhitzt und je die Hälfte des Rußes und der beiden Harze (Phenol-Formaldehyd-Kondensat und thermoplastisches Kohlenwasscrstoffharz) zugegeben und die Masse weitere 3—5 Minuten geknetet wird, daß der restliche Ruß und die Gesamtmenge des aktiven Zinkoxids bei 180°C— 2000C zugegeben und die Masse weitere 5—10 Minuten geknetet wird, daß dann die andere Hälfte der beiden Harze und die Gesamtmenge des Mineralöls bei 180°C—200"C zugegeben und die Masse weitere 3—5 Minutengeknetet wird, daß nach Abkühlender Masse auf 160—170° C die Stearinsäure zugegeben und die Masse weitere 3—5 Minuten geknetet wird und daß schließlich der fertige Klebstoff ausgetragen, in eine verarbeitbare Form gebracht und abgekühlt wird.
4. Verwendung des Klebstoffs nach einem der Ansprüche 1—3 zur Beschichtung von Korrosionsschutzbandagen.
5. Verwendung des Klebstoffs nach einem der Ansprüche 1 —3 zur Herstellung von Klebebändern.
6. Verwendung des Klebstoffs nach einem der Ansprüche 1 —3 als Haftklebstoff, der mittels einer Breitschlitzdüse im Extrusionsbeschichtungsverfahren auf die vorgefertigte Trägerbahn oder durch Koextrudieren der Trägerbahn und des erfindungsgemäßen Klebstoffs mittels einer Zweischichtbreitschlitzdüse aufgetragen wird.
7. Verwendung des Klebstoffs nach einem der Ansprüche 1 —3 als Haftklebstoff, der durch Koextrusion der Trägerbahn und des erfindungsgemäßen Klebstoffs mittels einer Zweischichtringdüse im Folienblasverfahren aufgetragen wird.
DE2531085A 1975-07-11 1975-07-11 Extrudierbarer Klebstoff Expired DE2531085C2 (de)

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