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DE4035680A1 - Kombinationserzeugnis zum verkleben von fuegeteilen, enthaltend einen cyanacrylat-klebstoff und ein imidazolderivat als primer - Google Patents

Kombinationserzeugnis zum verkleben von fuegeteilen, enthaltend einen cyanacrylat-klebstoff und ein imidazolderivat als primer

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DE4035680A1
DE4035680A1 DE19904035680 DE4035680A DE4035680A1 DE 4035680 A1 DE4035680 A1 DE 4035680A1 DE 19904035680 DE19904035680 DE 19904035680 DE 4035680 A DE4035680 A DE 4035680A DE 4035680 A1 DE4035680 A1 DE 4035680A1
Authority
DE
Germany
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carbon atoms
group
imidazole
hydrogen
aryl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19904035680
Other languages
English (en)
Inventor
Heinz Christian Nicolaisen
Annette Rehling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henkel AG and Co KGaA
Original Assignee
Henkel AG and Co KGaA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henkel AG and Co KGaA filed Critical Henkel AG and Co KGaA
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Priority to US07/642,958 priority patent/US5133823A/en
Priority to DK91909698.2T priority patent/DK0532538T3/da
Priority to DE59106742T priority patent/DE59106742D1/de
Priority to EP91909698A priority patent/EP0532538B1/de
Priority to PCT/EP1991/000962 priority patent/WO1991018956A1/de
Priority to CA002084295A priority patent/CA2084295C/en
Priority to JP03509194A priority patent/JP3121615B2/ja
Priority to ES91909698T priority patent/ES2079065T3/es
Priority to AT91909698T priority patent/ATE129279T1/de
Priority to CS911629A priority patent/CS162991A3/cs
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J4/00Adhesives based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; adhesives, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09J183/00 - C09J183/16

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Kombinationserzeugnis zum Verkleben von Fügeteilen aus synthetischem Kunststoff, enthaltend einen Cyanacrylat-Klebstoff und ein Imidazolderivat als Primer, sowie den Primer selbst, dessen Verwendung und das Verfahren zur Verklebung.
Es ist bekannt, daß Formteile aus synthetischem Kunststoff, insbe­ sondere unpolaren Werkstoffen wie Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen, Polyoxymethylen, Polytetrafluorethylen, Polyurethan, Polysilikonen und dergleichen nur dann miteinander verklebt werden können, nachdem die Oberflächen der Formteile einer speziellen Vorbehandlung unterworfen wurden, vgl. Ullmann′s Encyclopaedia of Industrial Chemistry, Bd. Al, S. 254, Verlag Chemie Weinheim, 1985. Durch die bekannten Vorbehandlungen wird die Oberflächenenergie der Formteile erhöht, und zwar im allgemeinen durch Oxidation. Typische Methoden der Vorbehandlung schließen die Behandlung mit oxidieren­ den Flammen, oxidierenden Stoffen oder elektrischen Entladungen ein.
Es ist weiterhin bekannt, die Oberflächen unpolarer Kunststoffe, die mit Cyanacrylat-Klebstoffen verklebt werden sollen, mit Primern vorzubehandeln, die Lösungen bestimmter Wirkstoffe in geeigneten organischen Lösemitteln umfassen. So beschreibt die PCT-WO 88/10 289 die Verwendung verschiedener Diazabicyclo- oder Triazabicyclover­ bindungen in Lösemitteln wie Aceton, Methylethylketon, chlorierten Kohlenwasserstoff oder Methanol als Primer für den vorgenannten Zweck. Dabei werden die Primerlösungen auf die zu verklebenden Oberflächen aufgetragen; nach dem Verdampfen des Lösemittels erfolgt dann das Auftragen der Cyanacrylatklebstoffe und das Verbinden der so behandelten Oberflächen. Andere Primerwirkstoffe sind primäre aliphatische Amine (EP-A 02 95 013), quartäre Ammoniumverbindungen (EP-A 3 39 448), Derivate des Lutidins, Picolins, Pyridins und 1-Vinylimidazols [C.A. 106:197637z, 197638a (1987)], sowie verschie­ dene Chinolin- und Pyrridinderivate (JA 62/1 95 071).
Es ist jedoch ein wesentlicher Nachteil eines Teiles der vorge­ nannten Primersubstanzen, daß sie die Aushärtung der Cyanacrylat- Klebstoffe beschleunigen, ohne daß es dabei zu einer verbesserten Haftung an den jeweiligen Materialien kommt. Häufig resultiert so­ gar - aufgrund der spontanen Vernetzung - eine deutlich geringere Haftung im Vergleich zu nicht vorbehandelten Oberflächen. Ein wei­ terer Nachteil der aus der PCT WO 88/10 289 und der EP-A 02 95 013 bekannten Primer liegt in dem Umstand begründet, daß die anschlie­ ßende Beschichtung mit den Cyanacrylatklebstoffen möglichst schnell nach dem Aufbringen des Primers erfolgen muß, weil sonst die Fe­ stigkeit der Verklebung nachläßt. Weiterhin ist bezüglich des als Primer bekannten Vinylimidazols zu berücksichtigen, daß diese Ver­ bindung als äußerst gesundheitsschädlich eingestuft ist.
In der japanischen Patentanmeldung JP 02-45 572 A wird ein Primer für Cyanacrylate beschrieben, dessen wirksame Substanz durch ein Imidazol-Ring charakterisiert ist. Konkret werden genannt: Imidazol, 2-Methyl-imidazol, 2-Ethyl-4-methyl-imidazol, 1-Hydroxyethyl-2-methyl-imidazol, 2-Amino-benzimidazol, 5-Nitro­ benzimidazol und N[(p-2-benzimidazol) phenyl]maleinsäureimid. Damit werden höhere Scherfestigkeiten erreicht als bei Primern mit Dimethylanilin, p-Toluiden oder Diethylamin. Dennoch sind die er­ reichten Festigkeiten für viele Einsatzgebiete nicht hoch genug.
Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht also darin, die Handhabung und die Gebrauchseigenschaften von Primern für Cyanacrylat-Klebstoffe zu verbessern, insbesondere die oben erwähnten Nachteile zu besei­ tigen, also bei einer möglichst hohen Festigkeit die Zwischenla­ gerzeit zwischen dem Auftrag des Primers und dem des Klebstoffs zu verlängern.
Die erfindungungsgemäße Lösung besteht in der Verwendung von Imidazolderivaten der allgemeinen Formel I
wobei
R1 ein Wasserstoff,
eine Alkyl-Gruppe, die unsubstituiert oder mit einer HO-Gruppe oder einer (Alkyl-O)3 Si-Gruppe substituiert ist, wobei das Alkyl-Radikal 1 bis 4 C-Atome hat,
eine Aryl-Alkyl-Gruppe mit 7 bis 10 C-Atomen oder eine Imidazol-CO-Gruppe sein kann und
R2 ein Wasserstoff,
eine Alkyl-, Aryl- oder eine Aryl-Alkyl-Gruppe mit bis zu 17 C-Atomen mit der Bedingung, daß einer der Substituenten R1 oder R2 einen aromatischen Charakter hat,
X eine der folgenden Gruppen:
-CH=CH- oder -CR₃R₄-CR₅R₆-
wobei R3, R4, R5 und R6 unabhängig voneinander Wasserstoff, eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 C-Atomen oder eine Aryl-Alkyl-Gruppe mit bis zu 17 C-Atomen ist.
Gemäß allgemeiner Definition hat eine Verbindung "aromatischen Charakter", wenn ein Elektronensextett in einer iso- oder hetero­ cyclischen Ring-Verbindung vorhanden ist wie z. B. bei Benzol oder Imidazol.
Derartige Imidazolderivate ergeben sehr feste Verklebungen mit Cyanacrylatklebstoffen. Überraschenderweise nimmt deren Festigkeit mit der Einwirkzeit des Primers zu und geht erst nach längerer Zeit, insbesondere nach mehreren Stunden wieder zurück; es ist da­ her nicht mehr erforderlich, den Auftrag der Cyanacrylatklebstoffe und die Verklebung möglichst rasch nach der Primerbehandlung vor­ zunehmen.
Bevorzugt sind Imidazolderivate mit X = -CR₃R₄-CR₅R₆-, insbesondere 4,5-Dihydroimidazol, die auch Imidazoline genannt werden.
Wenn X -CH=CH- ist, haben R₁ und R₂ vorzugsweise folgende Bedeutung:
R₁ ist eine Aryl-Gruppe mit 7 bis 10 C-Atomen oder eine Imidazol-CO-Gruppe und
R₂ ist Wasserstoff oder eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 C-Atomen.
Insbesondere ist R₁ eine Methyl- oder Benzylgruppe und R₂ Wasserstoff oder eine Methylgruppe.
Wenn X -CR₃R₄-CR₅R₆- ist, haben R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ und R₆ vorzugsweise folgende Bedeutung:
R₁ ist Wasserstoff oder eine Hydroxyalkyl-Gruppe,
R₂ eine Aryl- oder eine Aryl-Alkylgruppe mit bis zu 17 C-Atomen und
R₃, R₄, R₅ und R₆ unabhängig voneinander Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen.
Insbesondere ist R1 Wasserstoff oder eine Hydroxyethylgruppe, R2 eine Benzyl- oder Phenylgruppe sowie R3, R4, R5 und R6 Wasserstoff.
Ein besonders vorteilhaftes Imidazolinderivat zur Verwendung im Rahmen des Verfahrens der Erfindung ist 2-Phenyl-2-imidazolin.
Typische Beispiele für Aryl- bzw. Aralkylgruppen, die den Substituenten R2 bilden können, sind Phenyl-, Naphthyl-, Tolyl, Xylyl, Benzyl- und Naphthylmethylgruppen. Typische Beispiele für Alkylgruppen mit 1 bis 17 Kohlenstoffatomen, die ebenfalls die Gruppe R2 bilden können, sind Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Pentyl-, Heptyl-, Nonyl-, Undecyl-, Tridecyl-, Pentadecyl- und Heptadecylgruppen; geradkettige Alkylgruppen sind dabei bevorzugt. Es können im übrigen auch technische Gemische dieser 2-Alkylimidazolderivate eingesetzt werden, die Alkylgruppen gemäß der obigen Aufstellung unterschiedlicher Kettenlänge enthalten. Ty­ pische Beispiele für Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und Arylgruppen, die die Substituenten R3, R4, R5 und R6 bilden können, ergeben sich aus der obigen Aufzählung.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Imidazolderivate der allgemeinen Formel I eignen sich bevorzugt für die Vorbehandlung von Polyoxymethylen, von Polyolefinen, z. B. Polyethylen, Polypropylen und fluorierten Polyethylenen, insbesondere Polytetrafluorethylen sowie thermoplastischen Kautschukmassen und Silikonkautschukmassen.
Die Verklebung dieser Kunststoffe kann mit üblichen Cyanacrylaten erfolgen, z. B. solchen der allgemeinen Formel II
H₂C=C(CN)-COOR³ (II)
in der R³ eine Alkyl-, Alkenyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Alkoxyalkyl-, Aralkyl- oder Haloalkylgruppe bedeutet, insbesondere eine Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, iso-Butyl-, Pentyl-, Hexyl-, Allyl-, Methallyl-, Crotyl-, Propargyl-, Cyclohexyl-, Benzyl-, Phenyl-, Cresyl-, 2-Chlorethyl-, 3-Chlorpropyl-, 2- Chlorbutyl-, Trifluorethyl-, 2-Methoxyethyl-, 3-Methoxybutyl- und 2-Ethoxyethylgruppe ist.
Die vorgenannten Cyanacrylate sind dem Klebstoffachmann bekannt, vgl. Ullmann′s Encyclopaedia of Industrial Chemistry, Bd. Al, S. 240, Verlag Chemie Weinheim (1985) sowie US-PS 32 54 111 und US-PS 36 54 340.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung verwendet man die Imidazolderivate in Lösung in polaren organischen Lösemitteln, die bei Raumtemperatur verdunsten und gegenüber den Imidazolderivaten inert sind. Typische Beispiele für derartige Lö­ semittel sind Ketone, Ester, Alkohole, aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe sowie halogenierte Kohlenwasserstoffe ein­ schließlich Mischungen derselben. Besonders bevorzugte Lösemittel sind dabei die aus der von Ketonen mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen, Alkanolen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und Estern der Essigsäure mit Alkanolen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen gebildeten Gruppe, z. B. Aceton, Methylethylketon, Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol so­ wie Essigsäureethyl-, Propyl- und Butylester.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung setzt man die Imidazolderivate in einer 0,001- bis 5,0-, insbesondere 0,05- bis 2,0gew.-%igen Lösung ein. Derartige Lösungen können durch Eintauchen, Aufsprühen, Aufstreichen oder andere geeignete Verfah­ ren auf die zu behandelnde Oberfläche in feiner Verteilung aufge­ bracht werden. Die Einwirkzeit an der Oberfläche kann dabei durch die Abdunstungsgeschwindigkeit des Lösemittels bzw. des Lösemit­ telgemisches beeinflußt werden. Bevorzugte Lösemittel sind dabei solche, die neben einem ausreichenden Lösevermögen für die Wirk­ substanz auch eine gute Stabilität derselben in der Lösung ergeben.
Der Primerlösung können weiterhin zur besseren Applikationskon­ trolle Farbstoffe oder optische Aufheller zugesetzt werden. Dabei kann nach Verdunsten des Lösemittels durch Farbkontraste oder durch geeignete opto-elektronische Meßverfahren, z. B. Lumineszenztaster oder UV-Lampen, das Vorhandensein des Primers nachgewiesen werden.
Die Erfindung betrifft nicht nur die Verwendung von mindestens ei­ nem Imidazolderivat der allgemeinen Formel I als Primer für die Verklebung von Fügeteilen aus Polyolefinen wie Polyethylen oder Polypropylen, aus fluorhaltigen Polymeren oder aus thermoplastischem Kautschuk, sondern auch den Primer selbst, also eine Zusammensetzung mit mindestens einem Imidazoderivat nach der allgemeinen Formel I und einem polaren organischen Lösemittel, das bei Raumtemperatur verdunstet.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Kombinationserzeugnis zum Ver­ kleben von Fügeteilen aus synthetischem Kunststoff, das neben dem Primer auch noch einen Cyanacrylat-Klebstoff enthält.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Verklebung von Fügeteilen aus synthetischem Kunststoff mit Cyanacrylat- Klebstoffen, wobei Imidazolderivate der allgemeinen Formel I ein­ gesetzt werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispielen näher erläutert.
Es wurden verschiedene erfindungsgemäß zu verwendende Imidazolverbindungen in einem Lösemittel, ausgewählt aus der von Aceton, Ethanol, Propanol und dem 1 : 1 (w/w)-Gemisch aus Ethanol und Ethylacetat gebildeten Gruppe, gelöst. In der Regel waren ho­ mogene Lösungen innerhalb von 30 min durch Schütteln herstellbar. Mit Lösungen wurden Prüfstreifen verschiedener Materialien mit den Maßen 100·25·3 mm eingetaucht. Dabei wurden als Kunststoffe Polyethylen (Trovidur® PE, natur), Polypropylen (Trovidur® PP, natur), Polytetrafluorethylen (Hostaflon® TF) und Polyoxymethylen (DELRIN) eingesetzt. Nach Entnahme der benetzten Proben wurde in der Regel zwischen 5 bis 15 min gewartet, bis das Lösemittel verdunstet war. Anschließend erfolgte die Verklebung der vorbehandelten Prüfstreifen mit einem handelsüblichen Cyanacrylatklebstoff auf Basis von Cyanacrylsäureethylester [Sicomet® 8300 (Fa. Sichel-Werke GmbH, Hannover, Bundesrepublik Deutschland)]. Nach der Dosierung von 2 bis 3 Tropfen des Klebstoffes auf die vorbehandelte Werkstoffoberfläche wurde der Klebstoff durch Auflegen eines zweiten, ebenfalls mit dem Primer behandelten Prüfstreifens unter gleichzeitigem leichtem Verschieben binnen weniger Sekunden gut verteilt. Nach dem exakten Ausrichten auf die erforderlichen Maße wurden die Fügeteile mit der frisch hergestellten Klebeverbindung mit einer Fixiervorrichtung 60 min lang zusammengedrückt. Hierdurch konnten leichte Oberflächenunebenheiten ausgeglichen und eine günstige Klebstoffschichtstärke von 0,01 bis 0,1 mm eingestellt werden. Der in der Praxis benötigte Kontaktdruck beträgt in der Regel nur we­ nige Sekunden bis einige Minuten.
Es wurden die folgenden Imidazolderivate getestet:
A: 1-Benzyl-2-methylimidazol
B: N,N′-Carbonyldiimidazol
C: 1-Benzylimidazol
1: 2-Phenyl-2-imidazolin
2: 1-Hydroxyethyl-2-phenyl-2-imidazolin
3: 2-Benzyl-2-imidazolin
4: 3-(4,5-Dihydroimidazol-1-yl)-propyltriethoxysilan
5: 3-(2-Imidazolin-1-yl)-propyltriethoxysilan
Nach dem oben erläuterten Auftragen der Primerlösungen und des Klebstoffes sowie der Verklebung bei Raumtemperatur wurden die verklebten Prüfkörper nach einer Lagerzeit von 24 h bei 20°C hin­ sichtlich der Zugscherfestigkeit der Verklebung bei einer Abzugs­ geschwindigkeit von 100 mm/min (bei POM: 25 mm/min) mit einer Wolpert-Prüfmaschine TZM (50 kN) bestimmt. Die in der folgenden Tabelle 1 aufgeführten Werte stellen Durchschnittswerte aus 5 Ein­ zelmessungen dar.
Tabelle 1
In weiteren Versuchsreihen wurden die Auswirkungen der Lagerzeit nach der Vorbehandlung bzw. nach der Verklebung untersucht. Hierzu wurden die Prüfstreifen wie oben beschrieben mit der Lösung des Primers benetzt, über verschiedene Zeiten gelagert und dann wie oben beschrieben verklebt. Eingesetzt wurden Konzentrationen von 0,2 Gew.-% und 0,5 Gew.-% Imidazolinderivat in Ethanol/Ethylacetat (1 : 1). Die Zugscherfestigkeiten wurden nach 24 h Lagerung der geklebten Verbindungen ermittelt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 wiedergegeben.
Tabelle 2
In einer weiteren Versuchsreihe wurden die Prüfstreifen mit der Lö­ sung des Primers benetzt, 10 min gewartet, so daß das Lösungsmittel verdunstet war, wie oben beschrieben verklebt und über verschiedene Zeiten gelagert. Danach wurden die Zugscherfestigkeiten der Verbindungen wie oben beschrieben ermittelt. Tabelle 3 gibt die er­ haltenen Ergebnisse wieder.
Tabelle 3
In einem weiteren Versuch wurde der Einfluß der eingesetzten Lö­ sungsmittel untersucht. Dazu wurde der Primer in Ethanol bzw. in 2-Propanol gelöst; die Prüfstreifen wurden mit der Lösung benetzt. Nach 10 min Abdunstzeit wurden die Prüfstreifen wie oben beschrieben verklebt und nach 24 h Lagerung der geklebten Verbindungen die Zugscherfestigkeiten ermittelt. Tabelle 4 gibt die erhaltenen Er­ gebnisse wieder.
Tabelle 4
Zur weiteren Beurteilung des Effektes bei der Verklebung von thermoplastischen Elastomeren wurde ein handelsüblicher thermoplastischer Kautschuk (Santoprene® 101-64. Fa. Monsanto, Gluvin-La Neuve, Belgien) eingesetzt. Dieser Werkstoff weist die Elastomereigenschaften eines vulkanisierten Kautschuks und die ein­ fachen Verarbeitungseigenschaften eines thermoplastischen Materials auf. Die Festigkeit der Klebeverbindung mit Prüfstreifen von 100·10·3 mm bei Einsatz des eben erwähnten handelsüblichen Cyanacrylatklebstoffs ohne Primervorbehandlung im Zugscherversuch betrug ca. 0,1 N/mm2; dies entspricht nur einer leichten Haftung. Die Primerlösungen wurden bei diesem Versuch mit einem Pinsel auf­ getragen. Nach der Vorbehandlung wurde eine Abdunstzeit des Löse­ mittels von jeweils 10, 60 oder 180 min abgewartet. Anschließend erfolgte die Verklebung. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 zusammen­ gefaßt.
Tabelle 5
Somit konnte die Klebefestigkeit an thermoplastischen Elastomeren durch den Einsatz der erfindungsgemäß zu verwendenden Primer um ein Vielfaches gesteigert werden.
Vergleichsversuche mit einem handelsüblichen sowie dem strukturnächsten bekannten Produkt
Ein wesentlicher Nachteil der bisher bekannten Primerwirksubstanzen ist, daß diese einen relativ schnellen Aktivitätsabbau nach dem Auftragen zeigen. Nach der Primervorbehandlung und dem Abdunsten des Lösungsmittels muß relativ schnell mit Cyanacrylatklebstoff verklebt werden. Dieser Aktivitätsabbau binnen kurzer Zeit kann innerhalb kontinuierlicher Fertigungsprozesse zu deutlichen Qualitätseinbußen bei der Klebegüte führen, wenn es zu längeren Stillstandszeiten und Störungen nach dem Primerauftrag kommt.
Zum Vergleich wurden folgende Lösungen hergestellt:
  • 1.) 1,8-Diazabicyclo-[5.4.0]-undec-7-ene
    0,5 Gew.-% in 1,1,2-Trichlor-1,2,2-Trifluorethan (F 113) siehe PCT-WO 88/10 289
  • 2.) 1-Vinylimidazol
    0,5 Gew.-% in Ethanol/Ethylacetat (1 : 1) siehe C. A. 106: 197637 z, 197638 a (1987)
Die Herstellung der Lösungen und die Vorbehandlung und Verklebung erfolgte wie bereits beschrieben.
Die ermittelten Zugscherfestigkeiten in Abhängigkeit von der Lager­ zeit zwischen Primerauftrag und dem Verkleben (= Abdunstzeit) sind der Tabelle 6 zu entnehmen. Zum Vergleich ist die Tabelle 2 heran­ zuziehen.
Die Vergleichsversuche zeigen, daß die bevorzugte Primerwirksubstanz gemäß PCT-WO 88/10 289 bereits bei <1 Std. Abdunstzeit vor dem Ver­ kleben an Polyethylen stärker abbaut sowie an Polypropylen bei <8 Std. Abdunstzeit.
Das 1-Vinylimidazol ist bezüglich der Primerwirkung noch ungün­ stiger. An Polyethylen muß praktisch sofort nach dem Abdunsten ver­ klebt werden. Bereits nach 5 Minuten Zwischenlagerung der vorbehan­ delten Kunststoffe war die erzielbare Festigkeit nach Klebstoffaus­ härtung sehr gering. Das Verhalten an Polypropylen ist etwas gün­ stiger. Nach 1 Stunde Zwischenlagerung ist der gewünschte Effekt jedoch ebenfalls nicht mehr vorhanden.
Die erfindungsgemäßen Wirksubstanzen stellen eine sprunghafte Ver­ besserung gegenüber den bekannten Wirkstoffen dar. Das gilt ganz besonders für die erfindungsgemäße Wirksubstanz 2-Phe­ nyl-2-imidazolin: Sie zeigt an Polyethylen selbst noch nach 72 Stunden (= 4320 Minuten) gute Festigkeiten von < 5 N/mm2. An Polypropylen sind die erzielten Festigkeiten nach Zwischenlagerung der vorbehandelten Proben über 72 Stunden mit < 6 N/mm2 fast unver­ ändert gegenüber den Ausgangsdaten.
Tabelle 6
In einem weiteren Vergleichsversuch wurde eine konkret in der JP 02-45 572 A genannte Wirksubstanz eingesetzt, nämlich Imidazol. Es wurde eine 0,5gew.-%ige Lösung in Aceton auf die Prüfstreifen aus PE, PP und PTFE gestrichen. Nach 15 Min. war das Lösungsmittel ver­ dunstet. Zur weiteren Behandlung s. Seiten 8 und 9. Es wurden fol­ gende Werte für die Zugscherfestigkeit (in N/mm2) erhalten: 2,0 für PE/PE, 2,5 für PP/PP und 1,5 für PTFE/PTFE.
Ein Vergleich mit den Werten der Tab. 1 zeigt, daß die Festigkeiten deutlich niedriger sind, nämlich nur etwa halb so groß.

Claims (13)

1. Kombinationserzeugnis zum Verkleben von Fügeteilen aus synthe­ tischem Kunststoff, enthaltend einen Cyanacrylat-Klebstoff und ein Imidazolderivat als Primer, dadurch gekennzeichnet, daß der Primer mindestens ein Imidazolderivat der allgemeinen Formel I enthält, in der
R₁ ein Wasserstoff,
eine Alkyl-Gruppe, die unsubstituiert oder mit einer HO-Gruppe oder einer (Alkyl-O)₃Si-Gruppe substituiert ist, wobei das Alkyl-Radikal 1 bis 4 C-Atome hat,
eine Aryl-Alkyl-Gruppe mit 7 bis 10 C-Atomen oder eine Imidazol-CO-Gruppe,
R₂ ein Wasserstoff,
eine Alkyl-, Aryl- oder eine Aryl-Alkyl-Gruppe mit bis zu 17 C-Atomen mit der Bedingung, daß einer der Substituenten R₁ oder R₂ einen aromatischen Charakter hat und
X eine der folgenden Gruppen ist:-CH=CH- oder -CR₃R₄-CR₅R₆-,wobei R₃, R₄, R₅ und R₆ unabhängig voneinander Wasserstoff, eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 C-Atomen oder eine Aryl-Alkyl-Gruppe mit bis zu 17 C-Atomen ist.
2. Kombinationserzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
X -CH=CH- und
R₁ eine Aryl-Alkyl-Gruppe mit 7 bis 10 C-Atomen oder eine Imidazol-CO-Gruppe und
R₂ Wasserstoff oder eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 C-Atomen ist.
3. Kombinationserzeugnis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß R1 eine Benzylgruppe und R2 Wasserstoff oder eine Methyl­ gruppe ist.
4. Kombinationserzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß X-CR₃R₄-CR₅R₆-R₁ Wasserstoff oder eine Hydroxyalkyl-Gruppe,
R₂ eine Aryl- oder eine Aryl-Alkyl-Gruppe mit bis zu 17 C-Atomen und
R₃, R₄, R₅ und R₆ unabhängig voneinander Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen ist.
5. Kombinationserzeugnis nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß R1 Wasserstoff oder besonders eine Hydroxyethylgruppe, R2 eine Benzyl- oder Phenylgruppe und R3, R4, R5 und R6 Wasserstoff ist.
6. Kombinationserzeugnis nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Imidazolderivate in po­ laren organischen Lösemitteln, die bei Raumtemperatur verdunsten, gelöst oder suspendiert sind, insbesondere in Lösemittel aus der von Ketonen mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen, Alkanolen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und Estern der Essigsäure mit Alkanolen von 1 bis 4 Kohlenstoffatomen gebildeten Gruppe.
7. Kombinationserzeugnis nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine 0,001 bis 5,0, insbesondere 0,05 bis 2,0gew.-%ige Lösung der Imidazolderivate.
8. Primer zum Verkleben von Fügeteilen aus synthetischem Kunststoff, enthaltend mindestens ein Imidazolderivat der allgemeinen Formel I gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 in polaren orga­ nischen Lösemitteln, die bei Raumtemperatur verdunsten.
9. Verfahren zur Verklebung von Fügeteilen aus synthetischem Kunst­ stoff, wobei man erst ein Imidazolderivat und dann einen Cyanacrylat-Klebstoff auf die Fügefläche aufträgt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man mindestens ein Imidazolderivat der Ansprü­ che 1 bis 7 aufträgt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man Imidazolderivate gemäß Anspruch 3 oder 5 aufträgt.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die Imidazolderivate in Lösung in polaren organischen Lö­ semitteln, die bei Raumtemperatur verdunsten, aufträgt, insbesondere daß man Lösemittel aus der von Ketonen mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen, Alkanolen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und Estern der Essigsäure mit Alkanolen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen gebildeten Gruppe verwendet.
12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die Imidazolderivate in Form einer 0,001 bis 5,0, insbesondere 0,05 bis 2,0gew.-%igen Lösung aufträgt.
13. Verwendung von mindestens einem Imidazolderivat der allgemeinen Formel I gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 als Primer für die Verklebung von Fügeteilen aus Polyoxymethylen aus Polyolefinen wie Polyethylen oder Polypropylen, aus fluorhaltigen Polymeren oder aus thermoplastischem Kautschuk, einschließlich Siliconkautschuk.
DE19904035680 1990-06-01 1990-11-09 Kombinationserzeugnis zum verkleben von fuegeteilen, enthaltend einen cyanacrylat-klebstoff und ein imidazolderivat als primer Withdrawn DE4035680A1 (de)

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