DE102012018630A1 - Heat-activated structural pressure-sensitive adhesive tape - Google Patents
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Abstract
Hitzeaktivierbarer, struktureller Klebestreifen auf Basis eines epoxyfunktionellen Acrylats mit verbesserter Resistenz gegen Feuchteunterwanderung und daher insbesondere geeignet z. B. zur Verklebung von Anbauteilen auf der Scheibe eines Fahrzeugs.Heat-activated, structural adhesive tape based on an epoxy-functional acrylate with improved resistance to moisture infiltration and therefore particularly suitable for. B. for gluing attachments to the window of a vehicle.
Description
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein hitzeaktivierbares strukturelles Klebeband mit verbesserter Resistenz gegen Feuchteunterwanderung.The present invention is a heat-activated structural adhesive tape with improved resistance to moisture infiltration.
In industriellen Anwendungen, speziell auch in der Automobilindustrie, werden hohe Ansprüche an Klebeverbindungen gestellt. Je nach Einsatzzweck sind die Anforderungen z. B. bezüglich Bruchkraft, Temperatur-, Klima- oder Feuchtwärmebeständigkeit oder hohe Beständigkeit gegen Lösemittel und Kraftstoffe sehr spezifisch. Bei vielen Anwendungen wie z. B. beim Verkleben eines Spiegelfußhalters auf der Frontscheibe eines Fahrzeugs ist ein Haftklebeband nicht in der Lage, alle an eine solche Verbindung zu stellenden Anforderungen wie z. B. die vorgenannten in bester Weise zu erfüllen. Derzeit werden solche Anwendungen durch Flüssigklebstoffe dargestellt. Die Nachteile eines Flüssigklebstoffes sind jedoch die lange Taktzeit, ein häufiges Ausfließen am Rande und allgemein die schwierigere Handhabbarkeit gegenüber einem Klebeband, welches bereits in Form eines Stanzteils in die benötigte Form gebracht werden kann und dann nur aufgeklebt werden muss. Abhilfe könnte hier ein handelsüblicher hitzeaktivierbarer Film schaffen, doch dieser ist in kaltem Zustand nicht haftklebend, daher wird die Verarbeitung erschwert. Darüber hinaus sind diese Filme in der Regel auch dünn und unflexibel und damit nicht in der Lage, die Dickenschwankungen in der Verbindung, die z. B. durch die Wölbung der Frontscheiben entstehen, auszugleichen. Durch die besonderen Eigenschaften der erfindungsgemäßen reaktiven Zusammensetzung ist es nun überraschenderweise doch möglich, diese Anforderungen in Form eines Klebebandes bzw. eines Stanzteils zu erfüllen.In industrial applications, especially in the automotive industry, high demands are placed on adhesive joints. Depending on the purpose of the requirements z. B. with regard to breaking strength, temperature, climatic or moist heat resistance or high resistance to solvents and fuels very specific. For many applications such. B. when bonding a Spiegelfußhalters on the windshield of a vehicle, a pressure-sensitive adhesive tape is not able to meet all such demands on such a connection such. B. to meet the above in the best way. Currently, such applications are represented by liquid adhesives. The disadvantages of a liquid adhesive, however, are the long cycle time, frequent outflow on the edge and generally the more difficult handling compared to an adhesive tape, which can be brought in the form of a stamped part in the required form and then only has to be glued. Remedy could create a commercially available heat-activatable film, but this is not pressure-sensitive when cold, so the processing is difficult. In addition, these films are usually also thin and inflexible and thus unable to control the thickness variations in the compound, the z. B. caused by the curvature of the windscreens, compensate. Surprisingly, the special properties of the reactive composition according to the invention make it possible to meet these requirements in the form of an adhesive tape or a stamped part.
Reaktive Haftklebebänder sind Klebebänder aus reaktiven Klebstoffen, die unter Einfluss von Temperatur und Druck eine feste, nahezu unlösbare strukturelle Verbindung eingehen.Reactive pressure-sensitive adhesive tapes are adhesive tapes made of reactive adhesives that undergo a solid, almost insoluble structural bond under the influence of temperature and pressure.
Der Begriff „strukturelles Klebeband” beschreibt ein Band, das bei Raumtemperatur keine Klebkraft besitzt, diese wird erst nach der Hitzeaktivierung erreicht und zwar in einem so hohen Maße, dass der Klebstoff selbst schließlich fester Bestandteil der neuen Struktur ist. Aufgrund der bei Raumtemperatur fehlenden Klebkraft und in Abhängigkeit von der Wärmeempfindlichkeit des zu verklebenden Materials kann ein solches Band nicht in jeder Anwendung eingesetzt werden. Haftklebebänder demgegenüber verfügen über Klebkraft bei Raumtemperatur, können aber nicht nachträglich gehärtet werden und konnten auch bisher den hohen Anforderungen an die Klebkraft z. B. der bekannten strukturellen Flüssigklebstoffe nicht gerecht werden. Das in der vorliegenden Erfindung beschriebene reaktive semistrukturelle Haftklebeband verbindet nun die Vorteile von Haftklebebändern mit denen der strukturellen Klebstoffe.The term "structural adhesive tape" describes a tape which has no adhesive force at room temperature, this is achieved only after the heat activation and to such an extent that the adhesive itself is finally an integral part of the new structure. Due to the missing at room temperature bond strength and depending on the heat sensitivity of the material to be bonded such a band can not be used in every application. Pressure-sensitive adhesive tapes on the other hand have adhesive strength at room temperature, but can not be cured later and could so far the high demands on the bond strength z. B. the known structural liquid adhesives do not do justice. The reactive semi-static pressure-sensitive adhesive tape described in the present invention now combines the advantages of pressure-sensitive adhesive tapes with those of the structural adhesives.
Hitzeaktivierbare Filme, Folien oder Bänder allgemein sind sowohl aus industriellen Anwendungen als auch aus der Literatur bereits lange bekannt. Bezüglich der dabei eingesetzten Klebstoffsysteme werden entweder thermoplastische, hitzeaktivierbare Systeme oder auch hitzeaktivierbare Elastomer-/Reaktivkomponentensysteme eingesetzt.Heat-activated films, films or tapes in general have long been known both from industrial applications and from the literature. With regard to the adhesive systems used, either thermoplastic, heat-activated systems or heat-activatable elastomer / reactive component systems are used.
Eine besondere Anforderung an das Klebeband für den hier in erster Linie beabsichtigten Anwendungszweck liegt nun darin, gegen Feuchteunterwanderung resistent zu sein. Durch die besonderen Eigenschaften der Zusammensetzung ist es möglich, diese Anforderungen zu erfüllen. Das Klebeband besteht aus einer hitzeaktivierbaren, auf Epoxid basierenden Klebeschicht, die sich auf einem Release Liner befindet. Das Klebeband ist bereits im nicht aktivierten Zustand leicht haftklebend, und kann so bei der Verarbeitung wie ein normales Haftklebeband behandelt werden. Aus dem Klebeband können Stanzteile gefertigt werden, die auf den jeweiligen zu verklebenden Teilen vorappliziert werden können. Das Klebeband kann in einer Dicke von 300 bis 1500 μm hergestellt werden, in Abhängigkeit von den in der jeweiligen Anwendung eventuell auszugleichenden Dickentoleranzen. Der Klebstoff enthält neben den für ein strukturelles, auf Epoxid basierendes Klebeband typischen Komponenten noch ein Epoxisilan, welches als Kopplungsmittel zwischen Glas und Klebstoff dient. Diese Kopplung vermindert die Feuchteunterwanderung effektiv und bewirkt dadurch eine wesentlich höhere Resthaltekraft nach einer Feuchtwärmelagerung.A particular requirement of the adhesive tape for the purpose intended here in the first place is now to be resistant to moisture infiltration. Due to the special properties of the composition, it is possible to meet these requirements. The tape consists of a heat-activated, epoxy-based adhesive layer, which is located on a release liner. The adhesive tape is already in the non-activated state slightly pressure-sensitive, and can be treated during processing as a normal pressure-sensitive adhesive tape. Stamped parts can be produced from the adhesive tape, which can be pre-applied to the respective parts to be bonded. The adhesive tape can be produced in a thickness of 300 to 1500 μm, depending on the thickness tolerances which may have to be compensated in the respective application. The adhesive contains, in addition to the components typical for a structural epoxy-based adhesive tape, an epoxy silane, which acts as a coupling agent between the glass and the adhesive. This coupling effectively reduces the moisture infiltration and thereby causes a much higher residual holding force after a wet heat storage.
Weder im literaturmäßigen Stand der Technik noch aus der praktischen Anwendung ist ein erfindungsgemäßes System bekannt. So beschreibt
Keines der genannten Schutzrechte thematisiert jedoch den in der vorliegenden Erfindung beanspruchten Aufbau eines band- oder folienförmigen Klebesystems mit leichter Klebrigkeit bereits bei Raumtemperatur zur hitzaktivierbaren strukturellen Verbindung zweier Komponenten, insbesondere zur Montage eines Spiegelfußhalters auf der Scheibe eines Automobils.However, none of the protective rights mentioned addresses the claimed in the present invention structure of a tape or film-shaped adhesive system with slight tackiness already at room temperature for heat-activatable structural connection of two components, in particular for mounting a Spiegelfußhalters on the disc of an automobile.
In seiner einfachsten Form ist das erfindungsgemäße Klebeband wie folgt aufgebaut: hitzeaktivierbare Klebeschicht, Release Liner.In its simplest form, the adhesive tape according to the invention is constructed as follows: heat-activated adhesive layer, release liner.
Die Dicke von 300 bis 1500 μm wird durch eine lösemittelfreie UV-Bandpolymerisation des Klebstoffes erreicht. Trägermaterialien wie z. B. Folien oder Gewebe entfallen bei dem hier bevorzugten Anwendungszweck, ihr Einsatz ist aber für andere mögliche Anwendungen durchaus denkbar. Die notwendige Dicke des Gesamtsystems wird wesentlich bestimmt von möglichen Dickentoleranzen in der Anwendung. So sind z. B. die Dickenschwankungen eines zu verklebenden Substrats wie beispielsweise einer Scheibenwölbung bzw. der zu verklebenden Substrate auszugleichen oder es ist eine möglichst vollkommene Anpassung an gewölbte/gekrümmte Oberflächen anzustreben, um dadurch eine optimale Klebstoffbenetzung der zu verklebenden Teile zu bewirken. Auf diese Weise entsteht keine Schwachstelle im Verbund. Darüber hinaus zeigt das nachfolgend beschriebene, hier zweckmäßigerweise einsetzbare reaktive Klebstoffsystem bereits im nicht aktivierten Zustand leicht haftklebende Eigenschaften, was die Vorteile einer Verarbeitung wie bei einem „normalen” Haftklebeband mit sich bringt, bevor schließlich durch Hitzeaktivierung eine strukturelle Verbindung hergestellt wird.The thickness of 300 to 1500 microns is achieved by a solvent-free UV band polymerization of the adhesive. Support materials such. As films or fabric accounts for the preferred application here, but their use is quite conceivable for other possible applications. The necessary thickness of the overall system is essentially determined by possible thickness tolerances in the application. So z. B. to compensate for the variations in thickness of a substrate to be bonded such as a disc curvature or the substrates to be bonded or it is a perfect adaptation to curved / curved surfaces strive to thereby effect an optimal adhesive wetting of the parts to be bonded. In this way, no weak point in the composite arises. In addition, the reactive adhesive system described here, which is expediently usable here, exhibits slightly pressure-sensitive adhesive properties even in the non-activated state, which entails the advantages of processing as in the case of a "normal" pressure-sensitive adhesive tape, before a structural connection is finally produced by heat activation.
Grundsätzlich bevorzugt wird für die hier beabsichtigte Verwendung wegen seiner hohen Endfestigkeit und sehr guten Haftung auf Metall oder Glas ein reaktives Haftklebeband auf Basis Epoxidharz, welches sich durch folgende Eigenschaften auszeichnet:
Bei Epoxiden bildet ein Sauerstoffatom zusammen mit zwei Kohlenstoffatomen einen Dreiring, eine sterisch sehr ungünstige Anordnung, sehr instabil und somit hochreaktiv.In principle, a reactive pressure-sensitive adhesive tape based on epoxy resin, which is distinguished by the following properties, is preferred for the intended use because of its high ultimate strength and very good adhesion to metal or glass.
For epoxides, an oxygen atom together with two carbon atoms forms a three-membered ring, a sterically very unfavorable arrangement, very unstable and thus highly reactive.
Beim erfindungsgemäß eingesetzten Epoxid-Klebstoff liegen die Epoxidkomponenten und der Vernetzer direkt nebeneinander vor. Sie werden bei der Herstellung des Klebstoffs miteinander vermischt. Damit der Vernetzer reagieren kann, benötigt er hohe Temperaturen ab ca. 130°C. Bei der Herstellung des Epoxid-Klebstoffs werden die einzelnen bekannten epoxid-funktionellen Komponenten mit einem Vernetzer in Form eines latenten Aminhärters, hier bevorzugt einem Dicyanpolyamid und besonders bevorzugt einem Dicyandiamid zu einem Makromolekül vernetzt. Dicyandiamid eignet sich aufgrund seiner Tetrafunktionalität sehr gut als Vernetzer. Diese Reaktion findet erst ab einer Temperatur von ca. 160°C. statt, bei Raumtemperatur zeigt Dicyandiamid praktisch keine Reaktivität gegenüber Epoxidharzen. Weitere geeignete latente Aminhärter sind z. B. Diaminodiphenylsulfon oder Gemische aus Dicyandiamid und Diaminodiphenylsulfon. Zusätzlich wird noch ein Beschleuniger/Katalysator für Epoxidharze hinzugegeben, der in seiner Wirkungsweise genau auf den Vernetzer abgestimmt ist. Bekannte Katalysatoren bei Epoxidklebstoffen sind z. B. 2,6 oder 2,4-Isomere von Toluolbisdimethylharnstoff sowie Mischungen daraus, aber auch andere bekannte thermisch initiierbare Katalysatorsysteme sind denkbar. Infolge des Einsatzes eines solchen Katalysators erfolgt die angesprochene Vernetzungsreaktion schon bei 130°C. Bei dem erfindungsgemäß eingesetzten Initiatorsystem handelt es sich um ein Substanzgemisch aus zwei verschiedenen Stoffen, nämlich zu 25% aus Bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-2,4,4-trimethyl-pentylphosphinoxid und zu 75% aus 1-Hydroxycyclohexyl-phenyl-ketone. Durch die Bestrahlung mit UV-Licht zerfallen die Komponenten in Radikale. UV-aktive Initiatoren haben den großen Vorteil, dass sie schon bei Raumtemperatur in ihre Radikale zerfallen. Diese Radikale starten dann die radikalische Polymerisation, als Monomere werden dabei Acrylate und epoxifunktionelle Acrylate eingesetzt. Die Reaktion wird bei einem gewissen Umsatzgrad (20 bis 50%) gestoppt und es liegt ein vorverdicktes Acrylatpräpolymer vor.In the case of the epoxy adhesive used according to the invention, the epoxide components and the crosslinker are present directly next to one another. They are mixed together during the manufacture of the adhesive. For the crosslinker to react, it requires high temperatures from about 130 ° C. In the preparation of the epoxy adhesive, the individual known epoxide-functional components are crosslinked with a crosslinking agent in the form of a latent amine hardener, preferably a dicyanopolyamide, and more preferably a dicyandiamide, to form a macromolecule. Dicyandiamide is very well suited as a crosslinker because of its tetrafunctionality. This reaction takes place only from a temperature of about 160 ° C. Instead, at room temperature dicyandiamide shows virtually no reactivity towards epoxy resins. Further suitable latent amine hardeners are, for. B. diaminodiphenylsulfone or mixtures of dicyandiamide and diaminodiphenylsulfone. In addition, an accelerator / catalyst for epoxy resins is added, which is tailored in its mode of action exactly on the crosslinker. Known catalysts for epoxy adhesives are z. B. 2,6 or 2,4-isomers of Toluolbisdimethylharnstoff and mixtures thereof, but also other known thermally initiated catalyst systems are conceivable. As a result of the use of such a catalyst, the mentioned crosslinking reaction already takes place at 130.degree. The initiator system used according to the invention is a mixture of substances consisting of two different substances, namely 25% of bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide and 75% of 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone. By irradiation with UV light, the components decompose into radicals. UV-active initiators have the great advantage that they decompose into their radicals even at room temperature. These radicals then start the radical polymerization, as monomers while acrylates and epoxifunctional acrylates are used. The reaction is stopped at a certain degree of conversion (20 to 50%) and there is a pre-thickened acrylate prepolymer.
Ein solches epoxyfunktionelles, vorverdicktes Acrylatpräpolymer bildet die wesentliche Komponente des erfindungsgemäßen Klebstoffsystems, das somit hergestellt wird durch Teilpolymerisation eines Gemisches aus verschiedenen Komponenten ohne Lösemittel. Das epoxyfunktionelle Acrylatpräpolymer sorgt in diesem System für dessen Klebrigkeit und ist verantwortlich dafür, dass das erfindungsgemäße Klebstoffsystem im nicht-aktivierten Zustand leicht haftklebend ist. Es wird schließlich nach der Härtung in den strukturellen Verbund eingebaut und ist dann nicht mehr klebrig. Epoxid ist dünnflüssiger, als die meisten Klebstoffe, weshalb es aus Spalten und Fugen wieder herausfließen wird, wenn es nicht mit einem Verdickungsmittel oder Füllstoff gemischt wurde. Füllstoffe haben in der Regel keine chemische Wirkung auf die Mischung, sie machen das Epoxid einfach lediglich dicker, die Menge des eingesetzten Füllstoffs variiert je nach Anwendung. Grundsätzlich können beispielsweise kolloidale Kieselsäure, Polymere, Mikrohohlkugeln, Schichtsilikate, Fasermaterialien, Glimmer, Betont, Kaolin, Wollastonit, Aluminiumoxid, Metallpulver, Pigmente und Farbstoffe, Silicone, Wachse oder Stearate als Verdicker eingesetzt werden. Das vorverdickte epoxyfunktionelle Acrylatpräpolymer liegt in der fertigen Klebstofflösung in einem Anteil von 20 bis 80% vor, bevorzugt in einem Anteil von 40 bis 60%.Such an epoxy-functional, pre-thickened acrylate prepolymer forms the essential component of the adhesive system according to the invention, which is thus produced by partial polymerization of a mixture of various components without solvent. The epoxy-functional acrylate prepolymer provides for its tackiness in this system and is responsible for the fact that the adhesive system according to the invention in the non-activated state is slightly pressure-sensitive. It is finally incorporated after curing in the structural composite and is then no longer sticky. Epoxy is less viscous than most adhesives, so it will flow out of crevices and joints if it is not mixed with a thickener or filler. Fillers usually have no chemical effect on the mixture, they simply make the epoxy just thicker, the amount of filler used varies depending on the application. In principle, for example, colloidal silica, polymers, hollow microspheres, phyllosilicates, fiber materials, mica, concrete, kaolin, wollastonite, aluminum oxide, metal powder, pigments and dyes, silicones, waxes or stearates can be used as thickeners. The pre-thickened epoxy-functional acrylate prepolymer is present in the finished adhesive solution in a proportion of 20 to 80%, preferably in a proportion of 40 to 60%.
Dem Gemisch weiterhin zugesetzt werden Klebrigmacher in Form von festen, flüssigen oder sogenannten „semi-solid”, d. h. hochviskosen, Harzen. Bei einem der eingesetzten Harze handelt es sich um ein nicht modifiziertes Epoxidharz mit einem Erweichungspunkt zwischen 55 und 65°C., guter Löslichkeit und einer engen Molekulargewichtsverteilung. Dieses Harz trägt wesentlich zur guten Endfestigkeit des Klebstoffsystems bei und sein Anteil an der Klebstoffrezeptur liegt bei 1 bis 50%, bevorzugt bei 10 bis 30%.Tackifiers in the form of solid, liquid or so-called "semi-solid", d. H. high viscosity, resins. One of the resins used is an unmodified epoxy resin with a softening point between 55 and 65 ° C, good solubility and a narrow molecular weight distribution. This resin contributes significantly to the good final strength of the adhesive system and its level of adhesive formulation is from 1 to 50%, preferably from 10 to 30%.
Ein in einer Menge von 10 bis 40%, bevorzugt von 15 bis 25% hinzugefügtes Harz in Form eines Silikonkautschuks dient der Schlagzähmodifizierung. Die eingesetzten Silikonkautschukpartikel haben dabei eine organische Hüllstruktur, die über reaktive Gruppen verfügt (es handelt sich um sogenannte „Core-Shell”-Partikel), sie weisen eine sehr gute Beständigkeit gegen hohe Temperaturen bis 200°C. sowie gegen Ozon und UV auf.A resin added in an amount of 10 to 40%, preferably 15 to 25% in the form of a silicone rubber is for impact modification. The silicone rubber particles used have an organic shell structure that has reactive groups (they are so-called "core-shell" particles), they have a very good resistance to high temperatures up to 200 ° C. as well as against ozone and UV.
Um eine Wärmebeständigkeit im nicht ausgehärteten Zustand zu erhalten, ist ein Diacrylat in geringer Menge (< 1%) zugesetzt, welches eine leichte Vorvenetzung bewirkt.In order to obtain a heat resistance in the uncured state, a diacrylate in small amount (<1%) is added, which causes a slight Vorvenetzung.
Die Komponente, die diese Erfindung von anderen strukturellen Klebebändern unterscheidet, ist die Silanmodifizierung. Als mögliche Stoffe kommen hier Epoxi- oder Aminosilane in Frage, diese sind in der Lage sich mit Ihrer Epoxi- oder Aminogruppe an die Klebstoffmatrix zu binden, und mit Ihrer Silangruppe an das Glas zu koppeln, um damit die Unterwanderung des Glases durch Wasser bei einer Feuchtwärmelagerung effektiv zu verhindern. So enthält die Klebstofflösung ein silanbasiertes Kopplungsmittel in einer Menge von einem bis 5%.The component that distinguishes this invention from other structural adhesive tapes is silane modification. As possible substances here Epoxi- or aminosilanes in question, they are able to bind with your epoxy or amino group to the adhesive matrix, and to couple with your silane group to the glass, so that the infiltration of the glass by water at a To effectively prevent damp heat storage. Thus, the adhesive solution contains a silane-based coupling agent in an amount of one to 5%.
Das erfindungsgemäße Klebstoffsystem enthält darüberhinaus weitere üblicherweise bei der Herstellung von Klebstoffen zugesetzte Hilfsstoffe, so beispielsweise einen Reaktivverdünner in einer Menge von 2 bis 20%, bevorzugt von 5 bis 10% und einen thermischen Vernetzer in einer Menge von 2 bis 20% bevorzugt von 3 bis 5%.The adhesive system according to the invention moreover contains further adjuvants customarily added in the production of adhesives, for example a reactive diluent in an amount of 2 to 20%, preferably of 5 to 10% and a thermal crosslinker in an amount of 2 to 20%, preferably 3 to 5%.
Weiterhin zugesetzt werden 2 bis 10%, bevorzugt 3 bis 5% eines als Beschleuniger wirkenden Katalysators sowie 0,5 bis 3% eines UV-Initiators für die radikalische Polymerisation und damit die Filmbildung des Acrylatpolymers. Daneben kann die Klebstofflösung grundsätzlich andere üblicherweise bei der Herstellung von Klebstoffen bzw. Klebebändern verwendete Hilfsstoffe enthalten, wie z. B. Weichmacher, Rheologieadditive, oberflächenaktive Substanzen, Netz- und Dispergieradditive, Entschäumer, UV-Stabilisatoren oder Antioxidantien.Further added are 2 to 10%, preferably 3 to 5% of a catalyst acting as an accelerator and 0.5 to 3% of a UV initiator for the radical polymerization and thus the film formation of the acrylate polymer. In addition, the adhesive solution may in principle contain other adjuvants commonly used in the production of adhesives or adhesive tapes, such as. As plasticizers, rheology additives, surface-active substances, wetting and dispersing additives, defoamers, UV stabilizers or antioxidants.
Bei dem fertigen Klebeband schließlich handelt es sich also um ein 100%-Feststoff-System, welches durch radikalische Polymerisation des Acrylatpolymers vom zähflüssigen Zustand in den viskoelatischen Zustand eines Klebfilms gebracht wurde.Finally, the finished adhesive tape is a 100% solids system, which was brought from the viscous state of an adhesive film by radical polymerization of the acrylate polymer from the viscous state.
In der Regel werden solche reaktiven strukturellen Haftklebebänder nach dem Applizieren mit dem Substrat gehärtet. Dieses Erhärten kann infolge konventionellen Erhitzens im Ofen geschehen. Nachteile bei diesem Verfahren sind, dass ein hoher Energieeintrag notwendig ist und dass das Substrat selbst ebenfalls sehr heiss wird, zudem ist es mit langen Aufheiz- und Abkühlphasen verbunden. Aus diesem Grunde erfolgt das Erhärten des Klebstoffes zweckmäßigerweise mittels IR oder Induktion, einem wesentlich schnelleren Verfahren gegenüber der Ofenhärtung und auch nicht mit deren sonstigen geschilderten Nachteilen verbunden. Dabei können beim IR-Verfahren zur Verbesserung der Aufnahme der IR-Strahlen z. B. rote Farbstoffe zur Rezeptur hinzugefügt werden. Bei der induktiven Härtung werden metallische Substrate/Trägermaterialien eingesetzt oder auch metallische Partikel dem Klebstoff zugesetzt.As a rule, such reactive pressure-sensitive adhesive tapes are cured after application to the substrate. This hardening can occur as a result of conventional heating in the oven. Disadvantages in this method are that a high energy input is necessary and that the substrate itself is also very hot, also it is associated with long heating and cooling phases. For this reason, the hardening of the adhesive is advantageously carried out by means of IR or induction, a much faster process compared to the oven curing and not associated with the other disadvantages described. It can in the IR process to improve the absorption of IR rays z. B. red dyes are added to the recipe. In inductive hardening, metallic substrates / support materials are used or metallic particles are added to the adhesive.
Wichtigstes Prüfkriterium zum Nachweis der hervorragenden Eignung des Bandes für die beispielhafte genannte Anwendung ist die Messung der Torsionsfestigkeit vor und nach Alterungsprüfungen. Folgende Alterungstests wurden mit dem erfindungsgemäßen Band durchgeführt:
- – 2 Wochen bei 70°C. und 98% relativer Feuchte
- – 2 Wochen Klimawechseltest nach
Norm PV 1200 - – 400 h Temperaturschocks mit 100°C. und –20°C. im Wechsel
- – 250 h Alterung unter Dauerlast mit 3 kg bis 5 kg bei 10 mal 16 h 40°C. und 95% relativer Feuchte, dann 3 h bei –20°C. und schließlich 6 h bei 100°C. und trockener Hitze
- – eine Woche bei 70°C. und 100% relativer Feuchte, dann 2 h bei –40°C.
- – Schwitzwasserbeständigkeit bei 40°C. über 1.000 h
- - 2 weeks at 70 ° C. and 98% relative humidity
- - 2 weeks climate change test
Standard PV 1200 - - 400 h temperature shocks at 100 ° C. and -20 ° C. alternately
- - 250 h aging under continuous load with 3 kg to 5 kg at 10 x 16 h 40 ° C. and 95% relative humidity, then 3 h at -20 ° C. and finally at 100 ° C for 6 h. and dry heat
- - one week at 70 ° C. and 100% relative humidity, then 2 h at -40 ° C.
- - condensation resistance at 40 ° C. over 1,000 h
Ein signifikanter Unterschied in der Torsionsfestigkeit auf Glas war zwischen einem erfindungsgemäßen Band sowie bekannten, bereits zu diesem Zwecke eingesetzten Bändern vor einer Alterung nicht feststellbar. Nach den Alterungstests wiesen allerdings die nicht erfindungsgemäßen Bänder eine starke Abnahme der Torsionsfestigkeit auf, z. B. bei zwei Wochen bei 70°C. und 98% relativer Feuchte um mehr als 50% der ursprünglichen Haltekraft. Ursache hierfür war die offensichtliche Unterwanderung des Klebstoffs auf der Glasoberfläche durch Feuchtigkeit.A significant difference in torsional strength on glass was not detectable between a tape according to the invention and known tapes already used for this purpose prior to aging. However, after the aging tests, the bands not according to the invention had a strong decrease in torsional strength, e.g. B. at two weeks at 70 ° C. and 98% relative humidity by more than 50% of the original holding power. This was due to the apparent infiltration of the adhesive on the glass surface by moisture.
Schließlich wurde noch eine sogenannte „Cleavage”-Prüfung durchgeführt: Bei dieser Prüfung muss das noch nicht gehärtete Klebeband in der Lage sein, das Eigengewicht des Anbauteils (10 bis 50 g) in horizontaler Position bei Temperaturen von typischerweise 60°C. bis 140°C. für 2 h zu tragen. Es darf kein Verschieben, Verrutschen oder Abscheren des Anbauteils erfolgen.Finally, a so-called "cleavage" test was carried out: In this test, the uncured adhesive tape must be able to maintain the dead weight of the attachment (10 to 50 g) in a horizontal position at temperatures of typically 60 ° C. up to 140 ° C. to wear for 2 h. There must be no displacement, slipping or shearing of the attachment.
Die Erwärmung des Klebebandes erfolgt in dieser beispielhaften Anwendung der Verklebung eines Spiegelfußes auf der Scheibe eines Fahrzeugs in wenigen Sekunden durch Induktion. Dies ist möglich, da der zu verklebende Spiegelfußhalter aus Metall besteht. Auch alle anderen möglichen Arten der Erwärmung sind durchaus denkbar, jedoch sind sie in der Regel zeitaufwändiger. Der Verbund ist bereits nach kurzer Zeit belastbar und verrutscht nicht mehr, so werden Anbauteile wie z. B. Fahrzeugspiegel gemäß der geschilderten „Cleavage”-Prüfung ohne Verrutschen gehalten. Eine vollständige Aushärtung und Belastung ist nach ca. 24 h möglich.The heating of the adhesive tape takes place in this exemplary application of gluing a mirror base on the window of a vehicle in a few seconds by induction. This is possible because the Spiegelfußhalter to be bonded consists of metal. All other possible types of warming are quite conceivable, but they are usually more time consuming. The composite is loadable after a short time and does not slip anymore, so attachments such. B. vehicle mirror according to the described "Cleavage" test held without slipping. Complete curing and loading is possible after approx. 24 h.
Die Zusammensetzung und der Aufbau des Bandes wurden für die genannte Anwendung beispielhaft erarbeitet, aber es sind durchaus auch eine Vielzahl anderer Anwendungen denkbar.The composition and structure of the tape have been exemplified for the application mentioned, but there are quite a variety of other applications conceivable.
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