Verwendung von Mono- bzw. Diestern ungesättigter Mono- bzw. Dicarbonsäuren als Haftverbesserer in Vinylpolymerisaten
Die Verwendung von Vinylpolymerisaten zum Verkleben von z. B. Holz, Pappe, Papier, Textilien ist schon lange bekannt und wird in der Technik in grossem Massstab durchgeführt. Voraussetzung für die Verwendung der Vinylpolymerisate als Kleber mittel ist eine ausreichende Haftfestigkeit dieser Polymerisate auf den entsprechenden Untergründen.
In vielen Fällen reicht die den Vinylpolymerisaten von Haus aus eigene Haftfestigkeit nicht aus, um die in der Praxis anfallenden Aufgaben einwandfrei zu lösen. Insbesondere entstehen dann Schwierigkeiten, wenn weichmacherhaltige wie auch weichmacherfreie flexible oder auch starre Kunststoffe, z. B. Polyvinylchlorid, Zellulosetriacetat, Vinylchloridvinylacetatmischpolymerisate, Polyamide u. a., verklebt werden sollen. Haftfestigkeit und Dauerstandsfestigkeit der Verklebungen erreichen nicht das notwendige Mass.
Es sind in der Technik eine Reihe von Massnahmen bekannt, die die Haftfestigkeit von Verklebungen erhöhen. Es werden z. B. den Polymerisaten, die als Klebemittel dienen sollen, Lösungsmittel zugesetzt. Der Zusatz der Lösungsmittel soll dabei ein Anquellen des Untergrundes bewirken und damit die Verankerung zwischen Untergrund und dem aufgebrachten Klebemittel verbessern. Der damit erzielbare Erfolg muss auf der andern Seite mit einer Reihe schwerwiegender Nachteile erkauft werden. Alle Lösungsmittel sind bis auf wenige Ausnahmen physiologisch nicht einwandfrei und geben bei den Personen, die damit in Berührung kommen, Schädigungen der Haut, der Atemwege usw. Aber abgesehen von diesen unerwünschten physiologischen Nebenwirkungen bewirken die Lösungsmittel auch eine häufig nicht tragbare Ver änderung des Untergrundes.
Wie bereits erwähnt, werden die Lösungsmittel zugesetzt, um ein Anquellen des Untergrundes herbeizuführen. Mit diesem Quellungsprozess ist aber eine Volumenvergrösserung, die sehr oft beträchtlich sein kann, verbunden. Werden nun Kunststoffzuschnitte in diesem gequollenen Zustand auf einer starren Unterlage Stoss an Stoss verklebt, so gehen die Kunststoffe nach völligem Verdunsten der Lösungsmittel auf ihre alten Abmessungen zurück, was entweder bei einem Kleber mit hoher Eigenfestigkeit beträchtliche Spannungen In der Klebenaht hervorruft, oder es bilden sich, falls der Kleber diesen Beanspruchungen nicht Stand hält, zwischen den einzelnen Kunststoffzuschnftten Fugen aus.
Werden, um den Lösungsmittelzusatz zu vermeiden, solche Vinylpolymerisate als Klebstoffe eingesetzt, die infolge des Grades der Weichmachung bzw. durch die Art der Zusammensetzung der Mischpolymerisate stark klebrig eingestellt wurden, so resultieren teilweise Haftkleber mit ausreichender Haftung, aber auf der andern Seite mit zu geringer Festigkeit des aus ihnen entstehenden Klebstofffilms.
Zur Erzielung eines besonderen technischen Effektes werden teilweise den Klebern hohe Füllmittelmengen zugefügt, wobei nicht nur eine gute Bindefestigkeit, sondern auch eine hohe Haftfestigkeit dieses Klebers auf den Untergründen gefordert wird. Durch die Zugabe der grossen Füllmittelmengen nimmt in sehr vielen Fällen die Haftfestigkeit sehr stark ab.
Es wurde nun gefunden, dass schon geringe Mengen, etwa 0,5 bis etwa 5 /o, bezogen auf in der Dispersion enthaltenes Polymerisat bzw. Mischpolymerisat an mindestens einem Ester von ungesät tigten Monocarbonsäuren, z. B. Crotonsäure, Zimtsäure, bzw. von Diester von ungesättigten Dicarbonsäuren, z. B. Itakonsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, in wässrige Dispersionen von Homo- wie auch von Mischpolymerisaten von Vinylverbindungen eingearbeitet, die Haftfestigkeit der gefüllten wie auch der ungefüllten, gegebenenfalls Weichmacher enthaltenden Filme, die aus wässrigen Dispersionen dieser Polymerisate durch Verdunsten des Wassers entstehen, überraschenderweise' beträchtlich erhöhen.
In einzelnen Fällen können auch höhere oder geringere Mengen der genannten Ester Einsatz finden.
Die genannten Dispersionen sollen im allgemeinen 30-70e/e, bezogen auf das Gewicht der Dispersion an Polymerisat bzw. Mischpolymerisat, enthalten. In besonders gelagerten Fällen und zur Erfüllung spezieller Anwendungsforderungen können jedoch auch Dispersionen zum Einsatz kommen, die einen höheren oder geringeren Gehalt an dispergiertem Polymerisat bzw. Mischpolymerisat enthalten. Auch ist es gelegentlich zweckmässig, den Dispersionen geringe Mengen an organischen Lösungsmitteln, z. B.
Hexylenglykol, Methyl-iso-butylketon, Octylalkohol, zuzusetzen. Die Steigerung der Haftfestigkeit durch Zusätze an Estern von ungesättigten Mono- bzw.
Dicarbonsäuren tritt selbstverständlich auch beim Einsatz von Mischungen aus zwei oder mehr verschieden aufgebauten Dispersionen ein.
Als Polymerisate, die erfindungsgemäss zur Herstellung der Klebstoffe mit verbesserter Haftfestigkeit verwendet werden können, seien beispielsweise angeführt, Polymere von Vinylestern, z. B. Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinyläthern, z. B.
Athyl- und Isobutylvinyläther, Acryl- bzw. Methacrylestern mit aliphatischen Alkoholen, die 1-6 Kohlenstoffe in gerader oder verzweigter Anordnung enthalten, in Form von Homo- oder Mischpolymerisaten. Dabei können mit den eben genannten Monomeren, die entweder für sich allein oder in Mischung untereinander polymerisiert werden, auch noch andere Monomere, wie Vinylchlorid, z. B. in einer Menge bis zu 30 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomeren, Maleinsäureester, Fumarsäureester, z. B. in einer Menge bis zu 50 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomeren, polymerisiert werden.
Als geeignete Weichmacher für gemäss der Erfindung verwendete Polymerisate kommen beispielsweise in Frage Ester der Phosphorsäure, wie Trikresylphosphat, Tributylphosphat, Diphenylkresylphosphat, der Phthalsäure, wie Dibutylphthalat, Dicyclohexylphthalat und Dimethylglykolphthalat, der Adipinsäure, wie Dibutyladipat, Dihexyl- und Dioctyladipat, der Sebazinsäure, wie Diäthylhexylsebacat, Dibutyl-. und Dihexylsebacat, der Laurinsäure, wie Diäthyl-, Dibutyl-, Phenoxyäthyllaurat, der Stearinsäure, wie n-Butylstearat, iso-Butylstearat. Die Weichmacher kommen dabei zweckmässigerweise in einer Menge bis zu 40 Gewichtsprozent, bezogen auf Polymerisat, zur Anwendung.
Jedoch können in besonderen Fällen auch grössere Weichmachermengen zur Anwendung kommen.
Der Effekt der Haftverbesserung in den eben beschriebenen Polymerisaten wirkt sich aber nicht nur bei der Anwendung als Kleber zwischen starren und flexiblen Kunststoffen auf saugenden Untergründen, sondern auch bei der Anwendung als Binder von organischen Füllstoffen, z. B. Torf, Holzmehl, Holzspäne, Korkmehl; Textilfaser und Textilfaserabfälle aus natürlichen Materialien, wie Wolle, Baumwolle, Kokosfasern, Flachs, Bast, sowie synthetischen Materialien, wie Polyamiden, Polyestern, und anorganischen Füllstoffen, z. B.
Steinmehl, Glimmermehl, Schlacke, Glaspulver und Glasfasern, Schwerspat, Flussspat, Titandioxyd, Lithopone, das heisst eine Mischung aus Bariumsulfat und Zinksulfid, Eisenoxyde, Chromoxyde, die sowohl in dünner, das heisst etwa 0,1-0,5 mm, als auch teilweise grosser Schichtdicke, das heisst etwa 0,5 bis 3,0 mm, aufgetragen werden, günstig aus, wenn an diese nicht nur die Forderung einer guten Bindefestigkeit zwischen den Füllgutteilchen, sondern auch eine hohe Haftfestigkeit und Verankerung auf den bestrichenen oder bespachtelten Untergrund aus z. B.
Metallen, wie Eisen, Aluminium, ferner Holz, Pappe, Beton, Gips dichtgewebte Textilien gestellt wird.
Beispiel 1
Eine Mischung von 3 Gewichtsteilen Maleinsäuredibutylester mit 100 Gewichtsteilen einer 55 oigen Dispersion aus einem Mischpolymerisat aus Vinylacetat-Maleinsäuredibutylester im Verhältnis 60 : 40 ergibt einen Klebstoff, der sowohl Polyvinylchlorid-Bahnen als auch-Folien und -Platten auf saugende Untergründe wie Papier, Pappe, Textilien, Putz, Beton und Holz so gut verklebt, dass diese nur noch durch Materialriss zu trennen sind.
Beispiel 2
Die in Beispiel 1 beschriebene Mischung verklebt Cellulosetriacetat-Folien, Folien aus regenerierter Cellulose, Superpolyamidfolien auf saugende Untergründe, wie Papier, Pappe u. a. Auch hier wurden beim Trennen nur Materialrisse erhalten.
Beispiel 3
Mit der in -Beispiel 1 beschriebenen Mischung wurden 2 Polyvinylchlorid-Folien untereinander verklebt. Die Folienstärke war so gewählt, dass die Feuchtigkeit des Klebers durch die Folie abwandern konnte. Nach völliger Trocknung war die Trennung nur unter starker Deformation der Folien möglich.
Beispiel 4 Die in Beispiel 1 beschriebene Mischung wurde auf Polyvinylchlorid-Folien. als Film aufgetrocknet.
Nach völliger Durchtrocknung wurden die Folien durch Wärme und Druckeinwirkung auf nichtsaugende Untergründe, z. B. Metall-, Kunststoff-, Stein platten aufgebracht. Die Trennung war nur unter Materialzerstörung möglich.
Beispiel 5
100 Gewichtsteile einer wässrigen Dispersion, die 43 Gewichtsteile Polyvinylacetat und 11 Gewichtsteile Dibutylphthalat als Weichmacher enthält, werden mit 5 Gewichtsteilen Maleinsäuredibutylester versetzt. In diese Mischung werden 200 Gewichtsteile eines anorganischen Füllstoffes, z. B. Glimmer, zugefügt und nach Homogenisierung auf einem lackierten Eisenblech in dicker Schicht aufgetrocknet. Die Haftung des plattenähnlichen Materials auf dem Untergrund ist, verglichen mit den Mischungen ohne Maleinsäuredibutylesterzus atz, bedeutend besser.
Beispiel 6
Eine Mischung von 5 Gewichtsteilen Zimtsäure äthylester mit 100 Gewichtsteilen einer 550/,eigen Dispersion aus einem Mischpolymerisat aus Vinylacetat-Maleinsäuredibutylester im Verhältnis 60 : 40 ergibt einen Klebstoff, der sowohl Polyvinylchlorid Bahnen als auch -Folien und -Platten auf saugende Untergründe wie Papier, Pappe, Textilien, Putz, Beton und Holz so gut verklebt, dass diese nur noch durch Materialriss zu trennen sind.
Beispiel 7
Eine Mischung von 3 Gewichtsteilen Crotonsäurepropylester mit 100 Gewichtsteilen einer 550/oigen Dispersion aus einem Mischpolymerisat aus Vinylacetat-Maleinsäuredibutylester im Verhältnis 60 : 40 ergibt einen Klebstoff, der sowohl Polyvinylchlorid Bahnen als auch -Folien und -Platten auf saugende Untergründe wie Papier, Pappe, Textilien, Putz, Beton und Holz so gut verklebt, dass diese nur noch durch Materialriss zu trennen sind.
Beispiel 8
Eine Mischung aus 4 Gewichtsteilen Fumarsäuredibutylester mit 100 Gewichtsteilen einer 550/obigen Dispersion aus einem Mischpolymerisat aus Vinylacetat-Maleinsäuredibutylester im Verhältnis 60 : 40 ergibt einen Klebstoff, der sowohl Polyvinylchlorid-Bahnen als aucb -Folien und -Platten auf saugende Untergründe wie Papier, Pappe, Textilien, Putz, Beton und Holz so gut verklebt, dass diese nur noch durch Materialriss zu trennen sind.