CH618212A5 - Adhesive based on organic silicon compounds - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft Klebstoffe, die zum Verbinden von Einzelpackungen hergestellt werden können. Diese Klebstoffe elastomeren Materialien und insbesondere von vulkanisierba- sind im Anspruch 1 definiert ren, elastomeren Materialien mit anorganischen Substraten Weitere Vorteile der erfindungsgemässen Klebstoffe sowie The invention relates to adhesives which can be produced for joining individual packs. These adhesives of elastomeric materials and in particular of vulcanizable materials are defined in claim 1, elastomeric materials with inorganic substrates. Further advantages of the adhesives according to the invention and
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ein Verfahren zum Verkleben von elastomeren Materialien mit Substraten und zur Herstellung von durch eine Klebstoffbindung verbundenen Elastomer-Substrat-Verbundstoffen ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. A method for gluing elastomeric materials to substrates and for producing elastomer-substrate composites connected by an adhesive bond result from the following description.
Gemäss der Erfindung wurde gefunden, dass Massen, s welche wenigstens ein Isocyanato-organosilan, vorzugsweise in Kombination mit wenigstens einem Polyisocyanat, welches durch Anwesenheit von wenigstens zwei freien Isocyanatgruppen gekennzeichnet ist, enthalten unerwartet leistungsfähig als Klebstoffmaterialien zum Verbinden einer Vielzahl von Elasto- 10 meren und insbesondere von vulkanisierbaren Elastomeren mit anorganischen Substraten sind. Die isocyanato-funktionellen Organosilane, welche im folgenden als Isocyanatosilane bezeichnet werden und zur Verwendung bei dem erfindungsgemässen Klebstoff geeignet sind, können ganz allgemein als Ver- is bindungen beschrieben werden, die sowohl die für Alkylester von Kieselsäuren typischen, hydrolytischen Reaktionen als auch die für Isocyanate typischen Reaktionen mit aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindungen erfahren können. According to the invention, it has been found that compositions which contain at least one isocyanato-organosilane, preferably in combination with at least one polyisocyanate, which is characterized by the presence of at least two free isocyanate groups, unexpectedly perform well as adhesive materials for bonding a large number of elastomers and in particular of vulcanizable elastomers with inorganic substrates. The isocyanato-functional organosilanes, which are referred to below as isocyanatosilanes and are suitable for use in the adhesive according to the invention, can be described in very general terms as compounds which include both the hydrolytic reactions typical of alkyl esters of silicas and those for isocyanates can experience typical reactions with active hydrogen-containing compounds.
Zusätzlich zur Herstellung von festen Klebstoffbindungen 20 mit einer Vielzahl von Elastomeren verbessern die erfindungsgemässen Massen die Umgebungsbeständigkeit der verklebten Anordnung. Weiterhin wurde gefunden, dass die Gegenwart von einer oder von mehreren aromatischen Nitrosoverbindungen die Festigkeit der Klebstoffbindung verbessern kann und/ 25 oder die Beständigkeit gegenüber der Umgebung erhöhen kann, und dàss weiterhin die Vielseitigkeit der Klebstoffmassen \ erweitert werden kann. Weiterhin wurde gefunden, dass die Gegenwart von einem oder von mehreren polymeren, filmbildenden Zusatzstoffen weitere Verbesserungen ergeben kann, 30 insbesondere im Hinblick auf die Filmeigenschaften. Die erfindungsgemässen Massen liefern starke Bindungen, was bei vielen technischen Anwendungen in hohem Masse erwünscht ist. Ein besonders unerwartetes Merkmal der Erfindung ist die Fähigkeit der hier beschriebenen Massen, als Einschicht-Kleb- 35 stoffsysteme in Einzelpackungen verwendet zu werden, wobei diese feste Bindungen von Kautschuk-auf-Metall mit verbesserter Festigkeit gegenüber einem Angriff durch Umgebungseinflüsse liefern. Zusätzlich zeichnen sich die bevorzugten, erfindungsgemässen Klebstoffmassen weiter durch ihre Stabilität 40 •bei Umgebungstemperaturen während der Lagerung und der Handhabung aus. \ In addition to producing firm adhesive bonds 20 with a large number of elastomers, the compositions according to the invention improve the environmental stability of the bonded arrangement. It has further been found that the presence of one or more aromatic nitroso compounds can improve the strength of the adhesive bond and / or increase the resistance to the environment, and that the versatility of the adhesive compositions can be further expanded. Furthermore, it was found that the presence of one or more polymeric, film-forming additives can result in further improvements, in particular with regard to the film properties. The compositions of the invention provide strong bonds, which is highly desirable in many technical applications. A particularly unexpected feature of the invention is the ability of the compositions described here to be used as single-layer adhesive systems in single packs, which provide solid rubber-to-metal bonds with improved strength against attack by environmental influences. In addition, the preferred adhesive compositions according to the invention are further distinguished by their stability at ambient temperatures during storage and handling. \
Der Grund für die Verbesserung der Stabilität ist nicht vollständig geklärt Im allgemeinen besitzen Klebstoffmassen, The reason for the improvement in stability has not been fully clarified.
welche freie Isocyanatgruppen enthaltende Materialien enthal- 45 ten, eine begrenzte Topfzeit als Folge der hohen Reaktionsfähigkeit der Isocyanatgruppen mit Wasser und anderen aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindungen. Die Zugabe von aromatischen Nitrosoverbindungen und/oder von polymeren, filmbildenden Zusatzstoffen führt Verunreinigungen wie Wasser 50 und reaktionsfähige Oxime ein, wobei zu erwarten wäre, dass diese einen schädlichen Einfluss auf die Stabilität besitzen, da solche Verunreinigungen die Neigung besitzen, sowohl den Iso-cyanatanteil als auch den Kieselsäureanteil des Isocyanatoor-ganosilanes zu hydrolysieren und ebenfalls mit den anderen 55 Komponenten zu reagieren, z. B. über die freien Isocyanatgruppen des freien Polyisocyanates, was zu einer vorzeitigen Gelierung der Klebstoffmassen führen würde. Es wird angenommen, dass die Verbesserung in der Stabilität die Folge der sauren Pufferung sein könnte, welche den erfindungsgemässen Mas- 60 sen als Folge irgendeiner oder der gesamten, latenten, d. h. which contain materials containing free isocyanate groups, a limited pot life due to the high reactivity of the isocyanate groups with water and other active hydrogen-containing compounds. The addition of aromatic nitroso compounds and / or of polymeric, film-forming additives introduces impurities such as water 50 and reactive oximes, which would be expected to have a detrimental effect on the stability, since such impurities tend to have both the isocyanate content as well as hydrolyzing the silicic acid portion of the isocyanatoorganosilanes and also reacting with the other 55 components, e.g. B. on the free isocyanate groups of the free polyisocyanate, which would lead to premature gelation of the adhesive compositions. It is believed that the improvement in stability could be the result of acidic buffering, which may affect the inventive masses as a result of any or all of the latent, i.e. H.
freien, Acidität der Polyisocyanatkomponente, einem sauren Beitrag von zufällig vorhandenen und dissoziierten, freien Kieselsäuregruppen oder einem sauren Beitrag von dem polymeren, filmbildenden Hilfsstoff zueigen ist. Dieses Postulat ist in 65 der US-Patentschrift 3 830 784 angegeben, wobei diese Patentschrift Verbesserungen der Lagerstabilität, d. h. der Stabilität beim Lagern und beim Handhaben von freie Polyisocyanate enthaltenden Klebstoffmassen für Kautschuk-auf-Metall betrifft Derselbe Mechanismus zur Verbesserung der Lagerstabilität, wie er in der US-Patentschrift 3 830 784 angegeben wird, könnte auch für die erfindungsgemässen Massen wirksam sein. free, acidity of the polyisocyanate component, an acidic contribution from randomly present and dissociated, free silicic acid groups or an acidic contribution from the polymeric, film-forming auxiliary substance. This postulate is set forth in 65 U.S. Patent 3,830,784, which describes improvements in storage stability, i. H. The stability during the storage and handling of rubber-on-metal adhesive compositions containing free polyisocyanates relates to the same mechanism for improving the storage stability, as specified in US Pat. No. 3,830,784, could also be effective for the compositions according to the invention.
Die erfindungsgemäss verwendeten Isocyanatosilane zeichnen sich durch die Anwesenheit von einer freien Isocyanatgruppe und wenigstens zwei hydrolysierbaren Gruppen entsprechend der folgenden allgemeinen Formel aus: The isocyanatosilanes used according to the invention are distinguished by the presence of a free isocyanate group and at least two hydrolyzable groups according to the following general formula:
OCN - R° - Si - (OR2). OCN - R ° - Si - (OR2).
3~a deren Symbole im Anspruch 1 definiert sind. 3 ~ a whose symbols are defined in claim 1.
Die genaue Natur des Restes Z ist nicht kritisch, d. h. der Rest kann jede beliebige Konfiguration und Kombination von Gruppierungen aufweisen, die mit den Isocyanatogruppen verträglich sind. Beispielsweise kann der Rest Z ein Kohlenwasserstoffrest sein, oder er kann Bindungen wie Äther-, Ureido-, Ure-than- und Thiourethanbindungen enthalten. Der Rest Z kann selbstverständlich Substituentengruppen wie Halogen, die mit den Isocyanatogruppen verträglich sind, aufweisen. The exact nature of the residue Z is not critical, i. H. the rest can have any configuration and combination of groupings that are compatible with the isocyanato groups. For example, the Z radical can be a hydrocarbon radical, or it can contain bonds such as ether, ureido, ure-than and thiourethane bonds. The radical Z can of course have substituent groups such as halogen which are compatible with the isocyanato groups.
Bevorzugtes, jedoch nicht ausschliessliches Merkmal der Erfindung sind Isocyanatosilane, die ausgewählt sind aus: (1) Isocyanatosilanen der allgemeinen Formel: A preferred, but not exclusive feature of the invention is isocyanatosilanes which are selected from: (1) isocyanatosilanes of the general formula:
1; 1;
OCN - R OCN - R
o O
-Si - (OR )y a -Si - (OR) y a
und (2) Isocyanatosilanaddukten von multifunktionellen Orga-nosilanen und Polyisocyanaten, wobei diese Addukte als charakteristisches Merkmal wenigstens eine freie Isocyanatgruppe und wenigstens eine Silangruppe der folgenden allgemeinen Formel aufweisen: and (2) isocyanatosilane adducts of multifunctional organosilanes and polyisocyanates, these adducts having as a characteristic feature at least one free isocyanate group and at least one silane group of the following general formula:
0 h 0 h
1: 1:
- RH - RH
C-A-R-Si- C-A-R-Si
(0R2)7 2 -a wobei darauf hinzuweisen ist, dass diese freie Isocyanato-gruppe bzw. -gruppen und diese Silangruppe bzw. -gruppen aneinander über den Rest des Polyisocyanatreaktionsteilneh-mers gebunden sind. Die Isocyanatosilanaddukte, d. h. die Reaktionsprodukte von multifunktionellen Organosilanen und Polyisocyanaten, sind bevorzugt in den erfindungsgemässen Klebstoffmassen enthalten. Solche Addukte sind im allgemeinen leichter herzustellen und daher einfacher zugänglich als es die direkt aus den mehr basischen Silanzwischenprodukten hergestellten Isocyanatosilane sind. (Es wird angenommen, dass die mehr basischen Silanzwischenprodukte für die erfindungsgemässen Zwecke solqhe sind, die die hochreaktionsfähige, funktionelle Gruppe -Si-H oder -Si-Cl aufweisen.) (0R2) 7 2 -a where it should be noted that these free isocyanato groups or groups and these silane groups or groups are bonded to one another via the rest of the polyisocyanate reaction participant. The isocyanatosilane adducts, i.e. H. the reaction products of multifunctional organosilanes and polyisocyanates are preferably contained in the adhesive compositions according to the invention. Such adducts are generally easier to manufacture and therefore more accessible than isocyanatosilanes produced directly from the more basic silane intermediates. (It is believed that the more basic silane intermediates for the purposes of the present invention are those that have the highly reactive, functional group -Si-H or -Si-Cl.)
In den vorangegangenen Formeln haben die Reste R1 und R2 die zuvor angegebene Bedeutung, und R° ist ein zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest oder ein zweiwertiger, halogenier-ter Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 und vorzugsweise 2 bis 9 Kohlenstoffatomen, A = -O-, -S-,ÏNH oder ein anderer zweiwertiger Rest der aktiven Wasserstoff enthält, und R ist ein zweiwertiger, aliphatischer, cycloaliphatischer oder aromatischer Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise ein Alkylenrest mit 1 bis 9 Kohlenstoffatomen. Besonders bevorzugt sind Addukte, in denen A = -O- oder H-Nîist R ein Alkylenrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen ist, R2 Methyl, Äthyl, In the preceding formulas, the radicals R1 and R2 have the meaning given above, and R ° is a divalent hydrocarbon radical or a divalent, halogenated hydrocarbon radical with 1 to 20 and preferably 2 to 9 carbon atoms, A = -O-, -S- , ÏNH or another divalent radical containing active hydrogen, and R is a divalent, aliphatic, cycloaliphatic or aromatic radical having 1 to 20 carbon atoms and preferably an alkylene radical having 1 to 9 carbon atoms. Adducts in which A = -O- or H-Nîist R is an alkylene radical having 2 to 4 carbon atoms, R 2 is methyl, ethyl,
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Methoxyäthylen oder Methylcarbonyl ist und a = Null bedeu- benzol, Dichlorbenzol und dergleichen; halogenierte, aliphati-tet sehe Kohlenwasserstoffe wie Trichloräthylen, Perchloräthylen, Is methoxyethylene or methylcarbonyl and a = zero meaning benzene, dichlorobenzene and the like; halogenated, aliphatic hydrocarbons such as trichlorethylene, perchlorethylene,
Isocyanatosilane der folgenden Formel: Propylendichlorid und dergleichen; Ketone wie Methylisobu- Isocyanatosilanes of the following formula: propylene dichloride and the like; Ketones such as methyl isobu-
tylketon, Methyläthylketon und dergleichen; Äther usw. ein- tyl ketone, methyl ethyl ketone and the like; Ether etc.
schliesslich Mischungen von solchen Lösungsmitteln/Verdün-O . /np2\ nungsmitteln. Das Ausmass der Verdünnung ist nicht kritisch, finally mixtures of such solvents / diluents. / np2 \ nmittel. The extent of the dilution is not critical
OCH - R - Si - (,0R solange es nicht eine angemessene Filmstärke des Klebstoffes bei der schliesslichen Anwendung ausschliesst. OCH - R - Si - (, 0R as long as it does not preclude an adequate film thickness of the adhesive during the final application.
sind handelsübliche Produkte. Solche Verbindungen können Die multifunktionellen Organosilanverbindungen, die bei z. B. durch Pyrolyse des entsprechenden Carbamates herge- 10 der Durchführung der Erfindung geeignet sind, zeichnen sich stellt werden. Das Carbamat kann durch Durchführen der durch die Anwesenheit einer einzigen, organischen Kette, are commercially available products. Such compounds can be the multifunctional organosilane compounds, which in z. B. by pyrolysis of the corresponding carbamate 10- are suitable for carrying out the invention, stand out. The carbamate can be obtained by carrying out the through the presence of a single organic chain,
Reaktion zwischen einem Silylorganohalogenid, einem Metall- welche wenigstens eine funktionelle Gruppe mit wenigstens eyanat und einem aliphatischen, einwertigen Alkohol in Anwe- einem abspaltbaren Rest, d. h. ein aktives Wasserstoffatom, z. B. senheit eines aprotischen Lösungsmittels hergestellt werden. eine Amino-, Mercapto-, Hydroxy- oder eine andere, aktiven Eine andere Methode zur Herstellung solcher Verbindungen 15 Wasserstoff enthaltende, funktionelle Gruppe aufweist, die an umfasst die Durchführung der Reaktion zwischen einem Silici- Silicium über eine organische, wenigstens ein Kohlenstoffatom umhydrid und einem olefinisch ungesättigten Isocyanat wie enthaltende Gruppe gebunden ist Vorzugsweise ist die wenig-Allylisocyanat Beispiele für solche Isocyanatosilane sind: Tri- stens ein aktives Wasserstoffatom enthaltende, funktionelle methoxysilylpropylisocyanat, Phenyldiäthoxysilylpropylisocya- Gruppe an das Siliciumatom über einen organischen, wenig-nat und Methyldimethoxysilylbutylisocyanat. 20 stens zwei miteinander verbundene Kohlenstoffatome enthal- Reaction between a silyl organohalide, a metal - which has at least one functional group with at least eyanate and an aliphatic, monohydric alcohol in the presence of a cleavable residue, i. H. an active hydrogen atom, e.g. B. an aprotic solvent. an amino, mercapto, hydroxy or other active Another method for the preparation of such compounds 15 has a hydrogen-containing functional group which comprises carrying out the reaction between a silicon-silicon via an organic, at least one carbon atom and hydride an olefinically unsaturated isocyanate such as containing group is preferably the little-allyl isocyanate. Examples of such isocyanatosilanes are: Tristensively an active hydrogen atom-containing functional methoxysilylpropyl isocyanate, phenyl diethoxysilyl propyl isocyanate group on the silicon atom via an organic, less natylate and methyl dimethyl siloxysilyl. 20 contain at least two interconnected carbon atoms
Die bevorzugten Isocyanatosilanaddukte können leicht tenden Rest gebunden. The preferred isocyanatosilane adducts can have a slightly bound residue.
durch Durchführen der Reaktion zwischen einem multifunktio- Insbesondere werden die multifunktionellen Organosilan-nellen Organosilan und einem Polyisocyanat durch Zugabe des Verbindungen, welche für die Erfindung geeignet sind, aus fol-Organosilans, vorzugsweise in Form einer verdünnten Lösung, gender Gruppe ausgewählt: by carrying out the reaction between a multifunctional- In particular, the multifunctional organosilane-nell organosilane and a polyisocyanate are selected by adding the compounds which are suitable for the invention from fol-organosilane, preferably in the form of a dilute solution, gender group:
zu dem Polyisocyanat, welches ebenfalls vorzugsweise ver- 25 Hydroxyorganosilane der folgenden Formel: to the polyisocyanate, which likewise preferably contains 25 hydroxyorganosilanes of the following formula:
dünnt ist bei einer Temperatur im Bereich von etwa 10° bis ^ is thin at a temperature in the range of about 10 ° to ^
etwa 100 °C unter Rühren des Gemisches mit einem mechani- ( 11/ about 100 ° C while stirring the mixture with a mechanical (11 /
sehen Rührer oder einer ähnlichen Einrichtung hergestellt wer- see stirrers or a similar device are manufactured
den. Obwohl dies nicht unbedingt erforderlich ist, kann ein ge- ^ . 2\ the. Although this is not absolutely necessary, a ge ^. 2 \
eigneter Katalysator wie Dibutylzinndilaurat verwendet wer- 30 HO - R - Si — (OR )z_a den. Die Reaktion tritt praktisch sofort auf, insbesondere wenn suitable catalyst such as dibutyltin dilaurate can be used 30 HO - R - Si - (OR) z_a den. The reaction occurs almost immediately, especially when
Katalysatoren verwendet werden, und sie verläuft schwach worin R ein zweiwertiger, aliphatischer, cycloaliphatischer exotherm. Es ist wesentlich, dass die während der Reaktion vor- oder aromatischer Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen und handene Polyisocyanatmenge derart ist, dass die Herstellung vorzugsweise ein Alkylenrest mit 1 bis 9 und besonders bevor-eines Adduktes mit wenigstens einer freien Isocyanatgruppe 35 zugt 2 bis 4 Kohlenstoffatomen ist; Catalysts are used and they run weakly where R is a divalent, aliphatic, cycloaliphatic exothermic. It is essential that the pre- or aromatic residue with 1 to 20 carbon atoms and the amount of polyisocyanate present during the reaction is such that the preparation preferably contains an alkylene residue with 1 to 9 and especially before an adduct with at least one free isocyanate group 35 2 to Is 4 carbon atoms;
sichergestellt wird. So sei darauf hingewiesen, dass die mini- R! ein einwertiger, aliphatischer, cycloaliphatischer oder male Menge in Mol-Äquivalenten von NCO des Polyisocyana- aromatischer Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen und vor-tes, die zur Herstellung der Addukte erforderlich ist, ein Mol- zugsweise ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, ein Äquivalent NCO in Überschuss zu deren Menge an Mol-Äqui- Cycloalkylrest mit 4 bis 7 Ringkohlenstoffatomen oder ein valenten von NCO, die zur Reaktion mit dem gesamten aktiven 40 Arylrest mit 6,10 oder 14 Kernkohlenstoffatomen einschliess-Wasserstoff des Silanreaktionsteilnehmers erforderlich sind, lieh solcher Arylreste mit einem oder mehreren Substituenten-betragen muss. Gegebenenfalls kann das Addukt aus dem alkylresten mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist; is ensured. It should be noted that the mini R! a monovalent, aliphatic, cycloaliphatic or male amount in molar equivalents of NCO of the polyisocyanic aromatic radical with 1 to 20 carbon atoms and vor-th, which is required for the preparation of the adducts, a mol preferably an alkyl radical with 1 to 4 carbon atoms, one equivalent of NCO in excess of the amount of molar equi-cycloalkyl radical having 4 to 7 ring carbon atoms or one valent of NCO, which are required for reaction with the entire active 40 aryl radical with 6,10 or 14 core carbon atoms including hydrogen from the silane reactant such aryl radicals with one or more substituents must be. Optionally, the adduct is from the alkyl radicals having 1 to 4 carbon atoms;
Reaktionsgemisch durch konventionelle Mittel abgetrennt R2 ein einwertiger, aliphatischer, cycloaliphatischer oder werden. Es hat sich jedoch als vorteilhaft herausgestellt, den aromatischer, organischer Rest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen Organosilanreaktionsteilnehmer zu einem ausreichenden « und vorzugsweise ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen Überschuss des Polyisocyanatreaktionsteilnehmers hinzuzuge- sind, und a = Null oder 1 und vorzugsweise Null ist; Reaction mixture separated by conventional means can be a monovalent, aliphatic, cycloaliphatic or R2. However, it has proven advantageous to add the aromatic, organic radical with 1 to 8 carbon atoms of the organosilane reactant to a sufficient and preferably an alkyl radical with 1 to 4 carbon atoms in excess of the polyisocyanate reactant, and a = zero or 1 and preferably zero;
ben, um eine vollständige Reaktion des Organosilanreaktions- Aminoorganosilanverbindungen der folgenden ailgemei- to complete reaction of the organosilane reaction aminoorganosilane compounds of the following general
teilnehmers sicherzustellen, um einerseits ein Isocyanataddukt nen Formel: participant to ensure, on the one hand, an isocyanate adduct formula:
mit wenigstens einer freien Isocyanatgruppe und andererseits ein eine ausreichende Menge an nicht umgesetztem Polyiso- H with at least one free isocyanate group and on the other hand a sufficient amount of unreacted polyiso-H
eyanat enthaltendes Reaktionsgemisch zu erhalten, so dass der i erforderliche Betrag an Isocyanatfunktionalität, wie dies im fol- 5 _ ^ 2\ to obtain eyanate-containing reaction mixture, so that the i required amount of isocyanate functionality, as shown in the following 5 _ ^ 2 \
genden noch im einzelnen ausgeführt wird, erhalten wird. Auf R — JN — K — 01— (.UK ) ^ is still executed in detail, is obtained. On R - JN - K - 01— (.UK) ^
diese Weise kann die Isolierung des Silan-isocyanatadduktes aus dem Reaktionsgemisch und die nachfolgende Zugabe des 55 worin R, R1, R2 und a die zuvor angegebene Bedeutung besitzen Adduktes zu freiem Polyisocyanat ausgelassen werden, was und einen beträchtlichen wirtschaftlichen und technischen Vorteil R5 Wasserstoff, ein einwertiger, aliphatischer Rest mit 1 bis darstellt. Diese Arbeitsweise, d. h. das Inkontaktbringen des 8 Kohlenstoffatomen, ein einwertiger, cycloaliphatischer Rest Organosilanreaktionsteilnehmers mit überschüssigem Polyiso- mit 4 bis 7 Ringkohlenstoffatomen, der Phenylrest, ein Alkaryl-cyanatreaktionsteilnehmer, hat sich als besonders vorteilhaft in 60 rest mit 6 Kernkohlenstoffatomen und einem oder mehreren, den Fällen herausgestellt, in denen die erfindungsgemässen substituierenden Alkylresten mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen Klebstoffmassen einen polymeren, filmbildenden Zusatzstoff oder -R6-NH-R7 ist worin R6 ein zweiwertiger, aliphatischer, oder Hilfsstoff enthalten. cycloaliphatischer oder aromatischer Rest mit 1 bis 20 Kohlen- in this way, the isolation of the silane isocyanate adduct from the reaction mixture and the subsequent addition of the adduct 55 in which R, R1, R2 and a have the previously indicated meaning to free polyisocyanate can be omitted, which and a considerable economic and technical advantage R5 hydrogen represents monovalent, aliphatic radical with 1 to. This way of working, i. H. the contacting of the 8 carbon atoms, a monovalent, cycloaliphatic radical organosilane reactant with excess polyiso- having 4 to 7 ring carbon atoms, the phenyl radical, an alkaryl cyanate reactant, has been found to be particularly advantageous in 60 radicals with 6 core carbon atoms and one or more, the cases in which the substituting alkyl radicals according to the invention with 1 to 4 carbon atoms of adhesive compositions are a polymeric, film-forming additive or -R6-NH-R7 in which R6 contains a divalent, aliphatic or auxiliary substance. cycloaliphatic or aromatic radical with 1 to 20 carbon
Wie bereits beschrieben, wird die Verwendung von sowohl Stoff atomen ist und vorzugsweise wenigstens zwei ein beliebi-des Silans als auch des Polyisocyanates in verdünnter Form 65 ges Paar von Stickstoffatomen trennende Kohlenstoffatome bevorzugt Geeignete Lösungsmittel sind z. B. aromatischeKoh- vorhanden sind, wobei R6 vorzugsweise ein Alkylenrest mit 2 lenwasserstoffe wie Benzol, Toluol, Xylol und dergleichen; bis 9 Kohlenstoffatomen ist und R7 die gleiche Bedeutung wie halogenierte, aromatische Kohlenwasserstoffe wie Monochlor- R5 hat und vorzugsweise Wasserstoff ist As already described, the use of both substance atoms and preferably at least two carbon atoms separating any one of the silane and the polyisocyanate in dilute form is preferred. Suitable solvents are, for. B. aromatic Koh- are present, wherein R6 is preferably an alkylene radical with 2 hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and the like; is up to 9 carbon atoms and R7 has the same meaning as halogenated aromatic hydrocarbons such as monochloro-R5 and is preferably hydrogen
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Mercaptoorganosilanverbindungen der folgenden allgemeinen Formel: Mercaptoorganosilane compounds of the following general formula:
IIS - R - Si - (OR2), IIS - R - Si - (OR2),
p-a worin R, R1, R2 und a die zuvor angegebene Bedeutung besitzen; sowie andere Organosilanverbindungen, die eine einzige, organische Kette mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen aufweisen, wobei diese Kette wenigstens ein abspaltbares Wasserstoffatom besitzt und dieses abspaltbare Wasserstoffatom vorzugsweise an eine funktionelle Gruppe gebunden ist, welche von dem Siliciumatom durch eine Kette von wenigstens 3 untereinander verbundenen Kohlenstoffatomen getrennt ist. p-a wherein R, R1, R2 and a have the meaning given above; as well as other organosilane compounds which have a single organic chain with 1 to 20 carbon atoms, this chain having at least one removable hydrogen atom and this removable hydrogen atom preferably being bonded to a functional group which is separated from the silicon atom by a chain of at least 3 interconnected carbon atoms is separated.
Die bevorzugten Organosilanverbindungen sind Aminoor-ganosilanverbindungen, wie sie hier beschrieben wurden. Es sei darauf hingewiesen, dass sowohl primäre als auch sekundäre Aminoorganosilanverbindungen und auch solche Verbindungen, die in ihrem Aufbau wenigstens eine primäre Aminogrup-pierung und eine oder mehrere sekundäre Aminogruppierun-gen enthalten, bei der Herstellung der erfindungsgemässen Massen verwendet werden können. Weiterhin ist es möglich, Aminoorganosilanverbindungen zu verwenden, welche eine oder mehrere, tertiäre Aminogruppierungen enthalten, vorausgesetzt, dass solche Verbindungen ebenfalls wenigstens eine primäre oder sekundäre Aminogruppierung enthalten. Bevorzugt sind Aminoorganosilanverbindungen, bei denen wenigstens eine primäre Aminogruppierung vorliegt. The preferred organosilane compounds are aminoorganosilane compounds as described here. It should be pointed out that both primary and secondary aminoorganosilane compounds and also those compounds which contain at least one primary amino group and one or more secondary amino groups in their structure can be used in the preparation of the compositions according to the invention. It is also possible to use aminoorganosilane compounds which contain one or more tertiary amino groups, provided that such compounds also contain at least one primary or secondary amino group. Aminoorganosilane compounds in which at least one primary amino group is present are preferred.
Typische Vertreter für multifunktionelle Organosilane, die für die Erfindung eingesetzt werden können, sind z. B.: Hydro-xypropyltrimethoxysilan, Hydroxypropyltriäthoxysilan, Hydro- Typical representatives for multifunctional organosilanes that can be used for the invention are, for. E.g .: hydro-xypropyltrimethoxysilane, hydroxypropyltriethoxysilane, hydro-
10 10th
xybutyltrimethoxysilan, g-Aminopropyltrimethoxysilan, g-Ami-nopropyltriäthoxysilan,Methylaminopropyltrimethoxysilan, g-Aminopropyltripropoxysilan,g-Aminoisobutyltriäthoxysilan, g-Aminopropylmethyldiäthoxysilan,g-Aminopropyl-äthyldiäthoxysilan, g-Aminopropylphenyldiäthoxysilan, d-Ami-nobutyltriäthoxysilan,d-Aminobutylmethyldiäthoxysilan, d-Aminobutyläthyldiäthoxysilan,g-Aminoisobutylmethyldi-äthoxysilan,N-Methyl-g-aminopropyltriäthoxysilan, N-Phenyl-g-aminoisobutylmethyldäthoxysilan,N-Äthyl-d-ami-nobutyltriäthoxysilan,N-g-Aminopropyl-g-aminopropyltriätho-xysilan,N-ß-Aminoäthyl-g-aminoisobutyltriäthoxysilan, N-g-Aminopropyl-d-aminobutyltriäthoxysilan, N-Aminohexyl-g-aminoisobutylmethyldiäthoxysilan,Methyl-aminopropyltriäthoxysilan,g-Mercaptopropyltrimethoxysilan, 15 Mercapto-äthyltriäthoxysilan, g-Aminopropylmethoxydiätho-xysilan und dergleichen. xybutyltrimethoxysilan, g-aminopropyltrimethoxysilane g-Ami-nopropyltriäthoxysilan, methylaminopropyltrimethoxysilane, g-aminopropyltripropoxysilane, g-Aminoisobutyltriäthoxysilan, g-Aminopropylmethyldiäthoxysilan, g-aminopropyl-äthyldiäthoxysilan, g-Aminopropylphenyldiäthoxysilan, d-Ami-nobutyltriäthoxysilan, d-Aminobutylmethyldiäthoxysilan, d-Aminobutyläthyldiäthoxysilan, g-aminoisobutylmethyldi-ethoxysilane, N-methyl-g-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-g-aminoisobutylmethyldäthoxysilane, N-ethyl-d-ami-nobutyltriethoxysilane, Ng-aminopropyl-g-aminopropysilane aminoisobutyltriäthoxysilan, Ng-aminopropyl-d-aminobutyltriäthoxysilan, N-aminohexyl-g-aminoisobutylmethyldiäthoxysilan, methyl-aminopropyltriäthoxysilan, g-mercaptopropyltrimethoxysilane, 15 mercapto-ethoxilethyl-trilethoxysilane, 15-mercapto-ethoxilethyl-trilethoxysilane.
Die Polyisocyanate, welche für die Erfindung verwendet werden können, können beliebige organische Isocyanate sein, welche wenigstens zwei freie Isocyanatgruppen haben. Zu den 2o geeigneten Polyisocyanaten gehören: aliphatische, cyclo-aliphatische und aromatische Polyisocyanate, entsprechend den allgemein auf dem Fachgebiet verwendeten Bezeichnungen. So sei darauf hingewiesen, dass beliebige der bekannten Polyisocyanate wie Alkyl- und Alkylenpolyisocyanate, Cycloal-25 kyl- und Cycloalkylenpolyisocyanate, Aryl- und Arylenpolyiso-cyanate und Kombinationen wie Alkylen-, Cycloalkylen- und Alkylenarylenpolyisocyanate für die Erfindung verwendet werden können. Diese Polyisocyanate dienen sowohl als Komponente für freies Polyisocyanat in den beschriebenen Massen 3o wie auch als Ausgangsmaterial für die Komponente in Form des Silan-Polyisocyanat-Adduktes. The polyisocyanates which can be used for the invention can be any organic isocyanates which have at least two free isocyanate groups. The 20o suitable polyisocyanates include: aliphatic, cycloaliphatic and aromatic polyisocyanates, according to the terms commonly used in the art. Thus, it should be pointed out that any of the known polyisocyanates such as alkyl and alkylene polyisocyanates, cycloal-25 alkyl and cycloalkylene polyisocyanates, aryl and arylene polyisocyanates and combinations such as alkylene, cycloalkylene and alkylene arylene polyisocyanates can be used for the invention. These polyisocyanates serve both as a component for free polyisocyanate in the masses described 3o and as a starting material for the component in the form of the silane-polyisocyanate adduct.
Besonders bevorzugte Polyisocyanate sind die Polyalkylen-poly-(arylenisocyanate) mit folgender Formel: Particularly preferred polyisocyanates are the polyalkylene poly (arylene isocyanates) with the following formula:
-m -m
(NGO) (NGO)
m worin R8 ein zweiwertiger, organischer Rest und vorzugsweise ein zweiwertiger, aliphatischer Rest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und insbesondere ein solcher Rest ist, der durch Entfernung von Carbonylsauerstoff aus einem Aldehyd oder Keton erhalten wurde, und vorzugsweise ist R8 Methylen; m in which R8 is a divalent organic radical and preferably a divalent aliphatic radical having 1 to 8 carbon atoms and in particular such a radical obtained by removing carbonyl oxygen from an aldehyde or ketone, and preferably R8 is methylene;
m = 1 oder 2 und vorzugsweise = 1 ist; m = 1 or 2 and preferably = 1;
n eine Zahl mit einem Durchschnittswert im Bereich von Null bis 15, vorzugsweise 0,1 bis 4 und besonders bevorzugt 0,3 bis 1,8 ist; und n is a number with an average value in the range from zero to 15, preferably 0.1 to 4 and particularly preferably 0.3 to 1.8; and
X Wasserstoff, Halogen, ein Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder ein Alkoxyrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen ist, vorzugsweise Wasserstoff. X is hydrogen, halogen, an alkyl radical with 1 to 8 carbon atoms or an alkoxy radical with 1 to 8 carbon atoms, preferably hydrogen.
Geeignete Polyisocyanate sind z. B.: Tolylen-2,4-diisocya-nat, 2,2,4-Trimethylhexamethylen-l,6-diisocyanat, Hexamethy-len-l,6-diisocyanat, Diphenylmethan-4,4 ' -diisocyanat, Triphe-nylmethan-4,4' ,4-triisocyanat, 3-Isocyanatomethyl-3,5,5-tri-methylcyclohexcylisocyanat,Polymethylenpolyphenylisocya-nat, m-Phenylendiisocyanat, p-Phenylendiisocyanat, Suitable polyisocyanates are e.g. For example: tolylene-2,4-diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene-l, 6-diisocyanate, hexamethylene-l, 6-diisocyanate, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, triphenylmethane 4,4 ', 4-triisocyanate, 3-isocyanatomethyl-3,5,5-tri-methylcyclohexcyl isocyanate, polymethylene polyphenyl isocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate,
2,6-Tolylendiisocyanat, 1,5-Naphthalindiisocyanat, Naphthalin-45 1,4-diisocyanat, Diphenylen-4,4'-diisocyanat,3,3'-Bi-tolylen-4,4'-diisocyanat, Äthylendiisocyanat, Propylen-l,2-diisocyanat, Butylen-2,3-diisocyanat, Äthylidendiisocyanat, Butylidendiiso-cyanat, Xylylen-l,4-diisocyanat, Xylylen-l,3-diisocyanat, Me-thylcyclohexyldiisocyanat, Cyclopentylen-l,3-diisocyanat, so Cyclohexylen-l,4-diisocyanat,4,4'-Methylen-bis-(cyclohexyliso-cyanat),p-Phenylen-2,2'-bis(äthylisocyanat), 4,4'-Diphenylenäther-2,2'-bis(äthylisocyanat),Tris-(2,2',2"-äthylisocyanatbenzol),5-Chlorphenylen-l,3-bis(propyl-3-isocya-nat), 5-Methoxyphenylen-l,3-bis(propyl-3-isocyanat), 5-Cyano-55 phenylen-l,3-bis(propyl-3-isocyanat), 4-Methylphenylen-l,3-bis(propyl-3-isocyanat) und dergleichen. Andere Polyisocyanate, welche für die Erfindung verwendet werden können, umfassen die Dimeren von aromatischen Diisocyanaten, wie z. B. in der US-Patentschrift 2 671082 beschrieben sind. Ein 60 besonders bevorzugtes Dimeres ist das Tolylendi-isocyanatdimere mit der folgenden Formel: 2,6-tolylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, naphthalene-45 1,4-diisocyanate, diphenylene-4,4'-diisocyanate, 3,3'-bi-tolylene-4,4'-diisocyanate, ethylene diisocyanate, propylene 1,2-diisocyanate, butylene-2,3-diisocyanate, ethylidene diisocyanate, butylidene diisocyanate, xylylene-1,4-diisocyanate, xylylene-1,3-diisocyanate, methylcyclohexyl diisocyanate, cyclopentylene-1,3-diisocyanate, so cyclohexylene -l, 4-diisocyanate, 4,4'-methylene-bis- (cyclohexyliso-cyanate), p-phenylene-2,2'-bis (ethyl isocyanate), 4,4'-diphenylene ether-2,2'-bis ( ethyl isocyanate), tris (2,2 ', 2 "-ethyl isocyanate benzene), 5-chlorophenylene-1,3-bis (propyl-3-isocyanate), 5-methoxyphenylene-1,3-bis (propyl-3- isocyanate), 5-cyano-55 phenylene-1,3-bis (propyl-3-isocyanate), 4-methylphenylene-1,3-bis (propyl-3-isocyanate), etc. Other polyisocyanates used for the invention include the dimers of aromatic diisocyanates, as described, for example, in US Patent No. 2 671082. A particularly preferred dimer is the T olylene di-isocyanate dimers with the following formula:
N N
N N
CR CR
3 3rd
itao itao
618212 618212
Die aromatischen Nitrosoverbindungen, welche für die Erfindung geeignet sind, können von einem beliebigen aromatischen Kohlenwasserstoff abstammen, z. B. Benzol, Naphthali-nen, Anthracenen, Biphenylen und dergleichen, wobei diese wenigstens zwei direkt an nicht-benachbarter Ringkohlenstoffatome gebundene Nitrosogruppen aufweisen. Insbesondere werden solche Nitrosoverbindungen als aromatische Poly-C-nitrosoverbindungen mit 1 bis 3 aromatischen Kernen einschliesslich anneliierten, aromatischen Kernen beschrieben, welche 2 bis 6 Nitrosogruppen aufweisen, welche direkt an nicht-benachbarte Kernkohlenstoffatome gebunden sind. Die gemäss der Erfindung bevorzugten Poly-C-nitrosomaterialien sind die dinitroso-aromatischen Verbindungen, insbesondere die Dinitrosobenzole und Dinitrosonaphthaline, z. B. meta-oder para-Dinitrosobenzol und meta- oder para-Dinitrosonaph-thaline. Die Ringwasserstoffatome des aromatischen Kerns können durch Alkyl-, Alkoxy-, Cycloalkyl-, Aryl-, Aralkyl-, Alka-ryl-, Arylamin-, Arylnitroso-, Amino-, Halogenreste und dergleichen Reste ersetzt sein. Die Anwesenheit solcher Substituen-ten im aromatischen Kern bzw. Ring hat nur einen geringen Einfluss auf die Aktivität der Poly-C-nitrosoverbindungen, wie sie erfindungsgemäss verwendet werden. Soweit bislang bekannt, gibt es keine Beschränkung hinsichtlich des Charakters des Substituenten, und solche Substituenten können organischer oder anorganischer Natur sein. The aromatic nitroso compounds suitable for the invention can be derived from any aromatic hydrocarbon, e.g. As benzene, naphthalene, anthracenes, biphenyls and the like, these having at least two nitroso groups bonded directly to non-adjacent ring carbon atoms. In particular, such nitroso compounds are described as aromatic poly-C-nitroso compounds having 1 to 3 aromatic nuclei, including fused aromatic nuclei, which have 2 to 6 nitroso groups which are bonded directly to non-adjacent nuclear carbon atoms. The preferred poly-C-nitroso materials according to the invention are the dinitrosoaromatic compounds, in particular the dinitrosobenzenes and dinitrosonaphthalenes, e.g. B. meta or para dinitrosobenzene and meta or para dinitrosonaphthalene. The ring hydrogen atoms of the aromatic nucleus can be replaced by alkyl, alkoxy, cycloalkyl, aryl, aralkyl, alkylene, arylamine, arylnitroso, amino, halogen and the like residues. The presence of such substituents in the aromatic nucleus or ring has only a minor influence on the activity of the poly-C-nitroso compounds as used according to the invention. As far as is known, there is no limitation on the character of the substituent, and such substituents can be organic or inorganic in nature.
Wenn daher in der Beschreibung die Bezeichnungen poly-C-nitroso- oder di-C-nitroso- «aromatische Verbindungen», «Benzole», oder «Naphthaline» verwendet wird, ist dies so zu verstehen, dass diese Bezeichnungen sowohl substituierte als auch nichtsubstituierte Nitrosoverbindungen bezeichnen, falls nichts anderes angegeben ist. Therefore, when the term poly-C-nitroso or di-C-nitroso is used to refer to “aromatic compounds”, “benzenes”, or “naphthalenes” in the description, it is to be understood that these terms are both substituted and unsubstituted Denote nitroso compounds unless otherwise stated.
Besonders bevorzugte Poly-C-nitrosoverbindungen zeichnen sich durch folgende Formel aus: Particularly preferred poly-C-nitroso compounds are characterized by the following formula:
(R9)p - Ar - (NO>2 (R9) p - Ar - (NO> 2
worin Ar Phenylen oder Naphthalin bedeutet; R9 ein einwertiger, organischer Rest in Form von Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Aralkyl-, Arylamin- oder Alkoxyresten mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Amino- oder Halogenresten ist und vorzugsweise ein Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatome ist; und p = Null, 1,2,3 oder 4 und vorzugsweise Null ist wherein Ar is phenylene or naphthalene; R9 is a monovalent organic radical in the form of alkyl, cycloalkyl, aryl, aralkyl, arylamine or alkoxy radicals having 1 to 20 carbon atoms, amino or halogen radicals and is preferably an alkyl radical having 1 to 8 carbon atoms; and p = zero, 1, 2, 3 or 4 and preferably zero
Eine teilweise Liste von geeigneten Poly-C-nitrosoverbin-dungen, welche für die Erfindung geeignet sind, schliesst ein: m-Dinitrosobenzol, p-Dinitrosobenzol, m-Dinitrosonaphthalin, p-Dinitrosonaphthalin, 2,5-Dinitroso-p-cymen, 2-Methyl-l,4-dinitrosobenzol, 2-Methyl-5-chlor-l,4-dinitrosobenzol, 2-Fluor-1,4-dinitrosobenzol, 2-Methoxy-l,3-dinitrosobenzol, 5-Chlor-l,3-dinitrosobenzol, 2-Benzyl-l,4-dinitrosobenzol und 2-Cyclohexyl-1,4-dinitrosobenzol. A partial list of suitable poly-C-nitroso compounds suitable for the invention includes: m-dinitrosobenzene, p-dinitrosobenzene, m-dinitrosonaphthalene, p-dinitrosonaphthalene, 2,5-dinitroso-p-cymen, 2 -Methyl-l, 4-dinitrosobenzene, 2-methyl-5-chloro-l, 4-dinitrosobenzene, 2-fluoro-1,4-dinitrosobenzene, 2-methoxy-l, 3-dinitrosobenzene, 5-chloro-l, 3 -dinitrosobenzene, 2-benzyl-l, 4-dinitrosobenzene and 2-cyclohexyl-1,4-dinitrosobenzene.
Praktisch alle der polymeren Materialien, welche bislang als Filmbildner oder filmbildende Zusatzstoffe in Klebstoff-Formulierungen verwendet wurden, sind für die Erfindung geeignet Solche filmbildenden, polymeren Materialien umfassen z. B.: hitzehärtbare Kondensationspolymerisate wie hitzehärtbare Phenolharze, hitzehärtbare Epoxyharze, hitzehärtbare Polyesterharze, hitzehärtbare Triazinharze und dergleichen, Polymerisate und Copolymerisate von polaren, äthylenartig ungesättigten Materialien wie Polyvinylbutyral, Polyvinylfor-mal, Polyvinylacetat, chloriertes Polyvinylchlorid, Copolymerisate von Vinylacetat und Vinylchlorid, chlorierte Copolymerisate von Vinylacetat und Vinylchlorid, Polymerisate von Acryl-säure, Copolymerisate von Acrylsäure und konjugierten Dienen wie 1,3-Butadien, 2-Chlor-l,3-butadien, 2,3-Dichlor-l,3-buta-dien und dergleichen einschliesslich von nachhalogenierten Produkten hiervon, Polymerisate von Methacrylsäure, Copolymerisate von Methacrylsäure und konjugierten Dienen, Copolymerisate von Vinylpyridin und konjugierten Dienen einschliesslich polyvalenten Reaktionsprodukten hiervon, cellulo-seartige Materialien wie Celluloseacetat und -butyrat und dergleichen. Besonders bevorzugte, filmbildende Materialien sind halogenhaltige Kautschuke einschliesslich, jedoch ohne Einschränkung, chloriertem Naturkautschuk, Polychloropren, chloriertem Polychloropren, chloriertem Polybutadien, chloriertem Polyäthylen, chlorierten Äthylen-Propylencopolymeri-saten, chlorierten Äthylen/Propylen-nicht-konjugierten Dien-terpolymerisaten, chlorierten Copolymerisaten von Butadien und Styrol, chlorsulfoniertem Polyäthylen, bromiertem PoIy(2,3-dichlor-l,3-butadien), Copolymerisaten von alpha-Chloracrylnitril und 2,3-Dichlor-l,3-butadien, Copolymerisaten von alpha-Bromacrylnitril und 2,3-Dichlor-l,3-butadien, Mischungen von solchen halogenhaltigen Kautschuken mit hydrohalogenierten Kautschuken von hypohalogenierten Kautschuken. Mischungen von zwei oder mehreren solcher halogenhaltigen Kautschuken und dergleichen. Andere geeignete, polymere, filmbildende Zusatzstoffe umfassen cellulosear-tige Ester wie Celluloseacetatbutyrat, Naturkautschuk, Butyl-kautschuk, Äthylen/Propylencopolymerisat (EPM)-Kautschuk, Äthylen/Propylen/Dienterpolymerisat(EPDM)-Kautschuk, Polymerisate und Copolymerisate von Dienen mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen wie Polybutadien, wobei dies ebenfalls Copolymerisate von solchen Dienen und einem oder mehreren unterschiedlichen, hiermit copolymerisierbarem Monomeren einfasst, z. B. SBR-Kautschuk und Butadien/Acrylnitrilkaut-schuk. Wie bereits beschrieben sind halogenierte, polymere Materialien und inbesondere chlorierte und bromierte Kautschuke die bevorzugten, filmbildenden Materialien für die Erfindung. Practically all of the polymeric materials which have hitherto been used as film formers or film-forming additives in adhesive formulations are suitable for the invention. For example: thermosetting condensation polymers such as thermosetting phenolic resins, thermosetting epoxy resins, thermosetting polyester resins, thermosetting triazine resins and the like, polymers and copolymers of polar, ethylene-like unsaturated materials such as polyvinyl butyral, polyvinylformal and vinylvinylchloride, copolymerized vinyl acetate, chlorinated Vinyl acetate and vinyl chloride, polymers of acrylic acid, copolymers of acrylic acid and conjugated dienes such as 1,3-butadiene, 2-chloro-l, 3-butadiene, 2,3-dichloro-l, 3-butadiene and the like including post-halogenated products thereof, polymers of methacrylic acid, copolymers of methacrylic acid and conjugated dienes, copolymers of vinyl pyridine and conjugated dienes including polyvalent reaction products thereof, cellulose-like materials such as cellulose acetate and butyrate and the like. Particularly preferred, film-forming materials are halogen-containing rubbers including, but without limitation, chlorinated natural rubber, polychloroprene, chlorinated polychloroprene, chlorinated polybutadiene, chlorinated polyethylene, chlorinated ethylene-propylene copolymers, chlorinated ethylene / propylene-non-conjugated diene terpolymers, chlorinated Butadiene and styrene, chlorosulfonated polyethylene, brominated poly (2,3-dichloro-1,3-butadiene), copolymers of alpha-chloroacrylonitrile and 2,3-dichloro-1,3-butadiene, copolymers of alpha-bromoacrylonitrile and 2,3 -Dichlor-l, 3-butadiene, mixtures of such halogen-containing rubbers with hydrohalogenated rubbers of hypohalogenized rubbers. Mixtures of two or more such halogen-containing rubbers and the like. Other suitable polymeric, film-forming additives include cellulose-like esters such as cellulose acetate butyrate, natural rubber, butyl rubber, ethylene / propylene copolymer (EPM) rubber, ethylene / propylene / diene terpolymer (EPDM) rubber, polymers and copolymers of dienes with 4 to 4 bis Carbon atoms such as polybutadiene, which also includes copolymers of such dienes and one or more different monomers copolymerizable therewith, e.g. B. SBR rubber and butadiene / acrylonitrile rubber. As already described, halogenated, polymeric materials and especially chlorinated and brominated rubbers are the preferred film-forming materials for the invention.
Die erfindungsgemässen Klebstoffe werden auf konventionelle Weise und nach an sich bekannten Arbeitsweisen hergestellt, so dass diese nicht im einzelnen erläutert werden müssen. Als allgemeine Regel gilt, dass das Silanisocyanatadduktund das freie Polyisocyanat vor dem Eingeben der anderen Inhaltsstoffe wie der aromatischen Nitrosoverbindung, dem filmbildenden, polymeren Material, des Füllstoffes und dergleichen vermischt werden. In solchen Fällen, in denen das Addukt isoliert worden ist, wird das Addukt direkt zu dem freien Polyisocyanat, wobei beide Materialien vorzugsweise verdünnt sind, unter solchen Bedingungen zugegeben, dass eine homogene Mischung sicher erhalten wird. In einem solchen Fall kann das freie Polyisocyanat das gleiche sein, wie es bei der Herstellung des Adduktes verwendet wurde, es kann jedoch auch verschieden sein oder es kann ein Gemisch von zwei oder mehreren Polyisocyanaten umfassen, wovon gegebenenfalls eines das gleiche Polyisocyanat ist wie es zur Bildung des Adduktes verwendet wurde. In einem zweiten und stärker bevorzugten Fall wird das Addukt aus der Reaktion des Silans und einem Überschuss von Polyisocyanat hergestellt, um ein das Addukt und freies Polyisocyanat umfassendes Reaktionsgemisch zu erhalten. In diesem Falle kann - falls die Menge an freiem Polyisocyanat nicht ausreicht, um das geeignete Verhältnis von freiem Polyisocyanat Addukt herzustellen - zusätzliches, freies Polyisocyanat zu dem Reaktionsgemisch zugesetzt werden. Solches zugesetztes, freies Polyisocyanat kann selbstverständlich gleich dem oder verschieden von dem Polyisocyanat wie es bei Herstellung des Adduktes verwendet wurde, sein, und es kann ein Gemisch von zwei oder mehr Polyisocyanaten umfassen, wovon eines gegebenenfalls das gleiche Polyisocyanat sein kann, wie es zur Herstellung des Adduktes verwendet wurde. Als allgemeine Regel gilt, dass die Menge des bei der Herstellung des Adduktes verwendeten Polyisocyanates vorzugsweise so ist dass kein zusätzliches Polyisocyanat mehr zu dem Reaktionsgemisch zugegeben werden muss. Das auf diese Weise hergestellte Gemisch ist selbst zur Verwendung als Primer- und Klebstoffmasse geeignet, oder als Grundmasse, in welche die aromatischen Nitrosoverbindungen, die filmbildenden, polyme- The adhesives according to the invention are produced in a conventional manner and according to methods known per se, so that they do not have to be explained in detail. As a general rule, the silane isocyanate adduct and free polyisocyanate are mixed before adding other ingredients such as the aromatic nitroso compound, film-forming polymeric material, filler, and the like. In those cases where the adduct has been isolated, the adduct is added directly to the free polyisocyanate, both materials preferably being diluted, under conditions such that a homogeneous mixture is safely obtained. In such a case, the free polyisocyanate may be the same as that used in the preparation of the adduct, but it may also be different, or it may comprise a mixture of two or more polyisocyanates, one of which may be the same polyisocyanate as that for Formation of the adduct was used. In a second and more preferred case, the adduct is prepared from the reaction of the silane and an excess of polyisocyanate to obtain a reaction mixture comprising the adduct and free polyisocyanate. In this case, if the amount of free polyisocyanate is insufficient to produce the appropriate ratio of free polyisocyanate adduct, additional free polyisocyanate can be added to the reaction mixture. Such added free polyisocyanate can of course be the same as or different from the polyisocyanate used in making the adduct, and it can comprise a mixture of two or more polyisocyanates, one of which may optionally be the same polyisocyanate as that used to make it of the adduct was used. As a general rule, the amount of polyisocyanate used in the preparation of the adduct is preferably such that no additional polyisocyanate has to be added to the reaction mixture. The mixture prepared in this way is itself suitable for use as a primer and adhesive composition, or as a base composition in which the aromatic nitroso compounds, the film-forming, polymeric
6 6
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
7 618212 7 618212
ren Materialien, die Füllstoffmaterialien wie Russ und derglei- Es wurde gefunden, dass die erfindungsgemässen Kleb- materials, the filler materials such as carbon black and the like. It was found that the adhesives according to the invention
chen, Streckmittel, Pigmente, Verdünnungsmittel usw. zuge- stoffe besonders zum Verkleben einer grossen Vielzahl von ela-setzt werden können, wobei die üblichen Arbeitsweisen zum stomeren Materialien und insbesondere von vulkanisierbaren, Ansetzen von Klebstoffmassen verwendet werden. elastomeren Materialien mit sich selbst oder mit anderen Sub- Chen, extenders, pigments, diluents, etc. additives can be used especially for gluing a large variety of ela-sets, the usual procedures for stomeric materials and in particular of vulcanizable, adhesive compositions are used. elastomeric materials with themselves or with other sub-
Bei der Herstellung der erfindungsgemässen Klebstoffe 5 Straten geeignet sind. Elastomere, die verklebt werden können liegt das Isocyanatosilan in einer Menge im Bereich von 2,5 bis sind z. B.: Naturkautschuk, Polychloroprenkautschuk, Styrol-100 und vorzugsweise von etwa 2,5 bis 50 und besonders bevor- Butadienkautschuk, Nitrilkautschuk, Kautschuk aus Äthylen/ zugt von etwa 5 bis etwa 40 Gew.-Teilen vor, wobei das Polyiso- Propylencopolymerem (EPM), Kautschuk aus Äthylen/Propy-cyanat in einer Menge von 100-x Gew.-Teilen vorliegt und x len/Dienterpolymerem (EPDM), Butylkautschuk, Polyurethangleich der Menge, in Gew.-Teilen, an Isocyanatosilankompo- "> kautschuk und dergleichen. Andere Substrate als die Elastomenente ist. Zusätzlich müssen das Isocyanatosilan und das freie ren per se, die wirksam verklebt werden können, umfassen Tex-Polyisocyanat eine minimale Menge an gesamtem, freien Iso- tilien bzw. Gewebe wie aus Fiberglas, Polyamiden, Polyestern, eyanat, einschliesslich der durch sowohl das Isocyanatosilan als Aramiden, z. B. Kevlar (Warenbezeichnung von E.I. du Pont de auch das freie Polyisocyanat gelieferten Menge, liefern, welche Nemours & Company [Inc.], Wilmington, Delaware, USA) und 1 Mol-Äquivalent Isocyanat pro Mol an Isocyanatosilan gleich is dergleichen, sowie Metalle und deren Legierungen wie Stahl, ist. Vorzugsweise liegt der Gehalt an gesamtem, freiem Isocya- rostfreier Stahl, Blei, Aluminium, Kupfer, Messing, Bronze, nat in einem Bereich von 1 bis etwa 20 und vorzugsweise von 1 Monel-Metalle, Nickel, Zink und dergleichen einschliesslich bis etwa 12 und besonders bevorzugt von 2 bis etwa 8 Mol- behandelte Metalle wie phosphatiertem Stahl, galvanisiertem Äquivalenten pro Mol Isocyanatosilan. Es sei darauf hingewie- Stahl und dergleichen, Glas, Keramikmaterialien und derglei-sen, dass die Erfindung eine grosse Flexibilität bei der Herstel- 20 chen. 5 strats are suitable for the production of the adhesives according to the invention. Elastomers that can be glued is the isocyanatosilane in an amount in the range of 2.5 to z. For example: natural rubber, polychloroprene rubber, styrene-100 and preferably from about 2.5 to 50 and particularly preferably butadiene rubber, nitrile rubber, rubber made from ethylene / prefers from about 5 to about 40 parts by weight, the polyisopropylene copolymer ( EPM), rubber made of ethylene / propyl cyanate is present in an amount of 100 x parts by weight and x len / diene terpolymer (EPDM), butyl rubber, polyurethane is equal to the amount, in parts by weight, of isocyanatosilane component rubber and In addition, the isocyanatosilane and the free ren per se, which can be effectively bonded, include tex polyisocyanate, a minimal amount of total free isotiles or fabrics such as fiberglass, polyamides, polyesters , eyanat, including the amount supplied by both the isocyanatosilane and aramids, for example Kevlar (trade name of EI du Pont de and the free polyisocyanate), which Nemours & Company [Inc.], Wilmington , Delaware, USA) and 1 mole equivalent of isocyanate per mole of isocyanatosilane is the same, as well as metals and their alloys such as steel. Preferably, the total free isocyanic steel, lead, aluminum, copper, brass, bronze, nat content is in the range of 1 to about 20, and preferably 1 Monel, nickel, zinc and the like including up to about 12 and particularly preferably from 2 to about 8 mole-treated metals such as phosphated steel, galvanized equivalent per mole of isocyanatosilane. It should be noted that steel and the like, glass, ceramic materials and the like, that the invention has great flexibility in manufacture.
lung von Klebstoffmassen liefert, welche u. a. einschliessen: Isocyanatosilan per se; Isocyanatosilan und aromatische Nitroso- Die Klebstoffe werden auf die Substratoberflächen in kon-verbindung; Isocyanatosilan, aromatische Nitrosoverbindung ventioneller Weise wie durch Eintauchen, Aufsprühen, Aufbür-und polymeren, filmbildenden Zusatzstoff; Isocyanatosilan und sten und dergleichen aufgetragen. Vorzugsweise werden die freies Polyisocyanat; Isocyanatosilan, freies Polyisocyanat und 25 Substratoberflächen nach dem Beschichten trocknen gelassen, aromatische Nitrosoverbindung; Isocyanatosilan, freies bevor sie zusammengebracht werden. Nachdem die Oberflä-Polyisocyanat, aromatische Nitrosoverbindung und polymeren, chen zusammengefügt worden sind, werden die Verbundstruk-filmbildenden Zusatzstoff, wobei Isocyanatosilan und freies turen in konventioneller Weise erhitzt, um das Aushärten oder Polyisocyanat umfassende Massen besonders bevorzugt sind. Vulkanisieren der Klebstoffmassen und die gleichzeitige Vulka-In den aromatische Nitrosoverbindungen, polymeren, filmbil- 30 nisation des nichtvulkanisierten Elastomerenansatzes herbeizu-denden Zusatzstoff und inerten Füllstoff enthaltenden Massen führen. development of adhesive masses, which u. a. include: Isocyanatosilane per se; Isocyanatosilane and aromatic nitroso The adhesives are bonded to the substrate surfaces; Isocyanatosilane, aromatic nitroso compound in a conventional manner such as by immersion, spraying, brushing and polymeric, film-forming additive; Isocyanatosilan and most and the like applied. Preferably the free polyisocyanate; Isocyanatosilane, free polyisocyanate and 25 substrate surfaces allowed to dry after coating, aromatic nitroso compound; Isocyanatosilane free before they are brought together. After the surface polyisocyanate, aromatic nitroso compound and polymer are combined, the composite structural film-forming additive, with isocyanatosilane and free doors being heated in a conventional manner, are particularly preferred to cure or polyisocyanate-containing compositions. Vulcanization of the adhesive masses and the simultaneous vulcanization in the aromatic nitroso compounds, polymeric, film-filming of the non-vulcanized elastomeric formulation lead to additive and inert filler-containing masses.
liegt die aromatische Nitrosoverbindung in einer Menge im is the aromatic nitroso compound in an amount
Bereich von 5 bis 200, vorzugsweise von etwa 50 bis etwa 150 Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher Range from 5 to 200, preferably from about 50 to about 150. The invention is illustrated by the following examples
Gew.-Teilen vor; die polymeren, filmbildenden Zusatzstoffe lie- erläutert, wobei sich alle Angaben in Teilen auf Gewicht bezie-gen im allgemeinen in einer Menge von etwa 10 bis etwa 200, 35 hen, falls nichts anderes angegeben ist. Parts by weight; the polymeric, film-forming additives are explained, all parts in parts based on weight, generally in an amount of from about 10 to about 200.35 hen, unless stated otherwise.
vorzugsweise von etwa 75 bis etwa 150 Gew.-Teilen vor; und Bei mehreren Beispielen war das Substrat, mit welchem das der inerte Füllstoff liegt im allgemeinen in einer Menge im elastomere Material verklebt wurde, nicht mit einem Primer preferably from about 75 to about 150 parts by weight; and In several examples, the substrate to which the inert filler is generally glued in an amount in the elastomeric material was not a primer
Bereich von etwa 10 bis etwa 200, vorzugsweise von etwa 25 versehen, falls nichts anderes angegeben ist. Die Verbundan-bis etwa 175 Gew.-Teilen vor, wobei diese Mengen sich in Ordnung wurde bei konventionellen Bedingungen hinsichtlich jedem Fall auf eine Basis von 100 Teilen von kombiniertem 40 Zeit und Temperatur für das spezifische Elastomere ausvulka-Gewicht von isocyanatosilan und freiem Polyisocyanat bezie- nisiert. Die Klebebindung wurde nach der Norm ASTM Stan-hen. dard D-429, Methode B unter Modifizierung des Abziehwinkels auf 45° untersucht. Range from about 10 to about 200, preferably from about 25 unless otherwise specified. The composite up to about 175 parts by weight, these amounts being okay under conventional conditions with respect to each case based on 100 parts of combined time and temperature for the specific elastomer out of vulcanized weight of isocyanatosilane and free polyisocyanate - nized. The perfect binding was in accordance with the ASTM standard. dard D-429, method B was investigated by modifying the peeling angle to 45 °.
Wie zuvor beschrieben, können die erfindungsgemässen Klebstoffe zusätzlich zu dem Isocyanatosilan, dem freien Poly- 45 Die verklebten Strukturen wurden unterschiedlichen isocyanat, der aromatischen Nitrosoverbindung, den polyme- Untersuchungen unterworfen, einschliesslich einem Abziehen ren, filmbildenden Zusatzstoffen und inertem Füllstoffmaterial bei Zimmertemperatur (ZT), einem Test in siedendem Wasser, konventionelle Zusatzstoffe wie Pigmente, Streckmittel, und dem Salzsprühtest. Bei dem ZT-Abzugstext wird der Kaut- As described above, the adhesives according to the invention can, in addition to the isocyanatosilane, the free poly 45 The bonded structures were subjected to various isocyanates, the aromatic nitroso compound, the polyme tests, including peeling, film-forming additives and inert filler material at room temperature (ZT) , a boiling water test, conventional additives such as pigments, extenders, and the salt spray test. With the ZT deduction text, the chewing
Lösungsmittel, Verdünnungsmittel und dergleichen enthalten, schukkörper von dem Metall in einem Winkel von 45° unter wobei die Menge solcher Zusatzstoffe innerhalb des üblicher- 50 Verwendung einer Scott-Zugtestvorrichtung abgezogen, und weise angewandten Bereichs liegt. die erforderliche Kraft in kg/2,54 cm wurde aufgezeichnet. Bei der Untersuchung in siedendem Wasser wurden die verklebten Contain solvents, diluents, and the like, protective body from the metal at an angle of 45 ° with the amount of such additives subtracted within the usual range of use of a Scott tensile tester and wise applied range. the required force in kg / 2.54 cm was recorded. When examined in boiling water, the glued
Wegen der leichten Anwendung werden - wie dies auf die- Proben, nachdem sie an der Verklebungslinie angeritzt und sem Fachgebiet üblich ist - die Bestandteile in einem flüssigen durch Rückwärtsbiegen des Kautschukes von dem Metall vor-Träger vermischt und dispergiert, der - nachdem die Masse 55 beansprucht waren, in siedendes Wasser für zwei Stunden einaufgetragen worden ist - leicht abgedampft werden kann. Bei- getaucht. Bei dem Salzsprühtest wurden die Proben nach dem spiele von geeigneten Trägern sind aromatische und haloge- Anritzen und der Vorbeanspruchung einem Sprühstrahl der nierte, aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol, Salzlösung (5% Natriumchlorid) für 48 Stunden bei 37,8 °C Xylol, Chlorbenzol, Dichlorbenzol und dergleichen; haloge- (100 °F) ausgesetzt. Die so behandelten Proben wurden auf ihre nierte, aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Trichloräthylen, 60 relative Klebefestigkeit durch Abziehen des Kautschukkörpers Perchloräthylen, Propylendichlorid und dergleichen; Ketone von dem Metall untersucht. Because of ease of use, as is the case with the samples, after being scratched on the bond line and common in the art, the ingredients are mixed and dispersed in a liquid by bending the rubber back from the metal pre-carrier, which, after the mass 55 were soaked in boiling water for two hours - can be easily evaporated. Immersed. In the salt spray test, the samples were tested after playing with suitable supports, aromatic and halogen scoring and pre-stressing a spray jet of the aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, salt solution (5% sodium chloride) for 48 hours at 37.8 ° C xylene, Chlorobenzene, dichlorobenzene and the like; halogen- (100 ° F) exposed. The samples thus treated were tested for their kidney aliphatic hydrocarbons such as trichlorethylene, relative adhesive strength by peeling off the rubber body of perchlorethylene, propylene dichloride and the like; Examined ketones from the metal.
wie Methyläthylketon, Methylisobutylketon und dergleichen; such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and the like;
Äther, Petroleumsorten usw. einschliesslich Mischungen sol- Bei dem in den Beispielen gegebenen Werten wird ein eher Träger. Die Menge an Träger ist nicht kritisch und Bruch in Werten des prozentualen Fehlers im Kautschukkör- Ether, petroleum varieties etc. including mixtures sol- With the values given in the examples becomes a carrier. The amount of carrier is not critical and break in values of the percentage error in the rubber body.
üblicherweise ist sie derart, dass ein Gesamtfeststoffgehalt 65 per ausgedrückt, z. B. bedeutet 95 R, dass 95% des Fehlers oder erhalten wird, der von etwa 5 bis etwa 100, d. h. 100% Feststoff- Bruches im Kautschukkörper auftrat, wobei der restliche Fehsystem, und vorzugsweise von etwa 5 bis etwa 30 Gew.-% 1er oder Bruch zwischen der Klebstoffmasse und dem Metall reicht. oder dergleichen auftrat. Usually it is such that a total solids content 65 is expressed as e.g. B. 95 R means that 95% of the error or obtained from about 5 to about 100, i.e. H. 100% solid breakage occurred in the rubber body, the remaining fault system, and preferably ranging from about 5 to about 30% by weight of 1 or breakage between the adhesive composition and the metal. or the like occurred.
618212 618212
8 8th
Beispiel 1 example 1
Es wurden eine Reihe von Klebstoffmassen, welche Isocya-natopropyltriäthoxysilan enthielten, nach folgenden Ansätzen hergestellt: A series of adhesive compositions which contained isocyanate-propyltriethoxysilane were produced using the following approaches:
0 0
—NH-C-N-(CH0)-.Si (OCH - ) « <— y J —NH-C-N- (CH0) -. Si (OCH -) «<- y J
p' 3 p '3
Klebstoff adhesive
A-l A-l
A-2 A-2
A-3 A-3
A-4 A-4
chlorsulfoniertes Polyäthylen chlorosulfonated polyethylene
35 35
35 35
35 35
35 35
Dinitrosobenzol Dinitrosobenzene
30 30th
30 30th
30 30th
30 30th
Russ Soot
40 40
40 40
40 40
40 40
Isocyanatosilan Isocyanatosilane
- -
15 15
15 15
15 15
Polymethylenpolyphenylenisocyanat Polymethylene polyphenylene isocyanate
- -
- -
15 15
30 30th
Xylol Xylene
214 214
214 214
214 214
214 214
GH-, j> GH-, j>
10 10th
Beim Herstellen der Massen wurde ein Hauptansatz bzw. A main approach or
eine Vormischung des Klebstoffes A-l in konventioneller Weise hergestellt Die Klebstoff-Formulierungen A-2, A-3 und A-4 wurden durch Einmischen der entsprechenden Komponenten in gleiche Teile des Hauptansatzes in konventioneller 20 Weise hergestellt A premix of adhesive A-1 was prepared in a conventional manner. Adhesive formulations A-2, A-3 and A-4 were prepared in a conventional manner by mixing the corresponding components into equal parts of the main batch
Die so formulierten Klebstoffmassen wurden dann auf nicht mit einem Grundanstrich oder einem Primer versehene, sandgeblasene, entfettete Abschnitte aus kaltgewalztem Stahl aufgebracht und trocknen gelassen. Die auf diese Weise beschich- 25 teten Stahlabschnitte wurden mit einer schwefelvulkanisierba-ren Naturkautschukmischung in Kontakt gebracht Jede der Anordnungen wurde 15 min bei 153 °C (307 °F) vulkanisiert. The adhesive compositions thus formulated were then applied to non-primed, sand-blown, degreased sections of cold-rolled steel and left to dry. The steel sections coated in this way were brought into contact with a sulfur-vulcanizable natural rubber mixture. Each of the arrangements was vulcanized at 153 ° C (307 ° F) for 15 minutes.
Im Anschluss an den Vulkanisationszyklus wurden die verklebten Anordnungen auf ihre Beständigkeit gegenüber Umge- 30 bungsbedingungen nach dem Siedewassertest ( À H2O) untersucht. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt: Following the vulcanization cycle, the bonded assemblies were examined for their resistance to environmental conditions after the boiling water test (À H2O). The results are summarized in Table I below:
Tabelle I Table I
aufwies, umfasste. had included.
Das Mol-Äquivalent-Verhältnis von gesamtem, freiem Isocyanat zu Isocyanatosilanaddukt im Reaktionsgemisch betrug etwa 2,8:1. The molar equivalent ratio of total free isocyanate to isocyanatosilane adduct in the reaction mixture was about 2.8: 1.
Beispiel 3 Example 3
Unter Befolgung der Arbeitsweise von Beispiel 2 wurden zu einem kontinuierlich geführten Gemisch von 359 g Polyme-thylenpolyphenylenisocyanat (2,7 NCO-Funktionalität) und von 1436 g Trichloräthylen 193 g Methylaminopropyltrimethoxysi-lan in 772 g Benzol hinzugegeben, um ein viskoses, flüssiges Reaktionsgemisch zu erhalten, das freies Polymethylenpoly-phenylenisocyanat und Polymethylenpolyphenylenisocyanat/ Methylaminopropyltrimethoxysilanaddukt mit einer freien Iso-cyanat-Funktionalität von etwa 1,7 und einer einzigen Silangruppierung mit der Struktur Following the procedure of Example 2, 193 g of methylaminopropyltrimethoxysilane in 772 g of benzene was added to a continuously conducted mixture of 359 g of polyethylene polyphenylene isocyanate (2.7 NCO functionality) and 1436 g of trichlorethylene, to give a viscous, liquid reaction mixture obtained, the free polymethylene polyphenylene isocyanate and polymethylene polyphenylene isocyanate / methylaminopropyltrimethoxysilane adduct with a free isocyanate functionality of about 1.7 and a single silane grouping with the structure
0 0
I! I!
-NH-C-ÎJ-(CH2)^Si (OGE, ) 5 OH. -NH-C-ÎJ- (CH2) ^ Si (OGE,) 5 OH.
umfasste. included.
Das Mol-Äquivalent-Verhältnis von gesamtem, freiem Isocyanat: Isocyanatosilanaddukt im Reaktionsgemisch betrug etwa 2,2:1. The molar equivalent ratio of total, free isocyanate: isocyanatosilane adduct in the reaction mixture was about 2.2: 1.
Klebstoff adhesive
A HîO-Test Bruch A HîO test break
A-l A-l
0 R (brach in 1,25 h) 0 R (broke in 1.25 h)
A-2 A-2
26 R 26 R
A-3 A-3
59 R 59 R
A4 A4
64 R 64 R
Diese Werte zeigen, dass Klebstoff-Formulierungen, welche Isocyanatosilanmassen enthalten, eine wesentlich verbesserte Beständigkeit gegenüber einem Abbau durch Angriff durch Umgebungsbedingungen besitzen. These values show that adhesive formulations which contain isocyanatosilane compositions have a significantly improved resistance to degradation by attack from environmental conditions.
Beispiel 2 Example 2
Ein Reaktionsbehälter, der mit einer Rühreinrichtung ausgerüstet und auf Zimmertemperatur unter einer Stickstoffat-mosphäre gehalten wurde, wurde mit 133 g Polymethylenpoly-phenylenisocyanat mit einer durchschnittlichen Isocyanat-funktionalität von 2,7,532 g Trichloräthylen und 0,1 ml Dibutylzinndilaurat gefüllt. Das Gemisch wurde bei Zimmertemperatur bis zur gleichförmigen Konsistenz gerührt. Zu diesem Gemisch wurden dann unter fortlaufendem Rühren 60 g Hydroxypropyltrimethoxysilan und 240 g Trichloräthylen zugegeben. Diese Zugabe war von einer sofortigen, schwach exothermen Reaktion von weniger als 50 °C begleitet Nachdem die Zugabe des Silan-Trichloräthylens abgeschlossen war, wurde das Reaktionsgemisch für weitere 5 min gerührt und auf Zimmertemperatur abkühlen gelassen. Das Reaktionsgemisch war eine viskose Flüssigkeit, welche freies Polymethylenpoly-phenylenisocyanat und Polymethylenpolyphenylenisocyanat/ Hydroxypropyltrimethoxysilanaddukt, das eine freie Isocyanat-Funktionalität von etwa 1,7 und eine einzige Silangruppierung mit folgender Struktur A reaction vessel equipped with a stirrer and kept at room temperature under a nitrogenate atmosphere was filled with 133 g of polymethylene polyphenylene isocyanate with an average isocyanate functionality of 2.7.532 g of trichlorethylene and 0.1 ml of dibutyltin dilaurate. The mixture was stirred at room temperature to a uniform consistency. 60 g of hydroxypropyltrimethoxysilane and 240 g of trichlorethylene were then added to this mixture with continuous stirring. This addition was accompanied by an immediate, slightly exothermic reaction of less than 50 ° C. After the addition of the silane trichlorethylene was completed, the reaction mixture was stirred for an additional 5 minutes and allowed to cool to room temperature. The reaction mixture was a viscous liquid, which was free polymethylene polyphenylene isocyanate and polymethylene polyphenylene isocyanate / hydroxypropyltrimethoxysilane adduct, which had a free isocyanate functionality of about 1.7 and a single silane group with the following structure
Beispiel 4 Example 4
Unter Befolgung der Arbeitsweise von Beispiel 2 wurde zu einer kontinuierlich gerührten Mischung von 1000 g Polyme-40 thylenpolyphenylenisocyanat (2,7 NCO-Funktionalität) und von 100 g Trichloräthylen 179 g g-Aminopropyltrimethoxysilan in 1611g Benzol hinzugegeben, um eine bernsteinfarbige, viskose Reaktonsflüssigkeit zu erhalten, welche freies Polymethylenpo-lyphenylinisocyanat und Polymethylenpolyphenylenisocyanat/ 45 g-Aminopropyltrimethoxysilan-Isocyanatosilanaddukt mit einer freien Isocyanat-Funktionalität von 1,7 und einer einzigen Silangruppierung mit der Struktur Following the procedure of Example 2, 179 g of g-aminopropyltrimethoxysilane in 1611 g of benzene was added to a continuously stirred mixture of 1000 g of polymer 40-methylene polyphenylene isocyanate (2.7 NCO functionality) and 100 g of trichlorethylene to give an amber-colored, viscous reaction liquid obtained which free polymethylene polyphenyl isocyanate and polymethylene polyphenylene isocyanate / 45 g-aminopropyltrimethoxysilane-isocyanatosilane adduct with a free isocyanate functionality of 1.7 and a single silane grouping with the structure
50 50
0 0
11 11
-NH-C-NH- ( CH2 ) 5S i ( OGII^ ) -NH-C-NH- (CH2) 5S i (OGII ^)
enthielt. contained.
55 Das Mol-Äquivalent-Verhältnis von gesamtem, freiem Isocyanat zu Isocyanatosilanaddukt im Reaktionsgemisch betrug etwa 8,1:1. 55 The molar equivalent ratio of total, free isocyanate to isocyanatosilane adduct in the reaction mixture was approximately 8.1: 1.
Beispiel 5 Example 5
60 Unter Befolgung der Arbeitsweise von Beispiel 2 wurden 179 g g-Aminopropyltriäthoxysilan in 1611 g Benzol zu einem kontinuierlich gerührten Gemisch gegeben, das 400 g Polyme-thylenpolyphenylensisocyanat enthielt, um ein bernsteinfarbenes, viskoses Reaktionsgemisch zu erhalten, das freies Polyme-65 thylenpolyphenylenisocyanat und Polymethylenpolyphenyleni-socyanat/g-Aminopropyltriäthoxysilan-Isocyanatosilanaddukt mit einer freien Isocyanat-Funktionalität von 1,7 und einer einzigen Silangruppierung mit der Struktur 60 Following the procedure of Example 2, 179 g of g-aminopropyltriethoxysilane in 1611 g of benzene was added to a continuously stirred mixture containing 400 g of polyethylenepolyphenylene isocyanate to give an amber, viscous reaction mixture, the free polyethylenepolyphenylene isocyanate and polymethylene polyphenylene -socyanate / g-aminopropyltriethoxysilane-isocyanatosilane adduct with a free isocyanate functionality of 1.7 and a single silane grouping with the structure
9 9
618212 618212
-NH-C-NH(CH2)3Si(OC2H5)3 -NH-C-NH (CH2) 3Si (OC2H5) 3
enthielt. * contained. *
Das Mol-Äquivalent-Verhältnis von gesamtem, freiem Isocyanat zu Isocyanatosilanaddukt im Reaktionsgemisch war etwa 2,7:1. The molar equivalent ratio of total free isocyanate to isocyanatosilane adduct in the reaction mixture was about 2.7: 1.
Beispiel 6 Example 6
Das Reaktionsprodukt von Beispiel 2, welches Isocyanatosilanaddukt, freies Polymethylenpolyphenylenisocyanat und Trichloräthylen enthielt, wurde ohne weitere Behandlung auf ein Fiberglasgewebe durch Eintauchen aufgeschichtet und fünf Stunden trocknen gelassen. Das so beschichtete Fiberglasgewebe wurde dann mit einem Polychloroprenkautschukansatz folgender Mischung verklebt: The reaction product of Example 2, which contained isocyanatosilane adduct, free polymethylene polyphenylene isocyanate and trichlorethylene, was coated on a fiberglass cloth by immersion without further treatment and allowed to dry for five hours. The fiberglass fabric coated in this way was then glued with a polychloroprene rubber formulation of the following mixture:
Gew.-Teile Parts by weight
Polychloroprenkautschuk Polychloroprene rubber
100 100
Russ Soot
60 60
Weichmacher Plasticizers
10 10th
Diurethan von Tolylendiisocyanat Diurethane from tolylene diisocyanate
und Nitrosophenol and nitrosophenol
6 6
Polymethylenpolyphenylenisocyanat Polymethylene polyphenylene isocyanate
3 3rd
Calciumoxid Calcium oxide
4 4th
ZT-Abziehtest ZT peel test
Versuch attempt
Beschichtungen kg Coatings kg
(lbs) (lbs)
Bruch fracture
1 1
1 1
31,8 31.8
(70) (70)
70 R 70 R
2 2nd
2 2nd
36,3 36.3
(80) (80)
100 R 100 R
Diese Werte zeigen, dass Massen, welche wenigstens ein Isocyanatosilan mit freier Isocyanat-Funktionalität und wenigstens ein Polyisocyanat enthalten, leistungsfähige Klebstoffe zum Verbinden von vulkanisierbaren elastomeren Materialien mit einem Substrat, in diesem Fall einem Fiberglassubstrat, i sind. These values show that compositions which contain at least one isocyanatosilane with free isocyanate functionality and at least one polyisocyanate are powerful adhesives for bonding vulcanizable elastomeric materials to a substrate, in this case a fiberglass substrate.
Beispiel 7 Example 7
10 Das Reaktionsprodukt von Beispiel 4, welches Isocyanatosilanaddukt mit freier Isocyanat-Funktionalität, Polymethylen-polyphenylenisocyanat, Trichloräthylen und Benzol enthielt, wurde ohne weitere Behandlung zum Verkleben von nicht mit Primer versehenem, sandgeblasenem, entfettetem, kaltgewalz- 10 The reaction product of Example 4, which contained isocyanatosilane adduct with free isocyanate functionality, polymethylene polyphenylene isocyanate, trichlorethylene and benzene, was used without further treatment to bond non-primed, sandblown, degreased, cold-rolled,
15 tem Stahl und Fiberglasgewebe mit einem diurethan-vulkani-sierbarem Nitrilelastomeremansatz folgender Mischung verwendet: 15 steel and fiberglass fabric with a polyurethane-vulcanizable nitrile elastomer approach using the following mixture:
Der Verbund wurde 20 min bei 160 °C (320 °F) vulkanisiert. Die Haftung des vulkanisierten Verbundes wurde nach dem Abziehtest bei Zimmertemperatur mit folgenden Ergebnissen bestimmt: The composite was vulcanized at 160 ° C (320 ° F) for 20 minutes. The adhesion of the vulcanized composite was determined after the peel test at room temperature with the following results:
25 25th
Gew.-Teile Parts by weight
Butadien-Acrylnitrilkautschuk Butadiene acrylonitrile rubber
100 100
Russ Soot
65 65
Weichmacher Plasticizers
20 20th
Diurethan von Tolylendiisocyanat und Diurethane of tolylene diisocyanate and
6 6
p-Nitrosophenol p-nitrosophenol
Polymethylenpolyphenylenisocyanat Polymethylene polyphenylene isocyanate
6 6
Zinkdimethyldithiocarbamat Zinc dimethyldithiocarbamate
2 2nd
30 30th
Die verklebten Anordnungen wurden 20 min bei 153 °C (307 °F) vulkanisiert. Die Haftung der vulkanisierten Anordnungen wurden nach dem Abziehtest bei Zimmertemperatur mit . 35 folgenden Ergebnissen untersucht: The bonded assemblies were vulcanized at 153 ° C (307 ° F) for 20 minutes. The adhesion of the vulcanized assemblies was tested after the peel test at room temperature. 35 examined the following results:
ZT-Abziehtest ZT peel test
Ver- Substrat Klebstoff Beschich- kg (lbs) Bruch such tung Substrate adhesive coating kg (lbs) breakage
1 1
Stahl stole
Kontrolle® Control®
1 1
PBHb PBHb
0R 0R
2 2nd
Stahl stole
Beispiel 4 Example 4
1 1
54,4 54.4
(120) SB0 (120) SB0
100 R 100 R
3 3rd
Stahl stole
Beispiel 4 Example 4
1 1
53,5 53.5
(118) SB (118) SB
100 R 100 R
4 4th
Stahl stole
Beispiel 4 Example 4
2 2nd
49,9 49.9
(110) SB (110) SB
100 R 100 R
5 5
Stahl stole
Beispiel 4 Example 4
2 2nd
56,7 56.7
(125) SB (125) SB
100 R 100 R
6 6
Fiberglas Fiberglass
Kontrolle® Control®
1 1
15,4 15.4
(34) (34)
50 R 50 R
7 7
Fiberglas Fiberglass
Kontrolle control
1 1
15,9 15.9
(35) (35)
50 R 50 R
8 8th
Fiberglas Fiberglass
Beispiel 4 Example 4
1 1
34,5 34.5
(76) SB (76) SB
100 R 100 R
9 9
Fiberglas Fiberglass
Beispiel 4 Example 4
1 1
34,5 34.5
(76) SB (76) SB
100 R 100 R
10 10th
Fiberglas Fiberglass
Beispiel 4 Example 4
1 1
38,6 38.6
(85) SB (85) SB
100 R 100 R
11 11
Fiberglas Fiberglass
Beispiel 4 Example 4
1 1
34,0 34.0
(75) SB (75) SB
100 R 100 R
a = Polymethylenpolyphenylenisocyanat, 10% in Trichlorätl len b = von Hand abgezogen, praktisch keine Klebung c = Bruch im Elastomeren a = polymethylene polyphenylene isocyanate, 10% in Trichlorätl len b = peeled by hand, practically no sticking c = break in the elastomer
Diese Werte zeigen die Leistungsfähigkeit von Massen, welche wenigstens ein Isocyanatosilan mit freier Isocyanat-Funktionalität und wenigstens ein freies Polyisocyanat enthalten, als Klebstoffmaterialien zum Verbinden von vulkanisierbaren Elastomeren mit Substraten wie Metallen und Glasfasern. These values show the performance of compositions which contain at least one isocyanatosilane with free isocyanate functionality and at least one free polyisocyanate, as adhesive materials for connecting vulcanizable elastomers to substrates such as metals and glass fibers.
Beispiel 8 Example 8
Unter Befolgung der Arbeitsweise von Beispiel 2 wurden 179 g g-Aminopropyltrimethoxysilan in 716 g Benzol zu einem kontinuierlich gerührten Gemisch von 750 g Polymethylenpo- Following the procedure of Example 2, 179 g of g-aminopropyltrimethoxysilane in 716 g of benzene was added to a continuously stirred mixture of 750 g of polymethylene poly
lyphenylenisocyanat und 750 g Trichloräthylen hinzugegeben, 55 um ein viskoses, flüssiges Reaktionsgemisch zu erhalten, das Isocyanatosilanaddukt mit freier Isocyanat-Funktionalität und freies Polymethylenpolyphenylenisocyanat enthielt, wobei das Äquivalentverhältnis von gesamtem, freiem Isocyanat zu Addukt etwa 6,6 :1 betrug. lyphenylene isocyanate and 750 g of trichlorethylene were added to give 55 a viscous, liquid reaction mixture containing isocyanatosilane adduct with free isocyanate functionality and free polymethylene polyphenylene isocyanate, the equivalent ratio of total free isocyanate to adduct being about 6.6: 1.
60 60
Das so hergestellte Reaktionsgemisch wurde ohne weitere Behandlung zum Verkleben eines Polyurethanelastomeren, das 12,5 Teile 4,4'-Methylen-bis-(2-chloranilin) als Vulkanisationsmittel auf 100 Gew.-Teile Elastomeres enthielt, mit nicht mit 65 Primer versehenem, sandgeblasenem, entfettetem, kaltgewalztem Stahl verwendet. Für Vergleichszwecke wurde der Poly-urethanelastomerenansatz mit Metallsubstraten unter Verwendung des folgenden Kontrollklebstoffes verklebt: Without further treatment, the reaction mixture thus prepared was used to bond a polyurethane elastomer which contained 12.5 parts of 4,4'-methylene-bis- (2-chloroaniline) as vulcanizing agent to 100 parts by weight of elastomer, with no primer provided, sandblown, degreased, cold-rolled steel. For comparison purposes, the polyurethane elastomer approach was bonded to metal substrates using the following control adhesive:
618212 618212
10 10th
Polymethylenpolyphenylenisocyanat, 25%ig in Trichlor-äthhylen Polymethylene polyphenylene isocyanate, 25% in trichlorethylene
Im Anschluss an den Vulkanisationszyklus wurden die ver-klèbten Einheiten nach dem Abziehtest bei Zimmertemperatur und bei 100 °C (212 °F) untersucht, weiterhin wurden sie auf Umgebungsbeständigkeit nach dem Salzsprühtest untersucht. Die Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen II bis IV zusammengestellt. Following the vulcanization cycle, the bonded units were examined after the peel test at room temperature and at 100 ° C (212 ° F), and they were also examined for environmental resistance after the salt spray test. The results are summarized in Tables II to IV below.
Klebstoff: (A) Reaktionsgemisch von Beispiel 8. Adhesive: (A) reaction mixture from Example 8.
(B) Polymethylenpolyphenylenisocyanat,25%ig in Trichloräthylen. (B) Polymethylene polyphenylene isocyanate, 25% in trichlorethylene.
Tabelle!! Table!!
Salzsprüh-Exposition, Bruch Versuch Klebstoff nach 72 h nach 168 h Salt spray exposure, breakage of adhesive after 72 h after 168 h
13 13
14 14
15 15
16 16
A A B B A A B B
50 R 50 R OR OR 50 R 50 R OR OR
ZT-Abziehtest ZT peel test
Versuch attempt
Klebstoff kg Adhesive kg
(Isb) (Isb)
Bruch fracture
1 1
A A
112 112
(248)SB (248) SB
100 R 100 R
2 2nd
A A
122 122
(270)SB (270) SB
100 R 100 R
3 3rd
B B
94 94
(208)SB (208) SB
50 R 50 R
4 4th
B B
94 94
(208)SB (208) SB
50 R 50 R
Tabelle III Table III
212 °F Abziehtest 212 ° F peel test
Versuch attempt
Klebstoff kg Adhesive kg
(Ibs) (Ibs)
Bruch fracture
5 5
A A
76 76
(168)SB (168) SB
100 R 100 R
6 6
A A
68 68
(150)SB (150) SB
100 R 100 R
7 7
B B
63 63
(139)SB (139) SB
100 R 100 R
8 8th
B B
84 84
(186)SB (186) SB
100 R 100 R
Tabelle IV Table IV
Versuch attempt
Klebstoff adhesive
Salzsprüh-Exposition, Bruch nach 72 h nach 168 h Salt spray exposure, break after 72 h after 168 h
9 9
A A
90 R 90 R
10 10th
A A
90 R 90 R
11 11
B B
75 R 75 R
12 12
B B
75 R 75 R
Diese Werte zeigen, dass die erfindungsgemässen Mischungen Klebstoffmassen liefern, die nicht nur starke Bindungen 10 Kautschuk-auf-Metall liefern, sondern auch wesentlich die Beständigkeit gegenüber Umgebungseinflüssen verbessern. These values show that the mixtures according to the invention provide adhesive compositions which not only provide strong rubber-to-metal bonds, but also significantly improve the resistance to environmental influences.
Beispiel 9 Example 9
Unter Befolgung der Arbeitsweise von Beispiel 2 wurden 15 179 g g-Aminopropyltrimethoxysilan in 716 g Trichloräthylen zu einem kontinuierlich gerührten Gemisch von 750 g Poly-methylenpolyphenylenisocyanat und von 750 g Trichloräthylen gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde mit 200 g Trichloräthylen verdünnt, weitere 5 min gerührt und auf Zimmertemperatur 20 abgekühlt. Das so hergestellte Reaktionsgemisch, welches Isocyanatosilanaddukt mit freier Isocyanat-Funktionalität und freies Polymethylenpolyphenylenisocyanat enthielt und ein Äquivalent-Verhältnis von gesamtem, freiem Isocyanat : Addukt von etwa 6,6 :1 aufwies, wurde ohne weitere 25 Behandlung in mehrere gleiche Teile unterteilt. Following the procedure of Example 2, 15,179 g of g-aminopropyltrimethoxysilane in 716 g of trichlorethylene were added to a continuously stirred mixture of 750 g of poly-methylene polyphenylene isocyanate and 750 g of trichlorethylene. The reaction mixture was diluted with 200 g trichlorethylene, stirred for a further 5 min and cooled to room temperature 20. The reaction mixture thus prepared, which contained isocyanatosilane adduct with free isocyanate functionality and free polymethylene polyphenylene isocyanate and had an equivalent ratio of total, free isocyanate: adduct of about 6.6: 1, was divided into several equal parts without further treatment.
Mehrere der gleichen Teile wurden zur Herstellung von Klebstoffmassen verwendet, wobei in konventioneller Weise die folgenden Bestandteile (Gew.-Teile) zugegeben wurden: Several of the same parts were used to produce adhesive compositions, the following components (parts by weight) being added in a conventional manner:
30 30th
Klebstoff adhesive
B B
D D
Reaktionsgemisch von Beispiel 9 100 Reaction mixture from Example 9 100
Dinitrosobenzol 35 Trichloräthylen 300 Dinitrosobenzene 35 trichlorethylene 300
Xylol Xylene
100 100
100 100
100 100
10 10th
20 20th
30 30th
325 325
350 350
425 425
17 17th
34 34
51 51
Die Klebstoffe wurden zum Verkleben von nicht mit Primer versehenem, sandgeblasenem, entfettetem, kaltgewalztem « Stahl mit schwefel-vulkanisierbaren Naturkautschukansätzen und Butylkautschukansätzen verwendet Im Anschluss an den Vulkanisationszyklus wurden die verklebten Einheiten nach dem Abziehtest bei Zimmertemperatur und auf Umgebungsbeständigkeit nach dem Siedewassertest ( ÀH2O) untersucht. Die 45 Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle V zusammengestellt. The adhesives were used to bond non-primed, sand-blown, degreased, cold-rolled steel with sulfur-vulcanizable natural rubber compounds and butyl rubber compounds . The 45 results are summarized in Table V below.
Tabelle V Table V
ZT-Abziehtest ZT peel test
AH2O- AH2O-
Elastomeres Elastomer
Klebstoff kg Adhesive kg
(lbs) (lbs)
Bruch fracture
Bruch fracture
Naturkautschuk Natural rubber
A A
PBH PBH
0R 0R
Nicht un Not un
tersucht tries
Naturkautschuk Natural rubber
B B
21,8 21.8
(48) (48)
100 R 100 R
20 R 20 R
25 R 25 R
Naturkautschuk Natural rubber
C C.
24,1 24.1
(53) (53)
100 R 100 R
55 R 55 R
30 R 30 R
Naturkautschuk Natural rubber
D D
23,2 23.2
(51) (51)
100 R 100 R
70 R 70 R
70 R 70 R
weicher Naturkautschuk soft natural rubber
A A
PBH PBH
0R 0R
weicher Naturkautschuk soft natural rubber
B B
14,5 14.5
(32)SB (32) SB
100 R 100 R
15,9 15.9
(35)SB (35) SB
90 R 90 R
weicher Naturkautschuk soft natural rubber
C C.
13,6 13.6
(30)SB (30) SB
100 R 100 R
12,3 12.3
(27)SB (27) SB
100 R 100 R
weicher Naturkautschuk soft natural rubber
D D
15,0 15.0
(33)SB (33) SB
100 R 100 R
14,1 14.1
(31) (31)
100 R 100 R
Butylkautschuk Butyl rubber
A A
PBH PBH
0R 0R
* *
11 11
618212 618212
ZT-Abzichtest ZT waiver test
AH:0- AH: 0-
Elastomeres Elastomer
Klebstoff kg Adhesive kg
(lbs) (lbs)
Bruch fracture
Bruch fracture
Butylkautschuk Butyl rubber
B B
48,1 48.1
(106) (106)
100 R 100 R
43,1 43.1
(95) (95)
100 R 100 R
40,0 40.0
(88) (88)
100 R 100 R
Butylkautschuk Butyl rubber
C C.
(105) (105)
100 R 100 R
43,1 43.1
(95) (95)
90 R 90 R
Butylkautschuk Butyl rubber
D D
40,9 40.9
(90)SB (90) SB
90 R 90 R
43,6 43.6
(96) (96)
80 R 80 R
42,7 42.7
(94) (94)
90 R 90 R
Beispiel 10 Example 10
Mehrere der gleichen Anteile des Reaktionsgemisches von Beispiel 9 wurden zur Herstellung von Klebstoffmassen verwendet, wozu in konventioneller Weise die folgenden Bestandteile (Gew.-Teile) zugesetzt wurden: Several of the same proportions of the reaction mixture from Example 9 were used to prepare adhesive compositions, to which the following components (parts by weight) were conventionally added:
halt (TSC) von etwa 20 Gew.-% entsprechend den folgenden Angaben hergestellt, wobei die Mengen in Gew.-Teilen angege-15 ben sind: hold (TSC) of about 20 wt .-% according to the following information, the amounts in parts by weight are given:
Klebstoff adhesive
B-l B-l
B-2 B-2
B-3 B-3
Reaktionsgemisch von Beispiel Reaction mixture from example
Q Q
100 100
100 100
100 100
Dinitrosobenzol Dinitrosobenzene
30 30th
30 30th
30 30th
Chloriertes Chlorinated
35 35
- -
- -
Äthylen/Propylen/nichtkonju- Ethylene / propylene / non-conjugated
giertes Dien-Terpolymeres gated diene terpolymer
Chlorsulfoniertes Polyäthylen Chlorosulfonated polyethylene
- -
35 35
- -
Chloracrylnitril/Dichlorbuta- Chloroacrylonitrile / dichlorobuta-
- -
- -
35 35
diencopolymeres diene copolymer
Trichloräthylen Trichlorethylene
180 180
495 495
437 437
Xylol Xylene
256 256
151 151
101 101
20 20th
Diese Klebstoffe wurden zum Verkleben von nicht mit Primer versehenem, sandgeblasenem, entfettetem, kaltgewalztem Stahl mit einem schwefel-vulkanisierbaren Naturkautschukansatz verwendet. Im Anschluss an den Vulkanisationszyklus wurden die verklebten Einheiten dem Abziehtest bei Zimmertemperatur und dem Siedewassertest mit folgenden Ergebnissen unterzogen: These adhesives were used to bond non-primed, sandblasted, degreased, cold-rolled steel with a sulfur-vulcanizable natural rubber formulation. Following the vulcanization cycle, the bonded units were subjected to the peel test at room temperature and the boiling water test with the following results:
C-l C-l
Gew.-Teile C-2 C-3 Parts by weight C-2 C-3
C-4 C-4
Reaktionsgemisch von Reaction mixture of
100 100
100 100
100 100
100 100
Beispiel 11 Example 11
Dinitrqsobenzol Dinitrqsobenzol
30 30th
30 30th
30 30th
30 30th
Chloriertes Chlorinated
35 35
- -
- -
- -
Äthylen/Propylen/nichtkon- Ethylene / propylene / noncon-
jugiertes jugated
Dien-T erpolymerisat Diene polymer
Chlorsulfoniertes Chlorosulfonated
- -
35 35
- -
- -
Polyäthylen Polyethylene
Chloracrylnitril/Dichlorbu- Chloroacrylonitrile / dichlorobu-
- -
- -
35 35
- -
tadien-copolymerisat tadiene copolymer
Trichloräthylen Trichlorethylene
400 400
400 400
400 400
400 400
Xylol Xylene
260 260
260 260
472 472
120 120
35 35
Jeder Klebstoff wurde bei Zimmertemperatur für eine längere Zeitspanne aufbewahrt, und es wurden Viskositätsmessungen (Brookfield-Viscometer, Spindel No. 2 bei 30 Upm) mit folgenden Ergebnissen durchgeführt: Each adhesive was kept at room temperature for an extended period of time and viscosity measurements (Brookfield viscometer, spindle No. 2 at 30 rpm) were carried out with the following results:
ZT-Abziehtest ZT peel test
AH2O- AH2O-
Klebstoff kg Adhesive kg
(lbs) (lbs)
Bruch fracture
Bruch fracture
B-l B-l
24,1 24.1
(53) (53)
100 R 100 R
100 R 100 R
100 R 100 R
B-2 B-2
24,5 24.5
(54) (54)
100 R 100 R
100 R 100 R
100 R 100 R
B-3 B-3
20,9 20.9
(46) (46)
100 R 100 R
100 R 100 R
100 R 100 R
Viskosität (cP) Viscosity (cP)
Klebstoff adhesive
C-l C-l
C-2 C-2
C-3 C-3
G4 G4
Zeit time
Zu Beginn At the start
38 38
282 282
290 290
60 60
1 Woche 1 week
75 75
286 286
292 292
160 160
2 Wochen 2 weeks
78 78
320 320
236 236
76 76
3 Wochen 3 weeks
75 75
303 303
192 192
75 75
6 Wochen 6 weeks
85 85
360 360
370 370
80 80
Beispiel 11 Example 11
Unter Befolgung der Arbeitsweise von Beispiel 2 wurden zu einem kontinuierlich gerührten Gemisch von 750 g Poly-methylenpolyphenylenisocyanat und 3000 g Trichloräthylen 179 g g-Aminopropyltrimethoxysilan in 716 g Trichloräthylen hinzugegeben, wobei ein Reaktionsgemisch erhalten wurde, das freies Polymethylenpolyphenylenisocyanat und Polymethy-lenpolyphenylenisocyanat/g-Aminopropyltrimethoxysilanmit einer freien Isocyanat-Funktionalität von 1,7 und einer einzigen Silangruppierung umfasste. Das Äquivalent-Verhältnis von gesamtem, freiem Isocyanat zu Addukt im Reaktionsgemisch betrug etwa 6,6 :1. Following the procedure of Example 2, 179 g of g-aminopropyltrimethoxysilane in 716 g of trichlorethylene were added to a continuously stirred mixture of 750 g of poly-methylene polyphenylene isocyanate and 3000 g of trichlorethylene, thereby obtaining a reaction mixture containing free polymethylene polyphenylene isocyanate and polymethylene / polyphenylene isocyanate Aminopropyltrimethoxysilane with a free isocyanate functionality of 1.7 and a single silane grouping included. The equivalent ratio of total free isocyanate to adduct in the reaction mixture was approximately 6.6: 1.
Das Reaktionsgemisch wurde in mehrere Teile aufgeteilt, und es wurden Klebstoffmassen mit einem Gesamtfeststoffge- The reaction mixture was divided into several parts and adhesive compositions with a total solids content of
Diese Werte zeigen die ausgezeichnete Lagerstabilität bei Umgebungstemperatur der hier beschriebenen Klebstoffmassen. These values show the excellent storage stability at ambient temperature of the adhesive compositions described here.
55 55
Beispiel 12 Example 12
Unter Befolgung der Arbeitsweise von Beispiel 2 wurden 179 g g-Aminopropyltrimethoxysilan in 385 g Xylol und 358 g Trichloräthylen zu einem kontinuierlich gerührten Gemisch 60 von 750 g Polymethylenpolyphenylenisocyanat, 1500 g Xylol und 1500 g Trichloräthylen zugegeben, wobei ein viskoses Reaktionsgemisch erhalten wurde, das Isocyanatosilanaddukt mit freier Isocyanat-Funktionalität und freiem Polymethylen-polyphenylenisocyanat enthielt und ein Äquivalent-Verhältnis 65 von gesamtem, freiem Isocyanat:Addukt von etwa 6,6:1 aufwies. Following the procedure of Example 2, 179 g of g-aminopropyltrimethoxysilane in 385 g of xylene and 358 g of trichlorethylene were added to a continuously stirred mixture of 60 g of 750 g of polymethylene polyphenylene isocyanate, 1500 g of xylene and 1500 g of trichlorethylene to give a viscous reaction mixture, the isocyanatosilane adduct with free isocyanate functionality and free polymethylene polyphenylene isocyanate and had an equivalent ratio 65 of total, free isocyanate: adduct of about 6.6: 1.
Das so hergestellte Reaktionsgemisch wurde ohne weitere Behandlung zur Herstellung von Klebstoffmassen mit einem The reaction mixture prepared in this way was used without further treatment to produce adhesive compositions with a
618212 618212
12 12
Gesamtfeststoffgehalt von etwa 15 Gew.-% wie folgt verwendet, wobei die Mengen in Gew.-Teilen angegeben sind: Total solids content of about 15% by weight used as follows, the amounts being given in parts by weight:
Klebstoff adhesive
D-l D-2 D-3 D-4 D-5 D-1 D-2 D-3 D-4 D-5
Reaktionsgemisch von Beispiel 12 Dinitrosobenzol Chlorsulfoniertes Polyäthylen Reaction mixture of Example 12 Dinitrosobenzol chlorosulfonated polyethylene
Chloracrylnitril/Dichlorbu-tadien-copolymerisat Chloracrylonitrile / dichlorobutadiene copolymer
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
30 30 30 30 30 35 - 30 30 30 30 30 35 -
35 - 35 -
Klebstoff adhesive
D-l D-l
D-2 D-2
D-3 D-3
D-4 D-4
D-5 D-5
Chloriertes Chlorinated
- -
- -
- -
35 35
- -
Äthylen/Propylen/- Ethylene / propylene / -
nichtkonjugiertes non-conjugated
Dienterpolymerisat Diene terpolymer
Celluloseacetatbutyrat Cellulose acetate butyrate
Xylol Xylene
330 330
220 220
220 220
168 168
35 337 35 337
Trichloräthylen Trichlorethylene
400 400
715 715
715 715
777 777
598 598
Proben eines jeden Klebstoffansatzes wurden bei Zimmertemperatur und bei 54,4 °C (130 °F) für längere Zeitspannen aufbewahrt, und es wurden Viskositätsmessungen periodisch mit folgenden Ergebnissen durchgeführt: Samples of each adhesive batch were kept at room temperature and 54.4 ° C (130 ° F) for extended periods of time and viscosity measurements were made periodically with the following results:
Zeit time
Klebstoff, Viskosität (cP) D-l D-2 Adhesive, viscosity (cP) D-l D-2
ZT 54,4 °C ZT ZT 54.4 ° C ZT
54,4 °C 54.4 ° C
D-3 ZT D-3 ZT
54,4 °G 54.4 ° G
D-4 ZT D-4 ZT
54,4 °C 54.4 ° C
D-5 ZT D-5 ZT
54,4 °C 54.4 ° C
Zu Beginn At the start
35 35
35 35
70 70
70 70
115 115
115 115
90 90
90 90
1 Woche 1 week
- -
46 46
- -
179 179
- -
178 178
- -
180 180
2 Wochen 2 weeks
- -
62 62
- -
160 160
- -
112 112
- -
44 44
3 Wochen 3 weeks
- -
92 92
- -
190 190
- ■ - ■
80 80
- -
30 30th
4 Wochen 4 weeks
20 20th
190 190
68 68
230 230
130 130
165 165
40 40
30 30th
5 Wochen 5 weeks
25 25th
350 350
75 75
172 172
135 135
70 70
55 55
25 25th
6 Wochen 6 weeks
- -
408 408
- -
138 138
- -
2300 2300
- -
45 45
7 Wochen 7 weeks
- -
850 850
- -
170 170
- -
Paste paste
- -
25 25th
8 Wochen 8 weeks
- -
Paste paste
- -
>1000 > 1000
- -
355 355
- -
25 25th
9 Wochen 9 weeks
- -
Paste paste
- -
1975 1975
- -
550 550
- -
30 30th
140 140 Paste Paste 140 140 paste paste
Beispiel 13 Example 13
Eine Reihe von Klebstoffansätzen wurde hergestellt, indem in konventioneller Weise die folgenden Bestandteile (Gew.-Teile) zusammengegeben wurden: A number of adhesive batches were made by conventionally combining the following components (parts by weight):
Klebstoff E-l Adhesive E-l
E-2 E-2
E-3 E-3
Isocyanatosilan(polymethylen- Isocyanatosilane (polymethylene
- -
8 8th
polyphenylenisocyanat/g-Ami- polyphenylene isocyanate / g-ami-
nopropyltriäthoxysilanaddukt) nopropyltriethoxysilane adduct)
T richloräthylen/Xylol zu 50% 600 Trichlorethylene / xylene at 50% 600
600 600
600 600
Klebstoff adhesive
E-l E-l
E-2 E-2
E-3 E-3
40 40
Die Klebstoffe wurden zum Verkleben von schwefel-vulka- The adhesives were used to bond sulfur-volcanic
Chlorsulfoniertes Polyäthylen Chlorosulfonated polyethylene
35 35
35 35
35 35
nisierbarem Naturkautschuk mit nicht mit Primer versehenem, nizeable natural rubber with non-primed,
Dinitrosobenzol Dinitrosobenzene
30 30th
30 30th
30 30th
sandgeblasenem, entfettetem, kaltgewalztem Stahl verwendet sandblown, degreased, cold-rolled steel
Polymethylenpolyphenyleniso- Polymethylene polyphenylene iso-
40 40
- -
42 42
Im Anschluss an den Vulkanisationszyklus wurden die verkleb cyanat Following the vulcanization cycle, the glued cyanate
ten Einheiten dem Abziehtest bei Zimmertemperatur und dem g-Aminopropyltriäthoxysilan ten units the peel test at room temperature and the g-aminopropyltriethoxysilane
- -
10 10th
- -
45 45
Siedewassertest mit folgenden Ergebnissen unterzogen: Boiling water test with the following results:
ZT-Abziehtest ZT peel test
AH2O AH2O
Klebstoff kg Adhesive kg
(lbs) (lbs)
Bruch fracture
Bruch fracture
E-l E-l
18,2 18.2
(40) (40)
45 R 45 R
0 R (innerhalb 10 sec) 0 R (within 10 sec)
E-2 E-2
22,7 22.7
(50) (50)
0R 0R
0 R (innerhalb 10 sec) 0 R (within 10 sec)
E-3 E-3
19,5 19.5
(43) (43)
100 R 100 R
100 R (nach 2 h) 100 R (after 2 h)
100 R (nach 6 h) 100 R (after 6 h)
Die vorangegangenen Werte sind ein Vergleich von isocyanat, Methylen-bis(phenylisocyanat) bzw. Methylen- The previous values are a comparison of isocyanate, methylene bis (phenyl isocyanate) and methylene
gemäss der Erfindung hergestellten Klebstoffmassen bis(cyclohexylisocyanat) hergestellt. Die Reaktionsmischungen gegenüber Klebstoffmassen, welche die zur Herstellung der wurden in jedem Fall ohne weitere Behandlung zur Herstellung Isocyanatosilanmassen verwendeten Ausgangsmaterialien ent- von Klebstoffmassen verwendet, welche chlorsulfoniertes halten. Diese Werte sprechen für sich selbst. 60 Polyäthylen, Dinotrosobenzol und Russ enthielten. Die so her gestellten Klebstoffmassen waren leistungsfähig beim Verkleben von schwefelvulkanisierbaren Naturkautschukansätzen Beispiel 14 mit Stahlsubstraten, und sie bildeten verklebte Kautschuk-auf- Adhesive compositions prepared according to the invention bis (cyclohexyl isocyanate). The reaction mixtures with adhesive compositions which used the starting materials used in each case for the production of isocyanatosilane compositions without further treatment, from adhesive compositions which hold chlorosulfonated. These values speak for themselves. 60 polyethylene, dinotrosobenzene and soot contained. The adhesive compositions prepared in this way were efficient in bonding sulfur-vulcanizable natural rubber approaches Example 14 to steel substrates, and they formed bonded rubber-on
Es wurden Isocyanatosilanaddukte nach der Arbeitsweise Metall-Anordnungen, die gegenüber Umweltbedingungen von Beispiel 2 aus g-Aminopropyltriäthoxysilan und Tolylendi- es beständig waren. There were metal isocyanatosilane adducts, which were resistant to the environmental conditions of Example 2 from g-aminopropyltriethoxysilane and tolylene di es.
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