CH637685A5 - Process for preparing curable adhesives and sealants - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von härtbaren Kleb- und Abdichtungsmitteln sowie deren Verwendung zum Verkleben von Oberflächen oder Abdichten von Spalten zwischen Oberflächen. The invention relates to methods for producing curable adhesives and sealants and to their use for bonding surfaces or sealing gaps between surfaces.
Anaerob härtbare Harze mit vorteilhaften Eigenschaften lassen sich bekanntlich als Reaktionsprodukte von Polyisocy-anaten und Acrylsäureestern herstellen, die im Nicht-Acrylat-teil des Estermoleküls ein aktives Wasserstoffatom aufweisen. Solche Harze sind in der US-PS 3 425 988 beschrieben. Diese Patentschrift bezieht sich insbesondere auf ein monofunktionelles Ausgangsgut mit endständigen Acrylatgruppen, das mit einem Polyisocyanat in solchen Mengenverhältnissen umgesetzt wird, dass alle Isocyanatgruppen in Urethan- oder Ureidgrup-pen übergeführt werden. Die Acrylsäureester sind vorzugsweise Acrylsäure- und Methacrylsäureester, die in dem Nicht-Acry-latteil ihres Moleküls funktionelle Hydroxy- oder Aminogrup-pen aufweisen. Anaerobically curable resins with advantageous properties are known to be produced as reaction products of polyisocyanates and acrylic acid esters which have an active hydrogen atom in the non-acrylate part of the ester molecule. Such resins are described in U.S. Patent 3,425,988. This patent relates in particular to a monofunctional starting material with terminal acrylate groups, which is reacted with a polyisocyanate in proportions such that all isocyanate groups are converted into urethane or ureide groups. The acrylic acid esters are preferably acrylic acid and methacrylic acid esters which have functional hydroxy or amino groups in the non-acrylic part of their molecule.
Ferner ist bekannt, dass Polyalkylenätherglykole mit Isocy-anaten zu Urethan-Prepolymeren umgesetzt werden können, die anschliessend mit aktiven Wasserstoff aufweisenden Molekülen, z.B. mit Alkoholen, Aminen, Wasser oder anderen Vernetzungsmitteln, gehärtet werden. Diese Mittel sind zweiteilige Mittel, d.h. der Alkohol oder das Amin müssen von dem Prepo-lymeren bis zum Zeitpunkt der Verwendung getrennt gehalten werden, da das Gemisch aus beiden Teilen nur eine sehr begrenzte Haltbarkeit hat. Wie zu erwarten, führt das Mischen dieser zähen Flüssigkeiten zu Schwierigkeiten hinsichtlich der Ungleichmässigkeit und unvollständigen Aushärtung. Auch sind ähnliche Polyurethanüberzüge bekannt, die unter der Einwirkung von Feuchtigkeit aushärten; diese leiden jedoch unter dem Nachteil, dass die Härtung schon beginnt, sobald der Uberzug auf dem Träger ausgebreitet ist, wodurch die Steuerung des Beschichtungsvorganges beeinträchtigt wird. It is also known that polyalkylene ether glycols can be reacted with isocyanates to form urethane prepolymers which are then reacted with molecules containing active hydrogen, e.g. with alcohols, amines, water or other crosslinking agents. These funds are two-part funds, i.e. the alcohol or the amine must be kept separate from the prepolymer until the time of use, since the mixture of the two parts has only a very limited shelf life. As expected, mixing these viscous liquids creates difficulties with unevenness and incomplete curing. Similar polyurethane coatings are also known which cure under the influence of moisture; however, these suffer from the disadvantage that the hardening begins as soon as the coating is spread on the carrier, which impairs the control of the coating process.
Aufgabe der Erfindung war, Verfahren zur Herstellung von härtbaren Kleb- und Abdichtungsmitteln zur Verfügung zu stellen, die auch als einteilige Kleb- und Abdichtungsmittel lange Haltbarkeit und besser steuerbare Aushärtbarkeit aufweisen, wobei diese Kunstharze unter anderem auch verbesserte physikalische Eigenschaften, wie eine ausgezeichnete Zug- und Schlagfestigkeit, gute Biegsamkeit selbst bei tiefen Temperaturen und ausgezeichnete Durchhärtevermögen über grosse Zwischenräume, z.B. 1 bis 1,25 mm, hinweg, aufweisen sollen. The object of the invention was to provide processes for the preparation of curable adhesives and sealants which, even as one-piece adhesives and sealants, have long durability and more controllable curability, these synthetic resins also having improved physical properties, such as excellent tensile strength, among other things. and impact resistance, good flexibility even at low temperatures and excellent hardening capacity over large gaps, e.g. 1 to 1.25 mm, should have.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die in den un637 685 This object is achieved according to the invention in the un637 685
abhängigen Patentansprüchen 1 und 2 gekennzeichneten Verfahren zur Herstellung von härtbaren Kleb- und Abdichtungs-mitteln und durch deren in den unabhängigen Ansprüchen 23 und 31 gekennzeichnete Verwendung gelöst. dependent patent claims 1 and 2 characterized method for the production of curable adhesives and sealants and solved by their use in the independent claims 23 and 31.
5 Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt. 5 Advantageous embodiments of the invention are shown in the dependent claims.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert. The invention is explained in more detail below with the aid of examples.
Das gemäss der Erfindung hergestellte Monomer kann als m aus einer Komponente bestehendes polymerisierbares Blockco-polymeres (Prepolymeres) mit gut definierten starren und biegsamen Segmenten aufgefasst werden. Dies erzielt man durch chemisches Binden zweier als Vorläufer dienender «Prepolyme-rer», die anschliessend mit funktionellen Acrylatgruppen oder 15 Methacrylatgruppen, «verkappt» werden. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform wird ein «biegsames» polymeres Me-thylenätherdiolsegment von verhältnismässig niedrigem Molekulargewicht mit einem bezüglich seinem Hydroxyläquivalent überschüssigen Isocyanatäquivalent eines «starren» Diisocya-20 nats, wie Toluylendiisocyanat oder Methylendiisocyanat (Di-phenylmethan-4,4'-diisocyanat), unter Bildung von Urethan-bindungen umgesetzt. Vorzugsweise wird vor der Umsetzung mit dem Polyalkylenätherdiol das Diisocyanat im Uberschuss mit einem anderen starren Rest umgesetzt, der in Hydroxyl-25 oder nichttertiären Aminogruppen, mindestens zwei reaktionsfähige Wasserstoffatome aufweist, wodurch der andere starre Rest mit 0 = C=N-Gruppen verkappt wird. Als «starre» Segmente werden hier solche bezeichnet, die aromatische oder cycloaliphatische Ringe enthalten. Wenn mehrere Segmente be-30 teiligt sind, sollen sie aneinander entweder in Form von kondensierten Ringen oder durch eine möglichst geringe Anzahl von Kohlenstoffatomen (z.B. im Falle von linearen Bindegliedern 1 bis 2, im Falle von verzweigten Bindegliedern 1 bis 8 Kohlen-stoffatomen) oder Heteroatomen gebunden sein, so dass keine 35 oder nur eine geringe Biegung der Segmente stattfinden kann. Als «biegsame» Segmente werden Segmente bezeichnet, die vorwiegend lineare aliphatische Ätherreste enthalten. Auch funktionelle Seitengruppen einschliesslich aromatischer, hetero-cyclischer und cycloaliphatischer Gruppen sowie Kettenver-4o zweigungen können eingeführt werden, sofern dies die erforderliche biegsame Natur des linearen Teils nicht wesentlich beeinträchtigt und nicht zur Verschlechterung der Eigenschaften der ausgehärteten Harze führt. The monomer produced according to the invention can be understood as m one-component polymerizable block copolymer (prepolymer) with well-defined rigid and flexible segments. This is achieved by chemically binding two "prepolymers" which act as precursors and which are then "capped" with functional acrylate groups or 15 methacrylate groups. According to a preferred embodiment, a "flexible" polymeric methylene ether diol segment of relatively low molecular weight with an isocyanate equivalent of a rigid "diisocyanate" such as tolylene diisocyanate or methylene diisocyanate (di-phenylmethane-4,4'-diisocyanate) with respect to its hydroxyl equivalent is used, implemented to form urethane bonds. Before the reaction with the polyalkylene ether diol, the diisocyanate is preferably reacted in excess with another rigid radical which has at least two reactive hydrogen atoms in hydroxyl-25 or non-tertiary amino groups, as a result of which the other rigid radical with 0 = C = N groups is blocked. “Rigid” segments are those which contain aromatic or cycloaliphatic rings. If several segments are involved, they should be connected to one another either in the form of condensed rings or by the smallest possible number of carbon atoms (e.g. in the case of linear links 1 to 2, in the case of branched links 1 to 8 carbon atoms) or Heteroatoms bound so that there can be no 35 or only a slight bending of the segments. “Flexible” segments are segments that contain predominantly linear aliphatic ether residues. Functional side groups including aromatic, heterocyclic and cycloaliphatic groups and chain branches can also be introduced, provided that this does not significantly impair the required flexible nature of the linear part and does not lead to a deterioration in the properties of the cured resins.
Beispiele für Polyisocyanate, die zur Herstellung der neuen 45 Monomeren verwendet werden können, sind unter anderem Phenyldiisocyanat, Toluylendiisocyanat, Diphenyl-4,4'-diisocy-anat, Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat, Dianisidindiisocyanat, Naphthylen-l,5-diisocyanat, Diphenyläther-4,4'-düsocyanat, p-Phenylendiisocy anat, Dicyclohexylmethan-4,4 ' -diisocyanat, so l,3-Bis-(isocyanatomethyl)-cyclohexan, Cyclohexylendiisocy-anat, Tetrachlorphenylendiisocyanat, 2,6-Diäthyl-p-phenylen-diisocyanat und 3,5-Diäthyl-4,4'-diisocyanatodiphenylmethan. Andere verwendbare Polyisocyanate sind die starren Polyisocyanate von höherem Molekulargewicht, die durch Umsetzung 55 von endständige primäre und sekundäre Aminogruppen aufweisenden Polyaminen oder von mehrwertigen Alkoholen, z.B. Alkan-, Cycloalkan-, Alken- oder Cycloalkenpolyolen, wie Glycerin, Äthylenglykol, Bisphenol-A, durch 4,4'-Dihydroxy-phenyldimethylmethan substituiertem Bisphenol-A und der-60 gleichen, mit einem Überschuss eines oder mehrerer der oben beschriebenen Isocyanate erhalten werden. Diese Urethan-oder Ureidpolyisocyanate von höherem Molekulargewicht entsprechen der allgemeinen Formel Examples of polyisocyanates that can be used to prepare the new 45 monomers include phenyl diisocyanate, tolylene diisocyanate, diphenyl-4,4'-diisocyanate, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, dianisidine diisocyanate, naphthylene-l, 5- diisocyanate, diphenyl ether 4,4'-diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, dicyclohexyl methane 4,4'-diisocyanate, so 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, cyclohexylene diisocyanate, tetrachlorophenylene diisocyanate, 2,6-diethyl p-phenylene diisocyanate and 3,5-diethyl-4,4'-diisocyanatodiphenylmethane. Other polyisocyanates which can be used are the rigid, higher molecular weight polyisocyanates obtained by reaction of polyamines containing terminal primary and secondary amino groups or of polyhydric alcohols, e.g. Alkane, cycloalkane, alkene or cycloalkene polyols, such as glycerol, ethylene glycol, bisphenol-A, bisphenol-A substituted by 4,4'-dihydroxyphenyldimethylmethane and the like-60, obtained with an excess of one or more of the isocyanates described above will. These higher molecular weight urethane or ureide polyisocyanates correspond to the general formula
H ° H °
I II I II
[0=C=N-RI-N-C—X]nB in der R1 einen substituierten oder unsubstituierten Alkyl-, AI- [0 = C = N-RI-N-C — X] nB in which R1 is a substituted or unsubstituted alkyl, Al-
637 685 637 685
kenyl-, Cycloalkyl-, Cycloalkenyl-, Aryl-, Aralkyl- oder Alka-rylrest mit 2 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen bedeutet, X die R2 I kenyl, cycloalkyl, cycloalkenyl, aryl, aralkyl or alkaryl radical having 2 to about 20 carbon atoms, X is R2 I
Bedeutung -O- oder -N- hat, wobei R2 Wasserstoff oder ein niederer Alkylrest mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen ist, B einen mehrwertigen organischen Rest aus der Gruppe der substituierten und unsubstituierten Cycloalkyl-, Cycloalkenyl-, Aryl-, Aralkyl-, Alkarylreste und heterocyclischen Reste bedeutet und n eine ganze Zahl von 2 bis 6 ist. Meaning -O- or -N-, where R2 is hydrogen or a lower alkyl radical having 1 to 7 carbon atoms, B is a polyvalent organic radical from the group of substituted and unsubstituted cycloalkyl, cycloalkenyl, aryl, aralkyl, alkaryl and means heterocyclic radicals and n is an integer from 2 to 6.
Das Diisocyanat wird vorzugsweise mit einem anderen starren Segment in Form einer aromatischen oder cycloaliphati-schen Verbindung, die mindestens zwei reaktionsfähige Wasserstoffatome aufweist, vorzugsweise mit Diaminen und insbesondere mit Diolen, umgesetzt. Geeignete Verbindungen sind 2,2-(4,4'-Dihydroxydiphenyl)-propan (d.h. Bisphenol-A), 4,4'-Iso-propylidendicyclohexanol (d.h. hydriertes Bisphenol-A), äth-oxyliertes Bisphenol-A, propoxyliertes Bisphenol-A, 2,2-(4,4'-Dihydroxydiphenyl)-butan, 3,3-(4,4'-Dihydroxydiphenyl)-pen-tan, et, a'-(4,4'-Dihydroxydiphenyl)-p-diisopropylbenzol, Cy-clohexandiol-(l,3), Cyclohexandiol-(l,4), Cyclohexandimetha-nol-(l,4), bicyclische und tricyclische Diole, wie 4,8-Bis-(hy-droxymethyl)-tricyclo-[5.2.1.02'6]-decan, 2,2,4,4-Tetramethyl-cyclobutandioI-(l,3), Hydrochinon, Resorcin, 2,2-(4,4'-Dihy-droxydiphenyl)-sulfon und 4,4'-Oxydiphenol sowie halogenier-te Derivate derselben, wie tetrabromiertes äthoxyliertes Bisphenol-A. Diese Ringverbindungen können auch durch reaktionsfähige oder reaktionsunfähige Gruppen, wie Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, substituiert sein. Diese Umsetzung kann je nach den Reaktionsteilnehmern bei Temperaturen von Raumtemperatur bis 180 °C, vorzugsweise von 40 bis 120 °C, durchgeführt werden. Bei den niedrigeren Temperaturen empfiehlt sich die Anwendung herkömmlicher Katalysatoren. Gegebenenfalls kann man auch reaktionsunfähige Verdünnungsmittel zusetzen. The diisocyanate is preferably reacted with another rigid segment in the form of an aromatic or cycloaliphatic compound which has at least two reactive hydrogen atoms, preferably with diamines and in particular with diols. Suitable compounds are 2,2- (4,4'-dihydroxydiphenyl) propane (ie bisphenol-A), 4,4'-iso-propylidenedicyclohexanol (ie hydrogenated bisphenol-A), ether-oxylated bisphenol-A, propoxylated bisphenol- A, 2,2- (4,4'-dihydroxydiphenyl) butane, 3,3- (4,4'-dihydroxydiphenyl) pentane, et, a '- (4,4'-dihydroxydiphenyl) -p- diisopropylbenzene, cyclohexanediol (1,3), cyclohexanediol (1,4), cyclohexanedimethanol (1,4), bicyclic and tricyclic diols, such as 4,8-bis (hydroxymethyl) tricyclo- [5.2.1.02'6] -decane, 2,2,4,4-tetramethyl-cyclobutanedioI- (1,3), hydroquinone, resorcinol, 2,2- (4,4'-dihydroxydiphenyl) sulfone and 4 , 4'-oxydiphenol and halogenated derivatives thereof, such as tetrabrominated ethoxylated bisphenol-A. These ring compounds can also be substituted by reactive or non-reactive groups, such as alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms. Depending on the reactants, this reaction can be carried out at temperatures from room temperature to 180 ° C., preferably from 40 to 120 ° C. At the lower temperatures, the use of conventional catalysts is recommended. If necessary, non-reactive diluents can also be added.
Das organische, gegebenenfalls wie oben beschrieben umgesetzte Polyisocyanat wird mit einer polymeren Alkylenätherver-bindung umgesetzt, die an jedem Kettenende eine funktionelle Gruppe trägt, die in einer Hydroxylgruppe, ein reaktionsfähiges Wasserstoffatom aufweist. The organic polyisocyanate, optionally reacted as described above, is reacted with a polymeric alkylene ether compound which bears a functional group at each chain end which has a reactive hydrogen atom in a hydroxyl group.
Die erfindungsgemäss eingesetzten Polyalkylenätherverbin-dungen oder Copolyalkylenätherverbindungen haben die allgemeine Formel The polyalkylene ether compounds or copolyalkylene ether compounds used according to the invention have the general formula
HQ- HQ
-fCH, -fCH,
>x°> > x °>
) )
Rr —(CK- Rr - (CK-
y r4 y r4
-CH-O-)- -CH-O -) -
"xl n "xl n
in der x eine ganze Zahl von 1 bis 8, y eine ganze Zahl von 0 bis 20, z eine ganze Zahl von 0 bis 10 und n eine ganze Zahl von 1 bis 100 bedeuten. Vorzugsweise hat x einen Wert von 2 bis 6, y einen Wert von 1 bis 5, z einen Wert von 0 bis 2 und n einen Wert von 3 bis 60. Insbesondere hat x einen Wert von 4 bis 6, y den Wert 1 oder 2, z den Wert 0 oder 1 und n einen Wert von 5 bis 40. R3 und R4 können Wasserstoffatome, niedere Alkylreste mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, cycloaliphatische Reste, Cyclo-alkenylreste oder aromatische Reste mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen oder heterocyclische Reste mit bis zu 8 Kohlenstoff -und/oder Heteroatomen sein. Ferner ist es sehr vorteilhaft, wenn das Glykol eine lineare Struktur hat, um dem Segment eine hochgradige Biegsamkeit zu verleihen. Geeignete lineare Polyole sind Polytetramethylenätherglykole und Polyäthylen-ätherglykol. Repräsentative verzweigtkettige Polyole sind Poly-1,2-propylen-ätherpolyol und Poly-1,2- oder -1,3-butylen- in which x is an integer from 1 to 8, y is an integer from 0 to 20, z is an integer from 0 to 10 and n is an integer from 1 to 100. X preferably has a value of 2 to 6, y a value of 1 to 5, z a value of 0 to 2 and n a value of 3 to 60. In particular, x has a value of 4 to 6, y the value 1 or 2 , z has the value 0 or 1 and n has a value of 5 to 40. R3 and R4 can be hydrogen atoms, lower alkyl radicals with 1 to 3 carbon atoms, cycloaliphatic radicals, cycloalkenyl radicals or aromatic radicals with up to 8 carbon atoms or heterocyclic radicals with up to 8 carbon and / or heteroatoms. It is also very advantageous if the glycol has a linear structure in order to give the segment a high degree of flexibility. Suitable linear polyols are polytetramethylene ether glycols and polyethylene ether glycol. Representative branched chain polyols are poly-1,2-propylene ether polyol and poly-1,2- or -1,3-butylene
ätherglykol. Herstellung und Eigenschaften von Polyolen dieser Art sind im Schrifttum, z.B. in dem Werk «Polyurethanes -Chemistry and Technology» von J.H. Saunders und K.C. Frisch, Verlag Interscience, New York, 1963, beschrieben. ether glycol. The production and properties of polyols of this type are described in the literature, e.g. in the work "Polyurethanes -Chemistry and Technology" by J.H. Saunders and K.C. Frisch, publisher Interscience, New York, 1963.
5 Der biegsame Polyalkylenäther, der aktiven Wasserstoff enthaltende funktionelle Gruppen aufweist, wird mit dem Polyisocyanat in solchen Mengenverhältnissen umgesetzt, dass das Polyisocyanat in bezug auf die Konzentration der den aktiven Wasserstoff enthaltenden Gruppen im Überschuss vorliegt. Auf io diese Weise erhält man ein Produkt, das an beiden Enden des Polyalkylen-äthersegments je eine O=C=N-Gruppe aufweist. Der molare Überschuss an Polyisocyanat kann im Bereich von etwa 0,05 bis 6 variieren. 5 The flexible polyalkylene ether, which has active hydrogen-containing functional groups, is reacted with the polyisocyanate in proportions such that the polyisocyanate is present in excess in relation to the concentration of the groups containing the active hydrogen. In this way, a product is obtained which has an O = C = N group at both ends of the polyalkylene ether segment. The molar excess of polyisocyanate can vary in the range from about 0.05 to 6.
Diese Umsetzung kann bei Temperaturen von Raumtempe-i5 ratur bis 150 °C, vorzugsweise von 40 bis 120 °C, durchgeführt werden. Nach Zusatz des biegsamen Diols sind in dem bevorzugten Temperaturbereich noch 0,1 bis 30 Stunden bis zur Beendigung der Reaktion erforderlich. Die Reaktion kann gegebenenfalls auch katalysiert werden, und zur Viscositätssteuerung 2o kann man reaktionsunfähige Lösungsmittel verwenden. This reaction can be carried out at temperatures from room temperature to 150 ° C., preferably from 40 to 120 ° C. After addition of the flexible diol, 0.1 to 30 hours are required in the preferred temperature range until the reaction has ended. The reaction can optionally also be catalyzed, and non-reactive solvents can be used for viscosity control 20.
Das Produkt der obigen Umsetzung wird mit Acrylsäure-oder Methacrylsäureester, der im Molekül eine Hydroxy- bzw. eine nichttertiäre Amingruppe aufweist, im Mengenverhältnis von mindestens einem Mol Ester auf ein Isocyanatäquivalent 25 (bezogen auf den 0=C=N-Gruppengehalt) umgesetzt. Dies führt zur Bildung eines Monomeren oder, genauer gesagt, Pre-polymeren für ein Kleb- bzw. Versiegelungs-Kunstharz, das an beiden Kettenenden mit funktionellen Acrylat- oder Methacry-Iatgruppen verkappt ist. Für die Zwecke der Erfindung eignen 30 sich Ester entsprechend der allgemeinen Formel The product of the above reaction is reacted with acrylic acid or methacrylic acid ester, which has a hydroxy or a non-tertiary amine group in the molecule, in the quantitative ratio of at least one mole of ester to an isocyanate equivalent 25 (based on the 0 = C = N group content). This leads to the formation of a monomer or, more precisely, prepolymer for an adhesive or sealing synthetic resin which is capped at both chain ends with functional acrylate or methacrylic groups. Esters corresponding to the general formula are suitable for the purposes of the invention
RsO I II RsO I II
h2c=c-c-o-r6-x-h, h2c = c-c-o-r6-x-h,
35 35
in der x die obige Bedeutung hat, R5 Wasserstoff, Chlor, Methyl oder Äthyl bedeutet und R6 einen niederen Alkylenrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, den Phenylen- oder den Naphthy-lenrest bedeutet. in which x has the meaning given above, R5 is hydrogen, chlorine, methyl or ethyl and R6 is a lower alkylene radical having 1 to 8 carbon atoms, the phenylene or the naphthylene radical.
40 Beispiele für solche Hydroxy- oder Aminogruppen enthaltende Ester sind Acrylsäurehydroxyäthylester, Methacrylsäure-hydroxyäthylester, Methacrylsäureaminoäthylester, Methacryl-säure-3-hydroxypropylester, Methacrylsäureaminopropylester, Acrylsäurehydroxyhexylester, Methacrylsäure-tert.butyiami-45 noäthylester, Methacrylsäurehydroxyoctylester. Ferner sind auch die Monoacrylsäureester oder Monomethacrylsäureester von Bisphenol-A und Bisphenol-B und von deren vollständig hydrierten Derivaten, von Cyclohexyldiol und dergleichen geeignet. 40 Examples of such hydroxyl or amino group-containing esters are acrylic acid hydroxyethyl ester, methacrylic acid hydroxyethyl ester, methacrylic acid amino ester, methacrylic acid 3-hydroxypropyl ester, methacrylic acid aminopropyl ester, acrylic acid hydroxyhexyl ester, methacrylic acid tert.butyiami-45 noethyl ester. The monoacrylic acid esters or monomethacrylic acid esters of bisphenol-A and bisphenol-B and of their fully hydrogenated derivatives, of cyclohexyldiol and the like are also suitable.
so Die Umsetzung kann in Gegenwart oder Abwesenheit von Verdünnungsmitteln durchgeführt werden. Vorzugsweise verwendet man als Verdünnungsmittel Kohlenwasserstoffe, wie aliphatische, cycloaliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, z.B. Benzol, Toluol, Cyclohexan, Hexan, Heptan und dergl.; 55 man kann aber auch mit Vorteil andere Verdünnungsmittel, wie Methylisobutyllceton, Diamylketon, Methacrylsäuremethyl-ester, Methacrylsäureisobutylester, Methacrylsäurelaurylester, Methacrylsäureisobornylester oder Methacrylsäurecyclohexylester, verwenden, besonders wenn es auf die vollständige Verso träglichkeit mit dem Versiegelungsmittel ankommt. Auch Gemische von Verdünnungsmitteln können verwendet werden. The reaction can be carried out in the presence or absence of diluents. Hydrocarbons such as aliphatic, cycloaliphatic and aromatic hydrocarbons, e.g. Benzene, toluene, cyclohexane, hexane, heptane and the like; 55 but it is also advantageous to use other diluents, such as methyl isobutyl cetone, diamyl ketone, methyl methacrylate, isobutyl methacrylate, lauryl methacrylate, isobornyl methacrylate or cyclohexyl methacrylate, especially when it comes to complete compatibility with the sealant. Mixtures of diluents can also be used.
Auch diese Umsetzung kann innerhalb eines weiten Temperaturbereichs durchgeführt werden. Wenn die Bestandteile in ungefähr chemisch äquivalenten Mengen angewandt werden, 65 kann man bei Temperaturen von Raumtemperatur oder darunter, z.B. 10 bis 15 °C, bis einschliesslich zu Temperaturen von 100 bis 180 °C arbeiten. Wenn die einfacheren Isocyanatadduk-te umgesetzt werden, werden die Bestandteile vorzugsweise bei This reaction can also be carried out within a wide temperature range. If the ingredients are used in approximately chemically equivalent amounts, 65 one can at temperatures of room temperature or below, e.g. 10 to 15 ° C, up to and including working at temperatures from 100 to 180 ° C. When the simpler isocyanate adducts are reacted, the ingredients are preferably at
oder nahe der Raumtemperatur, z.B. bei Temperaturen von 20 bis 30 °C, reagieren gelassen. Bei den niedrigeren Temperaturen empfiehlt sich die Verwendung eines Katalysators. Wenn Isocyanataddukte von höherem Molekulargewicht umgesetzt werden, werden höhere Temperaturen, z.B. von etwa 40 bis 150 °C, bevorzugt. or near room temperature, e.g. at temperatures of 20 to 30 ° C, reacted. At the lower temperatures, the use of a catalyst is recommended. When higher molecular weight isocyanate adducts are reacted, higher temperatures, e.g. from about 40 to 150 ° C, preferred.
Die fertigen gemäss der Erfindung hergestellten monomeren Prepolymeren entsprechen der allgemeinen Formel The finished monomeric prepolymers produced according to the invention correspond to the general formula
RsO RsO
I II I II
I CH2=C-C-0-R6*I*Dd*Ij*lz Z, I CH2 = C-C-0-R6 * I * Dd * Ij * lz Z,
in der R5 und R6 die obigen Bedeutungen haben, I einen Poly-isocyanatrest, D einen aromatischen oder cycloaliphatischen Polyol- oder Polyaminrest, vorzugsweise ein Diol und insbesondere ein Diol einer cycloaliphatischen Verbindung, Z einen po-lymeren oder copolymeren Alkylenätherpolyolrest gemäss der obigen Definition, z eine ganze Zahl bedeutet, die der Wertigkeit von Z entspricht, d den Wert 1 oder 0 hat und i, wenn d = 0 ist, ebenfalls den Wert 0 hat, andernfalls aber eine um 1 geringere Zahl bedeutet als die Anzahl der reaktionsfähigen Wasserstoffatome von D. Der Stern (*) zeigt eine Urethanbindung (-NH-COO-) oder eine Ureidbindung (-NH-CO-NH-) an. in which R5 and R6 have the above meanings, I a poly-isocyanate radical, D an aromatic or cycloaliphatic polyol or polyamine radical, preferably a diol and in particular a diol of a cycloaliphatic compound, Z a polymeric or copolymeric alkylene ether polyol radical as defined above, z denotes an integer that corresponds to the valence of Z, d has the value 1 or 0 and i, if d = 0, also has the value 0, but otherwise means a number less than the number of reactive hydrogen atoms of D. The asterisk (*) indicates a urethane bond (-NH-COO-) or an ureide bond (-NH-CO-NH-).
Das oben beschriebene Prepolymere härtet unter dem Ein-fluss freier Radikale zu einem harten, zähen Harz aus, wofür man sich bekannter Peroxyinitiatoren bedienen kann. Beispiele für solche Initiatoren sind Diacylperoxide, wie Benzoylperoxid, Dialkylperoxide, wie Ditert.butylperoxid, Ketonperoxide, wie' Methyläthylketonperoxid, und leicht hydrolysierende Perester, wie tert.Butylperacetat, tert.Butylperbenzoat, Ditert.butyldi-perphthalat usw. Eine besonders geeignete Klasse von Peroxyinitiatoren sind die organischen Hydroperoxide, wie Cumolhy-droperoxid, Methyläthylketonhydroperoxid, tert.Butylhydro-peroxid usw. Von diesen wird Cumolhydroperoxid besonders bevorzugt. Die Initiatoren sollen in Konzentrationen von 0,01 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge des Mittels, eingesetzt werden. Eine andere geeignete Klasse von Initiatoren sind die carbonylgruppenhaltigen Verbindungen, die unter dem Einfluss ultravioletter Strahlung freie Radikale bilden, wie Acetophe-non, Benzophenon und die Benzoinäther. Geeignete UV-Initia-toren sind in der USA-Patentanmeldung Serial No. 356 679 vom 2. Mai 1973 beschrieben. Man kann auch Gemische verschiedener Initiatoren verwenden. The prepolymer described above cures under the influence of free radicals to form a hard, tough resin, for which known peroxy initiators can be used. Examples of such initiators are diacyl peroxides such as benzoyl peroxide, dialkyl peroxides such as ditert.butyl peroxide, ketone peroxides such as' methyl ethyl ketone peroxide, and easily hydrolyzing peresters such as tert.butyl peracetate, tert.butyl perbenzoate, ditert.butyldi-perphthalate, etc. A particularly suitable class of peritiators are the organic hydroperoxides, such as cumene hydroperoxide, methyl ethyl ketone hydroperoxide, tert-butyl hydroperoxide, etc. Of these, cumene hydroperoxide is particularly preferred. The initiators should be used in concentrations of 0.01 to 10 percent by weight, preferably 0.1 to 5 percent by weight, based on the total amount of the agent. Another suitable class of initiators are the compounds containing carbonyl groups which form free radicals under the influence of ultraviolet radiation, such as acetophenon, benzophenone and the benzoin ethers. Suitable UV initiators are described in the U.S. patent application Serial No. 356,679 of May 2, 1973. Mixtures of different initiators can also be used.
Die gemäss der Erfindung hergestellten härtbaren Kunstharze können auch als zweikomponentige Kleb- und Abdichtungsmittel verwendet werden. In diesem Falle kann der Initiator oder einer von mehreren Initiatoren die zweite Komponente bilden, die erst am Ort der Verwendung mit der ersten Komponente, dem Monomeren, gemischt wird. So kann man das Monomere auf eine der miteinander zu verbindenden Oberflächen und den Initiator auf die andere Oberfläche auftragen und die beiden Oberflächen dann zusammenfügen. Ebenso kann man einen der nachstehend genannten Beschleuniger gesondert als zweiten Teil auf eine der zusammenzufügenden Oberflächen auftragen. The curable synthetic resins produced according to the invention can also be used as two-component adhesives and sealants. In this case, the initiator or one of several initiators can form the second component, which is only mixed with the first component, the monomer, at the point of use. So you can apply the monomer on one of the surfaces to be joined together and the initiator on the other surface and then join the two surfaces together. Likewise, one of the accelerators mentioned below can be applied separately as a second part to one of the surfaces to be joined.
Es kann zweckmässig sein, die Härtungspolymerisation durch mässige Wärmezufuhr, z.B. Temperaturen von 50 bis 150 °C, zu beschleunigen. Bei Temperaturen über etwa 125 °C ist die Härtung gewöhnlich in etwa 10 Minuten oder weniger beendet. It may be appropriate to carry out the curing polymerization by moderate heat, e.g. Accelerate temperatures from 50 to 150 ° C. At temperatures above about 125 ° C, curing will usually be complete in about 10 minutes or less.
Die gemäss der Erfindung hergestellten Prepolymeren können zu bei Raumtemperatur anaerob aushärtenden Kleb- und Abdichtungsmitteln verarbeitet werden. Zusammensetzungen dieser Art, bei denen Hydroperoxide als Initiatoren verwendet werden, sind in der US-PS 3 043 820 beschrieben. Solche anaeroben Mittel können vorteilhaft Polymerisationsbeschleuni5 637 685 The prepolymers produced according to the invention can be processed into adhesives and sealants which cure anaerobically at room temperature. Compositions of this type, in which hydroperoxides are used as initiators, are described in US Pat. No. 3,043,820. Such anaerobic agents can advantageously accelerate polymerization 637 685
ger, wie organische Imide (z.B. Benzoesulfimid) und primäre, sekundäre oder tertiäre Amine, sowie Inhibitoren oder Stabilisatoren aus der Gruppe der Olinone oder Hydrochinone enthalten. Die Beschleuniger werden im allgemeinen in Konzentra-5 tionen von weniger als 10 Gewichtsprozent, die Inhibitoren in Konzentrationen von etwa 10 bis 1000 ppm angewandt. Als anaerobe Kleb- und Abdichtungsmittel haben diese Mittel den Vorteil einer langen Haltbarkeit und der Fähigkeit, bei Raumtemperatur nach Ausschluss von Sauerstoff, z.B. zwischen den io Gewindegängen von Muttern und Schraubenbolzen oder zwischen den aneinander angrenzenden Oberflächen von Lager und Welle, auszuhärten. Die anaerobe Härtung kann durch mässige Wärmezufuhr, z.B. bei Temperaturen bis etwa 150 °C, beschleunigt werden. ger, such as organic imides (e.g. benzenesulfimide) and primary, secondary or tertiary amines, as well as inhibitors or stabilizers from the group of olinones or hydroquinones. The accelerators are generally used in concentrations of less than 10 percent by weight, the inhibitors in concentrations of about 10 to 1000 ppm. As an anaerobic adhesive and sealant, these agents have the advantage of a long shelf life and the ability to function at room temperature after the exclusion of oxygen, e.g. harden between the io threads of nuts and bolts or between the adjacent surfaces of the bearing and shaft. The anaerobic curing can be done by moderate heat, e.g. at temperatures up to about 150 ° C, are accelerated.
15 Die Kleb- und Abdichtungsmittel können gegebenenfalls mit reaktionsfähigen Verdünnungsmitteln hergestellt werden, die imstande sind, mit den Prepolymeren zu copolymerisieren. Typische Verdünnungsmittel dieser Art sind Acrylsäure- und Diacrylsäurehydroxyalkylester, wie Acrylsäurehydroxyäthyl-20 ester, Acrylsäurehydroxypropylester und die entsprechenden Methacrylsäureester einschliesslich Methacrylsäurecyclohexylester, Methacrylsäuremethylester, Methacrylsäureisobornyl-ester, Methacrylsäurelaurylester, Triäthylenglykoldimethacry-lat, Methacrylsäureisobutylester und Methacrylsäuretetrahy-25 drofurfurylester. Man kann auch andere ungesättigte, reaktionsfreudige Verdünnungsmittel, wie Styrol und Acrylnitril, verwenden. Die Konzentration solcher Verdünnungsmittel soll weniger als etwa 60 Gewichtsprozent und vorzugsweise 40 bis 10 Gewichtsprozent betragen. 15 The adhesives and sealants can optionally be made with reactive diluents capable of copolymerizing with the prepolymers. Typical diluents of this type are acrylic acid and diacrylic acid hydroxyalkyl esters, such as acrylic acid hydroxyethyl 20 ester, acrylic acid hydroxypropyl ester and the corresponding methacrylic acid ester including methacrylic acid cyclohexyl ester, methacrylic acid methyl ester, methacrylic acid isobornyl ester, methacrylate methacrylate methacrylate, methacrylate methacrylate, methacrylate methacrylate, methacrylate methacrylate, methacrylate methacrylate, methacrylate methacrylate, methacrylate methacrylate, methacrylate methacrylate, methacrylate methacrylate and methacrylate methacrylate, methacrylate methacrylate, methacrylate methacrylate, methyl acrylate, methacrylate methacrylate, methacrylate methacrylate, methyl acrylate, methacrylate methacrylate, methacrylate methacrylate, methacrylate methacrylate and methyl acrylate, tri. Other unsaturated, reactive thinners such as styrene and acrylonitrile can also be used. The concentration of such diluents should be less than about 60 percent by weight, and preferably 40 to 10 percent by weight.
30 Einer der bedeutenden Vorteile der gemäss der Erfindung hergestellten Prepolymeren ist ihr aussergewöhnliches Härtungsvermögen über grosse Zwischenräume, z.B. bis etwa 2,15 mm, hinweg. Dieses Verhalten kann durch mässige Wärmezufuhr begünstigt werden. Vorzugsweise wird es jedoch 35 durch Zusatz von bekannten Beschleunigern für anaerobe Klebstoffe begünstigt, wie sie in der US-PS 3 625 930 beschrieben sind; insbesondere kann man als Beschleuniger die in der USA-Patentanmeldung Serial No. 498 904 vom 20. August 1974 beschriebenen Thioharnstoffverbindungen verwenden. Solche Be-40 schleuniger werden vorteilhaft aus verdünnter Lösung auf eine oder beide der zusammenzufügenden Oberflächen aufgesprüht. 30 One of the significant advantages of the prepolymers produced according to the invention is their exceptional hardening ability over large spaces, e.g. up to about 2.15 mm. This behavior can be promoted by moderate heat input. However, it is preferably favored by the addition of known accelerators for anaerobic adhesives, such as are described in US Pat. No. 3,625,930; in particular, as an accelerator, the serial no. 498 904 from August 20, 1974 use thiourea compounds described. Such accelerators are advantageously sprayed from dilute solution onto one or both of the surfaces to be joined.
Beispiel 1 example 1
Ein mit Rührer aus rostfreiem Stahl, Stickstoffeinleitungs-45 rohr, Thermometer, Kühler und Einlassöffnung ausgestatteter Vierhals-Reaktionskolben wird mit Stickstoff gespült, auf etwa 65 °C erhitzt und mit 76,5 g Methylen-bis-phenylisocyanat (MDI) sowie einer Lösung von 43,0 g Triäthylenglykoldimeth-acrylat (TRIEGMA) und 200 ppm eines Chinons als Stabilisier-50 mittel beschickt. Das Gemisch wird auf 60 bis 65 °C erhitzt und im Verlaufe von 2 bis 3 Stunden mit 95,5 g Polytetramethylen-ätherglykol vom Molekulargewicht 625 (PTME) («Polymeg 650» der Quaker Oats Company, Chicago, Illinois; Hydroxyl-zahl 179,9) versetzt. Die Temperatur wird im Bereich von 60 bis 55 70 °C gehalten. A four-necked reaction flask equipped with a stainless steel stirrer, nitrogen inlet tube, thermometer, cooler and inlet opening is flushed with nitrogen, heated to about 65 ° C. and with 76.5 g of methylene bis-phenyl isocyanate (MDI) and a solution of 43.0 g of triethylene glycol dimethacrylate (TRIEGMA) and 200 ppm of a quinone as a stabilizing agent. The mixture is heated to 60 to 65 ° C. and in the course of 2 to 3 hours with 95.5 g of polytetramethylene ether glycol of molecular weight 625 (PTME) (“Polymeg 650” from the Quaker Oats Company, Chicago, Illinois; hydroxyl number 179 , 9) offset. The temperature is maintained in the range of 60 to 55 70 ° C.
Um das Reaktionsmedium flüssig zu halten, setzt man allmählich eine Verdünnungslösung von 20,0 g TRIEGMA und 200 ppm eines Chinons als Stabilisiermittel zu. 11/2 Stunden nach Beendigung des Glykolzusatzes wird eine Probe für die 60 NCO-Analyse entnommen. Der theoretische NCO-Gehalt des in der angegebenen Menge von Verdünnungsmittel gelösten, durch MDI verkappten Polytetramethylenätherglykols (abgekürzt MDI*[Polymeg 650]*MDI) beträgt 5,39% (Stufe «A»), (Durch den Stern werden in diesen Beispielen Urethanbindun-65 gen gekennzeichnet). Die Titration mit Dibutylamin ergibt einen Titer von 5,23 %. Nach der Entnahme der Probe für die NCO-Analyse setzt man zu dem Reaktionsgemisch im Verlaufe von 10 Minuten 61,5 g 96-prozentigen Methacrylsäurehydroxy- In order to keep the reaction medium liquid, a dilution solution of 20.0 g of TRIEGMA and 200 ppm of a quinone is gradually added as a stabilizing agent. A sample for 60 NCO analysis is taken 11/2 hours after the addition of glycol has ended. The theoretical NCO content of the MDI-capped polytetramethylene ether glycol (abbreviated MDI * [Polymeg 650] * MDI) dissolved in the specified amount of diluent is 5.39% (level "A"), (urethane binds in these examples through the star -65 gen). Titration with dibutylamine gives a titer of 5.23%. After the sample has been removed for NCO analysis, 61.5 g of 96 percent methacrylic acid hydroxy are added to the reaction mixture in the course of 10 minutes.
637 685 6 637 685 6
propylester (HPMA) zu. Man erhitzt weitere 2 Stunden und hält Die Reaktionslösung wird im Verlaufe von 1 '/z Stunden mit die Temperatur auf 60 bis 70 °C. Die so erhaltene Lösung ent- 62,1 g des in Beispiel 1 beschriebenen Polytetramethylen- propyl ester (HPMA). The mixture is heated for a further 2 hours and held. The temperature of the reaction solution is raised to 60 to 70 ° C. in the course of 1/2 hours. The solution thus obtained contained 62.1 g of the polytetramethylene described in Example 1
hält in einer Konzentration von 72% Urethandimethacrylat- ätherglykols («Polymeg 650») versetzt. Die Reaktionslösung strukturen der allgemeinen Formel (HPMA*MDI)2*[PTME- wird auf 60 bis 65 °C gehalten und das Erhitzen und Rühren holds a concentration of 72% urethane dimethacrylate ether glycol ("Polymeg 650"). The reaction solution structures of the general formula (HPMA * MDI) 2 * [PTME- is kept at 60 to 65 ° C and the heating and stirring
650]. 5 noch eine Stunde nach Beendigung des Glykolzusatzes fortgesetzt. Das Reaktionsgemisch besteht aus mit TDI*HBPA*TDI 650]. 5 continued an hour after the addition of glycol had ended. The reaction mixture consists of with TDI * HBPA * TDI
Beispiel2 verkappten «Polymeg 650»-Prepolymeren (abgekürzt Example 2 capped «Polymeg 650» prepolymers (abbreviated
Ein gemäss Beispiel 1 ausgerüsteter Reaktionskolben wird (TDI*HBPA*TDI)2*[PTME-650]), gelöst in TRIEGMA. Man mit Stickstoff gespült, auf 75 °C erhitzt, mit 50,0 g MDI und setzt eine Lösung von 43,3 g 96-prozentigem Methacrylsäure- A reaction flask equipped according to Example 1 is (TDI * HBPA * TDI) 2 * [PTME-650]), dissolved in TRIEGMA. It is flushed with nitrogen, heated to 75 ° C., with 50.0 g of MDI and a solution of 43.3 g of 96 percent methacrylic acid
sodann mit einer Lösung von 35,0 g TRIEGMA und 200 ppm io hydroxypropylester, 1,8 g TRIEGMA und 100 ppm eines Chi- then with a solution of 35.0 g TRIEGMA and 200 ppm io hydroxypropyl ester, 1.8 g TRIEGMA and 100 ppm of a Chi
eines Chinons als Stabilisiermittel beschickt. Das Gemisch wird nons als Stabilisiermittel zu und hält die Reaktionslösung noch auf 70 bis 75 °C erhitzt und im Verlaufe von 3 bis 3V2 Stunden IV2 Stunden auf 65 bis 70 °C. Die so erhaltene Lösung enthält mit 96,2 g eines auf 60 °C vorerhitzten Polytétramethylenâther- in einer Konzentration von 72 % Urethan-dimethacrylatstruktu- a quinone as a stabilizer. The mixture is nons as a stabilizing agent and keeps the reaction solution heated to 70 to 75 ° C and in the course of 3 to 3V2 hours IV2 hours to 65 to 70 ° C. The solution thus obtained contains, with 96.2 g of a polytétramethylene ether preheated to 60 ° C. in a concentration of 72% urethane dimethacrylate structure.
glykols vom Molekulargewicht 960 («Polymeg 1000» der Qua- ren der allgemeinen Formel (HPMA*TDI*HBPA*TDI)2 glycol with a molecular weight of 960 (“Polymeg 1000” of quarters of the general formula (HPMA * TDI * HBPA * TDI) 2
ker Oats Company; Hydroxylzahl 116,6) versetzt. Man hält die 15 [PTME-650], Ker Oats Company; Hydroxyl number 116.6) was added. You hold the 15 [PTME-650],
Temperatur auf 65 bis 75 °C und erhitzt nach Beendigung des Temperature to 65 to 75 ° C and heated after completion of the
Glykolzusatzes noch eine Stunde. Um das Reaktionsmedium Beispiel 5 Glycol add another hour. To the reaction medium Example 5
flüssig zu halten, wird allmählich eine Verdünnungslösung von Ein gemäss Beispiel 1 ausgestatteter Reaktionskolben wird To keep liquid, gradually becomes a dilution solution of a reaction flask equipped according to example 1
15,8 g TRIEGMA und 200 ppm eines Chinons als Stabilisier- mit Stickstoff gespült und mit 69,6 g TDI beschickt. Das TDI 15.8 g of TRIEGMA and 200 ppm of a quinone as a stabilizing agent were flushed with nitrogen and charged with 69.6 g of TDI. The TDI
mittel zugesetzt. Eine halbe Stunde nach Beendigung des Gly- 20 wird auf 95 °C erhitzt. Man setzt langsam im Verlaufe von 1 'A added medium. Half an hour after completion of the Gly-20 is heated to 95 ° C. You set slowly over 1 'A
kolzusatzes wird eine Probe für die NCO-Analyse entnommen, Stunden 36 g HBPA zu. 15 Minuten nach dem Zusatz des an der festgestellt wird, dass es sich um das gewünschte HBPA wird im Verlaufe von 10 Minuten eine auf 50 °C vorer- a sample is taken for the NCO analysis, 36 g of HBPA are added to hours. 15 minutes after the addition of which it is determined that the HBPA is desired, a temperature of 50 ° C. is set in the course of 10 minutes.
MDI*[PTME-1000]*MDI-Prepolymere handelt. Der theoreti- hitzte Lösung von 45,0 g TRIEGMA und 150 ppm eines Chi- MDI * [PTME-1000] * MDI prepolymers. The theoretically heated solution of 45.0 g TRIEGMA and 150 ppm of a Chi
sche Prozentsatz von NCO-Gruppen für das Prepolymere (ein- nons als Stabilisiermittel zugesetzt. Sobald die Reaktionstempe- The percentage of NCO groups for the prepolymer (only added as a stabilizing agent. As soon as the reaction temperature
schliesslich Lösungsmittel) beträgt 4,19%; die Titration ergibt 25 ratur 95 °C erreicht, setzt man 12,0 g HBPA in 4 bis 6 Portio- finally solvent) is 4.19%; the titration gives 25 temperature 95 ° C, 12.0 g HBPA is placed in 4 to 6 portions
einen Titer von 4,21 %. Man setzt im Verlaufe von 10 Minuten nen zu. 15 Minuten nach Beendigung der HBPA-Zusätze wird a titer of 4.21%. It is added in the course of 10 minutes. 15 minutes after the HBPA supplements are finished
42,6 g 96-prozentigen Methacrylsäurehydroxypropylester zu die Badtemperatur herabgesetzt, so dass die Reaktionstempera- 42.6 g of 96 percent methacrylic acid hydroxypropyl ester reduced to the bath temperature so that the reaction temperature
und erhitzt dann noch IV2 Stunden auf 65 bis 75 °C. Die so tur auf 60 bis 65 °C sinkt. Die Reaktionslösung wird im Verlau- and then heats to 65 to 75 ° C for another IV2 hours. The door drops to 60 to 65 ° C. The reaction solution is left in the
erhaltene Lösung enthält in einer Konzentration von 72 % Ure- fe von 2 Stunden mit 96,2 g Polytetramethylenätherglykol than-dimethacrylatstrukturen der allgemeinen Formel 30 («Polymeg 1000») versetzt. Hierauf erhitzt man weiter unter The solution obtained contains 96.2 g of polytetramethylene ether glycol than-dimethacrylate structures of the general formula 30 (“Polymeg 1000”) in a concentration of 72% urefe for 2 hours. Then continue to heat
(HPMA*MDI)2*[PTME-1000], Rühren auf 64 bis 69 °C. Eine halbe Stunde nach Beendigung des Glykolzusatzes wird eine Probe für die NCO-Analyse ent- (HPMA * MDI) 2 * [PTME-1000], stirring to 64 to 69 ° C. Half an hour after the end of the glycol addition, a sample is taken for the NCO analysis.
Beispiel 3 nommen. Hierbei erhält man für die Reaktionslösung einen Ti- Take example 3. This gives a reaction solution for the reaction solution.
Ein nach Beispiel 1 ausgerüstetes Reaktionsgefäss wird mit ter von 3,35% NCO (theoretischer Wert 3,22%). Hieraus folgt, A reaction vessel equipped according to Example 1 is filled with 3.35% NCO (theoretical value 3.22%). From this it follows
Stickstoff gespült, auf 60 °C erhitzt, mit 39,2 g MDI und sodann 35 dass sich die gewünschten, durch TDI*HBPA*TDI verkappten mit einer Lösung von 44,5 g TRIEGMA und 200 ppm eines Ätherprepolymeren (abgekürzt (TDI*HBPA*TDI)2*[PTME- Flushed with nitrogen, heated to 60 ° C., with 39.2 g of MDI and then 35 that the desired ones, capped by TDI * HBPA * TDI, were capped with a solution of 44.5 g of TRIEGMA and 200 ppm of an ether prepolymer (abbreviated (TDI * HBPA * TDI) 2 * [PTME-
Chinons als Stabilisiermittel beschickt. Bei 60 °C setzt man im 1000]) gebildet haben. Um das Reaktionsmedium flüssig zu hal- Chinons loaded as a stabilizer. At 60 ° C one sets in 1000]). In order to keep the reaction medium liquid
Verlaufe von 3 Stunden 154,1 g eines auf 60 °C vorerhitzten ten, setzt man eine Verdünnungslösung von 36,4 gTRIEGMA 154.1 g of a preheated to 60 ° C over 3 hours, a dilution solution of 36.4 g of TRIEGMA is used
Polytetramethylenätherglykols vom Molekulargewicht 1960 und 150 ppm eines Chinons als Stabilisiermittel zu. Schliesslich Polytetramethylene ether glycol of molecular weight 1960 and 150 ppm of a quinone as a stabilizer. In the end
(«Polymeg 2000» der Quaker Oats Company; Hydroxylzahl 40 werden 48,0 g 96-prozentiger Methacrylsäurehydroxypropyl- ("Polymeg 2000" from the Quaker Oats Company; hydroxyl number 40 is 48.0 g of 96 percent methacrylic acid hydroxypropyl
57,1) zu der erhitzten MDI-Lösung zu. Die Temperatur des ester zugesetzt, um die Kettenenden des Prepolymeren mit 57.1) to the heated MDI solution. The temperature of the ester is added to the chain ends of the prepolymer
Reaktionsgemisches wird auf 65 bis 75 °C gehalten. Nach Be- funktionellen Methacrylatgruppen zu verkappen. Reaction mixture is kept at 65 to 75 ° C. To be capped according to functional methacrylate groups.
endigung des Glykolzusatzes erhitzt man noch eine Stunde. The end of the glycol addition is heated for an hour.
Dann setzt man allmählich eine Lösung von 20,3 g TRIEGMA Die so erhaltene Lösung enthält in einer Konzentration von und 200 ppm eines Chinons als Stabilisiermittel zu, um das Re- 45 70% Urethan-dimethacrylatstrukturen der allgemeinen Formel aktionsmedium flüssig zu halten. Schliesslich setzt man 39,1 g (HPMA*TDI*HBPA*TDI)2*[PTME-1000]. Then a solution of 20.3 g of TRIEGMA is gradually added. The solution thus obtained contains a concentration of and 200 ppm of a quinone as a stabilizing agent in order to keep the reaction medium liquid, the 70-70% urethane dimethacrylate structures of the general formula. Finally, 39.1 g (HPMA * TDI * HBPA * TDI) 2 * [PTME-1000] are used.
96-prozentigen Methacrylsäurehydroxypropylester zu und erhitzt noch weitere 2 Stunden auf 60 bis 65 °C. Die so erhaltene Beispiel 6 96 percent methacrylic acid hydroxypropyl ester and heated for a further 2 hours at 60 to 65 ° C. Example 6 thus obtained
Lösung enthält in einer Konzentration von 72 % Urethan- Ein nach Beispiel 1 ausgestatteter Reaktionskolben wird mit dimethacrylatstrukturen der allgemeinen Formel 50 Stickstoff gespült und mit 34,8 g TDI beschickt. Das TDI wird Solution contains urethane in a concentration of 72%. A reaction flask equipped according to Example 1 is flushed with dimethacrylate structures of the general formula 50 nitrogen and charged with 34.8 g TDI. The TDI will
(HPMA*MDI2*[PTME-2000]. auf 100 °C erhitzt. Dann setzt man langsam im Verlaufe von (HPMA * MDI2 * [PTME-2000]. Heated to 100 ° C. Then slowly in the course of
VU Stunden 18 g HBPA zu. 15 Minuten nach beendetem Zu-Beispiel 4 satz des HBPA wird im Verlaufe von 5 Minuten eine auf 50 °C Ein nach Beispiel 1 ausgestatteter Reaktionskolben wird mit vorerhitzte Lösung von 35,0 g TRIEGMA und 150 ppm eines Stickstoff gespült und mit 69,6 g Toluylendiisocyanat (TDI) 55 Chinons als Stabilisiermittel zugesetzt. 15 Minuten später wer-(80 % 2,4-Isomeres und 20 % 2,6-Isomeres) beschickt. Das TDI den 6,0 g HBPA in 3 bis 5 Portionen zugesetzt. Nach Beendi-wird auf 95 bis 100 °C erhitzt. Dann setzt man langsam im Ver- gung des HBPA-Zusatzes wird die Badtemperatur so weit herlaufe von 2 Stunden 36 g hydriertes Bisphenol-A (HBPA) zu. abgesetzt, dass die Reaktionstemperatur sich auf 60 bis 65 °C 15 Minuten nach Beendigung des HBPA-Zusatzes setzt man einstellt. Dann setzt man im Verlaufe von IV* Stunden zu der langsam im Verlaufe von 10 Minuten eine Lösung von 60 g fio Reaktionslösung 98,2 g Polytetramethylenätherglykol vom Mo-TRIEGMA und 300 ppm eines Chinons als Stabilisiermittel zu. lekulargewicht 2000 («Polymeg 2000») zu. Man erhitzt dann 15 Minuten später werden 12,0 g HBPA in 4—6 Portionen zuge- noch eine Stunde unter Rühren auf 60 bis 70 °C. Um das Reak-setzt. 15 Minuten nachdem alles HBPA (insgesamt 48,0 g) zu- tionsmedium flüssig zu halten, wird eine Verdünnungslösung gesetzt worden ist, wird die Badtemperatur so weit herabge- von 15,2 g TRIEGMA und 150 ppm eines Chinons als Stabili-setzt, dass die Reaktionstemperatur 60 bis 65 °C beträgt. Das « siermittel zugesetzt. Dann setzt man im Verlaufe von 5 Minuten Reaktionsgemisch besteht aus mit Toluylendiisocyanat ver- 27,4 g 96-prozentigen Methacrylsäurehydroxypropylester zu kappten HBPA-Prepolymeren (abgekürzt TDI*HBPA*TDI), und erhitzt eine weitere Stunde auf 60 bis 65 °C. Die so erhaltegelöst in TRIEGMA. ne Lösung enthält in einer Konzentration von 72 % Urethan- VU hours 18 g HBPA too. 15 minutes after the end of Example 4 of the HBPA, a reaction flask equipped according to Example 1 is flushed with preheated solution of 35.0 g of TRIEGMA and 150 ppm of nitrogen and 69.6 g in the course of 5 minutes Toluene diisocyanate (TDI) 55 quinones added as a stabilizing agent. 15 minutes later, (80% 2,4-isomer and 20% 2,6-isomer) are charged. The TDI was added to the 6.0 g HBPA in 3 to 5 servings. After completion, the mixture is heated to 95 to 100 ° C. Then slowly adding the HBPA additive, the bath temperature is added to 36 g of hydrogenated bisphenol-A (HBPA) for as long as 2 hours. The reaction temperature is set to 60 to 65 ° C. 15 minutes after the HBPA addition has ended. Then, in the course of IV * hours, a solution of 60 g of reaction solution, 98.2 g of poly-tetramethylene ether glycol from Mo-TRIEGMA and 300 ppm of a quinone as a stabilizer is slowly added to the solution over the course of 10 minutes. molecular weight 2000 (“Polymeg 2000”). The mixture is then heated 15 minutes later, 12.0 g of HBPA in 4-6 portions are stirred for one hour at 60 to 70 ° C. To set the reak. 15 minutes after keeping all HBPA (total 48.0 g) of the addition medium liquid, a dilution solution has been set, the bath temperature is reduced so far from 15.2 g of TRIEGMA and 150 ppm of a quinone as a stabilizer that the reaction temperature is 60 to 65 ° C. The detergent added. Then, in the course of 5 minutes, the reaction mixture consists of 27.4 g of 96% methacrylic acid hydroxypropyl ester mixed with tolylene diisocyanate to give capped HBPA prepolymers (abbreviated to TDI * HBPA * TDI), and the mixture is heated at 60 to 65 ° C. for a further hour. So received in TRIEGMA. ne solution contains urethane in a concentration of 72%
637 685 637 685
dimethacrylatstrukturen der allgemeinen Formel (HPMA*TDI*HBPA*TDI)2*[PTME-2000]. dimethacrylate structures of the general formula (HPMA * TDI * HBPA * TDI) 2 * [PTME-2000].
Beispiel 7 Example 7
Ein nach Beispiel 1 ausgestatteter Reaktionskolben wird mit Stickstoff gespült und mit 52,4 g flüssigem, hydriertem MDI («H12-MDI», «Hylene W» der Firma E.I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware) beschickt. Das Hu-MDI wird auf 100 °C erhitzt. Das Diisocyanat wird im Verlaufe von 20 Minuten mit 10,8 g Cyclohexandimethanol (CHDM) versetzt. Hierauf setzt man im Verlaufe von 10 Minuten eine Verdünnungslösung von 35,0 g TRIEGMA und 150 ppm eines Chinons als Stabilisiermittel zu. Sobald die Temperatur 100 °C erreicht, setzt man langsam 3,6 g Cyclohexandimethanol zu. Eine halbe Stunde später wird eine Probe für die NCO-Analyse entnommen. Die Titration ergibt einen Titer von 8,40%, während der theoretische NCO-Wert (einschliesslich Lösungsmittel) 8,10% beträgt. Hieraus ergibt sich, dass sich das gewünschte H12-MDI*CHDM*H12-MDI-Prepolymere gebildet hat. Die Badtemperatur wird nun so weit herabgesetzt, dass sich die Temperatur der Lösung auf 60 bis 70 °C einstellt. Die Reaktionslösung wird im Verlaufe von 1 bis 2 Stunden mit 98,3 g Polytetramethylenätherglykol vom Molekulargewicht 2000 versetzt. Eine Stunde später setzt man weitere Verdünnungslösung (29,1 g TRIEGMA und 150 ppm Stabilisiermittel) zu. Dann entnimmt man eine weitere Probe für die NCO-Analyse. Die Titration ergibt einen Titer von 3,55 % NCO, während der theoretische NCO-Gehalt 3,62% beträgt. Es hat sich wiederum das gewünschte Prepolymere gebildet: (H12-MDI*CHDM* H12-MDI)2*[PTME-2000]. Hierauf werden im Verlaufe von 10 Minuten 44,4 g 96-prozentiger Methacrylsäurehydroxypro-pylester zugesetzt, worauf man weiter auf 60 bis 65 °C erhitzt. Die so erhaltene Lösung enthält in einer Konzentration von 70% Urethan-dimethacrylatstrukturen der allgemeinen Formel (HPMA*H12-MDI*CHDM*H12-MDI)2*[PTME-2000], A reaction flask equipped according to Example 1 is flushed with nitrogen and charged with 52.4 g of liquid, hydrogenated MDI (“H12-MDI”, “Hylene W” from E.I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware). The Hu-MDI is heated to 100 ° C. 10.8 g of cyclohexanedimethanol (CHDM) are added to the diisocyanate in the course of 20 minutes. A dilution solution of 35.0 g of TRIEGMA and 150 ppm of a quinone as stabilizer is then added over the course of 10 minutes. As soon as the temperature reaches 100 ° C, 3.6 g of cyclohexanedimethanol are slowly added. Half an hour later, a sample is taken for NCO analysis. The titration gives a titer of 8.40%, while the theoretical NCO value (including solvent) is 8.10%. It follows from this that the desired H12-MDI * CHDM * H12-MDI prepolymer has formed. The bath temperature is now reduced so far that the temperature of the solution adjusts to 60 to 70 ° C. The reaction solution is mixed with 98.3 g of polytetramethylene ether glycol of molecular weight 2000 in the course of 1 to 2 hours. An hour later, further dilution solution (29.1 g TRIEGMA and 150 ppm stabilizer) is added. Then another sample is taken for the NCO analysis. The titration gives a titer of 3.55% NCO, while the theoretical NCO content is 3.62%. The desired prepolymer was again formed: (H12-MDI * CHDM * H12-MDI) 2 * [PTME-2000]. Then 44.4 g of 96 percent methacrylic acid hydroxypropyl ester are added over the course of 10 minutes, and the mixture is then heated further to 60 to 65.degree. The solution thus obtained contains in a concentration of 70% urethane dimethacrylate structures of the general formula (HPMA * H12-MDI * CHDM * H12-MDI) 2 * [PTME-2000],
Beispiel 8 Example 8
Dieses Beispiel erläutert typische anaerobe Klebstoffe aus den oben beschriebenen Prepolymeren oder Gemischen derselben. Unter gutem Rühren setzt man 4,6 g Methacrylsäurehy-droxypropylester zu 79 g Prepolymerlösung (70 bis 75% Feststoffe) zu. Dann rührt man eine Aufschlämmung von 0,38 g Saccharin in 3,8 -g Triäthylenglykoldimethacrylat ein. Hierauf setzt man 5,6 g Acrylsäure (als Haftverstärker) und 2,8 g Cu-molhydroperoxid (CHP) zu und rührt noch eine Stunde. Nach Wunsch kann man in an sich bekannter Weise noch Stabilisatoren, Beschleuniger, Verdicker, Weichmacher und dergleichen zusetzen. This example illustrates typical anaerobic adhesives from the prepolymers described above or mixtures thereof. With thorough stirring, 4.6 g of methacrylic acid hydroxypropyl ester are added to 79 g of prepolymer solution (70 to 75% solids). Then a slurry of 0.38 g of saccharin in 3.8 g of triethylene glycol dimethacrylate is stirred in. Then 5.6 g of acrylic acid (as adhesion promoter) and 2.8 g of Cu mol hydroperoxide (CHP) are added and the mixture is stirred for another hour. If desired, stabilizers, accelerators, thickeners, plasticizers and the like can also be added in a manner known per se.
Beispiel 9 Example 9
Anaerobe Klebstoffe werden gemäss Beispiel 8 unter Verwendung der Prepolymeren gemäss Beispiel 1 bis 7 hergestellt. Anaerobic adhesives are produced according to Example 8 using the prepolymers according to Examples 1 to 7.
Tabelle I Table I
Prepolymeres Allgemeine Strukturformel Prepolymer General structural formula
A (HPMA*MDI)2*[PTME-650] A (HPMA * MDI) 2 * [PTME-650]
B (HPMA*MDI)2*[PTME-1000] B (HPMA * MDI) 2 * [PTME-1000]
io C (HPMA*MDI)2*[PTME-2000] io C (HPMA * MDI) 2 * [PTME-2000]
D (HPMA*TDI*HBPA*TDI)2*[PTME-650] D (HPMA * TDI * HBPA * TDI) 2 * [PTME-650]
E (HPMA*TDI*HBPA*TDI)2*[PTME-1000] E (HPMA * TDI * HBPA * TDI) 2 * [PTME-1000]
F (HPMA*TDI*HBPA*TDI)2*[PTME-2000] F (HPMA * TDI * HBPA * TDI) 2 * [PTME-2000]
G (HPMA*H12-MDI*CHDM*H12-MDI)2* G (HPMA * H12-MDI * CHDM * H12-MDI) 2 *
15 [PTME-2000] 15 [PTME-2000]
Die Festigkeitswerte dieser Klebstoffe sind in Tabelle II angegeben. Die Zugfestigkeit wird nach der ASTM-Prüfnorm 2o D-2095-72 bestimmt, indem zwei Stahlstäbe mit ihren aneinan-derstossenden Enden zusammengeklebt werden. Die beiden anderen Enden der Stäbe werden dann mit einer Messvorrichtung, wie einem Instron-Prüfgerät, auseinandergezogen, und die Zugfestigkeit der Bindung wird gemessen. Die Überlappungsscher-25 Zugfestigkeit wird nach der ASTM-Prüfnorm D-1002-65 bestimmt, indem die einander überlappenden Oberflächen zweier Stahlbleche aneinandergeklebt werden. Die Enden der so zusammengefügten Proben werden mit einer Messvorrichtung, wie einem Instron-Prüfgerät, auseinandergezogen, und die 30 Scherzugfestigkeit der Bindung wird gemessen. Die Kompressionsscherfestigkeit, bestimmt nach der USA-Heeresnormvor-schrift MIL-R-46082A(MR), ist ein Mass für die Fähigkeit eines Klebstoffs, eine Hülse oder ein Lager auf einer Welle festzuhalten. Bei dieser Prüfung wird ein zylinderförmiger «Stift» in 35 der Bohrung einer dazu passenden Hülse festgeklebt. Die Kraft, die erforderlich ist, um den Stift von der Hülse wegzudrücken, wird mit einem Instron-Prüfgerät oder einem gleichwertigen Gerät gemessen. Die Schlagfestigkeit wird nach der ASTM-Prüfnorm D-950-72 bestimmt, indem zwei aneinander passende 40 Stahlblöcke zusammengeklebt werden und der eine Block dann von dem Schlag einer schwingenden Pendelvorrichtung, wie dem Baldwin-Schlagprüfgerät, getroffen wird. Die Schlagkraft, die erforderlich ist, um die Blöcke voneinander zu trennen, wird bestimmt. Bei allen Prüfungen wird eine Temperatur von 93 °C 45 angewandt, um die Härtung zu beschleunigen, und zwar bei den Zugfestigkeits- und Kompressionsscherfestigkeitsprüfungen für eine Stunde und bei der Schlagfestigkeitsprüfung für 1 lh Stunden. The strength values of these adhesives are given in Table II. The tensile strength is determined according to ASTM test standard 2o D-2095-72 by gluing two steel rods together with their abutting ends. The other two ends of the bars are then pulled apart with a measuring device, such as an Instron tester, and the tensile strength of the bond is measured. The overlap shear 25 tensile strength is determined according to ASTM test standard D-1002-65 by gluing the overlapping surfaces of two steel sheets together. The ends of the samples so assembled are pulled apart with a measuring device such as an Instron tester and the bond shear strength is measured. Compression shear strength, determined according to the U.S. Army Standard MIL-R-46082A (MR), is a measure of the ability of an adhesive to retain a sleeve or bearing on a shaft. In this test, a cylindrical «pin» is glued into the bore of a matching sleeve. The force required to push the pin away from the sleeve is measured using an Instron tester or equivalent. The impact resistance is determined according to ASTM test standard D-950-72 by gluing two matching 40 steel blocks together and then striking one block with the impact of a vibrating pendulum device, such as the Baldwin impact tester. The impact force required to separate the blocks from one another is determined. A temperature of 93 ° C 45 is used in all tests to accelerate curing, in the tensile and compression shear tests for one hour and in the impact test for 1 hour.
Tabelle II Prepolymeres Table II prepolymer
Zugfestig- Überlappungsscherzug- Kompressions- Schlagfestig- Tensile strength- Overlap shear tension- Compression- Impact resistance-
des Klebstoffs keit, of glue,
festigkeit, kg/cm2 (mit strength, kg / cm2 (with
Scherfestig keit, Shear strength,
kg/cm2 kg / cm2
Sandstrahlgebläse gerei keit, kg/cm2 Sandblasting unit, kg / cm2
mkg/cm: mkg / cm:
nigte. sich überlappende inclined. overlapping
Stahlbleche) Steel sheets)
A A
523 523
308,6 308.6
239 239
0,28 0.28
B B
382 382
248,5 248.5
187 187
0,11 0.11
C C.
253 253
188 188
188,4 188.4
0,15 0.15
D D
520 520
288 288
376 376
0,283 0.283
E E
648 648
292 292
297 297
0,279 0.279
F F
327 327
236,5 236.5
234 234
0,219 0.219
Beispiel 10 Example 10
Der Klebstoff auf der Basis des Prepolymeren A wird auf seine Fähigkeit untersucht, nach längerer Einwirkung hoher Temperaturen eine ausreichende Festigkeit beizubehalten. Die The adhesive based on prepolymer A is examined for its ability to maintain sufficient strength after prolonged exposure to high temperatures. The
65 ausgezeichnete bleibende Festigkeit dieses Klebstoffs ergibt sich aus Tabelle III. Die Festigkeitsprüfungen werden nach dem oben beschriebenen Kompressionsscherfestigkeitstest durchgeführt. Die Proben werden für die angegebene Anzahl von Wo 65 excellent permanent strength of this adhesive results from Table III. The strength tests are carried out according to the compression shear strength test described above. Samples are taken for the specified number of weeks
637 685 637 685
chen bei 204 °C gealtert und dann in zwei Gruppen eingeteilt, die bei Raumtemperatur bzw. bei 204 °C untersucht werden. Chen aged at 204 ° C and then divided into two groups, which are examined at room temperature or at 204 ° C.
Tabelle III Wärmealterungsdauer, Wochen Table III heat aging duration, weeks
0 0
3,0 9,5 3.0 9.5
Kompressionsscherfestigkeit, kg/cm2 Raumtemperatur 204 °C Compression shear strength, kg / cm2 room temperature 204 ° C
222 121 124 222 121 124
19,3 19,7 19.3 19.7
Beispiel 11 Example 11
Ein anderer bedeutender Vorteil der gemäss der Erfindung hergestellten Prepolymeren, wenn sie für Klebstoffe verwendet werden, ist ihre Fähigkeit, über verhältnismässig grosse Zwi-s schenräume, z.B. 0,5 mm oder mehr, hinweg zu strukturmässig festen Bindungen mit sehr hohen Schlagfestigkeiten auszuhärten. Tabelle IV erläutert typische Zugfestigkeiten (bestimmt an bei Raumtemperatur gehärteten Bindungen zwischen mit dem Sandstrahlgebläse gereinigten Stahloberflächen, die mit Tetra-u methylthioharnstoff als Aktivierungsmittel versehen worden waren) und Schlagfestigkeiten (bestimmt an Werkstücken, die entweder mit Hilfe des genannten Aktivators bei Raumtemperatur oder Wz Stunden bei 93 °C gehärtet worden sind). Another significant advantage of the prepolymers made according to the invention when used for adhesives is their ability to spread over relatively large spaces, e.g. 0.5 mm or more to harden structurally strong bonds with very high impact strength. Table IV explains typical tensile strengths (determined on bonds hardened at room temperature between steel surfaces cleaned with the sandblaster, which had been provided with tetra-u methylthiourea as an activating agent) and impact strengths (determined on workpieces, either using the activator mentioned at room temperature or tool hours) have been hardened at 93 ° C).
Tabelle IV Table IV
Prepolymeres A C E F G Zugfestigkeit, kg/cm2; Prepolymer A C E F G tensile strength, kg / cm2;
Zwischenraum 0,5 mm 115,7 84 169 84 Schlagfestigkeit, mkg/cm2 Zwischenraum 0,5 mm Gap 0.5 mm 115.7 84 169 84 Impact resistance, mkg / cm2 Gap 0.5 mm
(mit Beschleuniger) 0,287 0,23 0,285 0,336 0,208 Zwischenraum 0,5 mm (with accelerator) 0.287 0.23 0.285 0.336 0.208 gap 0.5 mm
(wärmegehärtet) 0,287 0,26 0,268 0,216 Zwischenraum 1,4 mm (heat hardened) 0.287 0.26 0.268 0.216 gap 1.4 mm
(wärmegehärtet) 0,137* 0,24 0,077 *Mit 6% anorganischem Verdicker zur Erzielung thixotropen Verhaltens. (heat hardened) 0.137 * 0.24 0.077 * With 6% inorganic thickener to achieve thixotropic behavior.
Beispiel 12 Example 12
Ein weiterer entscheidender Vorteil der gemäss der Erfindung hergestellten Prepolymeren ist ihre ausgezeichnete Festigkeit bei tiefen Temperaturen. Dies wird durch Tabelle V erläutert, aus der sich ergibt, dass Klebstoffe, wie sie in Beispiel 9 beschrieben sind, selbst über grosse Zwischenräume hinweg eine aussergewöhnlich hohe Schlagfestigkeit bei tiefen Prüftemperaturen aufweisen. Bei allen Proben wurde Wärme zugeführt (93 °C; 1 % Stunden), um die Härtung zu beschleunigen. Dann wurden die Blöcke auf die geeignete Temperatur gekühlt und sofort untersucht; im übrigen wurde die Schlagfestigkeitsprüfung, wie oben beschrieben, durchgeführt. Another decisive advantage of the prepolymers produced according to the invention is their excellent strength at low temperatures. This is explained in Table V, from which it follows that adhesives as described in Example 9 have an extraordinarily high impact strength at low test temperatures even over large gaps. Heat was applied to all samples (93 ° C; 1% hours) to accelerate curing. Then the blocks were cooled to the appropriate temperature and examined immediately; the impact test was carried out as described above.
Tabelle V Table V
Schlagfestigkeit, mkg/cm2 Impact resistance, mkg / cm2
Raum room
Prepolymeres temperatur Prepolymer temperature
0°C 0 ° C
-40 °C — 80 °C -40 ° C - 80 ° C
A 0 mm A 0 mm
0,358 0.358
0,429 0.429
0,431 0,392 0.431 0.392
- 0,5 mm - 0.5 mm
0,287 0.287
0,300 0.300
0,124* 0,174 0.124 * 0.174
E 0 mm E 0 mm
0,287 0.287
0,553 0.553
0,508 0.508
0,5 mm 0.5 mm
0,259 0.259
0,246 0.246
0,058 0.058
F 0 mm F 0 mm
0,219 0.219
0,285 0.285
0,396 0,401 0.396 0.401
0,5 mm 0.5 mm
0,313 0.313
0,324 0.324
0,249 0,171 0.249 0.171
*Wärmehärtung innerhalb 45 Minuten statt 90 Minuten. * Heat curing within 45 minutes instead of 90 minutes.
Beispiel 13 Example 13
Ein härtbares Mittel wird aus dem Prepolymeren A (Tabelle I) nach dem Verfahren des Beispiels 8 hergestellt, mit dem Unterschied, dass 5% (bezogen auf die Gesamtgewichtsmenge des Mittels) Benzophenon anstelle des CHP und des Saccharins verwendet werden. Ein 0,05 bis 0,13 mm dicker Film dieses Mittels wird auf einer Glasscheibe ausgebreitet und mit ultraviolettem Licht bestrahlt. Als UV-Quelle dient eine 400-Watt-Quecksil-berdampflampe, die in einer «Porta-Cure 400»-Leuchte unter-35 gebracht ist (Leuchte und Lampe hergestellt von der American Ultraviolet Co.). Die Ultraviolett-Strahlungsquelle wird so eingestellt, dass die Strahlungsintensität auf dem Film 6000 |iW beträgt. Nach 11 bis 13 Minuten langer Bestrahlung ist der Überzug zu einem harten, trockenen Film ausgehärtet. 40 Das gleiche Mittel wird verwendet, um eine Probe für den Überlappungsscherfestigkeitstest zusammenzusetzen, wobei jedoch anstelle der Stahlbleche Glasstreifen verwendet werden. Die Probe wird an der Bindungslinie mit 6000 [xW ultravioletter Strahlen bestrahlt. In 35 Sekunden sind die Glasstreifen fest-45 gelegt (sie lassen sich von Hand nicht mehr gegeneinander bewegen). A curable agent is prepared from prepolymer A (Table I) by the procedure of Example 8, with the difference that 5% (based on the total weight of the agent) of benzophenone is used in place of the CHP and saccharin. A 0.05 to 0.13 mm thick film of this agent is spread on a glass sheet and irradiated with ultraviolet light. A 400-watt mercury vapor lamp, which is housed in a “Porta-Cure 400” lamp (lamp and lamp manufactured by American Ultraviolet Co.), serves as the UV source. The ultraviolet radiation source is adjusted so that the radiation intensity on the film is 6000 | iW. After exposure for 11 to 13 minutes, the coating has hardened into a hard, dry film. 40 The same means is used to assemble a sample for the lap shear strength test, but using glass strips in place of the steel sheets. The sample is irradiated with 6000 [xW ultraviolet rays at the binding line. The glass strips are fixed in 45 seconds (they can no longer be moved against each other by hand).
Beispiel 14 Example 14
Ein Klebstoff wird aus dem Prepolymeren E (Tabelle I) 50 nach dem Verfahren des Beispiels 8 mit dem Unterschied hergestellt, dass das CHP und das Saccharin durch 3 bis 5 % (bezogen auf die Gesamtgewichtsmenge des Klebstoffs) Benzoylperoxid ersetzt werden. Ein 0,05 bis 0,13 mm dicker Film aus diesem Klebstoff wird auf eine Stahlplatte aufgetragen, IV2 Stun-55 den im Ofen bei 93 °C gehärtet und dann auf Raumtemperatur gekühlt. Die Masse härtet zu einem trockenen, dauerhaften Film aus. An adhesive is made from prepolymer E (Table I) 50 according to the procedure of Example 8 with the difference that the CHP and saccharin are replaced by 3 to 5% (based on the total weight of the adhesive) benzoyl peroxide. A 0.05 to 0.13 mm thick film of this adhesive is applied to a steel plate, IV2 hour-55 den hardened in the oven at 93 ° C and then cooled to room temperature. The mass hardens into a dry, permanent film.
Wie oben beschrieben, wird eine Überlappungsscherzugfe-stigkeitsprüfung durchgeführt. Nach einstündiger Aushärtung 60 bei 93 °C beträgt die Bindefestigkeit 239 kg/cm2. As described above, an overlap shear strength test is performed. After curing for 60 hours at 93 ° C, the bond strength is 239 kg / cm2.
C C.
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