DD288384A5 - Verfahren zur herstellung von vorprodukten fuer schmelzklebstoffe - Google Patents

Abstract

Auf Basis alkoholatmodifizierter Ethen-Vinylacetat-Copolymerer und Kreide werden Vorprodukte hergestellt fuer Schmelzklebstoffe, die insbesondere fuer die Schmalflaechenverklebung in der Moebelindustrie und fuer verschiedene Montagezwecke geeignet sind. Die Herstellung der Vorprodukte erfolgt, indem die Modifizierung der Ethen-Vinylacetat-Copolymeren in Gegenwart von 10 bis 50 Masseanteilen in % Kreide durchgefuehrt wird. Die erfindungsgemaeszen Vorprodukte gestatten die Herstellung von Schmelzklebstoffen mit verbesserter Waermestandfestigkeit und gutem Flieszverhalten.{Vorprodukt; Schmelzklebstoff; Ethen-Vinylacetat-Copolymer alkoholatmodifiziert; Kreide; Moebelindustrie; Schmalflaechenverklebung; Montage; Waermestandfestigkeit; Flieszverhalten}

Description

50 bis 90 Masseanteilen in %, vorzugsweise 50 bis 65 Masseanteilen In %, EVA-Copolymer mit 10 bis 50 Masseanteilen In %, vorzugsweise 35 bis 60 Masseanteilen in %, Kreide in der Schmelze durchgeführt wird.

Als Ausgangscopolymerieat sind Produkte mit einem Vinylacetatgehalt im Bereich von 18 bis 40 Masseanteilen in %,

vorzugsweise von 20 bis 35 Masseanteilen in %, und einem Schmelzindex, gemessen bei 463 Kund 21,6N, im Bereich von 60 bis 400g/10min geeignet. Als Kreiden können alle üblicherweise für die Herstellung von Schmelzklebstoffen verwendeten Kreiden eingesetzt werden.

Als Modifikator werden Lösungen von Natriummethylat in Methanol eingesetzt. Der Natriummethylatgehalt liegt im Bereich von

1,0 bis 30,0 Masseanteilen in %, vorzugsweise im Bereich von 8,0 bis 25,0 Masseanteilon in %. Darüber hinaus kann die

Modifikatorlösung zur Verbesserung der Homogenität der Endprodukte Natriumhydroxid in Anteilen von 0,03 bis

4,45 Masseanteilen in % enthalten. Die Modifizierung erfolgt in an sich bekannter Weise gemäß DD-PS 206900 oder DD-

PS 243287 in Extrusionsmaschinen oder Innenmischern. Dabei ergibt sich durch die Gegenwart der Kreise ein Mehrverbrauch an Modifikatorlösung je nach ihrer Konzentration von etwa 15 bis 35 ml/kg Kreide. Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Modifizierung des EVA-Copolymeren in einer Copolymer-Kreide-Mischung zu

anderen Kennwerten des komplett formulierten Schmelzklebstoffes führt, als das beim Einsatz vergleichbarer, gemäß DD-

PS 206900 bzw. DD-PS 243287 hergestellter modifizierter EVA-Copolymerer der Fall ist. Bei vergleichbarem Vinylacetatgehalt, Alkoholysegrad und Schmelzindex werden erfindungsgemäß höhere Wärmestandfestigkeiten bei niedrigerer Schmelzviskosität

des Schmelzklebers erreicht. Besitzt das im Gemisch mit Kreide modifizierte EVA-Copolymere einen höheren Schmelzindex als ein vergleichbares allein modifiziertes Produkt, können erfindungsgemäß Schmelzklebstoffe erhalten werden, die bei vergleichbarer Wärmestandfestigkeit eine deutlich verringerte Schmelzviskosität aufweisen.

Din Vorprodukte fallen in Granulatformen an und können nach allen üblichen technischen Verfahren zu Schmelzklebstoffen

vorarbeitet werden. Der vorzugsweise hohe Kreidegehalt der Vorprodukte ist bei der Schmelzklebstoff herstellung in

Innenmischern zu Zeit- und Energieeinsparungen nutzbar. Die Produktion des Schmelzklebstoffes kann vorteilhafterweise mit der Herstellung des Vorproduktes gekoppelt werden, wenn

diese in Doppelschneckenextrudern mit geeignetem L/D-Verhältnis, das mindestens 40 betragen sollte, durchgeführt wird.

Dabei erfolgt die Zugabe der übrigen Komponenten wie klebrigmachende Harze, Stabilisator und gegebenenfalls restliche Kreide und weitere Zusätze wie Schwerspat, Titandioxid, Eisen-lll-oxid, unmittelbar nach dem Entfernen der flüchtigen Einsatz·

und Reaktionsprodukte. Eine besonders gute Homogenität der Sohmelzklebstoffcompounds kann erreicht werden, wenn die den

Extruder verlassende Schmelze noch durch einen oder mehrere statische Mischer gepreßt wird und erst danach die Granulierung

erfolgt.

Diese Verfahrensvariante ist ökonomisch besonders günstig, da durch nur einmaliges Aufschmelzen und Mischen der Komponenten Arbeitszeit sowie Material und Energie eingespart werden, und die Produkte in hoher Qualität anfallen. Ausführungsbeisplefe Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel) Ein EVA-Copolymerisat mit einem Vinylacetatgehalt von 22,8 Masseanteilen in % und einem Schmelzindex von 90 g/10 min,

gemessen bei463Kund einer Belastung von 21.6N, wird mit einem Durchsatz von 25kg/h durch einen Doppelschneckenextruder mit einem L/D-Verhältnis von 43 gegeben. Die Temperaturen der einzelnen Heizzonen liegen im Bereich von 383 bis 473 K. In die

Plastschmelze werden 648ml/h einer methanolischen Natriumethylat-Lösung, die einen Natriummathylat-Gehalt von

18,9 Masseanteilen in % und einen Natriumhydroxid-Gehalt von 1,46 Masseanteilen in % aufweist, mit Hilfe einer Dosierpumpe eingespritzt. Bei 3Od des Extruders erfolgt mittels Vakuumentgasung die Entfernung von Methanol und Essigsäuremethylester aus der Plastschmelze. Das den Extruder verlassende Produkt wird stranggranuliert. Die Herstellung der

Schmelzklebstoffmischung erfolgt im Brabender-Plastographen. Dazu werden 36 Teile des hergestellten alkoholatmodifizierten EVA-Copolymeren, 32 Teile eines Kolophoriiumharzes mit einem Erweichungspunkt von 373K und 32 Teile Kreide 15 Minuten

lang bei 423 K geknetet. Aus dem erhaltenen Schmelzklebstoff wird mit einer Laborpresse bei 473 K und einem Anpreßdruck von 0,4 N/mm² eine Klebfolie von 200 pmm Dicke hergestellt. Als Trennmittel dient dabei ein mit Polytetrafluorethan beschichtetes

Glasfasergewebe. Die Klebefolie wird für die Bestimmung der Wärmestandfestigkeit einer Holz-Kantenfurnier-Klebeverbindung

in Anlehnung an die PrüfmethodeWPS 68 mit 5GOp statt 400p Belastung (Adhäsion 1969,1, S.28-37) eingesetzt.

Die Schmelzviskosität der Klebstoffmischung wird mit einem Rotationsviskosimeter „Rheotest 2" mit der Meßeinrichtung H

ermittelt.

Ausgewählte Kennwerte für das modifizierte Copolymerisat und für den daraus hergestellten Schmelzklebstoff sind in Tabelle 1

enthalten.

Beispiel 2 Ein EVA-Copolymerisat mit einem Vinylacetatgehalt von 22,8 Masseanteilen in % und einem Schmelzindex von 90g/10min,

gemessen bei 463K und einer Belastung von 21.6N, wird mit einem Massestrom von 25kg/h über eine Dosierbandwaage in die

Einzugezone des im Beispiel 1 beschriebenen Doppelschneckenextruders gegeben. Über eine 2. Dosierbandwaage erfolgt mit

einem Massestrom von 20 kg/h an der gleichen Stelle des Extruders die Zugabe von Kreide. In die Plastschmelze werden 1272ml/ h einer methanolischen Natriummethylat-Lösung gemäß Beispiel 1 m'rUols einer Dosierpumpe eingespritzt. Die

Verarbeitungsbedingungen sind analog Beispiel 1. Zur Herstellung der Schmelzklebstoffmischung werden gemäß Beispiel 1 unter Beibehaltung der dort gewählten Zusammensetzung 64,8 Teile Vorprodukt, 3,2 Teile Kreide und 32 Teile Kolophoniumharz miteinander vermischt. Die entsprechenden Kennwerte sind in Tabelle 1 enthalten. Beispiel 3 Gemäß Beispiel 2 werden in die Schmelzemischung aus 25 Teilen EVA-Copolymerisat und 20 Teilen Kreide 1020 ml/h der dort

beschriebenen methanolischen Natriummethylat-Lösung mittels Dosierpumpe eingespritzt.

Die Herstellung der Schmelzklebstoffmischung erfolgt ebenfalls analog Beispiel 1. Die entsprechenden Kennwerte sind in Tabelle 1 enthalten. Beispiel 4 Gemäß Beispiel 2 werden in eine Schmelzemischung aus 25 Teilen EVA-Copolymerisat und 4 Teilen Kreide 725ml/h der dort

beschriebenen methanolischen Natriummethylat-Lösung mittels Dosierpumpe eingespritzt.

Die Herstellung der Schmelzklebstoffmischung erfolgt ebenfalls analog Beispiel 1. Die entsprechenden Kennwerte sind in Tabelle 1 enthalten. Beispiel 5

Für die Herstellung einer Schmelzklebstoffmischung in einem Verfahrensschritt wird ein Doppelschneckenextruder (L/D-Verhältnis gleich 43) mit Vakuumentgasung, dem 3 statische Mischer (Typ SSM-X 48) nachgeschaltet sind, genutzt. Die Dosierung der festen Komponenten erfolgt mittels Dosierbandwaagen. Die Temperaturen der einzelnen Heizzonen des Extruders liegen im Bereich von 383 bis 473K. Die Manteltemperatur der statischen Mischer liegt bei 393 bis 403K. Über zwei getrennte Dosierbandwaagen werden gemäß Beispiel 2 in die Einzugszone des Extruders mit einem Massestrom von 25kg/h ein EVA-Copolymerisat mit einem Vinylacetatgehalt von 22,8 Masseanteilen in % und einem Schmelzindex von 90g/ 10min, gemessen bei 463K und einer Belastung von 21,6N, und mit einem Massestrom von 20kg/h Kreide zugegeben. In die Plastschmelze werden 1269ml/h einer methanolischen Natriummethylat-Lösung, die einen Natriummethylatgehalt von 18,9 Masseanteilen in % und einen Natriumhydroxidgehalt von 1,46 Masseanteilen in % aufweist, mit Hilfe einer Dosierpumpe eingespritzt. Bei 3OD des Extruders erfolgt mittels Vakuumentgasung die Entfernung von Methanol und Essigsäuremethylester aus der Plastschmelze. Bei 39D des Extruders werden Kreide mit einem Massestrom von 2,22 kg/h sowie ein Kolophoniumharz gemäß Beispiel 1 mit einem Massestrom von 22,22 kg/h in die Schmelze des Vorproduktes eingearbeitet. Die vollständige Schmelzklebstoffmischung wird zur besseren Homogenisierung nach Verlassen des Extruders durch drei hintereinander geschaltete statische Mischer gepreßt und im Anschluß daran granuliert

Die entsprechenden Kennwerte des Schmelzklebstoffes sind in Tabelle 1 enthalten.

Tabelle 1 Beispiel

Kreideanteil (Massenanteile in %)

Kennwerte des Vorproduktes Schmelzindex (463 K/21,6 N) (g/10min)

Vinylacetatgehalt Massenanteile

20,8 29,0 24,3

10,2 10,3 15,4

Kennwerte des modifizierten EVA-Copolymeren Schmelzindex Vinylacetat- Vinylalkohol-

(463 K/21,6 N) gehalt gehalt

(g/10 min) (Massenanteile in %) Massenanteile in %)

1	22,5	16,8	3,1	festigkeit
2	41,8	18,4	2,3	(0C)
3	58,0	18,6	2.2	80-85
4 C	37,8	17,9	2,5	85-90
O		Kennwerte der Schmelzklebstoffmischung	80-85
	Schmelzindex	Schmelzviskosität Wärmestand·	85-90
	(463K/21.6N)	(473K)	85-90
	(g/10 min)	(mPa · s)
1	33,3	85000
2	37,5	60000
3	41,1	49000
4	35,6	71000
5	38,0	59000

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung von Vorprodukten für Schmelzklebstoffe auf der Basis von durch Umsetzung von Ethen-Vinylacetat-Copolymeren mit Lösungen von Natriummethylat und gegebenenfalls Natriumhydroxid in Methanol modifizierten Ethen-Vinylacetat-Copolymeren in Extrusionsmaschinen oder Innenmischern, dadurch gekennzeichnet, daß die an sich bekannte Modifizierung der Ethen-Vinylacetat-Copolymeren mit den o.g. Modifikatorlösungen im gleichen Arbeitsgang mit dem Mischen von 50 bis 90 Masseanteilen in % Ethen-Vinylacetat-Copolymer mit 10 bis 50 Masseanteilen in % Kreide in der Schmelze bei einer um etwa 15 bis 35ml/kg Kreide erhöhten Menge an Modifikatorlösung durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 50 bis 65 Masseanteilen in % Ethen-Vinylacetat-Copolymer und 35 bis 50 Masseanteilen in % Kreide eingesetzt werden.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Vorprodukten für Schmelzklebstoffe, die insbesondere für die Schmalflächenverklebung in der Möbelindustrie und für verschiedene Montagezwecke geeignet sind.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die Anwendung von Ethen-Vinylacetat-Copolymeren (EVA) als Thermoplastkomponente in Schmelzklebstoffmischungen, insbesondere für die Kantenverleimung von Möbelbauteilen ist seit langem bekannt (DD-PS 60607, Adhäsion 12 (1968] 8,353ff., Coating 13 [1980] 7,172-180). Nachteilig bei den mit solchen Schmelzklebstoffen vorgenommenen Verklebungen ist deren relativ niedriges Niveau der Wärmestandfestigkeit. Durch veränderte Rezepturgestaltung, beispielsweise durch Variation des Copolymer- und Füllstoffanteils und/oder durch Variation von Art und Menge des klebrigmachenden Harzes bzw. durch den Einsatz von Harzkombinationen kann das thermomechanische Niveau der Schmelzklebstoffe in gewissen Grenzen zwar verbessert werden, aber in der Regel müssen durch solche Maßnahmen Nachteile wie beispielsweise eine Verschlechterung der Fließfähigkeit in Kauf genommen werden. Schmelzklebstoffe auf Basis von teilverseiften EVA-Copolymeren (DE-PS 1769698) zeigen eine deutliche Verbesserung der Beständigkeit in der Wärme, die Kälteflexibilität wird dagegen negativ beeinflußt. Eine Verbesserung der Wäimestendfestigkeit von Schmelzklebstoffen auf EVA-Copolymer-Basis wird nach DE-PS 2401320 und DE-PS 2237674 erzielt, wenn den Copolymeren Urethan-Prepolymere mit endständigen Isocyanatyruppen bzw. Peroxyverbindungen und diese vernetzende Polyisocyanate beigemischt werden. Solche Systeme weisen jedoch nur eine geringe Anfangshaftfestigkeit auf.

Der Einsatz alkoholatmodifizierter EVA-Copolymerer (DD-PS 231473, DD-PS 238621) bewirkt gegenüber den unmodifizierten Copolymerisaten eine Erhöhung der Wärmestandfestigkeit um 10°C. Soll eine darüber hinausgehende Verbesserung erzielt werden, ist dies durch weitere Absenkung des Schmelzindex und/oder Erhöhung des Alkoholysegrades (DD-PS 206900, DD-PS 243287) realisierbar. Mit solchen Maßnahmen ist aber eine Erhöhung der Schmelzviskosität des Klebstoffes bzw. eine Verringerung der Kälteflexibilität verbunden, was sich nachteilig auf die Einsatzbreite dieser Schmelzkit bstoffe auswirkt. Die Herstellung von Schmelzklebstoff-Vorprodukten im Sinne von Teilmischungen der Einzelkomponenten ist bekannt. In der DE-PS 2336745 wird ein Verfahren zur Herstellung von Klebwachsen aus Wachs und Ethen-Vinylacrylat-oder Ethen-Alkylacrylat-Mischpolymerisat beschrieben. In einer Ausgangsstufe erfolgt dabei die Herstellung eines Konzentrates aus o.g. Mischpolymerisat und wenig Wachs. Das Konzentrat wird in einem weiteren Verfahrensschritt mit den restlichen Rezepturbestandteilen der Klebwachsmischung compoundiert. Nach DE-PS 2926642 werden Klebstoffschmelzen kontinuierlich nach einem zweistufigen Verfahren hergestellt, indem das Aufschmelzen und Homogenisieren des Basispolymeren in einem Mischer bei der Schmelztemperatur des Basispolymeren erfolgt und anschließend die Einarbeitung weiterer Zusätze in einem zweiter) Mischer bei einer um 10 bis 30°C niederen Temperatur erfolgt.

Auswirkungen auf Eigenschaften wie Wärmestandfestigkeit und Fließverhalten von Schmelzklebstoffen sind von der Verarbeitung von Schmelzklebstoff-Vorprodukten nicht bekannt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, das Verarbeitungsverhalten und die Klebeeigenschaften von Schmelzklebstoffen, deren Herstellung über den Einsatz von Vorprodukten erfolgt, zu verbessern.

Darlegung des Wesens der Erf Ir dung

Aufgabe der Erfindung ist es, solche Vorprodukte auf der Basis von alkoholatmodifizierten EVA-Copolymeren herzustellen, die die Compoundierung von Schmelzklebstoffen mit verbesserter Wärmestandfestigkeit und gutem Fließverhalten gestatten. Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung von Vorprodukten für Schmelzklebstoffe auf der Basis von durch Umsetzung von EVA-Copolymeren mit Lösungen von Natriummethylat und gegebenenfalls Natriumhydroxid in Methanol modifizierten EVA-Copolymeren in Extrusionsmaschinen oder Innenmischern gelöst, indem erfindungsgemäß die an sich bekannte Modifizierung der EVA-Copolymoren mit den o.g. Modifikatorlösungen im gleichen Arbeitsgang mit dem Mischen von