DE1007917B

DE1007917B - Klebstoff und UEberzugsmasse

Info

Publication number: DE1007917B
Application number: DEM24984A
Authority: DE
Inventors: Clyde I Hause; Walter J Koenig
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1953-10-26
Filing date: 1954-10-26
Publication date: 1957-05-09
Also published as: GB772848A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft Klebstoff- und Überzugsmassen in Form einer wäßrigen Emulsion eines in Wasser unlöslichen organischen Polymerisats, die festhaftende, trockene Filme von hoher Wasserfestigkeit ergibt und. die bei abwechselndem Gefrieren und Auftauen beständig bleibt, mit einem Gehalt an Pech. Obwohl die Erfindung wäßrige Emulsionen oder Dispersionen der verschiedenartigsten Stoffe betrifft, soll sie im folgenden an Hand eines Klebkitts auf Kautsohuk-Harz-Basis beschrieben werden. Solche Klebkitte werden in größtem Umfange zum Verlegen von Holzfußböden, für Schutzüberzüge auf Versandlisten und andere Kleb- und Schutzzwecke benutzt.

Diese Klebkitte auf Kautschuk-Harz-Basis bestehen bisher aus homogenen Gemischen eines kautschiukartigen Polymerisats mit einem Kleibharz, die in einem flüchtigen Träger dispergiert sind. Wenn dieser Träger ein organisches Lösungsmittel, z. B. Leichtbenzin, ist, besitzt der Klebkitt zwangläufig nur einen geringen Feststoffgehalt, er ist verhältnismäßig teuer und schließlich feuergefährlich. Diese Mängel kann man durch Verwendung wäßriger Träger vermindern oder sogar ausschalten; aber diese Klebmassen sind beim abwechselnden Gefrieren und Wiederauftauen im hohen Maße unbeständig.

Es ist bereits bekannt, wäßrige Kautschuk-Harz-Klebkittdispersionen, um sie bei zeitweiliger Abkühlung auf Gefrierpunktstemperatur beständig zu erhalten, dadurch zu verbessern, daß man dem wäßrigen Träger Gefrierpunktserniedriger (wasserlösliche, flüchtige organische Lösungsmittel, z. B. Alkohol und Aceton) zusetzt, die sich auch zuweilen als brauchbar erwiesen haben. Wenn man jedoch diese Lösungsmittel in größeren Mengen anwendet, bewirken sie eine Ausfällung der Kautschuk-Harz-Dispersionen. Ähnlich wirken gewöhnlich wasserlösliche, nichtflüchtige Stoffe, z. B. anorganische Salze, in erheblicher Menge; sie verbleiben außerdem in dem getrockneten Klebstoffilm und drohen seine Wasserbeständigkeit zu zerstören. Bekannt ist ferner, wäßrige Klebstoffdispersionen aus z. B. Kautschuk unter Zusatz von Erdpeoh oder Holzteerpech herzustellen und dieses durch Alkalizusatz zu neutralisieren. Aber es ist noch kein Weg zur Verbesserung der Eigenschaften wäßriger Emulsionen bei tiefen Temperatüren gefunden worden, der sich als wirklich gangbar erwiesen hätte.

Erfindungsgemäß werden wäßrige Emulsionen der beschriebenen Art vorgeschlagen und insbesondere Klebkitte auf Kautschuk-Harz-Basis, die beliebig oft auf mindestens — 6,5° abgekühlt und wieder auf Raumtemperatur gebracht werden können, ohne daß sie an Verwendbarkeit einbüßen, wobei diese Klebkitte beim Aufbringen auf Holz-, Metall-, Kautschuk-Klebstoff und Überzugsmasse

Anmelder:

Minnesota Mining

and Manufacturing Company,

St. Paul, Minn. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,

und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 13,

Ainmillerstr. 26, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 26. Oktober 1953

Clyde I. Hause, Detroit, Mich.,

und Walter J. Koenig, Fort Wane, Ind. (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

u. dgl. Flächen einen festhaftenden Film bilden, der im trockenen Zustande im höchsten Maße wasserbeständig ist.

Die neuen Klebstoff- und Überzugsmassen sind dadurch gekennzeichnet, daß sie, auf die nichtflüchtigen Bestandteile bezogen, eine kleinere Menge, vorzugsweise 5 bis 25 Gewichtsprozent, eines sauren pflanzlichen, mit dem Polymerisat verträglichen Pechs aus Saatöl oder Tallöl zusammen mit einer zur Neutralisation des Pechs ausreichenden Menge Alkali enthalten.

Die erfindungsgemäßen Klebmassen unterscheiden sich von den bekannten Klebmassen derselben Grundstoffe lediglich dadurch, daß ein saures Pech pflanzlicher Herkunft aus Saatöl oder Tallöl Verwendung findet. Der Vorteil der besonders großen Temperaturbeständigkeit wird allein durch diese Auswahl der Pechsorte erreicht.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

B e i s ρ i el 1

Regenerierter vulkanisierter Kautschuk wird auf einer Kautschukmühle gewalzt, bis er weich ist. Dann werden 305 kg in einen Hocihleistungsinnenmischer gegeben, dessen Mantel durch Dampf von 3,5 at erhitzt wird. Zu dem Regenerat werden 337,5 kg geblasener Asphalt und 52,5 kg eines wärmebehandel-

709 508/420

Claims

3 4

ten Baumharzes gegeben. Sobald die Mischung gleich- beständig. Viskosität, Auftragbarkeit, Haftfestigkeit

mäßig- ist, werden 120 leg Pflanzenpech und 46 kg und Wasserfestigkeit des Produktes werden durch

feinen Tons in kleinen Mengen, abwechselnd dazu wiederholtes Gefrieren und Auftauen praktisch nicht

gegeben und der Dampf abgeschaltet. Sobald die beeinflußt. Man kann also· die Masse in der Kälte

Masse wiederum gleichmäßig geworden ist, wird 5 lagern oder versenden, ohne daß eine Verschlechte-

Kühlwasser in den Mantel des Mischers geleitet und rung eintritt.

dazu eine kleine Menge (insgesamt 16,5 kg) Eis Überraschenderweise sind andere saure Stoffe gegeben. Dazu gibt man bis insgesamt 52 kg einer pflanzlichen .Ursprungs, z. B. Terpentinharz und öl-5O°/oigen Kaliumhydroxydlösung und gegebenenfalls säure, die gewöhnlich als Dispergiermittel in wäßrigen noch 67,5 kg einer 25°/oiigen Kaliumcaseinatlösung zu. io Dispersionen von Kautschuk, Asphalt usw. benutzt Es werden dann weiterhin Eis und Wasser zugesetzt, werden, im vorliegenden Fall zur Herrorbringung der bis insgesamt 332 kg erreicht sind, wodurch eine Öl- Kältebeständigkeit unwirksam. Ähnlich sind Erdölin-Wasser-Emulsion erhalten wird (Inversion). Zu peche, aber auch Kohlenteerpeche und weiche Asphalte der gesamten Masse wird dann noch eine kleine allem Anschein nach zur Erzielung einer Kälte-Menge eines schaumverhindernden Mittels gegeben. 15 beständigkeit bei wäßrigen Dispersionen der hier

Diese gleichmäßige wäßrige Dispersion eignet sich beschriebenen Art wertlos. Dieses Phänomen des ausgezeichnet als Klebkitt zum Verkleben von Kältebeständigwerdens wäßriger Dispersionen scheint Kautschuk- oder Asphaltplatten auf Holz- oder auf Pflanzenpeche, z. B. Baumwollsamen- oder Lein-Betonböden und ist in hohem Maße gegen Gefrieren samenölpech, Tailiölpech od. dgl., bzw. auf die aktiven beständig: wenn man sie fünfmal gefriert und wieder 20 Bestandteile dieser Peche beschränkt zu sein,
auftaut, indem man sie jedesmal 16 Stunden auf Die zu benutzende Menge pflanzlichen Pechs hängt —-10° abkühlt, während welcher Zeit sie vollständig unter anderem von der Zusammensetzung des Restes fest wird, und anschließend 8 Stunden lang auf 24° der Masse, der Konzentration der aktiven Bestanderwärmt, um sie wieder in den flüssigen Zustand teile des Peches, der sonstigen vom Pech erwarteten zurückzuführen, ändern sich Viskosität, Verwendbar- 25 Wirkungen und schließlich der Temperatur, der die keit und Adhäsionsvermögen praktisch nicht. Dispersion voraussichtlich ausgesetzt werden soll, ab.

Das im Beispiel 1 benutzte Pflanzenpech ist ein Schon 5 Teile Pech in 100Teilen nichtflüchtiger Stoffe

pflanzliches Samenölpech mit einer Säurezahl zwischen ergeben eine merkliche Verbesserung der Kälte-

40 und 55 (Hersteller: General Mills Inc.). Die hier beständigkeit. Es können aber bis zu 20 bis 25 Teile

zu verwendenden sauren Pflanzenpeche sind klebrige, 30 Pech je 100 Teile nichtflüchtiger Masse erforderlich

elastische, viskose, fließfähige, hochmolekulare Kon- sein, wenn man eine leicht herzustellende Dispersion

densate. Wenn die Säureizahl des Peches sich erheb- mit überlegener Kältebeständigkeit erreichen will. Es

Hch von dem oben angegebenen Wert unterscheidet, können aber noch größere Mengen erforderlich sein,

müssen entsprechende Mengen KOH od. dgl. ange- wenn man die Plastizität oder die Festigkeit oder

wandt werden. 35 andere wesentliche Eigenschaften des getrockneten

Wenn man Klebkittdispersionen mit gleichen Films beeinflussen will. Wie aus den Beispielen Eigenschaften hinsichtlich Viskosität, Verwendbarkeit, ersichtlich, sind im allgemeinen Mengen von etwa Klebwerten usw. aus den gleichen Stoffen ohne 15 °/o Pech, bezogen auf die Gewichtsmenge der nicht-Pflanzenpech herstellt, sind diese Dispersionen in. der flüchtigen Bestandteile, für viele Zwecke, besonders Ausstreichbarkeit unvergleichlich viel schlechter als 4° bei Klebkitten auf Kautschuk-Harz-Basis, sehr die erfindungsgemäßeii Dispersionen, wenn man sie zweckmäßig.

zeitweilig auf die Gefriertemperatur des Wassers oder Ein weiterer unerwarteter Vorteil der erfindungs-

darunter abkühlt. gemäßen Massen ist in der hohen Qualität der

. getrockneten Filme des Produktes hinsichtlich

Beispiel ^₅ Wasserbeständigkeit und Adhäsion zu sehen. Aus den

Pflasterasphalt 540 kg obigen Rezepten ist ersichtlich., daß der Anteil an zu-

Pflanzenpech mit' einer SZ zwischen 80 ^& gesetztem freiem KOH ziemlich hoch ist. Er macht

und 100 135 kg ^im Beispiel 1 2,9 % und im Beispiel 2 1,7 % der

Cumaron-In'den-Harz .................. 22,5 kg nichtflüchtigen Stoffe aus. Außerdem wird eine

Polychloroprenilatex 135 kg 5° beträchtliche Menge kaustischen Kalis in beiden

50°/<ji«e: K O H-Lösun^CT 27 kg Beispielen in Form von Kaliumeaseinat zugegeben. 15°/»ige Kaliiumcaseinatl'ös'ung ' (die" weg- ^Trotz dieser erheblichen KOH-Mengen sind die gegelassen werden kann) 93,6 kg trockneten. Filme der oben beschriebenen Klebkitte

Wasser 596,25 kg außerordentlich wasserfest und in jedem Fall sehr viel

55 stärker als die Filme ähnlicher Massen, in denen das

Asphalt, Pech und Harz werden in einem erhitzten Pflanzenpech durch Terpentinharz oder Ölsäure oder

Hochleistungsinnenmischer gemischt. Nach Abkühlen sonstige übliche saure Stoffe ersetzt worden ist.

des Ansatzes werden kleine Mengen K O Η-Lösung Ähnlich bewirkt die hohe Konzentration an löslichen

und Wasser und anschließend der Neoprenlatex zu- Seifen, wie sie sich aus den Mengen löslichen Alkalis

gesetzt. Die Kaliumcaseinatlösung wird dann ein- 60 ergibt, unter normalen Umständen eine Verringerung

gemischt; schließlich wird der Ansatz invertiert und des Haftvermögens und der Ktebrigkeit des Kleb-

durch Zusatz des restlichen Wassers und der rest- stoffilms in geradezu gefährlichem Ausmaß. Wie sich

liehen KOH-Lösung verdünnt. bei Verwendung des Pflanzenpeches als einem

Diese Masse eignet sich ganz besonders als Ver- erheblichen Teil der seifenbildenden Säuren in den

packungsklebmittel, zum Ausstreichen und Ver- 65 obigen Beispielen ergibt, bleibt die Haftfestigkeit

schließen von Pappkartons u. dgl.; sie ist aber auch dieser Filme in vollem Umfange erhalten,
mit Erfolg benutzt worden, um Bodenpolster auf

metallischen Autoteilen zu befestigen. Der getrocknete Patentanspruch:

Film des Klebstoffes ist nicht nur in hohem Maße Klebstoff- und Überzugsmasse in Form einer

wasserbeständig, sondern auch sehr fest und haft- 70 wäßrigen Emulsion eines in Wasser unlöslichen

5 6

organischen Polymerisats, die festhaftende, sammein mit einer zur Neutralisation des Peches

trockene Filme von hoher Wasserfestigkeit ergibt ausreichenden Menge Alkali enthält.

und die bei abwechselndem Gefrieren und Auf-

tauen beständig bleibt, mit einem Gehalt an Pech, In Betracht gezogene Druckschriften:

dadurch gekennzeichnet, daß sie, auf die nicht- 5 Schweizerische Patentschrift Nr. 231260;

flüchtigen Bestandteile bezogen, eine kleinere USA.-Patentschriften Nr. 2 310 972, 2 311301,

Menge, vorzugsweise 5 bis 25 Gewichtsprozent, 2 409 258,2 537 190;

eines sauren pflanzlichen, mit dem Polymerisat Lüttgen, »Die Technologie der Klebstoffe«, 1953,

verträglichen Pechs aus Saatöl oder Tallöl zu- S. 294 und 295.

© im 50a/420 4. 57