DE102006042796A1 - Adhesive or sealant with modified inorganic particles - Google Patents

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Rainer Dr. Schönfeld
Stefan Dr. Kreiling
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

Kleb- oder Dichtstoff auf Epoxidbasis, der, bezogen auf den gesamten Klebstoff, 5 bis 30 Gew.-% anorganischer Partikel enthält, deren Oberfläche durch Reaktion mit organischen Molekülen belegt wurde, die mindestens zwei endständige funktionelle Gruppen tragen, wobei jede funktionelle Gruppe mindestens ein Heteroatom mit mindestens einem freien Elektronenpaar enthält.Epoxy-based adhesive or sealant containing, based on the total adhesive, 5 to 30% by weight of inorganic particles whose surface has been coated by reaction with organic molecules carrying at least two terminal functional groups, each functional group being at least one Heteroatom containing at least one lone pair of electrons.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kleb- oder Dichtstoff auf Epoxidbasis, der, bezogen auf den gesamten Klebstoff, 5 bis 30 Gew.-% anorganischer Partikel enthält, deren Oberfläche durch Reaktion mit organischen Molekülen belegt wurde, die mindestens zwei endständige funktionelle Gruppen tragen, wobei jede funktionelle Gruppe mindestens ein Heteroatom mit mindestens einem freien Elektronenpaar enthält. Durch diesen Zusatz werden wichtige anwendungstechnische Eigenschaften verbessert, insbesondere die Schälfestigkeit bei tiefen Temperaturen. Ein spezielles Anwendungsgebiet ist die Verwendung als Strukturklebstoff im Fahrzeugbau.The The present invention relates to an epoxy-based adhesive or sealant. which, based on the total adhesive, 5 to 30 wt .-% of inorganic Contains particles, their surface was evidenced by reaction with organic molecules that at least two terminal ones bear functional groups, each functional group being at least contains a heteroatom with at least one lone pair of electrons. Through this Addition, important performance properties are improved, in particular the peel strength at low temperatures. A special field of application is the Use as structural adhesive in vehicle construction.

Reaktive Schmelzklebstoffe auf Epoxidbasis sind bekannt. Im Maschinen-, Fahrzeug- oder Gerätebau, insbesondere im Flugzeugbau, Schienenfahrzeugbau oder Kraftfahrzeugbau werden die Bauteile aus den verschiedenen metallischen Komponenten und/oder Verbundwerkstoffen in zunehmendem Maße mit Hilfe von Klebstoffen gefügt. Für strukturelle Verklebungen mit hohen Anforderungen an die Festigkeit werden in großem Umfang Epoxidklebstoffe eingesetzt, insbesondere als heißhärtende, einkomponentige Klebstoffe, die häufig auch als reaktive Schmelzklebstoffe formuliert werden. Reaktive Schmelzklebstoffe sind dabei Klebstoffe, die bei Raumtemperatur fest sind und bei Temperaturen bis zu etwa 80 bis 90°C erweichen und sich wie ein thermoplastisches Material verhalten. Erst bei höheren Temperaturen ab etwa 100°C werden die in diesen Schmelzklebstoffen vorhandenen latenten Härter thermisch aktiviert, so dass eine irreversible Aushär tung zu einem Duroplasten erfolgt. Zum Fügen der Bauteile, z. B. in der Fahrzeugindustrie, wird der Klebstoff zunächst warm auf mindestens eine Substratoberfläche aufgebracht, die zu verbindenden Bauteile werden dann gefügt. Beim Abkühlen erstarrt der Klebstoff dann und schafft durch dieses physikalische Erstarren eine ausreichende Handhabungsfestigkeit, d. h. eine vorläufige Verbindung. Die so miteinander verbundenen Bauteile werden in den verschiedenen Wasch-, Phosphatier- und Tauchlack-Bädern weiter behandelt. Erst anschließend wird der Klebstoff in einem Ofen bei höheren Temperaturen gehärtet.reactive Epoxy-based hot melt adhesives are known. In machine, vehicle or device construction, in particular in aircraft construction, rail vehicle construction or motor vehicle construction The components are made of the different metallic components and / or composites increasingly with the aid of adhesives together. For structural Adhesives with high strength requirements are widely used Epoxy adhesives used, especially as a thermosetting, one-component adhesives, often also called reactive hot melt adhesives be formulated. Reactive hot melt adhesives are adhesives, which are solid at room temperature and at temperatures up to about 80 to 90 ° C soften and behave like a thermoplastic material. Only at higher Temperatures from about 100 ° C The latent hardeners present in these hot melt adhesives become thermally activated, leaving an irreversible cure to a thermoset he follows. To join the components, eg. B. in the automotive industry, the adhesive warm at first applied to at least one substrate surface to be joined Components are then joined. At the cooling down The glue then solidifies and creates through this physical Solidify sufficient handling strength, d. H. a preliminary connection. The so interconnected components are in the different Wash, phosphating and dip baths further treated. First subsequently The adhesive is cured in an oven at higher temperatures.

Konventionelle Klebstoffe und Schmelzklebstoffe auf Basis von Epoxidharzen sind in ausgehärtetem Zustand hart und spröde. Die mit Ihnen erhaltenen Klebungen weisen zwar in aller Regel eine sehr hohe Zugscherfestigkeit auf. Bei schälender, schlagender oder schlagschälender Beanspruchung, insbesondere bei tieferen Temperaturen, platzen diese jedoch ab, so dass es bei dieser Beanspruchungsart der Klebefuge leicht zum Bindungsverlust kommt. Es hat daher bereits zahlreiche Vorschläge gegeben, Epoxidharze durch flexible Zusätze so zu modifizieren, dass ihre Sprödigkeit deutlich reduziert wird. Ein gängiges Verfahren beruht auf der Verwendung spezieller Kautschukaddukte an Epoxidharze, die als heterodisperse Phase in der Epoxidharzmatrix eingelagert sind, so dass die Epoxide schlagfester werden, diese Epoxidharz-Zusammensetzungen werden auch als "toughened" bezeichnet. Eine gängige, bekannte Modifizierung von Epoxidharzen der vorgenannten Art besteht in der Umsetzung eines Polybutadien-Co-Acrylnitrilcopolymers mit Carboxyl-Endgruppen mit einem Epoxidharz. Dieses Kautschuk-Epoxidaddukt wird dann in einem oder mehreren unterschiedlichen Epoxidharzen eindispergiert. Dabei muß die Reaktion des Epoxidharzes mit dem carboxylgruppenhaltigen Butadien-Acrylnitrilkautschuk so geführt werden, dass es nicht zu einer vorzeitigen Aushärtung des Adduktes führt. Obwohl derartig modifizierte Epoxidharz-Zusammensetzungen in bezug auf ihre Schlagfestigkeit bereits eine deutliche Verbesserung gegenüber den unmodifizierten Epoxidharzen darstellen, ist ihr Verhalten gegenüber schälenden bzw. schlagschälenden Beanspruchungen immer noch nicht ausreichend.conventional Adhesives and hot melt adhesives based on epoxy resins are in the cured state hard and brittle. The adhesives obtained with you usually have one very high tensile shear strength. For peeling, beating or impact peeling stress, especially at lower temperatures, but these are bursting, so that it is easy for this type of stress the adhesive joint Binding loss comes. So there have already been many suggestions Epoxy resins through flexible additives to modify so that their brittleness significantly reduced becomes. A common one Method is based on the use of special rubber adducts epoxy resins, which act as a heterodisperse phase in the epoxy resin matrix are embedded so that the epoxies are impact resistant, this Epoxy resin compositions are also referred to as "toughened". A common, well-known modification of epoxy resins of the aforementioned type consists in the implementation of a Polybutadiene-co-acrylonitrile copolymer having carboxyl end groups with an epoxy resin. This rubber epoxide adduct is then in a or several different epoxy resins dispersed. there must the Reaction of the epoxy resin with the carboxyl-containing butadiene-acrylonitrile rubber so led be that it does not lead to premature curing of the adduct. Even though such modified epoxy resin compositions with respect to their impact resistance is already a significant improvement over the unmodified epoxy resins, their behavior towards peeling or impact peeled Demands still insufficient.

WO 01/94492 stellt sich die Aufgabe, reaktive Klebstoffe der eingangs genannten Art dahingehend weiter zu verbessern, dass sie eine ausreichende Flexibilität aufweisen, eine erhöhte Schälfestigkeit nicht nur bei Raumtemperatur sondern insbesondere auch bei tiefen Temperaturen unter 0°C aufweisen. Insbesondere soll die Schälfestigkeit bei tiefen Temperaturen und schlagartiger Belastung einen möglichst hohen Wert aufweisen, damit strukturell geklebte Bauteile auch im Falle eines Unfalls (Crash-Verhalten) den modernen Sicherheitsanforderungen im Fahrzeugbau entsprechen. Dabei sollen diese Verbesserungen ohne Beeinträchtigung der Schälfestigkeit sowie der Zugscherfestigkeit bei hohen Temperaturen erzielt werden. Die reaktiven Klebstoffe müssen darüber hinaus unmittelbar nach der Applikation und vor dem endgültigen Aushärten eine ausreichende Auswaschbeändigkeit haben. Dazu müssen die Klebstoff-Zusammensetzungen als Schmelzklebstoff oder als hochviskoser, warm zu verarbeitender Klebstoff formulierbar sein. Eine andere Möglichkeit ist die Formulierung als Klebstoff, der durch eine thermische Vorreaktion im so genannten "Rohbau-Ofen" oder durch Induktionsheizung der Fügeteile geliert werden kann. WO 01/94492 has the task to further improve reactive adhesives of the type mentioned in that they have sufficient flexibility, an increased peel strength not only at room temperature but in particular at low temperatures below 0 ° C. In particular, the peel strength at low temperatures and sudden load should have the highest possible value, so that structurally bonded components in the event of an accident (crash behavior) meet the modern safety requirements in vehicle. These improvements should be achieved without affecting the peel strength and tensile shear strength at high temperatures. In addition, the reactive adhesives must have sufficient wash-out resistance immediately after application and before final curing. For this purpose, the adhesive compositions must be formulated as a hot melt adhesive or as a highly viscous, warm adhesive to be processed. Another possibility is the formulation as an adhesive, which can be gelled by a thermal pre-reaction in the so-called "shell furnace" or by induction heating of the parts to be joined.

Dieses Dokument WO 01/94492 löst diese Aufgabe durch Bereitstellung von Zusammensetzungen, die die folgenden Bestandteile enthalten:

  • A) mindestens ein Epoxidharz mit durchschnittlich mehr als einer Epoxidgruppe pro Molekül
  • B) ein Copolymeres mit einer Glasübergangstemperatur von –30°C oder niedriger und gegenüber Epoxiden reaktiven Gruppen oder ein Umsetzungsprodukt dieses Copolymeren mit einem stöchiometrischen Überschuß eines Epoxidharzes gemäß A)
  • C) einen latenten, bei erhöhter Temperatur aktivierbaren, Härter für Komponente A), und entweder
  • D) ein Reaktionsprodukt herstellbar aus einem difunktionellen aminoterminierten Polymer und einem Tri- oder Tetracarbonsäureanhydrid, gekennzeichnet durch im Mittel mehr als eine Imidgruppe und Carboxylgruppe pro Molekül, oder
  • E) ein Reaktionsprodukt herstellbar aus einem tri- oder mehrfunktionellen Polyol oder einem tri- oder mehrfunktionellen aminoterminierten Polymer und einem cyclischen Carbonsäureanhydrid, wobei das Reaktionsprodukt im Mittel mehr als eine Carboxylgruppe pro Molekül enthält, oder
  • F) eine Mischung der Reaktionsprodukte gemäß D) und E).
This document WO 01/94492 solves this problem by providing compositions containing the following components:
  • A) at least one epoxy resin having on average more than one epoxide group per molecule
  • B) a copolymer having a glass transition temperature of -30 ° C or lower and to epoxides reactive groups or a reaction product of this copolymer with a stoichiometric excess of an epoxy resin according to A)
  • C) a latent, activatable at elevated temperature, hardener for component A), and either
  • D) a reaction product preparable from a difunctional amino-terminated polymer and a tri- or tetracarboxylic anhydride, characterized by an average of more than one imide group and carboxyl group per molecule, or
  • E) a reaction product preparable from a tri- or polyfunctional polyol or a tri- or polyfunctional amino-terminated polymer and a cyclic carboxylic anhydride, wherein the reaction product contains on average more than one carboxyl group per molecule, or
  • F) a mixture of the reaction products according to D) and E).

Weiterhin lehrt dieses Dokument, dass die genannten Klebstoffe an sich bekannte Füllstoffe enthalten können, wie zum Beispiel die diversen gemahlenen oder gefällten Kreiden, Ruß, Calcium-Magnesiumcarbonate, Schwerspat sowie insbesondere silicatische Füllstoffe vom Typ des Aluminium-Magnesium-Calcium-Silicats, z. B. Wollastonit, Chlorit.Farther teaches this document that said adhesives known per se fillers can contain such as the various ground or precipitated crayons, Carbon black, calcium magnesium carbonates, Barite and in particular silicatic fillers of the aluminum-magnesium-calcium silicate type, z. B. wollastonite, chlorite.

Wie in dem genannten WO-Dokument erläutert, steigen die Anforderungen an moderne Strukturklebstoffe im Fahrzeugbau ständig weiter an, da immer mehr Bauelemente auch tragender Natur durch Klebeverfahren gefügt werden. Daher müssen die Klebstoffe zum einen praxisrelevante Aspekte der Fertigung erfüllen, hierzu gehören automatisierbare Verarbeitung in kurzen Taktzeiten, Haftung auf geölten Blechen, Haftung auf verschiedenen Blechsorten sowie Kompatibilität mit den Prozeßbedingungen der Lackierstraße (Beständigkeit gegen Wasch- und Phosphatierbäder, härtbar während des Einbrennens der KTL-Grundierung, Beständigkeit gegenüber den nachfolgenden Lackier- und Trockungsoperationen). Darüber hinaus müssen moderne Strukturklebstoffe auch im ausgehärteten Zustand steigende Festigkeits- und Verformungseigenschaften erfüllen. Hierzu gehören die hohe Korrosionsbeständigkeit oder Biegesteifigkeit der strukturellen Bauteile sowie die Verformbarkeit bei mechanischer Belastung der Verklebung. Eine möglichst hohe Verformbarkeit der Bauteile gewährleistet einen erheblichen Sicherheitsvorteil bei stoßartiger Belastung (Crash-Verhalten) bei einem Unfall. Dieses Verhalten lässt sich am besten durch die Ermittlung der Schlagarbeit für ausgehärtete Verklebungen ermitteln, hierbei sind sowohl bei hohen Temperaturen bis +90°C als auch insbesondere bei tiefen Temperaturen bis zu –40°C ausreichend hohe Werte für die Schlagarbeit bzw. Schlagschälarbeit wünschenswert bzw. erforderlich. Dabei soll zusätzlich eine möglichst hohe Zugscherfestigkeit erzielt werden. Beide Festigkeiten müssen auf einer Vielzahl von Substraten, hauptsächlich geölten Blechen, wie z. B. Karosseriestahlblech, nach den verschiedensten Methoden verzinktes Stahlblech, Blechen aus diversen Aluminiumlegierungen oder auch Magnesiumlegierungen sowie mit organischen Beschichtungen vom Typ "Bonazinc" oder "Granocoat" im Coil-Coating-Verfahren-beschichteten Stahlbleche erzielt werden.As in the said WO document, the requirements for modern structural adhesives in vehicle construction are increasing constantly continue, as more and more structural elements of load-bearing nature Adhesive method added become. Therefore, must the adhesives meet a practice-relevant aspects of manufacturing, this belong automatable processing in short cycle times, liability on oiled Sheet metal, adhesion to different types of sheet metal and compatibility with the process conditions the paint shop (Resistance against Washing and phosphating baths, curable while the stoving of the KTL primer, resistance to the subsequent painting and drying operations). Furthermore have to modern structural adhesives, even in the cured state, increasing strength and deformation properties. For this belong the high corrosion resistance or bending stiffness of the structural components as well as the deformability with mechanical stress of the bond. One possible high ductility of the components ensures a considerable Safety advantage with impact-like Load (crash behavior) in an accident. This behavior can be best by determining the impact work for cured bonds determine here are both at high temperatures up to + 90 ° C as well especially at low temperatures down to -40 ° C sufficiently high values for the impact work or Schlagschälarbeit desirable or required. It should additionally one possible high tensile shear strength can be achieved. Both strengths have to be on a variety of substrates, mainly oiled sheets, such. B. body steel sheet, after galvanized sheet steel, sheets made of various methods various aluminum alloys or magnesium alloys as well coated with organic coatings of the type "Bonazinc" or "Granocoat" in the coil coating process Steel sheets are achieved.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, Kleb- oder Dichtstoffe auf Epoxid-Basis zur Verfügung zu stellen, die zumindest in einigen der vorstehend genannten Anforderungen zu Verbesserungen führen.The The object of the present invention is epoxy-based adhesives or sealants to disposal at least in some of the above requirements lead to improvements.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kleb- oder Dichtstoff auf Epoxidbasis, der, bezogen auf den gesamten Klebstoff, 5 bis 30 Gew.-% anorganischer Partikel enthält, deren Oberfläche durch Reaktion mit organischen Molekülen belegt wurde, die mindestens zwei endständige funktionelle Gruppen tragen, wobei jede funktionelle Gruppe mindestens ein Heteroatom mit mindestens einem freien Elektronenpaar enthält.The The present invention relates to an epoxy-based adhesive or sealant. which, based on the total adhesive, 5 to 30 wt .-% of inorganic Contains particles, their surface was evidenced by reaction with organic molecules that at least two terminal ones bear functional groups, each functional group being at least contains a heteroatom with at least one lone pair of electrons.

Bei einem Anteil von weniger als 5 Gew.-% anorganischer Partikel lässt die verstärkende Wirkung zunehmend nach. Die Obergrenze des Gehalts anorganischer Partikel ist abhängig von der sich einstellenden Viskosität des Kleb- oder Dichtstoffs bei der Verarbeitungstemperatur. Die Viskosität steigt mit zunehmendem Gehalt an anorganischen Partikeln an. Sie darf jedoch nicht so hoch werden, dass der Kleb- oder Dichtstoff bei der vorgesehenen Applikationstemperatur nicht mehr fließfähig ist. Eine Obergrenze von 30 Gew.-% anorganischer Partikel ist ein Richtwert, der gegebenenfalls bei besonders niedrigviskosen Kleb- oder Dichtstoffen überschritten werden kann. Eine Obergrenze von 20 Gew.-% an anorganischen Partikeln führt bei technisch üblichen Kleb- oder Dichtstoffen auf Epoxidbasis noch in der Regel zu einer geeigneten Viskosität bei der Applikationstemperatur und ist daher als Obergrenze bevorzugt.at a proportion of less than 5 wt .-% of inorganic particles leaves the reinforcing Effect increasingly after. The upper limit of the content of inorganic Particle is dependent from the self-adjusting viscosity of the adhesive or sealant at the processing temperature. The viscosity increases with increasing content on inorganic particles. But it must not be so high that the adhesive or sealant at the intended application temperature no longer flowable. An upper limit of 30% by weight of inorganic particles is indicative, optionally exceeded with particularly low viscosity adhesives or sealants can be. An upper limit of 20% by weight of inorganic particles leads technically usual Epoxy-based adhesives or sealants usually still to one suitable viscosity at the application temperature and is therefore preferred as the upper limit.

Die Verwendung anorganischer Partikel als Füll- und/oder Verstärkungsstoffe in Kleb- oder Dichtstoffen ist bekannt. Diese Partikel müssen eine Teilchengröße aufweisen, die mit dem vorgesehenen Verwendungszweck des Kleb- oder Dichtstoffs vereinbar ist. Die Untergrenze der Größe der anorganischen Partikel ist einerseits durch deren Herstellbarkeit und andererseits durch ihren Einfluss auf die Viskosität des Kleb- oder Dichtstoffs gegeben. Je geringer die Teilchengröße der anorganischen Partikel, desto höher wird die Viskosität des Kleb- oder Dichtstoffs bei gleichem Gewichtsanteil der anorganischen Partikel. Eine technisch Zweckmäßige Untergrenze der mittleren Teilchengröße liegt bei 10 nm, vorzugsweise bei 50 nm und insbesondere bei 100 nm. Die Obergrenze der Partikelgröße ist durch die vorgesehene Dicke der Klebefuge gegeben. Üblicherweise wählt man die Obergrenze jedoch wesentlich kleiner als die Dicke der Klebefuge. Obergrenzen von 20 μm, insbesondere von 10 μm sind üblich und für die vorliegende Erfindung geeignet.The use of inorganic particles as fillers and / or reinforcing agents in adhesives or sealants is known. These particles must have a particle size which is compatible with the intended use of the adhesive or sealant. The lower limit of the size of the inorganic particles is given on the one hand by their manufacturability and on the other hand by their influence on the viscosity of the adhesive or sealant. The smaller the particle size of the inorganic particles, the higher the viscosity of the adhesive or sealant becomes at the same weight fraction of the inorganic particles. A technical Zweckmä The lower limit of the mean particle size is 10 nm, preferably 50 nm and in particular 100 nm. The upper limit of the particle size is given by the intended thickness of the adhesive joint. Usually, however, one chooses the upper limit much smaller than the thickness of the adhesive joint. Upper limits of 20 microns, in particular of 10 microns are common and suitable for the present invention.

Die mittlere Teilchengröße der Partikel kann nach üblichen Verfahren bestimmt werden, beispielsweise durch Lichtstreuung oder elektronenmikroskopisch. Dabei sind unter „Partikel" diejenigen Teilchen zu verstehen, die in der organischen Matrix dispergiert vorliegen. Diese können Agglomerate kleinerer Einheiten darstellen.The mean particle size of the particles can according to usual Method be determined, for example by light scattering or electron microscopy. By "particles" are meant those particles which present dispersed in the organic matrix. These can be agglomerates represent smaller units.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung werden funktionelle Gruppen als „endständig" angesehen, wenn diese Gruppen an den Enden einer reinen oder durch Heteroatome unterbrochenen Kohlenwasserstoff-Kette stehen, die mindestes 5 Atome in der Kette aufweist. Diese funktionellen Gruppen können ihrerseits weitere organische Reste wie Alkylgruppen oder Alkanolgruppen tragen, was beispielsweise bei Aminogruppen als „endständigen Gruppen" der Fall sein kann.in the For the purposes of the present invention, functional groups are considered to be "terminal" if they are Groups at the ends of a pure or interrupted by heteroatoms Hydrocarbon chain, which has at least 5 atoms in the chain having. These functional groups can in turn be further organic Carry radicals such as alkyl groups or alkanol groups, which, for example may be the case with amino groups as "terminal groups".

Wie üblich wird unter einem „freien Elektronenpaar" ein Elektronenpaar in der Valenzschale bezeichnet, das keine Bindung zu einem weiteren Atom eingeht. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind derartige Heteroatome insbesondere Stickstoff-, Sauerstoff- oder Schwefel-Atome.As usual will under a "free Electron pair " Electron pair in the valence shell denotes that no bond enters into another atom. In the context of the present invention are such heteroatoms in particular nitrogen, oxygen or sulfur atoms.

Die funktionellen Gruppen sind vorzugsweise ausgewählt aus -OH-Gruppen (die Teil eines Alkohols oder einer Carbonsäure sein können), -SH-Gruppen, Epoxidgruppen und -NHR-Gruppen, wobei R Wasserstoff oder einen organischen Rest mit 1 bis 12 C-Atomen bedeutet.The functional groups are preferably selected from -OH groups (the part an alcohol or a carboxylic acid), -SH groups, epoxide groups and -NHR groups, where R is hydrogen or an organic radical with 1 to 12 carbon atoms.

Dabei ist es bevorzugt, dass die organischen Moleküle außer den genannten endständigen funktionellen Gruppen Ethergruppen enthalten. Beispielsweise können die organischen Moleküle ausgewählt sein aus solchen, die eine oder mehrere unter Öffnung des Epoxid-Rings als Ether eingebundene Ethylenoxid- oder Propylenoxid-Gruppe(n) enthalten und endständige -OH-Gruppen, -SH-Gruppen, oder -NHR-Gruppen tragen, wobei R Wasserstoff oder einen organischen Rest mit 1 bis 12 C-Atomen bedeutet. Konkrete Beispiele sind:

  • a) Verbindungen der Formel HX-CHR1-CHR2-[O-CHR1-CHR2]n-O-CHR2-CHR1-XH wobei X = O oder S bedeutet und R1 und R2 entweder beide H-Atome oder R1 ein H-Atom und R2 eine Methylgruppe, oder R1 eine Methylgruppe und R2 ein Wasserstoffatom darstellen und n eine Zahl im Bereich von 0 bis 10 ist. Ein konkretes Beispiel ist 3,6-Dioxaoctan-1,8-dithiol der Formel HS-C2H4-O-C2H4-O-C2H4-SH.
  • b) Verbindungen der Formel HRN-CHR1-CHR2-[O-CHR1-CHR2]n-O-CHR2-CHR1-NRH, wobei R Wasserstoff oder einen organischen Rest mit 1 bis 12 C-Atomen bedeutet und R1 und R2 entweder beide H- Atome oder R1 ein H-Atom und R2 eine Methylgruppe, oder R1 eine Methylgruppe und R2 ein Wasserstoffatom darstellen und n eine Zahl im Bereich von 0 bis 10 ist.
  • c) Verbindungen der Formel Y[-O-CHR1-CHR2-[O-CHR1-CHR2]n-O-CHR2-CHR1-XH]z, wobei Y einen organischen Molekülteil darstellt, der zur Ausbildung von z Ether- und/oder Estergruppen geeignet ist, X = O oder S bedeutet und R1 und R2 entweder beide H-Atome oder R1 ein H-Atom und R2 eine Methylgruppe, oder R1 eine Methylgruppe und R2 ein Wasserstoffatom darstellen und n eine Zahl im Bereich von 0 bis 10 und z eine ganze Zahl im Bereich von 2 bis 6, insbesondere von 3 bis 4 ist. Die Zahl n kann in jeder der z Gruppen gleich oder verschieden sein.
  • d) Verbindungen der Formel Y[-O-CHR1-CHR2-[O-CHR1-CHR2]n-O-CHR2-CHR1-NRH]z, wobei Y einen organischen Molekülteil darstellt, der zur Ausbildung von z Ether- und/oder Estergruppen geeignet ist, R Wasserstoff oder einen organischen Rest mit 1 bis 12 C-Atomen bedeutet und R1 und R2 entweder beide H-Atome oder R1 ein H-Atom und R2 eine Methylgruppe, oder R1 eine Methylgruppe und R2 ein Wasserstoffatom darstellen und n eine Zahl im Bereich von 0 bis 10 und z eine ganze Zahl im Bereich von 2 bis 6, insbesondere von 3 bis 4 ist. Die Zahl n kann in jeder der z Gruppen gleich oder verschieden sein.
It is preferred that the organic molecules contain ether groups in addition to the mentioned terminal functional groups. For example, the organic molecules can be selected from those which contain one or more ethylene oxide or propylene oxide group (s) incorporated with the opening of the epoxide ring as an ether, and terminal -OH groups, -SH groups, or -NHR groups where R is hydrogen or an organic radical having 1 to 12 carbon atoms. Specific examples are:
  • a) compounds of the formula HX-CHR 1 -CHR 2 - [O-CHR 1 -CHR 2 ] n -O-CHR 2 -CHR 1 -XH where X = O or S and R 1 and R 2 are either both H atoms or R 1 is an H atom and R 2 is a methyl group, or R 1 is a methyl group and R 2 is a hydrogen atom and n is a number in the range of 0 to 10 is. A concrete example is 3,6-dioxaoctane-1,8-dithiol of the formula HS-C 2 H 4 -OC 2 H 4 -OC 2 H 4 -SH.
  • b) compounds of the formula HRN-CHR 1 -CHR 2 - [O-CHR 1 -CHR 2 ] n -O-CHR 2 -CHR 1 -NRH, where R is hydrogen or an organic radical having 1 to 12 C atoms and R 1 and R 2 are either both H atoms or R 1 is an H atom and R 2 is a methyl group, or R 1 is a methyl group and R 2 is a hydrogen atom and n is a number in the range of 0 to 10.
  • c) compounds of the formula Y [-O-CHR 1 -CHR 2 - [O-CHR 1 -CHR 2 ] n -O-CHR 2 -CHR 1 -XH] z , wherein Y represents an organic moiety suitable for forming z ether and / or ester groups, X = O or S, and R 1 and R 2 are either both H or R 1 is H and R 2 is methyl or R 1 is a methyl group and R 2 is a hydrogen atom and n is a number in the range of 0 to 10 and z is an integer in the range of 2 to 6, in particular 3 to 4. The number n may be the same or different in each of the z groups.
  • d) compounds of the formula Y [-O-CHR 1 -CHR 2 - [O-CHR 1 -CHR 2 ] n -O-CHR 2 -CHR 1 -NRH] z , wherein Y represents an organic moiety suitable for forming z ether and / or ester groups, R represents hydrogen or an organic radical of 1 to 12 carbon atoms, and R 1 and R 2 are either both H or R 1 H atom and R 2 is a methyl group, or R 1 is a methyl group and R 2 is a hydrogen atom and n is a number in the range of 0 to 10 and z is an integer in the range of 2 to 6, in particular from 3 to 4. The number n may be the same or different in each of the z groups.

Beispiele organischer Molekülteile Y in den unter c) und d) angeführten Formeln sind die um die H-Atome der OH-Gruppen verringerten Molekülreste von: Ethylenglykol, 1,3-Propylenglykol, 1,2-Propylenglykol, die Stellungsisomere von Butylenglykol, Glycerin, die Stellungsisomere von Trismethylolethan und Trismethylolpropan, insbesondere 1,1,1-Trismethylolpropan, Erythrit, Pentaerythrit, Pentite und Hexite sowie Zucker vom Typ der Pentosen und Hexosen sowie die entsprechenden Carbonsäuren, die sich aus den vorstehend genannten zwei- oder mehrwertigen Alkoholen dadurch ableiten, dass eine oder mehrere -CH2-OH-Gruppen durch jeweils eine Carboxylatgruppe ersetzt ist bzw. sind.Examples of organic moieties Y in the formulas c) and d) are the molecular residues of the OH groups reduced by the H atoms of: ethylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-propylene glycol, the positional isomers of butylene glycol, glycerol, the positional isomers of trismethylolethane and trismethylolpropane, in particular 1,1,1-trismethylolpropane, erythritol, pentaerythritol, pentites and hexites, and sugars of the pentoses and hexoses type and also the corresponding carboxylic acids which are derived from the abovementioned di- or polyhydric alcohols, one or more -CH 2 -OH groups is replaced by one carboxylate group each.

Bei den unter a) bis d) angeführten allgemeinen Formeln ist es üblich, dass der Ethoxilierungs- bzw. Propoxilierungsgrad um einen Mittelwert schwankt und dass dieser Mittelwert als Zahl n angegeben wird. Denn bei der Ethoxylierung bzw. Propoxilierung entstehen keine einheitliche Verbindungen, sondern Gemische aus Molekülen, die eine Unterschiedliche Anzahl an Ethylenoxid bzw. Propylenoxid-Gruppen aufweisen. Durch die Wahl der Reaktionsbedingungen und den Einsatz spezieller Katalysatoren kann die Variationsbreite des Alkoxylierungsgrades variiert werden. In den genannten Formeln gibt n also die mittlere Anzahl der unter Etherbildung ringgeöffneten Ethylenoxid- bzw. Propylenoxid-Gruppen in den genannten Molekülen an. Daher kann n auch eine gebrochene Zahl darstellen.In the case of the general formulas mentioned under a) to d), it is customary for the degree of ethoxylation or propoxylation to fluctuate around an average value and for this mean value to be indicated as number n. Because in ethoxylation or propoxylation no uniform compounds, but mixtures of molecules which have a different number of ethylene oxide or propylene oxide groups. By choosing the reaction conditions and the use of special catalysts, the variation in the degree of alkoxylation can be varied. In the abovementioned formulas, n therefore indicates the average number of ethylene oxide or propylene oxide groups ring-opened under ether formation in the abovementioned molecules. Therefore, n can also represent a fractional number.

Organische Moleküle mit Epoxidgruppen können beispielsweise ausgewählt sein solchen, die Glycidylethergruppen tragen. Insbesondere können die Glycidylethergruppen mittelbar oder unmittelbar an die Phenylringe von Bisphenolen gebunden sein. Spezielle Beispiele sind Eisphenol-A-Glycidylether, bei denen die Glycidy lethergruppen in 2- oder 4-Stellung an den Phenylringen stehen, sowie die entsprechenden Bisphenol-F-Glycidylether.organic molecules with epoxy groups can for example, selected those which carry glycidyl ether groups. In particular, the Glycidyl ether groups directly or indirectly to the phenyl rings be bound by bisphenols. Specific examples are bisphenol A glycidyl ether, in which the glycidyl ether groups in the 2- or 4-position on the Phenyl rings, as well as the corresponding bisphenol F-glycidyl ethers.

Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Oberfläche der anorganischen Partikel in einem solchen Ausmaß mit den anorganischen Molekülen belegt wurde, dass pro nm2 Oberfläche mindestens 4 Kohlenstoffatome der organischen Moleküle vorliegen. Vorzugsweise liegen pro nm2 Oberfläche mindestens 6 und insbesondere mindestens 8 Kohlenstoffatome der organischen Moleküle. Wie die Belegungsdichte gemessen werden kann, wird weiter unten beschrieben.It is particularly preferred if the surface of the inorganic particles has been coated to such an extent with the inorganic molecules that at least 4 carbon atoms of the organic molecules are present per nm 2 surface. Preferably, at least 6 and in particular at least 8 carbon atoms of the organic molecules are present per nm 2 surface area. How the coverage density can be measured will be described below.

Die anorganischen Partikel sind vorzugsweise ausgewählt aus Oxiden, Hydroxiden, Carbonaten und Kieselsäuren bzw. Silicaten. Als Oxide sind insbesondere Oxide des Titans wie beispielsweise Rutil oder Anatas geeignet. Aluminiumoxide oder- Hydroxide können ebenfalls eingesetzt werden. Auch Zinkoxide sind geeignet. Als Carbonate werden vorzugsweise Carbonate von Kalzium und/oder Magnesium eingesetzt. Beispiele sind Kreide und Dolomit. Die anorganischen Partikel können auch gemischte Oxide/Hydroxide wie beispielsweise basische Aluminiumoxide oder basische Zinkoxide darstellen. Auch gemischte Carbonate/Hydroxide wie beispielsweise basisches Zinkcarbonat können verwendet werden.The inorganic particles are preferably selected from oxides, hydroxides, Carbonates and silicas or silicates. Oxides of titanium, in particular, are oxides For example, rutile or anatase suitable. Aluminas or Hydroxides can also be used. Zinc oxides are also suitable. As carbonates Carbonates of calcium and / or magnesium are preferably used. Examples are chalk and dolomite. The inorganic particles can also mixed oxides / hydroxides such as basic aluminas or basic zinc oxides. Also mixed carbonates / hydroxides like For example, basic zinc carbonate can be used.

Weitere bevorzugte anorganische Partikel sind Kieselsäuren bzw. Silicate. Als „Kieselsäuren" werden (Hydroxidgruppen-haltige) Siliciumoxide bezeichnet, die beispielsweise aus Silicium-Halogen-Verbindungen durch Pyrolyse oder durch Hydrolyse erhalten werden können. Silicate können Salze von Kieselsäuren mit insbesondere Erdalkalimetallen darstellen. Auch die natürlich vorkommenden Alumosilicate, die beispielsweise Faser- oder Schichtstrukturen aufweisen können, sind geeignet. Beispiele hierfür sind Bentonite. Auch Calciumsilicate wie beispielsweise Wollastonit sind geeignet, ebenso Chlorite. Weitere Beispiele werden nachstehend im Zusammenhang mit einer speziellen Herstellungsmethode der mit organischen Molekülen belegten anorganischen Partikel genannt.Further preferred inorganic particles are silicic acids or silicates. As "silicic acids" are (hydroxide-containing) Silicon oxides, for example, from silicon-halogen compounds by Pyrolysis or can be obtained by hydrolysis. Silicates can be salts of silicas in particular with alkaline earth metals. Also the naturally occurring ones Aluminosilicates, for example, fiber or layer structures can have are suitable. Examples of this are bentonites. Also calcium silicates such as wollastonite are suitable, as well as chlorites. Further examples will be given below in connection with a special manufacturing method with organic molecules called inorganic particles called.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die organischen Moleküle über Siliciumatome mit der Oberfläche der anorganischen Partikel verbunden. Dies kann durch eine Reaktionsfolge geschehen, die in WO2005/061631 und der hierin zitierten EP 1526115 beschrieben ist.In a preferred embodiment, the organic molecules are bonded to the surface of the inorganic particles via silicon atoms. This can be done by a reaction sequence that in WO2005 / 061631 and those cited herein EP 1526115 is described.

Diese Dokumente beschreiben Verfahren zur Oberflächenmodifizierung von Partikeln aus oxidischen Verbindungen von Metallen und/oder Halbmetallen M, auf deren Oberfläche M-O-H-Gruppen vorliegen, wobei man in einem Reaktionsschritt b) die Partikel mit Silicium-Halogen-Verbindungen unter solchen Bedingungen in Kontakt bringt, dass die M-O-H-Gruppen mit den Silicium-Halogen-Verbindungen unter Ausbildung von M-O-Si-X-Gruppierungen (X = Halogen) reagieren. Unter „oxidischen Verbindungen" in diesem Sinne fallen auch Kieselsäuren, Silicate und Alumosilicate. Auf Carbonate ist die hier beschriebene Reaktion analog übertragbar, solange Bedingungen eingehalten werden, die nicht zur völligen Zersetzung der Carbonate führen.These Documents describe methods for surface modification of particles from oxidic compounds of metals and / or semimetals M, on their surface M-O-H groups are present, it being possible in a reaction step b) the particles with silicon-halogen compounds under such conditions in Contact brings the M-O-H groups with the silicon-halogen compounds under Formation of M-O-Si-X groups (X = halogen) react. Under "oxidic Connections "in silicic acids, Silicates and aluminosilicates. On carbonates is the one described here Reaction analog transferable, as long as conditions are met, not to complete decomposition lead the carbonates.

Für die vorliegende Erfindung können die Partikel als Halbmetall M ausschließlich Silicium enthalten, also beispielsweise aus Siliciumdioxid oder „Kieselsäuren" bestehen. Weiterhin kann die metallische oder halbmetallische Komponente M nur anteilig aus Silicium bestehen, wie es beispielsweise bei Alumosilicat-Mineralien der Fall ist. Derartige Verbindungen wie beispielsweise Schichtsilicate wie Glimmer, Bentonite etc. werden von der vorliegenden Erfindung als „anorganische Partikel" umfasst. Weitere, nicht abschließende Beispiele der von der Erfindung umfassten „anorganischen Partikel" sind oxidische Verbindungen wie beispielsweise Titandioxid, Zirkonoxide, Zinkoxid, Eisenoxide, Nickeloxide, Manganoxide, Ceroxide, Aluminiumoxide oder auch gemischte Oxide, die die Metalle Titan, Zink, Zirkon, Eisen, Cobalt, Nickel, Cer und/oder Aluminium enthalten.For the present Invention can contain the particles as a semi-metal M exclusively silicon, ie For example, from silicon dioxide or "silicas" or semi-metallic component M is only partially composed of silicon, as is the case, for example, with aluminosilicate minerals. Such compounds as, for example, phyllosilicates, such as mica, Bentonites etc. are described by the present invention as "inorganic Particles "includes. Further, not final Examples of the "inorganic particles" encompassed by the invention are oxidic compounds such as titanium dioxide, zirconium oxides, zinc oxide, iron oxides, Nickel oxides, manganese oxides, cerium oxides, aluminum oxides or mixed Oxides containing the metals titanium, zinc, zirconium, iron, cobalt, nickel, Cerium and / or aluminum included.

Auch wenn in der chemischen Formel der oxidischen Verbindungen oder der Carbonate keine M-O-H-Gruppen angegeben werden, sind solche Gruppen jedoch an der Partikeloberfläche zur Valenzabsättigung häufig vorhanden. Dass dies der Fall ist, lässt sich daran feststellen, dass die Umsetzung mit Silicium-Halogen-Verbindungen nachweisbar stattfindet. Sollte eine höhere Dichte an M-O-H-Gruppen an der Partikeloberfläche für die Umsetzung mit Silicium-Halogen-Verbindungen erwünscht sein, als es bei den oxidischen oder carbonatischen Partikeln üblicher weise der Fall ist, so kann man dadurch die Anzahl der M-O-H-Gruppen an der Partikeloberfläche erhöhen, dass man die Partikeloberfläche in einem dem Reaktionsschritt b) vorgelagerten Reaktionsschritt a) mit einer starken Säure in Kontakt bringt. Dies geschieht vorzugsweise in wässriger Phase und unter Bedingungen, bei denen die oxidischen Partikel oder die Carbonate zwar oberflächlich angegriffen, nicht jedoch aufgelöst werden. Variable Parameter hierfür sind insbesondere die Stärke der Säure, die Reaktionstemperatur und die Reaktionsdauer. Als starke Säuren sind hier Säuren von der Stärke der Phosphorsäure und stärkere Säuren wie insbesondere Schwefelsäure geeignet. Nach der oberflächlichen Reaktion mit der Säure werden die Partikel vor dem Reaktionsschritt b) vorzugsweise gewaschen und anschließend getrocknet.Even though no MOH groups are given in the chemical formula of the oxidic compounds or the carbonates, such groups are at the particle surface to the valence heel often available. That this is the case, it can be seen that the reaction with silicon-halogen compounds is detectable. If a higher density of MOH groups on the particle surface is desired for the reaction with silicon-halogen compounds than is usual with the oxidic or carbonaceous particles, then the number of MOH groups on the particle surface can thereby be determined increase the fact that the particle surface is brought into contact with a strong acid in a reaction step a) upstream of the reaction step b). This is preferably done in the aqueous phase and under conditions in which the oxidic particles or the carbonates are superficially attacked, but not dissolved. Variable parameters for this are in particular the strength of the acid, the reaction temperature and the reaction time. As strong acids here are acids of the strength of phosphoric acid and stronger acids such as sulfuric acid in particular suitable. After the superficial reaction with the acid, the particles are preferably washed before the reaction step b) and then dried.

Die Silicium-Halogen-Verbindungen, die im Reaktionsschritt b) mit den anorganischen Partikeln in Kontakt gebracht werden, sind vorzugsweise ausgewählt aus Siliciumchloriden und Siliciumbromiden, beispielsweise aus Siliciumtetrachlorid und Siliciumtetrabromid. Die Umsetzung ist aus der Gasphase möglich, erfolgt jedoch vorzugsweise in flüssiger Phase in möglichst wasserfreiem Milieu. Die flüssige Phase soll also so wenig Wasser wie technisch möglich enthalten. Beispielsweise sollte der Wassergehalt unterhalb von 1 ppm liegen. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Si-Halogen-Bindungen durch Wasser nicht oder zumindest nur in untergeordnetem Maße hydrolysiert werden, während die Mehrzahl der Silicium-Halogen-Moleküle durch Reaktion mit den oberflächlichen M-O-H-Gruppen an die Partikeloberfläche gebunden werden. Dabei steuert man die Reaktion vorzugsweise so, dass sich pro Siliciumatom 1 bis 3 M-O-Si-Bindungen ausbilden, während 3 bis 1, vorzugsweise 1 bis 2 Si-Halogen-Bindungen erhalten bleiben. Diese stehen dann für weitere Funktionalisierungsreaktionen zur Verfügung. Als flüssige Phase kommen beispielsweise die Silicium-Halogen-Verbindungen, die mit den oxidischen Partikeln umgesetzt werden sollen, selbst in Betracht. Diese dienen also nicht nur als Reagenz, sondern gleichzeitig als Reaktionsmedium. Die Silicium-Halogen-Verbindungen können aber auch in trockenen nicht erotischen Lösungsmitteln mit den Partikeln der oxidischen Verbindungen in Kontakt gebracht werden. Beispiele geeigneter nicht erotischer Lösungsmittel sind Cyclohexan und Diethylether. Als weitere nicht erotische Lösungsmittel kommen flüssige aromati sche oder aliphatische Kohlenwasserstoffe wie beispielsweise Benzol, Toluol oder Petrolether in Betracht.The Silicon-halogen compounds which in the reaction step b) with the inorganic particles are brought into contact, are preferably selected of silicon chlorides and silicon bromides, for example of silicon tetrachloride and silicon tetrabromide. The reaction is possible from the gas phase, takes place but preferably in liquid Phase in as possible anhydrous environment. The liquid Phase should therefore contain as little water as technically possible. For example the water content should be below 1 ppm. This will guaranteed that the Si-halogen bonds are not or at least due to water only to a lesser extent be hydrolyzed while the majority of the silicon-halogen molecules by reaction with the superficial M-O-H groups are bound to the particle surface. there the reaction is preferably controlled so that per silicon atom 1 to 3 form M-O-Si bonds, while 3 to 1, preferably 1 to 2 Si-halogen bonds are retained. These are then available for further Functionalization reactions available. As a liquid phase For example, the silicon-halogen compounds that come with the oxide particles are to be implemented, even considered. These serve not only as a reagent, but at the same time as Reaction medium. However, the silicon-halogen compounds can also in dry non-erotic solvents with the particles the oxidic compounds are brought into contact. Examples suitable non-erotic solvent are cyclohexane and diethyl ether. As another non-erotic solvent come liquid aromatic or aliphatic hydrocarbons such as Benzene, toluene or petroleum ether into consideration.

Der nächste Verfahrensschritt besteht darin, dass man nach dem Reaktionsschritt b) in einem weiteren Reaktionsschritt c) die Partikel mit mindestens einer organischen Verbindung, deren Moleküle mindestens zwei endständige funktionelle Gruppen tragen, wobei jede funktionelle Gruppe mindestens ein Heteroatom mit mindestens einem freien Elektronenpaar enthält, unter solchen Bedingungen in Kontakt bringt, dass Si-X-Bindungen gespalten werden und sich stattdessen Bindungen von Si an die organische Verbindung oder an einen Rest hiervon ausbilden. Beispiele derartiger organischer Moleküle, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignet sind, wurden weiter oben genannt. Für diesen Reaktionsschritt sind insbesondere diejenigen organischen Moleküle geeignet, die endständige -OH-Gruppen, -SH-Gruppen, oder -NHR-Gruppen tragen. Diese Umsetzung führt unter Abspaltung von H-X zu -Si-O-, -Si-S- oder -Si-N-Bindungen, wodurch die organischen Moleküle mit dem einen funktionellen Ende an die Oberfläche der anorganischen Partikel gebunden werden. Das andere Ende, das noch eine freie -OH-Gruppe, -SH-Gruppe oder -NHR-Gruppe aufweist, kann auf übliche Weise mit dem Epoxidharz unter Öffnung des Oxiranrings und Anlagerung der organischen Moleküle an das Epoxidharz reagieren. Hierdurch werden die belegten anorganischen Partikel kovalent in die organische Matrix des Kleb- oder Dichtstoffs eingebunden.Of the next Process step is that after the reaction step b) in a further reaction step c) the particles with at least an organic compound whose molecules have at least two terminal functional Bear groups, each functional group being at least one heteroatom containing at least one lone pair of electrons, under such conditions causes Si-X bonds to be split and become Instead, bonds of Si to the organic compound or to to train a rest of it. Examples of such organic molecules that in the context of the present invention have been further aforementioned. For This reaction step are in particular those organic molecules suitable, the terminal Carry -OH groups, -SH groups, or -NHR groups. This implementation leads under Cleavage of H-X to -Si-O, -Si-S or -Si-N bonds, whereby the organic molecules with the one functional end to the surface of the inorganic particles be bound. The other end, which is still a free -OH group, -SH group or -NHR group can in the usual way with the epoxy resin under opening of the oxirane ring and attachment of the organic molecules to the epoxy resin react. As a result, the occupied inorganic particles covalently incorporated into the organic matrix of the adhesive or sealant.

Wünscht man die anorganischen Partikel durch Reaktion mit organischen Molekülen zu belegen, die endständige Epoxidgruppen tragen, ist es empfehlenswert, zunächst die Si-X-Bindungen durch Hydrolyse in Si-OH-Gruppen zu überführen (ein Reaktionsschritt, der ebenfalls in WO2005/061631 beschrieben ist) und dann die Umsetzung mit den organischen Molekülen vorzunehmen, die Epoxidgruppen tragen. Durch Reaktion mit der Si-OH-Gruppe wird ein Oxiranring der organischen Moleküle geöffnet und das Molekül unter Ausbildung einer -Si-O-C-Bindung an die anorganischen Partikel gebunden. Das andere Ende des organischen Moleküls weist noch eine Epoxidgruppe auf, die beim Aushärten des Kleb- oder Dichtstoffs mit der Härterkomponenten reagieren und so kovalent in die organische Matrix des Kleb- oder Dichtstoffs eingebunden werden kann.If it is desired to prove the inorganic particles by reaction with organic molecules which carry terminal epoxide groups, it is advisable first to convert the Si-X bonds into Si-OH groups by hydrolysis (a reaction step which is likewise in WO2005 / 061631 described) and then to carry out the reaction with the organic molecules carrying epoxide groups. By reaction with the Si-OH group, an oxirane ring of the organic molecules is opened and the molecule is bound to the inorganic particles to form a -Si-O-C bond. The other end of the organic molecule still has an epoxy group, which react with the hardener components during curing of the adhesive or sealant and so can be covalently incorporated into the organic matrix of the adhesive or sealant.

Um zu verhindern, dass in diesem Reaktionsschritt c) die Si-X-Bindungen zu Si-OH-Bindungen hydrolysiert werden, muss man entsprechend dem Reaktionsschritt b) unter möglichst wasserarmen Bedingungen arbeiten. Die weiter oben beim Reaktionsschritt b) angegebenen Reaktionsbedingungen gelten entsprechend für diesen Reaktionsschritt c). In der europäischen Patentanmeldung EP 1526115 sind Beispiele entsprechender Reaktionen genannt, die an Siliciumdioxid-Partikeln durchgeführt wurden, die oberflächliche Si-Cl-Gruppen aufweisen. Die dort angegebenen Einzelheiten lassen sich in analoger Weise auf die vorliegende Erfindung übertragen. Das EP-Dokument enthält auch weitergehende Angaben darüber, wie die nach dem Reaktionsschritt c) erhaltenen Partikel analytisch näher charakterisiert werden können.In order to prevent that in this reaction step c) the Si-X bonds are hydrolyzed to Si-OH bonds, one must work according to the reaction step b) under conditions as low as possible in water. The reaction conditions indicated above in reaction step b) apply correspondingly to this reaction step c). In the European patent application EP 1526115 are examples match called the reactions performed on silica particles having surface Si-Cl groups. The details given there can be transferred to the present invention in an analogous manner. The EP document also contains further details on how the particles obtained after reaction step c) can be characterized in more detail analytically.

Selbstverständlich können im Reaktionsschritt c) nicht nur eine einzige entsprechende organische Verbindung, sondern ein Gemisch unterschiedlicher Verbindungen eingesetzt werden. Dies führt dann zu anorganischen Partikeln, die auf ihrer Oberfläche unterschiedliche organische Reste tragen.Of course, in the Reaction step c) not just a single corresponding organic compound, but a mixture of different compounds are used. this leads to then to inorganic particles that differ on their surface carry organic radicals.

Um die Belegungsdichte pro nm2 zu bestimmen, misst man zunächst mit der BET-Methode (beispielsweise unter Verwendung von Stickstoff) die Partikeloberfläche und erforderlichenfalls die Porosität. Der Gesamtgehalt an organischen Resten bzw. der Kohlenstoffatome hierin und/oder an Silicium auf den Partikeln lässt sich elementaranalytisch bestimmen. Für letzteres kann auch eine thermogravimetrische Analyse und/oder DSC-Messung eingesetzt werden. Bei einer thermogravimetrischen Analyse unter Luftzutritt verbrennen bei erhöhter Temperatur die organischen Reste, was zu einem Masseverlust führt. Diese Verbrennungsreaktion zeigt sich in einem exothermen Effekt in einer DSC-Messung. Zur Sicherheit kann der Vergleich mit einer thermogravimetrischen Analyse und/oder DSC-Messung der nicht mit den siliciumhaltigen Gruppen belegten Ausgangssubstanz vorgenommen werden. Ist die chemische Natur der organischen Reste und deren Anzahl pro Si-Atom bekannt, kann aus dem Gewichtsverlust die Gesamtzahl der or ganischen Reste in Mol und damit die Belegungsdichte ermittelt werden. Gestützt bzw. ergänzt werden kann diese Analyse dadurch, dass man im Sinne einer Verbrennungsanalyse das bei der Verbrennung der organischen Reste entstehende Kohlendioxid und Wasser auffängt und aus der aufgefangenen Menge auf die Anzahl der organischen Reste zurück schließt. Ist bei einer unbekannten Probe die chemische Natur der organischen Reste und/oder deren Anzahl pro Si-Atom unbekannt, so kann aus derartigen Analysen zumindest auf die Anzahl der Kohlenstoff-Atome pro nm2 Oberfläche geschlossen werden. Zusätzlich können massenspektroskopische Techniken eingesetzt werden, um die chemische Natur der organischen Reste zu erschließen. Bezieht man die so erhaltene Gesamtmenge an Beschichtungsgruppen bzw. an C-Atomen auf die gemessene Partikeloberfläche, lässt sich die Belegungsdichte in Gruppen pro nm2 berechnen. Weitere Angaben hierzu können der zitierten EP-Patentanmeldung EP 1526115 entnommen werden. Anstelle durch die Anzahl der C-Atome pro nm2 Oberfläche kann die Belegungsdichte auch, wie in EP 1526115 und in WO2005/061631 beschrieben, durch die Anzahl der gebundenen organischen Moleküle pro nm2 Oberfläche charakterisiert werden. Diese beträgt auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise mindestens 2, insbesondere mindestens 3 und besonders bevorzugt mindestens 4, entsprechend den beiden genannten Dokumenten EP 1526115 und WO2005/061631 .In order to determine the occupation density per nm 2 , the particle surface and, if necessary, the porosity are first measured by the BET method (for example using nitrogen). The total content of organic radicals or of the carbon atoms herein and / or of silicon on the particles can be determined by elemental analysis. For the latter, a thermogravimetric analysis and / or DSC measurement can be used. In a thermogravimetric analysis with access of air burn at elevated temperature, the organic radicals, resulting in a loss of mass. This combustion reaction manifests itself in an exothermic effect in a DSC measurement. For safety, the comparison can be made with a thermogravimetric analysis and / or DSC measurement of the non-occupied with the silicon-containing groups starting material. If the chemical nature of the organic radicals and their number per Si atom is known, the total number of organic radicals in moles and thus the occupation density can be determined from the weight loss. This analysis can be supported or supplemented by catching up the carbon dioxide and water produced during the combustion of the organic residues in the course of a combustion analysis and deducing the amount of collected carbon back to the number of organic residues. If the chemical nature of the organic radicals and / or their number per Si atom is unknown in the case of an unknown sample, then at least the number of carbon atoms per nm 2 surface can be deduced from such analyzes. In addition, mass spectroscopic techniques can be used to elucidate the chemical nature of the organic radicals. If the total amount of coating groups or of C atoms thus obtained is based on the measured particle surface, the coverage density in groups per nm 2 can be calculated. Further information can be cited EP patent application EP 1526115 be removed. Instead of the number of carbon atoms per nm 2 surface, the coverage density may also be as in EP 1526115 and in WO2005 / 061631 be characterized by the number of bound organic molecules per nm 2 surface. In the context of the present invention, this is preferably at least 2, in particular at least 3 and particularly preferably at least 4, corresponding to the two cited documents EP 1526115 and WO2005 / 061631 ,

Wie es bei Kleb- oder Dichtstoffen auf Epoxidbasis häufig der Fall ist, ist es auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass er in zwei Komponenten vorliegt, wobei eine Komponente A aus einem oder mehreren Epoxid(en) besteht oder diese enthält und eine zweite Komponente B aus einem oder mehreren Härter für Epoxide besteht oder diese enthält. Unmittelbar vor der Applikation werden diese beiden Komponenten miteinander vermischt. Dabei sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung Epoxide und Härtersysteme geeignet, die in der Technik üblicherweise als Kleb- oder Dichtstoffe eingesetzt werden. Vorzugsweise sind die Komponenten A und B so zusammensetzt, dass zur Applikation gleiche Volumina vermischt werden können.As it is often the case with epoxy adhesives or sealants, so it is in the context of the present invention, that it is in two Components is present, wherein a component A of one or more Epoxy (s) consists of or contains and a second component B from one or more hardeners for epoxides exists or contains. Immediately before the application, these two components mixed together. In the context of the present invention Epoxies and hardener systems suitable, those in the art usually be used as adhesives or sealants. Preferably the components A and B are composed so that the same application Volumes can be mixed.

Bei 2-Komponenten-Systemen besteht eine bevorzugte Ausführungsform darin, dass die Komponente B die genannten anorganischen Partikeln in einer solchen Menge enthält, dass der Anteil der anorganischen Partikel in dem gesamten Kleb- oder Dichtstoff nach dem Vermischen der Komponenten A und B im Bereich von 5 bis 30 Gew.-% vorzugsweise von 5 bis 20 Gew.-% liegt, wobei die Oberfläche der anorganischenPartikel durch Reaktion mit organischen Molekülen belegt wurde, die mindestens zwei endständige funktionelle Gruppen tragen, die ausgewählt sind aus -OH-Gruppen, -SH-Gruppen und -NHR-Gruppen, wobei R Wasserstoff oder einen organischen Rest mit 1 bis 12 C-Atomen bedeutet. Diese funktionellen Gruppen entsprechen typischen funktionellen Gruppen in Härter-Systemen und können mit der Epoxidkomponente A unter Öffnung des Oxiranrings und Addition des organischen Moleküls reagieren.at 2-component systems is a preferred embodiment in that component B comprises said inorganic particles contains in such an amount the proportion of inorganic particles in the entire adhesive or sealant after mixing components A and B in the range of 5 to 30 wt .-%, preferably from 5 to 20 wt .-%, wherein the surface of the inorganic particles evidenced by reaction with organic molecules which was at least two terminal carry functional groups selected from -OH groups, -SH groups and -NHR groups, where R is hydrogen or an organic radical with 1 to 12 carbon atoms. These functional groups correspond typical functional groups in hardener systems and can with the epoxy component A under opening of the oxirane ring and addition of the organic molecule.

Eine hierzu alternative Ausführungsform besteht darin, dass die Komponente A die genannten anorganischen Partikel in einer solchen Menge enthält, dass der Anteil der anorganischen Partikel in dem gesamten Kleb- oder Dichtstoff nach dem Vermischen der Komponenten A und B im Bereich von 5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 20 Gew-% liegt, wobei die Oberfläche der anorganischen Partikel durch Reaktion mit organischen Molekülen belegt wurde, die mindestens zwei endständige funktionelle Gruppen tragen, die ausgewählt sind aus Epoxidgruppen. Hierdurch werden die belegten anorganischen Partikel „Epoxidharz-ähnlich" und können mit den Härtermolekülen der Komponente B unter Öffnung des Oxiranrings und Addition des organischen Moleküls reagieren.An alternative embodiment is that the component A contains the said inorganic particles in such an amount that the proportion of the inorganic particles in the entire adhesive or sealant after mixing the components A and B in the range of 5 to 30 wt. %, preferably in the range of 5 to 20% by weight, wherein the surface of the inorganic particles has been coated by reaction with organic molecules carrying at least two terminal functional groups selected from epoxide groups. As a result, the occupied inorganic particles "epoxy resin-like" and can with the hardener molecules of component B with opening of the oxirane ring and Ad dition of the organic molecule.

Die erfindungsgemäßen Kleb- oder Dichtstoffe können aber auch als Einkomponenten-Systeme vorliegen, die Epoxidharze und aktivierbare oder latente Härter enthalten. Zusätzlich sind die genannten anorganischen Partikel mit Mengenanteilen im Bereich von 5 bis 30 Gew.-% vorzugsweise von 5 bis 20 Gew.-% enthalten.The according to the invention or sealants can but also exist as one-component systems, the epoxy resins and activatable or latent hardeners contain. additionally are the inorganic particles mentioned with proportions in the Range of 5 to 30 wt .-%, preferably from 5 to 20 wt .-%.

Als Epoxidharze eignen sich eine Vielzahl von Polyepoxiden, die mindestens 2 1,2-Epoxigruppen pro Molekül haben. Das Epoxid-Aquivalent dieser Polyepoxide kann zwischen 150 und 4000 variieren. Die Polyepoxide können grundsätzlich gesättigte, ungesättigte, cyclische oder acyclische, aliphatische, alicyclische, aro matische oder heterocyclische Polyepoxidverbindungen sein. Beispiele für geeignete Polyepoxide schließen die Polyglycidylether ein, die durch Reaktion von Epichlorhydrin oder Epibromhydrin mit einem Polyphenol in Gegenwart von Alkali hergestellt werden. Hierfür geeignete Polyphenole sind beispielsweise Resorcin, Brenzkatechin, Hydrochinon, Bisphenol A (Bis-(4-Hydroxy-phenyl)-2,2-propan)), Bisphenol F (Bis(4-hydroxyphenyl)methan), Bis(4-hydroxyphenyl)-1,1-isobutan, 4,4'-Dihydroxybenzophenon, Bis(4-hydroxyphenyl)-1,1-ethan, 1,5-Hydroxynaphthalin.When Epoxy resins are suitable for a variety of polyepoxides, at least 2 1,2-epoxy groups per molecule to have. The epoxide equivalent of these polyepoxides can be between 150 and 4000 vary. The polyepoxides can in principle be saturated, unsaturated, cyclic or acyclic, aliphatic, alicyclic, aromatic or heterocyclic polyepoxide compounds. Examples of suitable Polyepoxides include the Polyglycidylether, which by reaction of epichlorohydrin or Epibromohydrin produced with a polyphenol in the presence of alkali become. Therefor suitable polyphenols are, for example, resorcinol, pyrocatechol, Hydroquinone, bisphenol A (bis (4-hydroxy-phenyl) -2,2-propane), bisphenol F (bis (4-hydroxyphenyl) methane), bis (4-hydroxyphenyl) -1,1-isobutane, 4,4'-dihydroxybenzophenone, Bis (4-hydroxyphenyl) -1,1-ethane, 1,5-hydroxynaphthalene.

Weitere prinzipiell geeignete Polyepoxide sind die Polyglycidylether von Polyalkoholen oder Diaminen. Diese Polyglycidylether leiten sich von Polyalkoholen wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,2-Propylenglykol, 1,4-Butylenglykol, Triethylenglykol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol oder Trimethylolpropan ab.Further in principle suitable polyepoxides are the polyglycidyl ethers of Polyalcohols or diamines. These polyglycidyl ethers are derived of polyalcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,4-butylene glycol, Triethylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol or trimethylolpropane.

Weitere Polyepoxide sind Polyglycidylester von Polycarbonsäuren, beispielsweise Umsetzungen von Glycidol oder Epichlorhydrin mit aliphatischen oder aromatischen Polycarbonsäuren wie Oxalsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Terephthalsäure oder Dimerfettsäure.Further Polyepoxides are polyglycidyl esters of polycarboxylic acids, for example Reactions of glycidol or epichlorohydrin with aliphatic or aromatic polycarboxylic acids like oxalic acid, Succinic acid, glutaric, terephthalic acid or dimer fatty acid.

Weitere Epoxide leiten sich von den Epoxidierungsprodukten olefinisch ungesättigter cycloaliphatischer Verbindungen oder von nativen Ölen und Fetten ab.Further Epoxides are derived from the epoxidation products of olefinically unsaturated cycloaliphatic compounds or of native oils and Fats off.

Ganz besonders bevorzugt werden die Epoxidharze, die sich durch Reaktion von Bisphenol A oder Bisphenol F und Epichlorhydrin ableiten. Dabei werden in der Regel Mischungen aus flüssigen und festen Epoxidharzen eingesetzt, wobei die flüssigen Epoxidharze vorzugsweise auf der Basis des Bisphenols A sind und ein hinreichend niedriges Molekulargewicht aufweisen. Insbesondere werden bei Raumtemperatur flüssige Epoxidharze eingesetzt, die in der Regel ein Epoxid-Äquivalentgewicht von 150 bis etwa 220 haben, besonders bevorzugt ist ein Epoxid-Äquivalentgewichtbereich von 182 bis 192.All Particular preference is given to the epoxy resins which are formed by reaction derived from bisphenol A or bisphenol F and epichlorohydrin. there are usually mixtures of liquid and solid epoxy resins used, the liquid Epoxy resins are preferably based on bisphenol A and a have sufficiently low molecular weight. In particular, be at room temperature liquid epoxy resins used, which is usually an epoxy equivalent weight from 150 to about 220, most preferred is an epoxide equivalent weight range from 182 to 192.

Als thermisch aktivierbare oder latenter Härter für das Epoxidharz im Falle der Einkomponenten-Systeme können Guanidine, substituierte Guanidine, substituierte Harnstoffe, Melaminharze, Guanamin-Derivate, cyclische tertiäre Amine, aromatische Amine und/oder deren Mischungen eingesetzt werden. Dabei können die Härter sowohl stöchiometrisch mit in die Härtungsreaktion einbezogen sein, sie können jedoch auch katalytisch wirksam sein. Beispiele für substituierte Guanidine sind Methylguanidin, Dimethylguanidin, Trimethylguanidin, Tetramethylguanidin, Methylisobiguanidin, Dimethylisobiguanidin, Tetramethylisobiguanidin, Hexamethylisobiguanidin, Hepamethylisobiguanidin und ganz besonders Cyanguanidin (Dicyandiamid). Als Vertreter für geeignete Guanamin-Derivate sein alkylierte Benzoguanamin-Harze, Benzoguanamin-Harze oder Methoximethyl-ethoxymethylbenzoguanamin genannt. Für die einkomponenten, hitzehärtenden Schmelzklebstoffe ist selbstverständlich das Auswahlkriterium die niedrige Löslichkeit dieser Stoffe bei Raumtemperatur in dem Harzsystem, so dass hier feste, feinvermahlene Härter den Vorzug haben, insbesondere ist Dicyandiamid geeignet. Damit ist eine gute Lagerstabilität der Zusammensetzung gewährleistet.When thermally activated or latent hardener for the epoxy resin in the case of One-component systems can Guanidines, substituted guanidines, substituted ureas, melamine resins, Guanamine derivatives, cyclic tertiary amines, aromatic amines and / or mixtures thereof are used. The can Harder both stoichiometric in the curing reaction be involved, they can but also be catalytically effective. Examples of substituted Guanidines are methylguanidine, dimethylguanidine, trimethylguanidine, Tetramethylguanidine, methylisobiguanidine, dimethylisobiguanidine, Tetramethylisobiguanidine, hexamethylisobiguanidine, hepamethylisobiguanidine and especially cyanoguanidine (dicyandiamide). As a representative for suitable Guanamine derivatives its alkylated benzoguanamine resins, benzoguanamine resins or methoxymethyl-ethoxymethylbenzoguanamine. For the one-component, thermosetting Hotmelt adhesives is of course the selection criterion the low solubility these substances at room temperature in the resin system, so here solid, finely ground hardeners have preference, in particular dicyandiamide is suitable. In order to is a good storage stability ensured the composition.

Zusätzlich zu oder anstelle von den vorgenannten Härtern können katalytisch wirksame substituierte Harnstoffe eingesetzt werden. Dies sind insbesondere der p-Chlorphenyl-N,N-dimethylharnstoff (Monuron), 3-Phenyl-1,1-dimethylharnstoff (Fenuron) oder 3,4-Dichlorphenyl-N,N-dimethylharnstoff (Diuron). Prinzipiell können auch katalytisch wirksame tertiäre Aryl- oder Alkyl-Amine, wie beispielsweise das Benzyldimethylamin, Tris(dimethylamino)phenol, Piperidin oder Piperidinderivate eingesetzt werden, diese haben jedoch vielfach eine zu hohe Löslichkeit in dem Klebstoffsystem, so dass hier keine brauchbare Lagerstabilität des einkomponentigen Systems erreicht wird. Weiterhin können diverse, vorzugsweise feste, Imidazolderivate als katalytisch wirksame Beschleuniger eingesetzt werden. Stellvertretend genannt seien 2-Ethyl-2-methylimidazol, N-Butylimidazol, Benzimidazol sowie N-C1 bis C12-Alkylimidazole oder N-Arylimidazole.In addition to or instead of the aforementioned hardeners, catalytically active substituted ureas can be used. These are in particular the p-chlorophenyl-N, N-dimethylurea (monuron), 3-phenyl-1,1-dimethylurea (Fenuron) or 3,4-dichlorophenyl-N, N-dimethylurea (diuron). In principle, it is also possible to use catalytically active tertiary aryl or alkyl amines, such as, for example, benzyldimethylamine, tris (dimethylamino) phenol, piperidine or piperidine derivatives, but these have too high a solubility in the adhesive system, so that there is no useful storage stability of the one-component Systems is achieved. Furthermore, various, preferably solid, imidazole derivatives can be used as catalytically active accelerators. Representative examples include 2-ethyl-2-methylimidazole, N-butylimidazole, benzimidazole and NC 1 to C 12 alkylimidazoles or N-arylimidazoles.

Die erfindungsgemäßen Klebstoffe lassen sich einerseits als einkomponentige Klebstoffe formulieren, wobei diese sowohl als hochviskose warm applizierbare Klebstoffe formuliert werden können, als auch als thermisch härtbare Schmelz klebstoffe. Weiterhin können diese Klebstoffe als einkomponentige vorgelierbare Klebstoffe formuliert werden, im letztgenannten Fall enthalten die Zusammensetzungen entweder feinteilige thermoplastische Pulver, wie z. B. Polymethacrylate, Polyvinylbutyral oder andere thermoplastische (Co)polymere oder das Härtungssystem ist so abgestimmt, dass ein zweistufiger Härtungsprozess stattfindet, wobei der Gelierungsschritt nur eine teilweise Aushärtung des Klebstoffes bewirkt und die Endaushärtung im Fahrzeugbau z. B. in einem der Lackieröfen, vorzugsweise im KTL-Ofen, stattfindet.The adhesives according to the invention can be formulated on the one hand as one-component adhesives, these can be formulated both as highly viscous adhesives that can be applied warmly, and as thermally curable enamel adhesives. Furthermore, these adhesives can be formulated as one-component, pre-gelling adhesives, in the latter case, the compositions contain either finely divided thermoplastic powders, such. As polymethacrylates, polyvinyl butyral or other thermoplastic (co) polymers or the curing system is tuned so that a two-stage curing process takes place, the gelling step causes only a partial curing of the adhesive and the final curing in vehicle z. B. in one of the paint ovens, preferably in the KTL furnace takes place.

Die erfindungsgemäßen Klebstoffzusammensetzungen können auch als zweikomponentige Epoxy-Klebstoffe formuliert werden, bei denen die beiden Reaktionskomponenten erst kurz vor der Applikation miteinander vermischt werden, wobei die Aushärtung dann bei Raumtemperatur oder mäßig erhöhter Temperatur stattfindet. Als zweite Reaktionskomponente können hierbei die für zweikomponentige Epoxy-Klebstoffe an sich bekannten Reaktionskomponenten eingesetzt werden, beispielsweise Di- oder Polyamine, aminoterminierte Polyalkylenglycole (z. B. Jeffamine, Amino-Poly-THF) oder Polyaminoamide. Weitere Reaktivpartner können mercaptofunktionelle Prepolymere sein wie z. B. die flüssigen Thiokol-Polymere. Grundsätzlich können die Epoxyzusammensetzungen auch mit Carbonsäureanhydriden als zweiter Reaktionskomponente in zweikomponentigen Klebstofformulierungen ausgehärtet werden.The adhesive compositions according to the invention can also be formulated as two-component epoxy adhesives, at the two reaction components just before the application are mixed together, the curing then at room temperature or moderately elevated temperature takes place. As a second reaction component can here for the two-component epoxy adhesives per se known reaction components are used, for example di- or polyamines, amino-terminated Polyalkylene glycols (eg Jeffamine, amino-poly-THF) or polyaminoamides. Other reactive partners can mercapto-functional prepolymers such as. As the liquid thiokol polymers. Basically, the Epoxy compositions also with carboxylic acid anhydrides as second reaction component cured in two-component adhesive formulations.

Weiterhin können die erfindungsgemäßen Klebstoffzusammensetzungen gängige weitere Hilfs- und Zusatzmittel wie z. B. Weichmacher, Reaktivverdünner, Rheologie-Hilfsmittel, Netzmittel, Alterungsschutzmittel, Stabilisatoren und/oder Farbpigmente enthalten.Farther can the adhesive compositions of the invention common other auxiliaries and additives such. As plasticizers, reactive diluents, rheology aids, Wetting agents, anti-aging agents, stabilizers and / or color pigments contain.

Als Kleb- oder Dichtstoffmatrix, die erfindungsgemäß die mit den genannten organischen Molekülen belegten anorganischen Festkörper enthält, können insbesondere eingesetzt werden:
Gemäß WO00/37554 Zusammensetzungen, die

  • A) ein Copolymeres mit mindestens einer Glasübergangstemperatur von –30°C oder niedriger und gegenüber Epoxiden reaktiven Gruppen oder ein Reaktionsprodukt dieses Copolymeren mit einem Polyepoxid sowie
  • B) ein Reaktionsprodukt aus einem Polyurethan-Prepolymer und einem Polyphenol oder Aminophenol sowie
  • C) mindestens ein Epoxidharz enthalten
As adhesive or sealant matrix which according to the invention contains the inorganic solids coated with said organic molecules, in particular:
According to WO00 / 37554 Compositions that
  • A) a copolymer having at least a glass transition temperature of -30 ° C or lower and epoxide-reactive groups or a reaction product of this copolymer with a polyepoxide and
  • B) a reaction product of a polyurethane prepolymer and a polyphenol or aminophenol and
  • C) contain at least one epoxy resin

Genauere Angaben hierzu könnend er genannten WO00/37554 entnommen werden.More detailed information can he called WO00 / 37554 be removed.

Gemäß WO01/94492 Zusammensetzungen, enthaltend

  • A) mindestens ein Epoxidharz mit durchschnittlich mehr als einer Epoxidgruppe pro Molekül
  • B) ein Copolymeres mit einer Glasübergangstemperatur von –30°C oder niedriger und gegenüber Epoxiden reaktiven Gruppen oder ein Umsetzungsprodukt dieses Copolymeren mit einem stöchiometrischen Überschuß eines Epoxidharzes gemäß A)
  • C) einen latenten, bei erhöhter Temperatur aktivierbaren Härter für Komponente A), und entweder
  • D) ein Reaktionsprodukt herstellbar aus einem difunktionellen aminoterminierten Polymer und einem Tri- oder Tetracarbonsäureanhydrid, gekennzeichnet durch im Mittel mehr als eine Imidgruppe und Carboxylgruppe pro Molekül, oder
  • E) ein Reaktionsprodukt herstellbar aus einem tri- oder mehrfunktionellen Polyol oder einem tri- oder mehrfunktionellen aminoterminierten Polymer und einem cyclischen Carbonsäureanhydrid, wobei das Reaktionsprodukt im Mittel mehr als eine Carboxylgruppe pro Molekül enthält, oder
  • F) eine Mischung der Reaktionsprodukte gemäß D) und E).
According to WO01 / 94492 Compositions containing
  • A) at least one epoxy resin having on average more than one epoxide group per molecule
  • B) a copolymer having a glass transition temperature of -30 ° C or lower and epoxide-reactive groups or a reaction product of this copolymer with a stoichiometric excess of an epoxy resin according to A)
  • C) a latent, high temperature activatable hardener for component A), and either
  • D) a reaction product preparable from a difunctional amino-terminated polymer and a tri- or tetracarboxylic anhydride, characterized by an average of more than one imide group and carboxyl group per molecule, or
  • E) a reaction product preparable from a tri- or polyfunctional polyol or a tri- or polyfunctional amino-terminated polymer and a cyclic carboxylic anhydride, wherein the reaction product contains on average more than one carboxyl group per molecule, or
  • F) a mixture of the reaction products according to D) and E).

Genauere Angaben hierzu könnend er genannten WO01/94492 entnommen werden.More detailed information can he called WO01 / 94492 be removed.

Gemäß WO00/20483 Zusammensetzungen, enthaltend

  • A) ein Copolymeres mit mindestens einer Glasübergangstemperatur von –30°C oder niedriger und gegenüber Epoxiden reaktiven Gruppen
  • B) ein Reaktionsprodukt herstellbar durch Umsetzung eines Carbonsäureanhydrids oder -dianhydrids mit einem Di- oder Polyamin und ei-nem Polyphenol oder Aminophenol
  • C) mindestens ein Epoxidharz.
According to WO00 / 20483 Compositions containing
  • A) a copolymer having at least a glass transition temperature of -30 ° C or lower and epoxide-reactive groups
  • B) a reaction product preparable by reacting a carboxylic anhydride or dianhydride with a di- or polyamine and egg nem polyphenol or aminophenol
  • C) at least one epoxy resin.

Genauere Angaben hierzu könnend er genannten WO00/20483 entnommen werden.More detailed information can he called WO00 / 20483 be removed.

Gemäß WO03/055957 ein hitzehärtbarer Strukturklebstoff mit multiphasiger Polymermorphologie, wobei die Bindemittelmatrix des gehärteten Reaktionsklebstoffs

  • a) eine kontinuierliche Phase bestehend aus einem gegebenenfalls vernetztem Polymer P1 mit einer Glasübergangstemperatur oberhalb von 100°C, vorzugsweise oberhalb von 120°C,
  • b) einer heterodisperse Phase bestehend aus einzelnen kontinuierlichen Bereichen eines thermoplastischen oder elastomeren Polymeren P2 mit einer Glasübergangstemperatur von weniger als –30°C und einer mittleren Teilchengröße zwischen 0,5 und 50 μm, welche ihrerseits separierte Phasen eines weiteren thermoplastischen oder elastomeren Polymeren P3 mit einer Glasübergangstemperatur von weniger als –30°C und einer Größe zwischen 1 nm und 100nm enthält, die teilweise zu größeren Agglomeraten aggregiert vorliegen können, sowie
  • c) eine in der kontinuierlichen Phase eingebetteten weiteren heterodispersen Phase bestehend aus Bereichen eines thermoplastischen oder elastomeren Polymeren P3 mit einer Glasübergangstemperatur von weniger als –30°C, die zumindest teilweise eine mittlere Teilchengröße zwischen 1 nm und 50 nm haben wobei P3 nicht identisch ist mit P2,
aufweist.According to WO03 / 055957 a thermosetting structural adhesive with multiphase polymer morphology, where at the binder matrix of the cured reaction adhesive
  • a) a continuous phase consisting of an optionally crosslinked polymer P1 having a glass transition temperature above 100 ° C., preferably above 120 ° C.,
  • b) a heterodisperse phase consisting of individual continuous regions of a thermoplastic or elastomeric polymer P2 having a glass transition temperature of less than -30 ° C and an average particle size between 0.5 and 50 microns, which in turn separated phases of another thermoplastic or elastomeric polymer P3 with a glass transition temperature of less than -30 ° C and a size between 1 nm and 100nm, which may be partially aggregated to larger agglomerates, and
  • c) a further heterodisperse phase embedded in the continuous phase and consisting of regions of a thermoplastic or elastomeric polymer P3 having a glass transition temperature of less than -30 ° C, which at least partially have an average particle size between 1 nm and 50 nm, where P3 is not identical to P2,
having.

Einzelheiten hierzu können der genannten WO03/055957 entnommen werden.Details of this can be mentioned WO03 / 055957 be removed.

Gemäß DE 103 51 687 eine zweikomponentige Epoxidharz-Zusammensetzung, enthaltend

  • A) eine Epoxy-Komponente enthaltend a) mindestens ein Epoxidharz mit einer Epoxy-Funktionalität größer als 1, b) mindestens einen hitzeaktivierbaren Härter für das Epoxidharz,
  • B) eine flüssige oder pastöse Härterkomponente enthaltend Amine, Polyaminoamide, Mannich-Basen oder mercaptogruppenhaltige Verbindungen.
According to DE 103 51 687 a two-part epoxy resin composition containing
  • A) an epoxy component comprising a) at least one epoxy resin having an epoxy functionality greater than 1, b) at least one heat-activatable hardener for the epoxy resin,
  • B) a liquid or pasty hardener component containing amines, polyaminoamides, Mannich bases or mercapto group-containing compounds.

Einzelheiten hierzu können der genannten DE 103 51 687 entnommen werden.Details of this can be mentioned DE 103 51 687 be removed.

Neben den eingangs erwähnten Anwendungen können die erfindungsgemäßen Klebstoffzusammensetzungen auch als Vergussmassen in der Elektro- oder Elektronikindustrie, als Die-Attach-Klebstoff in der Elektronik zum Verkleben von Bauteilen auf Leiterplatten eingesetzt werden. Weitere Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind Matrix-Materialien für Verbundwerkstoffe wie z. B. faserverstärkte Verbundwerkstoffe.Next the aforementioned Applications can the adhesive compositions of the invention also as potting compounds in the electrical or electronics industry, as a die-attach adhesive in electronics for bonding components be used on printed circuit boards. Further uses the compositions of the invention are matrix materials for Composite materials such. B. fiber reinforced composites.

Weitere bevorzugte Anwendungsgebiete für die erfindungsgemäßen Klebstoffzusammensetzungen sowohl in einkomponentiger hitzehärtbarer Form als auch in zweikomponentiger Form sind deren Verwendung als Strukturschaum, beispielsweise zur Bildung von Innenversteifungen von Hohlräumen im Fahrzeugbau, wobei die expandierenden Strukturschäume die Hohlraumkonstruktion des Fahrzeuges versteifen oder ihren Energieabsorptionsgrad heraufsetzen. Weiterhin können die Zusammensetzungen zur Herstellung von sogenannten "Versteifungspads" oder für versteifende Beschichtungen dünnwandiger Bleche oder Kunststoffbauteile, vorzugsweise im Fahrzeugbau, eingesetzt werden.Further preferred applications for the adhesive compositions of the invention both in one-component thermosetting Form as well as in two-component form are their use as Structural foam, for example for the formation of internal stiffeners of cavities in vehicle construction, wherein the expanding structural foams the Cavity construction of the vehicle stiffen or their energy absorption mark up. Furthermore you can the compositions for the production of so-called "stiffening pads" or for stiffening Coatings thin-walled Sheets or plastic components, preferably used in vehicle construction become.

Ein ganz besonders bevorzugtes Anwendungsfeld der erfindungsgemäßen Klebstoffe sind jedoch strukturelle Verklebungen im Fahrzeugbau.One very particularly preferred field of application of the adhesives according to the invention However, structural bonding in vehicle construction.

Bei der erfindungsgemäßen Verwendung als Strukturklebstoff wird der Klebstoff nach der Verbindung der Metallteile bei einer Temperatur im Bereich von 100 bis 150°C für eine Zeitdauer im Bereich von 30 bis 120 Minuten thermisch gehärtet. Insbesondere kann die Härtung für eine Zeitdauer im Bereich von 50 bis 70 Minuten bei einer Temperatur im Bereich von 110 bis 130°C durchgeführt werden. Bei den nachfolgenden Beispielen erfolgte die Härtung für eine Stunde bei 120°C. Die optimale Härtungsdauer und Härtungstemperatur hängt von dem konkret verwendeten Epoxid-Härter-System ab und kann durch Routineversuche optimiert werden.at the use according to the invention As a structural adhesive, the adhesive is after the connection of Metal parts at a temperature in the range of 100 to 150 ° C for a period of time thermally cured in the range of 30 to 120 minutes. In particular, the hardening for one Duration in the range of 50 to 70 minutes at a temperature in the range of 110 to 130 ° C carried out become. In the following examples, curing took place for one hour at 120 ° C. The optimal curing time and curing temperature depends on the concrete epoxy hardener system used and can be optimized through routine experimentation.

Die zu verklebenden Metallteile können aus denjenigen Metallen bestehen, die derzeit im Automobilbau üblich sind. Beispiele hierfür sind Stahl, verzinkter oder legierungsverzinkter Stahl sowie Aluminium. Auch ein Verkleben von Magnesiumteilen ist möglich. Die zu verklebenden Metallteile können vor der Verklebung einer korrosionsschützenden Behandlung unterzogen oder mit einem organischen Primer beschichtete worden sein, wie es derzeit technisch üblich ist. Nicht vorbehandelte, gegebenenfalls sogar beölte Teile lassen sich ebenfalls verkleben.The can be glued to metal parts consist of those metals that are currently used in the automotive industry. Examples of this are steel, galvanized or alloy-galvanized steel and aluminum. Also a bonding of magnesium parts is possible. The to be glued Metal parts can subjected to a corrosion-protective treatment before bonding or coated with an organic primer, such as it is currently technically common is. Not pretreated, possibly even oiled parts can also be glued.

Ausführungsbeispieleembodiments

Die nachstehend genannten unterschiedlichen Füllstoffe wurden mit den nachstehend genannten Molekülen mit endständigen funktionellen Gruppen („Nukleophilen”) nach der in WO2005/061631 beschriebenen Methode belegt. Die belegten Füllstoffe (und unbelegte Füllstoffe zum Vergleich) wurden in unterschiedlichen Mengen (angegeben in Gew.-% bezogen auf das füllstoffhaltige Endprodukt) in einen 2-Komponenten-Epoxyklebstoff eingearbeitet: Formulierung: 2-K-EPO Komponente A Equiv.-Gew. Masse [%] Equivalente Bestandteile [%] Epon 828 182 100 0,549 50 Komponente B Equiv.-Gew. Masse [%] Equivalente Bestandteile [%] Polypox P 502 Hycar ATBN 1300X16 92 900 66,67 33,33 0,725 0,037 33,33 16,67 The different fillers mentioned below were reacted with the following functional end-group ("nucleophile") molecules as described in U.S.P. WO2005 / 061631 documented method. The filled fillers (and blank fillers for comparison) were incorporated in varying amounts (expressed in weight percent based on the final filler-containing product) in a 2-part epoxy adhesive: Formulation: 2-K-EPO Component A Equiv. Wt. Dimensions [%] equivalents Constituents [%] Epon 828 182 100 0.549 50 Component B Equiv. Wt. Dimensions [%] equivalents Constituents [%] Polypox P 502 Hycar ATBN 1300X16 92,900 66.67 33.33 0.725 0.037 33.33 16.67

Die einzelnen Komponenten sind: Epon 828: Epoxidharz basierend auf Bisphenol-A und Epichlorhydrin Polypox P 502: modifiziertes Polyaminoamidoxid-Harz Hycar ATBN 1300X16: Aminterminiertes Butadien-Acrylnitril-Copolymer

  • Härtung: 1h bei 120°C
Messparameter: Zugscher-Festigkeit: Material des Prüfkörpers: Blech Länge der Verklebung: 10 mm Breite des Prüfkörpers: 25 mm Prüfgeschwindigkeit: 15 mm/min Winkelschäl-Festigkeit: Material des Prüfkörpers: Blech Breite des Prüfkörpers: 25 mm Messweg: 200 mm Prüfgeschwindigkeit: 100 mm/min Abkürzungen: oberfl. oberflächennaher Bruch cf cohesive failure schräg gez. ungleichmäßiges Verbiegen der Fügeteile bei Prüfung der Winkelschäl-Festigkeit Rutil (Kronos 3025)
Figure 00230001
Tab. 1: Zuscher-Festikeit unmodifizierter Füllstoff modifizierter Füllstoff W (Füllstoff) [%] Fmax [N·mm–2] Bem. ⌀ Fmax [N·mm–2] Fmax [N·mm–2] Bem. ⌀ Fmax [N·mm–2] 0 % 21,50 25,68 24,86 10 % cf 0 % cf 0 % cf 24,1 5 % 26,58 26,52 25,68 27,40 25,11 0 % cf 0 % cf 0 % cf 0 % cf 0 % cf 26,3 27,53 29,29 27,89 0 % cf 0 % cf 0 % cf 28,2 10 % 19,20 20,43 17,03 16,41 20,52 100 % cf, oberfl. 100 % cf, oberfl. 100 % cf, oberfl. 100 % cf 100 % cf 18,7 25,76 27,77 29,39 50 % cf, oberfl. 95 % cf 95 % cf 27,6 20 % 20,05 23,49 23,02 100 % cf, oberfl. 100 % cf, oberfl. 100 % cf, oberfl. 22,2 18,40 20,55 19,24 95 % cf, oberfl. 100 % cf, oberfl. 100 % cf, oberfl. 19,4 Tab. 2: Winkelschäl-Festigkeit unmodifizierter Füllstoff modifizierter Füllstoff W (Füllstoff) [%] Fmittel [N·mm–1] Bem. ⌀ Fmittel [N·mm–1] Fmittel [N·mm–1] Bem. ⌀ Fmittel [N·mm–1] 0 % 6,14 6,96 80 % cf 60 % cf 6,6 5 % 6,58 6,73 5 % cf 90 % cf, oberfl. 6,7 5,14 6,12 0 % cf 0 % cf, schräg gez. 5,6 10 % 5,24 5,44 90 % cf, ungl. 50 % 5,3 7,63 8,02 100 % cf, oberfl., schräg g. 85 % cf 7,8 20 % 3,93 5,65 100 % cf 100 % cf, oberfl. 4,8 6,38 5,79 100 % cf, 100 % cf, schräg gez. 6,1 Rutil (Kronos 3025)
Figure 00250001
Tab. 3: Zugscher-Festigkeit unmodifizierter Füllstoff modifizierter Füllstoff W(Füllstoff) [%] Fmax [N·mm–2] Bem. ⌀ Fmax [N·mm–2] Fmax [N·mm–2] Bem. ⌀ Fmax [N·mm–2] 0 % 21,50 25,68 24,86 10 % cf 0 % cf 0 % cf 24,1 5 % 26,58 26,52 25,68 27,40 25,11 0 % cf 0 % cf 0 % cf 0 % cf 0 % cf 26,3 28,63 29,66 29,31 0 % cf 0 % cf 0 % cf 29,2 10 % 19,20 20,43 17,03 16,41 20,52 100 % cf, oberfl. 100 % cf, oberfl. 100 % cf, oberfl. 100 % cf 100 % cf 18,7 27,65 27,75 28,71 5 % cf 0 % cf 0 % cf 28,0 20 % 20,05 23,49 23,02 100 % cf, oberfl. 100 % cf, oberfl. 100 % cf, oberfl. 22,2 21,75 24,41 22,00 100 % cf 100 % cf 100 % cf 22,7 Tab. 4: Winkelschäl-Festigkeit unmodifizierter Füllstoff modifizierter Füllstoff W (Füllstoff) [%] Fmittel [N·mm–1] Bem. ⌀ Fmittel [N·mm–1] Fmittel [N·mm–1] Bem. ⌀ Fmittel [N·mm–1] 0 % 6,14 6,96 80 % cf 60 % cf 6,6 5 % 6,58 6,73 5 % cf 90 % cf, oberfl. 6,7 5,83 6,14 0 % cf 0 % cf 6,0 10 % 5,24 5,44 90 % cf, ungl. 50 % cf 5,3 6,59 6,95 30 % cf 90 % cf, oberfl. 6,8 20 % 3,93 5,65 100 % cf 100 % cf, oberfl. 4,8 4,15 4,79 100 % cf 100 % cf 4,5 Rutil (Kronos 3025)
Figure 00260001
Tab. 5: Zugscher-Festigkeit unmodifizierter Füllstoff modifizierter Füllstoff W (Füllstoff) [%] Fmax [N·mm–2] Bem. ⌀ Fmax [N·mm–2] Fmax [N·mm–2] Bem. ⌀ Fmax [N·mm–2] 0 % 21,50 25,68 24,86 10 % cf 0 % cf 0 % cf 24,1 5 % 26,58 26,52 25,68 27,40 25,11 0 % cf 0 % cf 0 % cf 0 % cf 0 % cf 26,3 28,30 28,22 28,65 0 % cf 5 % cf 5 % cf 28,4 10 % 19,20 20,43 17,03 16,41 20,52 100 % cf, oberfl. 100 % cf, oberfl. 100 % cf, oberfl. 100 % cf 100 % cf 18,7 26,50 25,11 26,42 85 % cf, oberfl. 90 % cf, oberfl. 95 % cf, oberfl. 26,0 20 % 20,05 23,49 23,02 100 % cf, oberfl. 100 % cf, oberfl. 100 % cf, oberfl. 22,2 25,78 27,81 26,09 75 % cf, oberfl. 60 % cf, oberfl. 80 % cf, oberfl. 26,6 Tab. 6: Winkelschäl-Festigkeit unmodifizierter Füllstoff modifizierter Füllstoff W (Füllstoff) [%] Fmittel [N·mm–1] Bem. ⌀ Fmittel [N·mm–1] Fmittel [N·mm–1] Bem. ⌀ Fmittel [N·mm–1] 0 % 6,14 6,96 80% cf 60 % cf 6,6 5 % 6,58 6,73 5 % cf 90 % cf, oberfl 6,7 7,08 6,61 0 % cf 10 % cf 6,8 10 % 5,24 5,44 90 % cf, ungl. 50 % cf 5,3 5,67 5,64 95 % cf 80 % cf 5,7 20 % 3,93 5,65 100 % cf 100 % cf, oberfl. 4,8 4,78 4,79 85 % cf, oberfl. 100 % cf, oberfl. 4,8 Kreide (Socal U1)
Figure 00270001
Tab. 11: Zugscher-Festigkeit unmodifizierter Füllstoff modifizierter Füllstoff W (Füllstoff) [%] Fmax [N·mm–2] Bem. ⌀ Fmax [N·mm–2] Fmax [N·mm–2 Bem. ⌀ Fmax [N·mm–2] 0 % 21,50 25,68 24,86 10 % cf 0 % cf 0 % cf 24,1 5 % 21,85 26,34 25,78 100 % cf 100 % cf 99 % cf 24,7 24,56 22,90 20,93 100 % cf 100 % cf 100 % cf 22,8 20 % 25,97 28,47 26,69 100 % cf, oberfl., unr. 100 % cf, oberfl., unr. 100 % cf, oberfl., unr. 27,0 Topfzeit: 60 s Tab. 12: Winkelschäl-Festigkeit unmodifizierter Füllstoff modifizierter Füllstoff W(Füllstoff) [%] Fmittel [N·mm–1] Bem. ⌀ Fmittel [N·mm–1] Fmittel [N·mm–1] Bem. ⌀ Fmittel [N·mm–1] 0 % 6,14 6,96 80 % cf 60 % cf 6,6 5 % 5,39 5,88 100 % cf, sehr unr. 100 % cf, unr. 5,6 8,03 80 % cf 40 % cf 8,04 10 % 5,05 4,56 4,71 100 % cf, unr. 100 % cf, unr. 100 % cf, unr. 4,8 7,91 8,34 8,81 60 % cf, oberfl. 10 % cf, oberfl. 70 % cf, schräg gez 8,4 20 % 3,74 4,37 90 % cf, sehr unr. 95 % cf, unr. 4,1 Topfzeit: 60 s Kreide (Socal U1)
Figure 00280001
Tab. 11: Zugscher-Festigkeit unmodifizierter Füllstoff modifizierter Füllstoff W(Füllstoff) [%] Fmax [N·mm–2] Bem. ⌀ Fmax [N·mm–2] Fmax [N·mm–2] Bem. ⌀ Fmax [N·mm–2] 0 % 21,50 25,68 24,86 10 % cf 0 % cf 0 % cf 24,1 5 % 21,85 26,34 25,78 100 % cf 100 % cf 99 % cf 24,7 28,59 27,50 28,24 0 % cf 0 % cf 0 % cf 28,1 10 % 25,19 23,47 26,66 100 % cf, oberfl. 100 % cf, oberfl. 95 % cf, oberfl. 25,1 25,48 27,24 27,24 95 % cf 95 % cf 95 % cf 26,7 20 % 25,97 28,47 26,69 100 % cf, oberfl., unr. 100 % cf, oberfl., unr. 100 % cf, oberfl., unr. 27,0 31,72 28,00 0 % cf 0 % cf 29,9 Tab. 12: Winkelschäl-Festigkeit nmodifizierter Füllstoff modifizierter Füllstoff W(Füllstoff) [%] Fmittel [N·mm–1] Bem. ⌀ Fmittel [N·mm–1] Fmittel [N·mm–1] Bem. ⌀ Fmittel [N·mm–1] 0 % 6,14 6,96 80 % cf 60 % cf 6,6 5 % 5,39 5,88 100 % cf, sehr unr. 100 % cf, unr. 5,6 6,93 6,33 5 % cf 95 % cf 6,6 10 % 5,05 4,56 4,71 100 % cf, unr. 100 % cf, unr. 100 % cf, unr. 4,8 7,68 30 % cf 50 % cf 8,2 20 % 3,74 4,37 90 % cf, sehr unr. 95 % cf, unr. 4,1 8,78 7,07 30 % cf 85 % cf, schräg gez. 7,9
Figure 00300001
The individual components are: Epon 828: Epoxy resin based on bisphenol A and epichlorohydrin Polypox P 502: modified polyaminoamide oxide resin Hycar ATBN 1300X16: Amine-terminated butadiene-acrylonitrile copolymer
  • Hardening: 1h at 120 ° C
Measurement parameters: Tensile shear strength: Material of the test specimen: sheet Length of the bond: 10 mm Width of the test specimen: 25 mm Test speed: 15 mm / min Peel strength: Material of the test specimen: sheet Width of the test specimen: 25 mm measuring range: 200 mm Test speed: 100 mm / min Abbreviations: surface-. near-surface fracture cf cohesive failure slanted Uneven bending of the joining parts when testing the angle peel strength Rutile (Kronos 3025)
Figure 00230001
Tab. 1: Tightness unmodified filler modified filler W (filler) [%] F max [N × mm -2 ] Bem. ⌀ F max [N × mm -2 ] F max [N × mm -2 ] Bem. ⌀ F max [N × mm -2 ] 0% 21,50 25,68 24,86 10% cf 0% cf 0% cf 24.1 - - - 5% 26,58 26,52 25,68 27,40 25,11 0% cf 0% cf 0% cf 0% cf 0% cf 26.3 27.53 29.29 27.89 0% cf 0% cf 0% cf 28.2 10% 19,20 20,43 17,03 16,41 20,52 100% cf, surface 100% cf, surface 100% cf, surface 100% cf 100% cf 18.7 25,76 27,77 29,39 50% cf, surface 95% cf 95% cf 27.6 20% 20.05 23,49 23,02 100% cf, surface 100% cf, surface 100% cf, surface 22.2 18,40 20,55 19,24 95% cf, surface. 100% cf, surface 100% cf, surface 19.4 Tab. 2: Angle peel strength unmodified filler modified filler W (filler) [%] F average [N · mm -1 ] Bem. ⌀ F medium [N · mm -1 ] F average [N · mm -1 ] Bem. ⌀ F medium [N · mm -1 ] 0% 6.14 6.96 80% cf 60% cf 6.6 - - - 5% 6,58 6,73 5% cf 90% cf, surface 6.7 5:14 6,12 0% cf 0% cf, skewed 5.6 10% 5.24 5.44 90% cf, unhealthy 50% 5.3 7.63 8.02 100% cf, surface, diagonal g. 85% cf 7.8 20% 3.93 5.65 100% cf 100% cf, surface 4.8 6.38 5.79 100% cf, 100% cf, skewed 6.1 Rutile (Kronos 3025)
Figure 00250001
Tab. 3: Tensile shear strength unmodified filler modified filler W (filler) [%] F max [N × mm -2 ] Bem. ⌀ F max [N × mm -2 ] F max [N × mm -2 ] Bem. ⌀ F max [N × mm -2 ] 0% 21,50 25,68 24,86 10% cf 0% cf 0% cf 24.1 - - - 5% 26,58 26,52 25,68 27,40 25,11 0% cf 0% cf 0% cf 0% cf 0% cf 26.3 28.63 29.66 29.31 0% cf 0% cf 0% cf 29.2 10% 19,20 20,43 17,03 16,41 20,52 100% cf, surface 100% cf, surface 100% cf, surface 100% cf 100% cf 18.7 27,65 27,75 28,71 5% cf 0% cf 0% cf 28.0 20% 20.05 23,49 23,02 100% cf, surface 100% cf, surface 100% cf, surface 22.2 21,75 24,41 22,00 100% cf 100% cf 100% cf 22.7 Tab. 4: Angle peel strength unmodified filler modified filler W (filler) [%] F average [N · mm -1 ] Bem. ⌀ F medium [N · mm -1 ] F average [N · mm -1 ] Bem. ⌀ F medium [N · mm -1 ] 0% 6.14 6.96 80% cf 60% cf 6.6 - - - 5% 6,58 6,73 5% cf 90% cf, surface 6.7 5.83 6,14 0% cf 0% cf 6.0 10% 5.24 5.44 90% cf, unhealthy 50% cf 5.3 6,59 6,95 30% cf 90% cf, surface 6.8 20% 3.93 5.65 100% cf 100% cf, surface 4.8 4,15 4,79 100% cf 100% cf 4.5 Rutile (Kronos 3025)
Figure 00260001
Tab. 5: Tensile shear strength unmodified filler modified filler W (filler) [%] F max [N × mm -2 ] Bem. ⌀ F max [N × mm -2 ] F max [N × mm -2 ] Bem. ⌀ F max [N × mm -2 ] 0% 21,50 25,68 24,86 10% cf 0% cf 0% cf 24.1 - - - 5% 26,58 26,52 25,68 27,40 25,11 0% cf 0% cf 0% cf 0% cf 0% cf 26.3 28,30 28,22 28,65 0% cf 5% cf 5% cf 28.4 10% 19,20 20,43 17,03 16,41 20,52 100% cf, surface 100% cf, surface 100% cf, surface 100% cf 100% cf 18.7 26,50 25,11 26,42 85% cf, surface. 90% cf, surface 95% cf, surface. 26.0 20% 20.05 23,49 23,02 100% cf, surface 100% cf, surface 100% cf, surface 22.2 25,78 27,81 26,09 75% cf, surface. 60% cf, surface. 80% cf, surface 26.6 Tab. 6: Angle peel strength unmodified filler modified filler W (filler) [%] F average [N · mm -1 ] Bem. ⌀ F medium [N · mm -1 ] F average [N · mm -1 ] Bem. ⌀ F medium [N · mm -1 ] 0% 6.14 6.96 80% cf 60% cf 6.6 - - - 5% 6,58 6,73 5% cf 90% cf, surface 6.7 7.08 6.61 0% cf 10% cf 6.8 10% 5.24 5.44 90% cf, unhealthy 50% cf 5.3 5.67 5.64 95% cf 80% cf 5.7 20% 3.93 5.65 100% cf 100% cf, surface 4.8 4.78 4.79 85% cf, surface. 100% cf, surface 4.8 Chalk (Socal U1)
Figure 00270001
Tab. 11: Tensile shear strength unmodified filler modified filler W (filler) [%] F max [N × mm -2 ] Bem. ⌀ F max [N × mm -2 ] F max [N × mm -2 Bem. ⌀ F max [N × mm -2 ] 0% 21,50 25,68 24,86 10% cf 0% cf 0% cf 24.1 - - - 5% 21,85 26,34 25,78 100% cf 100% cf 99% cf 24.7 24.56 22,90 20,93 100% cf 100% cf 100% cf 22.8 20% 25.97 28.47 26.69 100% cf, surface, unr. 100% cf, surface, unr. 100% cf, surface, unr. 27.0 Pot life: 60 s - - Tab. 12: Angle peel strength unmodified filler modified filler W (filler) [%] F average [N · mm -1 ] Bem. ⌀ F medium [N · mm -1 ] F average [N · mm -1 ] Bem. ⌀ F medium [N · mm -1 ] 0% 6.14 6.96 80% cf 60% cf 6.6 - - - 5% 5.39 5.88 100% cf, very unr. 100% cf, unr. 5.6 8.03 80% cf 40% cf 8.04 10% 5.05 4.56 4.71 100% cf, unr. 100% cf, unr. 100% cf, unr. 4.8 7.91 8.34 8.81 60% cf, surface. 10% cf, surface 70% cf, slanted 8.4 20% 3.74 4.37 90% cf, very bad 95% cf, unr. 4.1 Pot life: 60 s - - Chalk (Socal U1)
Figure 00280001
Tab. 11: Tensile shear strength unmodified filler modified filler W (filler) [%] F max [N × mm -2 ] Bem. ⌀ F max [N × mm -2 ] F max [N × mm -2 ] Bem. ⌀ F max [N × mm -2 ] 0% 21,50 25,68 24,86 10% cf 0% cf 0% cf 24.1 - - - 5% 21,85 26,34 25,78 100% cf 100% cf 99% cf 24.7 28.59 27.50 28.24 0% cf 0% cf 0% cf 28.1 10% 25.19 23.47 26.66 100% cf, surface 100% cf, surface 95% cf, surface. 25.1 25,48 27,24 27,24 95% cf 95% cf 95% cf 26.7 20% 25.97 28.47 26.69 100% cf, surface, unr. 100% cf, surface, unr. 100% cf, surface, unr. 27.0 31,72 28,00 0% cf 0% cf 29.9 Tab. 12: Angle peel strength modified filler modified filler W (filler) [%] F average [N · mm -1 ] Bem. ⌀ F medium [N · mm -1 ] F average [N · mm -1 ] Bem. ⌀ F medium [N · mm -1 ] 0% 6.14 6.96 80% cf 60% cf 6.6 - - - 5% 5.39 5.88 100% cf, very unr. 100% cf, unr. 5.6 6,93 6,33 5% cf 95% cf 6.6 10% 5.05 4.56 4.71 100% cf, unr. 100% cf, unr. 100% cf, unr. 4.8 7.68 30% cf 50% cf 8.2 20% 3.74 4.37 90% cf, very bad 95% cf, unr. 4.1 8.78 7.07 30% cf 85% cf, slanted 7.9
Figure 00300001

Claims (11)

Kleb- oder Dichtstoff auf Epoxidbasis, der, bezogen auf den gesamten Klebstoff, 5 bis 30 Gew.-% anorganischer Partikel enthält, deren Oberfläche durch Reaktion mit organischen Molekülen belegt wurde, die mindestens zwei endständige funktionelle Gruppen tragen, wobei jede funktionelle Gruppe mindestens ein Heteroatom mit mindestens einem freien Elektronenpaar enthält.Adhesive or sealant based on epoxy, the, related on the entire adhesive, 5 to 30 wt .-% of inorganic particles contains their surface was evidenced by reaction with organic molecules that at least two terminal ones bear functional groups, each functional group being at least contains a heteroatom with at least one lone pair of electrons. Kleb- oder Dichtstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die funktionellen Gruppen ausgewählt sind aus -OH-Gruppen, -SH-Gruppen, Epoxidgruppen und -NHR-Gruppen, wobei R Wasserstoff oder einen organischen Rest mit 1 bis 12 C-Atomen bedeutetAdhesive or sealant according to claim 1, characterized in that the functional groups are selected from -OH groups, -SH groups, Epoxide groups and -NHR groups, where R is hydrogen or an organic Rest means having 1 to 12 carbon atoms Kleb- oder Dichtstoff nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die organischen Moleküle außer den genannten endständigen funktionellen Gruppen Ethergruppen enthalten.Adhesive or sealant according to one or both of Claims 1 and 2, characterized in that the organic molecules except the said terminal functional groups containing ether groups. Kleb- oder Dichtstoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der anorganischen Partikel in einem solchen Ausmaß mit den organischen Molekülen belegt wurde, dass pro nm2 Oberfläche mindestens 4 Kohlenstoffatome der organischen Moleküle vorliegen.Adhesive or sealant according to one or more of Claims 1 to 3, characterized in that the surface of the inorganic particles has been coated to such an extent with the organic molecules that at least 4 carbon atoms of the organic molecules are present per nm 2 surface. Kleb- oder Dichtstoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganischen Partikel ausgewählt sind aus Oxiden, Hydroxiden, Carbonaten und Kieselsäuren bzw. Silicaten.Adhesive or sealant according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the inorganic particles selected are oxides, hydroxides, carbonates and silicas or Silicates. Kleb- oder Dichtstoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die organischen Moleküle über Siliciumatome mit der Oberfläche der anorganischen Partikel verbunden sind.Adhesive or sealant according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the organic molecules via silicon atoms with the surface the inorganic particles are connected. Kleb- oder Dichtstoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass er in zwei Komponenten vorliegt, wobei eine Komponente A aus einem oder mehreren Epoxid(en) besteht oder diese enthält und eine zweite Komponente B aus einem oder mehreren Härtern für Epoxide besteht oder diese enthält.Adhesive or sealant according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that it is present in two components, wherein a component A consists of one or more epoxide (s) or contains this and a second component B of one or more epoxy curing agents exists or contains. Kleb- oder Dichtstoff nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente B die genannten anorganischen Partikel in einer solchen Menge enthält, dass der Anteil der anorganischen Partikel in dem gesamten Kleb- oder Dichtstoff nach dem Vermischen der Komponenten A und B im Bereich von 5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 20 Gew-% liegt, wobei die Oberfläche der anorganischenPartikel durch Reaktion mit organischen Molekülen belegt wurde, die mindestens zwei endständige funktionelle Gruppen tragen, die ausgewählt sind aus -OH-Gruppen, -SH-Gruppen und -NHR-Gruppen, wobei R Wasserstoff oder einen organischen Rest mit 1 bis 12 C-Atomen bedeutet.Adhesive or sealant according to claim 7, characterized in that that the component B, the said inorganic particles in a contains such amount, that the proportion of inorganic particles in the entire adhesive or sealant after mixing components A and B in the range from 5 to 30% by weight, preferably in the range from 5 to 20% by weight lies, with the surface the inorganic particle is evidenced by reaction with organic molecules which was at least two terminal carry functional groups selected from -OH groups, -SH groups and -NHR groups, where R is hydrogen or an organic radical with 1 to 12 carbon atoms. Kleb- oder Dichtstoff nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente A die genannten anorganischen Partikel in einer solchen Menge enthält, dass der Anteil der anorganischen Partikel in dem gesamten Kleb- oder Dichtstoff nach dem Vermischen der Komponenten A und B im Bereich von 5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 20 Gew-% liegt, wobei die Oberfläche der anorganischenPartikel durch Reaktion mit organischen Molekülen belegt wurde, die mindestens zwei endständige funktionelle Gruppen tragen, die ausgewählt sind aus Epoxidgruppen.Adhesive or sealant according to claim 7, characterized in that that the component A, the said inorganic particles in a contains such amount, that the proportion of inorganic particles in the entire adhesive or sealant after mixing components A and B in the range from 5 to 30 wt .-%, preferably in the range of 5 to 20 wt%, wherein the surface the inorganic particle is evidenced by reaction with organic molecules which was at least two terminal carry functional groups selected from epoxide groups. Verwendung eines Klebstoffs nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 als Strukturklebstoff zur Verbindung von Metallteilen im Automobilbau.Use of an adhesive according to one or more the claims 1 to 9 as a structural adhesive for the connection of metal parts in Automotive engineering. Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff nach der Verbindung der Metallteile bei einer Temperatur im Bereich von 100 bis 150°C für eine Zeitdauer im Bereich von 30 bis 120 Minuten thermisch gehärtet wird.Use according to claim 10, characterized that the adhesive after the connection of the metal parts in a Temperature in the range of 100 to 150 ° C for a period of time in the range is thermally cured from 30 to 120 minutes.
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