DE102006060378A1 - Residual monomer-free, aqueous polychloroprene dispersions containing a hydroxylamine derivative as stabiliser, e.g. N,N-diethylhydroxylamine, used in adhesive and sealant formulations for various substrates - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft wasserenthaltende Zusammensetzungen, insbesondere wässrige Polymer-Dispersionen auf Basis von Polychloropren, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung, insbesondere zur Herstellung von Dichtstoffen und Beschichtungen, insbesondere zur Herstellung von klebenden Beschichtungen und ein Verfahren zum Verbinden der einseitig oder beidseitig beschichteten Substrate unter Verwendung der Zusammensetzungen.The The invention relates to water-containing compositions, in particular aqueous Polymer dispersions based on polychloroprene, process for their preparation and their use, in particular for the production of sealants and coatings, in particular for the production of adhesive coatings and a method for joining the one-sided or double-sided coated Substrates using the compositions.
Kontaktklebstoffe auf Basis von Polychloropren (CR) sind überwiegend lösemittelhaltige Klebstoffe, die auf zu verbindende Substrate aufgebracht und getrocknet werden. Durch anschließendes Fügen der Substrate unter Druck erhält man einen Verbindungsaufbau mit hoher Anfangsfestigkeit unmittelbar nach dem Fügevorgang.Contact adhesives based on polychloroprene (CR) are predominantly solvent-based Adhesives applied to substrates to be bonded and dried become. By subsequent Add the Receives substrates under pressure one immediately connects with high initial strength after the joining process.
Aus ökologischen Gründen besteht ein wachsender Bedarf an geeigneten wässrigen CR-Klebstoff-Dispersionen, die sich zu entsprechenden wässrigen CR-Klebstoff-Formulierungen verarbeiten lassen. Diese werden beispielsweise im „Spray-Mix" Verfahren eingesetzt, bei welchem die wässrige Klebstoff-Formulierung sowie ein Koagulationsmittel separat in einer Sprühpistole gefördert und schließlich im Sprühstrahl gemischt werden, worauf der CR-Klebstoff auf dem Substrat koaguliert. Eine Übersicht zu dieser Methode wird z.B. in „Handbook of Adhesives", Irving Skeist, Chapman, Hall, New York, 3. Ed. 1990, Part 15, Seite 301; R. Musch et al, Adhesives Age, Januar 2001, Seite 17, „Spray-Mixing Klebstoffe auf Basis Dispercoll®C für die Schaumstoff-Klebung", Technische Information der Bayer AG, Nr. KA-KR-0001d/01/05.96 gegeben.For ecological reasons, there is an increasing demand for suitable aqueous CR adhesive dispersions which can be processed to corresponding aqueous CR adhesive formulations. These are used, for example, in the "spray-mix" process, in which the aqueous adhesive formulation and a coagulant are conveyed separately in a spray gun and finally mixed in a spray jet, whereupon the CR adhesive coagulates on the substrate eg in "Handbook of Adhesives", Irving Skeist, Chapman, Hall, New York, 3rd ed. 1990, Part 15, page 301; R. Musch et al, Adhesives Age, January 2001, page 17, "Spray mixing adhesives based Dispercoll® ® C for foam bonding," Technical Information of Bayer AG, no. KA-KR-0001d / 01 / 05.96 given ,
Es ist jedoch oft erforderlich, die wässrigen CR-Dispersionen bzw. -Formulierungen mit Additiven wie beispielsweise Stabilisatoren und/oder Alterungsschutzmitteln zu versetzen, damit diese eine bedarfsgerechte Lagerstabilität und Gebrauchssicherheit aufweisen oder auch die Klebstoffschichten vor Alterung oder Verfärbung geschützt sind.It However, it is often necessary that the aqueous CR dispersions or Formulations with additives such as stabilizers and / or to provide aging protection agents so that they have a need-based storage stability and safety of use or the adhesive layers are protected against aging or discoloration.
Zu letztgenanntem Zweck werden wässrige Formulierungen vorteilhaft mit Zinkoxid versetzt, da dieses bei Formulierungen auf Basis von Polychloropren-Dispersionen einer schnellen Alterung der Klebnaht und Verfärbungen der verklebten Substrate durch Abspaltung von HCl aus dem CR-Polymeren entgegenwirkt.To latter purpose become watery Formulations advantageously mixed with zinc oxide, since this at Formulations based on polychloroprene dispersions of a fast Aging of the adhesive seam and discoloration the bonded substrates counteracts by splitting off HCl from the CR polymer.
Weiterhin werden Alterungsschutzmittel zugesetzt, bevorzugt auf der Basis von oligofunktionellen sekundären aromatischen Aminen oder oligofunktionellen substituierten Phenolen wie Produkte vom Typ 6-PPD (N-(1,3-Dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylendiamin; Vulkanox®, Lanxess Deutschland GmbH), DTPD, DDA, BPH, BHT etc. wie z.B. beschrieben in Handbuch für die Gummiindustrie, Ausgabe 1992, Bayer AG, Leverkusen Kapitel 4. Vulkanox®, S. 423. Besonders wirksam ist Vulkanox® DDA, ein Diphenylamin-Derivat.Furthermore, anti-aging agents may be added, preferably (based on oligofunctional secondary aromatic amines or oligofunctional substituted phenols, such as products of the type 6-PPD N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-p-phenylenediamine; Vulkanox ®, Germany Lanxess GmbH), DTPD, DDA, BPH, BHT, etc. as described for example in the fourth manual for the rubber industry, 1992 edition, Bayer AG, Leverkusen Chapter Vulkanox.RTM ®, p 423. It is particularly effective Vulkanox.RTM ® DDA, a diphenylamine derivative.
Die bisher bekannten Zinkoxid-Dispersionen neigen jedoch zu einer Sedimentation. Diese Sedimentation oder Phasentrennung ist besonders bei einem Einsatz solcher Klebstoff-Formulierungen im „Spray-Mix" Verfahren nicht akzeptabel, da sie zu Verstopfungen der Düse führt. Die Reinigung der Düse ist zeit- und kostenintensiv und aus ökonomischer Sicht unbefriedigend.The However, previously known zinc oxide dispersions tend to sedimentation. This sedimentation or phase separation is especially at one Use of such adhesive formulations in the "spray-mix" process is not acceptable as they to blockages of the nozzle leads. The cleaning of the nozzle is time consuming and costly and unsatisfactory from an economic point of view.
Die organischen Alterungsschutzmittel wiederum sind entweder nicht verfärbungsstabil (oligofunktionellen sekundären aromatischen Amine) oder weniger wirksam (oligofunktionellen substituierten Phenole).The Organic aging inhibitors, in turn, are either not discoloration-stable (Oligofunctional secondary aromatic amines) or less effective (oligofunctional substituted Phenols).
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand in der Bereitstellung neuer wässriger, restmonomerfreier und lagerstabiler Polychloropren Dispersionen und Klebstoffzusammensetzungen, die nach der Applikation auf den zu verklebenden Substraten und dem Fügen eine hohe Beständigkeit gegen Abspaltung von HCl aus dem Polymeren aufweisen.The Object of the present invention was to provide new watery, residual monomer-free and storage-stable polychloroprene dispersions and adhesive compositions which after application to the to be bonded substrates and the joining a high resistance against elimination of HCl from the polymer.
Es wurde gefunden, dass sich durch den Zusatz von Hydroxylamin und deren Derivaten die Stabilisierung wässriger Polychloropren-Dispersionen und -Zubereitungen deutlich verbessern lässt. Hierbei werden entweder zusätzlich zu den bisher verwendeten Alterungsschutzmitteln Hydroxylamine zugesetzt oder die herkömmlichen Alterungsschutzmittel werden teilweise oder ganz durch Hydroxylamine ersetzt. Hydroxylamine stabilisieren Polychloropren-Dispersionen durch Abfangen von HCl, das aus dem Polychloropren abgespalten werden kann und wirken als Alterungsschutzmittel durch Abstoppen radikalischer Reaktionen in den aus den wässrigen Zubereitungen hergestellten trockenen Filmen. Eine zusätzliche Stabilisierung kann durch den Einsatz von Nano-Zinkoxid erfolgen, wodurch sich das Problem der Sedimentation von Zinkoxid-Dispersionen, die dem derzeitigen Stand der Technik entsprechen, beheben lässt. Darüber hinaus wirken auch Nano-Siliciumdioxid Dispersionen stabilisierend auf die Beständigkeit gegen HCl-Abspaltung und Verfärbung der aus den wässrigen Zubereitungen hergestellten, trockenen Filme.It has been found that the addition of hydroxylamine and its derivatives can significantly improve the stabilization of aqueous polychloroprene dispersions and preparations. In this case, hydroxylamines are added either in addition to the previously used anti-aging agents or the conventional anti-aging agents are partially or completely replaced by hydroxylamines. Hydroxylamines stabilize polychloroprene dispersions by trapping HCl which can be split off from the polychloroprene and act as anti-aging agents by stopping radical reactions in the dry films made from the aqueous formulations. Additional stabilization can be achieved by the use of nano-zinc oxide, which can solve the problem of sedimentation of zinc oxide dispersions, the current state of the art. In addition, nano-silica dispersions have a stabilizing effect on the resistance to HCl cleavage and discoloration of the aqueous films, dry films.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine Zusammensetzung, enthaltend:
- A) Polychloropren-Partikel,
- B) Hydroxylamine der allgemeinen Formel (I), in der R1 und R2 unabhängig voneinander für Wasserstoff (H), lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte, unsubstituierte, einfach oder mehrfach substituierte C1-C20-Alkylreste oder C6-C12-Arylreste oder C7-C14-Aralkylreste oder C5-C7-Cycloalkylreste stehen oder R1 und R2 durch einen unsubstituierten, einfach oder mehrfach substituierten C3-C7-Cycloalkylrest miteinander verbunden sind und
- C) Wasser.
- A) polychloroprene particles,
- B) Hydroxylamines of the general formula (I), in the R 1 and R 2 independently of one another represent hydrogen (H), linear or branched, saturated or unsaturated, unsubstituted, mono- or polysubstituted C 1 -C 20 -alkyl radicals or C 6 -C 12 -aryl radicals or C 7 -C 14 -Aralkylreste or C 5 -C 7 -cycloalkyl or R 1 and R 2 are joined together by an unsubstituted, mono- or polysubstituted C 3 -C 7 -cycloalkyl radical and;
- C) water.
Die Zusammensetzung liegt insbesondere in Form einer wässrigen Dispersion vor.The Composition is especially in the form of an aqueous Dispersion before.
Polychloropren-Partikel im Sinne der Erfindung sind Partikel aus Polychloropren (Poly(2-chlor-1,3-butadien) sowie aus Chloropren enthaltenden Copolymeren.Polychloroprene particles For the purposes of the invention are particles of polychloroprene (poly (2-chloro-1,3-butadiene) and from chloroprene-containing copolymers.
Die Polychloropren (Poly(2-chlor-1,3-butadien))-Partikel werden der erfindungsgemäßen Zusammensetzung zweckmäßig in der Form wässriger Dispersionen zugeführt. Die Herstellung solcher Polychloropren-Dispersionen ist an sich bekannt und erfolgt durch Emulsionspolymerisation im alkalischen wässrigen Medium, vgl. "Ullmanns Encyclopädie der technischen Chemie", Band 13, S. 614, Verlag Chemie, Weinheim, New York; 4. Auflage 1977; "Encyclopedia of Polymer Science and Technology", Vol. 3, S. 705-730, John Wiley, New York 1965; "Methoden der Organischen Chemie" (Houben-Weyl) XIV/1, 733 f. Georg Thieme Verlag Stuttgart 1961.The Polychloroprene (poly (2-chloro-1,3-butadiene)) particles are the composition according to the invention appropriate in the Form of watery Fed dispersions. The preparation of such polychloroprene dispersions is per se known and carried out by emulsion polymerization in the alkaline aqueous medium, see. "Ullmanns Encyclopaedia of technical chemistry ", Volume 13, p. 614, Verlag Chemie, Weinheim, New York; 4th edition 1977; "Encyclopedia of Polymer Science and Technology ", Vol. 3, pp. 705-730, John Wiley, New York 1965; "Methods of Organic Chemistry" (Houben-Weyl) XIV / 1, 733 f. Georg Thieme Verlag Stuttgart 1961.
Besonders bevorzugt sind Polychloropren-Dispersionen, die durch kontinuierliche Polymerisation hergestellt werden, wie z.B. beschrieben in der WO02/24825, Beispiel 2 und DE-A 3 002 734, Beispiel 6, wobei der Reglergehalt zwischen 0,01 Gew.-% und 0,5 Gew.-% variiert werden kann.Especially Polychloroprene dispersions are preferred by continuous Be prepared polymerization, such. described in WO02 / 24825, Example 2 and DE-A 3 002 734, Example 6, wherein the regulator content between 0.01 wt .-% and 0.5 wt .-% can be varied.
Geeignete copolymerisierbare Monomere sind bevorzugt Verbindungen mit 3 bis 12 C-Atomen und 1 oder 2 copolymerisierbaren C=C-Doppelbindungen pro Molekül. Beispiele bevorzugter copolymerisierbarer Monomere sind 2,3-Dichlorbutadien und 1-Chlorbutadien.suitable copolymerizable monomers are preferably compounds of 3 to 12 C atoms and 1 or 2 copolymerizable C = C double bonds per molecule. Examples of preferred copolymerizable monomers are 2,3-dichlorobutadiene and 1-chlorobutadiene.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzende Polychloropren-Dispersion wird durch Emulsionspolymerisation bei 0 bis 70°C, vorzugsweise bei 5 bis 45°C und pH-Werten von 10 bis 14, vorzugsweise pH 11 bis pH 13 hergestellt. Die Aktivierung erfolgt durch die üblichen Aktivatoren bzw. Aktivatorsysteme.The in the process according to the invention to be used polychloroprene dispersion is by emulsion polymerization at 0 to 70 ° C, preferably at 5 to 45 ° C and pHs of 10 to 14, preferably pH 11 to pH 13. The activation is carried out by the usual activators or activator systems.
Als Beispiele für Aktivatoren bzw. Aktivatorsysteme seien genannt: Formamidinsulfinsäure, Kaliumperoxodisulfat, Redoxsysteme auf Basis von Kaliumperoxodisulfat und gegebenenfalls einem Silbersalz, das Na-Salz der Anthrachinon-β-sulfonsäure, wobei beispielsweise Verbindungen wie Formamidinsulfinsäure, das Na-Salz der Hydroxymethansulfinsäure, Natriumsulfit und Natriumdithionit als Redoxpartner dienen. Auch Redoxsysteme auf Basis von Peroxiden und Hydroperoxiden sind geeignet. Die Herstellung der erfindungsgemäßen Polychloroprene kann sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich erfolgen, wobei die kontinuierliche Polymerisation bevorzugt ist.When examples for Activators or activator systems may be mentioned: formamidinesulfinic acid, potassium peroxodisulfate, Redox systems based on potassium peroxodisulfate and optionally a silver salt, the Na salt of anthraquinone-β-sulfonic acid, wherein, for example, compounds such as formamidinesulfinic acid, the sodium salt of hydroxymethanesulfinic acid, sodium sulfite and sodium dithionite serve as redox partners. Also redox systems based on peroxides and hydroperoxides are suitable. The preparation of the polychloroprenes according to the invention can be both continuous and discontinuous, wherein continuous polymerization is preferred.
Zur Viskositätseinstellung der erfindungsgemäßen Polychloroprene können übliche Kettenübertragungsmittel wie Mercaptane, wie sie z.B. in DE-A 3 002 711, GB-A 1 048 235, FR-A 2 073 106 beschrieben sind, oder wie Xanthogendisulfide, wie sie z.B. in DE-A 1 186 215, in DE-A 2 156 453, DE-A 2 306 610 und DE-A 3 044 811, in der EP-A 0 053 319, in den GB-A 512 458 und GB-A 952 156 und in US-A 2 321 693 und US-A 2 567 117 beschrieben sind, verwendet werden.to viscosity adjustment the polychloroprenes of the invention may conventional chain transfer agents such as mercaptans, as e.g. in DE-A 3 002 711, GB-A 1 048 235, FR-A 2 073 106, or as xanthogen disulphides, such as they e.g. in DE-A 1 186 215, in DE-A 2 156 453, DE-A 2 306 610 and DE-A 3,044,811, in EP-A-0 053 319, in GB-A-512458 and GB-A-952 156 and in US-A 2 321 693 and US-A 2 567 117 are used become.
Die Polymerisation wird üblicherweise bei 50%-95%, bevorzugt bei 60%-80% des Monomerumsatzes abgebrochen, wobei man als Inhibitor z.B. Phenothiazin, tert-Butylbrenzatechin oder Diethylhydroxylamin zugeben kann.The Polymerization usually becomes at 50% -95%, preferably at 60% -80% of the monomer conversion stopped, wherein as an inhibitor e.g. Phenothiazine, tert-butylpyrocatechol or diethylhydroxylamine can add.
Bei der beschriebenen radikalischen Emulsions-Polymerisation wird das Monomere in die Polymerkette in unterschiedlicher Konfiguration eingebaut, nämlich in trans-1,4- und cis-1,4-Stellung, in 1,2-Stellung und in 3,4-Stellung, siehe: „W.Obrecht in Houben-Weyl: Methoden der organischen Chemie Bd. 20 Teil 3 Makromolekulare Stoffe, (1987) S. 845", wobei das in 1,2-Stellung eingebaute Monomer ein labiles, leicht abspaltbares Chloratom enthält, das für die HCl Abspaltung aus dem Polymeren verantwortlich ist.at the described radical emulsion polymerization is the Monomers in the polymer chain in different configuration installed, namely in trans-1,4 and cis-1,4-position, in 1,2-position and in 3,4-position, see: "W.Obrecht in Houben-Weyl: Methods of Organic Chemistry Bd. 20 Part 3 Macromolecular Substances, (1987) p. 845 ", the 1,2-position monomer is labile, light contains cleavable chlorine atom, that for the HCl cleavage from the polymer is responsible.
Nach der Polymerisation wird das verbleibende monomere Chloropren durch Wasserdampfdestillation entfernt und eine restmonomerenfreie Dispersion erzeugt. Die Wasserdampfdestillation wird durchgeführt wie z.B. beschrieben in "W.Obrecht in Houben-Weyl: Methoden der organischen Chemie Bd. 20 Teil 3 Makromolekulare Stoffe, (1987) S. 852". Durch wiederholte Wasserdampfdestillation lässt sich der Anteil an monomeren Chloropren im Polymer auf Werte um 100 ppm, bevorzugt 50 ppm oder weniger senken. Derartige Dispersionen gelten als restmonomerenfreie Dispersionen im Sinne der vorliegenden Erfindung. Allerdings wird bei diesem Vorgang der von der Polymerisation her noch in der Dispersion vorhandene Abstopper Diethylhydroxylamin soweit entfernt, dass sein Anteil im Latex unter der Nachweisgrenze von > 1 ppm liegt.To The polymerization is the remaining monomeric chloroprene by Steam distillation removed and a residual monomer-free dispersion generated. The steam distillation is carried out as e.g. described in W.Obrecht in Houben-Weyl: Methods of Organic Chemistry Bd. 20 Part 3 Macromolecular Stoffe, (1987) p. 852 ". Repeated steam distillation allows the proportion of monomeric chloroprene in the polymer to values around 100 ppm, preferably 50 ppm or lower. Such dispersions are considered residual monomer-free dispersions in the sense of the present invention. However, this is going on Process that still exists in the dispersion from the polymerization ago Stopper diethylhydroxylamine removed so far that its proportion in latex below the detection limit of> 1 ppm.
Dass Hydroxylamine als Polymerisationsinhibitoren, d.h. zum Abstoppen der Polymerisation allein oder in Kombination mit anderen Abstoppern eingesetzt werden, ist z.B. in "Methoden der Organi schen Chemie" (Houben-Weyl) XIV/1, S. 435, 441, 746 f. Georg Thieme Verlag Stuttgart 1961, beschrieben.That Hydroxylamines as polymerization inhibitors, i. to stop the polymerization alone or in combination with other Abstoppern are used, is e.g. in "Methods of organic chemistry "(Houben-Weyl) XIV / 1, p. 435, 441, 746 f. Georg Thieme Verlag Stuttgart 1961, described.
Weiterhin wird die Wirksamkeit bestimmter Hydroxylamine bei der Unterdrückung der so genannten Popcorn-Bildung bei der Polymerisation beschrieben.Farther the effectiveness of certain hydroxylamines in suppressing the so-called popcorn formation during polymerization described.
Die erfindungsgemäß stabilisierende Wirkung ist in der fertigen, restmonomerenfreien Polymerdispersion jedoch nicht mehr vorhanden, da – wie vorstehend ausgeführt – die beschriebenen Hydroxylamine zusammen mit dem restlichen Monomer, welches aus toxikologischen Gründen aus dem unmittelbar nach Abschuss der Polymerisation erhaltenen Latex durch z.B. Wasserdampfdestillation entfernt werden.The Stabilizing according to the invention The effect is in the finished, residual monomer-free polymer dispersion However, no longer exist because - as stated above - the described Hydroxylamines together with the remaining monomer, which consists of toxicological establish from the polymer obtained immediately after the start of the polymerization Latex by e.g. Steam distillation can be removed.
Der Feststoffgehalt dieser monomerarmen Polychloropren-Dispersion kann bei Bedarf in einem weiteren Schritt durch einen Aufkonzentrationsschritt (Aufrahmprozess) erhöht werden. Diese Aufrahmung erfolgt z.B. durch Zusatz von Alginaten, wie in "Neoprene Latices, John C. Carl, E.I. Du Pont 1964, S.13" beschrieben, oder durch ein Aufrahmverfahren mit Hilfe eines Koaleszierhilfsmittels, wie beschrieben in DE-A 10 145 097, welches besonders bevorzugt ist.Of the Solids content of this low-monomer polychloroprene dispersion can if necessary in a further step through a concentration step (Creaming process) increased become. This creaming is done e.g. by adding alginates, as in "Neoprene Latices, John C. Carl, E.I. Du Pont 1964, p.13 ", or by a Aufrahmverfahren with the aid of a coalescing aid as described in DE-A 10 145 097, which is particularly preferred.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Polychloropren-Partikel einen mittleren Primärpartikeldurchmesser von weniger als 220 nm auf.In a preferred embodiment According to the invention, the polychloroprene particles have an average Primary particle diameter of less than 220 nm.
Der Begriff „Primärpartikel bzw. Primärteilchen" bezeichnet analog zu DIN 53206; 1992-08 durch geeignete physikalische Verfahren als Individuen erkennbare Teilchen. Man kann im Zusammenhang mit den Polychloroprenpartikeln von „Durchmessern" sprechen, da die Partikel annähernd kugelförmig sind.Of the Term "primary particle or primary particles "refers analogously to DIN 53206; 1992-08 by suitable physical methods as Individuals recognizable particles. One can in connection with the Polychloroprene particles of "diameters" speak, since the Approximate particles spherical are.
Der mittlere Primärpartikeldurchmesser der Polychloropren-Partikel wird erfindungsgemäß bevorzugt mittels Ultrazentrifuge bestimmt, vgl.: H.G. Müller, Progr. Colloid Polym. Sci. 107, 180-188 (1997). Es wird das Massenmittel angegeben.Of the mean primary particle diameter The polychloroprene particles according to the invention preferably by means of ultracentrifuge determined, cf .: H.G. Miller, Progr. Colloid Polym. Sci. 107, 180-188 (1997). It becomes the mass agent specified.
Ein mittlerer Primärpartikeldurchmesser von mehr als 220 nm kann nachteilig sein, weil es bei der Entfernung des restlichen Monomeren 2-Chlor-1,3-butadien aus der Polychloropren Dispersion durch Wasserdampfdestillation zu unerwünschten Ausscheidungen kommen kann.One mean primary particle diameter greater than 220nm may be detrimental because of its distance of the residual monomer 2-chloro-1,3-butadiene from the polychloroprene Dispersion by steam distillation to undesirable Excretions can come.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Polychloropren-Partikel einen mittleren Primärpartikeldurchmesser von mehr als 60 nm auf.In a further preferred embodiment According to the invention, the polychloroprene particles have an average Primary particle diameter of more than 60 nm.
Ein mittlerer Primärpartikeldurchmesser von weniger als 60 nm kann nachteilig sein, weil eine Aufkonzentrierung der Polymerdispersion auf einen Feststoffgehalt von > 55 Gew.-% nicht mehr möglich ist. So ist z.B. die Aufkonzentrierung von Styrol-Butadien (SBR) – Latex mit einer Teilchengröße von 78 nm durch Amoniumalginat nicht mehr möglich (Ind. Eng. Chem. 43, 407, (1951))One mean primary particle diameter less than 60 nm may be detrimental because of concentration the polymer dispersion to a solids content of> 55 wt .-% is no longer possible. For example, e.g. the concentration of styrene-butadiene (SBR) latex with a particle size of 78 nm by ammonium alginate is no longer possible (Ind. Eng. Chem. 43, 407, (1951))
Bevorzugt weisen die Polychloropren-Parikel einen mittleren Primärpartikeldurchmesser von 60 bis 220 nm, bevorzugt 70 bis 160 nm auf.Prefers the polychloroprene particles have an average primary particle diameter from 60 to 220 nm, preferably 70 to 160 nm.
Die genannten mittleren Primärpartikeldurchmesser der Polychloropren-Partikel liegen sowohl in den zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendeten wässrigen Dispersionen als auch in den erhaltenen erfindungsgemäßen Zusammensetzungen vor.The said mean primary particle diameter of the polychloroprene particles are both in the aqueous dispersions used for the preparation of the compositions of the invention as well as in the resulting inventive compositions.
Die Herstellung der erfindungsgemäß einzusetzenden Hydroxylamine ist bekannt und z.B. in "Methoden der Organischen Chemie" (Houben-Weyl) X/1, S.1097-1279. Georg Thieme Verlag Stuttgart 1971, beschrieben.The Preparation of the invention to be used Hydroxylamine is known and e.g. in "Methods of Organic Chemistry" (Houben-Weyl) X / 1, S.1097-1279. Georg Thieme Verlag Stuttgart 1971, described.
Sie
entsprechen der allgemeinen Formel (I) in welcher
R1 und R2 unabhängig voneinander
für Wasserstoff
(H), lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte, unsubstituierte,
einfach oder mehrfach substituierte C1-C20-Alkylreste
oder C6-C12-Arylreste
oder C7-C14-Aralkylreste
oder C5-C7-Cycloalkylreste stehen
oder R1 und R2 durch
einen unsubstituierten, einfach oder mehrfach substituierten C3-C7-Cycloalkylrest
miteinander verbunden sind.They correspond to the general formula (I) in which
R 1 and R 2 independently of one another are hydrogen (H), linear or branched, saturated or unsaturated, unsubstituted, mono- or polysubstituted C 1 -C 20 -alkyl radicals or C 6 -C 12 -aryl radicals or C 7 -C 14 -aralkyl radicals or C 5 -C 7 -cycloalkyl radicals or R 1 and R 2 are joined together by an unsubstituted, mono- or polysubstituted, substituted C 3 -C 7 -cycloalkyl radical.
Geeignete Hydroxylamine sind beispielsweise aliphatische und aromatische Hydraxylamine einschließlich solcher, die N- und O-substituiert sind. Bevorzugt werden niedermolekulare Hydroxylamine eingesetzt, die N-substituiert sind. Besonders bevorzugt werden erfindungsgemäß N,N-Dietylhydroxylamin, N-Isopropylhydroxylamin, N,N-Dibenzylhydroxylamin und N-tert. Butylhydroxylamin eingesetzt.suitable Hydroxylamines are, for example, aliphatic and aromatic hydraxylamines including those which are N- and O-substituted. Preference is given to low molecular weight Hydroxylamines used which are N-substituted. Especially preferred According to the invention, N, N-diethylhydroxylamine, N-isopropylhydroxylamine, N, N-dibenzylhydroxylamine and N-tert. butylhydroxylamine used.
Erfindungsgemäß werden die Hydroxylamine der fertigen Polychloropren-Dispersion allein oder in Kombination mit anderen Hilfsmitteln zugesetzt. Die einzusetzende Menge hängt von der Art der Polychloropren-Dispersion, die vor Alterung geschützt werden soll, und der angestrebten Intensität des Schutzeffektes ab und ist vom Fachmann auf diesem Gebiet durch orientierende Vorversuche einfach zu bestimmen. Im allgemeinen wird man die Hydroxylamine in einer Konzentration von 0,05-2 Gew.-%, bevorzugt 0,1-1 Gew.-%, bezogen auf Feststoff, zusetzen. Der Zusatz kann jederzeit erfolgen, bevorzugt unmittelbar nach der Herstellung (Polymerisation) der Dispersion, oder als Postadditiv zu einer fertigen Formulierung.According to the invention the hydroxylamines of the finished polychloroprene dispersion alone or added in combination with other adjuvants. The used Quantity hangs of the type of polychloroprene dispersion, which are protected against aging should, and the desired intensity of the protective effect off and on is by those skilled in the art by preliminary preliminary experiments easy to determine. In general, one becomes the hydroxylamines in a concentration of 0.05-2 wt .-%, preferably 0.1-1 wt .-%, based on solid, add. The addition can be made at any time, preferably immediately after the preparation (polymerization) of the dispersion, or as a post-additive to a finished formulation.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können weiterhin Nano-Zinkoxidpartikel (D1) enthalten, deren mittlere Partikelgröße weniger als 150 nm, bevorzugt weniger als 100 nm, besonders bevorzugt weniger als 50 nm beträgt. Da die Nano-Zinkoxidpartikel nicht kugelförmig sind, spricht man zutreffender von der mittleren Partikelgröße im Unterschied zum mittleren Partikeldurchmesser.The Compositions of the invention can continue to contain nano-zinc oxide particles (D1) whose average particle size is less than 150 nm, preferably less than 100 nm, more preferably less than 50 nm. Since the nano-zinc oxide particles are not spherical, one speaks more appropriately of the mean particle size in difference to the mean particle diameter.
Die Nano-Zinkoxidpartikel (D1) können in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sowohl als so genannte Primärpartikel als auch in der Form von Agglomeraten vorliegen. Der Ausdruck „mittlere Partikelgröße der ZnO-Partikel" bedeutet erfindungsgemäß die mittels Ultrazentrifugation bestimmte mittlere Partikelgröße und schließt die Größe von Primärpartikeln und gegebenenfalls vorhandenen Agglomeraten daraus ein (vgl.: H.G. Müller, Progr. Colloid Polym. Sci. 107, 180-188 (1997)). Es wird das Massenmittel angegeben).The Nano-zinc oxide particles (D1) can in the compositions of the invention both as so-called primary particles as well as in the form of agglomerates. The term "mean Particle size of the ZnO particles "means the means of the invention Ultracentrifugation determines average particle size and excludes the size of primary particles and optionally present agglomerates thereof (see: H.G. Miller, Progr. Colloid Polym. Sci. 107, 180-188 (1997)). It becomes the mass agent specified).
Den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen werden die Nano-Zinkoxid-Partikel zweckmäßig in der Form wässriger ZnO-Dispersionen zugeführt. Diese wässrigen Dispersionen können zusätzlich organische hoch siedende Lösemittel wie Triethanolamin oder Ethylenglykol. und/oder oberflächenmodifizierende Verbindungen enthalten. Die ZnO-Partikel können entweder aus nicht agglomerierten ZnO-Primärpartikeln oder aus ZnO-Agglomeraten oder Gemischen aus dispergierten ZnO-Primärpartikeln und ZnO-Agglomeraten bestehen, deren Dimensionen wie vorstehend beschrieben sein können.The Compositions of the invention The nano-zinc oxide particles are useful in the form of aqueous Fed ZnO dispersions. This watery Dispersions can additionally organic high-boiling solvents such as triethanolamine or ethylene glycol. and / or surface modifying Contain connections. The ZnO particles can either be non-agglomerated ZnO primary particles or from ZnO agglomerates or mixtures of dispersed ZnO primary particles and ZnO agglomerates whose dimensions are as above can be described.
Die in der vorliegenden Erfindung bevorzugt zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendeten wässrigen Dispersionen von Zinkoxid können auf unterschiedliche Weise hergestellt sein. Besonders geeignet sind jedoch solche Verfahren, bei denen die Zinkoxidpartikel durch Fällung aus einer Zinksalzlösung mit Alkali hergestellt werden und anschließend zu einer Dispersion weiterverarbeitet werden. Als Beispiele kommen in Frage:
- I) Ein Zinkoxid-Sol wie z.B. beschrieben in WO 00/50503, hergestellt durch Redispergieren von Zinkoxid-Gelen mit einem mittleren Primärteilchengröße von < 15 nm. Als Lösemittel kommen Wasser oder Wasser-Ethylenglykol-Gemische in Frage, gegebenenfalls unter Zusatz oberflächenmodifizierender Verbindungen. oder
- II) Zinkoxid-Sole wie z.B. beschrieben in WO02/083797 mit mittleren Primärteilchengröße von < 30 nm und mittleren Agglomeratgröße von < 100 nm, z.B. hergestellt nach dem in WO02/083797 beschriebenen Verfahren.
- I) A zinc oxide sol as described, for example, in WO 00/50503, prepared by redispersing zinc oxide gels having an average primary particle size of <15 nm. Suitable solvents are water or water-ethylene glycol mixtures, if appropriate with the addition of surface-modifying compounds. or
- II) zinc oxide sols as described, for example, in WO02 / 083797 with average primary particle size of <30 nm and average agglomerate size of <100 nm, for example prepared according to the process described in WO02 / 083797 drive.
Ebenso geeignet zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind ZnO-Dispersionen die mit oberflächenmodifizierten Zinkoxiden, wie z.B. beschrieben in DE-A 10 163 256, zum Beispiel nach einem der dort beschriebenen Verfahren hergestellt werden.As well suitable for the preparation of the compositions according to the invention ZnO dispersions those with surface-modified Zinc oxides, e.g. described in DE-A 10 163 256, for example be prepared by one of the methods described therein.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthalten die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen weitere Zusatzstoffe, wie insbesondere Siliciumdioxid-Partikel (D2). Die Siliciumdioxid-Partikel führen in Kombination mit Zinkoxid zu einer Erhöhung der Viskosität der Klebstoffdispersion. Besonders bevorzugt ist die gemeinsame Verwendung von Nano-Zinkoxid (D1) und Siliciumdioxid (D2) Dispersionen.In a preferred embodiment of the invention, the compositions according to the invention contain further Additives, in particular silica particles (D2). The Lead silica particles in combination with zinc oxide to increase the viscosity of the adhesive dispersion. Particularly preferred is the joint use of nano-zinc oxide (D1) and silica (D2) dispersions.
Bevorzugt liegt die mittlere Siliciumdioxid-Partikelgröße bzw. der mittlere Durchmesser der Siliciumdioxid-Partikel (die Partikel sind annähernd kugelförmig), bestimmt durch Ultrazentrifugation (wie oben angegeben), im Bereich von 1 bis 400 nm, bevorzugter im Bereich von 5 bis 100 nm, besonders bevorzugt im Bereich von 8 bis 50 nm. Der mittlere Siliciumdioxid-Partikeldurchmesser schließt den Partikeldurchmesser der Primärpartikel und gegebenenfalls vorhandener Agglomerate ein.Prefers is the mean silica particle size or the mean diameter the silica particles (the particles are approximately spherical) by ultracentrifugation (as indicated above), in the range of 1 to 400 nm, more preferably in the range of 5 to 100 nm, particularly preferred in the range of 8 to 50 nm. The average silica particle diameter includes the particle diameter of the primary particles and optionally present agglomerates.
Den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen werden die Siliciumdioxid-Partikel bevorzugt in der Form wässriger Siliciumdioxid-Dispersionen mit einem mittleren Partikeldurchmesser der SiO2-Partikel von 1 bis 400 nm, bevorzugt 5 bis 100 nm, besonders bevorzugt 8 bis 50 nm zugeführt.The silica particles are preferably supplied to the compositions according to the invention in the form of aqueous silicon dioxide dispersions having an average particle diameter of the SiO 2 particles of 1 to 400 nm, preferably 5 to 100 nm, particularly preferably 8 to 50 nm.
Besonders bevorzugt werden die genannten wässrigen Siliciumdioxid-Dispersionen in der Form wasserhaltiger Kieselsole den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zugeführt. Die Partikelgrößen der eingesetzten Kieselsole unterliegen bei der Einarbeitung in die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen im wesentlichen keiner Veränderung.Especially the said aqueous solutions are preferred Silica dispersions in the form of hydrous silica sols the compositions of the invention fed. The particle sizes of used silica sols are subject to the incorporation into the Compositions of the invention essentially no change.
Erfindungsgemäß geeignete Siliciumdioxid-Dispersionen können auf Basis von Kieselsol, Kieselgel, pyrogene Kieselsäuren oder Fällungskieselsäuren oder Mischungen der genannten erhalten werden und sind in DE-A 10 224 898 beschrieben.According to the invention suitable Silica dispersions can based on silica sol, silica gel, fumed silica or Precipitated silicas or Mixtures of those mentioned can be obtained and are described in DE-A 10 224 898 described.
Es ist ebenfalls bevorzugt, dass die SiO2-Partikel über Hydroxylgruppen an der Partikel-Oberfläche verfügen. Besonders bevorzugt werden als wässrige Siliciumdioxid-Dispersionen wässrige Kieselsäuresole eingesetzt.It is also preferred that the SiO 2 particles have hydroxyl groups on the particle surface. Particular preference is given to using aqueous silica sols as aqueous silicon dioxide dispersions.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthalten die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen mindestens ein Alterungsschutzmittel, dass von den oben beschriebenen ZnO-Partikeln verschieden ist. Bevorzugt handelt es sich um Alterungsschutzmittel auf der Basis von oligofunktionellen sekundären aromatischen Aminen (D3) und/oder oligofunktionellen substituierten Phenolen (D4), wie Produkte vom Typ 6-PPD, DTPD, DDA, BPH, BHT etc. wie z.B. beschrieben in Handbuch für die Gummiindustrie, Ausgabe 1992, Bayer AG, Leverkusen, Kapitel 4: Vulkanox®, S. 423. Besonders wirksam ist Vulkanox® DDA, ein Diphenylamin-Derivat.In a further preferred embodiment of the invention, the compositions according to the invention contain at least one anti-aging agent which is different from the ZnO particles described above. Preference is given to anti-aging agents based on oligofunctional secondary aromatic amines (D3) and / or oligofunctional substituted phenols (D4), such as products of type 6-PPD, DTPD, DDA, BPH, BHT etc. as described, for example, in Handbuch für the rubber industry, Issue 1992, Bayer AG, Leverkusen, Chapter 4: Vulkanox ® , p 423. Particularly effective is Vulkanox ® DDA, a diphenylamine derivative.
Für die Herstellung von Klebstoffen mit optimaler Beständigkeit gegen HCl-Abspaltung können bevorzugt 0,1-10 Gew.-%, bevorzugter 0,2-3 Gew.-% eines Alterungsschutzmittels bevorzugt auf der Basis von oligofunktionellen sekundären aromatischen Aminen (D3) oder oligofunktionellen substituierten Phenolen (D4) allein oder in Kombination mit 2 Gew.-% bis 30 Gew.-% einer Kieselsol-Dispersion (D2) zugesetzt werden.For the production of adhesives with optimal resistance to HCl cleavage can preferably 0.1-10% by weight, more preferably 0.2-3% by weight of an anti-aging agent preferably based on oligofunctional secondary aromatic Amines (D3) or oligofunctional substituted phenols (D4) alone or in combination with 2% to 30% by weight of a silica sol dispersion (D2) are added.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung von 0 bis 79,99 Gew.-% weitere übliche Klebstoffhilfs- und zusatzmittel (E) enthalten.Farther can the composition of the invention from 0 to 79.99% by weight of further customary adhesive assistants and additive (E).
Darunter versteht man beispielsweise andere Polymere, wie z.B. Polyacrylate, Polyvinylidenchlorid, Polybutadien, Polyvinylacetat und/oder Styrol-Butadien-Kautschuke, die bevorzugt in Form wässriger Dispersionen in einem Anteil von bis zu 30 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt der Zusammensetzung zugesetzt werden können. Derartige Polymere können verwendet werden, um das Eigenschaftsbild der Klebstoff-Zusammensetzungen zu modifizieren.among them For example, other polymers, e.g. polyacrylates, Polyvinylidene chloride, polybutadiene, polyvinyl acetate and / or styrene-butadiene rubbers, preferably in the form of aqueous Dispersions in a proportion of up to 30 wt .-%, based on the Solid content of the composition can be added. such Polymers can used to give the property picture of the adhesive compositions to modify.
Weitere Beispiele der Klebstoffhilfs- und Zusatzmittel (E) sind beispielsweise Füllstoffe, wie Quarzmehl, Quarzsand, Schwerspat, Calciumcarbonat, Kreide, Dolomit oder Talkum, gegebenenfalls zusammen mit Netzmitteln, beispielsweise Polyphosphaten, wie Natriumhexametaphosphat, Naphthalinsulfonsäure, Ammonium- oder Natriumpolyacryl-Säuresalze zugesetzt werden, wobei die Füllstoffe in Mengen von bevorzugt bis zu 75 Gew.-%, bevorzugter 10 bis 60 Gew.-%, noch bevorzugt von 20 bis 50 Gew.-%, und die Netzmittel in Mengen von 0,2 bis 0,6 Gew.-%, alle Angaben bezogen auf die Feststoffmengen der Zusammensetzung zugesetzt werden.Further examples of the adhesive auxiliaries and additives (E) are, for example, fillers, such as quartz powder, quartz sand, barite, calcium carbonate, chalk, dolomite or talc, optionally together with wetting agents, for example polyphosphates, such as sodium hexametaphosphate, naphthalenesulfonic acid, ammonium or sodium polyacrylic acid salts , wherein the fillers in amounts of preferably up to 75 wt .-%, more preferably 10 to 60 wt .-%, still preferably from 20 to 50 wt .-%, and the wetting agents in amounts of 0.2 to 0.6 wt .-%, all data based on the Solid amounts of the composition can be added.
Die Menge der zugesetzten Füllstoffe hängt unter anderem davon ab, ob die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen als Klebstoff oder als Dichtstoff verwendet werden. Bei der Anwendung als Klebstoff sind maximale Gehalte der Füllstoffe von etwa 30 bis 40 Gew.-% bevorzugt, bezogen auf den Feststoffgehalt der Zusammensetzung. Dabei ist ein Gehalt der Polychloropren-Partikel von mehr als 40 Gew.-% bevorzugt.The Amount of added fillers hangs down on the other, whether the compositions of the invention as an adhesive or used as a sealant. When used as an adhesive are maximum contents of the fillers from about 30 to 40% by weight, based on the solids content the composition. Here is a content of the polychloroprene particles greater than 40% by weight.
Bei der Anwendung als Dichtstoff sind maximale Gehalte der Füllstoffe von etwa 60 bis 75 Gew.-% bevorzugt, bezogen auf den Feststoffgehalt der Zusammensetzung. Dabei ist ein Gehalt der Polychloropren-Partikel von weniger als 40 Gew.-% bevorzugt.at The application as a sealant are maximum contents of the fillers from about 60 to 75% by weight is preferred, based on the solids content of the composition. There is one Content of the polychloroprene particles of less than 40 wt .-% preferred.
Weitere geeignete Hilfsmittel sind beispielsweise in Mengen von etwa 0,01 bis 1 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt, einzusetzende organische Verdickungsmittel, wie Cellulosederivate, Alginate, Stärke, Stärkederivate, Polyurethan-Verdickungsmittel oder Polyacrylsäure, oder in Mengen von 0,05 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt, einzusetzende anorganische Verdickungsmittel, wie beispielsweise Bentonite.Further suitable adjuvants are, for example, in amounts of about 0.01 to 1 wt .-%, based on the solids content, to be used organic Thickeners, such as cellulose derivatives, alginates, starch, starch derivatives, Polyurethane thickener or polyacrylic acid, or in amounts of 0.05 to 5 wt .-%, based on the solids content, inorganic to be used Thickeners, such as bentonites.
Zur Konservierung können der erfindungsgemäßen Klebstoffzusammensetzung auch Fungizide zugesetzt werden. Diese kommen beispielsweise in Mengen von 0,02 bis 1 Gew.-%, bezogen auf nichtflüchtige Anteile, zum Einsatz. Geeignete Fungizide sind beispielsweise Phenol- und Kresolderivate oder zinnorganische Verbindungen.to Conservation can the adhesive composition of the invention also fungicides are added. These come in, for example Amounts of 0.02 to 1% by weight, based on nonvolatiles, for use. Suitable fungicides are, for example, phenolic and Cresol derivatives or organotin compounds.
Gegebenenfalls können auch klebrigmachende Harze, wie z.B. unmodifizierte oder modifizierte Naturharze wie Kollophoniumester, Kohlenwasserstoffharze oder synthetische Harze wie Phthalatharze der erfindungsgemäßen Polymer-Dispersion in dispergierter Form zugesetzt werden (siehe z.B. in „Klebharze" R. Jordan, R. Hinterwaldner, S. 75-115, Hinterwaldner Verlag München 1994). Bevorzugt sind Alkylphenolharz- und Terpenphenolharz-Dispersionen mit Erweichungspunkten größer 70°C, besonders bevorzugt größer 110°C.Possibly can also tackifying resins, e.g. unmodified or modified Natural resins such as rosin esters, hydrocarbon resins or synthetic Resins such as phthalate resins of the polymer dispersion according to the invention in dispersed Formed (see, e.g., in " Adhesive Resins " R. Jordan, R. Hinterwaldner, pp. 75-115). Hinterwaldner Verlag Munich 1994). Preferred are alkylphenol resin and terpene-phenolic resin dispersions with softening points greater than 70 ° C, especially preferably greater than 110 ° C.
Weiterhin können Weichmacher, wie beispielsweise solche auf Adipat-, Phthalat- oder Phosphatbasis beispielsweise in Mengen von 0,5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt zugesetzt werden.Farther can Plasticizers, such as those on adipate, phthalate or Phosphate base, for example, in amounts of 0.5 to 10 wt .-%, based be added to the solids content.
Der Feststoffgehalt der erfindungsgemäßen Zusammensetzung beträgt bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung bevorzugt mindestens etwa 50 Gew.-%, bevorzugter mindestens etwa 60 Gew.-%, noch bevorzugter mehr als 70 Gew.-%, entsprechend einem Anteil der flüchtigen Bestandteile an der erfindungsgemäßen Zusammensetzung von bevorzugt weniger als etwa 50 Gew.-%, bevorzugter weniger als etwa 40 Gew.-%, noch bevorzugter weniger als etwa 30 Gew.-%.Of the Solids content of the composition according to the invention is based preferably at least about the total weight of the composition 50% by weight, more preferably at least about 60% by weight, more preferably more than 70 wt .-%, corresponding to a proportion of volatile Ingredients in the inventive composition of preferred less than about 50% by weight, more preferably less than about 40% by weight, more preferably less as about 30% by weight.
Organische Lösungsmittel, wie beispielsweise Toluol, Xylol, Butylacetat, Methylethylketon, Ethylacetat, Dioxan, Triethanolamin Ethylenglykol oder deren Gemische können erfindungsgemäß in der Zusammensetzung enthalten sein. Die organischen Lösungsmittel können den erfindungsgemäßen Wasser-enthaltenden Zusammensetzungen in geringen Mengen von maximal etwa 50 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der flüchtigen Bestandteile zugesetzt werden. Sie dienen beispielsweise dazu, die Haftung auf schwer zu verklebenden Substraten zu verbessern.organic Solvent, such as toluene, xylene, butyl acetate, methyl ethyl ketone, Ethyl acetate, dioxane, triethanolamine, ethylene glycol or mixtures thereof can According to the invention in the Be contained in the composition. The organic solvents can the water-containing compositions of the invention in small amounts of at most about 50 wt .-%, based on the total amount the volatile one Components are added. They serve, for example, the Adhesion to difficult to bond substrates to improve.
Zur
Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
vermischt man zweckmäßig wässrige Dispersionen
der Komponenten A), B) und gegebenenfalls D1), D2), D3), D4) und
E) in Anteilen von:
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, dadurch gekennzeichnet, dass man eine wasserhaltige Polychloropren-Dispersion (A) mit einer wasserhaltigen Hydroxylamin-Dispersion (B) bzw. einem wasserlöslichen Hydroxylamin versetzt und wahlweise eine Zinkoxid-Dispersion (D1) und/oder eine Siliciumdioxid-Dispersion (D2) und/oder Alterungsschutzmittel (D3, D4) zudosiert und gegebenenfalls noch weitere übliche Klebstoffhilfs- und Zusatzmittel (E) zusetzt.One Another object of the invention is a process for the preparation the compositions according to the invention, characterized in that a water-containing polychloroprene dispersion (A) with a hydrous hydroxylamine dispersion (B) or a water-soluble Hydroxylamine added and optionally a zinc oxide dispersion (D1) and / or a silica dispersion (D2) and / or anti-aging agents (D3, D4) are metered in and optionally further customary adhesive auxiliary and additives (E) added.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können als Klebstoffe oder als Dichtstoffe verwendet werden. Bevorzugt ist die Anwendung als Klebstoff.The Compositions of the invention can be used as adhesives or as sealants. Prefers is the application as an adhesive.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher auch die Verwendung der Hydroxylaminhaltigen Polymer-Dispersionen zur Herstellung von Klebstoff-Formulierungen, die so erhaltenen Klebstoff-Formulierungen selbst, mit diesen beschichtete Substrate sowie die aus den Polymer- Dispersionen erhaltenen Polymer-Schichten sowie die mittels dieser Schichten miteinander verbundene Substrate.object The present invention therefore also relates to the use of the hydroxylamine-containing Polymer dispersions for the preparation of adhesive formulations, the resulting adhesive formulations themselves coated with these Substrates and the polymer layers obtained from the polymer dispersions as well as the interconnected substrates by means of these layers.
Ein Klebstoff ist nach DIN 16920 ein nichtmetallischer Stoff, der Fügeteile durch Flächenhaftung (Adhäsion) und innere Festigkeit (Kohäsion) verbinden kann.One Adhesive according to DIN 16920 is a non-metallic substance, the parts to be joined through surface adhesion (Adhesion) and internal strength (cohesion) can connect.
Der Auftrag erfindungsgemäßer Klebstoff-Formulierungen kann auf bekannte Weisen, z.B. durch Streichen, Gießen, Rakeln, Spritzen, Walzen oder Tauchen durchgeführt werden. Die Trocknung des Klebstofffilms kann bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur erfolgen.Of the Application of adhesive formulations according to the invention can be determined in known ways, e.g. by brushing, pouring, knife coating, Spraying, rolling or dipping are performed. The drying of the Adhesive films may be at room or elevated temperature.
Bevorzugt erfolgt der Auftrag im Spritzverfahren, wie z. B beschrieben in EP-A 0 624 634.Prefers the order is carried out by spraying, such. B described in EP-A 0 624 634.
Die erfindungsgemäßen Klebstoffe dienen beispielsweise zum Verkleben beliebiger Substrate gleicher oder verschiedener Art, wie von Holz, Papier, Kunststoffen, Textilien, Leder, Gummi oder anorganischen Materialien, wie Keramik, Steingut, Glasfaser oder Zement, aber auch für Imprägnierungen, Beschichtungen und Kaschierungen von Gewebe und Papier, als Bindmittel für Fasern oder zur Verstärkung von Schuhkappen und als Isolationsmaterial.The adhesives according to the invention serve for example for bonding any substrates the same or of various kinds, such as wood, paper, plastics, textiles, Leather, rubber or inorganic materials, such as ceramics, stoneware, Glass fiber or cement, but also for impregnation, coatings and laminations of fabric and paper as a binder for fibers or for reinforcement of shoe caps and as insulation material.
BeispieleExamples
A Eingesetzte SubstanzenA Substances used
Tabelle 1: Polychloropren-Dispersion Table 1: Polychloroprene dispersion
Der mittlere Partikeldurchmesser der Polychloroprenpartikel betrug 95 nm. Tabelle 2: N,N-Diethylhydroxylamin (DEHA) Tabelle 3: Zusatz- und Hilfsstoffe
- Borchers® VP 9802: wässrige Zinkoxid-Dispersion; Partikelgröße von 50 000-150 000 nm.
- Dispercoll® S 3030: Kieselsol mit einer spez. Oberfläche von 300 (m2/g) und einem mittleren Partikeldurchmesser von ca. 9 nm
- Borchers VP ® 9802: aqueous zinc oxide dispersion; Particle size of 50,000-150,000 nm.
- Dispercoll ® S 3030: silica sol with a spec. Surface of 300 (m 2 / g) and a mean particle diameter of about 9 nm
B Herstellung der verwendeten Nano-Zinkoxid – Dispersion AB production the used nano-zinc oxide dispersion A
Die Herstellung der Nano-Zinkoxid-Dispersion A erfolgt nach dem in WO00/50503 beschriebenen Verfahren (Beispiel 1: Herstellung eines Zinkoxidgels in Methanol aus Zinkacetat-Dihydrat). Die Herstellung des Zinkoxid-Sols aus dem Zinkoxid-Gel erfolg analog Beispiel 7 dieser Schrift, wobei das Zinkoxid-Gel nur mit Wasser und Triethanolamin vermischt wird und der Methanolanteil im Vakuum abgezogen wird, so dass eine Nano-Zinkoxid-Dispersion in Triethanol/Wasser entsteht. Die mittlere Primärpartikelgröße liegt bei 10,5 nm (Zahlenmittel), der Zinkoxidgehalt bei 15%.The Preparation of the nano-zinc oxide dispersion A takes place according to WO 00/50503 described method (Example 1: Preparation of a zinc oxide gel in methanol from zinc acetate dihydrate). The production of the zinc oxide sol from the zinc oxide gel success analogous to Example 7 of this document, wherein the zinc oxide gel is mixed only with water and triethanolamine and the methanol portion is removed in vacuo, leaving a nano-zinc oxide dispersion produced in triethanol / water. The mean primary particle size is 10.5 nm (number average), the zinc oxide content at 15%.
C MeßmethodenC measuring methods
C1: Bestimmung der Thermostabilität (HCl-Stabilität)C1: Determination of thermal stability (HCl stability)
Die Prüfung der getrockneten Klebstoffproben erfolgt nach DIN 53381, Methode B.The exam The dried adhesive samples are according to DIN 53381, method B.
Durchführung der Messung:Carrying out the measurement:
- Messgerät: 763 PVC-Thermomat der Firma Metrohm, CH-9101 Herisau, Schweizgauge: 763 PVC Thermomat from Metrohm, CH-9101 Herisau, Switzerland
Die Proben (Dicke 0,1-1 mm) werden auf eine Kantenlänge von ca. 2-3 mm geschnitten, 0,2 g in ein Reagenzglas eingewogen und die Messung bei 180°C und Luft als Trägergas durchgeführt. Gemessen wird der elektrische Widerstand von Wasser, in dem sich das gebildete HCl-Gas wieder löst. Als HCl-Stabilität wird der Zeitpunkt angegeben bei dem der elektrische Widerstand den Wert von 50 μS/cm erreicht hat. Je höher der Wert ist, um so stabiler ist die gemessene Probe gegenüber HCl-Abspaltung.The Samples (thickness 0.1-1 mm) are cut to an edge length of approx. 2-3 mm, 0.2 g weighed into a test tube and the measurement at 180 ° C and air as a carrier gas carried out. Measured is the electrical resistance of water in which dissolves the HCl gas formed again. As HCl stability the time is given at which the electrical resistance the value of 50 μS / cm has reached. The higher the The more stable the measured sample is to HCl elimination.
D Ergebnisse:Results:
D1: Bestimmung der Lagerstabilität (Änderung des pH-Wertes)D1: Determination of storage stability (Amendment the pH value)
Zu 100g Polychloropren-Dispersion werden 2 g Diethylhydroxylamin unter rühren zugegeben und die Dispersion bei 60°C gelagert. Nach 7 und 14 Tagen Lagerzeit wird der pH Wert bestimmt. Tabelle 4: Stabilisierung des pH-Wertes
- pH-Wert der Dispersion:
- *) erfindungsgemäßes Beispiel (1) Angaben in Gewichtsteilen der Dispersion)
- pH of the dispersion:
- *) Example ( 1 ) according to the invention in parts by weight of the dispersion)
D2: Thermostabilität einer Formulierung bei Einsatz verschiedener Zinkoxid Dispersionen und Ersatz des Alterungsschutzmittels Rhenofit® DDA durch DEHAD2: Thermostability of a formulation when using various zinc oxide dispersions and replacement of the aging inhibitor Rhenofit ® DDA by DEHA
Tabelle 5: HCl-Stabilität der Dispersionen Table 5: HCl stability of the dispersions
- (1) Angaben in Gewichtsteilen der Dispersion)( 1) in parts by weight of the dispersion)
D3: Einfluss von N,N-Diethylhydroxylamin (DEHA) und Nano-Siliciumdioxid auf die HCl-Stabilität von Dispercoll® C FormulierungenD3: Influence of N, N-diethylhydroxylamine (DEHA) and nano-silicon dioxide on the stability of HCl Dispercoll C ® formulations
Tabelle 6: HCl-Stabilität der Dispersionen Table 6: HCl stability of the dispersions
- *) erfindungsgemäßes Beispiel (1) Angaben in Gewichtsteilen der Dispersion)*) Example ( 1 ) according to the invention in parts by weight of the dispersion)
- **) bezogen auf Zinkoxidgehalt**) based on zinc oxide content
Die Formulierungen 7-10 entsprechen den Formulierungen 11-14, jedoch enthalten letztere erfindungsgemäß ein Hydroxylaminderivat. Vergleicht man Formulierung 7 mit 11, 8 mit 12, 9 mit 13 und 10 mit 14 so zeigt sich bei allen Vergleichen, dass im Fall der hydroxylaminhaltigen Formulierungen die HCl-Entwicklung deutlich verzögert ist, d. h. dass der Zusatz des Hydroxylaminderivats stabilisierend wirkt.The Formulations 7-10 correspond to Formulations 11-14, however the latter contain a hydroxylamine derivative according to the invention. If you compare Formulation 7 with 11, 8 with 12, 9 with 13 and 10 with 14 it is shown in all comparisons that in the case of hydroxylamine-containing Formulations the HCl evolution is significantly delayed, d. H. that the addition of the hydroxylamine derivative has a stabilizing effect.
Claims (11)
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DE102006060378A DE102006060378A1 (en) | 2006-01-14 | 2006-12-20 | Residual monomer-free, aqueous polychloroprene dispersions containing a hydroxylamine derivative as stabiliser, e.g. N,N-diethylhydroxylamine, used in adhesive and sealant formulations for various substrates |
Applications Claiming Priority (3)
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DE102006001942 | 2006-01-14 | ||
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Publications (1)
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DE102006060378A Withdrawn DE102006060378A1 (en) | 2006-01-14 | 2006-12-20 | Residual monomer-free, aqueous polychloroprene dispersions containing a hydroxylamine derivative as stabiliser, e.g. N,N-diethylhydroxylamine, used in adhesive and sealant formulations for various substrates |
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Effective date: 20130926 |