DE102009013712A1 - Verbundelemente mit Haftvermittlerschicht - Google Patents

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Jörn KÜSTER
Klaus Becker-Weinmann
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbundelemente mit einer ersten und einer zweiten Deckschicht, wobei sich zwischen erster und zweiter Deckschicht eine Schaumstoffschicht befindet und die Grenzfläche zwischen Schaumstoffschicht und zumindest einer Deckschicht eine Haftvermittlerschicht aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftvermittlerschicht einen heiß-flüssigen, bei Raumtemperatur festen Schmelzklebstoff enthält. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung Verfahren zur Herstellung solcher.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Verbundelemente sowie deren Herstellung.
  • Verbundelemente (z. B. Sandwich-Platten) bestehen häufig aus einem Kern aus aufgeschäumtem Material (z. B. PR, PUR, Phenolharz) und zwei Decklagen bzw. Deckschichten aus Metall oder anderen Materialien. Obwohl die aufgeschäumten Materialien meist während des Aufschäum- und Aushärteprozesses eine gewisse Adhäsion zu den Decklagen ausbilden können, ist diese für eine spätere Verwendung der Verbundmaterialien – z. B. als Bauelemente – nicht immer ausreichend. Daher werden die Decklagen zum Teil vor dem Aufbringen des aufgeschäumten Materials mit einem Haftvermittler versehen. In der Regel werden die für den Kern verwendeten Materialien in situ geschäumt durch Aufbringen einer 2K-Reaktiv-Mischung auf eine Decklage. Durch die chemische Reaktion der beiden Komponenten der Reaktiv-Mischung schäumt diese auf und beginnt innerhalb weniger Minuten auszuhärten. Als Haftvermittler werden in der Regel ebenfalls bei Raumtemperatur flüssige 2K-Systeme verwendet. Diese werden vorteilhaft so eingestellt, dass sie bei Inkontaktbringen mit dem aufschäumenden Material noch nicht ausgehärtet sind und so eine chemische Verbindung mit diesem eingehen können.
  • EP-A 1 516 720 beschreibt beispielsweise Verbundelemente mit einer Schaumstoffschicht, bei denen als haftvermittelnde Schicht ein zweikomponentiger Polyurethankleber eingesetzt wird.
  • Die Verwendung reaktivierbarer Schmelzklebstoffe zum Verbinden von Metall und Kunststoff ist in DE-A 41 09 397 beschrieben.
  • Eine Primerschicht zur Haftvermittlung zwischen einem Polyisocyanurat- oder Polyurethanschaum und einer Metalldeckplatte wird auch in WO-A 99/00559 beschrieben.
  • Trotz der im Stand der Technik bekannten Möglichkeit zur Verwendung von Haftvermittlern bei der Herstellung von Verbundelementen mit Schaumstoffschicht besteht ein Bedarf an alternativen besser geeigneten Haftvermittlern zur Herstellung dieser Verbundelemente.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt somit darin, solche Verbundelemente mit Haftvermittlern bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verbundelement mit einer ersten und einer zweiten Deckschicht, wobei sich zwischen erster und zweiter Deckschicht eine Schaumstoffschicht befindet und die Grenzfläche zwischen Schaumstoffschicht und zumindest einer Deckschicht eine Haftvermittlerschicht aufweist, wobei die Haftvermittlerschicht einen heiß-flüssigen, bei Raumtemperatur festen Schmelzklebstoff enthält.
  • Es hat sich nämlich gezeigt, dass ein (einkomponentiger) heiß-flüssiger, bei Raumtemperatur fester Schmelzklebstoff im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Zweikomponentensystemen vorteilhafte Eigenschaften besitzt, ohne dass die Haftvermittlereigenschaften negativ beeinträchtigt werden. So ist zum Beispiel keine Reaktivierung des Primer- bzw. Haftvermittlersystems erforderlich. Weiterhin können keine Fehler im Mischungsverhältnis, wie zum Beispiel bei 2-Komponenten Systemen, auftreten. Ein komplettes Durchhärten der Haftvermittlerschicht ist unabhängig von Prozessbedingungen der 2K-Misch-und-Dosieranlage bei Einsatz eines Schmelzklebstoffes immer gewährleistet (Abkühlung). Gleiches gilt auch für die chemische Nachvernetzung bei reaktiven Schmelzklebstoffen, die entweder durch Eindiffusion von Luftfeuchtigkeit in die Grenzfläche Deckschicht/Primer (Haftvermittler) oder durch Reaktion mit den reaktiven Bestandteilen der aufgetragenen Schaummischungen gewährleistet ist. Weiterhin beginnt bei 2K Haftvermittler Systemen die Reaktion unmittelbar mit Zusammenführen der beiden Komponenten. Das 2K System ist in der Regel innerhalb weniger Minuten chemisch ausreagiert, insbesondere wenn es sich um ein 2K-PU System als Haftvermittler handelt. Ein heiß-flüssiger, bei Raumtemperatur fester Schmelzklebstoff benötigt nach dem physikalischen Festigkeitsaufbau (Abkühlen) zwar nicht zwingend eine weitere chemische Reaktion zum Festigkeitsaufbau, er kann jedoch vorteilhafterweise zur Erreichung einer höheren Wärmestandfestigkeit zusätzlich chemisch auszureagieren, was aber über einen längeren Zeitraum erfolgt. Typische Schmelzklebstoffe auf Polyurethanbasis oder Polyolefinbasis benötigen hierfür einige Tage. Dieses längere Prozessfenster wirkt sich positiv auf den Herstellprozess dergestalt aus, dass die Herstellung eines Verbundelementes sogar zumindest teilweise diskontinuierlich durchgeführt werden kann. Damit ist insbesondere das Zeitfenster, in dem chemische Reaktionen mit der Schaumstoffschicht möglich sind, wesentlich länger. Darüber hinaus sind die (reaktiven) Schmelzklebstoffsysteme schon kurze Zeit nach dem Auftrag fest, besitzen aber noch lange Zeit eine Reaktionsfähigkeit zur Schaumstoffschicht (siehe oben). Die mit Haftvermittler versehenen Deckschichten sind somit wesentlich leichter handhabbar (kein Verlaufen, Heruntertropfen des Haftvermittlers). Weiterhin erfordern Schmelzklebstoffe keine gesundheitsschädlichen Aerosole und sind somit hinsichtlich Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz zu bevorzugen.
  • Heiß-flüssige, bei Raumtemperatur feste Schmelzklebstoffe sind im Stand der Technik als solche bekannt. Sie werden häufig auch ”hot melts” oder ”Hotmelts” bezeichnet. Wie schon der Name sagt, dienen solche Stoffe als Klebstoffe und sind beispielsweise in der Verpackungsindustrie zum Verkleben von Papier oder in der Möbel- und Holzindustrie beispielsweise als Laminat sowie zum Buchbinden geeignet und bekannt. Reaktive Hotmelts werden beispielsweise als PUR-SK Serie von der Firma Klebchemie M. G. Becker GmbH & Co. KG, Weingarten (Deutschland), vertrieben.
  • Solche hot melts basieren häufig auf Polyamiden, Polyethylenen, amorphen Poly-α-olefinen, Ethylenvinylacetat-Copolymeren, Polyester, Polyurethan, Polyolefinen oder Copolyamid-Elastomeren.
  • Vorzugsweise erfolgt eine Adhäsionswirkung der Haftvermittlerschicht (den heiß-flüssige bei Raumtemperatur feste Schmelzklebstoff enthaltend) nicht ausschließlich auf physikalischer Härtung (Abkühlen). Vielmehr ist bevorzugt, wenn der Schmelzklebstoff zusätzlich durch chemische Reaktion aushärtet.
  • Die Haftvermittlerschicht kann neben dem Schmelzklebstoff auch weitere adhäsionsverstärkende Mittel (Acrylate, Silane, etc.) aufweisen. Vorzugsweise besteht jedoch die Haftvermittlerschicht ausschließlich aus dem Schmelzklebstoff. Sofern auch die zweite Deckschicht eine Haftvermittlerschicht aufweist, kann diese gleich oder verschieden von derjenigen für die erste Deckschicht sein. Vorzugsweise wird jedoch bei Haftvermittlung für beide Deckschichten das gleiche Haftvermittlerschichtmaterial verwendet. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass das Material der ersten und zweiten Deckschicht gleich ist.
  • Eine besonders bevorzugte Haftvermittlerschicht im Rahmen der vorliegenden Erfindung enthält ein Polymer oder besteht aus einem Polymer auf Basis eines feuchtigkeitsvernetzenden Polyurethans. Hierbei soll der Begriff „enthält” auch den Fall umfassen, dass die Haftvermittlerschicht ausschließlich aus dem Schmelzklebstoff besteht.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff ”heiß-flüssig”, dass das Material in flüssigem Zustand zumindest auf die erste Deckschicht aufgebracht wird. Darüber hinaus soll das Material bei Raumtemperatur fest sein. Die Festigkeit bei Raumtemperatur wird zum einen durch das Abkühlen erreicht und kann jedoch darüber hinaus ebenfalls durch chemische Reaktion mit der Umgebung zusätzlich gefördert werden. So kann beispielsweise im Falle eines Polyurethan basierten Polymers die Abkühlung mit der Reaktion von im Polymer vorhandenen Isocyanatgruppen mit der Umgebungsfeuchtigkeit zu einer weiteren Vernetzung des Polymers und somit zur Verfestigung beitragen. Ebenso kann für entsprechende Systeme eine Strahlenhärtung – wie UV-Härtung – durchgeführt werden.
  • Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzten Polymere weisen typischerweise einen Schmelzpunkt im Bereich von 50 bis 200°C auf.
  • Geeignete Schaumstoffschichten sind im Stand der Technik bekannt. Diese können bereits als solche aufgebracht oder in situ auf einer Deckschicht erzeugt werden. Hier sind beispielsweise Polyisocyanurate (PIR), Polyurethane (PU) oder Phenolharze zu nennen. Hierbei kommen insbesondere PIR zum Einsatz, wie sie beispielsweise in EP-A 1 516 720 beschrieben sind.
  • Demzufolge handelt es sich bei der Schaumstoffschicht um einen allgemein bekannten Polyisocyanuratschaumstoff, der bevorzugt als wärmedämmende Schicht im Verbundelement dient. Der die Schaumstoffschicht bildende Polyisocyanuratschaumstoff ist beispielsweise erhältlich durch Umsetzung von Komponenten a) Polyisocyanaten mit b) gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen, in Gegenwart von c) Isocyanuratkatalysatoren, wobei das Umsetzungsverhältnis so gewählt wird, dass im Reaktionsgemisch das Verhältnis von Anzahl an Isocyanatgruppen zu Anzahl an gegenüber Isocyanaten reaktiven Gruppen 1,8 bis 8:1, bevorzugt 1,9 bis 4:1 beträgt.
  • Als Isocynanuratkatalysator c) werden im allgemeinen die aus dem Stand der Technik bekannten Isocyanuratgruppen bildende Katalysatoren, bevorzugt Alkalimetallsalze, wie Kaliumoctoat und/oder Kaliumacetat alleine oder in Kombination mit tertiären Aminen, eingesetzt. Die Isocyanuratbildung erfolgt bevorzugt bei Temperaturen über 60°C.
  • Der Umsetzung von Polyisocyanaten a) mit Polyolen b) werden bevorzugt Treibmittel (d) zugegeben. Als Treibmittel (d) werden im Allgemeinen so genannte physikalische Treibmittel und gegebenenfalls Wasser eingesetzt. Unter physikalische Treibmittel versteht man Verbindungen, die in den Einsatzstoffen der Polyurethan-Herstellung gelöst oder emulgiert sind und unter den Bedingungen der Polyurethanbildung verdampfen. Dabei handelt es sich beispielsweise um Kohlenwasserstoffe, halogenierte Kohlenwasserstoffe, und andere Verbindungen, wie zum Beispiel perfluorierte Alkane, wie Perfluorhexan, Fluorchlorkohlenwasserstoffe, sowie Ether, Ester, Ketone und/oder Acetale. Daneben ist es möglich, inerte Gase, wie Stickstoff, Kohlendioxid oder Edelgase unter Druck in den Polyurethan-Aufbaukomponenten zu lösen.
  • Das Treibmittel (d) wird im allgemeinen in einer Menge eingesetzt, so dass die resultierenden Polyisocyanuratschaumstoffe eine Dichte von 20 bis 300 g/l, bevorzugt von 30 bis 100 g/l, besonders bevorzugt von 35 bis 80 g/l aufweisen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem PIR-Schaumstoff um einen Hartschaumstoff, d. h. der Schaumstoff weist eine Druckspannung bei 10% Stauchung bzw. Druckfestigkeit nach DIN 53 421/DIN EN ISO 604 von grösser gleich 100 kPa auf. Weiterhin verfügt der Hartschaumstoff im Allgemeinen nach DIN ISO 4590 über eine Geschlossenzelligkeit von größeren 85%, bevorzugt größer 90%. Des Weiteren weist der PIR-Schaumstoff bevorzugt einen mittleren Zelldurchmesser von 10 bis 600 μm, bevorzugt von 50 bis 400 μm, gemessen nach ASTM 3576-77, auf.
  • Zweckmäßigerweise weist Haftvermittlerschicht eine mittlere Schichtstärke im Bereich von 1 bis 500 μm auf; Weiter bevorzugt im Bereich von 20 bis 250 μm; Weiter bevorzugt im Bereich von 20 bis 120 μm und insbesondere in einem Bereich von 20 bis weniger als 50 μm, wie beispielsweise 45 μm oder 40 μm. Der Begriff ”mittlere Schichtstärke” bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die Stärke der Schicht variieren kann und es im Rahmen der vorliegenden Erfindung ausreicht, wenn die über die gesamte Fläche gemittelte Schichtstärke im angegebenen Bereich liegt. Es ist jedoch bevorzugt, dass keine vollflächige Auftragung erfolgt, so dass partiell Stellen auftreten, an denen die Schicht unterbrochen ist. Dennoch sollten vorzugsweise im Mittel die oben angegebenen Stärkebereiche erfüllt sein.
  • Bei der ersten und zweiten Deckschichten sind grundsätzlich alle üblicherweise verwendeten, flexiblen und starren Deckschichten, wie beispielsweise Metalle wie Aluminium, Stahl, insbesondere vorgeprimerte Stahlbleche (Coil Coating Bleche), Bitumen, Papier, Mineral-Vliesstoffe, Vliesstoffe enthaltend organischer Fasern, Kunststoff (z. B. Polystyrol, PVC, GFK, ABS), Kunststoff-Folien (z. B. PE-Folie), Holzplatten, Stein, Keramik oder Gemische oder Laminate davon, einsetzbar. Bevorzugt werden metallische Deckschichten, insbesondere Aluminium- und Stahl-Deckschichten, verwendet. Weiter bevorzugt werden Kunststoff, Holz oder ein Gemisch oder Laminat davon eingesetzt. Erste und zweite Deckschicht können gleich oder verschieden sein.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Verbundelementes die Schritte enthaltend
    • (a) Bereitstellen einer ersten Deckschicht;
    • (b) Aufbringen einer Haftvermittlerschicht enthaltend einen heiß-flüssigen, bei Raumtemperatur festen Schmelzklebstoff in flüssigem Zustand auf die erste Deckschicht;
    • (c) Aufbringen einer Schaumstoffschicht oder der die Schaumstoffschicht bildenden Komponenten und aufschäumen lassen dieser;
    • (d) In Kontakt bringen einer zweiten Deckschicht mit der Schaumstoffschicht, wobei die zweite Deckschicht gegebenenfalls vorher mit einer Haftvermittlerschicht enthaltend einen heiß-flüssigen, bei Raumtemperatur festen Schmelzklebstoff versehen ist.
  • Es ist bevorzugt, dass die Haftvermittlerschicht vor Schritt (c) an ihrer Oberfläche physikalisch erstarrt ist und insbesondere das Material zwar durch den Abkühlungsprozess nicht mehr fliesfähig ist, aber der für den endgültigen physikalischen Festigkeitsaufbau notwendige Kristallisationsprozess noch nicht abgeschlossen ist. Dies hat den Vorteil, dass ein problemloseres Aufbringen der Komponenten für die Schaumstoffschicht möglich ist.
  • Weiterhin ist bevorzugt, dass die Haftvermittlerschicht nach Schritt (d), also nach Fertigstellung des Verbundelementes, chemisch vollständig aushärtet. Dies ermöglicht ein längeres Prozessfenster für die Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundelementes.
  • Ein Vorteil des heiß-flüssigen bei Raumtemperatur festen Schmelzklebstoffes für die vorliegende Erfindung liegt darin, dass das Aufbringen in flüssigem Zustand erfolgt. Hierdurch ist eine Vereinfachung in der Handhabung beim Aufbringen der Haftvermittlerschicht im Vergleich zu 2K Systemen möglich. Auch wird dadurch ein Overspray vermieden, der bei 2K Systemen oft mit Aerosolbildung verbunden ist und einen erheblichen arbeitplatzhygienischer Nachteil darstellt.
  • Die Haftvermittlerschicht für die vorliegende Erfindung kann vorzugsweise in einfacher Weise mit Hilfe einer Walze, eines Rakels, einer Schlitzdüse, Curtain Coating oder durch Aufsprühen/Fibern (in Fadenform) aufgebracht werden.
  • Ein solcher Schritt kann leicht in die bestehende Fertigungsanlage zur Erzeugung von Verbundelementen eingegliedert werden. Ein spezielles Handling der zu beschichtenden Deckschichten ist prinzipiell nicht erforderlich.
  • Es kann jedoch in bestimmten Fällen zweckdienlich sein, dass ein ”Transferauftrag” erfolgt. Hierbei wird das Material für die Haftvermittlerschicht zunächst auf ein Transfermittel aufgebracht, das seinerseits die gebildete Schicht oder das Material auf die Deckschichtoberfläche aufbringt. Bei dem Transfermittel kann es sich beispielsweise um eine Walze oder mehrere Walzen beziehungsweise um ein Band oder mehrere Bänder oder Kombinationen davon handeln.
  • Hierbei kann beispielsweise gewährleistet werden, dass der Auftrag auf das Transfermittel, d. h. die Applikation des heiß-flüssigen Materials, zeitlich von der Erzeugung der Haftvermittlerschicht getrennt ist, sofern dies erforderlich sein sollte, um beispielsweise ein abkühlen oder bestimmtes Temperieren zu ermöglichen.
  • Besonders bevorzugt findet jedoch beim Auftrag der Haftvermittlerschicht eine Sprüh/Fiber-technik Anwendung.
  • Wie bereits oben ausgeführt wurde, wird das Material für die Haftvermittlerschicht in heißflüssigem Zustand aufgebracht. Die Temperatur des Materials beim Aufbringen liegt vorzugsweise im Bereich von 80°C bis 190°C. Weiterhin bevorzugt liegt die Temperatur im Bereich von 100°C bis 130°C. Bei Verwendung eines Transfermittels kann die Temperatur auch höhere Werte annehmen, beispielsweise bis 220°C, wobei vorzugsweise das Aufbringen auf die Deckschicht jedoch im oben angegebenen Temperaturbereich erfolgt. Ebenfalls können nicht-reaktive Schmelzklebstoffe aufgrund ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften höhere Auftragstemperaturen von bis zu 280°C erfordern.
  • Es ist weiterhin möglich, wenn in dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Verbundelementes zumindest die Schritte (b) und (c) in diskontinuierlicher Fahrweise erfolgen. Es kann jedoch sowohl eine kontinuierliche als auch eine diskontinuierliche Fahrweise erfolgen. Für das oben beschriebene Verfahren ist eine kontinuierliche Fahrweise bevorzugt. Durch die diskontinuierliche Fahrweise ist es jedoch beispielsweise möglich, die Herstellung von mit Haftvermittlerschicht versehene Deckschichten als Endlos-Bandware analog zu bestehenden Coil-Coating Verfahren auszugestalten oder aber auch die zeitliche und/oder räumliche Trennung des Aufbringens der Haftvermittlerschicht vom Aufbringen des Schaumes oder dessen Komponenten auch eine hohe Flexibilität hinsichtlich des gewählten Treibmittels für den Schaum (n-, i-, cyclo-Pentane, 365mfc, 245fa, 134a, Ameisensäure, Wasser) zu ermöglichen. So ist es denkbar, parallel mehrere Schäumungsanlagen mit je nach Anforderungen an das gefertigte Verbundmaterial unterschiedlichen Treibmitteln zu betreiben ohne für jede eine eigenen Haftvermittler Station vorsehen zu müssen.
  • In Schritt (d) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Schaumstoffschicht mit der zweiten Deckschicht in Kontakt gebracht. Dies kann insbesondere dadurch erfolgen, dass durch Aufschäumen der Schaumstoffschicht die zweite Deckschicht in Kontakt gebracht wird. Die zweite Deckschicht kann jedoch auch durch Aufbringen auf die Schaumstoffschicht zugeführt werden oder das in Kontakt bringen erfolgt sowohl durch Aufbringen der zweiten Deckschicht als auch durch Aufschäumen der Schaumstoffschicht.
  • Weiterhin ist es möglich, sowohl erste als auch zweite Deckschicht bereitzustellen, wobei mindestens eine der beiden Deckschichten eine Haftvermittlerschicht enthaltend einen heiß-flüssigen, bei Raumtemperatur festen Schmelzklebstoff aufweist, so dass ein Zwischenraum zwischen erster und zweiter Deckschicht auftritt, und in diesen Zwischenraum die die Schaumstoffschicht bildenden Komponenten einbringt und aufschäumen lässt.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Verbundelementes die Schritte enthaltend
    • (a) Bereitstellen einer ersten und einer zweiten Deckschicht, wobei mindestens eine der beiden Deckschichten eine Haftvermittlerschicht enthaltend einen heiß-flüssigen, bei Raumtemperatur festen Schmelzklebstoff aufweist, so dass ein Zwischenraum zwischen erster und zweiter Deckschicht auftritt und
    • (b) Einbringen der die Schaumstoffschicht bildenden Komponenten in diesen Zwischenraum und aufschäumen lassen dieser.
  • Dieses Verfahren eignet sich insbesondere bei einer diskontinuierlichen Fahrweise. Bevorzugte Ausführungsformen entsprechen denjenigen für das oben aufgeführte ebenfalls erfindungsgemäße Verfahren. So ist es beispielsweise bevorzugt, wenn die Haftvermittlerschicht vor Einbringen der Komponenten der Schaumstoffschicht an ihrer Oberfläche physikalisch erstarrt ist. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn die Haftvermittlerschicht nach Schritt (b) chemisch vollständig aushärtet. Auch für das Aufbringen der Haftvermittlerschicht gilt das oben Ausgeführte.
  • Das erfindungsgemäße Verbundelement kann beispielsweise als Wärmedämmelement, d. h. als Verbundelement zur Wärmedämmung verwendet, wie dies auch in EP-A 1 516 720 vorgeschlagen wird. Demzufolge ist eine Wärmeleitfähigkeit des Verbundelementes bevorzugt, die weniger als 35 mW/mK, besonders bevorzugt von weniger als 25 mW/mK, gemessen nach DIN 52612 Teil 1, beträgt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Schichten des erfindungsgemäßen Verbundelements folgende mittleren Schichtdicken auf. Die Deckschichten weisen unabhängig voneinander eine mittlere Schichtstärke von 200 μm bis 5 mm, bevorzugt 300 μm bis 2 mm, besonders bevorzugt 400 μm bis 1 mm auf. Die Schaumstoffschicht weist vorzugsweise eine mittlere Schichtstärke von 2 cm bis 25 cm, bevorzugt von 2,5 cm bis 20 cm, besonders bevorzugt von 3 cm bis 15 cm auf.
  • Beispiele
  • Verarbeitung:
    • 1. Sprühauftrag des PUR SK KLEIBERIT 703.5 mit einer REKA-Pistole (TR 80 LCD) auf Primer-Seite eines handelsüblichen Coil-Coating Bleches. Auftragsmenge des PUSK 703.5 ca. 50 g/m2. Kartuschentemperatur des 703.5 in der REKA-Pistole 140°C.
    • 2. Einlegen des mit PUR SK 703.5 besprühten Coil-Coating Bleches in vorgewärmte Schäumform (50°C)
    • 3. Vermischung der A und B Komponenten der Schaumformulierung mit Laborrührer und Einfüllen in die Form.
    • 4. Einstellen der geschlossenen Form in vorgewärmte Presse.
    • 5. Pressdauer 5 min bei 65°C Presstemperatur
  • Prüfungen:
    Manuelle Abhebeprüfung Visuelle Bewertung
    a) nach 10 min b) nach 1 Woche + 1 h/90°C
    Querzugfestigkeiten nach 1 Monat Messwerte nach EN 14509
  • Beispiel 1
  • PIR Paneelschaumsystem mit Treibgas
  • REZEPTUR:
    Rohstoff Menge
    Komponente A (Polyol)
    Aromatisches Polyesterpolyol, OH-Zahl 200 58
    Polyether-Tetrol, OH-Zahl 480 10
    Polyether-Triol, OH-Zahl 500 5
    Polyether-Triol, OH-Zahl 35 3
    Triethylphosphat 15,2
    Wasser 1,2
    Schaumstabilisator Silikon 4
    Kaliumoctoat 1,6
    Kaliumacetat 1
    Aminkatalysator für Trimerisierung 0,9
    Amin Blaskatalysator 0,1
    Treibgas n-Pentan 14
    Zwischensumme Komponente A 114
    Komponente B (Isocyanat)
    p-MDI 240
    REAKTIONSKENNWERTE (ca. 50 g im Laborbecher)
    Mischungsverhältnis (A:B): 114:240 Gewichtsteile
    Startzeit: 17 s
    Klebfrei-Zeit 77 s
    Rohdichte 33 Kg/m3
  • Ergebnis
  • Applikation des KLEIBERIT PUR SK 703.5 auf Stahlblech vor Einbringen des PUR- bzw. des PIR-Schaums verbessert die Adhäsion des Schaumes zum Stahl-blech. Die manuelle Abhebeprüfung führt ohne vorherigen Auftrag des KLEIBERIT PUR SKs 703.5 zu einem partiellen Adhäsionsverlust des Schaumes zum Stahlblech. Prüfkörper mit aufgesprühtem KLEIBERIT PUR SK 703.5 zeigen einen ganzflächigen Materialbruch des Schaumes. Zum Abheben des Schaumes sind im Vergleich zu nicht vorbehandelten Stahlblechen höhere Kräfte erforderlich.
  • Die Abhebeprüfung nach 1-wöchiger Lagerung und anschließender Erwärmung auf 90°C für eine Stunde zeigen, daß bei Vorbehandlung mit PURSK 703.5 die Adhäsion deutlich verbessert wird. Selbst bei Wärmelagerung von 90°C wird ein Materialbruch bei Vorbehandlung mit PURSK 703.5 beobachtet.
  • Die Prüfung der Zugfestigkeit der mit und ohne PURSK behandelten Bleche zum applizierten Schaumsystem belegen, daß bei Primerung mit PURSK ein Cohesionsbruch des Schaumes erfolgt. Ohne Primerung wird die tatsächliche Adhäsion zwischen Blech und Schaum gemessen.
  • Querzugfestigkeit
    gem. EN 14509
    Ohne Mit
    Vorbehandlung PURSK 703.5
    Nr [kPa] [kPa]
    1 87,5 257,1
    2 79,3 211,6
    3 62,1 194,3
    4 83,2 201,2
    78 kPa 216 kPa
  • Beispiel 2
  • PUR Paneelschaumsystem, wassergetrieben
  • REZEPTUR:
    Rohstoff Menge
    Komponente A (Polyol)
    Polyether-Tetrol, OH-Zahl 480 25
    Polyether-Triol, OH-Zahl 380 17,5
    Polyethylenglykol 600 23
    Polyethylenglykol 300 18
    Diethylenglykol 5
    Triethanolamin 5
    Schaumstabilisator Silikon 1
    Amin-Blaskatalysator 0,2
    Wasser 5,3
    Zwischensumme Komponente A 100
    Komponente B (Isocyanat)
    p-MDI 190
    REAKTIONSKENNWERTE (ca. 50 g im Laborbecher)
    Mischungsverhältnis (A:B): 100:190 Gewichtsteile
    Startzeit: 22 s
    Klebfrei-Zeit 73 s
    Rohdichte 37 Kg/m3
  • Ergebnis
  • Applikation des KLEIBERIT PUR SK 703.5 auf Stahlblech vor Einbringen des PUR- bzw. des PIR-Schaums verbessert die Adhäsion des Schaumes zum Stahlblech. Die manuelle Abhebeprüfung führt ohne vorherigen Auftrag des KLEIBERIT PUR SKs 703.5 zu einem partiellen Adhäsionsverlust des Schaumes zum Stahlblech. Prüfkörper mit aufgesprühtem KLEIBERIT PUR SK 703.5 zeigen einen ganzflächigen Materialbruch des Schaumes. Zum Abheben des Schaumes sind im Vergleich zu nicht vorbehandelten Stahlblechen höhere Kräfte erforderlich.
  • Die Abhebeprüfung nach 1-wöchiger Lagerung und anschließender Erwärmung auf 90°C für eine Stunde zeigen, daß bei Vorbehandlung mit PURSK 703.5 die Adhäsion deutlich verbessert wird. Selbst bei Wärmelagerung von 90°C wird ein Materialbruch bei Vorbehandlung mit PURSK 703.5 beobachtet.
  • Querzugfestigkeit
    gem. EN 14509
    Ohne Mit
    Vorbehandlung PURSK 703.5
    Nr [kPa] [kPa]
    1 92,3 195,2
    2 102,5 213,2
    3 78,3 187,5
    4 105,6 201.4
    95 kPa 199 kPa
  • Die Prüfung der Zugfestigkeit der mit und ohne PURSK behandelten Bleche zum applizierten Schaumsystem belegen, daß bei Primerung mit PURSK ein Kohesionsbruch des Schaumes erfolgt. Ohne Primerung wird die tatsächliche Adhäsion zwischen Blech und Schaum gemessen
  • Fazit:
  • Die beiden Beispiele belegen, daß ein PURSK als Primer die Adhäsion zwischen Stahlblech und Schaum in den beiden sehr kritischen Fällen eines n-pentane getriebenem PIR-Schaumes Beispiel 1 und eines rein wassergetriebenem PIR-Schaum mit hohem Index Beispiel 2 so weit verbessert, daß anstatt eines Adhäsionsverlustes Stahl-Schaum ein Materialbruch im Schaum zu beobachten ist. Das heißt die Adhäsion übersteigt die Cohäsion des Schaumes.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1516720 A [0003, 0017, 0040]
    • - DE 4109397 A [0004]
    • - WO 99/00559 A [0005]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - DIN 53 421 [0022]
    • - DIN EN ISO 604 [0022]
    • - DIN ISO 4590 [0022]
    • - ASTM 3576-77 [0022]
    • - DIN 52612 Teil 1 [0040]
    • - EN 14509 [0042]
    • - EN 14509 [0047]
    • - EN 14509 [0051]

Claims (13)

  1. Verbundelement mit einer ersten und einer zweiten Deckschicht, wobei sich zwischen erster und zweiter Deckschicht eine Schaumstoffschicht befindet und die Grenzfläche zwischen Schaumstoffschicht und zumindest einer Deckschicht eine Haftvermittlerschicht aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftvermittlerschicht einen heiß-flüssigen, bei Raumtemperatur festen Schmelzklebstoff enthält.
  2. Verbundelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzklebstoff zusätzlich durch chemische Reaktion aushärtet.
  3. Verbundelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzklebstoff ein Polymer auf Basis eines feuchtigkeitsvernetzenden Polyurethans ist.
  4. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffschicht ein Polyisocyanurat, ein Polyurethan oder ein Phenolharz enthält.
  5. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftvermittlerschicht eine mittlere Schichtstärke im Bereich von 1 bis 500 μm aufweist.
  6. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass erste und zweite Deckschicht aus Metall, Kunststoff, Holz oder einem Gemisch oder Laminat davon besteht.
  7. Verfahren zum Herstellen eines Verbundelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 6 die Schritte enthaltend (a) Bereitstellen einer ersten Deckschicht; (b) Aufbringen einer Haftvermittlerschicht enthaltend einen heiß-flüssigen, bei Raumtemperatur festen Schmelzklebstoff in flüssigem Zustand auf die erste Deckschicht; (c) Aufbringen einer Schaumstoffschicht oder der die Schaumstoffschicht bildenden Komponenten und Aufschäumen lassen dieser; (d) In Kontakt bringen einer zweiten Deckschicht mit der Schaumstoffschicht, wobei die zweite Deckschicht gegebenenfalls vorher mit einer Haftvermittlerschicht enthaltend einen heiß-flüssigen, bei Raumtemperatur festen Schmelzklebstoff versehen ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftvermittlerschicht vor Schritt (c) an ihrer Oberfläche physikalisch erstarrt ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftvermittlerschicht nach Schritt (d) chemisch vollständig aushärtet.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Haftvermittlerschicht mit Hilfe einer Walze, eines Rakels, einer Schlitzdüse, durch Curtain Coating, durch Aufsprühen/Fibern oder mit Hilfe eines Transfermittels erfolgt.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftvermittlerschicht beim Aufbringen eine Temperatur im Bereich vom 80°C bis 190°C aufweist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Schritte (b) und (c) in kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Fahrweise erfolgen.
  13. Verfahren zum Herstellen eines Verbundelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 6 die Schritte enthaltend (a) Bereitstellen einer ersten und einer zweiten Deckschicht, wobei mindestens eine der beiden Deckschichten eine Haftvermittlerschicht enthaltend einen heiß-flüssigen, bei Raumtemperatur festen Schmelzklebstoff aufweist, so dass ein Zwischenraum zwischen erster und zweiter Deckschicht auftritt und (b) Einbringen der die Schaumstoffschicht bildenden Komponenten in diesen Zwischenraum und aufschäumen lassen dieser.
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Cited By (3)

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