DE1053117B

DE1053117B - Klebstoffe fuer nicht durchlaessiges Material, insbesondere fuer Metalle

Info

Publication number: DE1053117B
Application number: DED28250A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Erich Baeder
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1958-06-06
Filing date: 1958-06-06
Publication date: 1959-03-19
Also published as: BE579366A; CH381790A; FR1235535A; GB927060A

Description

DEUTSCHES

KL.22i 2

INTERNAT. KL. C 09 j

PATENTAMT

D 28250 IVa/ 22 i

ANMELDETAG: 6. JUNI 1958

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 1 9. MÄR Z 1 9 5 9

Für die Verklebung von nicht durchlässigem Material, wie Metallen, Glas usw., besitzen die unter Verwendung eines Lösungsmittels erhärtenden Klebstoffe erhebliche Nachteile. Die undurchlässigen Stoffe verhindern die Verdunstung des in den Klebstoffen enthaltenen Lösungsmittels un'd die damit verbundene Erhärtung. Ähnliche Nachteile besitzen die auf der Grundlage von Kondensationsreaktionen zusammengesetzten Klebstoffe, bei denen das gebildete Kondensationswasser nicht entweichen kann. Auch Klebstoffe, die durch den Zutritt des Luftsauerstoffeis erhärten, weisen beim Verkleben von undurchlässigem Material entsprechende Nachteile auf. Dasselbe gilt bei Kitten, Spachtelmassen und ähnlichen Gemischen, die in verhältnismäßig dicker Schicht aufgetragen werden sollen.

Es ist bekannt, Mischungen monoinerer polymerisierbarer Verbindungen mit polymerisierten Verbindungen in Gegenwart von Peroxyden und tertiären Aminen als Kitte zu verwenden.

Ferner ist es bekannt, derartigen auch als Klebstoffe zu verwendenden Gemischen als weitere die Polymerisation beschleunigende Komponente Verbindungen des vierwertigen Schwefels zuzusetzen. Schließlich ist ein Verfahren zum Kleben Ix4canntgeworden, nach welchem viskose Lösungen hochmoler kularer Verbindungen in polymerisationsfähigen Vinylverbindungen unter Zusatz peroxydischer Katalysatoren und von Reduktionsmitteln verwendet werden.

Darüber hinaus ist es bekannt, derartigen Klebstoffmischungen zur Verbesserung ihrer Haftfestigkeit insbesondere auf Metallen weitere Zusätze wie monomere, ungesättigte, hydrophile Verbindungen, vernetzend wirkende Verbindungen, Vinyläther, höhere Ester der Acryl- oder Methycrylsäure, polymeres Chloropren usw. beizumischen. In der deutschen Patentschrift 547 384 wird feiner ein Bindemittel beschrieben, welches durch Erhitzen eines Polyesters mit Polystyrol auf 150° C hergestellt wird. Zur Her-Stellung des verwendeten Polystyrols wird Monstyrol auf 150° C erwärmt. Die erhaltenen Kunstharzmassen müssen bei ihrer Verwendung entweder in einem organischen Lösungsmittel gelöst oder bis zum Erweichen "efwärrnF werden. Es handelt sich demnach um Polymerisationsmischungen, die weniger als 5 % Monostyrol enthalten. Sie sind nur als sogenannte Schmelzkleber oder als Kleber, die unter Verdunstung des Lösungsmittels erhärten, verwendbar. Bei der Verwendung von Schmelzklebern müssen die zu verklebenden Teile erhitzt werden, wodurch insbesondere bei Metallen große innere Spannungen auftreten können.

Außerdem sind aus den USA.-Patentschriften Klebstoffe

für nicht durchlässiges Material, insbesondere für Metalle

Anmelder:

Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt

vormals Roessler, Frankfurt/M., Weißfrauenstr. 9

Dipl.-Chem. Dr. Erich Bäder, Hanau/M., ist als Erfinder genannt worden

2 453 665 und 2 453 666 Klebstoffe bekannt, die mindestens 25 Gewichtsprozent ungesättigten Polyester, mindestens 25 Gewichtsprozent einer Verbindung mit der Gruppierung CH₂ = C<C und Polymerisationskatalysatoren enthalten. <

Klebstoffe, die aus einem Polyesterharz und Styrol oder aus einem Gemisch von ungesättigten Polyestern, polymerisationsfähigen Acryl- oder Methacrylestern, Polyvinyläthern und geringen Mengen polymerer Verbindungen bestehen, werden in der deutschen Patentschrift 1014 254 beschrieben

Schließlich werden noch in der deutschen Patentschrift 724 752 Abdichtmassen zum Abdichten von Metallen, die aus monomeren, polymerisierbaren Verbindungen, wie Styrol, Polymerisationskatalysatoren und polymeren Stoffen, wie Polyvinylacetat oder Polystyrol, bestehen, genannt.

Es wurde nun gefunden, daß man Klebstoffe für nicht durchlässiges Material, insbesondere für Metalle,¹ erhalten kanu, wenn man Mischungen, die als Hauptbestandteile mindestens eine monomere, ungesättigte, polymerisierbar Verbindung und mindestens ein Polymerisat dieser Verbindungen sowie Katalysatoren, wie Peroxyde und tertiäre Amine, enthalten, mindestens einen ungesättigten Polyester als Nebenbestandteil in einer Menge bis zu etwa 6 % enthalten zugibt. Derartige Mischungen sollen vorzugsweise 0,5 bis 6 Gewichtsprozent an Polyester enthalten. Vorzugsweise werden solche Polyester verwendet, die aus ungesättigten Dicarbonsäuren, wie Maleinsäure, und zweiwertigen Alkoholen, wie Glykol, hergestellt worden sind.

809 770/463

Als monomere, ungesättigte, polymerisierbare Verbindungen werden vorteilhaft flussige Vinylverbindungen vorzugsweise Methacryl- und/oder Acrylsäureester und/oder Styrol oder seine im Kein substituierten Derivate verwendet. Die Verwendung von Methacrylsäuremethylester ist besonders vorteilhaft.

Zu den Polymerisaten dieser Verbindungen gehören insbesondere Polymethacryl- und/oder Polyacrylsäureester. Das Polystyrol oder seine im Kern substituierten Derivate werden bevorzugt verwendet.

Als Katalysatoren werden in an sich bekannter Weise Redoxsysteme verwendet, die aus peroxydischen Verbindungen und tertiären Aminen bestehen. Vorzugsweise werden solche an sich bekannten tertiären Amine verwendet, die mindestens einen aromatischen Rest enthalten.

Mit den erfindungsgemäßen Klebstoffen können Verklebungen, insbesondere bei Metallen, hergestellt werden, die schon nach kurzer Zeit eine Scherfestigkeit von mehr als 300 kg/cm² aufweisen. Dies war überraschend, da bisher Festigkeiten dieser Größenordnung nur mit Klebstoffen erzielt werden konnten, die aus mehr als drei Komponenten bestehen.

Die in den USA.-Patentschilften 2 453 665 und 2 453 666 sowie in der deutschen Patentschrift 724 752 beschriebenen PolymerLsatiansgemisahe erhärten bei Temperaturen λ on 45 bis 150° C in einem Zeitraum von etwa Va bis zu 4 Stunden. Demgegenüber wird es durch die Erfindung ermöglicht. Klebstoffeherzustellen, die trotz ihret einfachen Zusammensetzung schon bei Raumtemperatur in kurzer Zeit erhärten und insbesondere bei der Verklebung von Metallen eine sehr hohe Scherfestigkeit zeigen. Da fcrnei der ungesättigte Polyester bei den erfinduiigsgemäßen Klebstoffen nur als Nebenbestandteil, d.h. in gelingen Mengen, verwendet wird, ergibt sich als weiterer Vorteil, dall seine Verträglichkeit mit den übrigen Bestandteilen der Klebstoff mischung weniger beachtet werden muß als dies beispielsweise bei den Klebstoffen nach der deutschen Patentschrift 1014 254 der Fall ist. Hieraus ergibt sich eine sehr weite Auswahlmöglichkeit der Komponenten und somit eine leichte Herstellbarkeit der Mischungen. Ferner zeigen die erfindungsgemäßen Klebstoffe insbesondere beim Verkleben starrer Teile eine höhere Scherfestigkeit als die Klebstoffe gemäß der Patentschrift 1 014 254

Beispiel 1

Mit einer Mischung aus 64,9 % Methacrylsäuremethylester, 33% Polystyrol, 1,5% Polyester (Palatal K 211/7 der Firma BASF) wurden unter Mitverwendung von 0,006 % Hydrochinon als Stabilisator 20mm breite und 2 mm dicke Metallstreifen mit 10mm Üljerlappung verklebt und die Scherfestigkeit nach 12 Stunden bei Raumtemperatur gemessen. Sie betrug bei vergütetem Leichtmetall (Al Cu Mg F 44) 310 kg/ cm² und bei Baustahl (St 37,12) 340 kg/cm².

Als Startsystem wurden 0,6 Teilr Diisoprdpylolp-toluidin und 3 Teile einer Katalysatorpaste, bestehend aus gleichen Mengen Benzolperoxyd und Dibutylphthalat, verwendet.

Beispiel 2

Wie im Beispiel 1 wurden vergütete Leichtmetall-Streifen mit einer Mischung verklebt, die aus 59,3 % Monostyrol, 34 % Polystyrol, 6 % Polyester (Palatal ίο K 211/6 der Fa. BASF) und 0.7% Di-iso-propylolp-toluidin bestand.

Die Polymerisationszeit eines 10-g-Ansatzes bei bis 22° C mit 3 % Härtepaste betiug 500 Minuten. Nach 1 Tag bei Raumtemperatur wurde eine Scherfestigkeit von 207 kg/cm² gemessen.

Beispiel 3

Die Verklebung erfolgte wie im Beispiel 2.
Die Mischung bestand aus: 58,8% Methylmethycrylat, 39% Polystyrol, 1,5% Pol} ester (Palatal K211/6 der Fa. BASF) und 0,7% Di-iso-propylolp-toluidin.

Ein 10-g-Ansatz war nach 25 Minuten bei Raumtemperatur ausgehärtet. Die Scherfestigkeit betrug nach 1 Tag bei Raumtemperatur 202 kg/cm².

Claims

Patentansprüche:

1. Klebstoffe fur niciht durchlassiges Material, insbesondere für Metalle, die als Hauptbestandteile mindestens eine monomere, ungesättigte, polymerisierbare Verbindung und mindestens ein Polymerisat dieser Verbindungen sowie Katalysatoren, wie Peroxyde und tertiäre Amme, enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß sie neben diesen Stoffen mindestens einen ungesättigten Polyester als Nebenbestandteil in einer Menge bis zu etwa 6 % enthalten.

2. Klebstoffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als monomere polymerisierbare Verbindung einen Methacryl- und/oder Acrylsäureester und/oder Styrol oder seine im Kern substituierten Derivate enthalten.

3. Klebstoffe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als polymere Verbindung Polymethacryl- und/oder Polyacrylsäureester und/ oder Polystyrol oder seine im Kern substituierten Derivate enthalten.

4. Klebstoffe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Katalysatorbestandteil in an sich bekannter Weise ein tertiäres Amin mit mindestens einem aic>matischen Rest enthalten.

In Betracht gezogene Druckfchriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 724 752;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 014 254;
USA.-Patentschriften Nr. 2 453 665, 2 453 666.