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FACHGEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft in sich geschlossene sprühbare Klebstoffzusammensetzungen. Solche Zusammensetzungen schließen einen elastomeren Klebstoff mit Silyl-Endgruppe und ein Treibmittel ein.
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HINTERGRUND
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Im Allgemeinen wurden schützende oder dekorative Substrate auf einen Träger unter Verwendung einer breiten Vielzahl von Maßnahmen aufgebracht, die mechanische Befestigungsmittel (z. B. Nägel und Schrauben) einschließen. Obwohl Klebstoffe ebenfalls verwendet wurden, war die Anwendung von im Handel erhältlichen Klebstoffen umständlich und schwierig, wobei im Allgemeinen das Aufbringen der Klebstoffe als vorgeformte Folie oder als Flüssigkeiten, die auf eine oder beide der Passflächen gewalzt oder bestrichen werden. Typische flüssige Klebstoffe, die in diesen Anwendungen verwendet werden, sind sowohl viskos als auch klebrig, wobei sie zahlreiche Handhabungsprobleme aufweisen.
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Elastomere mit Silyl-Endgruppe, wie ein Polyether mit Silyl-Endgruppe und Polyurethan mit Silyl-Endgruppe, wurden als Beschichtung und Dichtmittel verwendet. In solchen Anwendungen werden die Elastomere mit Silyl-Endgruppe häufig in Wasser oder einem organischen Lösungsmittel dispergiert. Zusätzlich zum Auftragen durch Walzen oder Bürsten wurden solche Beschichtungen unter Verwendung von komplexen externen Sprühsystemen aufgebracht. In solchen Systemen wird das Elastomer aus einem Eimer oder einem Behälter in eine Spritzpistole bei einem Flüssigkeitsdruck von etwa 70 bis 100 kPa (etwa 10 bis 15 psig) zugeführt. Luft mit hohem Druck (Manometerdruck 200 bis 700 kPa (etwa 30 bis 100 psig) wird durch eine getrennte Leitung aus einem Luftkompressor oder einer anderen Hochdruckquelle in die Pistole zugeführt. Die Luft mit hohem Druck wird dann zum Atomisieren des Elastomers verwendet, wenn es aus der Spritzpistole ausgestoßen wird. Während ein solches System für einige Anwendungen funktionieren kann, ist es schlecht für Anwendungen geeignet, die Transportfähigkeit erfordern. Zusätzlich ist die Voraussetzung einer getrennten Quelle für Luft mit hohem Druck eine erhebliche Einschränkung.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Kurz gesagt, stellt in einem Gesichtspunkt die vorliegende Offenbarung ein in sich geschlossenes sprühbares Klebstoffsystem bereit. Das in sich geschlossene sprühbare Klebstoffsystem umfasst einen mit einer Sprühdüse verbundenen Druckbehälter und eine in dem Behälter enthaltene sprühbare Klebstoffzusammensetzung. Das sprühbare Klebstoffsystem umfasst einen elastomeren Klebstoff mit Silyl-Endgruppe und ein Treibmittel. In einigen Ausführungsformen ist die Sprühdüse direkt mit dem Druckbehälter verbunden. In einigen Ausführungsformen verbindet ein Schlauch die Sprühdüse mit dem Druckbehälter über einen Schlauch. In einigen Ausführungsformen beträgt der Druck in dem Druckbehälter zwischen 200 und 900 kPa einschließlich.
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In einigen Ausführungsformen umfasst der elastomere Klebstoff mit Silyl-Endgruppe einen Polyether mit Silyl-Endgruppe. In einigen Ausführungsformen umfasst der elastomere Klebstoff mit Silyl-Endgruppe ein Polyurethan mit Silyl-Endgruppe. In einigen Ausführungsformen umfasst die sprühbare Klebstoffzusammensetzung 50 bis 80 Gew.-% des elastomeren Klebstoffs mit Silyl-Endgruppe, basierend auf dem Gesamtgewicht des elastomeren Klebstoffs mit Silyl-Endgruppe und des Treibmittels.
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In einigen Ausführungsformen umfasst das Treibmittel ein Gemisch eines Flüssiggases und eines Dialkylethers. In einigen Ausführungsformen umfasst das Flüssiggas mindestens eines von Isobutan und Propan. In einigen Ausführungsformen umfasst der Dialkylether Dimethylether. In einigen Ausführungsformen umfasst das Treibmittel 30 bis 50 Gewichtsteile eines Flüssiggases und 50 bis 70 Gewichtsteile eines Dialkylethers. In einigen Ausführungsformen umfasst das Treibmittel 20 bis 25 Gewichtsteile Isobutan, 15 bis 20 Gewichtsteile Propan und 55 bis 65 Gewichtsteile Dimethylether.
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In einem anderen Gesichtspunkt stellt die vorliegende Offenbarung eine sprühbare Klebstoffzusammensetzung bereit, die einen elastomeren Klebstoff mit Silyl-Endgruppe und ein Treibmittel umfasst, das ein Gemisch eines Flüssiggases und eines Dialkylethers umfasst. In einigen Ausführungsformen umfasst der elastomere Klebstoff mit Silyl-Endgruppe einen Polyether mit Silyl-Endgruppe. In einigen Ausführungsformen umfasst der elastomere Klebstoff mit Silyl-Endgruppe ein Polyurethan mit Silyl-Endgruppe.
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In einigen Ausführungsformen umfasst die sprühfähige Klebstoffzusammensetzung 60 bis 70 Gew.-% des elastomeren Klebstoffs mit Silyl-Endgruppe, bezogen auf das Gesamtgewicht des elastomeren Klebstoffs mit Silyl-Endgruppe und das Treibmittel. In einigen Ausführungsformen umfasst das Treibmittel 20 bis 25 Gewichtsteile Isobutan, 15 bis 20 Gewichtsteile Propan und 55 bis 65 Gewichtsteile Dimethylether.
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Die vorstehende Zusammenfassung der vorliegenden Offenbarung soll nicht jede Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreiben. Die Einzelheiten einer oder mehrerer Ausführungsformen der Erfindung sind ebenfalls in der nachstehenden Beschreibung dargestellt. Andere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der Beschreibung und aus den Patentansprüchen erkennbar.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 veranschaulicht ein sprühbares Klebstoffsystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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2 veranschaulicht ein sprühbares Klebstoffsystem gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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Detaillierte Beschreibung
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Die vorliegende Offenbarung betrifft sprühbare Klebstoffzusammensetzungen und in sich geschlossene sprühbare Klebstoffsysteme, die solche Zusammensetzungen enthalten. Die in sich geschlossenen sprühbaren Klebstoffsysteme umfassen einen Behälter, der die sprühbare Klebstoffzusammensetzung enthält. Im Allgemeinen kann jeder bekannte Behälter verwendet werden, mit der Maßgabe, dass die Materialien des Behälters mit den sprühbaren Klebstoffzusammensetzungen verträglich sind. Um den Klebstoff zu sprühen, werden die Behälter unter Druck gesetzt; daher sollte das Design des Behälters und die Materialien ebenfalls so gewählt werden, dass sie dem gewünschten Druck standhalten.
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Typische Drucke betragen 200 bis 900 kPa einschließlich. In einigen Ausführungsformen beträgt der Druck im Behälter mindestens 300 kPa oder sogar mindestens 400 kPa. In einigen Ausführungsformen ist der Druck im Behälter nicht größer als 700 kPa oder sogar nicht größer als 500 kPa. In einigen Ausführungsformen weisen die Behälter einen Betriebsdruck von 2 bis 3 MPa, z. B. etwa 2,7 MPa; einen Prüfdruck von 3 bis 4 MPa (z. B. etwa 3,5 MPa); und einen Berstdruck von 6 bis 8 MPa (z. B. etwa 7 MPa) auf. Im Handel erhältliche Behälter schließen jene von z. B. Worthington Cylinders, Columbus, Ohio; Amtrol, Inc., West Warwick, Rhode Island; und Manchester Tank, Chicago, Illinois, ein.
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Im Allgemeinen können die Größe und Form des Behälters gemäß bekannten Designüberlegungen, einschließlich gewünschtem Volumen, Gewicht, Ergonomie und Kosten, gewählt werden. Übliche Behälter, die für einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung geeignet sind, schließen Zylinder und Kessel ein. Typische Materialien für die Behälterausführung schließen Metalle, z. B. Stahl und Edelstahl, ein. In einigen Ausführungsformen kann die Innenoberfläche des Behälters mit einem Material beschichtet werden, um nachteilige Wechselwirkungen zwischen der Klebstoffzusammensetzung und dem Behälter zu minimieren oder zu beseitigen und/oder das Befüllen, Verteilen oder Reinigen des Behälters zu unterstützen. Ähnlich können Beschichtungen auf der Außenseite des Behälters angebracht werden, um z. B. das Äußere des Behälters vor der Klebstoffzusammensetzung, der Umgebung oder grober Handhabung zu schützen. Beschichtungen können auch zum Minimieren oder Beseitigen des Risikos der statischen Entladung während Verwendung und Handhabung des Behälters verwendet werden.
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Die sprühbaren Klebstoffsysteme der vorliegenden Erfindung schließen auch eine mit dem Behälter verbundene Sprühdüse ein. Im Allgemeinen kann jede bekannte Sprühdüse verwendet werden, einschließlich z. B. die von Spraying Systems, Incorporated, Wheaton, Illinois erhältlichen. Beispiele der Sprühdüsen schließen Spritzpistolen ein, die eine Sprühspitze mit einer Auslösesteuerung aufweisen.
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Verschieden zu anderen Sprühsystemen erfordern die in sich geschlossenen sprühbaren Klebstoffsysteme der vorliegenden Offenbarung keine externe Quelle von Druckluft, um den Klebstoff durch die Düse zu treiben und das zu sprühende Material zu atomisieren. Vielmehr ist der durch die Treibmittel selbst erzeugte Druck ausreichend, um die sprühfähige Klebstoffzusammensetzung durch die Sprühdüse zu drücken, wobei ein Nebelspray, d. h. ein einzelne Tropfen umfassendes Spray, gebildet wird.
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In einigen Ausführungsformen ist die Sprühdüse direkt mit dem Behälter verbunden. Zum Beispiel schließt, wie in 1 gezeigt, das Sprühsystem 100 den Behälter 110, der direkt mit der Düse 120 verbunden ist ein. Die sprühbare Klebstoffzusammensetzung 130 ist im Behälter 110 enthalten und kann durch die Sprühdüse 120 als Spray 140 auf das Substrat 150 aufgebracht werden. In einigen Ausführungsformen kann die Sprühdüse 120 durch drücken der Düse 120 in Richtung des Behälters 110 aktiviert werden, wobei ein Ventil (nicht gezeigt) geöffnet wird und ermöglicht wird, dass die sprühbare Klebstoffzusammensetzung unter der Kraft des Drucks im Behälter durch die Düse strömt, wobei sie als ein Spray emittiert wird.
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In Bezug auf 2 schließt in einigen Ausführungsformen das Spraysystem 200 eine Sprühdüse 220, verbunden mit dem Behälter 210 über einen Schlauch 260 ein. In einigen Ausführungsformen ist die Sprühdüse 220 ein Teil der Spritzpistole 270, die den Auslöser 275 einschließt. Wenn der Auslöser 275 aktiviert wird, wird ein Ventil (nicht gezeigt) geöffnet und eine Klebstoffzusammensetzung 230, angetrieben durch den Druck im Behälter 210 strömt aus dem Behälter 210 zu der Sprühdüse 220 durch den Schlauch 260, wobei ein Spray 240 gebildet wird. Wenn der Auslöser 275 losgelassen wird, endet der Strom der Klebstoffzusammensetzung 230.
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Im Allgemeinen umfasst die sprühbare Klebstoffzusammensetzung einen elastomeren Klebstoff mit Silyl-Endgruppe und ein Treibmittel. In einigen Ausführungsformen umfasst der elastomere Klebstoff mit Silyl-Endgruppe einen Polyether mit Silyl-Endgruppe („STP”) oder ein Polyurethan mit Silyl-Endgruppe („SPUR”). Solche Materialien sind im Handel erhältlich, einschließlich z. B. MANUS-BOND 75-AM, erhältlich von Manus Products, Incorporated, Waconia, Minnesota; und die unter der Handelsbezeichnung SPUR+ von Momentive Performance Materials, Friendly, West Virginia erhältlichen.
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In einigen Ausführungsformen umfasst die sprühbare Klebstoffzusammensetzung 50 bis 80 Gew.-% elastomeren Klebstoff mit Silyl-Endgruppe, z. B. 50 bis 70 Gew.-% oder sogar 60 bis 70 Gew.-% elastomeren Klebstoff mit Silyl-Endgruppe, bezogen auf das Gesamtgewicht des elastomeren Klebstoffs mit Silyl-Endgruppe und des Treibmittels.
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Im Allgemeinen kann jedes Treibmittel, das sowohl mit dem elastomeren Klebstoff mit Silyl-Endgruppe als auch den mechanischen Komponenten des Sprühsystems (z. B. dem Behälter, der Sprühdüse und dem gegebenenfalls vorhandenen Schlauch) verträglich ist, verwendet werden. In einigen Ausführungsformen kann das Treibmittel ein Gemisch von Materialien umfassen, um gewünschte Verträglichkeit, Druck und Sprüheigenschaften zu erreichen.
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In einigen Ausführungsformen umfasst das Treibmittel ein Gemisch von mindestens einem Flüssiggas („LPG”) und einem Dialkylether. Im Allgemeinen ist ein Flüssiggas ein gesättigter Kohlenwasserstoff, der so gewählt ist, dass er bei dem Druck im Behälter eine Flüssigkeit ist und bei Atmosphärendruck ein Gas ist. Beispiele der gesättigten Kohlenwasserstoffe schließen Propan und Butan (z. B. Isobutan und n-Butan) ein. In einigen Ausführungsformen können Gemische von Flüssiggasen geeignet sein, z. B. Gemische von Propan und Isobutan. Zum Beispiel umfasst in einigen Ausführungsformen das Treibmittel ein Gemisch von Propan und Isobutan in einem Gewichtsverhältnis zwischen 1:1 und 1:1,7 einschließlich, z. B. zwischen 1:1,2 und 1:1,5 einschließlich oder sogar zwischen 1:1,3 und 1:1,4 einschließlich.
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In einigen Ausführungsformen kann ein Dialkylether als ein Treibmittel, typischerweise in Kombination mit einem oder mehreren Flüssiggasen, verwendet werden. Beispiele der Dialkylether schließen Dimethylether ein. In einigen Ausführungsformen umfasst das Treibmittel 30 bis 50 Gewichtsteile eines Flüssiggases und 50 bis 70 Gewichtsteile eines Dialkylethers; z. B. 35 bis 45 Gewichtsteile eines Flüssiggases und 55 bis 65 Gewichtsteile eines Dialkylethers. In einigen Ausführungsformen besteht das Treibmittel aus 30 bis 50 Gewichtsteilen eines Flüssiggases und 50 bis 70 Gewichtsteilen eines Dialkylethers; z. B. 35 bis 45 Gewichtsteilen eines Flüssiggases und 55 bis 65 Gewichtsteilen eines Dialkylethers. In jeder dieser Ausführungsformen, in einigen Ausführungsformen ist der Dialkylether Dimethylether.
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In einigen Ausführungsformen umfasst das Treibmittel 20 bis 25 Gewichtsteile Isobutan, 15 bis 20 Gewichtsteile Propan und 55 bis 65 Gewichtsteile Dimethylether. In einigen Ausführungsformen besteht das Treibmittel aus 20 bis 25 Gewichtsteilen Isobutan, 15 bis 20 Gewichtsteilen Propan und 55 bis 65 Gewichtsteilen Dimethylether.
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Treibmittel und Treibmittelgemische sind im Handel von einer Reihe von Quellen erhältlich, einschließlich z. B. Diversified CPC International, Incorporated, Channahon, Illinois; Aeropres Corporation, Shreveport Louisiana; und Technical Propellants, Inc, Morris, Illinois. Als eine Folge ihres Herstellungsverfahrens können, wie geliefert, die im Handel erhältlichen Treibmittel kleine, Restmengen von gesättigten Kohlenwasserstoffen, wie Ethylen und Propylen, enthalten.
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Beispiele
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Beispiel 1. Ein elastomerer Klebstoff (MANUS-BOND 75-AM, erhalten von Manus Products, Incorporated, Waconia, Minnesota und von dem angenommen wird, dass es ein Polyether mit Silyl-Endgruppe ist) wurde in einen 7,2 l (1,9 Gallonen) Stahlbehälter über den Einlass an der Spitze des Behälters unter Verwendung einer mit einem Luftmotor ausgestatteten Kolbenpumpe eingebracht. Als Nächstes wurde ein Treibmittel auf gleiche Weise in den Behälter eingebracht, Das Treibmittel (von Diversified CPC International, Incorporated, Channahon, Illinois erhalten) war ein Gemisch von etwa 40 Gewichtsteilen eines Flüssiggases (etwa 23 Gewichtsteile Isobutan 17 Gewichtsteile Propan) und 60 Gewichtsteilen Dimethylether. Das erhaltene Gemisch in dem Behälter enthielt 67 Gew.-% des elastomeren Klebstoffs und 33 Gew.-% Treibmittel und wies einen Innendruck von 483 kPa (70 psi) auf.
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Als Nächstes wurde eine Spritzpistole, ausgestattet mit einer Sprühdüse mit einer Auslösesteuerung („23L GunJet”), erhalten von Spraying Systems, Incorporated, Wheaton, Illinois) an dem Behältereinlass mit einem Kautschukschlauch (einem siliconfreien Nylonschlauch mit schwarzem Synthetikkautschuk und geflochtener Synthetikgarnverstärkung, erhalten von Pioneer Rubber & Gasket Co., Tucker, Georgia) befestigt. Die Spritzpistole war für einen maximalen Betriebsdruck von 1,7 MPa (250 psi) und einer Kapazität der Strömungsgeschwindigkeit von bis zu 19 l pro Minute (5 Gallonen pro Minute) bemessen. Die Spritzpistole wurde mit einer 9501 Sprühspitze mit einem 95 Grad Sprühwinkel, einer Äquivalentdüsengröße von 0,66 mm (0,026 inch) und einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,4 l pro Minute (0,1 Gallonen pro Minute) bei 275 kPa (40 psig) Druck ausgestattet.
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Der Behälter wurde vor Sprühen des Klebstoffs gründlich geschüttelt. Wenn der Auslöser aktiviert wurde, strömte der Klebstoff aus dem Behälter, durch den Schlauch und wurde durch die Sprühdüse der Spritzpistole abgelassen. Der gewünschte Nebelspray, der aus einzelnen Tröpfchen des Elastomers mit Silyl-Endgruppe bestand, wurde gebildet.
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Der Klebstoff wurde dann auf eine Seite jedes der folgenden ersten Substrate gesprüht: Holzfußbodenunterlage, Sperrholz, Beton, Aluminium, Edelstahl, Faserplatte und Spannplatte. Obwohl als ein Nebel einzelner Tröpfchen entnommen, bildete der Klebstoff bei Aufbringen auf die Substrate eine gleichförmige Beschichtung auf der besprühten Oberfläche des Substrats.
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Nach Warten zwischen 2 und 5 Minuten, damit die gesprühte Beschichtung trocknet und klebrig wird, wurde ein kleineres Stück jedes der folgenden zweiten Substratmaterialien mit der Klebstoffoberfläche jedes der ersten Substrate verbunden: Teppichfliesen, Vinylfliesen, Sperrholz, Fußbodenmaterial aus roten Eichenholzplanken, Aluminium, Edelstahl, Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat und ein Hochdrucklaminat(„HPL”)-Furnier. Die mit Klebstoff verbundenen Substrate wurden mit festem Handdruck unter Verwendung einer Kautschuk „J”-Walze zusammengepresst. Dieses Verfahren wird als „einseitige Aufbringung” bezeichnet.
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Die gebundenen Anordnungen wurden für 24 Stunden bei Raumtemperatur gehärtet. Die gehärteten Anordnungen wurden dann von Hand auseinandergezogen. Ausgezeichnete Klebkraft zwischen den Substraten wurde beobachtet. Spuren der Substratmaterialien die noch an dem Klebstoff kleben, zeigten einen Defekt des Substrats an. Wenn ein Versuch unternommen wurde, die verbleibenden Stücke mit einem Schraubenzieher auseinanderzustemmen, brachen die Substrate, was einen weiteren Beweis für einen Defekt des Substrats erbrachte.
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Beispiel 2. Dieses Beurteilungsverfahren wurde unter Verwendung eines „zweiseitigen Aufbringungs”-Verfahrens wiederholt, wobei eine Oberfläche sowohl des ersten Substrats als auch die zweite Oberfläche mit dem Klebstoff besprüht wurden. Man ließ den Klebstoff trocknen und klebrig werden, und dann wurden die Substrate klebstoffbeschichtete Oberfläche zu klebstoffbeschichteter Oberfläche verbunden. Nach 24 Stunden Härten bei Raumtemperatur wurden die gebundenen Anordnungen wie vorstehend beschrieben mit dem gleichen Ergebnissen, d. h. Defekt des Substrats, untersucht.
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Beispiel 3. Ein elastomerer Klebstoff mit Silyl-Endgruppe (SPUR+ 3100 HM, erhalten von Momentive Perfomance materials, Friendly, West Virginia und von dem angenommen wird, dass es ein Polyurethan mit Silyl-Endgruppe (SPUR) ist) wurde in einen 7,2 l (1,9 Gallonen) Stahlbehälter über den Einlass an der Spitze des Behälters unter Verwendung einer mit einem Luftmotor ausgestatteten Kolbenpumpe eingebracht. Als Nächstes wurde ein Treibmittel in den Behälter auf gleiche Weise eingebracht. Das Treibmittel (erhalten von Diversified CPC International, Incorporated, Channabon, Illinois) war ein Gemisch von etwa 40 Gewichtsteilen Flüssiggas (etwa 23 Gewichtsteile Isobutan, 17 Gewichtsteile Propan) und 60 Gewichtsteilen Dimethylether. Das erhaltene Gemisch in dem Behälter enthielt 67 Gew.-% des elastomeren Klebstoffs mit Silyl-Endgruppe und 33 Gew.-% des Treibmittels und wies einen Innendruck von 483 kPa (70 psi) auf.
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Die für Beispiel 1 beschriebenen einseitigen Aufbringungstestverfahren wurden durchgeführt. Der Behälter wurde vor Sprühen des Klebstoffs gründlich geschüttelt. Wenn der Auslöser aktiviert wurde, strömte der Klebstoff aus dem Behälter, durch den Schlauch und wurde durch die Sprühdüse der Spritzpistole abgelassen. Der gewünschte Nebelspray, der aus einzelnen Tröpfchen des Elastomers mit Silyl-Endgruppe bestand, wurde gebildet.
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Verschiedene Abwandlungen und Änderungen dieser Erfindung sind für den Fachmann ohne Abweichen vom Umfang und Sinn dieser Erfindung leicht zu erkennen.
