DE1594162C3 - Verfahren zum Verbinden metallischer Oberflächen mittels anaerob aushärtender Massen - Google Patents
Verfahren zum Verbinden metallischer Oberflächen mittels anaerob aushärtender MassenInfo
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- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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- B05D7/24—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials for applying particular liquids or other fluent materials
- B05D7/26—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials for applying particular liquids or other fluent materials synthetic lacquers or varnishes
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F20/00—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F20/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
- C08F20/10—Esters
- C08F20/20—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols, e.g. 2-hydroxyethyl (meth)acrylate or glycerol mono-(meth)acrylate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J4/00—Adhesives based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; adhesives, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09J183/00 - C09J183/16
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Description
Es ist bereits bekannt, Gegenstände über ihre Oberflächen vermittels zwischen diese Oberflächen
eingebrachter Materialien, die sich erst beim Ausschluß des Luftsauerstoffs unter Bildung von polymeren
Verbindungen verfestigen, zu verbinden.
Solange diese Materialien in Berührung mit Luft stehen, erleiden sie keine spontane Polymerisation,
sind also unter diesen Bedingungen lagerfähig.
Als solche in Sauerstoffanwesenheit lagerfähige, aber unter Luftausschluß durch Polymerisation härtende
Verbindungen sind vor allem monomere Glykolacrylsäureester bekannt. So ist es zum Beispiel
aus der USA-Patentschrift 2 628 178 (5 42 bis 47) bekannt, daß monomere Verbindungen der allgemeinen
Formel
H,C = C-C --O-
R'
/ "Η | __ C- | -O | 0 | ■H | C- | -CH | |
(CIL),, - | C | P | c — | R' | |||
R" | |||||||
in der R gleich H, — CH...-C2H,.-CH2OH oder
— CH., — OC — C — CU,
i
i
R'
R' gleich H. Cl, CH3 oder C2H, :
R' gleich H. Cl, CH3 oder C2H, :
R" gleich H. ■- OH oder
_O^C — C -■■= CH2
R'
in eine ganze Zahl und wenigstens 1, vorzugsweise 1
bis 8; η eine ganze Zahl und wenigstens 2, vorzugsweise
2 bis 20 und ρ gleich O oder 1 ist, abgesehen von oxydierten Produkten, dann wenn diese Verbindungen
nicht einer oxydätiven Vorbehandlung unterworfen worden sind, eine ausreichende Härtungsgeschwindigkeit
bei Luftausschluß erst bei Anwesenheit von als Polymerisationskatalysator wirkenden
Mengen organischer Peroxyde aufweisen. Insbesondere bei Anwesenheit der polymerisationsinhibierenden,
damit aber die Lagerfälligkeit erhöhenden Chinone ist die Anwesenheit ausreichender
Mengen Peroxyd und gegebenenfalls zusätzlich üblicher, die peroxydkatalysierte Esterpolymerisation
beschleunigender Amine unerläßlich.
Es ist ohne weiteres verständlich, daß die Problematik derartiger Verbindungsmittel in der Gewährleistung
einer möglichst großen Lagelfähigkeit bei Sauerstoffanwesenheit einerseits und einer möglichst
schnellen Polymerisation unter Bildung wirklich harter Produkte bei Sauerstoffausschluß andererseits,
liegt.
Tatsächlich ist die Lagerbeständigkeit nicht immer gegeben. Zum anderen ist, auch wenn man entsprechend
dem oben erörterten Hinweis zur Erzielung
höherer Aushärumgsgeschwindigkeilen noch mehr Peroxvdkatalysator. unter Gefährdung der
Lagerbesländigkeit zusetzt, die Aushärtezeit immer noch unbefriedigend. Auch bei Zugabe der für die
Peroxydbeschleunigung üblichen Katalysatoren, wie organische Amine, tritt keine entscheidende Verbesserung
ein.
Weiter tritt auf verzinkten und cadmierten Oberflächen überhaupt keine Härtung ein. Bei Schraubverbindungen
aus Stahl erhält man bei Verwendung einer bestimmten Zubereitung leicht viel zu hohe
Festigkeiten, so daß keine Lösbarkeit mit üblichen Werkzeugen gegeben ist, während man bei Verwendung
der gleichen Zubereitung bei Fügeverbindungen, wo eine sehr hohe Festigkeit gewünscht wird, nur geringe
Festigkeit erzielt. Zubereitungen, die bei Fügeverbindungen zu hohen Verbindungsfestigkeiten
führen, ergeben bei Schraubverbindungen noch wesentlich höhere Werte. Die Differenz zwischen
Losbrech- und Losdrehmoment ist erheblich, welcher Umstand ein beachtlicher Nachteil ist.
Es sind nun schon aus der USA.-Patentschrift 3 2Ü3 941 Aktivatoren bzw. Härtungsbeschleuniger
bekannt, welche auf Stahl die Härtungszeiten herabsetzen und Zink oder Cadmium dahingehend aktivieren,
daß auch auf diesen Oberflächen Härtung eintritt. Bei diesen bekannten Härtungsbeschleunigern
handelt es sich um Äthylen- oder Propylendiumine in einem organischen flüchtigen Träger, der
einen zweiwertigen Alkohol und gegebenenfalls eine organische Säure und, insbesondere für die Aktivierung
von Zink- oder Cadmiumoberflächen, ein mehrwertiges Schwermetallion enthält. Vor Anwendung
der vorerwähnten bekannten Katalysatoren usw. enthaltenden Bindemittel erfolgt mit diesen Härtungsbeschleunigern eine gesonderte Oberflächenvorbehandlung
der zu verbindenden Teile. Jedoch ist auch in diesem Fall die Lösung des Problems nur
unvollkommen. Eine vollständige Aushärtung unter Zuhilfenahme solcher Härtungsbeschleuniger ist in
bestem Falle erst in 40 Minuten möglich, wobei die erzielten Verbindungsfestigkeiten um 25"/u niedriger
als beim langsamen Aushärten liegen. Die Härtungszeit bei tieferen Temperaturen als 2O0C verlängert
sich außerordentlich.
Die vorliegende Erfindung hat es sich zum Ziele gemacht, eine vollständige Aushärtung, ohne Festigkeitsverminderung
gegenüber den langsameren Aushärtern, unabhängig von der Temperatur, innerhalb kurzer Zeit, z. B. von 15 Minuten, zu erzielen. Die
bei solch raschem Aushärten sich ergebenden Verbindungsfestigkeiten
sollten höher sein als die Festigkeiten, die beim langsamen Aushärten mit dem Stand
der Technik entsprechenden Zubereitungen erzielbar sind.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum Verbinden von Oberflächen, wobei man anaerob aushärtende
Massen auf der Basis monomerer Glykolacrylsäureester, die Polymerisationskatalysatoren, gegebenenfalls
übliche Beschleuniger und/oder Inhibitoren enthalten, auf mindestens eine der Oberflächen
aufbringt, die Oberflächen krai'tschlüssig verbindet und die Massen aushärten läßt. Das Verfahren ist
dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens eine der Oberflächen, bevor sie mit den Massen in. Berührung
kommt, mit einem Arylalkanisocyanat, :das in einem flüchtigen organischen hydroxyl- und aminogruppenfreien
Träger enthalten ist, behandelt und den Träger entfernt.. .
ίο Besonders günstige Ergebnisse werden bei Glykoiacrylestern
erzielt, die als organisches Amin Triäthylamin enthalten. Als Arylalkanisocyanat wird insbesondere
TriphenyImethan-4,4',4"-triisocyanat bevorzugt. Vorzugsweise ist das Arylalkanisocyanat
ίο im Träger gelöst. Als geeignete Lösungsmittel werden
flüchtige Fettlösungsmittel wie die Halogenkohlenwasserstoffe, insbesondere Methylenchlorid, bevorzugt.
; ;..·■·-. ■ ..·
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders wirkungsvoll bei Verwendung von Zubereitungen auf der Basis von Glykolacrylsaureestern der allgemeinen Formel
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders wirkungsvoll bei Verwendung von Zubereitungen auf der Basis von Glykolacrylsaureestern der allgemeinen Formel
H,C -C-C-O
i
R'
R'
— C —O
R" P
C-C- CH2
in der R gleich H. - CH.., — C1H.,- CH..OH oder
-CH,- OC- C-CH.,
R'
R' gleich H, Cl. CH3 oder C.,H5
R" gleich H, - OH oder
O
R" gleich H, - OH oder
O
— O —C —C = CH2
R'
m eine ganze Zahl und wenigstens 1, vorzugsweise I bis 8; η eine ganze Zahl und wenigstens 2, vorzugsweise
2 bis 20, und ρ gleich O oder 1 ist.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit gleichen Zubereitungen
bei Schraubverbindungen die notwendigen mittleren Festigkeiten, und bei Fügeverbindungen
die erwünschten sehr hohen Festigkeiten erzielt werden.
Die zu behandelnden Oberflächen der zu verbindenden festen Körper oder auch nur eine Oberfläche
werden also erfindungsgemäß mit dem Härtungsbeschleuniger, vorzugsweise nach vorangegangenem
Entfetten, benetzt und nach Abdunsten des Lösungsmittels die anaerob aushärtenden Zubereitungen in
an sich bekannter Weise auf eine oder beide Oberflächen aufgebracht und die so behandelten Teile
kraftschlüssig verbunden. Man kann auch die Teile nach der Vorbehandlung mit dem erfindungsgemäßen
Härtungsbeschleuniger zusammenfügen und dann die anaerob aushärtende Zubereitung auf den Spalt aufbringen,
wonach diese infolge ihrer außerordentlich hohen Penetrationsfähigkeit in den Spalt eindringt
und dann dortselbst erhärtet.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei allen anaerob aushärtenden Zubereitungen auf der Basis
von monomeren Glykolacrylsaureestern, die Peroxyde und gegebenenfalls Amine und/oder Chinone
enthalten, angewendet werden.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der allgemeinen Verwendbarkeit.
Unabhängig von den zu verbindenden Oberflächen wie Metalle aller Art, Glas, Kunststoffe usw., wird
durch das erfindungsgemäße Verfahren eine feste Bindung in kurzer Zeit erzielt.
In 650 g Tetraäthylenglykoldimethacrylat werden
in einer rotierenden Trommel 220 g Plexigum P 24 aufgelöst und dann mit 10 g einer l°/oigen alkoholischen
Benzochinonlösung, 100 g technischem Cumolhydroperoxyd (70%ig) und 20 g Triäthylamin
(wasserfrei) zu einer homogenen Lösung vermischt. 20 g Desmodur R (Technisches Triphenylmethan-4,
4', 4"-triisocyanat) werden mit 250 g Methylenchlorid gelöst. Mit dieser Lösung werden Schraubengewinde
bestrichen und das Lösungsmittel abdunsten gelassen, was etwa 5 Minuten dauert. Nun wird die im
vorigen Absatz beschriebene Zubereitung angebracht, und die Schrauben in die zugehörigen Muttern eingeschraubt.
Nach nur 15 Minuten Härtungsdauer beträgt das Losbrechmoment 110 cm· kg. Mit einem
dem Stand der Technik entsprechenden Härtungsbcschleuniger, welcher in gleicher Weise aufgebracht
wurde, beträgt das Losbrechmoment nach 15 Minuten 0 cm · kg, es ist von Hand aufschraubbar.
In 650 g Tetraäthylenglykoldimethacrylat werden
in einer rotierenden Trommel 220 g Plexigum R 24 aufgelöst und dann mit 10 g einer l"/oigen alkoholischen
Benzochinonlösung, 100 g technischem Cumolhydroperoxyd (70%ig) und 20 g Triäthylamin
(wasserfrei) zu einer homogenen Lösung vermischt.
20 g Desmodur R (technisches Triphenylmethan-4, 4' 4"-Triisocyanat) werden mit 250 g Methylenchlorid
gelöst. Mit dieser Lösung werden die Gewinde eines 6-Zoll-Rohres bestrichen, und das
Lösungsmittel abdunsten gelassen, was maximal 2 Minuten dauert. Nun wird die im vorigen Absatz beschriebene
Zubereitung aufgebracht, und die Gewinde verschraubt. Nach nur 15 Minuten Härtungsdauer beträgt das Losbrechmoment 15 m -kg. Mit
einem nach dem Stand der Technik bekannten Produkt und einem dem Stand der Technik entsprechenden
Härtungsbeschleuniger wird innerhalb dieser Zeit überhaupt keine Aushärtung erzielt.
Mit einer dem Stand der Technik entsprechenden Zubereitung und dem erfindungsgemäßen Hürtungsbeschleuniger
wird innerhalb von 15 Minuten ein Losbrechmoment von 5 m · kg erzielt.
ίο Zwei Holzplatten wurden mit den Lösungen gemäß
Beispiel 2, Absatz 1. sowie Absatz 2, Satz 1, in der dort beschriebenen Weise behandelt. Nach 15 Minuten
war die Härtung bereits derart fortgeschritten, daß in einer Zugmaschine die verbundenen Teile nur
unter Zerstörung des Holzes gelöst werden konnten. Mit einer dem Stand der Technik entsprechenden
Zubereitung und Härtungsbeschleuniger konnte innerhalb dieser Zeit keinerlei Verbindung erzielt
werden.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zum Verbinden von Oberflächen, wobei man anaerob aushärtende Massen auf der Basis monomerer Glykolacrylsäureester. die Polymerisationskatalysatoren, gegebenenfalls übliche Beschleuniger und/oder Inhibitoren enthalten, auf mindestens eine der Oberflächen aulbringt, die Oberflächen krahschlüssig verbindet und die Massen aushärten läßt, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens eine der Oberflächen, bevor sie mit den Massen in Berührung kommt, mit einem Arylalkanisocyanat, das in einem flüchtigen organischen hydroxyl- und aminogruppenfreien Träger enthalten ist, behandelt und den Träger entfernt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEM0067845 | 1965-12-29 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1594162A1 DE1594162A1 (de) | 1970-07-23 |
DE1594162B2 DE1594162B2 (de) | 1974-08-22 |
DE1594162C3 true DE1594162C3 (de) | 1975-04-10 |
Family
ID=7312358
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1594162A Expired DE1594162C3 (de) | 1965-12-29 | 1965-12-29 | Verfahren zum Verbinden metallischer Oberflächen mittels anaerob aushärtender Massen |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
AT (1) | AT272478B (de) |
CH (1) | CH477542A (de) |
DE (1) | DE1594162C3 (de) |
FR (1) | FR1500584A (de) |
NL (1) | NL6617221A (de) |
-
1965
- 1965-12-29 DE DE1594162A patent/DE1594162C3/de not_active Expired
-
1966
- 1966-09-26 AT AT900366A patent/AT272478B/de active
- 1966-10-26 CH CH1560266A patent/CH477542A/de not_active IP Right Cessation
- 1966-11-07 FR FR82736A patent/FR1500584A/fr not_active Expired
- 1966-12-08 NL NL6617221A patent/NL6617221A/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1594162B2 (de) | 1974-08-22 |
NL6617221A (de) | 1967-06-30 |
CH477542A (de) | 1969-08-31 |
FR1500584A (fr) | 1967-11-03 |
DE1594162A1 (de) | 1970-07-23 |
AT272478B (de) | 1969-07-10 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |