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Schmelzkleber für thermoulaatische Kunststoffe Bisher erfolgte ein
Verkleben von Kunststoffen, insbesondere von Folien, meist mittels lösungsmittelhaltiger
Kleber oder mit Hilfe von Polymerisationsklebern. In beiden Fällen ist eine gewisse
offene Zeit notwendig, die zur Abdunstung des Lösungemittels oder zur Polymerisation
benötigt wird.
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Ein modernes Arbeiten mit schnellaufenden Maschinen wird duroh dies
herömmliche Arbeitsweise gehemmt; hier fordert man eine möglichst kurze Abbindungazeit
der Klebung. Eine Schmelzklebung würde einen wesentlichen Fortschritt bedeuten,
wenn ein Sohmelzkleber mit brauchbaren, guten Hafteigenschaften zur Verfügung stehen
würde.
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Es sind zwar schon Schmelzkleber zum Verkleben von thermoplastischen
Kunststoffen genannt worden, die aber bis jetzt noch nicht den Anforderungen der
Technik genügt haben oder nicht allgemein verwendbar sind.
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In der nicht zum Stand der Technik gehörenden Patentanmeldung Soh
36 860 IVc/22i sind bereits wirksame Schmelzkleber zum Verkleben von weichgemachtem
Polyvinylchlorid vorgeschlagen worden.
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Es wurde nun ein Sohmelzkleber für thermoplastische Kunststoffe, auegenommen
weichgemaohtes Polyvinylohlorid, insbesondere für Folien, bestehend aus einem Gemisch
aus
A) 95 - 70 Teilen eines Polyamids aus polymerer Fettsäure und
gegebenenfalls aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Dicarbonsäuren und
aus Äthylendiamin oder aus einem Diamin2emisch aus Äthylendiamin und hUhermolekularen,
aliphatischen Diaminen, welche auch Alkylsubstituenten tragen können und welche
auch durch Sauerstoffatome in der Kette unterbrochen sein können, oder Monoalkanolaminen
und B) 5 - 30 Teilen einer aromatiechen Verbindung mit kernetändigen Hydroxyl-Gruppen
gefunden.
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Als erfindungsgemäß zu verwendende aromatische Verbindungen mit kernständigen
Hydroxyl-Gruppen kommen insbesondere in Betracht : or- und ß-Naphthol, Phenol, Resorcin,
Hydrochinon, Pyrogallol, P-Oxybenzoesäureester, 4,4'-Dioxy-diphenyl.
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Die Polyamide ftlr die erfindun@Bgemäßen Sohmelzkleber sind Thermoplaste
mit Erweichungspunkten (Ring- und Ball-Methode) von 80 bis 2000 C. Die Herstellung
dieser Polyamide, für die hier kein Schutz beansprucht wird, kann in an sich bekannter
Weise durch Umsetzen der polymeren Fettsäure und der gegebenenfalls mitzuverwendenden
Dicarbonsäure und dem Diamingemisch bei Kondensationstemperaturen zwischen ca. 180
und 2500 C erfolgen. Anstelle der freien Carboneäuren können auch in an sich bekannter
Weise ihre amidbildenden Derivate verwendet werden. Die polymere Fettsäure ist aus
natllrlichen, insbesondere
eine und mehrfach ungesättigten, Fettsäuren
durch Polymerisation zugänglich. Das anfallende Polymerisat enthält ca. 55 bis 75
% dimere Fettsäure und entsprechende Anteile monomerer und trimerer Fettsäure und
kann bevorzugt nach Abtrennen eines Anteile an monomerer Fettsäure direkt verwendet
werden. Dimere Fettsäure mit einem Gehalt von 75 bis 98 % läßt eich durch Destillation
gewinnen.
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Als geeignete Co-Dicarbonsäuren für die erfindungsgemäßen Polyimide
kommen z. B. in Betracht: Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebazinbäure,
Nonandicarbonsäure, Decandicarbonsäure, Terephthalsäure, p-Phenylendiessigsäure,
Dimethyl-p-phenylendiessig-säure und p-Phenylendipropionsäure.
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Durch Mitverwendung derartiger Co-Dicarbonsäuren iet es möglich, den
Erweichungspunkt der erfindungbgemäßen Polyamide zu erhöen.
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Als aliphatische Diamine werden Tetramethylendiamin, Pentamethyiendlamin,
Hexamethylendiamin, Heptamethylendiamin, Octamethylendiamin, Nonamethylendiamin,
Decamethylendiamin, Undecamethylendiamin, Dodecamethylendiamin bevorzugt. Weiterhin
kommen aliphatische Diamine, die 1 bis 3 niedere Alkylsubitituenten oder einen höheren
Alkylsubstituenten tragen, in Betracht: z. B. 2,5-Dimethylhexamethylendiamin, 2-Nethyl-4-äthyl-hexamethylendiamin,
2-Äthyl-4-methyl-hexamethylendiamin, Gemisch aus 2,4,4-Trislethyl-hextuaethylendiamin
und 2,2,4-Trimsthyl-hexamthylendiamin, Gemisch aus 9-Aminomethylstearylamin und
10-Aminomethylstearylamin.
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Die für die erfindungsgemäßen Polyamide verwendbaren Diamine, die
durch Sauerstoffatome in der Kette unterbrochen sind -und die auch Ätherdiamine
genannt werden - lassen sich durch die allgemeine Formel I H2N - (CH2)n - 0 - (R-0)x
- (CH2)n - NH2 (I) wiedergeben , wobei n eine Zahl von 3 bis 5 sein kann und wobei
x die Werte 0, 1, 2 und 3 aufweisen kann und wobei R einen Alkylenrest mit einer
Kettenlänge von 1 bis 12 C-Atomen, der gegebenenfalls auch einen Alkylsubstituenten
von 1 bis 4 C-Atomen tragen kann, bedeutet.
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Beiepiele für Ätherdiamine der allgemeinen Formel I sind: 1,7-Diamino-4-oxa-heptan,
1,11-Diamino-6-oxa-undecan, 1,7-Diamino-3,5-dioxa-heptan, 1,10-Diamino-4,7-dioxa-decan,
1,10-Diamino-4,7-dioxa-5-methyldecan, 1,11-Diamin-4,8-dioxa-undecan, 1,11-Diamino-4,8-dioxa-5-äthylundecan,
1,12-Diamino-4,9-dioxadodecan, 1,13-Diamino-4,10-dioxa-tridecan, 1,14-Diamino-4,11-dioxa-tetradecan,
1,11-Diamino-4,8-dioxa-5,6-dimethyl-7-propionylundecan, 1,14-Diamino-4,7,10-trioxa-tetradecan,
1,13-Diamino-4,7,10-trioxa-5,8-dimethyltridecan, 1,20-Diamino-4,17-dioxa-eicosan,
1,16-Diamino-4,7,10,13-tetraoxahexadecan.
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In Frage kommende Monoalkanolamine haben die allgemeine Formel II
NH2 B R - OH (11) wobei R ein bivalentes aliphatisches Kohlenwasserstoffradikal
von 2 bis 8 C-Atomen ist. Inabesondere ist Äthanolamin zu nennen,
weitere
Beispiele sind: Propanolamin, Butanolamin, 2-Amino-3-hoxanol, 2-Amino-4-pentanol,
5-Amino-4-octanol, 3-Amino-3-methyl-2-butanol und ähnliche.
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Daa Äquivalenzverhältnis zwischen Äthylendiamin und den oben aufgeführten
Codiaminen soll bevorzugt zwischen 0,8 s 0,2 und 0,5 1 0,5 liegen.
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Die erfindungsgemäßen Schmelzkleber eignen sich zur Verklebung von
Kunststoffen, insbesondere von Kunststoffolien, wobei je nach Kunststoff und Klebertyp
Schälfestigkeitswerte zwischen 0,5 und 3,0 kg/cm erreicht werden, was bisher mittels
Sohmelzklebung nicht errelcht werden konnte.
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Die Herstellung der erfindungsgemäßen Schmelzkleber kann durch einfaches
Aufschmelzen des Polyamids bei ca. 400 C über dem Erweichungspunkt und Zugabe der
erfindungsgemäßen aromatischen Anteile zur Schmelze und anschließendem kräftigen
Rühren bis zur gleichmäßigen Verteilung geschehen.
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Eine Verarbeitung ist danach entweder sofort möglich oder zu einem
späteren Zeitpunkt nacll dem Wiederaufechmelzen. Der Auftrag auf der Unterlage kann
nach den üblichen Verarbeitungsmethoden gesohehen, wie z. B. durch Gießen, Rakeln
oder Spritzen aus der Schmelze und durch sofortigen Andruck des zu verklebenden
Oberteiles, oder aber in zwei Arbeitsgängen durch nachträgliches Heibversiegeln
der Klebstellen unter Druck. In dem letzten Fall kann der erfindungagemäße Klebstoff
auch als Strang
oder Film zwischen die zu verklebenden Teile gelegt
werden oder aus einer Lösung aufgebracht werden, wobei die Lösungmittel vor dem
Versiegeln abgedunstet werden.
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Beibpiel 1 90 Teile eines Polyamide, hergestellt aus 400 Teilen einer
96 %igen dimeren Fettsäure, 20 Teilen Sojaölfettsäure, 12 Teilen Adipinsäure und
einem Gemisch aus 29,6 Teilen Äthylen diamin und 38,2 Teilen Hexamethylendiamin
mit den Erweichungspunkt von 1170 C, werden bei ca. 1600 C aufgeschmolzen und 10
Teile a-Japhthol gleichmäßig untergerührt. Diese Mischung wird auf eine dtlnne Platte
aue Polymethaorylsäureester autgetragen, iit den gleichen Kunststoff abgedeckt und
unter Druck und bei ca. 900 0 verklebt. Nach dem Erkalten ist die Verklebung beendet.
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Die Sohälfestigkeit beträgt 1,4 kg/cm (Materialriß).
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Die Zugscherfestigkeit beträgt 0,09 kg/im2.
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Bei allen Angaben handelt es sich stete, auch in den folgenden Beispielen,
um Gewiohtsteile. Wenn nichts anderes angegeben ist, betrug die Stärke der verwendeten
Kunststoffteils oder -folien 0,01 bis 1,0 ii.
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Beispiel 2 80 Teile eines Polyamide, hergestellt aus 400 Teilen einer
96 %igen dimeren Fettsäure und 14 Teilen Adipinsäure und 47,1 Teilen Äthylendiamin
lit dem Erweichungspunkt 1780 C werden bei 2000 C aufgeschmolzen und 20 Teile B-Naphthol
gleichmäßig eingerührt. Diese Mischung wird auf eine dünne Platte aus Polymethacrylsäureester
aufgegossen und mit einer gleichen Platte abgedeckt und unter Druck bis ca. 1200
C verklebt, Nach
dem Erkalten ist die Verklebung beendet.
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Die Schälfestigkeit beträgt 1,85 kg/om (Materialriß).
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Die Zugscherfestigkeit beträgt 0,14 kg/mm^2~.
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Beispiel 3 85 Teile eines Polyamids, hergestellt aus 440 Teilen einer
55 %igen dimeren Fettsäure, 17 Teilen Terephthalsäuredimethyleeter, 22 Teilen Adipinsäure
und einem Gemisch aus 36,5 Teilen Äthylendiamin und 63,9 Teilen Trimethylhexamethylendiamin
mit dem Erweichungspunkt 1740 0 werden bei 2000 C aufgeschmolzen und 15 Teile α-Naphthol
gleichmäßig eingerührt. Die Mischung wird auf eine Superpolyamidfolie aufgerakelt,
mit einer gleichen Folie abgedeckt und unter Druck bei ca. 1400 C verklebt. Nach
dem Erkalten ist die Verklebung beendet.
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Die Sohälfestigkeit beträgt 2,3 kg/om (Materialriß).
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Die Zugscherfestigkeit beträgt 0,08 kg/mm2.
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Beispiel 4 90 Teile des Polyamids wie in Beispiel 3 werden bei 2000
a aufgeschmolzen und 10 Teile «-§aphthoi gleichmäßig eingerührt. Die Mischung wird
auf eine Pclie aus Hart-Polyvinylohlorid aufgegossen und mit einer gleichen Folie
abgedeckt und unter Druck bei oa. 1400 a verklebt. Nach den Erkalten ist die Verklebung
beendet.
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Die Schälfestigkeit beträgt 3,4 kg/cm.
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Die Zugscherfestigkeit beträgt 0,12 kg/mm2
Beiepiel
5 90 Teile eines Polyamids hergestellt aus 383,6 Teilen einer 75 %igen dimeren Fettsäure,
16,4 teilen sojaölfettsäure und 10,0 Teilen Adipinsäure und einem Gemisch aus 48,7
Teilen Trimethyl-hexamethylendiamin und 27,8 Teilen Äthylendiamin mit dem Erweiohungspunkt
1150 C werden bei ca. 1600 C aufgeßchmolzen und 10 Teile a-Naphthol gleichmäßig
eingerührt. Diese Mischung wird auf eine Polyvinylfluoridfolie aufgegossen und mit
einer gleichen Folie abgedeckt und unter Druck bei ca. 900 C verklebt.
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Naoh dem Erkalten ist die Verklebung beendet.
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Die Schälfestigkeit beträgt 4,2 kg/cm.
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Die Zugscherfestigkeit beträgt 0,13 kg/mm2.
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Beispiel 6 85 Teile des Polyamide wie in Beispiel 5 werden bei ca.
1600 a aufgeschmolzen und 15 Teile a-Naphthol gleichmäßig eingerührt.
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Die Mischung wird auf eine Celluloss-triacetat-Folie aufgebracht und
mit einer gleichen Folie abgedeakt und unter Druck bei ca. 900 C verklebt. Nach
dem erkalten ist die Verklebung beendet.
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Die Sohälfestigkeit beträgt 3,3 kg/cm.
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Die Zugscherfestigkeit beträgt 0,09 kg/mm2 Beispiel 7 Es wird wie
in Beispiel 5 verfahren mit dem Unterschied, daß anstelle der Polyvinylfluorid-Folie
eine Polyesterfolie auf Basis Terephthalsäure und 1,4-Cyolohexandimethanol verwendet
wird.
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Die Schälfestigkeit beträgt 3,6 kg/cm.
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Die Zugscherfestigkeit beträgt 0,1 kg/am2.
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Beispiel 8 es wird wie in Beispiel 5 verfahren mit dem Unterschied,
daß anstelle der Polyvinylfluorid-Folie eine unvorbehandelte Polypropylenfolie verwendet
wird.
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Dio Sohälfeatigkeit beträgt 2,0 kg/cm.
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Die Zugßcherfestigkeit beträgt 0,08 kg/mm2.
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Beispiel 9 Es wird wie in Beispiel 4 verfahren mit dem Unterschied,
daß anstelle von Folien aus Hart-polyvinylchlorid sine Polyvinylidenchlorid-folie
verwendet wird.
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Die Schälfestigkeit beträgt 3,15 kg/cm.
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Die Zugscherfestigkeit beträgt 0,17 kg/mm2.
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Beispiel 10 95 Teile eines Polyamids, hergestellt aus 400 Teilen einer
96 %igen dimeren Fettsäure und 40,5 Teilen Äthylendiamin mit dem Erweichungapunkt
1130 C werden bei ca. 1500 C aufgeichmolzen und 5 Teile p-Hydroxybenzoesäure-äthylester
gleichmäßig eingerührt. Diese Mischung wird auf eine vorbehandelte Polyäthylenfolie
aufgebracht, mit einer gleiohen Folie abgedeokt und unter Druck bei ca. 1000 C verklebt.
Naoh dem Erkalten ist die Verklebung beendet.
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Die Schälfestigkeit beträgt 0,6 kg/om.
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Die Zugscherfestigkeit beträgt 0,22 kg/mm2.