DE1932893A1 - Verfahren zum Kleben von schwerentflammbarem Schaumpolystyrol - Google Patents

Description

Badische Anilin- & ooda-Fabrik AG

Unser Zeichen: O.Z. 26 236 Wd/Ot

6700 Ludwigshafen, 27„6.,1969

Klebstoffe zum Kleben von schwerentflammbarem Schaumpolystyrol

Schaumstoffe, z.B. Schaumpolystyrol, werden auf dem Bausektor, insbesondere für Isolationszwecke, in sehr großem Umfang eingesetzt. Man verwendet die Schaumstoffe dabei im allgemeinen in Form von Platten. Diese werden oft, insbesondere für Fertigbauelemente, als Verbundplatten angewandt. Man bevorzugt für derartige Anwendungsgebiete im Hinblick auf eine erhöhte Sicherheit Platten aus schwerentflammbarem Schaumpolystyrol. Zum Verkleben derartiger schwerentflammbarer Schaumpolystyrolplatten benötigt man speziell zusammengesetzte Klebstoffe. Hierfür wurden schon Klebestoffe auf Basis von Kautschuklösungen und -dispersionen oder von "haftklebrigen" Polyacrylaten verwendet, die durch flammhemmende Zusätze, insbesondere durch Zusätze von organischen Halogenverbindungen, und gegebenenfalls zusätzlich mit Antimontrioxid schwer entflammbar ausgerüstet waren. Hierbei treten in manchen Fällen Nachteile durch die verwendeten Halogenverbindungen auf, da diese manchmal schon bei Raumtemperatur oder leicht erhöhter Temperatur die Schaumstruktur des Schaumpolystyrols oberflächlich zerstören. Es kann so der Verbund des Polystyrolschaums geschwächt werden. Dieser Nachteil macht sich besonders beim Erwärmen der Klebstoffuge auf erhöhte Temperaturen, beispielsweise auf 50 bis 60 C, wie sie beispielsweise bei Dachisolierungen auftreten können, bemerkbar. Andererseits läßt die flammhemmende Wirkung der bekannten flammhemmenden Zusatzstoffe im Gemisch mit den Klebstoffen, beispielsweise in Klebefugen zwischen miteinander verklebten Platten aus schwerentflammbarem Polystyrolschaum zu wünschen übrig.

Es wurde nun gefunden, daß Klebstoffe auf Basis von Gemischen aus üblichen Haftklebepolymerisaten und üblichen Flammschutzmitteln aus kristallinen organischen Chlor- und/oder Bromverbindungen mit Schmelzpunkten von mindestens 80⁰C und damit synergistisch wirkenden Stoffen besonders gut zum Verbinden von geformten Gebilden aus schwerentflammbarem Polystyrolschaum mit Oberflächen aus wasserundurchlässigen Stoffen geeignet sind, die r'sätzlich 50 _biB 009*87/1970

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500 Gew.%, bezogen auf die Haftklebepolymerisate, eines nicht härtbaren Harzes enthalten, dessen Schmelzpunkt zwischen 60 und 200⁰C liegt. Die neuen Klebstoffe zeichnen sich besonders dadurch aus, daß daraus zwischen Oberflächen von geformten Gebilden aus schwerentflammbarem Polystyrolschaum hergestellte Klebstoffugen das Brandverhalten der schwerentflammbaren Polystyrolschäumgebilde nicht nachteilig beeinflussen.

Für die neuen Klebstoffe sind die üblichen Haftklebemischpolymerisate geeignet, die in wäßriger Dispersion oder in Lösung oder Dispersion in Alkoholen, wie n-Butylalkohol, Isopropylalkohol und/oder aliphatischen Kohlenwasserstoffen, wie Cyclohexan, n-Octan und Benzinfraktionen, vorliegen können. Infrage kommen z.B. die üblichen Haftklebepolymerisate auf Basis von Homo- und Mischpolymerisaten aus Acryl- und/oder Methacrylsäureestern 4 bis 10 C-Atome enthaltender Alkanole, die im allgemeinen bis zu 40 % ihres Gewichtes andere polymerisierbare Verbindungen, wie Acrylnitril, Methacrylnitril, monovinylaromatische Verbindungen, wie Styrol, o-Chlorstyrol, Vinyltoluole und oC-Methylstyrol, Vinyl- und/oder Vinylidenhalogenide, wie besonders Vinylchlorid und Vinylidenchlorid, Vinylester gesättigter aliphatischer Carbonsäuren mit 2 bis 20, insbesondere mit 2 bis 12 C-Atomen, wie Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinyl-n-butyrat, Vinyllaurat und Vinylstearat und/oder Ester der Acryl- und/oder Methacrylsäure von 1 bis 3 C-Atome enthaltenden Alkanolen sowie in Mengen bis zu etwa 7 % ihres Gewichtes an monoolefinisch ungesättigten Monomeren mit reaktionsfähigen Gruppen, wie ^,ß-monoolefinisch ungesättigte Mono- und Dicarbonsäuren mit 3 bis 5 C-Atome und/oder deren gegebenenfalls durch n-Methylol-, N-Carbalkoxmethyl- oder N-Alkoxymethylgruppen substituierte Amide sowie ferner Vinylsulfonsäure einpolymerisiert enthalten können.' Also<,ß-olefinisch ungesättigte Carbonsäuren kommen besonders Acrylsäure und Itaconsäure sowie ferner Methacrylsäure, Maleinsäure und Crotonsäure infrage. Geeignete gegebenenfalls substituierte Amide, die sich von derartigen Carbonsäuren ableiten, sind z.B. Acrylamid, Methacrylamid, N-Methylolacrylamid, N-Methylolmethacrylamid, N-Methoxymethy1-acrylamid, N-Methoxymethylmethacrylamid, N-n-Butoxymethylacryl- und -methacrylamid und N-Alkoxymethylacrylamid. Von besonderem

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Interesse sind übliche Haftkleber, die als Hauptbestandteil Acrylsäure-n-butylester, Acrylsäure-2-äthylhexylester und/oder n-Decylr methacrylat einpolymerisiert enthalten. Beispiele für geeignete Haftkleberpolymerisate auf Basis von Polyacrylaten sind z.B. in üblicher Weise hergestellte Mischpolymerisate aus 80 Teilen n-Butylacrylat und 20 Teilen Vinylidenchlorid, aus 90 Teilen 2-Äthylhexylacrylat und 10 Teilen Acrylnitril, aus 85 Teilen n-Butylacrylat und 15 Teilen Styrol, aus 70 Teilen 2-Äthylhexylacrylat und 30 Teilen Vinylacetat oder aus 60 Teilen n-Butylacrylat und 40 Teilen Methylacrylat.

Geeignet sind auch Haftklebepolymerisate auf Basis von PoIyvinyläthern von 1 bis β C-Atome enthaltenden primären oder sekundären Alkanolen₃ wie besonders Polyvinyläthylather und PoIyvinylsiobutylatherο Derartig© geeignete Polyvinyläther-Polymerisat@ haben im allgemeinen K-Wert® (gemessen nach H.Pikentscher, Csllulosechtmi®, Band 1J3 (1932)_s Seiten 58 ff.) von 20 bis 70, vorzugsweise von 30 bis 60»

In Frage kommen füj? di@ neuen Klebstoffe als Haftklsbepolymerisate auch Isobutylenpolymerisate d.h. Homo- und Mischpolymerisate des Isobutylens, die im allgemeinen Molekulargewichte (gemessen nach P.J.Plory_s J. Amer» Chem. Soe« 65_S 372 (19^3) und 373_S 1904 bis 1908 (1951) von 500 bis 6.1O⁶, vorzugsweise von 10 bis 10 haben. Die als Haftkleber in Frage kommenden Isobutylencopolymerisate enthalten im allgemeinen über 75 % ihres Gewichts an Isobutylen einpolymerisiert. Als Comonomere kommen besonders Buten-(1) und gegebenenfalls Butadien in Frage. Ihr Anteil liegt im allgemeinen zwischen 5 und 15 %>

In den neuen Klebstoffen sind übliche Flammschutzmittel auf Basis von Gemischen aus kristallinen organischen Chlor- oder Bromverbindungen mit Schmelzpunkten von mindestens 80⁰C und damit synergistisch wirkenden Stoffen enthalten. Der Anteil des Flammschutzroitte!gemischea in den Klebstoffen liegt im allgemeinen zwischen 5 und 100, vorzugsweise zwischen 10 und 50 Gew.£, bezogen auf die Menge an Haftklebepolymerisat und Harzen. Als organische Chlor-Und Bromverbindungen sind besonders chlorierte und/oder bromierte

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cyclische, insbesondere carbocyclische Verbindungen geeignet, die meist 6 bis 12 Ringkohlenstoffatome und häufig 4 bis 10 Chlor- und/oder Bromatome je Molekül enthalten. Von besonderem Interesse sind die üblichen Hexachlorcyclohexan-Isomeren oder -Isomerengemiche sowie die isomeren Hexabromcyclododekane und Gemische dieser Isomeren. Sie sind in den Klebstoffgemischen im allgemeinen in Mengen von 2,5 bis 50, vorzugsweise von 10 bis 30 Gew.^, bezogen auf die Summe der Mengen an Haftklebepolymerisat und Harzen, ent halten. Als synergistisch wirkende Stoffe, die die flammhemmende Wirkung der Halogenverbindungen der genannten Art synergistisch verstärken, kommen vor allem Antimontrioxid und/oder roter Phosphor in Frage. Der Anteil an derartigen synergistisch wirkenden Stoffen in den neuen Klebstoffen liegt im allgemeinen zwischen 2 und 5, vorzugsweise zwischen 5 und 25 Gew.%, bezogen auf die Summe der Menge an Haftklebepolymerisaten und Harzen.

Zusätzlich enthalten die neuen Klebstoffe als wesentlichen Bestandteil in Mengen von 50 bis 500 Gew.^, bezogen auf die Haftklebepolymerisate, ein nicht härtbares Harz, dessen Schmelzpunkt zwischen 60^und 200⁰C liegt. Geeignete nicht härtbare Harze sind z.B. Abietinsäurederivate, wie Kolophonium und in üblicher Weise hydriertes Kolophonium, Kolophoniumester aus mehrwertigen gesättigten Alkoholen, wie besonders Äthylenglykol, Glyzerin und/oder Pentaerythrit, Hydrierungsprodukte derartiger Kolophoniumester, Ester des Hydroabietylalkohols mit mehrbasischen, insbesondere zweibasischen Carbonsäuren, wie Phthalsäure und/oder Maleinsäure, nicht härtbare Phenolharze und Ketonharze, Kohlenwasserstoffharze, Polyesterharze, Maleinatharze und Cumaronharze, soweit die Schmelzpunkte dieser Harze zwischen 60 und 200⁰C liegen. Derartige nicht härtende Harze sind z.B. ausführlich in dem Buch von Dr. Erich Karsten, Lackrohstoff-Tabellen, 4. Auflage, besonders Seiten 73 bis 77, 84 bis 112, 215 und 228 bis 303, beschrieben.

Die Harze der genannten Art werden den neuen Klebstoffen vorzugsweise in Mengen von 200 bis 400 Qew.#, bezogen auf die Haftklebepolymerisate, zugesetzt. Ihr Anteil richtet sich nach der Schmelzviskosität des Gemisches aus Haftklebepolymerisat und

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Harz und nach den erforderlichen Klebeeigenschaften der Mischung sowie nach der "Kontaktfähigkeit" des Klebstoffilms und der Wärmestandfestigkeit der mit den Klebstoffen hergestellten Verklebungen, Der Harzzusatz hat in den Klebstoffen die Aufgabe, dafür zu sorgen, daß im Brandfalle die Sohmelzviskosität des lösungsmittel- und wasserfreien Gemisches aus Haftklebepolymerisat und Harz eine verhältnismäßig niedrige Schmelzviskosität hat. Die Schmelzviskosität des Gemisches wenig oberhalb seines Schmelzbereiches soll im allgemeinen so nieder sein* daß die Schmelze verhältnismäßig leicht fließt und Tropfen bilden kann. Dies ist im allgemeinen der Fall, wenn der Schmelzindex des lösungsmittelfreien Gemisches, gemessen nach ASTM D 1238-65 T oder DIN 53 735 bei 15O⁰C und einer Stempellast von 500 g 0,10 bis 25 g/10 Min. beträgt. Bei der Herstellung der neuen Klebstoffe kombiniert man daher vorzugsweise solche Haftklebepolymerisate, die eine verhältnismäßig hohe Schmelzviskosität aufweisen, mit solchen Harzen, die eine besonders niedrige Schmelzviskosität haben.

Der Anteil an Wasser oder Lösungsmitteln, wie Alkoholen und/oder aliphatischen Kohlenwasserstoffen_s in den Klebstoffen kann in weiten Bereichen variiert wgrden» Er liegt im allgemeinen zwischen 20 und 125, vorzugsweise zxirischen 40 und 8O₅ bezogen auf den Gehalt der Klebstoff© an Feststoffen. Bei den neuen Klebstoffen handelt es sich um Haftkleber, die im allgemeinen derart eingesetzt werden, daß man die beiden miteinander zu verbindenden Oberflächen in an sich üblicher Weise, beispielsweise durch Aufstreichen, AufrakeIn oder Aufsprühen, mit einer Klebstoff schicht versieht. Die Klebstoffschicht wird bei Verwendung im Bausektor meist bei normaler Temperatur getrocknet und die mit dem getrockneten Klebstoff versehenen Oberflächen gegebenenfalls unter leichtem Andrücken miteinander in Kontakt gebracht. Bei der serienmäßigen Fertigung von Bauteilen_s Bauelementen o»ä. wird die Trocknung vorteilhafterweise bei erhöhter Temperatur vorgenommen. Die neuen Klebstoff® eignen sich vor allem zum Verkleben von Platten aus schwerentflammbarera Polystyrolschaum_s beispielsw@ise miteinander oder mit Oberflächen aus anderen Stoffen,, aueh wenn die andersartigen Oberflächen wasser- und wasserdampftmdu^ehlassig sind.

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Als Klebstoffe haben sich z.B. folgende Gemische für das Verbinden von Platten aus schwerent'flammbarem Polystyrolschaum besonders bewährt:

1. aus 25 Teilen einer 50#igen wäßrigen Dispersion eines in üblicher Weise aus 90 Teilen Isooctylacrylat, 8 Teilen Acrylnitril und 2 Teilen Acrylsäure hergestellten Mischpolymerisats, 35 Teilen einer 80/Sigen Lösung eines hydrierten und mit Pentaerythrit in üblicher Weise veresterten Kolophoniums (Schmelzpunkt des Harzes etwa 130⁰C) in Heptan, 20 Teilen einer 80&igen Lösung eines Esters der Phthalsäure mit technischem hydriertem Abietylalkohol (Schmelzpunkt des Esters etwa 85⁰C) in Heptan, 2 Teilen einer Lösung eines Ammoniumpolyacrylats in Wasser,1 Teil eines in üblicher Weise aus gleichen Teilen N-Vinylpyrrolidon und Vinylpropionat hergestellten Mischpolymerisats (ca. 30#ig in HpO), 8 Teilen-eines technischen Isomerengemisches von Hexabromcyclododekan Isomeren des Schmelzpunkts 148 bis 165 C, 5 Teilen Antimontrioxid und 5 Teilen Methanol.

2. aus 40 Teilen einer 50#igen Lösung von Polyisobutylen des Molekulargewichts 1.5.10 in Benzin des Siedebereichs 65 bis 95⁰C _s 40 Teilen einer" öligen Lösung von Polyisobutylen des Molekulargewichts 2.10 in Benzin des Siedebereichs 65 bis 95°C_S 75 Teilen einer 80$igen Lösung eines in üblicher Weise aus Phthalsäure und technischem hydriertem Abietylalkohol hergestellten Esters des Schmelzpunktes 85⁰C in Heptan, 20 Teilen des unter 1 beschriebenen Hexabromcyclododekan-Isomerengemisches und 10 Teilen Antimontrioxid.

3. 10 Teile einer 80#igen Lösung von Polyisobutylen des Molekulargewichts 45 000 in Benzin des Siedebereichs 65 bis 95°C, Teile einer 50#igen Lösung von Polyisobutylen des Molekulargewichts 150 000 in Benzin des Siedebereichs 65 bis 95⁰C, 20 Teile des unter 1. angegebenen Hexabromcyclododekan-Isomerengemisches, 10 Teile Antimontrioxid und 80 Teile einer 80£igen Lö-· sung eines Esters der Phthalsäure mit technischem hydriertem Abietylalkohol (Schmelzpunkt des Esters etwa 85⁰C) in n-IIeptan,

4. 25 Teile einer 8o£igen Lösung von Polyvinylisobutyläther des

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K-Werts 35 in Benzin des oben angegebenen Siedebereichs, 7 · Teile einer 60#igen Lösung von Polyvinylisobutyläther des K-Werts 58 in Benzin des oben angegebenen Siedebereichs, 50 Teile einer 80#igen Lösung eines mit Pentaerythrit in üblicher Weise modifizierten Kolophoniumesterharzes des Erweichungspunktes 105 C in Heptan, 20 Teile des unter 1. angegebenen Hexabromcyclododekan-Isomerengemisches, 10 Teilen Antimontrioxid, 5 Teilen Methanol und 1,2 Teile feinteiliges handelsüblichen Silikagel.

Verbundplatten, die aus jeweils 2 Platten aus schwerentflammbarem Polystyrolschaum unter Verwendung der angegebenen 4 Klebstoffe hergestellt werden, wobei der Klebstoffauftrag auf jede zu verklebende Oberfläche 100 bis 120 g je m (Peststoff) beträgt, sind bei der Prüfung auf Schwerentflammbarkeit nach dem "Plattenschlotverfahren" gemäß den "ergänzenden Bestimmungen zu DIN 4102" schwer entflammbar.

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Claims (1)

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   Patentanspruch

   Klebstoffe auf Basis von Gemischen aus üblichen Haftklebepolymerisaten und üblichen Plammschutzmitteln aus kristallinen organischen Chlor- und/oder Bromverbindungen mit Schmelzpunkten von mindestens 80°C und damit synergistisch wirkenden Stoffen zum Verkleben von geformten Gebilden aus schwerentflammbarem Polystyrolschaumstoffj dadurch gekennzeichnet, daß das Klebstoff gemisch zusätzlich 50 bis 500 Gew.#, bezogen auf die Haftklebepolymerisate, eines nichthärtbaren Harzes enthalten, dessen Schmelzpunkt zwischen 60 und 20O⁰C liegt.

   Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG

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