DE19924139A1 - Primerzusammensetzung für feuchtigkeitshärtende Polyurethanklebstoffe - Google Patents

Primerzusammensetzung für feuchtigkeitshärtende Polyurethanklebstoffe

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Horst Hoffmann
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Abstract

Primerzusammensetzungen für feuchtigkeitshärtende Polyurethanklebstoffe, insbesondere Schmelzklebstoffe, die mindestens ein thermoplastisches Polymer sowie mindestens ein flüchtiges organisches Lösungsmittel und mindestens einen Polyurethankatalysator aus der Gruppe der tertiären Amine und/oder metallorganischen Verbindungen enthalten, bewirken eine besonders rasche Aushärtung der darauf aufgetragenen feuchtigkeitshärtenden Klebstoffe. Die Klebstoffe selbst können dabei frei von Katalysatoren für die Feuchtigkeitshärtung sein oder sie brauchen nur sehr geringe Konzentrationen zu enthalten, dadurch wird deren Stabilität insbesondere bei Schmelzklebstoffen signifikant verbessert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Primerzusammensetzung für feuchtigkeitshärtende Polyurethanklebstoffe sowie ein Verfahren zum Verkleben von Kunststoffsubstraten.
Zum dauerhaften Verkleben von Teilen, insbesondere von Kunststoffen ist es häufig notwendig, diese Oberflächen durch Aufbringen von geeigneten Haftvermittler-Schichten, auch Primer genannt, vorzubereiten. Aus der EP 307 546 ist bekannt, lösungsmittelfreie, wäßrige Polyurethan-Dispersionen als Haftvermittlerbeschichtung für Kunststoff-Folien auf der Basis von Hart- oder Halbhart-PVC zum Kaschieren von porösen Werkstoffen zu verwenden. Außerdem sind im Stand der Technik Dispersionshaftvermittler auf der Basis von Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, Ethylen-Vinylacetat-Kautschuk oder Acrylaten bereits beschrieben. Als zu verwendender Klebstoff wird dabei ein Dispersionsklebstoff genannt, mit dem Spanplatten und Hart-PVC-Folien miteinander verklebt werden.
Weiterhin ist allgemein bekannt, daß PVC-Fügeteile miteinander leicht mit einem Diffusions-Klebstoff auf der Basis von Tetrahydrofuran und 10 bis 20% darin gelöstem PVC oder mit einem Reaktionsklebstoff auf der Basis von z. B. Epoxiden, Polyurethanen oder Polymethylmethacrylat oder ungesättigtem Polyester zu verkleben sind (siehe G. Habenicht "Kleben: Grundlagen, Technologie, Anwendungen" (1990), Seite 447). Diese Klebstoffe haben jedoch den Nachteil, daß sie Lösungsmittel freisetzen und so die Umwelt gefährden oder daß sie zum Abbinden längere Zeit benötigen, als die Maschinentaktzeiten es erlauben. In neuerer Zeit hat sich, insbesondere bei kurzen Maschinentaktzeiten, die Verwendung von Schmelzklebstoffen zum Fügen sehr bewährt. Es ist z. B. bekannt, PVC-Fügeteile oder andere Fügeteile miteinander mit einem Polyurethan-Schmelzklebstoff zu verbinden, siehe z. B. Michaeli, Netze, Freitag "Marktspiegel Kunststoffkleben", Verlag TÜV Rheinland (1991), Seite 323 und 324. Es ist auch bekannt, PVC-Profile und PVC-Folien mit Hilfe eines Polyurethan-Schmelzklebstoffes zu verkleben. Zur Vorbehandlung werden derartige Profile vielfach einer Corona-Vorbehandlung unterworfen. Nachteilig bei der Corona-Vorbehandlung ist jedoch der große apparative Aufwand, insbesondere bei Flächen mit dreidimensionaler Gestaltung, weil hier eine gleichmäßige Behandlung der Fläche technisch schwer durchzuführen ist. Außerdem wirkt die Corona-Vorbehandlung nur eine begrenzte Zeit, so daß zwischen der Corona-Vorbehandlung und dem Klebstoffauftrag und dem anschließenden Fügen der zu verklebenden Substrate nur ein begrenzter Zeitraum zur Verfügung steht.
Kunststoff-Profile und insbesondere PVC-Profile haben wegen ihrer leichten Herstellung nach dem Extrusions-Verfahren, ihren niedrigen Kosten und ihren guten Gebrauchseigenschaften eine weite Verbreitung gefunden, sei es als Voll-, Hohl- oder Kernprofile. Das dabei zu verwendende PVC kann sowohl Weich- als auch Halbfest- oder insbesondere Hart-PVC sein. Zur Verbesserung der Gebrauchseigenschaften und insbesondere zur Verbesserung des optischen Erscheinungsbildes dieser Profile werden diese häufig mit einer Dekorfolie kaschiert. Derartige Folien sind entweder PVC-Folien, CPL- und HPL-Folien, (bedrucktes) Papier, Furnier oder andere Flächengebilde, die in der Regel eine Dicke von 0,1 bis 1,0 mm haben. Für effiziente Fertigungsprozesse werden eine hohe Anfangshaftfestigkeit nach sehr kurzer Zeit bei einer noch größeren Endfestigkeit der Verklebung gefordert. Diese Erfordernisse werden durch Polyurethan-Schmelzklebstoffe in ausgezeichneter Weise erfüllt, hierzu ist jedoch bei vielen Kunststoffoberflächen die Vorbehandlung mit einer haftvermittelnden Schicht notwendig. Dabei soll die Aufbringung der haftvermittelnden Schicht hohe Fertigungsraten erlauben, geringen Aufwand erfordern und einfach durchzuführen seien.
Wäßrige Primersysteme auf der Basis von Polymerdispersionen, speziell Polyurethan-Dispersionen oder Epoxid-Dispersionen sind für derartige Anwendungsfälle mehrfach vorgeschlagen worden, beispielsweise in der noch unveröffentlichten DE-A-198 26 329. Derartige Produkte haben zwar den Vorteil der weitgehenden oder völligen Freiheit von organischen Lösungsmitteln, nachteilig im Vergleich zu lösungsmittelhaltigen Primern sind jedoch der schwierige und aufwendige Primerauftrag, der hohe Energieaufwand beim Trocknen des Primers und die schlechteren Verklebungseigenschaften bei der Verklebung mit feuchtigkeitshärtenden Polyurethansystemen, insbesondere Polyurethan-Schmelzklebstoffen. Ein weiterer Nachteil ist der höhere Preis der wäßrigen Primersysteme gegenüber dem lösungsmittelhaltigen Primern.
Eine Oberflächenvorbehandlung mit lösungsmittelaltigen Primern auf der Basis von thermoplastischen Polymeren wie z. B. Polyestern oder Polyesterurethanen und organischen Lösungsmitteln ist im Prinzip bekannt und wird nach wie vor mit großem Erfolg in der Industrie eingesetzt. Dabei können die organischen Lösungsmittel entweder auf der Basis von Chlorkohlenwasserstoffen sein, dies hat den Vorteil, daß diese auch in nicht explosionsgeschützten Produktionsanlagen wegen ihrer Unbrennbarkeit eingesetzt werden können. Brennbare organische Lösungsmittel können jedoch in Produktionsanlagen eingesetzt werden, die mit entsprechenden Absaugungseinrichtungen mit Rückgewinnungsanlagen und/oder Nachverbrennungsanlagen ausgerüstet sind. Die Vorteile der Verwendung lösungsmittelhaltiger Primer für die Oberflächenvorbehandlung der Kunststoffprofile liegen auf der Hand: neben der eigentlichen Primerung, das heißt der Erstellung eines haftmittelnden Untergrundes erfolgt gleichzeitig durch die reinigende Wirkung des Lösungsmittels eine Entfernung von Verschmutzungen, Fett- und Schmierfilmen von der Kunststoffoberfläche sowie ein Anquellen der Kunststoff-Oberfläche. Dadurch wird in Verbindung mit den reaktiven Polyurethan-Hotmelts eine sehr hohe Verklebungsfestigkeit des Kunststoffprofils mit der Dekorfolie erreicht. Weitere Vorteile dieser Vorbehandlung sind die niedrigen Materialkosten und die sehr einfache Handhabbarkeit. Wie vorstehend erwähnt, ist das Problem der Lösungsmittelemission in vielen Fällen durch die entsprechenden apparativen Einrichtungen bereits technisch gelöst.
Moderne Qualitätssicherungssysteme erfordern eine Überprüfung der Verklebungsgüte der hergestellten Produkte um Fehlverklebungen weitgehend zu vermeiden. Um die Klebefestigkeit eines verklebten Substrats endgültig beurteilen zu können, muß jedoch die Endfestigkeit der Verklebung erreicht worden sein. Dies bedeutet jedoch, daß die gefertigten Werkstücke vor der Überprüfung der Endfestigkeit in "Quarantäne" gehalten werden müssen, bevor sie ausgeliefert werden können. Dies bedeutet erhöhte Lagerhaltung und damit erhöhte Kapitalbindung.
Moderne Fertigungsverfahren verlangen immer kürzere Aushärtungszeiten für derartige Klebeverbunde, es werden Aushärtungszeiten deutlich unter 12 Stunden, vorzugsweise deutlich unter 6 Stunden gefordert, da immer mehr Hersteller zu einer Just-in-Time-Produktion übergehen und demzufolge ihre Lagerhaltung drastisch reduzieren wollen.
Kunststoff-Profile und Kunststoff-Folien enthalten wie alle nicht porösen Substrate nur eine sehr geringe Eigenfeuchtigkeit. Die Aushärtungsgeschwindigkeit von feuchtigkeitshärtenden einkomponentigen Polyurethan-Schmelzklebstoffen bei der Verklebung von nichtporösen Substraten wie Kunststoff-Profilen und Kunststoff- Folien zur Erreichung der Endfestigkeit ist dabei durch die langsame Diffusion des Wassers durch die Klebstoffschicht stark eingeschränkt. Es ist daher mehrfach vorgeschlagen worden, feuchtigkeitshärtende Polyurethan-Schmelzklebstoffe mit Katalysatoren zu versehen, so daß die Reaktion mit der Feuchtigkeit weiter beschleunigt wird. Eine derartige Vorgehensweise z. B. in der EP-A-532765, der EP-A-668302 sowie in der WO 98/58005 vorgeschlagen. Derartig beschleunigte feuchtigkeitshärtende Polyurethan-Schmelzklebstoffe zeigen zwar eine beschleunigte Abbindung zur schnelleren Erzielung der Endfestigkeit, mit dieser beschleunigten Aushärtung geht jedoch auch eine Reihe von Nachteilen derartiger Zusammensetzungen einher:
  • - Die Schmelzstabilität eines derartigen Schmelzklebstoffe ist häufig, auch unter Ausschluß von Feuchtigkeit, stark eingeschränkt, da viele Katalysatoren nicht nur Isocyanat-Wasser-Reaktion beschleunigen sondern auch die Dimerisierungen und Trimerisierungen sowie Biuret- bzw. Allophanat- Reaktionen die zu einer Viskositätserhöhung und Vergelung im Schmelzbad und in den produktführenden Auftragseinrichtungen führen können.
  • - Schon kleine Leckagen in einer an sich feuchtigkeitsdichten Anlage führen zur Hautbildung bzw. zur Ausbildung von Gelteilchen in der Klebstoffschmelze.
  • - Beim Einsatz offener Auftragssysteme wie z. B. Auftragswalzen erfolgt die Hautbildung des Schmelzklebstoffs derartig schnell, daß sich auch auf der Auftragswalze Hautpartikel und/oder Gelteilchen bilden, die einen uniformen Klebstoffauftrag auf den Substraten unmöglich machen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ergab sich als Aufgabe, die Anwendung und den Einsatz von feutigkeitshärtenden Polyurethan- Schmelzklebstoffen bei der Verklebung von nicht porösen Substraten derartig zu verbessern, daß signifikant kürzere Aushärtungszeiten für die Verklebung gewährleistet werden, ohne daß die Schmelzstabilität des Schmelzklebstoffes verschlechtert wird oder daß es zur Hautbildung/Gelbildung im Schmelzklebstoff während des Auftrages kommt.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist den Ansprüchen zu entnehmen.
Sie besteht im wesentlichen in der Bereitstellung von Primerzusammensetzungen für feuchtigkeitshärtende Polyurethanklebstoffe die
  • - mindestens ein thermoplastisches Polymer
  • - mindestens ein flüchtiges Lösungsmittel sowie
  • - mindestens einen Polyurethankatalysator aus der Gruppe tertiärer Amine und/oder metallorganischer Verbindungen
enthalten.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Verkleben von Kunststoffsubstraten mit den folgenden wesentlichen Verfahrensschritten
  • a) Auftragen einer einen Polyurethankatalysator, ein oder mehrere flüchtige organische Lösungsmittel sowie mindestens ein thermoplastisches Polymer enthaltenden Primerzusammensetzung auf mindestens ein Kunststoffsubstrat
  • b) Abdampfen des flüchtigen Lösungsmittels ggf. unter Erwärmen und/oder Verwendung eines Gebläses oder einer Absaugvorrichtung
  • c) Aufbringen eines Polyurethanschmelzklebstoffes auf mindestens eine Oberfläche der zufügenden Teile
  • d) Zusammenfügen der zu verklebenden Teile, wobei dies ggf. unter Anwendung von Druck und/oder kurzfristiger mechanischer Fixierung erfolgen kann.
Als thermoplastische Polymere für die erfindungsgemäße Primerzusammensetzung eignen sich eine Vielzahl von thermoplastischen Polymeren, beispielhaft genannt seien die Gruppen der Polyester, Polyetherester, Polyamide, Polyetheramide, (Meth)acrylat-homo und/oder Copolymere oder thermoplastische Polyurethane. Wesentliche Auswahlkriterien für die Auswahl der thermoplastischen Polymeren sind ihre Löslichkeit in den zu verwenden flüchtigen organischen Lösungsmitteln so wie ihre filmbildenden Eigenschaften.
Beispiele für erfindungsgemäß einzusetzende thermoplastische Polyester sind Umsetzungsprodukte von Dicarbonsäuren, wie Glutarsäure, Adipinsäure, Sebazinsäure, Korksäure, 3,3-Dimethylglutarsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure, Dimerfettsäure mit niedermolekularen difunktionellen Alkoholen wie z. B. Ethylenglykol, Propylenglykol, 1,4-Butandiol, Diethylenglykol, Triethylenglykol oder Dimerfettalkohol. Ggf. können die geeigneten Polyester auch leicht verzweigt sein, d. h. zu ihrer Herstellung wurden untergeordnete Mengen einer Tricarbonsäure bzw. eines trifunktionellen Alkohols verwendet. Dabei können derartige thermoplastische Polyester auch noch freie Hydroxylgruppen und im untergeordneten Maße auch freie Carboxylgruppen enthalten. Konkrete Beispiele für bevorzugte Polyester sind solche Polyester, die auch zur Herstellung von Schmelzklebstoffen geeignet sind, sie sind z. B. unter dem Namen Dynapol von der Firma Hüls oder unter dem Namen Ruco von der Firma Ruco erhältlich. Konkrete Beispiele für Polyamide sind z. B. die thermoplastischen Polyamide der Firma Henkel.
Als flüchtige organische Lösungsmittel eignen sich vorzugsweise polare, aprotische Lösungsmittel wie z. B. die C1-C6 Alkylester der Essigsäure oder der Propionsäure sowie diverse Ketone beispielsweise Aceton, Methyletylketon (MEK) sowie deren Mischungen mit höheren Alkylketonen oder Alkylarylketonen. Eine bevorzugte Sonderstellung nehmen nach wie vor die chlorierten Kohlenwasserstoffe wie z. B. Methylenchlorid wegen ihrer Unbrennbarkeit ein. Prinzipiell geeignet sind auch aromatische Kohlenwasserstoffe, Siedegrenzen- Benzine oder Mischungen von niedermolekularen Terpenen ("Terpentin"). Dabei soll der Siedepunkt bzw. Siedebereich des Lösungsmittels oder Lösungsmittelgemisches unter 130°C, vorzugsweise unter 110°C und besonders bevorzugt unter 80°C liegen um ein rasches Verdunsten des Lösungsmittels aus der Primerschicht zu gewährleisten.
Weiterhin können die erfindungsgemäßen Primer klebrigmachende Harze aus der Reihe der Kohlenwasserstoffharze, Balsamharze oder Kolophoniumharze sowie Farbpigmente oder lösliche Farbstoffe, insbesondere Fluoreszenz-Farbstoffe enthalten.
Erfindungswesentlicher Bestandteil der Primerzusammensetzung sind Polyurethankatalysatoren, die in der Lage sind, bevorzugt die Isocyanat-Wasser- Reaktion zu katalysieren. Es hat sich überraschend gezeigt, daß diese Katalysatoren auch eine beschleunigte Abbindung des Schmelzklebstoffes bewirken obwohl sie in der Primerschicht enthalten sind und nicht in der feuchtigkeitsreaktiven Polyurethanklebstoffschicht selbst. Dies schließt jedoch nicht aus, daß gemäß der vorliegenden Erfindung auch die Schmelzklebstoffzusammensetzung ihrerseits Polyurethankatalysatoren enthält, diese können dann jedoch auch in einem wesentlich niedrigeren Konzentrations­ niveau in der Klebstoffzusammensetzung eingesetzt werden, so daß die eingangs geschilderten Stabilitätsprobleme der Klebstoffzusammensetzung während der Applikation vermieden werden.
Als erfindungsgemäß in der Primerzusammensetzung einsetzbare Katalysatoren eignen sich z. B. die metallorganische Verbindungen des Zinns, Eisens, Titans oder Wismuts wie Zinn(II)salze von Carbonsäuren, z. B. Zinn-II-acetat, - ethylhexoat und -diethylhexoat verwendet werden. Eine weitere Verbindungsklasse stellen die Dialkyl-Zinn(IV)-Carboxylate dar. Die Carbonsäuren haben 2, vorzugsweise wenigstens 10, insbesondere 14 bis 32 C-Atome. Es können auch Dicarbonsäuren eingesetzt werden. Als Säuren seien ausdrücklich genannt: Adipinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Pimelinsäure, Terephthalsäure, Phenylessigsäure, Benzoesäure, Essigsäure, Propionsäure sowie 2-Ethylhexan-, Capryl-, Caprin-, Laurin-, Myristin-, Palmitin- und Stearinsäure. Konkrete Verbindungen sind Dibutyl- und Dioctyl-zinndiacetat, - maleat, -bis-(2-ethylhexoat), -dilaurat, Tributylzinnacetat, Bis(β-methoxycarbonyl­ ethyl)zinndilaurat und Bis(β-acetyl-ethyl)zinndilaurat.
Auch Zinnoxide und -sulfide sowie -thiolate sind brauchbar. Konkrete Verbindungen sind: Bis(tributylzinn)oxid, Bis(trioctylzinn)oxid, Dibutyl- und Dioc­ tylzinn-bis(2-ethyl-hexylthiolat) Dibutyl- und Dioctylzinndidodecylthiolat, Bis(β- methoxycarbonyl-ethyl)zinndidodecylthiolat, Bis(β-acetyl-ethyl)zinn-bis(2-ethyl­ hexylthiolat), Dibutyl- und Dioctylzinndidodecylthiolat, Butyl- und Octylzinn­ tris(thioglykolsäure-2-ethylhexoat), Dibutyl- und Dioctylzinn-bis(thioglykolsäure-2- ethylhexoat), Tributyl- und Trioctylzinn(thioglykolsäure-2-ethylhexoat) sowie Butyl- und Octylzinntris(thioethylenglykol-2-ethylhexoat), Dibutyl- und Dioctylzinn- bis(thioethylenglykol-2-ethylhexoat), Tributyl- und Trioctylzinn(thioethylenglykol-2- ethylhexoat) mit der allgemeinen Formel Rn+1Sn(SCH2CH2OCOC8H17)3-n, wobei R eine Alkylgruppe mit 4 bis 8 C-Atomen ist, Bis(β-methoxycarbonyl­ ethyl)zinn-bis(thioethylenglykol-2-ethylhexoat), Bis(β-methoxycarbonyl-ethyl)-zinn- bis(thioglykolsäure-2-ethylhexoat), und Bis(β-acetyl-ethyl)zinn-bis(thioethy­ lenglykol-2-ethylhexoat) und Bis(β-acetyl-ethyl)zinn-bis(thioglykolsäure-2-ethyl­ hexoat.
Zusätzlich geeignet sind auch aliphatische tertiäre Amine insbesondere bei cy­ clischer Struktur. Unter den tertiären Aminen sind auch solche geeignet, die zu­ sätzlich noch gegenüber den Isocyanaten reaktive Gruppen tragen, insbesondere Hydroxyl- und/oder Amino-Gruppen. Konkret genannt seien:
Dimethylmonoethanolamin, Diethylmonoethanolamin, Methylethylmonoethanola­ min, Triethanolamin, Trimethanolamin, Tripropanolamin, Tributanolamin, Trihexa­ nolamin, Tripentanolamin, Tricyclohexanolamin, Diethanolmethylamin, Diethano­ lethylamin, Diethanolpropylamin, Diethanolbutylamin, Diethanolpentylamin, Diet­ hanohexylamin, Diethanolcyclohexylamin, Diethanolphenylamin sowie deren Ethoxylierungs- und Propoxylierungs-Produkte, Diaza-bicyclo-octan(Dabco), Trie­ thylamin, Dimethylbenzylamin (Desmorapid DB, BAYER), Bis-dimethylaminoethy­ lether (Calalyst A I, UCC), Tetramethylguanidin, Bis-dimethyiaminomethyl-phenol, 2-(2-Dimethylaminoethoxy)ethanol, 2-Dimethylaminoethyl-3-dimethyl­ aminopropylether, Bis(2-dimethylaminoethyl)ether, N,N-Dimethylpiperazin, N-(2- hydroxyethoxyethyl)-2-azanorbornane, oder auch ungesätttigte bicyclische Amine, z. B. Diazabicycloundecen (DBU) sowie Texacat DP-914 (Texaco Chemical), N,N,N,N-Tetramethylbutan-1,3-diamin, N,N,N,N-Tetramethylpropan-1,3-diamin und N,N,N,N-Tetramethylhexan-1,6-diamin. Die Katalysatoren können auch in oligomerisierter oder polymerisierter Form vorliegen, z. B. als N-methyliertes Polyethylenimin.
Ganz besonders bevorzugte Katalysatoren sind jedoch die Derivate des Morpholins mit der allgemeinen Strukturformel I:
Wobei Y = -O- oder -NR, n = 1-10, X = -(-OC2H4)m- mit m = 0 bis 10 oder X = -(-OC2H4N(R)C2H4OC2H4)o- mit o = 0 bis 10 ist und R = H, C1 bis C6 Alkyl oder ein Morpholinorest gemäß Formel II sein kann:
Hierin haben R1, R2, X und n die vorgenannten Bedeutungen.
Konkrete Beispiele für geeignete Verbindungen gemäß Formel (I) sind Bis(2-(2,6- dimethyl-4-morpholino)ethyl)-(2-(4-morpholino)ethyl)amin, Bis(2-(2,6-dimethyl-4- morpholino)ethyl)-(2-(2,6-diethyl-4-morpholino)ethyl)amin, Tris(2-(4-morpholino)­ ethyl)amin, Tris(2-(4-morpholino)propyl)amin, Tris(2-(4-morpholino)butyl)amin, Tris(2-(2,6-dimethyl-4-morpholino)ethyl)amin, Tris(2-(2,6-diethyl-4-morpholino)­ ethyl)amin, Tris(2-(2-methyl-4-morpholino)ethyl)amin oder Tris(2-(2-ethyl-4- morpholino)ethyl)amin, Dimethylaminopropylmorpholin, Bis-(morpholinopropyl)- methylamin, Diethylaminopropylmorpholin, Bis-(morpholinopropyl)-ethylamin, Bis- (morpholinopropyl)-propylamin, Morpholinopropylpyrrolidon oder N-Morpholinopropyl-N'-methyl-piperazin, Dimorpholinodiethylether (DMDEE) oder Di2,6-dimethylmorpholinoethyl)ether.
Die erfindungsgemäßen Primer enthalten in der Regel 85 bis 99 Gew.-% organisches flüchtiges Lösungsmittel, 1 bis 15 Gew.-% thermoplastisches im Lösungsmittel lösliches Polymer, 0,001 bis 1,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,05 bis 0,5 Gew.-% Polyurethankatalysator oder Katalysatormischung sowie ggf. 0,01 bis 0,5 Gew.-% eines Farbpigmentes oder löslichen Farbstoffes. Wenn die Primerformulierung Klebrigmacher enthält, sind diese in Mengen zwischen 0,1 und 5 Gew.-% in der Zusammensetzung enthalten.
Die erfindungsgemäßen Primer werden vorzugsweise zur Oberflächenvorbehandlung von Kunststoffoberflächen wie PVC, Polypropylen, Polyvinylidenchlorid Verwendung und dienen zur Erhöhung der Adhäsion der Verklebung, insbesondere nach kurzen Abbindezeiten. Die Primer können jedoch auch auf anderen Substraten Anwendung finden. Das Hauptanwendungsgebiet der Primer ist die Verwendung bei der Verklebung bzw. Kaschierung von Kunststoffprofilen, Kantenmaterialien oder Folien. Der Primer kann dabei nach allen gängigen Arbeitsmethoden durch Filzauftrag, Sprühen, Tauchen, Streichen oder Walzen auf die zu verklebenden Folien oder den Untergrund aufgebracht werden. Je nach Untergrundbeschaffenheit beträgt der Primerauftrag zwischen 1 und 10 g/m2 (Trockenschicht).
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Primers erfolgt in an sich bekannter Weise durch Lösen der Einzelkomponenten unter Rühren in dem organischen Lösungsmittel bzw. im Lösungsmittelgemisch.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Es wurden Primerlösungen enthaltend 4 Gew.-% eines thermoplastischen Terephthalsäure-Dicarbonsäure-Diolpolyester (Dynapol S1401), 0,05 Gew.-% eines Floureszenzindikators (Uvitex OB) sowie 0 Gew.-% (Vergleich), 0,05 Gew.-%, 0,1 Gew.-% und 0,5 Gew.-%, 0,1 Gew.-% und 0,5 Gew.-% Dimorpholinodiethylether (DMDEE) in Methylenchlorid gelöst, wobei die Summe der Bestandteile 100 Gew.-% ergab.
Es wurden PVC-Profile für den Fensterbau mit einer PCV-Folie verklebt und gemäß Prüfnorm für Kunststoff-Fensterprofile RAL-GZ 716/1 Abschnitt I, Teil 7 auf Schälfestigkeit geprüft. Dazu wurde der erfindungsgemäße Primer mit einem Filz auf das PVG-Profil aufgetragen, so das sich nach dem Ablüften eine Primerschicht von etwa 5 g/m2 (trocken) ergab. Mit einem Rakel wurde die PVC- Folie mit einem PUR-Hotmelt (Purmelt QR 5300 Firma Dorus Klebetechnik GmbH & Co. KG) beschichtet, so daß sich eine etwa 80 bis 100 µm starke Schicht ergab. Aus der beschichteten Folie wurden 20 mm breite Streifen geschnitten. Diese Streifen wurden dann durch Erwärmen auf eine Oberflächentemperatur der Folie von ca. 60°C reaktiviert und auf das oberflächlich vorgeheizte aus PVC-Profil per Hand verklebt. Die Temperatur der Profiloberfläche betrug 40°C, die Reaktivierungszeit der klebstoffbeschichteten Folie betrug 5 Minuten. Anschließend wurden die Prüfkörper sofort in eine Zugprüfmaschine eingespannt und die Schälfestigkeit in Abhängigkeit von der Zeit gemessen. Die Versuchsergebnisse sind in der Fig. 1 dargestellt. Dabei zeigt
Kurve 1 den Vergleich des Primers des Standes der Technik (ohne Katalysator)
Kurve 2 den Primer mit 0,05 Gew.-% DMDEE
Kurve 3 den Primer mit 0,1 Gew.-% DMDEE
Kurve 4 den Primer mit 0,5 Gew.-% DMDEE.
Gemäß der Güteforderung der RAL soll der Schälwiderstand von kaschierten Kunststoff-Profilen den Wert von 2,5 N/mm (entspricht 50,0 N bei 20 mm Probenbreite) nicht unterschreiten.
Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, erreicht eine Verklebung mit Hilfe eines Primers gemäß Stand der Technik diese Forderung erst nach etwa 24 Stunden, während bereits bei dem sehr geringen Katalysatorgehalt gemäß Kurve 2 dieser Wert nach ca. 12 Stunden erreicht wird und bei den höheren Katalysatorgehalten gemäß Kurve 3 und 4 bereits nach etwa 1½ Stunden bzw. etwa 45 Minuten.
Die vorgenannten Katalysatoren können entweder alleine oder in Mischungen eingesetzt werden. Wegen der besonders guten Verfügbarkeit sind DMDEE bzw. Di(2,6-dimethylmorpholinoethyl)ether, ggf. in Kombination mit den oben genannten zinnorganischen Verbindungen oder weiteren zyklischen Aminen besonders bevorzugt.

Claims (7)

1. Primerzusammensetzung für feuchtigkeitshärtende Polyurethanklebstoffe enthaltend
  • a) mindestens ein thermoplastisches Polymer
  • b) mindestens ein flüchtiges Lösungsmittel
  • c) mindestens einen Polyurethankatalysator aus der Gruppe tertiäre Amine und/oder metallorganischer Verbindungen.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polymer ausgewählt wird aus der Gruppe der Polyester, Polyetherester, Polyamide, (Meth)acrylatcopolymere oder Polyurethane.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß das flüchtige Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch ein organisches Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch mit einem Siedebereich unter 130°C, vorzugsweise unter 110°C besonders bevorzugt unter 80°C, ist.
4. Zusammensetzung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator aus der Gruppe der cyclischen tertiären Amine und/oder organischen Verbindungen des Zinns, Eisens, Titans, oder Wismuts ausgewählt wird.
5. Verwendung einer Primerzusammensetzung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche zum haftvermittelnden Voranstrich von Kunststoffsubstraten für die Verklebung mit feuchtigkeitshärtenden Polyurethan-Schmelzklebstoffen.
6. Verfahren zum Verkleben von Kunststoffsubstraten gekennzeichnet durch die folgenden wesentlichen Verfahrensschritte
  • a) Auftragen einer Primerzusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 auf mindestens ein Kunststoffsubstrat
  • b) Abdampfen des flüchtigen Lösungsmittels ggf. unter Erwärmen und/oder Verwendung eines Gebläses oder einer Absaugvorrichtung
  • c) Aufbringen des Polyurethanschmelzklebstoffes auf mindestens eine Oberfläche der zu fügenden Teile
  • d) Zusammenfügen der Teile ggf. unter Druck und/oder kurzfristiger mechanischer Fixierung.
7. Ummanteltes Fensterprofil hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 6.
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