DE19924139A1 - Primerzusammensetzung für feuchtigkeitshärtende Polyurethanklebstoffe - Google Patents
Primerzusammensetzung für feuchtigkeitshärtende PolyurethanklebstoffeInfo
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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.
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.
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999124139 DE19924139A1 (de) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | Primerzusammensetzung für feuchtigkeitshärtende Polyurethanklebstoffe |
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DE1999124139 DE19924139A1 (de) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | Primerzusammensetzung für feuchtigkeitshärtende Polyurethanklebstoffe |
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DE1999124139 Withdrawn DE19924139A1 (de) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | Primerzusammensetzung für feuchtigkeitshärtende Polyurethanklebstoffe |
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DE (1) | DE19924139A1 (de) |
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