DE19955731A1 - Schmelzklebstoff - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird ein zweikomponentiger Schmelzklebstoff mit einer ersten Komponente, die feste Isocyanate in einer reaktiven Matrix aufweist, und mit einer zweiten Komponente, die einen Katalysator in einer gegenüber den Isocyanaten reaktiven oder inerten Matrix aufweist, wobei die Komponenten für eine Vernetzung in Anlage gebracht verschmolzen werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schmelzklebstoff.

Schmelzklebstoffe gibt es in einer großen Vielzahl und sind insbesondere bei industriellen Anwendungen regelmäßig auf spezielle Applikationen nach Vorgabe durch den Anwender abgestimmt.

So ist es in der holzverarbeitenden Industrie, insbesondere in der Möbelindustrie, bekannt, beispielsweise Faserplatten mit einer Beschichtung wie einem Furnier oder einem Laminat durch Aufkleben zu versehen, wobei insbesondere thermoplastische oder feuchtigkeitsreaktive Polyurethan- Schmelzkleber zur Anwendung kommen.

Es ist jedoch der Einsatz von thermoplastischen Schmelzklebern bei einer Vielzahl von Anwendungen nicht unproblematisch, da diese Schmelzkleber eine geringe Feuchtigkeits- und Wärmestandfestigkeit aufweisen. Diesbezüglich zeigen feuchtigkeitsreaktive Polyurethan- Schmelzkleber deutliche Verbesserungen. Es haben jedoch Polyurethan-Schmelzkleber den Nachteil, daß diese nur in aufwendiger Verpackung insbesondere unter Ausschluß von Luftfeuchtigkeit gelagert werden können und nach Öffnen der Verpackung rasch zu verarbeiten sind.

Vor diesem technischen Hintergrund macht die Erfindung es sich zur Aufgabe, einen Schmelzkleber zur Verfügung zu stellen, der problemlos lagerbar und weiter zu verarbeiten ist, und der dabei ausgezeichnete Klebeeigenschaften aufweist, insbesondere auch eine große Feuchtigkeits- und Wärmestandfestigkeit.

Diese technische Problematik wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst, wonach ein zweikomponentiger Schmelzklebstoff vorgesehen ist, mit einer ersten Komponente, die feste Isocyanate in einer reaktiven Matrix aufweist, und mit einer zweiten Komponente, die einen Katalysator in einer gegenüber den Isocyanaten reaktiven oder inerten Matrix aufweist, und bei dem die Komponenten für eine Vernetzung in Anlage gebracht verschmolzen werden.

Überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß die festen Isocyanate, eingebettet in eine reaktive Matrix, eine so geringe Reaktivität gegenüber Hydroxylgruppen und Wasser zeigen, daß man zum Beispiel die frisch angesetzte Klebstoffschmelze unter Wasser zu Granulat verarbeiten kann. Der so erhaltene, lagerstabile Klebstoff kann unter normalen Lagerbedingungen, wobei Luftfeuchtigkeit nicht gesondert zu berücksichtigen ist, ohne weiteres drei Monate gelagert und anschließend wieder aufgeschmolzen werden, ohne das hierbei eine Gelbildung auftritt.

Es ist bevorzugt, daß die festen Isocyanate homogen in der Matrix verteilt sind. Weiter bevorzugt ist insbesondere eine homogene Einbettung der Isocyanate in eine Polymer- und/oder Harzmatrix.

Geeignete Polymere sind zum Beispiel aus Alkohol und Säuren hergestellte Polyester, Polycaprolactonpolyester, Polyamide, thermoplastische Polyurethane, Polytetrahydrofurane und Polyetheralkohole sowie andere Polymere, die mindestens zwei, gegenüber Isocyanaten reaktive H-Atome pro Molekül besitzen.

In vorteilhafter Weise läßt jede Komponente sich folien-, blatt- oder bandförmig ausbilden, beispielsweise extrudieren.

Insbesondere abwechselnd übereinander geschichtete Komponenten können aufgeschmolzen werden und insbesondere unter einem Anpressdruck erfolgt bei der Verklebung ein Vermischen der einzelnen, aufgeschmolzenen Klebstofflagen, wodurch die Vernetzung durch ein Kontaktieren der Isocyanate und des Katalysators eingeleitet wird.

So kann beispielsweise ein derartiges mehrlagiges reaktives Klebstoffband zum Verkleben eines Umleimers an einer Spanplatte in der holzverarbeitenden Industrie eingesetzt werden. Von Vorteil ist dabei die hohe Wärmestandfestigkeit und die Beständigkeit gegen Feuchte des erfindungsgemäßen Schmelzklebstoffes, wobei jedoch keine aufwendige Verpackung von Nöten ist. Vorteilhaft ist weiter, daß nur soviel Klebstoff aufgeschmolzen werden muß, wie gerade auch benötigt wird. Auch ein aufwendiges Reinigen von Vorschmelzgeräten, in denen Schmelzklebstoffe aufgrund der ständigen Temperaturbelastung auch zum Verbrennen neigen, entfällt.

Es kann alternativ vorgesehen werden, daß die Komponenten pulverförmig jeweils ausgebildet sind. Hierzu kann beispielsweise das Granulat der Klebstoffkomponenten vermahlen werden, wobei beide Komponenten getrennt oder gemeinsam vermahlbar sind. Ein Mischen kann auch nach dem Mahlen jeder einzelnen Komponente beispielsweise bei der Applikation des Pulvers erfolgen. Hierbei kommen übliche Pulverstreumaschinen, wie sie beispielsweise für eine textile Kaschierung eingesetzt werden, zur Anwendung. Im Sinter- bzw. im nachfolgenden Kaschierprozeß erfolgt das Verschmelzen der Komponenten, weiter hierbei auch das Vermischen der Pulverkomponenten und wird damit die Vernetzung eingeleitet.

Eine weitere Alternative ist durch fadenartig jeweils ausgebildete Komponenten gegeben. Hierbei ist insbesondere daran gedacht, solche Fäden miteinander zu verzwirnen, zu verweben und/oder zu verspinnen. Es kann damit ein Klebstoff- Seil gleichsam erzeugt werden, bei dem die Einzelfäden aus den beiden Komponenten bestehen. Auch kann beispielsweise an das Herstellen eines Vlieses beispielsweise durch Spinnsprühen gedacht sein, bei welchem Fäden der verschiedenen Komponenten benachbart vorliegen und für eine Applikation beispielsweise durch einen Anpressdruck in Anlage gebracht werden und dann für das Vernetzen verschmolzen werden.

Letztlich kann daran gedacht sein, daß die Komponenten ineinander eingebettet sind. Hierbei wird zweckmäßigerweise die erste Komponente die zweite Komponente allein vom Volumen her aufnehmen.

Grundsätzlich hat sich bei dem Schmelzkleber nach der Erfindung bewährt, wenn dieser während und/oder nach Auslösung der Vernetzung unter Druck gesetzt wird. Feste, dauerhafte und schnelle Klebverbindungen sind so gewährleistet. Eine solche Druckbelastung führt zu einer intensiven Vermischung der Komponenten und damit zu einer gleichmäßigen Vernetzung insbesondere dann, wenn die Druckbelastung eine wechselnde ist, beispielsweise eine walkartige Druckbelastung eines bandartigen ausgebildeten Schmelzklebstoffes nach der Erfindung bei einem Durchlaufen mehrerer Andruckrollen.

Bevorzugt erfolgt eine Vernetzung bei einer Temperatur von 100°C bis 160°C. Ein sicheres Aufschmelzen der einzelnen Komponenten und damit die Auslösung der Vernetzung durch die Katalysatorwirkung ist hierdurch gegeben.

Bei dieser Temperatur - naturgemäß in Maßen abhängig von der Art des Katalysators, des verwendeten Isocyanates und der Reaktivität der Matrix - erfolgt die Vernetzung in weniger als 10 Minuten, insbesondere innerhalb von 5 Minuten. Eine schnelle und rasch belastbare Verklebung ist somit gewährleistet. Läßt man alternativ die Schmelze nach Initierung des Vernetzungsprozesses sofort nach dem Mischen wieder auf Raumtemperatur abkühlen, so vernetzt der Schmelzkleber nach der Erfindung innerhalb von 5 bis 8 Tagen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Schmelzklebstoffes nach der Erfindung weist die erste Komponente reaktive Polymere in einer Menge von 20 bis 90 Gew.-%, reaktive monofunktionelle Additive in einer Menge von 0 bis 20 Gew.-%, Harze und/oder Wachse in einer Menge von 0 bis 60 Gew.-%, gegebenenfalls nicht reaktive Polymere in einer Zugabemenge von 0 bis 60 Gew.-% und Isocyanate in einer Menge von 0,5 bis 30 Gew-% auf.

Als reaktive monofunktionelle Additive sind beispielsweise monofunktionelle Amine, Alkohole und andere monofunktionelle Additive mit einer gegenüber Isocyanaten reaktionsfähigen Gruppe geeignet.

Neben einer Vielzahl von weiteren Harzen und Wachsen sind insbesondere aromatische, aliphatische, cycloaliphatische oder gemischt aliphatisch-aromatische Kohlenwasserstoffharze geeignet. Weiter können Terpenphenolharze, Cumaron- Indenharze, α-Methylstyrolharze, polymerisierte Tallharzester, Ketonaldehydharze Verwendung finden. Weiter sind geeignete Wachse beispielsweise PE- und PP-, sowie auf dieser Basis modifizierte Wachse.

Als nicht reaktive Polymere können weiter EVA-Polymere mit VA-Gehalten zwischen 12 und 40% und mit MFI's zwischen 8 und 800 zugesetzt sein. Weiter geeignet sind auch Polyolefine, Acrylate und Polyester mit mittleren Molekulargewichten zwischen 500 und 80 000 g/mol und Erweichungsbereichen zwischen 80°C und 170°C. Die Zugabemenge dieser nicht reaktiven Polymere liegt zwischen 0 und 60 Gew.-%.

Diese genannten nichtreaktiven Polymere können auch die inerte, den Katalysator aufnehmende Matrix mitausbilden bei entsprechend angepaßter Zugabemenge.

Als Isocyanate eignen sich polyfunktionelle, aliphatische und/oder aromatische Isocyanate.

Hinsichtlich einer solchen Mischung der ersten Komponente hat sich eine zweite Komponente mit einer Katalysatorzugabe von 0,01 bis 5 Gew.-% als zweckmäßig erwiesen, eingebettet in eine gegenüber den Isocyanaten reaktive oder inerte, bspw. die genannten nicht reaktiven Polymere aufweisenden Matrix.

Geeignete Katalysatoren sind die in der Polyurethanchemie gängigen und bekannten Katalysatoren wie zum Beispiel die Dibutyl-zinn-dilaurat (DBTL).

Claims (15)

1. Zweikomponentiger Schmelzklebstoff, mit einer ersten Komponente, die feste Isocyanate in einer reaktiven Matrix aufweist, und mit einer zweiten Komponente, die einen Katalysator in einer gegenüber den Isocyanaten reaktiven oder inerten Matrix aufweist, und bei dem die Komponenten für eine Vernetzung in Anlage gebracht verschmolzen werden.

2. Zweikomponentiger Schmelzklebstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Isocyanate homogen in der Matrix verteilt sind.

3. Zweikomponentiger Schmelzklebstoff nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Isocyanate in einer Polymer- und/oder Harzmatrix eingebettet sind.

4. Zweikomponentiger Schmelzklebstoff nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die reaktiven Polymere der Matrix wenigstens 2 gegenüber Isocyanaten reaktive H-Atome je Molekül aufweisen.

5. Zweikomponentiger Schmelzklebstoff nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten folien-, blatt- oder bandförmig jeweils ausgebildet sind.

6. Zweikomponentiger Schmelzklebstoff nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten pulverförmig jeweils ausgebildet sind.

7. Zweikomponentiger Schmelzklebstoff nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten fadenartig jeweils ausgebildet sind.

8. Zweikomponentiger Schmelzklebstoff nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Fäden miteinander verzwirnt, verwoben und/oder versponnen sind.

9. Zweikomponentiger Schmelzklebstoff nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten ineinander eingebettet sind.

10. Zweikomponentiger Schmelzklebstoff nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzklebstoff während und/oder nach Vernetzung unter Druck gesetzt ist.

11. Zweikomponentiger Schmelzklebstoff nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vernetzung bei einer Temperatur von 100°C-160°C erfolgt.

12. Zweikomponentiger Schmelzklebstoff nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Vernetzung weniger als 10 min., insbesondere 5 min bei einer Temperatur von 100°C-160°C beträgt.

13. Zweikomponentiger Schmelzklebstoff nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Klebstoffschmelze mit initiertem Vernetzungsvorgang nach einem sofortigen Abkühlen auf Raumtemperatur innerhalb von 5 bis 8 Tagen.

14. Zweikomponentiger Schmelzklebstoff nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente

• - reaktive Polymere in einer Menge von 20 bis 90 Gew.-%,
• - reaktive, monofunktionelle Additive in einer Menge von 0 bis 20 Gew.-%,
• - Harze und/oder Wachse in einer Menge von 0 bis 60 Gew.-%
• - nicht reaktive Polymere in einer Menge von 0 bis 60 Gew.-% und
• - Isocyanate in einer Menge von 0,5 bis 30 Gew.-% aufweist.

15. Zweikomponentiger Schmelzklebstoff nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Komponente eine Katalysatorzugabe von 0,01 bis 5 Gew.-% aufweist.