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Um Klebstoffe auf Basis von kautschukartigen Elastomen mit einem
Feststoffgehalt von mindestens 10% mit Treibgas aus einem Aerosolbehälter versprühen
zu können, ist es gemäß der deutschen Offenlegungsschrift 1 594 168 bekannt, als
Elastomer quervernetzte Synthesekautschuktypen zu verwenden. Bei dem angegebenen
Verfahren wird das Elastomer auf der Kautschukwalze trocken bei leicht erhöhten
Temperaturen mastiziert und anschließend unter Zusatz von Harz mit Lösungsmittel
behandelt, wobei das Harz in Lösung geht und das Elastomer zur Hauptsache ungelöst
als Dispersion in der Mischung vorliegt. Im britischen Patent 1 016 353 wird ein
Sprühkleber beschrieben, in welchem das Elastomer -Polychloropren, Butadien-Acrylnitril-Kautschuk
oder Butadien-Styrol-Kautschuk - als feindisperses Pulver in einer organischen Flüssigkeit
vorliegt. Klebharze und lösliche Elastomere, Vernetzungsmittel, Farbstoffe u. dgl.
können zugefügt werden.
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Weiterhin ist bekannt, daß Klebstoffe auf Basis
von Polychloropren
mit Umsetzungsprodukten von Magnesiumoxid und Alkylphenolharzen - es bilden sich
hierbei in organischen Lösungsmitteln lösliche Magnesiumphenolate - ausgezeichnet
wärmefeste Verbunde liefern. Das Magnesiumphenolat kann außerdem während des Alterungsprozesses
abgespaltene Salzsäure abfangen, wozu es wegen seiner wesentlich homogeneren Verteilung
im Kleber besser geeignet ist als mitverwendetes Magnesiumoxid.
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Die bekannten Sprühkleber auf Synthesekautschuk-Basis, insbesondere
Styrolbutadien-Basis, haben den großen Nachteil einer unzureichenden »Standfestigkeit«,
d. h., sie halten der Belastung einer mechanischen Dauerspannung, wie sie beispielsweise
bei der Fertigung von Polstermöbeln auftreten kann, nicht stand, die Verklebungsfuge
springt nach einer gewissen Zeit wieder auf.
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Aufgabe der Erfindung war es deshalb, einen Sprühkleber auf Styrolbutadienkautschukbasis
zu entwickeln, der diesen Nachteil nicht zeigt und sich insbesondere für Spannungsverklebungen
eignet.
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Gegenstand der Erfindung ist eine versprühbare Klebstoffmasse aus
vernetztem Styrolbutadienkautschuk, klebrigmachenden Harzen und gegebenenfalls Antioxydationsmitteln,
Stabilisatoren und unvernetzten Elastomeren in einer flüchtigen organischen Trägerflüssigkeit,
wobei der Kautschuk in der Trägerflüssigkeit dispergiert und die klebrigmachenden
Harze in dieser gelöst vorliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffmasse
zusätzlich ein in der organischen Flüssigkeit lösliches Umsetzungsprodukt von Alkylphenolharz
mit Magnesiumoxid oder Zinkoxid in einer Menge von 5 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen
auf den Gesamtfeststoffanteil, enthält.
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Diese Verbesserung der Standfestigkeit des bereits vernetzten Kautschuks
durch Mg- bzw. Zn-Alkylphenolate, welche nicht zu verwechseln ist mit der bekannten
Vernetzung von Styrolbutadienkautschuk mit bestimmten Phenolharzen, ist um so überraschender,
als der Zusatz von Alkylphenolharzen allein - vor allem in Aerosolen - zu einer
gewissen Unverträglichkeit führt (Ausfällung von zugesetzten Harzen und dadurch
Verstopfung der Düse) und Klebstoffe mit schlechter Schälfestigkeit ergibt.
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Für die Alkylphenolatbildung lassen sich die bekannten, in der Klebstoffchemie
gebräuchlichen reaktiven, öllöslichen Alkylphenolharze verwenden, vorzugsweise solche,
deren Ausgangsprodukte para-substituierte Phenole sind.
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Die Menge des zugesetzten Ålkylphenolharz-Umsetzungsproduktes richtet
sich vor allem nach der für den vorgesehenen Verwendungszweck desKlebstoffes erforderlichen
offenen Zeit; brauchbare Ergebnisse werden erhalten bei einem Zusatz von 5 bis 40
Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Feststoffanteils der Klebemasse.
Neben dem erfindungsgemäßen Zusatz an Mg- oderZinkalkylphenolat enthalten die Klebemassen
in bekannter Weise klebrigmachende Harze, wie z. B. Terpenphenolharze oder Kolophoniumderivate,
welche in der Trägerflüssigkeit löslich sein müssen. In der Kautschukverarbeitung
übliche Antioxydationsmittel, Stabilisatoren und geringe Mengen an unvernetzten
Elastomeren können ebenfalls zugesetzt werden, sofern sie nicht das einwandfreie
Sprühverhalten des Klebers beeinträchtigen.
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Die Menge des Feststoffanteils in der Klebemasse, im wesentlichen
bestehend aus dem in dispergierter
Form vorliegenden Styrolbutadienkautschuk
sowie den gelösten Bestandteilen Magnesium- oder Zinkalkylphenolharz-Umsetzungsprodukt
und ^ klebkrafterhöhende Zusätze, beträgt in der Regel etwa 10 bis 30 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Gesamtgewicht des Klebstoffs. In diesem Konzentrationsbereich erhält
man das beste Sprühverhalten.
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Als organische Trägerflüssigkeit für den Sprühkleber gemäß der Erfindung
lassen sich vorzugsweise flüchtige unpolare Lösungsmittel, wie Benzin oder Benzin-Cyclohexan-Gemische
verwenden. Diese Kohlenwasserstoffe besitzen einerseits gute Dispergierfähigkeit
für den Styrolbutadienkautschuk und gute Lösungseigenschaften für die übrigen Bestandteile
der Klebemasse, greifen aber andererseits Materialien, wie z. B. geschäumtes Polystyrol,
nicht an. Wird auf letztere Eigenschaft kein Wert gelegt, können auch andere Lösungsmittel,
wie Toluol, Aceton, Essigester oder Butanon, zugesetzt werden.
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Die Klebemassen lassen sich mit den bekannten, durch Druck zu verflüssigenden,
normalerweise gasförmigen Aerosoltreibmitteln, vorzugsweise Fluorchlorkohlenwasserstoffen,
aus den üblichen Aerosolbehältern versprühen. Die verflüssigten Treibmittel sollten
dabei mit der Trägerflüssigkeit mischbar sein und so ein Teil des Lösungsmittelsystems
bilden.
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Neben dieser Anwendungsform lassen sich die Klebemassen jedoch nicht
nur mit den üblichen Hochdruckspritzpistolen, sondern auch mit Niederdruckauftragsgeräten
und mit luftfreiarbeitenden Spritzpistolen versprühen.
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Für die Herstellung der Kautschuk-Dispersion wurde ein technisch
einfaches und vorteilhaftes Verfahren ermittelt, nach dem es weder notwendig ist,
den Kautschuk vorher zu pulvern noch auf dem Walzwerk mühsam durch Schneiden und
Stürzen homogen zu verkneten. Es wurde gefunden, daß man eine glatte und homogene
Dispersion des vernetzten Styrolbutadienkautschuks in derTrägerflüssigkeit erhält
ohne zusätzliche Hilfsmittel, wie Emulgatoren oder Schutzkolloide, indem man den
Kautschuk mit etwa der gleichen Menge Benzin im Lösungsmittelkneter bearbeitet,
anschließend mit den Klebharzen versetzt und mit weiterem Lösungsmittel verdünnt.
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Die Herstellung des Magnesium- bzw. Zinkalkylphenolharz-Umsetzungsproduktes
wird vorteilhafterweise in einem getrennten Arbeitsgang vorgenommen.
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Hierzu wird das Magnesium- oder Zinkoxid mit etwa der zehnfachen Gewichtsmenge
an Alkylphenolharz in der dreifachen Menge Lösungsmittel, vorzugsweise Cyclohexan,
bei Raumtemperatur umgesetzt. Die entstandene klare Lösung des Reaktionsproduktes
wird anschließend vom etwa vorhandenen Bodensatz aus geringen Resten an unumgesetztem
Oxid und Verunreinigungen des Harzes abdekantiert und mit der Elastomer-Dispersion
vereinigt.
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Die Überlegenheit der erfindungsgemäßen versprühbaren Klebemassen
bezüglich Standfestigkeit gegenüber den bekannten Klebemassen auf Styrolbutadienkautschuk-Basis
ohne Zusatz von Magnesium- bzw. Zink-Alkylphenolharz-Umsetzungsprodukten soll nachfolgend
anschaulich gemacht werden. Dazu wurden folgende Klebstoffmischungen verwendet:
Klebstoffmischung 1 12,0 Gewichtsteile eines handelsüblichen quervernetzten Styrolbutadienkautschuks
wurden mit 12,0 Ge-
wichtsteilen Benzin (60/95°C) im Lösungsmittelkneter homogen
verknetet. Nach etwa einer Stunde wurden 17,5 Gewichtsteile eines handelsüblichen
nicht härtbaren Terpenphenolharzes zugefügt und unter weiterem Kneten und portionsweiser
Zugabe von Benzin ein Feststoffgehalt von 30 % eingestellt.
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Klebstoffmischung 2 Die Klebstoffmischung 1 wurde mit einer 30%gen
Lösung eines handelsüblichen basenreaktiven Alkylphenolharzes (Harz A) in Cyclohexan
versetzt.
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Es wurden folgende Klebstoffmischungen hergestellt: a) 100 Gewichtsteile
Klebstoffmischung 1, 10 Gewichtsteile Harz A-Lösung; b) 100 Gewichtsteile Klebstoffmischung
1, 16 Gewichtsteile Harz A-Lösung; c) 100 Gewichtsteile Klebstoffmischung 1, 33
Gewichtsteile Harz A-Lösung.
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Klebstoffmischung 3 Sprühkleber gemäß der Erfindung Die Klebstoffmischung
1 wurde mit dem Umsetzungsprodukt von Harz A und Magnesiumoxid (Gewichtsverhältnis:
10:1) als 30geige Lösung in Cyclohexan versetzt. Es wurden folgende Klebstoffmischungen
hergestellt: a) 100 Gewichtsteile Klebstoffmischung 1, 10 Gewichtsteile der Lösung
des Umsetzungsproduktes; b) 100 Gewichtsteile Klebstoffmischung 1, 16 Gewichtsteile
der Lösung des Umsetzungsproduktes; c) 100 Gewichtsteile Klebstoffmischung 1, 33
Gewichtsteile der Lösung des Umsetzungsproduktes.
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Vergleich der Klebstoffmischungen Für die Standfestigkeitsmessung
wurden je zwei 5 cm breite und 10 cm lange Polyurethanschaumstoffstreifen im Sprühauftrag
gleichmäßig beschichtet. Die trockene Auftragsmenge betrug in allen Fällen 150 g/m2.
Nach kurzer Ablüftezeit wurden die Streifenpaare miteinander unter einem Andruck
von 2,5 kp/cm2 verklebt und nach Lagerung von einem Tag und einer Woche bei Raumtemperatur
schälend unter einer Gewichtsbelastung von 1 kp/5 cm Streifenbreite belastet. Die
Zeit, innerhalb der sich die Verklebung trennte, wurde bestimmt. Die Messung der
Standfestigkeit bei 500 C erfolgte unter einer Gewichtsbelastung von 375 g/5 cm.
| Klebstoffmischung |
| 1 2a | 2b 2c 3a 3b 3c |
| Standfestigkeit bei |
| Raumtemperatur |
| Trennzeit nach 24 min 34 min 29 min 7 min 31/2 Std. keine Trennung
inner- |
| 1 Tag Lagerung halb 24 Stunden |
| Trennzeit nach 29 min 35 min 40 min 10 min 6 Std. keine Trennung
inner- |
| 1 Woche Lagerung halb 24 Stunden |
| Standfestigkeit bei 500 C |
| Trennzeit nach 2 min - 15 min 7 min - 8,5 Std. keine |
| 1 Woche Lagerung Trennung |
| innerhalb |
| 24 Stun- |
| den |