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Verspr(ihbare Klebemasse auf Styrolkautschuk-Basis Um Klebstoffe
in flüchtigen organischen Flüssigkeiten mit höherem Feststoffgehalt leicht versprühen
zu können, z.B. mit Treibgas aus Aerosolbehältern ober luftfrei arbeitenden Spritzpistolen,
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß bei auf Elastomer-Harz-Basis aufgebauten
Produkten das kautschukartige PoLymer in der organischen Flüssigkeit dispergiert
vorliegt.
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Technisch ist es dabei einfacher, feste Elastomere nachträglich in
flüchtigen organischen Flüssigkeiten zu dispergieren (Sekundärdispersion) als die
Dispersion bereits in der Polymerisstionsphase auszuführen. Kleine Mengen an gelöstem
Kautschuk werden im allgemeinen toleriert.
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Es ist bekannt, für die 3ereitung der Sekundärdispersion vernetzte
Kautschukartige Polymere einzusetzen. Die Auswahl an vernetzten Styrolkautschuk-Typen
ist jedoch gering, so daß eine Modifizierung dieser Klebstoffgruppe praktisch nur
durch Änderung der Harzkomponente möglich ist.
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Die normalen, unvernetzten Synthesekautschuke auf Styrol-Basis, in
welchen das Styrol und die jeweiligen Comonomeren, vorzugsweise Butadien und Isopren,
statistisch verteilt im Polymerisat vorliegen, stellen keine Ausweichmöglichkeit
dar, weil sie sich in den für obiges System in der großtechnischen Anwendung als
äußero Phase gebräuchlichen organischen Flüssigkeiten lösen oder nicht dispergieren
lassen. Carboxylgruppenhaltige Copolymere können
zwar auf diese.Weise
dispergiert und mit Harzen zu Sprühkleber@ verarbeitet werden, der Weg ist aber
aufwendig, da derartige Copolymere als Festsubstanzen nicht handelsüblich sind,
sondern erst aus wäßrigen Dispersionen bereitet werden müssen.
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Eine weitere Gruppe von Styrolkautschuken sind die sogennnnten Blockpolymeren
bzw. Radial-Blockpolrmoren, welche durch Copolymerisation von Styrol und Butadien
bzw. Isopren gewonnen werden. Polystyrol- und Polybutadien- bzw. Polyisoprenblöcke
definierter ßequenzlänge sind hier aneinander-polymerisiert, wobei der Polystyrolanteil
im allgemeinen unter 40 % liegt. Derartige Copolymerisate können als thermoplastische
Kautschuke bezeichnet werden, da sie die elastischen Eigenschaften des Butadiens
bzw. Isoprens mit den thermoplastischen des Styrols vereinigen. Bedingt durch ihren
besonderen physikalisch.chenischen aufbau erfordern die Blookpolymeren keine Vulkanisation
und besitzen trotzdem hervorragende mechanische Festigkeit. Ihr Vorteil gegenüber
vernetztem und unvernetztem Styrol-Butadien-Kautschuk nit statistisch verteiltem
Styrol liegt insbesondere in der besseren Kohäsion und Kriechfestigkeit.
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Aufgabe der Erfindung war es, ein Dispersionamedium zu finden, das
es ermöglicht, diese Blockpolymeren als Elasto;erbestandteil für versprühbare Klebemassen
einzusetzen. Die Trägerfliissigkeit sollte außer der Grundvoraussetzung einer stabilen
Dispersionsbildung auch die Bedingungen erfüllen, preilvert und leicht flüchtig
sowie mit den gesetzlichen Sicherheitsvorschriften vereinbar zu sein.
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Überraschenderweise wurde gefunden, daß von den zahlreichen organischen
Lösungsmitteln, welche für diesen Zweck zur Auswahl standen, allein Aceton die gestellten
Anforderungen in befriedigender Weise erfüllt. Weder Kohlenwasserstoffe, wie Hexan,
Heptan, Cyclohexan, Benzol, Toluol oder xylol, noch polare Lösungsiittel, wie Butanon,
Methylisobutylketon, Athylacetat, Nitrobenzol oder Isopropylalkohol, eignen sich
als Trägerflüssigkeit für eine versprühbare Klebemasse auf Styrol-Butadien- bzw.
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Isopren-Blockpolymerisat-Basis, in welcher der Kautschuk in Form einer
stabilen Dispersion vorliegt.
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Die genannten organischen Flüssigkeiten quellen meistens das Elastomer
als Nichtlöser nur an, ohne es bei der Bearbeitung in dem hierfür geeigneten Kneter
dispers zu verteilen oder bewirken ein unerwünschtes Lösen des Kautschuks. Bereits
kleine Zusatze dieser oder anderer Lösungsmittel zum Aceton verschlechtern die Dispersionsbildung
und damit das ßprühverhalten der Klebemasse deutlich. Der Sprühstrahl wird schaumig,
neigt- zur Fädenbildung oder die Dispersion separiert.
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Die erfindungsgemäße versprühbare Klebemasse auf der Basis von Styrolkautschuk,
klebrigmachenden Harzen und einer organischen Trägerflüssigkeit, wobei der Kautschuk
in der Trägerflüssigkeit dispergiert, di. klebrigmachenden Harze in dieser Belöat
vorliegen, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Eautachukkomponente aus unvernetzten
Styrol-Butadien- oder Strrol-Isoprea-Blockcopolymeren des Typs A-B-A oder Radial-Blockpolymeren
des Typs A-B-B-A besteht und die Trägerflüssigkeit Aceton ist.
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B-A Als klebrigmachende Harze, welche etwa in Mengen von 20 - 60
Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht an Feststoffen, zugesetzt worden, eignen sich
vorzugsweise Derivate von hydriertem und dehydriertem Colophonium, Kohlenwasserstoff-
und Terpen-Harze.
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Das genaue Gewichtsverhältnis von Kautschuk zu Harz und der spezielle
Typ des Harzes richtet sich nach dem Jeweilige Verwendungszweck der Klebemasse.
Ein geringer Zusatz an Alterungsschutzmitteln hat sich außerdem als vorteilhaft
erwiesen.
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Die Menge des Feststoffanteils in der Klebemasse, im wesentlichen
bestehend aus dem in dispergierter Fort vorliegenden Blockcopolymeren und den gelösten
Klebharzen, beträgt in der Regel etwa 20 - 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht
des Klebstoffs.
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In diesem Konzentrationsbereich erhält man bei ausreichend wirtschaftlichem
Klebstoffauftrag ein gutes Sprühverhalten.
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Die Klebstoff-Dispersionen lassen sich mit den bekannten, durch Druck
zu verflüssigenden, normalerweise gasförmigen Aerosoltreibmitteln, vorzugsweise
Fluorchlorkohlenwasserstoffen, aus den üblichen Aerosolbehältern versprühen. Die
verflüssigten Treibmittel müssen dabei mit dem Aceton mischbar sein und so ein Teil
des Lösungsmittel systems bilden. Neben dieser Anwendungsform lassen sich die Klebemassen
jedoch nicht nur mit den üblichen Hochdruckepritzpistolen, sondern auch mit Niederdruckauftragsgeräten
und mit luftfrei arbeitenden ßpritzpistolen versprühen.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Klebemassen gegenüber
Klebern auf Grundlage eines vernetzten Elastomere liegt darin, daß die Arbeitsgeräte
wegen der guten Löslichkeit der Blockpolymeren in Benzin-Toluol- oder -Essigester-Gemiechen
leicht wieder zu reinigen sind.
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Die Herstellung der Klebstoff-Diepersion läßt sich technisch überraschend
einfach und wirtschaftlich vorteilhaft bewerkstelligen, indem der Kautschuk mit
etwa der gleichen Menge Aceton in einem zur Herstellung von Klebstofflösungen gebräuchlichen
Kneter bearbeitet wird. Bereits während des Dispergiervorgange können die Klebharze
und Alterungsschutzmittel zugegeben werden. Anschließend wird weiter mit Aceton
bis zur gewünschten JCl.bstoffkonzentration verdünnt.
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Beispiel 1 84 g Cariflex # TR 1101 (Styrol-Butadien-Blockpolymer
der Firma 8hell Chemie) wurden mit 84 g Aceton im 1-Liter-Kneter geknetet. Nach
10 Ninuten war das Gemisch ein homogener Brei, welcher nach Zusatz von 126 g eines
Terpenphenolharzes etwa eine 6tunde weitergeknetet wurde. Abschließend wurde langsam
mit Aceton auf einen Festkörpergehalt von 30 % verdünnt. Das Elastomer war grobdispers
verteilt, TeilchengröBe etwa 5/ua.
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30 g der 30 %igen Dispersion wurden mit 10 g Frigen #12 (Dichlordifluormethan)
in eine ierosoldose abgefüllt. Das Gemisch
war stabil und ließ sich
ausgezeichnet versprühen.
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Zur Messung der Schälfestigkeit wurde ein Baumwollsegeltuchgewebe
mit der Klebemasse besprüht ( Klebstoffauftragsmenge ca. 250 g/m2) und nach kurzer
Ablüftezeit ein daraus geschnittenes Streifenpaar unter leichtem Andruck zusammengefügt.
Folgende Schälfestigkeitawerte wurden bei Raumtemperatur erhalten (Abzugsgeschwindigkeit
100 mm/min) nach 24 Stunden Lagerung : 6,9 kp/cm nach 1 Woche Lagerung : 7,4 kp/cm
Ein wie oben verklebter Gewebe/Gewebe-Streifen ( 1 Woche Lagerung ) trennt sich
bei der Standfestigkeitsmessung bei 500C unter einer Gewichtsbelastung von 150 g/cm
Verklebungebreite innerhalb einer Stunde nicht.
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Beispiel 2 84 g Cariflex TR 1107 (Styrol-Isopren-Blockpolymer der
Firma Shell Chemie) wurden mit 84 g Aceton im 1-Liter-Kneter bearbeitet. Die Herstellung
des Klebstoffes erfolgte in gleicher Weise wie im Beispiel 1 beschrieben; als Klebharz
wurde ein disproportioniertes Kolophonium eingesetzt.
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Die 30 obige Klebstoffdispersion wurde mit Frigen in Aerosoldosen
abgefüllt. Das Sprühverhalten der Mischung war gut.
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Beispiel 3 84 g Solprene 406 (Stzrol-Butadien-Radial-Blockpolymer
der Firma Phillips Petroleum Comp., Styrol-Anteil 30%) wurden mit 84 g Aceton im
1-Liter-Kneter bearbeitet. Die Herstellung des Klebstoffs erfolgte in gleicher Weise
wie im Beispiel 1, wobei ebenfalls 126 g Terpenphenolharz zugesetzt wurden. Eine
30 %ige Klebstoffdispersion, mit Frigen # 12 in Aerosoldosen abgefüllt,
ließ
sich gut versprühen.
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Die Schälfestigkeit (gemessen wie im Beispiel 1) betrag nach 24 Stunden
Lagerung: 5,2 kp/cm nach 1 Woche Lagerung s 5,8 kp/cm.
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Die Standfestigkeitsprüfung (wie im Beispiel 1) zeigte bei 500C keine
Trennung der Prüfkörper.
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Beispiel 4 84 g Cariflex # TR 1101 wurden mit 126 g Terpenphenolharz
in einem Lösungsmittelgemisch aus 400 g Benzin und 90 g Aceton gelöst. 30 g der
30 %igen Lösung wurden dann mit 10 g 12 in eine Aerosoldose abgefüllt.
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Die viskose Lösung wird schaumig-fließend aus dem Sprühkopf gefördert;
eine Strahlbildung tritt nicht auf.
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Dieses Beispiel, in welchem das Blockpolymere in gelöster Form vorliegt,
zeigt deutlich die Uberlegenheit einer gemäß der Erfindung hergestellten Dispersion
(Beispiel 1) im Sprühverhalten.
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Im folgenden wurde der Versuch unternommen, andere Typen von unvernetzten
Styrolkautschuken in Aceton zu dispergieren. Die Versuche sind ein Beweis für die
Sonderstellung des Acetons in seiner Eigenschaft als Dispergiermittel für Styrolkautschuk-Blockpolymere.
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Versuch 1 84 g Buna # 1572 (unvernetzter Styrol-Butadien-Kau-Xchuk
der Bunawerke Hüls, 23,5 5' Styrol statistisch verteilt) wurden in 84 g Aceton in
einem 1-Liter-Kneter geknetet. Nach 10 Minuten machte der Kautschuk einen gequollenen
Eindruck, lag aber
in einem getrennten 2-Phasengemisch vor und zeigte
keine Tendenz, sich dispergieren zu lassen. Das Bild änderte sich auch nicht nach
einer Stunde Knezeit. Wurden 126 g Terpenphenolharz hinzugefügt, so war nach 30
Min. flischzeit festzustellen, daß das Harz in Lösung gegangen war, das Elastomer
sich jedoch sicht homogen verteilt hatte.
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Derartige Massen sind nicht spritzbar.
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Versuch 2 84 g Alfin X AR 1530 (unvernetzter Styrol-Butadien-Kautschuk
der Firma Nippon Alfin Rubber Company; Styrol statistisch verteilt; das Butadien
weise im Gegensatz zum Elastomer des Versuchs 1 keine cis-1,4-Verknüpfungen auf)
wurden mit 84 g Aceton im 1-Liter-Kneter geknetet. Wie im Versuch 1 wurde keine
Elastomerdispersion erhalten.
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Der Klebstoff ist nicht spritzbar.