DE2364806C3 - Klebstoffmasse und ihre Verwendung - Google Patents

Klebstoffmasse und ihre Verwendung

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Description

Klebstoffmassen lassen sich einteilen in Klebstoffmassen auf der Grundlage thermoplastischer Polymerisate, auf der Grundlage hitzehärtbarer Kunstharze, kautschukartiger Polymerisate und auf der Grundlage von Naturstoffen. Die Klebstoffmassen auf der Grundlage von Naturstoffen gehören streng genommen zu den vorgenannten drei Arten von Klebstoffmassen, aus Zweckmäßigkeitsgründen werden sie jedoch wie vorstehend beschrieben eingeteilt. Die vorgenannten drei Arten von Klebstoffmassen mit Ausnahme der Klebstoffmassen auf der Grundlage von Naturstoffen, werden synthetisch hergestellt. Somit umfassen diese Klebstoffmassen zahlreiche Typen von Klebstoffen. In der Praxis werden die Klebstoffe entweder allein oder als Gemisch aus zwei oder mehr Klebstoffen verwendet. Häufig werden sie auch zusammen mit Lösungsmitteln, Füllstoffen, Streckmitteln und uergleichen verarbeitet. Es gibt somit zahlreiche Klebstoffmassen mit unterschiedlichen Eigenschaften und für die verschiedensten Anwendungszwecke. Es ist kein einziger Universalklebstoff bekannt, der für sämtliche Anwendungszwecke eingesetzt werden kann. Für einen speziellen Anwendungszweck wird in der Praxis immer ein spezieller Klebstoff verwendet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klebstoffmasse zu schaffen, die sich Tür einen verhältnismäßig breiten Anwendungsbereich eignet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Klebstoffmassen gelöst, die aus einem chlorierten Polyolefin und einem Vinylchlorid-Polymerisat-Lösungsmittel sowie üblichen Zusätzen bestehen und dadurch gekennzeichnet sind, daß sie 1 bis 99 Gewichtsprozent nachchloriertes Polyäthylen mit einem spezifischen Gewicht von 1,00 bis 1,35 und einem Chlorgehalt von 5 bis 50 Gewichtsprozent sowie 99 bis 1 Gewichtsprozent eines Vinylchlorid-Homopolymerisats enthalten. Vorzugsweise weist das nachchlorierte Polyäthylen ein mittleres b5 Molekulargewicht von etwa 20 000 bis 100 000 und ein spezifisches Gewicht von 1,10 bis 1,30 auf. Der Chlorgehalt beträgt 25 bis 40 Gewichtsprozent. Der mittlere Polymerisationsgrad des Vinylchlorid-Homopolymeru-ats beträgt vorzugsweise 400 bis 2000.
Der Ausdruck mittleres Molekulargewicht bedeutet hier, das Zahlenmittel des Molekulargewichts.
Aus der US-PS 34 59 591 ist ein Verfahren zur Herstellung von heißsiegelfähigen, gas- und wasserdampfundurchlässigen Polyolefinfilmen bekannt, bei dem die Oberflächen von Polyolefinfilmen mit bestimmten Polymermassen beschichtet werden. Diese Polymermassen kennen auch Vinylchlorid-Copolymerisate enthalten. Dagegen sind im Gegensatz zu den Massen der Erfindung keine Vinylchlorid-Homopolymerisate beschrieben. Aus der US-PS 34 59 591 ergibt sich zwar, daß die dort beschriebenen Massen an Polyolefinen besonders gut haften, es findet sich jedoch kein Hinweis dafür, daß sie auch zum Verkleben von Olefinpolymerisaten mit anderen Materialien eingesetzt werden können. Auch wurde festgestellt, daß die Abziehfestigkeit der erfindungsgemäß hergestellten Verklebungen entsprechenden Verklebungen unter Verwendung der Massen der US-PS 34 59 591 überlegen ist.
In den erfindungsgemäßen Klebstoffmassen hängt das Mischungsverhältnis von nachchloriertem Polyäthylen zu Vinylchlorid-Homopolymerisat von den miteinander zu verklebenden Werkstoffen ab. Mit den Klebstoffmassen der Erfindung läßt sich ein Vinylchlorid-Homopolymerisat mit einem Olefinpolymerisat ohne irgendwelche spezielle Oberflächenvorbehandlung heiß verkleben bzw. heiß verschweißen. Ein derartiges Verfahren war bisher nur mit Schwierigkeiten durchführbar und ergab unbefriedigende Ergebnisse.
Vinylchlorid-Polymerisate und Olefinpolymerisate, wie Polyäthylen und Polypropylen, werden auf Grund ihrer ausgezeichneten Eigenschaften und ihrer niedrigen Kosten in großem Umfang als Kunststoffe verwendet. Der Gesamtverbrauch an diesen Kunststoffen beträgt mehr als 50% des gesamten Verbrauchs an sämtlichen Kunststoffen. Es ist zwar möglich, Olefinpolymerisate mit Vinylchlorid-Polymerisaten unter Verwendung von Klebstoffen zu verkleben, es ist jedoch praktisch unmöglich, diese Polymerisate heiß zu verkleben, weil Olefinpolymerisate im allgemeinen eine schlechte Polarität aufweisen und kristallin sind, während Vinylchlorid-Polymerisate polar sind und eine schlechte Kristallinität besitzen.
Als Verfahren zum Verkleben von Olefinpolymerisaten mit Vinylchlorid-Polymerisaten sind Verfahren bekannt, bei denen die Polymerisate nach Aktivierung der Oberfläche des Olefinpolymerisats mit einem organischen Peroxid, energiereicher Strahlung oder einem oxidierenden Gas mit Klebstoffen verklebt werden. Es war jedoch bisher nicht möglich, Olefinpolymerisate mit Vinylchlorid-Polymerisaten ohne irgendeine Vorbehandlung der vorgenannten Art und mittels eines dritten Werkstoffes heiß zu verkleben.
Spezielle Beispiele für verklebbare Olefinpolymerisate sind Homopolymerisate aus Olefinen mit 2 bis 13 Kohlenstoffatomen, wie Polyäthylen, Polypropylen, Polybuten-1, Polybuten-2, Polyisobutylen, Polypenten-1, Polypenten-2, Poly-2-methylbuten-l, Poly-2-methylbuten-2 und Poly-3-methylbuten-!, Copolymerisate aus diesen Olefinen, wie Äthylen-propylen-, Äthylen - 1 - buten-, Äthylen - 1 - hexen-, Äthylen-4-methyl -1-penten-. Propylen-1-buten-, Propylen-1-hexen- und Propylen-4-methyl-l -penten-Copolymerisate.
Copolymerisate mit mindestens 30 Gewichtsprozent aus einem oder mehreren der vorgenannten Olefine und einem oder mehreren anderen Monomeren, die mit diesen Olefinen copolymerisierbar sind, wie Äthylen-Vinylacetat-, Äthylen-Acrylsäure-, Äthylen-Methacrylsäure-, Äthylen - Itaconsäure-, Äthylen-Maleinsäure-, Äthylen -Acrylsäure- Methylmethacrylat-, Äthylen-Itaconsäure-Methylmethacrylat-, Äthylen-Methacrylsäure-Vinylacetat-, Äthylen-Acrylsäure-Vinylalkohol-, Äthylen - Vinylchlorid-, Äthylen - Sty- ίο rol, Äthylen - Vinylidenchlorid-, Äthylen - Styrol-Acrylsäure-, Äthylen - Methacrylsäure - Acrylnitril-, Äthylen-Vinylchlorid-Acryisäure-, Äthylen-Vinylidenchlorid - Acrylsäure-, Äthylen - Vinylfluorid - Methacrylsäure- und Äthylen-Chlortrifluoräthylen-Methacrylsäure - Copolymerisate, Pfropfcopolymerisate, die durch Pfropfen einer pfropfcopolymerisierbaren olefinisch ungesättigten Verbindung auf ein Polyolefin oder ein Olefin enthaltendes Copolymerisat hergestellt worden sind, und die die olefinische Komponente in einer Menge von mindestens 30 Gewichtsprozent enthalten, wie Polyäthylen - Acrylsäure-, Polyäthylen-Methacrylsäure-, Polyäthylen - Äthylacrylat-, Polypropylen - Acrylsäure-, Polypropylen - Methacrylsäure-, Poly-1-buten-Acrylsäure-, Poly-3-methylbuten-Acrylsäure-, Äthylen-Buten-1-Acrylsäure und Äthylen-Vinylacetat-Vinylchlorid-Pfropfcopolymerisate, ionische Copolymerisate, d. h. Ionomer-Kunstharze, die durch Umsetzen einer wasserlöslichen dissoziierbaren Metallverbindung mit einer Verbindung aus einem a-Olefin und einer «,/^-olefinisch ungesättigten Carbonsäure hergestellt werden können, wie Äthylen-Acrylsäure-, Äthylen - Methacrylsäure-, Äthylen - Itaconsäure-, Äthylen-Maleinsäure-, Äthylen-Acrylsäure-Methylmethacrylat-, Äthylen-Methacrylsäure - Äthylmethacrylat-, Äthylen - Methacrylsäure - Vinylacetat-, Äthylen -Acrylsäure - Vinylalkohol-, Äthylen-Styrol-Acrylsäure-, Äthylen- Propylen-Acrylsäure- und Äthylen-Vinylchlorid-Acrylsäure-Copolymerisate, Polyäthylen-Acrylsäure-, Polyäthylen - Methacrylsäure-, Polypropylen - Acrylsäure-, Polypropylen-Methacrylsäure- und Poly-3-methylbuten-Acrylsäure-Pfropfcopolymerisate, sowie Gemische aus mindestens zwei der vorgenannten Olefinhomopolymerisate, Olefincopolymerisate, Copolymerisaten der Olefine und Monomeren, die mit den Olefinen copolymerisierbar sind, Olefinpfropfcopolymerisaten und Ionomer-Kunstharzen.
Die erfindungsgemäßen Klebstoffmassen enthalten Vinylchlorid-Homopolymerisate.
Das erfindungsgemäß eingesetzte nachchlorierte Polyäthylen ist ein kautschukartiges oder plastisches Produkt, das durch Nachchlorierung von Polyäthylen erhältlich ist. Nachchloriertes Polyäthylen läßt sich bekanntlich mit Vinylchlorid-Polymerisaten zur Verbesserung der Schlagzähigkeit und der Wetterbeständigkeit vermischen. Es ist ferner bekannt, nachchloriertes Polyäthylen mit Kautschuk zur Verbesserung der Beständigkeit gegen Ozon, Witterungseinflüsse, Chemikalien und Wärme zu vermischen. Ferner ist es bekannt, nachchloriertes Polyäthylen mit Olefinpolymerisaten zur Verbesserung der Schlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen und zur Flammfestausrüstung zu vermischen.
Nachchloriertes Polyäthylen läßt sich in Vinylchlorid-Polymerisaten in ähnlicher Weise einverleiben, wie die üblichen Zusätze.
Die erfindungsgemäßen Klebstoffmassen enthalten neben einer festen Klebstoffmasse ein geeignetes Lösungsmittel. Spezielle Beispiele für diese Lösungsmittel sind aromatische Kohlenwasserstoffe, v.'ie Benzol und Toluol, chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie Tetrachlorkohlenstoff, Trichlorethylen, Tetrachloräthylen, Tetrachloräthan und Chlorbenzol, Tetrahydrofuran, Methyläthylketon und Cyclohexanon. Ferner können auch Gemische verschiedener Lösungsmittel verwendet werden. Die Menge des Lösungsmittels beträgt im allgemeinen etwa98 bis 70 Gewichtsprozent, vorzugsweise 95 bis 80 Gewichtsprozent der erfindungsgemäßen Klebstoffmassen. Das nachchlorierte Polyäthylen ist nicht immer vollständig in dem organischen Lösungsmittel gelöst. Die Klebstoffmassen der Erfindung können in Form eines homogenen Gels oder in gleichmäßig gequollenem Zustand verwendet werden.
Die Klebstoffmassen der Erfindung enthalten ferner weitere übliche Zusätze in geringen Mengen, die zur Verbesserung der Eigenschaften und der Verarbeitbarkeit der VinyJchlorid-Homopolymerisate dienen, wie Verarbeitungshilfsmittel, Modifiziermittel, Stabilisatoren, Gleitmittel, Pigmente, verstärkende Füllstoffe, Weichmacher, Streckmittel und Antioxidationsmittel.
Die Beispiele erläutern die Erfindung. Teile und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, sofern nichts anderes angegeben ist.
Beispiel 1
Polyvinylchlorid mit einem Polymerisationsgrad von 400 sowie nicht kristallines nachchloriertes Polyäthylen mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 40 000 und einem Chlorgehalt von 30 Gewichtsprozent werden in einem Lösungsmittel der nachstehend angegebenen Art in den angegebenen Mengenverhältnissen gelöst. Die Zahlen bedeuten Gewichtsteile.
Polyvinylchlorid 100 100 100 50 10 0
Nachchloriertes Poly- 0 3 30 50 100 100
äthylen
Ca-Zn-Metallseife 2 2 2 1 0,2 0
Methyläthylketon 500 500 500 500 500 500
Tetrahydrofuran 500 500 500 500 500 500
Die erhaltenen Klebstoffmassen werden jeweils auf Aluminiumfolie einer Stärke von 25 Mikron aufgetragen und getrocknet. Sodann wird die Aluminiumfolie mit der Klebstoffschicht mit einer Folie aus Polyäthylen niedriger Dichte und mit einer Stärke von 80 Mikron heiß verklebt. Die Metallseite der Aluminiumfolie lag an der Heizplatte der Heißverklebungsmaschine an, und das Heißverkleben wurde unter folgenden Bedingungen durchgeführt:
Temperatur der Heizplatte 150cC
Druck 2 kg/cm2
Heißverklebungszeit 1,0 Sekunden
Die Folie aus Polyäthylen war keiner Oberflächenbehandlung, wie einer Coronaentladungsbehandlung, unterworfen worden.
Beim Abziehtest mit den erhaltenen Verbundstoffen nach der ASTM-Prüfnorm D-1876-61 T wurden die in Tabelle I angegebenen Ergebnisse erhalten.
Tabelle 1
Abziehfestiekeit,
kg/2,5 cm -
O 0,2 0,9 i,5 1,7 1,5
Beispiel 2
Gemäß Beispiel 1 wird Aluminiumfolie mit dem in Beispiel 1 verwendeten Klebstoff beschichtet. Nach dem Trocknen wird die Aluminiumfolie mit einer 200 Mikron dicken PIaMe aus hartem Polyvinylchlorid unter folgenden Bedingungen heiß verklebt:
Temperatur der Heizplatte 16O0C
Druck 4 kg/cm2
Heißverklebungszeit 2 Sekunden
Beim Abziehtest gemäß Beispiel 1 werfen die in Tabelle II angegebenen Ergebnisse erhalten.
Tabelle II
Abziehfestigkeit,
kg/2,5 cm
12 3 4 3 6
4,5 4,7 5,5 5,8 4,3 3,0
Beispiel 3
Unter Verwendung der nachstehend angegebenen Polymeren werden auf einem Walzenstuhl mit einem Walzendurchmesser von 45 cm zwei Folien mit einer Stärke von jeweils 50 Mikron hergestellt:
13
14
Die erhaltenen Folien wurden als Kernschicht zwischen einer 80 Mikron dicken Folie aus PoIycaprolactam. das keiner Oberflächenbehandlung unterworfen war. sowie einer 100 Mikron dicken Folie aus hartem Polyvinylchlorid gelegt und unter folgenden Bedingungen heiß verklebt:
Temperatur der Heizplatte 220 C
Druck 2 kg/cm2
Heißverklebungszeit 2 Sekunden
Beim Abziehtest der Polycaprolactamfolie und der harten Polyvinylchloridfolie nach der ASTM-Priifnorm D-1876-61 T wurden die in Tabelle 111 angegebenen Ergebnisse erhalten.
Tabelle 111
Polyvinylchlorid (mittlerer Polymerisationsgrad 800)
Nachchloriertes Polyäthylen (mittleres
Molekulargewicht etwa 45 000;
Cl-Gehalt 30 Prozent)
Ca-Zn-Metallseife
Stearinsäure (Gleitmittel)
Epoxydiertes Sojabohnenöl
100 100
20
13
14
Abziehfestigkeit, kg/2,5 cm
1.7 0
Die Ergebnisse zeigen, daß die aus einem Gemisch von nachchloriertem Polyäthylen und Polyvinylchlorid bestehende Folie sich gut eignet zum Verkleben der Polycaprolactamfolie mit der harten Polyvinylchloridfolie.
Beispiel 4
Unter den im Beispiel 3 beschriebenen Bedingungen werden die in Beispiel 3 beschriebenen filmbildenden K lebstoffe zum Heißverkleben verwendet. I η Tabelle IV sind die Folien angegeben, die mit der Klebstoffolie heiß verklebt werden können. In dieser Tabelle ist die Abziehfestigkeit in kg/2,5 cm angegeben.
Tabelle IV
13
Hartes Polyvinylchlorid (Dicke 100 μ) 2,5
Polyäthylen niedriger Dichte (Dicke 80 μ)
Hartes Polyvinylchlorid (Dicke 100 μ) 4,3
Aluminiumfolie (Dicke 25 μ)
Polyäthylen niedriger Dichte (Dicke 80 α) 0,8
Aluminiumfolie (Dicke 25 μ)
Polycaprolactam (Dicke 80 μ) 0,4
Polyäthylen niedriger Dichte (Dicke 80 μ)

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Klebstoffmassen, bestehend aus einem chlorierten Polyolefin, einem Vinylchlorid-Polymerisat und gegebenenfalls einem organischen Lösungsmittel, sowie üblichen Zusätzen, dadurch gekennzeichnet, daß sie 1 bis 99 Gewichtsprozent nachchloriertes Polyäthylen mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 20000 bis 200 000, einem spezifischen Gewicht von 1,00 bis 1,35 und einem Chlorgehalt von 25-40 Gewichtsprozent sowie 99 bis 1 Gewichtsprozent eines Vinylchlorid-Homopolymerisats mit einem mittleren Polymerisationsgrad von etwa 300 bis 2500 enthalten.
2. Verwendung der Klebstoffmassen gemäß Anspruch 1 zum Verkleben von Polyvinylchlorid mit Olefinpolymerisaten, Metallen oder Polyamiden oder von Olefinpolymerisaten mit thermoplastisehen Kunststoffen oder mit Metallen.
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