DE2364806C3 - Klebstoffmasse und ihre Verwendung - Google Patents
Klebstoffmasse und ihre VerwendungInfo
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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.
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.
Abziehfestiekeit,
kg/2,5 cm -
kg/2,5 cm -
O 0,2 0,9 i,5 1,7 1,5
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.
Abziehfestigkeit,
kg/2,5 cm
kg/2,5 cm
12 3 4 3 6
4,5 4,7 5,5 5,8 4,3 3,0
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.
Polyvinylchlorid (mittlerer Polymerisationsgrad 800)
Nachchloriertes Polyäthylen (mittleres
Molekulargewicht etwa 45 000;
Cl-Gehalt 30 Prozent)
Ca-Zn-Metallseife
Stearinsäure (Gleitmittel)
Epoxydiertes Sojabohnenöl
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.
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.
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)
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)
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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