DE2432496B2 - Schmelzkleber auf Basis von Butylkautschuk für die Herstellung von Isolierglasscheiben - Google Patents
Schmelzkleber auf Basis von Butylkautschuk für die Herstellung von IsolierglasscheibenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Schmelzkleber auf Basis von Butylkautschuk Für die Herstellung von Isolierglasscheiben,
der im üblichen Einsatztemperaturbereich eine praktisch temperaturunabhängige Haftung am
Glas und am Abstandshalter sowie Dichtigkeit gegen Wasserdampfdiffusion aufweist
Bei der Herstellung von Isolierglasscheiben werden zwei Glasscheiben unter Verwendung von Abstandhaltern
in einem bestimmten Abstand voneinander zu einer Einheit verbunden, vorzugsweise verklebt. An den dafür
verwendeten Klebstoff werden hohe Anforderungen gestellt: So muß er vor aliem das Glas und den
Abstandhalter ausreichend fest miteinander verbinden, er muß vollkommen dicht sein, vor allem gegen jegliche
Wasserdampfdiffusion, und er muß außerdem diese Eigenschaften über einen Einsatztempel aturbereich
von etwa —30 bis etwa +40° C unverändert beibehalten. Von Seiten des Herstellers ist es ferner erwünscht,
daß dieser Kleber als Schmelzkleber verarbeitet werden kann.
Von den bisher für die Herstellung von Isolierglasscheiben verwendeten Dichtungsklebern haben sich die
Kleber auf Butylkautschukbasis in der Praxis am besten bewährt. Sie besitzen eine nahezu ideale Wasserdampfdiffusionsdichte
und eine ausgezeichnete Kälte- und Wärmebeständigkeit. Der Nachteil dieser Butylkautschukkleber
besteht jedoch darin, daß sie nicht als Schmelzkleber verarbeitet werden können.
Man hat nun verschiedene Versuche durchgeführt, um den Butylkautschukkleber so zu modifizieren, daß er
geschmolzen verarbeitet werden kann. So hat man beispielsweise Butylkautschuk mit verhältnismäßig
großen Mengen Asphalt oder Bitumen versetzt, um ihm thermoplastische Eigenschaften zu verleihen. Solche
Gemische weisen zwar eine unvermindert gute Wasserdampfdiffusionsdichte und ein gutes thermoplastisches
Verhalten auf, sie sind aber in ihrem thermischen Verhalten unbrauchbar. Innerhalb des
Einsatztemperaturbereiches werden sie nämlich stark kältebrüchig und beginnen andererseits bereits früh zu
erweichen. Als Dichtungskleber für die Herstellung von Isolierglasscheiben sind sie daher nicht geeignet.
Auch der Zusatz anderer Thermoplaste, wie z. B. der Zusatz von Kohlenwasserstoffpolymerisaten vom Sty-
25 roltyp oder Cumaron-Inden-Typ, von Kolophonium,
Kolophoniumderivaten oder Polyäthylen, zu Butylkautschuk hat nicht zu dem gewünschten Ergebnis geführt
Zwar sind solche Gemische in der gewünschten Weise verarbeitbar, gleichzeitig nimmt jedoch ihre Wasserdampfdiffusionsdichte
empfindlich ab, und außerdem vermindert sich, insbesondere bei Zusatz von Polyäthylen
mit hohem Schmelzindex, ihre Haftfestigkeit sowohl an dem Glas als auch an dem Abstandhaltermaterial.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 21 40 834 ist es ferner bekannt, für die Herstellung von Isolierglasscheiben
thermoplastische Kautschuktypen auf der Basis von Styrol/Butadien/Styrol- und/oder Styrol/Isopren/Styrol-Blockcopolymerisaten
zu verwenden. Diese thermoplastischen Kautschuke, die zu mindestens 20 Gew.-% aus mindestens einem der vorgenannten
Blockcopolymerisats bestehen, können noch 0 bis 80, vorzugsweise 0 bis 50 Gew.-°/o eines thermoplastischen
Polymerisats, unter anderem auch Polyisobutylen, enthalten. Der Nachteil dieser Kautschuktypen besteht
darin, daß sie nicht wasserunterwanderungsfest auf Glas haften. Zur einwandfreien Verarbeitung müssen Haftvermittler
verwendet werden, was im Rahmen der Herstellung von Isolierglasscheiben für die Verbundherstellung
einen zweistufigen Arbeitsprozeß und damit einen vermeidbaren Aufwand bedeutet. Außerdem
weisen die Gemische der beschriebenen Art keine besonders gute Wasserdiffusionsdichte auf.
Aufgabe der Erfindung war es daher, einen für die Herstellung von Isolierglasscheiben verwendbaren
Schmelzkleber zu entwickeln, bei dem die vorstehend geschilderten Nachteile nicht auftreten, der insbesondere
bei verhältnismäßig niedrigen Verarbeitungstemperaturen, etwa im Temperaturbereich von 100 bis 120° C,
leicht und in einem Arbeitsgang verarbeitet werden kann, mit dessen Hilfe eine im üblichen Einsatztemperaturbereich
von Isolierglasscheiben praktisch temperaturunabhängige zufriedenstellende Verbundfestigkeit
und Dichtigkeit gegen Wasserdampfdiffusion des Abdichtungsverbundes erreicht werden kann.
Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe gelöst wird mit einem Schmelzkleber auf Basis von Butylkautschuk
für die Herstellung von Isolierglasscheiben, der im üblichen Einsatztemperaturbereich eine praktisch
temperaturunabhängige Haftung am Glas und am Abstandhalter sowie Dichtigkeit gegen Wasserdampfdiffusion
aufweist, der dadurch gekennzeichnet ist, daß es sich dabei um eine Mischung aus dem Butylkautschuk
und 0,5 bis 10 Gew.-% eines thermoplastischen Styrol/Butadien/Styrol- und/oder Styrol/Isopren/Styrol-Blockcopolymerisats
handelt.
Bei den erfindungsgemäß verwendeten Blockcopolymerisaten handelt es sich um solche eines Typs, wie er
im Gemisch mit anderen Komponenten in Klebstoffen üblicherweise verwendet wird (vgl. DE-OS 21 40 834).
Der erfindungsgemäße Schmelzkleber läßt sich bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen, insbesondere
im Temperaturbereich von 100 bis 120°C, leicht und in
einem Arbeitsgang verarbeiten und seine Verwendung für die Herstellung von Isolierglasscheiben führt zu
einer im üblichen Einsatztemperaturbereich praktisch temperaturunabhängigen zufriedenstellenden Verbundfestigkeit
und Dichtigkeit gegen Wasserdampfdiffusion des Abdichtungsverbundes.
Zu in dem erfindungsgemäßen Schmelzkleber verwendbaren
üblichen Zusätzen gehören modifizierende Polymerisate, Füllstoffe und klebrigmachende Harze.
Neben dem Butylkautschuk, dem obengenannten
Blockcopolymerisat und dem gegebenenfalls vorhandenen
modifizierenden Polymerisat enthält der erfindußgsgemäße Schmelzkleber vorzugsweise etwa 20 bis
etwa 40 Gew.-% feinteilige Füllstoffe und etwa 25 bis
etwa 45 Gew.-% klebrigmachende Ά-irze.
Die bevorzugten thermoplastischen Blockcopolymere haben die allgemeine Formel A (B-A)n, worin π eine
ganze Zahl von 1 bis 10 ist, der Block A Potystyro' und
der Block B Polybutadien oder Polyisopren ist; der Polybutadien- oder Polyisoprenblock hat ein mittleres
Molekulargewicht von 25 000 bis 1 000 000, vorzugsweise eines von 35 000 bis 150 000, der Poiystyrolblock hat
ein mittleres Molekulargewicht von 200 bis 125 000, vorzugsweise von 8000 bis 45 000; η ist vorzugsweise 1.
Es ist dabei überraschend, daß bereits kleinste Zusätze des Blockpolymerisats zu den Butylmischungen,
nämlich Zusätze in der Größenordnung von etwa 0,5 bis 1,5%, ausreichen, um dem Butylkautschuk eine ausgezeichnete
thermische Verarbeitbarkeit bei 1200C zu verleihen, ohne dabei seine anderen Eigenschaften,
insbesondere die Wasserdampfdiffusionsdichte und seine Klebfähigkeit, zu beeinträchtigen.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung enthält der Schmelzkleber 1,5—7,5 Gew.-°/o, insbesondere
1,5—3 Gew.-°/o des thermoplastischen Blockcopolymerisats.
Wir nehmen an, daß auch kleine Mer Ten der
beschriebenen Blockcopolymere mit Butylkautschuk unverträglich sind und dadurch die Kohäsion des
Butylcompounds gestört wird. Kleine Mengen stören jedoch noch nicht die Adhäsionseigenschaften des
Butylcompound und seine niedrigen Wasserdampfdiffu-
sionswerte. Wir nehmen auch an, daß es gerade der Kohäsionsverlust ist, der den überraschenden Effekt
hervorbringt, bei gleichzeitiger Verringerung des kalten Flusses die Verarbeitungseigensctiaften des Butylcompounds
bei höheren Temperaturen zu verbessern.
Erfindungsgemäße Schmelzklebstoffe können für aie Herstellung von Mehrfachglaseinheiten bzw. analog
einer Methode angewendet werden, wie sie in der DT-OS 22 20 512 beschrieben wird. Eine vorteilhaftere
Anwendungsmethode besteht jedoch darin, nur einen einzigen Schmelzklebstoff in den nach den Außenkanten
der Scheiben gerichteten Zwischenraum zu bringen, der gebildet wird aus den beiden Glasscheiben und dem
etwas nach innen verlagerten Abstandshalter. Dabei soll der hohle Abstandshalter das Trockenmittel für den
Scheibenzwischenraum enthalten. Beim Einbringen des Schmelzklebstoffes soll dieser vorzugsweise
80° —140°C warm sein. Das Einbringen geschieht mit
einem beheizten Schmelzklebstoffapplikator. Die Oberfläche des eingebrachten Schmelzk.'ebstoffes wird
geglättet, solange der Klebstoff noch formbar ist. Nach der Abkühlung ist das mit Hilfe von Schmelzklebstoff
hergestellte Isolierglas sofort gebrauchsfähig.
Die Erfindung ist nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung
näher beschrieben. Sie zeigt in graphischer Darstellung die Viskosität verschiedener Butylkautschukmischungen
als Funktion der Temperatur.
In der Zeichnung ist der mit einem handelsüblichen Curometer gemessene Erweichungsverlauf für vier
Butylkautschukmischungen gezeigt. Die Mischungen hatten folgende Zusammensetzung:
Bestandteile | 34,00 | 1 | 34,00 | 34,00 | 4 | 34,00 | |
I | 35,00 | 35,00 | 35,00 | 35,00 | |||
Butylkautschuk | |||||||
Aliphatischcs Kohlenwasserstofl- | |||||||
harz und MclhylabieUU ais | 31,00 | 31,00 | 31,00 | 31,00 | |||
Klcbrigmacher | |||||||
Kollodialc Kieselsäure und RuU | - | 1,80 | 7,50 | 34,00 | |||
im Verhältnis 3 : 1 | |||||||
Styrol/Butadien/Styrol-Block- | |||||||
polymerisal |
100,00 kg 101,80 kg 107,50 kg 134,00 kg
Der verwendete Butylkautschuk war eine nichtverfärbende Type mit dem Molekulargewicht von ca.
100 000 und einem Ungesättigtheitsgrad von 1,6 MoI-%.
Das verwendete Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer
hat das spez. Gewicht 0,94 und besteht aus 2 Polystyrolblöcken mit dem mittleren Molekulargewicht
von ca. 18 900 und einem Glasumwandlungspunkt bei 500C, sowie einem Polybuladienblock mit einem
durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 102 000 und einem Glasumwandlungspunkt bei -790C. Das
Verhältnis von Polystyrol zu Polybutadien ist gewichtsmäßig wie 27 : 73.
Die in der Zeichnung gezeigten Kurven lassen erkennen, daß die Mischung 1, die reine Butylkautschukmischung
ohne Zusatz des Blockpolymerisats gemäß der Erfindung, kein ausgeprägtes Schmelzverhalten
zeigt. Diese Mischung zeigt eine bei bereits etwa 45 C beginnende, sich stetig und praktisch geradlinig
fortsetzende Erweichung.
Im krassen Gegensatz dazu zeigt die für die Mischung
v, 2 gemäß der Erfindung erhaltene Kurve erst bei etwa 85°C einen deutlichen und sehr starken Viskositätsabfall,
der immerhin bei 1200C 8 Curometoreinheiten
beträgt.
Die Kurven für die Mischungen 3 und 4 zeigen, daß
h0 eine gegenüber der Mischung 2 erhöhte Zugabe an
Blockpolymerisat keine prinzipielle Verbesserung mehr bringt. Vielmehr zeigt sich, daß der Erweichungsbeginn
bei höheren Zusätzen wieder zu niedrigeren Temperaturen verschoben wird, während der Kurvenverlauf
h-, wieder zunehmend den Charakter eines Erweichens als
den Charakter eines Schmelzens andeutet.
Die an den Mischungen 1 bis 4 nach DIN 53I22 gemessenen Wasserdampfdurchlässigkeiten sind in der
nachstehenden Tabelle II zusammengestellt (die Wasserdampfdurchlässigkeit
wird nach dieser Norm gekennzeichnet durch die Gewichtsmenge Wasserdampf, die in 24 Stunden bei einem festgelegten Luftfeuchtegefälle
und einer bestimmten Temperatur durch einen Quadratmeter des zu prüfenden Erzeugnisses diffundiert;
Einheit g/m2):
Mischung
Wasserdampfdurchlässigkeit
ig/ni-d)
0,10
0,12
0.40
0,70
0,12
0.40
0,70
Den in der Tabelle II gezeigten Daten kann entnommen werden, daß durch die Zugabe von bis zu
etwa 2 Gew.-% Blockpolymerisat zum Butylkautschuk dessen Wasserdampfdurchlässigkeit nicht verändert
wird. Bei Zugaben von 7,5 Gew.-°/o tritt zwar bereits eine spürbare, aber noch immer vergleichsweise
vertretbare Zunahme der Wasserdampfdurchlässigkeit auf. Bei einer Zugabe von 34 Gew.-% Blockpolymerisat
(Mischung 4) beträgt aber die Wasserdampfdurchlässigkeit immerhin bereits das Siebenfache der reinen
Butylkautschukmischung.
Eine kombinierte Auswertung der in der Tabelle I gezeigten Daten mit den in der Zeichnung gezeigter
Kurven läßt also den Schluß zu, daß die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch Butylkautschukmi
schungen gelöst werden kann, die Zusätze im Bereicl· von etwa 0,5 bis 10 Gew.-% des thermoplastischer
Blockpolymerisats enthalten, wobei die Zusätze vor zugsweise im Bereich von etwa 1,5 bis 7,5 Gew.-%
insbesondere aber im Bereich von etwa 1,5 bis 2 Gew.-%, liegen sollten. Während bei Zusätzen vor
weniger als 0,5 Gew.-%, vorzugsweise weniger als etwa 1,5 Gew.-%, der gewünschte Effekt, nämlich da«
Schmelzbarmachen von Butylkautschuk, nicht in der erforderlichen Weise ausgeprägt erhalten werden kann
führen Zusätze von über 10 Gew.-*™, insbesondere vor
über 7,5 Gew.-%, zu einer verschlechterten Wasserdampfdiffusionsdichte und zu gegenüber geringerer
Zusatzmengen ungünstigerem Schmelzverhalten. Zwischen diesen beiden Grenzsituationen ergibt sich als
optimale Zusatzmenge für das Blockpolymerisat zurr Butylkautschuk ein Bereich von 1,5 bis 3 Gew.-%. Die im
Einzelfall zu wählende Zusatzmenge hängt jedoch sowohl von der Art der Butylkautschukmischung als
auch von der Art des verwendeten Blockpolymerisats ab.
Die Mischung 2 beginnt praktisch merklich erst bei etwa 900C zu erweichen, so daß also ein mit dieser
Mischung abgedichtetes und verbundenes Isolierglas bis zu dieser Temperatur unter stabilen Bedingungen
verläßlich einsetzbar ist. Auf der anderen Seite kann aber die Mischung 2 bereits bei einer Temperatur von
120°C wie jeder andere Einkomponentenschmelzkleber in einfacher Weise und in einem einzigen Arbeitsgang
verarbeitet werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Schmelzkleber auf Basis von Butylkautschuk für die Herstellung von Isolierglasscheiben, der im
üblichen Einsatztemperaturbereich eine praktisch temperaturunabhängige Haftung am Glas und am
Abstandhalter sowie Dichtigkeit gegen Wasserdampfdiffusion aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich dabei um eine Mischung aus dem Butylkautschuk und 0,5 bis 10 Gew.-Yo eines
thermoplastischen Styrol/Butadien/Styrol- und/oder Styrol/Isopren/Styrol-Blockcopolymerisats und gegebenenfalls
üblichen Zusätzen handelt
2. Schmelzkleber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blockcopolymerisat aus
zwei Polystyrolblöcken A mit einem mittleren Molekulargewicht von 8000 bis 45 000 und einem
Polybutadienblock B mit einem mittleren Molekulargewicht von 35 000 bis 150 000 besteht
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OD | Request for examination | ||
8281 | Inventor (new situation) |
Free format text: HAVERSTRENG, HILMAR, 6361 BURGHOLZHAUSEN, DE |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: BOSTIK-TUCKER GMBH, 6370 OBERURSEL, DE |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SORAM VERWALTUNGSGESELLSCHAFT MBH, 6000 FRANKFURT, |