DE2513378C3

DE2513378C3 - Verwendung eines Adduktes einer mehrfunktionellen Epoxidverbindung an Novolak zur Verbesserung der Wärmestabilität von Klebstoffen auf Basis von Polyurethanen bzw. Polyisocyanaten

Info

Publication number: DE2513378C3
Application number: DE19752513378
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 4000 Düsseldorf Kaßner
Original assignee: Henkel & Cie GmbH, 4000 Düsseldorf
Filing date: 1975-03-26
Publication date: 1977-11-10

Description

Zur Herstellung von wärmefesten Verklebungen werden häufig sogenannte Zweikomponenten-Klebstoffe, beispielsweise auf Basis von OH-Gruppen-haltigen Verbindungen und mehrfunktionellen Isocyanaten verwendet. Die bisher für derartige Verklebungen, beispielsweise von elektroisolierten Materialien, eingesetzten Polyurethanklebstoffe halten nur eine Dauerbelastung von 100 bis 130° C aus, dies entspricht der sogenannten Wärmeklasse »E«.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die bekannten Klebstoffe auf Basis von Polyurethanen bzw. mehrfunktionellen Isocyanaten hinsichtlich der Wärme-Stabilität zu verbessern.

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines Adduktes einer mehrfunktionellen Epoxidverbindung an Novolak zur Verbesserung der Wärmestabilität von Klebstoffen auf Basis von Polyurethanen bzw. Polyisocyanaten in einer Menge, von 5 bis 30 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile lösungsmittelfrties Polyurethan bzw. Polyisocyanat.

Die Addukte von mehrfunkiionellen Epoxidverbindungen an Novolak sind an sich bekannte Substanzen, die durch Umsetzung von Novolak mit sogenannten Epoxidharzen, beispielsweise auf Basis von Diphenylolpropan oder epoxidierten cycloaliphatischen Dienen oder auch Triazinepoxidharzen erhältlich sind.

Bevorzugt werden die Addukte von kristallisiertem .,₀ Triglycidylisocyanurat an Novolak im Gewichtsverhältnis 30 zu 70 bis 60 zu 40. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, solche Addukte einzusetzen, die einen Epoxidgehalt von 3 bis 6 % aufweisen.

Als Polyurethanklebstoffe kommen insbesondere solche in Frage, die aus handelsüblichen noch freie OH-Gruppen enthaltenden Polyestern hergestellt worden sind, und die mit mehrfunktionellen Isocyanaten vernetzt werden. Diese Polyester enthalten als Carbonsäurenkomponente häufig Adipinsäure, Sebazinsäure, dimerisierte Fettsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure und als Alkoholkomponente Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol und in untergeordneten Mengen häufig Glyzerin oder Trimethylolpropan. Auch ist es möglich höhermolekulare OH-Gruppen-haltige Polyäther wie z. B. Polyäthylenglykol oder Polypropylenglykol als OH-Gruppen-haltige Komponente gemeinsam mit den Isocyanaten zu verwenden. Die genannten Hydroxylverbindungen sollen eine OH-Zahl zwischen etwa 40 und 120 aufweisen. Als Isocyanate kommen in Betracht Toluylendiisocyanant, Naphthylendiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat, Diphenylmethandimethoxydiisocyanat, Isophorondiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat sowie dessen Trimerisierungsprodukt sowie das Addukt von Toluylendiisocyanat an Trimethylolgruppen im Molverhältnis 1 :3.

Die Klebstoffe mit den erfindungsgemäß verwendeten Zusätzen werden durch Mischen der genannten Bestandteile zweckmäßig unter Verwendung von Lösungsmitteln hergestellt. Als Lösungsmittel kommen in Frage Ketone wie Aceton, Methyläthylketon, Isobutylmethylketon oder Ester wie Essigsäure, Äthylenester oder Essigsäurepropylester sowie Chlorkohlenwasserstoffe wie Methylenchlorid, 1,2-Dichloräthan und Trichloräthylen. Selbstverständlich können auch weitere inerte Lösungsmittel wie Kohlenwasserstoffe, z. B. Toluol oder Cyclohexan mitverwendet werden.

Die Klebstoffe können aus ihren Lösungen auf die zu verklebenden Materialien aufgetragen werden oder aber man stellt aus den Lösungen Filme her, indem man auf Silikonpapier oder sonstige antiadhäsiv ausgerüstete Materialien Lösungen des Klebstoffs aufträgt und nach Verdunsten des Lösungsmittels den Film abhebt. Auf diese Weise können einerseits Beschichtungen auf zu verklebende Materialien hergestellt werden wie auch Klebstoffilme, die zweckmäßigerweise erst unmittelbar vor ihrer Anwendung von dem Träger gelöst werden. Bei dem Verdampfen des Lösungsmittels, das zweckmäßiger unter Wärmeeinwirkung erfolgt, findet eine Vorreaktion statt, während die eigentliche Aushärtung erst bei der Verklebung vonstatten geht.

Die Verklebung selbst erfordert nur einen geringen Druck von 1 bis 10, insbesondere 2 bis 5 kp/cm² bei Temperaturen zwischen etwa 120 und 180° C während etwa 2 bis 30 Minuten.

Gute Verklebungen lassen sich herstellen zwischen den verschiedensten Materialien wie Kupfer, Aluminium, Bronze, Edelstahl (V2A oder 18/8). Weiterhin können wärmestabile Kunststoffe verklebt werden wie Polyimide, lineare Polyester, Polyhydantoine, Polyamide, Glasfasern und mit Phenolharz bzw. Melaminharz getränkte Spanplatten.

Beispiel 1

45 g eines flüssigen handelsüblichen Polyesters mit einer OH-Zahl von 58, der aus Adipinsäure und Isophthalsäure (Molverhältnis 1:1) und Diäthylenglykol hergestellt war, wurde mit 10 g eines Adduktes zu gleichen Gewichtsteilen von kristallisiertem Triglycidylisocyanurat an Novolak (Epoxidsauerstoffgehalt 4,8 %) gelöst in 45 g Methyläthylketon versetzt. Dazu wurden 20 g des Anlagerungsproduktes von Toluylendiisocyanat an Trimethylolpropan gegeben. Aus dieser Mischung wurden auf Silikonpapier Filme von etwa

10 g/m² durch Abdunsten des Lösungsmittels hergestellt. Die Filme hatten bei Raumtemperaturen eine Lagerfestigkeit von etwa 6 Monaten.

Mit den Filmen wurden bei einem Druck von 3 kp/m² während 5 Minuten und 160° C Stahlbleche von 2,5 cm Breite 1 cm überlappend verklebt. Die mittlere Zugfestigkeit betrug 80 kg/cm² und die Schälfestigkeit

11 kg/cm^;.

Beispiel 2

Einem flüssigen handelsüblichen Polyester mit einer OH-Zahl von 58, der aus Adipinsäure und Isophtalsäure (Molverhältnis 1:1) wurde Isophorondiisocyanat zugegeben (Molverhältnis OH-Gruppen zu Diisocyanat 1 :1) und unter Feuchtigkeitsausschluß miteinander umgesetzt, öü g dieses Adduktes wurden mii 40 g trockenem Essigester vermischt und dazu 5 g des im vorstehenden Beispiel beschriebenen Epoxidgruppen enthaltenden Adduktes gelöst in 5 g Aceton gegeben. Von dieser Mischung wurden auf Silikonpapier Filme gegossen, die

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Beispiel 3 I_n allen Fällen hatte der Verbund eine Lötbadbestän-

Mit den Klebstoffen gemäß Beispiel 1 und 2 wurden digke.t von wenigstens 260° Cl\Ü see. Cu-Folien auf der Rolle (Trockenauftrag etwa 12 g/cm²) io

Claims

Patentanspruch:

Verwendung eines Adduktes einer mehrfunktionellen Epoxidverbindung an Novolak zur Verbesserung der Wärmestabilität von Klebstoffen auf Basis von Polyurethanen bzw. Polyisocyanaten in einer Menge von 5 bis 30 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile lösungsmittelfreies Polyurethan bzw. Polyisocyanat.