DE2609362A1 - Verfahren zum verkleben von werkstoffen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Verkleben von Werkstoffen
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung, die eine Weiterbildung der Erfindung gemäß DBP ... (Patentanmeldung P 26 01 786.7) darstellt, ist ein Verfahren zum Verkleben von Werkstoffen mit Hilfe eines thermoplastischen Kunststoffes auf (Meth-)Acrylatbasis, der in einem Temperaturbereich von etwa 100 bis 2000C erweicht. Der Begriff "Erweichen" ist bei den hier in Frage stehenden Copolymerisaten, die bei z.B. Raumtemperatur keine "spröden" Produkte darstellen, und die, wie dies z.B. für Polymethylmethacrylat als einem klassischen thermoplastischen Kunststoff gilt, auch keinen definierten "Erweichungspunkt" aufweisen, dahingehend zu verstehen, daß diese Kunststoffe in dem genannten Temperaturbereich klebrig werden. Kunststoffe dieser Art sind unter dem Namen "Schmelzkleber" bekannt.
• Kleber der genannten Art üben im erweichten Zustand eine starke Adhäsionswirkung auf die zu verklebenden Werkstoffe aus. Bei Abkühlung auf Raumtemperatur oder tiefe Temperaturen nimmt diese Eigenschaft ab, so daß das Klebevermögen unter ungUnstigen Temperaturbedingungen den gestellten Anforderungen häufig nicht genügt. Die Abnahme der Klebewirkung mit sinkender Temperatur ist bei Schmelzklebern mit einem niedrigen Erweichungspunkt naturgemäß geringer als die von Schmelzklebern mit hohem Erweichungspunkt. Andererseits sind die zuletzt genannten Schmelzkleber hinsichtlich ihrer Hafteigenschaften in hohen Temperaturbereichen günstiger als die niedrig schmelzenden Kleber. - Die für die Erweichung des Schmelzklebers erforderliche Erwärmung wird in aller Regel durch Strahlungswärme, Heißluft, im Hochfrequenzfeld oder mittels Ultraschall erzielt.
• Es wurde bereits vorgeschlagen, das günstige Klebeverhalten bei niedrigen Temperaturen, das den niedrig schmelzenden Klebern eigen ist, mit dem günstigen Verhalten bei hohen Temperaturen, durch das sich hoch-schmelzende Kleber auszeichnen, derart zu kombinieren, daß man einen Schmelzkleber benutzt, der eine relativ hohe ,chmelztemperatur besitzt unri diesen über seine ganze Oberfläche hinweg mit dem Film eines solchen, zum überwiegenden Teil aus. einem Acrylester aufgebauten Copolymerisats überzieht, das bei Zimmertemperatur klebrig ist. Schmelzkleber der vor.reschlagenen Art werden derart verwendet, daß man das mit einer klebrigen Umhülllun versehene, z.B. als Strang extrudierte Klebstoffprofil auf eine Platte aus Acrylglas aufträgt, die zweite Platte darüberlegt und nach einer der genannten Methoden die Verklebungszone erwärmt.
• Polymerisate der für die Beschichtung geeigneten Art sind ausschließlich oder zum überwiegenden Teil aus Acrylestern, wie Acrylsäuremethylester, -äthylester, -butylester oder 2-Athylhexylester, aufgebaut. In untergeordneten Mengen können Gomonomere mitverwendet werden, deren Homopolymerisate hart sind, die jedoch in geringen Mengen von z.B. < 10 % den zu mindestens 90 % aus Acrylestern der gekennzeichneten Art aufgebauten Copolymerisaten eine verbesserte mechanische Festigkeit verleihen.
• Comonomere, die lediglich als modifizierende Komponente am Aufbau der Acrylestercopolymerisate mitverwendet werden können, sind z.B. Methacrylsäureäthylester, -n-propylester, -n-butylester, weiterhin Acrylnitril, Methacrylnitril oder auch Styrol, α-Methylstyrol oder Vinylacetat.
• Beispielsweise können die klebrigen Beschichtungen durch Copolymerisation von 95 Gew.-Teilen Acrylsäurebutylester und 5 Gew.-Teilen Methacrylsäure entstanden sein oder sie können aus Acrylsäure-2-äthylhexylester/Acrylnitril/N-Methylolmethacrylsäureamid (93,5/6/0,5 Gew.-Teile) oder aus 96 Gew.-Teilen höherer Methacrylester, deren Alkoholrest, 6 rWis 10 C-atome aufweist, und 1 Gew.-Teil Methacrylsäureamid aufgebaut sein. -Die im Sinne des älteren Vorschlags mit einer kleorigen Schicht zu überziehenden Schmelzkleber sind Kunststoffe, die durch Copolymerisation von z .3. 40 Gew.-Teilen Methacrylsäuremethylester, 15 Gew.-Teilen Acrylsäurebutylester und 35 Gew.-Teilen Methacrylsäure-2-äthylhexylester und 10 Gew.-Teilen Acrylsäure-2-äthylhexylester hergestellt werden. Der Erweichungspunkt dieser Schmelzkleber kann dadurch Variierun der eben genannten mengenmäßigen Zusammensetzung in weiten Grenzen eingestellt werden. So kann ein bei niedrigerer Temperatur erweichender Kleber aus je )£ Gew.-reilen Methacrylsäuremethylester und Acrylsäurebutylester und zu je 12 Gew.-Teilen Methacrylsaure-2-äthylhexylester und Acrylsäure-2-äthylhexylester entstanden sei. Auch Copolymerisate, die zu 20 Gew.-Teilen aus Metnacrylsäuremethylester, 40 Gew.-Teilen Acrylsäurebutylester und 40 Gewe.-Teilen Acrylsäure-2-äthylhexylester aufgebaut sind, stellen brauchbare Schmelzkleber dar. Am Aufbau der Schmelz-Kleber können in untergeordneten Mengen (< 50 Gew.-%) mit den genannten Acrylestern copolymerisierende Monomere, wie Styrol, @-Methylstyrol oder Vinylacetat beteiligt sein.
• Es wurde nun gefunden, daß die in Rede stehenden Schmelzkleber in einfacher Weise derart mit der gewunschten klebrigen Schicht versehen werden können, daß man auf die Oberfläche des Schmelzklebers ein Lösungs- oder/und ein Weichmachungsmittel einwirken läßt. Es verdient hervorgehoben zu werden, daß eine kurze Berührungsdauer zwischen Schmelzkleber einerseits und Lösungs-oder Weichmachungsmittel andererseits ausreicht, um die gewünschte Klebrigkeit der Oberflache zu erzeugen. Es genügt beispielsweise das kurze, z.B. 2 sec. dauernde Benetzen des in aller Regel durch eine Extrudiervorrichtung geformten Schmelzklebers mit dem Lösunos- oder Weichmachungsmittel, um den so vorbehandelten Kleber unmittelbar danach auf die zu verklebende Fläche aufbringen zu können. Das Benetzen kann in beliebiger diese erfolgen, z.B. derart, daß der geformte Schmelzkleber durch das Lösungsmittel oder den Weichmacher hindurchgeführt wird. Nach Auflegen des zweiten Werkstoffteiles tritt bei Anwendung des bei einer Verklebung üblichen Anpressdruckes eine feste Verbindung der leiden Werkstoffteile über das dazwischen liegende Schmelzkleberprofil ein. Als besonders vorteilhaft gegenüber der bekannten und der bereits vorgeschlagenen Art, Werkstoffe mit Hilfe eines Schrnelzklebers zu verbinden, verdient hervorgenoben Z1J werden, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keine zuzeitliche Erwärmung der Klebzone erforderlich ist, d.h. daß in den meisten Fällen auch dann eine feste Klebeverbindung ausgebildet wird, wenn der nicht angelöste bzw. angequollene Kern des Kleberprofils nicht auf Erweichungstemperatur in dem eingangs definierten Sinne erwärmt wird. In besonderen Fällen kann es zweckmäßig sein, zusätzlich eine solche Wärmebehandlung durchzuführen, jedoch ist dieser Aufwand, um dies zu wiederholen, nur in Ausnahmefällen zweckmäßig oder erforderlich. - Der Begriff "Schmelzkleber" ist bei der Darstellung der Erfindung verschiedentlich deshalb gebraucht, weil dieser Begriff dem Fachmann eine klare Vorstellung von der Art solcher Kleber vermittelt.
• Angesichts des Umlaufs des erfindunjsremäßen Verfahrens in seiner häufigsten Ausführungsform, ei der auf das "Schmelzen" des Hauptteils des Kleberprofils verzichtet wird, ist der Ausdruck "Schmelzkleber" ungenau; er findet seine Rechtfertigung allenfalls darin, daß dieser Kleber in der Tat "schmelzbar" ist und in aller Regel aus dem "geschmolzenen" Zustand zu dem gewünschten Profil geformt wird.
• Die Zusammensetzung der im Sinne der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Kleber auf (Meth-)Acrylatbasis wurde bereits beispielhaft erläutert. Unter Klebern auf (Meth-)Acrylatbasis sind auch solche zu verstehen, die in Mengen unter 50 Gew.-Teilen aus anderen Monomeren bzw. Polymeren aufgebaut sind.
• Von den an sich bekannten Lösungsmitteln für (Meth-)Acryl-Kunststoffe der genannten rt seien Iiebhylenchlorid, Dichloräthan, Essigester, Chloroform, Benzol, Toluol und Xylol beispielhaft genannt. - Unter den verwendbaren W Weichmachern seien wegen ihres Weichmachungseffektes und ihrer relativen physiologischen Unbedenklichkeit die Ester der Phthalsäure, in erster Linie Phthalsäuredibutylester, genannt.
• Weitere im Sinne der vorliegenden Erfindung zu verwendende Weichmacher sind die Ester der Adipinsaure, z.B. Adipinsäure diäthyl- oder -dibutylester, weiterhin die Ester der Phosphorsäure, insbesondere Trikresylphosphat.

Claims (4)

1. Patentansprüche 7 Verfahren zum Verkleben von Werkstoffen mit Hilfe eines thermoplastischen Kunststoffes auf (Meth-)Acrylatbasis, der in einem Temperaturbereich von etwa 100 bis 2000 unter Ausbildung einer klebrigen Konsistenz erweicht, und der über seine gesamte Oberfläche hinweg mit dem Film eines solchen zum überwiegenden Teil aus einem Acrylester aufgebauten Copolymerisats überzogen ist, das bereits bei Zimmertemperatur klebrig ist, als Weiterbildung der Erfindung gemäß Hauptpatent ... (Anmeldung P 26 01 786.7), dadurch gekennzeichnet, daß der bereits bei Zimmertemperatur klebrige Uberzug des Schmelzklebers durch Aufbringen eines Lösungsoder/und Weichmachungsmittels auf die Oberfläche des Schmelzklebers erzeugt und der Vorgang des Verklebens in an sich bekannter Weise durchgeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Werkstücke aus thermoplastischen Kunststoffen miteinander verklebt werden.
3. 5. Verfahren nach den Ansprechen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Kunststoffe auf (Meth-)Acrylatbasis miteinander verklebt werden.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis ), dadurch gekennzeichnet daß ein Schmelzkleber zur Anwendung kommt, der zu mindestens 90 Gew.-% aus Acrylsäurebutylester oder aus Acrylsäure-2-äthylhexylester und zum übrigen Teil aus (Meth-)Acrylsäure, Acrylnitril, N-Methylol-(Meth) -Acrylsäureamid und in untergeordneten Mengen (< 50 %) aus Styrol, a-Methylstyrol oder Vinylacetat aufgebaut ist.

   5. Verfahren nach Anspruch 1> dadurch gekennzeichnet, daß auf den Schmelzkleber Methylenchlorid als Lösungsmittel aufgebracht wird.

   6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Phthalsäureester, insbesondere Dibutylphthalat, als Weichmacher aufgebracht wird.

   7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Methylenchlorid und Dibutylphthalat gleichzeitig auf den Schmelzkleber aufgebracht werden.