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Versprühbare, invertierende, multiple Kontaktkleber-
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Dispersion auf Basis von Polychloropren-Latex Die vorliegende Erfindung
betrifft eine versprühbare, invertierende, multiple Kontaktklebstoff-Dispersion,
bestehend aus einem Polychloropren-Latex, einem darin in Form einer Lösung in einem
organischen Lösungsmittel dispergierten klebrigmachenden Harz, Hilfsstoffen für
die Dispersionsbildung wie Emulgatoren und Schutzkolloide sowie gegebenenfalls weiteren
Zusatzstoffen wie Füllstoffe und Alterungsschutzmittel. Die erfindungsgemäße Kontaktkleber-Dispersion
weist eine solche Zusammensetzung auf, daß sie vor dem Auftragen auf die zu verklebende
Oberfläche mittels einer Spritzpistole oder einer anderen geeigneten Sprühvorrichtung
vorrangig eine niedrigviskose Öl-in-Wasser (O/W) -Emulsion bildet, sich jedoch unter
der Scherbelastung beim Spritzauftrag in eine hochviskose Wasser-in-Öl (W/O) - Emulsion
umwandelt. Derartige versprühbare Kontaktkleber-Dispersionen sind insbesondere zum
Verkleben von Schaumstoffen untereinander oder mit anderen lösemittelfesten Materialien
geeignet.
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Kontakt-Klebstoffe (Kontaktkleber) auf Basis von Polychloropren,
die nach Aufbringen auf ein Fügeteil nach kurzer Ablüftezeit mit einem zweiten beschichteten
Fügeteil unter Andruck einen festen Verbund liefern und eine kurzfristige Weiterverarbeitung
des Verbundes zulassen, haben
in den letzten Jahren bei den Klebstoff-Verarbeitern
zunehmendes Interesse gefunden. Dies gilt besonders für solche Kontakt-Klebstoffe,
die mittels geeigneter Zerstäubungs- und Spritzvorrichtungen, beispielsweise mittels
einer Spritzpistole, auf die Oberfläche des zu verklebenden Materials aufgetragen
werden können. Wegen der Leichtigkeit und Bequemlichkeit, verbunden mit einem relativ
geringen Arbeitsaufwand, stellt das Aufbringen durch Sprühen oder Spritzen eine
sehr zweckmäßige Auftragsart von Klebstoffen dar.
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Bekannt sind Kontakt-Klebstoffe auf Basis von Polychloropren, Harzen
und organischen Lösungsmitteln, wobei das Polychloropren und die Harze in den organischen
Lösungsmitteln gelöst sind. Als Lösungsmittel werden hierfür solche organischen
Lösungsmittel verwendet, die leicht flüchtig sind. Bevorzugt werden Gemische aus
Toluol, Benzin'rund polaren Lösungsmitteln wie Aceton, Butanon und Essigsäureäthylester
(Essigester).
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Derartige Polychloropren-Kontaktkleber auf Lösungsmittelbasis haben
gewöhnlich eine Feststoffgehalt von nur 10 bis 25% und entsprechend einen Gehalt
an organischen Lösungsmitteln zwischen 75 und 90x.
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Kontakt-Klebstoffe auf Lösungsmittelbasis haben gegenüber wässrigen
Dispersionsklebern den Vorteil der schnellen Verarbeitbarkeit, da die Lösungsmittel
leicht flüchtig sind. Beim Spritzauftrag verliert der Klebstoff auf dem Wege von
der Spritzpistole zur Schaumstoffoberfläche so viel Lösungsmittel, daß er in Form
von hochviskosen Tropfen auf den Schnittkanten des Schaumstoffs liegen bleibt und
nicht wegschlägt. Diesen Vorteilen stehen jedoch eine Reihe von Nachteilen gegenüber.
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Ein wesentlicher Nachteil von Kontakt-Klebstoffen auf Lösungsmittelbasis
liegt darin, daß abgesehen von dem hohen Gehalt
solcher Produkte
an leicht flüchtigen organischen Lösungsmitteln, der ein nicht zu vernachlässigendes
Kostenproblem darstellt, diese zumeist feuergefährlich und/oder gesundheitsschädlich
sind. Dies erfordert besondere Anlagen und Vorkehrungen, um die Auflagen des Ex-Schutzes
und die Vorschriften über Konzentration von Schadstoffen am Arbeitsplatz erfüllen
zu können. Das beim Trocknen freiwerdende Lösungsmittel muß abgedunstet werden,
was im Hinblick auf das sich dabei bildende Lösungsmitteldampf/Luft-Gemisch wiederum
Probleme bezüglich der Belastung der Umwelt des Verarbeitungsbetriebes mit sich
bringt.
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Weiterhin sind Kontakt-Klebstoffe auf Basis von Polychloropren bekannt,
die in Form von Öl-in-Wasser-Dispersionen vorliegen. Diese haben im Vergleich zu
entsprechenden Produkten auf Lösungsmittelbasis den Vorteil eines hohen Festkörpergehalts,
was sich für Lagerung und Transport günstig auswirkt, und enthalten keine oder nur
geringe Mengen an feuergefährlichen und/oder gesundheitsschädlichen Bestandteilen.
Bei der Verwendung eines solchen Klebstoffs zur Schaumstoff-Verklebung dringt der
Klebstoff aufgrund von Kapillarkräften tiefer in den Schaumstoff ein, weshalb zur
Ausbildung eines zur Verklebung ausreichenden Klebstoff-Films auf der Oberfläche
generell ein wesentlich höherer Klebstoff-Auftrag erforderlich ist. Dieser verursacht
im allgemeinen eine unerwünschte Verhärtung der Klebfuge.
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Schließlich wurden auch bereits Kontakt-Klebstoffe auf Polychloroprenbasis
vorgeschlagen, die Invertdispersionen darstellen. So wird in der DE-AS 2 358 238
ein Mastix-Kleber beschrieben, der in der Weise hergestellt wird, daß man in eine
durch Polymerisation erhaltene Emulsion eines Homo- oder Copolymeren von Chloropren
mit einem Feststoffgehalt von 50 bis 65 Gewichtsprozent ein organisches, wasserunmischbares
Lösungsmittel, das einen bestimmten Anteil eines Harzes gelöst enthält, in einer
Menge einrührt, daß die fertige Mastix-Mischung einen Feststoffgehalt zwischen 15
und 80 Gewichtsprozent aufweist, und in Anwesenheit eines zugesetzten oberflächenaktiven
Mittels das Rühren solange fortsetzt, bis eine pastenartige Konsistenz und eine
Wasser-in-Öl-Dispersion vorliegt. Die so erhältlichen Produkte, die aus einer Öl-in-Wasser-Emulsion
durch entsprechenden Zusatz einer größeren Menge von organischen Lösungsmitteln
nach vollständiger Phasenumkehr als Wasser-in-Öl-Dispersion zum Einsatz kommen,
stellen hochviskose, pastenförmige oder harzartige Systeme dar, die als Verklebe-
oder Versiegelungsmasse verwendet werden, um insbesondere Boden- oder Wandkacheln
zu befestigen, und die mit einem Messer oder einer Spachtel oder mittels einer Fliezpistole
aufgetragen werden. Sie sind trotz ihres relativ hohen Gehalts an organischen Lösungsmitteln
für den Spritzauftrag auf Schaumstoffen nicht geeignet.
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Aufgabe der Erfindung war die Entwicklung und Bereitstellung von
Kontakt-Klebstoffen auf Polychloroprenbasis, die ähnlich den als Öl-in-Wasser-Dispersionen
vorliegenden Typen einen hohen Festkörpergehalt aufweisen, die jedoch bei ihrer
Anwendung zum Verkleben von Schaumstoffen bei sparsamem Auftrag ein Liegenbleiben
des Klebstoffs auf den Schnittkanten des Schaumstoffs bewirken (wie bei den Kontakt-Klebstoffen
auf Lösungsmittelbasis), die aber im Vergleich zu letzteren ein deutlich reduzierten
Anteil an organischen Lösungsmitteln aufweisen.
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Es wurde gefunden und darin liegt die Lösung der Aufgabe, daß diese
vorteilhafte Kombination von Eigenschaften dadurch erzielt werden kann, wenn für
die Zusammensetzung der Dispersion ein solches Mengenverhältnis der an sich bekannten
Bestandteile solcher Produkte gewählt wird, daß die Dispersion vor dem Auftragen
mittels einer Spritzpistole oder einer anderen geeigneten Sprühvorrichtung vorrangig
eine niedrigviskose Öl-in-Wasser-Emulsion darstellt, die sich unter der Scherbelastung
beim Spritzauftrag (Einwirkung starker Scherkräfte in der Düse) in eine hochviskose
Wasser-in-Öl-Emulsion umwandelt. Diese schlägt sich auf der Schaumstoff-Oberfläche
nieder ohne tiefer in den Schaumstoff einzudringen.
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Gegenstand der Erfindung ist somit eine versprühbare, invertierende,
multiple Kontaktkleber-Dispersion, bestehend aus einem Polychloropren-Latex, einem
darin in Form einer Lösung in einem organischen Lösungsmittel dispergierten klebrigmachenden
Harz, Hilfsstoffen für die Dispersionsbildung wie Emulgatoren und Schutzkolloide
sowie gegebenenfalls weiteren üblichen Zusatzmitteln, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß die Dispersion in ihrer Zusammensetzung ein solches Mengenverhältnis der
genannten Bestandteile aufweist, daß sie vor dem Auftragen mittels einer Spritzpistole
oder einer anderen geeignetenX)Sprühvorrichtung vorrangig eine niedrigviskose Öl-in-Wasser
(O/W)-Emulsion darstellt, die sich unter der Scherbelastung beim Spritzauftrag in
eine hochviskose vorrangig Wasser-in-Öl (W/O)-Emulsion umwandelt.
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Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kontaktkleber-Dispersion erfolgt
nach der folgenden Rahmen-Rezeptur: X)scherenden
20 Gew.-% klebrigmachendes
Harz (Klebharz) 20 Gew.-% organisches Lösungsmittel 60 Gew.-% Polychloropren-Latex
(46-50% Polychloroprengehalt) 100 Gew.-S Dispersion (Feststoffgehalt: etwa 48%)
in der Weise, daß in den Polychloropren-Latex zusammen mit geringen Mengen anderer
Hilfsstoffe unter geringer Scherbelastung die Harzlösung (in organischen Lösungsmitteln)
dispergiert wird, wobei darauf zu achten ist, daß das Wasser Hauptbestandteil der
äußeren Phase bleibt. Harz und Lösungsmittel sind so auszuwählen, daß bei höherer
Scherbelastung das System weitgehend invertiert.
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Diese multiple Dispersion gemäß der Erfindung (zum Teil vom Öl/Wasser-,
zum Teil vom W/O-Typ) steht für die Verarbeitung als niedrigviskose, vorrangig Öl-in-Wasser-Emulsion
zur Verfügung, die sich erst bei ihrer Anwendung beim Spritzauftrag unter der dabei
auftretenden starken Scherbelastung in eine hochviskose, fädenziehende Wasser-in-Öl-Emulsion
umwandelt, die sich auf der Schaumstoff-Oberfläche niederschlägt und auf dieser
liegen bleibt. Dabei sollen unter "niedrigviskos" Viskositätswerte von etwa 20 Pa-s
(fließend) und unter "hochviskos" solche von jiber 1000 Pa.s (nicht fließend) verstanden
werden.
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Als Polychloropren-Latex zur Herstellung der erfindungsgemäßen Kontaktkleber-Dispersion
sind neben Latices von Homopolymerisaten des Chloroprens (2-Chlor-1,3-butadien)
insbesondere solche von Copolymerisaten des Chloroprens mit kleinen Mengen anderer
Monomeren, wie z.B. anderer Diene, Acrylsäure, Methacrylsäure und dgl., wobei die
Menge der Comonomeren in der Regel weniger als 20% beträgt, verwendbar, deren Feststoffgehalt
etwa 45 bis 50% beträgt. Vorzugsweise wird als Polychloropren
-Latex
ein solcher eines Copolymerisats von Chloropren mit geringen Anteilen Acrylsäure
eingesetzt, der Polyvinylalkohol als Schutzkolloid enthält und dessen Feststoffgehalt
etwa 50% beträgt (Partikelgröße: 0,3,um).
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Das klebrigmachende Harz (Klebharz), das in Form einer Lösung in
einem organischen Lösungsmittel in den Polychloropren Latex mittels eines Rührwerks
dispergiert wird, soll vorzugsweise aus einem Terpenphenolharz bestehen. Aber auch
Gemische aus einem Terpenphenolharz bzw. Terpenphenolharzen mit Alkylphenolharzen,
synthetischen Kohlenwasserstoffharzen oder modifizierten Kolophoniumharzen (insbesondere
dimerisierte4 vakuumdestilliert Kolophonium-Harz-Typen) oder deren Mischungen im
Gewichtsverhältnis bis etwa 1:1 haben sich für den erfindungsgemäßen Zweck als geeignet
erwiesen. Als Lösungsmittel für das Harz bzw. die Harze sind u.a. Toluol, Xylol
oder Gemische von Toluol mit Essigsäureäthylester (Äthylacetat) und bis zu 6% Benzin
geeignet.
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Vorzugsweise soll der Anteil an klebrigmachendem Harz (Klebharz)
in der Dispersion, jeweils bezogen auf Feststoffanteile, pro 100 Gew.-Teile des
Elastomers (Polychloropren) 50 bis 70 Gew.-Teile, insbesondere etwa 60 Gew.-Teile,
betragen.
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Das genaue Mengenverhältnis der Bestandteile der Kontaktkleber-Dispersion,
insbesondere das Elastomer/Harz-Verhältnis, kann innerhalb weiterer Grenzen, je
nach Art und Eigenschaften der gewählten Substanzen, vom Fachmann durch einfaches
Ausprobieren leicht ermittelt werden.
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Die Kombination von Polychloropren mit Klebharzen ermöglicht es,
die klebtechnischen Eigenschaften des Polychloroprens zu variieren. Durch Harzzusatz
erzielt man im Hinblick auf die
Kontaktklebrigkeit, die Abbindegeschwindigkeit
und die allgemeinen Festigkeitseigenschaften damit hergestellter Klebefilm sowie
hinsichtlich des Anpassens des Klebstoff-Films in seiner Elastizität an das zu verklebende
Material innerhalb weiter Grenzen bedeutende Vorteile. Hinzu kommt, daß durch den
Harzzusatz auch die Adhäsion an den zu verklebenden Werkstoffen günstig beeinflußt
wird.
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Als Hilfsstoffe können zur Herstellung der erfindungsgemäßen Dispersion,
abhängig von dem gewählten Mischsystem und den zur Verfügung stehenden Mischvorrichtungen,
dem Gemisch kleine Mengen (jeweils bis zu etwa 0,5 Gew.-%) an Emulgatoren, Schutzkolloiden,
Füllstoffen (z.B. Zinkoxid, Magnesiumoxid) und Alterungsschutzmittel zugesetzt werden.
Unter den hierfür in Betracht kommenden Emulgatoren werden die nichtionogenen Typen
bevorzugt. Beispiele für geeignete Emulgatoren sind: Umsetzungsprodukte von Fettalkoholen
mit Äthylenoxid sowie Fettsäureester von Glycerin und Polyglycerin. Als Schutzkolloide
haben sich - falls zusätzlich erforderlich - Polyvinylalkohol sowie Polyvinylpyrrolidon
als geeignet erwiesen. Als Alterungsschutzmittel sind u.a. verwendbar: Diphenylamin-Derivate,
Gemische von alkylierten und aralkylierten Phenolen sowie alkylierte Bisphenole,
wie z.B. 2,2'-Methylen-bis-(4-methyl-6-tert.butylphenol).
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Zur Modifizierung und zur Erzielung besonderer Eigenschaften kann
der Polychloropren-Latex auch mit anderen Latices auf Basis von Acrylaten und/oder
Methacrylaten bis zu einem Mengenverhältnis von 1 : 1, bezogen auf Polychloropren-Latex,
vermischt werden.
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Als Sprüh- bzw. Spritzvorrichtungen können zur Verarbeitung der Dispersion
bevorzugt übliche Hochdruck-Spritzpistolen verwendet werden Darüber hinaus jedoch
nehen anderen bekannten ähnlichen Spritzvorrichtungen
aber auch
weitere Auftragssysteme mit ausreichender Scherwirkung, bei denen die Klebemasse
strangförmig austritt.
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Die versprühbaren, invertierenden, multiplen Kontaktkleber-Dispersionen
gemäß der Erfindung zeigen eine ausgezeichnete Versprühbarkeit verbunden mit einer
guten Lagerbeständigkeit. Sie sind daher - sogar im feuchten Zustand - insbesondere
zur spannungsfreien Verklebung von Schaumstoffen sowie für Fixierungen unter leichter
Spannung geeignet (hohe Anfangshaftung). Die Vorteile dieser Dispersion gegenüber
einem Polychloropren-Kontaktkleber auf Lösungsmittelbasis (Handelsprodukt "Technicoll
8101", Beiersdorf AG) sind aus folgender Tabelle ersichtlich: Tabelle Klebstoff
Feststoff org.Lösungs- Abzudunstendes mittel org. Lösungsmittel bis 50 g Festauftrat
Technicoll 8101 13% 87% 335g Dispersion gem.Erfindung 48% 20% 21g Aus der Tabelle
ist ersichtlich, daß im Gegensatz zum Lösungsmittelkleber ("Technicoll 8101") bei
gleichem Feststoffauftrag unter Verwendung der erfindungsgemäßen Dispersion nur
1/16 der Menge an organischem Lösungsmittel die Umwelt belastet.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Beispiels näher erläutert:
Beispiel 20 g Terpenphenolharz vom Smp. 63-7O0C ("Alresen PT-214", Hoechst AG) 20
g Toluol 60 g Polychloropren-Latex (Copolymerisat von Chloropren mit geringen Mengen
Acrylsäure, mit PV-alkohol als Schutzkolloid, 50% Feststoffgehalt) ("Neopren-Latex
102", Du Pont) 0,3 g Alterungsschutzmittel: Phenol-Kondensationsprodpkt vom Smp.:
ca. 1200 (Nonox WSP", ICI) Harz und Alterungsschutzmittel wurden zunächst in dem
organischen Lösungsmittel (Toluol) gelöst und die so erhaltene Lösung alsdann unter
kräftigem Rühren mit einem Rührwerk in kleinen Anteilen in den Polychloropren-Latex
eingetragen. Es wurde eine relativ niedrigviskose Emulsion vorrangig vom Öl-in-Wasser
(O/W)-Typ mit einem Feststoffgehalt von etwa 50% erhalten, die sich mittels einer
Spritzpistole ausgezeichnet verarbeiten ließ und zur Verklebung von Schaumstoffen
gut geeignet war.