DE3028693A1 - Verspruehbare, invertierende, multiple kontaktkleber-dispersion auf basis von polychloropren-latex - Google Patents

Description

• Versprühbare, invertierende, multiple Kontaktkleber-
• 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.
• 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.
• 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).
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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).
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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).
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.

Claims (6)

1. Patentansprüche 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, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion in ihrer Zusammensetzung ein solches Mengenverhältnis.der genannten Bestandteile aufweist, daß sie vor dem Auftragen mittels einer Spritzpistole oder einer anderen geeigneten 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.
2. 2. Kontaktkleber-Dispersion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an klebrigmachendem Harz (Klebharz) in der Dispersion, jeweils bezogen auf Feststoffteile, pro 100 Gew.-Teile des Elastomers 50 bis 70 Gew.-Teile, vorzugsweise etwa 60 Gew.-Teile, beträgt.
3. 3. Kontaktkleber-Dispersion nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Polychloropren-Latex ein Latex eines Copolymerisats von Chloropren mit geringen Anteilen Acrylsäure verwendet wird, der Polyvinylalkohol als Schutzkolloid enthält.
4. 4. Kontaktkleber-Dispersion nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das klebrigmachende Harz (Klebharz) aus einem Terpenphenolharz besteht.
5. 5. Kontaktkleber-Dispersion nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das klebrigmachende Harz (Klebharz) aus einem Gemisch von Terpenphenolharz mit Alkylphenolharzen, synthetischen Kohlenwasserstoff-Harzen oder modifizierten Kolophoniumharzen oder deren Mischungen im Gewichtsverhältnis bis etwa 1 : 1 besteht.
6. 6. Verwendung der versprühbaren, invertierenden, multiplen Kontaktkleber-Dispersion nach den Ansprüchen 1 bis 5,zur Verklebung von Schaumstoffen.