DE3145040C2 - Anaerob aushärtbare Dichtungs- und Klebemasse - Google Patents
Anaerob aushärtbare Dichtungs- und KlebemasseInfo
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Abstract
Eine anaerob aushärtbare Dichtungs- und Klebemasse mit einem polymeren Monomer (A), das aus einem Acrylsäure ester oder einem Methacrylsäureester besteht, und einem 3,6,6,9,9-Pentamethyl-3-n-Butyl-1,2,4,5-Tetraoxacyclonin (B) als Polymerisationsinitiator weist die Bestandteile (A) und (B) in einem Verhältnis von (A) 99,95-80 Gewichtsteilen, (B) 20-0,05 Gewichtsteilen, auf; dadurch erhält die Masse erheblich verbesserte anaerobe Eigenschaften und eine verbesserte Speicherstabilität.
Description
15
Die Erfindung bezieht sich auf eine anaerob aushärtbare Dichtungs- und Klebemasse, bestehend aus
einem Acrylsäureester oder einem Methacrylsäureester, und einem Polymerisationsinitiator sowie ggf. üblichen
Zusätzen. Acrylsäureester oder Methacrylsäureester werden nachstehend zusammengefaßt als (Methacrylsäureester
bezeichnet.
Eine anaerob aushärtbare Dichtungs- und Klebemasse zeichnet sich dadurch aus, daß sie in flüssigem
Zustand stabil gehalten wird, solange sie in Kontakt mit Luft oder Sauerstoff ist, während sie unter Ausschluß
von Luft oder Sauerstoff rasch aushärtet. Die Masse ist somit auf allen technischen Anwendungsgebieten in
Form von Klebstoffen, das Lösen von Schrauben und Muttern verhindernden Materialien und Abdichtungsmaterialien einsetzbar.
Derartige anaerob aushärtbare Dichtungs- und Klebemassen mit einem (Meth)Acrylsäureester sind als
Massen mit einem (Meth)Acrylsäureester als einem Monomer und einem organischen Peroxid als Hauptbestandteile
bekannt, z. B. aus den japanischen Patentanmeldungen 3 52 393, 3 83 595 und 45 17 080 sowie
US-PS 34 35 012. Bei diesen Massen werden organische
Peroxide, z. B. Cumol-Hydroperoxid, Dia!kylperoxid usw. verwendet. Diese organischen Hydroperoxide sind
insofern vergleichsweise brauchbar, als sie den erzielten Massen anaerobe Eigenschaften verleihen; die das
Aushärten beschleunigenden Mittel und andere Bestandteile, die in den Massen enthalten sind und die ein
Hydroperoxid aufweisen, haben jedoch den Nachteil, daß ihre Haftkraft nach einer langen Speicherzeit
abnimmt und die Speicherstabilität verlorengeht.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine anerob aushärtbare Dichtungs- und Klebemasse mit einem (Meth)Acrylsäureester
zu schaffen, die ausgezeichnete anaerobe Eigenschaften und eine ausgezeichnete Speicherstabilität
hat.
Gemäß der Erfindung ist die Dichtungs- und Klebemasse der gattungsgemäßen Art dadurch gekennzeichnet,
daß der Polymerisationsinitiator ein 3,6,6,9,9-Pentamethyl-3-n-Butyl-1,2,4,5-Tetraoxacyclonin
ist und in einer Menge im Bereich von 0,05 — 20 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Monomers vorliegt.
Mit vorliegender Erfindung werden anaerob aushärtbare Dichtungs- und Klebemassen vorgeschlagen, deren
Haftkraft im Vergleich zu herkömmlichen, anaerob aushärtbaren Dichtungsmassen mit einem Hydroperoxid
oder einem Dialkylperoxid als Polymerisationsinitiator eine wesentlich höhere Haftkraft und eine
ausgezeichnete Speicherstabilität besitzen, indem 3,6,6,9,9-Pentamethyl-3-n-Butyl- 1,2,4,5-Tetraoxacyclonin
(nachstehend Zusammensetzung (I)) aus der H3C
CH3
H3C I I CH3
O O
Q O
H3C (CH2J3CH3
als Polymerisationsinitiator der vorerwähnten anaerob aushärtbaren Dichtungs- und Klebemassen mit einem
(Meth)Acrylsäureester verwendet wird.
Nachstehend wird die Erfindung im einzelnen erläutert.
Die (Meth)Acrylsäureester-Monomere nach vorliegender
Erfindung können beliebige Acrylsäuremonomere sein, z. B. Polyester-Poly-(Meth)Acrylat, Polyolpoly(Meth)Acrylat,
Epoxypoly(Meth)Acrylat, reaktive Zusammensetzungen von Acrylsäureester oder Methacrylsäureester,
Monoepoxide und Säureanhydride, Polyurethan-Pol (Meth)Acrylat, Poly(Meth)Acrylat mit hinzugefügtem
Alkohol Zusammensetzung und Oxydzusammensetzung, wobei die Zusammensetzung durch die
aligemeine Formel M—G—OH gekennzeichnet ist
(wobei M den Acrylsäureester- oder Methacrylsäureester-Rest und G den Glycol-Rest darstellt)
Mono(Meth)Acrylat mit der Formel
R,
CH2=C-C-O-R2
O
O
(wobei R| Wasserstoff- oder Methylradikale darstellen
und R2 Wasserstoff ist) und Alkylradikale mit von 1 bis
9 Kohlenstoffatomen
-CH2
CH2-
-CH2-CH
CH2
Bei vorliegender Erfindung kann eine Art oder eine Kombination von mehr als zwei Arten dieser
(Meth)Acrylsäureester verwendet werden.
Die oben beschriebene Zusammensetzung (1), die im Falle vorliegender Erfindung verwendet wird, wirkt als
Polymerisationsinitiator. Diese Zusammensetzung kann einfach bei herkömmlichen Methoden dadurch erzielt
werden, daß Keton mit entsprechenden Di-Hydroperoxiden in Reaktion gebracht wird. Die Menge an
Zusammensetzung (1), die als ein Polymerisationsinitiator in vorliegender Erfindung verwendet werden soll, ist
innerhalb des Bereiches von 0,05 — 20, vorzugsweise
0,1 — 10, Gewichtsteilen zu 100 Teilen einer oder mehr als zwei Arten der (Meth)Acrylsäureester. Wenn die
Menge der Zusammensetzung (1) 0,05 Gewichtsteile oder weniger beträgt, polymerisiert die erhaltene
Zusammensetzung nicht ausreichend unter anaerobischen Bedingungen und härtet deshalb für die
praktische Verwendung nicht genügend aus.
Wenn andererseits die Menge an Zusammensetzung (1) 20 Gewichtsteile übersteigt, kann eine proportionale
Erhöhung der anerobischen Eigenschaften nicht festgestellt werden, und es ist zu befürchten, daß die
ausgehärtete Masse im Hinblick auf ihre physikalischen Eigenschaften schlechter wird, und eine solche Masse ist
auch aus wirtschaftlichen Gründen nicht erwünscht
Die Masse nach vorliegender Erfindung kann dadurch erhalten werden, daß die vorerwähnte Zusammensetzung
(1) dem vorerwähnten Monomer, das einen (Meth)Acrylsäureester enthält, hinzugefügt wird, und
daß das erhaltene Gemisch gemischt wird, um eine
Es wurden Massen mit verschiedenen Anteüen der Zusammensetzung (1) ähnlich wie in Beispiel 1
hergestellt Sie wurden auf Schrauben und Muttern aus Eisen mit einem Durchmesser von 1,0 cm und eine
Länge von 1,5 cm aufgebracht die dann zusammengeschraubt und bei 25°C stehengelassen wurden; die
Aushärtdauer wurde in Intervallen von jeweils 5 Minuten gemessen. Sobald die zusammengeschraubten
Schrauben und Muttern so fest miteinander verbunden waren, daß sie mit den Fingern nicht zurückbewegt
werden konnten, wurde die Zeitperiode zwischen einer solchen Zeitdauer und der Zeitdauer des Zusamnienschraubens
als Aushärtdauer festgestellt Die erzielten Resultate sind in Tabelle I niedergelegt
Aus Tabelle I ergibt sich, daß die Aushärtdauer einer jeden Probe verhältnismäßig lang und für die praktische
Anwendung ungeeignet ist wenn der Anteil der
homogene Lösung zu erzielen. Die Methoden des -1·» Zusammensetzung (1) 0,05 Teile oder weniger beträgt
u:__..r,=
j- -τ .
/.v ... _,___ Wenn der Anteil 10 Teile oder mehr beträgt, wird eine
Änderung der Aushärtdauer nicht festgestellt, aber die Proben A und B, die mehr als 20 Teile enthielten, zeigten
eine geringe Adhäsionskraft und die verschraubten Schrauben und Muttern konnten nicht mit den Fingern
gelöst werden.
Wie Tabelle II zeigt, wurden eine Masse (Probe N) mit der Zusammensetzung (1) und Zusammensetzungen
(Proben L und M) mit herkömmlichen organischen Peroxiden anstelle der Zusammensetzung (1) in gleicher
Weise wie in Beispiel 1 hergestellt Bei diesen Proben wurden die Adhäsionskräfte unmittelbar nach der
Herstellung und nach dem beschleunigten Speicherstabilitätstest unter Verwendung von fettfreien Schrauben
und Muttern, wie sie in Beispiel 2 verwendet wurden, gemessen. Die Resultate dieser Prüfungen sind in
Tabelle II zusammengefaßt Bei der »Prüfung unmittelbar nach der Herstellung« wurden die Proben auf den
Schraubgewindeteilen der fettfreien Schrauben und Muttern überzogen, die zusammengeschraubt und bei
Raumtemperatur 24 Stunden lang stehengelassen wurden. Anschließend daran wurde das Rückführdrehmoment
gemessen. Der beschleunigte Speicherstabilitätstest wurde in der Weise durchgeführt, daß 30 g einer
jeden dieser Massen in Polyäthylenflaschen mit einer Kapazität von 5OgIO Tage lang einer Temperatur von
50°C ausgesetzt wurden. Diese Beschleunigung entspricht den Bedingungen einer Prüfperiode von einem
Jahr bei Raumtemperatur von 25°C. Die erzielten Resultate sind in Tabelle II zusammengefaßt.
Wie sich aus der Tabelle II ergibt, zeigt die Masse mit der Zusammensetzung (1) ein höheres Rückführdrehmoment
und eine bessere Speicherstabilität als die Massen (Proben L und M) mit herkömmlich bekannten
organischen Hydroperoxiden unmittelbar nach der Herstellung und nach der Speicherung. Die Unterschiede
ergeben sich besonders anschaulich nach einer Lagerung.
Insbesondere zeigen die Proben L und M eine erhebliche Verringerung des Rückführdrehmomentes
nach dem beschleunigten Speicherstabilitätstest verglichen mit der Masse (Probe N) nach vorliegender
Erfindung.
Aus den beschriebenen Resultaten ergibt sich, daß die Masse nach vorliegender Erfindung mit einem polymeren
Monomer und der Zusammensetzung (1) eine
Hinzufügens der Zusammensetzung (1) zu dem (Meth)Acrylsäureester sind nicht speziell beschränkt
und eine der Methoden besteht beispielsweise darin, die Zusammensetzung (1) dem Monomer in kleinen
Mengen allmählich beizufügen, während letzteres in Bewegung gesetzt wird, bis die Zusammensetzung (1)
gleichmäßig im Monomer vermischt ist, so daß eine homogene Lösung erhalten wird.
Um die charakteristischen Eigenschaften der anaerob aushärtbaren Dichtungs- und Klebemasse nach vorliegender
Erfindung zu verbessern, können Aushärtbeschleuniger, Polymerisationsinhibitoren, Stabilisatoren,
Mittel zur Verbesserung der Klebeeigenschaften, Verdickungsmittel, Mittel zur Erzielung thixotropischer
Eigenschaften, Weichmacher, Verfärbungsmittel usw. zusätzlich zu dem (Meth)Acrylsäureester und der
Zusammensetzung (1) verwendet werden. Erforderlichenfalls können auch weitere organische Hydroperoxide,
ζ. B. Hydroperoxid und Di-Hydroperoxid verwendet werden.
Die auf diese Weise erhaltene, anaerobisch aushärtbare Dichtungs- und Klebemasse hat ausgezeichnete
anaerobe Eigenschaften und eine hervorragende Speicherstabilität.
Die nachstehenden Ausführungsbeispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung, ohne deren
Umfang zu beschränken.
Bei diesen Beispielen sind alle Anteile als Gewichtsanteile angegeben.
Eine anerob aushärtbare Dichtungs- und Klebemasse wurde dadurch hergestellt, daß 5 Gewichtsteile der
Zusammensetzung (1) 100 Gewichtsteile Tri-Methylol-Propan-Trimethacrylat
von Handelsgüte zugefügt wurden, während letzteres in Bewegung versetzt wurde. Die
erzielte Zusammensetzung wurde in eine Polyäthylenflasche bis zu deren Hälfte eingefüllt und dann bei
Raumtemperatur mehr als ein Jahr stehengelassen. Nach dieser Zeitperiode hatte die Zusammensetzung
immer noch flüssigen Zustand. Mehrere Tropfen der Zusammensetzung bzw. Masse wurden dann auf die
Schraubgewindeteile von Schrauben und Muttern aufgebracht, die dann festgezogen wurden. Das Resultat
war, daß die Masse in 30 Minuten bei 250C soweit ausgehärtet ist, daß die Schrauben und Muttern mit dem
Finger nicht zurückgedreht werden konnten.
lusgezeichnete Speicherstabilität ergibt, die mit Zusammensetzungen,
welche Initiatoren mit herkömmlichen arganischen Hydroperoxiden aufweisen, nicht annähernd
erreichen, und daß diese Masse nach der Erfindung auch die gewünschten anaerobischen Eigenschaften
beibehält
Beziehung zwischen Anteil an Zusammensetzung (1) und Aushärtdauer
Prüf.
No.
No.
Proben No. (Hinzugefugte Anteile)
A BCDFFGH
(30) (25) (20) (18) (10) (5) (1) (0,5)
I J K
(0,05) (0,01) (0,005)
| 1 | 15 (min.) | 15 | 15 | 15 | 20 | 30 | 40 | 70 | 100 | 1800 | Auch nach |
| 2 | 20 | 20 | 20 | 15 | 15 | 30 | 60 | 80 | 120 | - | 50 Tagen |
| 3 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 40 | 50 | 80 | 120 | 2200 | kein |
| 4 | 20 | 15 | 15 | 20 | 15 | 30 | 50 | 60 | 110 | 2200 | Aushärten |
| 5 | 15 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 50 | 60 | 100 | - | |
| Mittel- | 18 | 18 | 18 | 18 | 18 | 30 | 50 | 60 | 110 | 2O00 | |
Beziehung zwischen verschiedenen Polymerisationsinitiatoren und Rückführdrehmomenten
Probe L Probe M
Probe N
Menge an Zusammensetzungen (Teile)
Trimethylol-Propan-Trimethacrylat Dioctilfutaret O-Sulfobenzoisches Imid
n-Dodecyl-mercaptan Cumolhydroperoxide 2,5-Dimethyi-2,5-Di-(t-Butylperoxy)Hexyne-3
Zusammensetzung (1)
Prüfergebnisse
Rückführdrehmoment unmittelbar nach Herstellung, kg/cm Rückführdrehmoment nach beschleunigtem
Speicherstabilitätstest, kg/cm Speicherstabilitätstest
50
50
0,5
50
50
1
0,5
50
1
0,5
50 50 1 0,5
| 80 | 60 | 100 |
| 20 | 20 | 90 |
| geliert | geliert | kein Gelieren |
Claims (1)
- Patentanspruch:Anaerob aushärtbare Dichtungs- und Klebemasse, bestehend aus (A) eirem Acrylsäureester oder einem Methacrylsäureester, und (B) einem Polymerisationsinitiator sowie gegebenenfalls (C) üblichen Zusätzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Polymerisationsinitiator (B) ein 3,6,6,9,9-Pentamethyl-.l-n-Butyl-l^AS-Tetraoxacyclonin ist und in einer Menge im Bereich von 0,05—20 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Monomers vorliegt.Peroxiketanol-Gruppe der nachstehenden Strukturformel
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