DE3329099A1 - Haftklebstoffe - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen verbesserten druckempfindlichen Klebstoff mit einem Polymer-System, das eine
ausgezeichnete Klebrigkeit, Abzugs-Adhäsionsfestigkeit und Scher-Adhäsionsfestigkeit aufweist. Die erfindungsgemäße
Verbesserung eines solchen Klebstoffs beruht auf einem nach einem besonderen neuen Verfahren erzeugten
Polymeren, wobei das Polymer-System auf dem Wege der Emulsionspolymerisation eines ungesättigten Esters, einer
ungesättigten Carbonsäure und eines polyfunktionellen Monomeren in .Gegenwart eines besonderen Stabilisator-
20 Systems erzeugt wurde.
Druckempfindliche Klebstoffe auf wäßriger oder Lösungsmittelbasis,
die im Rahmen dieser Anmeldung mit dem üblichen Begriff "Haftklebstoffe" bezeichnet werden, sind
gut bekannt und werden auf einer Vielzahl von Anwendungsgebieten wie beispielsweise bei der Herstellung von
Klebebändern und Etiketten verwendet. Gute Haftklebstoffe weisen eine sofortige Haftung gegenüber einer Oberfläche
auf, und diese Eigenschaft wird häufig als "Schnellhaftung" ("quick tack") bezeichnet. Sie müssen außerdem
eine hohe Beständigkeit gegen eine Ablösung bzw. ein Versagen aufweisen, wenn sie nach ihrem Aufbringen Scherkräften
ausgesetzt werden. Diese Eigenschaft wird als "Scher-Adhäsion"bezeichnet„ Außerdem müssen sie eine ausgezeichnete
Bindungsfestigkeit aufweisen, die als "Abzugsfestigkeit" ("peel") bezeichnet wird. In der nachfolgenden
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Beschreibung werden zur Kennzeichnung der Eigenschaften
eines Haftklebstoffs die eben erläuterten Begriffe im angegebenen Sinne verwendet. Handelsübliche Haftklebstoffe
bestehen bisher im allgemeinen aus einem Polymer-System
auf Acrylatester- oder Vinylester-Basis mit wechselnden Mengen anderer Comonomerer, z.B. polyfunktioneller oder
adhäsions-fordernder Comonomerer, die zugesetzt werden,
damit die gewünschten Eigenschaften erhalten werden.
Die jüngeren Entwicklungen auf dem Gebiet der Wegwerfwindeln
führten zu einem Bedarf an Haftklebebändern, wobei jedoch viele Haftklebstoffe für diesen Anwendungszweck nicht geeignet sind, da die Haftklebstoffe die
Scherkräfte nicht aushalten, die bei einer derartigen Verwendung auftreten. Obwohl zahlreiche Versuche unternommen
wurden, die Scherfestigkeit des Polymer-Systems zu steigern, wurde im allgemeinen beobachtet, daß die
Schnellhaftung und die Abzugsfestigkeitswerte für die erhaltene Haftung sich verschlechtern, wenn die Scher-
20 festigkeit verbessert wird.
Ein weiterer praktischer Anwendungsbereich, für den hervorragende Haftklebstoffe erforderlich sind, ist das
Gebiet der Daueretiketten.. Derartige Etiketten müssen gut kleben und ihre Bindungsfestigkeit bewahren. Es
ist dabei erforderlich, daß sie hohe Scherkräfte aushalten, da derartige Etiketten häufig solchen hohen
Scherkräften ausgesetzt sind.
OQ In den nachfolgenden Patentschriften wird eine Vielzahl
von Haftklebstoffen beschrieben, die Systeme auf Acrylester-,
Vinylester- oder Vinylacetat-Basis sind. So beschreibt die US-PS 3 971 766 einen Haftklebstoff, der
ein Copolymeres aus einem Alkylacrylat mit 2-6 Mol.-%
ge Acryl- oder Methacrylsäure sowie 0,02 bis 0,05 Mol.-%
eines polyfunktionellen ungesättigten Monomeren, z.B.
Diallylphthalat oder Polyethylenglykoldimethylacrylat zur Erhöhung der internen Kohäsionsfestigkeit enthält.
Die US-Reissue-Schrift 24 906 beschreibt einen Haftklebstoff auf Acrylbasis, der durch Polymerisieren eines
nicht-tertiären Acrylatesters mit einem copolymerisierbaren Monomeren mit stark polaren Gruppen wie beispielsweise
Acrylsäure oder Methacrylsäure gebildet wurde. Typische verwendete Ester sind Isoamylacrylat,
.2-Ethylbutylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat. Die Polymeren
werden durch Emulsionspolymerisation unter Verwendung eines alkylierten Arylpolyether-natriumsulfats
als Tensid hergestellt. .
Die US-PS 4 185 050 beschreibt einen Haftklebstoff, der
ein Terpolymeres eines Alkylacrylats, eines Vinylesters und einer ethylenisch ungesättigten Carbonsäure umfaßt.
Der Haftklebstoff umfaßt eine Mischung einer Vielzahl von Terpolymeren, die aus den obigen Monomeren gebildet
20 sind, wobei jedes Terpolymere in einen spezifischen Molekulargewichtsbereich fällt.
Die US-PS 3 988 997 beschreibt Haftklebstoffe aus gegenseitigen
Polymeren von Acrylaten und Acrylsäure
unter Verwendung eines di-, tri- oder tetra-funtionellen
Vinyl-Vernetzungsmittels zur Steigerung der Kohäsionsfestigkeit
des Polymeren. Die Haftklebstoffe werden durch Emulsionspolymerisation gebildet, und es
werden anionische, kationische, nicht-ionische oder amphotere Emulgatoren und Tenside als wirksame Stabilisatoren
für das Polymerisationsmedium vorgeschlagen.
Die US-PS 3 697 618 beschreibt einen acrylischen Haftklebstoff , der aus einem Vinylester einer gesättigten
Monocarbonsäure, z.B. Vinylacetat, einem Alkylacrylat,
z.B. einem mit 4-14 Kohlenstoffatomen wie beispielsweise
-9-
2-Ethylhexylacrylat oder Dodecylacrylat und einer d. , ßethylenisch
ungesättigten Dicarbonsäure besteht, wobei das Vinylacetat in einem Anteil von 20-60 Gew.-% vorliegt,
wenigstens 35% Alkylacrylat und von etwa 0,3 bis
5 5% Säure vorliegt.
Die US-PS 3 890 292 beschreibt einen Haftklebstoff, der
ein Alkylacrylat, eine«(, ß-ungesättigte Carbonsäure wie
Acrylsäure oder Methacrylsäure, einen Vinylester, z.B. Vinylacetat (10-40 Gew.-%) sowie einen Weichmacher
wie Dibutylphthalat umfaßt. Es werden Emulsionspolymerisations-Techniken angewandt.
Die US-PS 3 654 213 beschreibt einen Haftklebstoff,
der eine Polymerbasis aus 2-Ethylhexylacrylat, Vinylacetat, Acrylsäure und einem gemischten Vinylester einer
Alkan-Carbonsäure mit 10-12 Kohlenstoffatomen umfaßt.
Die US-PS 3 257 478 beschreibt Haftklebstoffe, die Vinylacetat,
Octylacrylat, Ethylacrylat und Maleinsäurean-. hydrid umfaßt. Zusätzlich sind vernetzbare Monomere wie
N-Methylolacrylamid enthalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Haftklebstoff zu schaffen, der sich gleichzeitig
durch ausgezeichnete Abzugs^Adhäsionsfestigkeiten, Schnellhaftung und Scher-Adhäsionsfestigkeit auszeichnet.
Diese Aufgabe wird durch Haftklebstoffe gemäß den Patentansprüchen
sowie Polymere, die die Basis derartiger Haftklebstoffe bilden und Verfahren zur Herstellung derartiger
Polymerer gelöst.
Die durch den erfindungsgemäßen Haftklebstoff erreichte
Verbesserung beruht auf der Verbesserung eines Basis-Polymer-Systems, das ein Copolymeres aus einem Alkylacry-
-ΙΟΙ lat oder einem Vinylester oder beiden gleichzeitig, einem
Comonomeren mit Säuregruppen sowie einem polyfunktionellen
copolymerisierbaren Monomeren ist. Die bei einem solchen Polymeren erreichte Verbesserung beruht in erster
Linie darauf, daß man ein solches Polymerisations-System auf dem Wege der Emulsionspolymerisation erzeugt und diese
Emulsionspolymerisation in Gegenwart eines besonderen Stabilisator-Systems durchführt,. das ein ethoxyliertes acetylenisches
Glykol der allgemeinen Formel . "
__<Lc s C--6--R
H(0CH2CH2)yi
1 4
in der R +R Alkylreste mit 3-10 Kohlenstoffatomen,
in der R +R Alkylreste mit 3-10 Kohlenstoffatomen,
2 3
R +R Methylreste und/oder Ethylreste sind und χ und y in der Summe einen Wert von 3-60 aufweisen, sowie einen teilweise acetylierten Polyvinylalkohol um faßt.
R +R Methylreste und/oder Ethylreste sind und χ und y in der Summe einen Wert von 3-60 aufweisen, sowie einen teilweise acetylierten Polyvinylalkohol um faßt.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Haftklebstoffe sind:
- ihre extrem hohe Scherfestigkeit, ohne daß gleichzeitig Verschlechterungen im Bereich der Abzugsfestigkeit
oder der Schnellhaftung zu beobachten sind;
- die Möglichkeit, daß sie Klebstoffe auf Wasserbasis sein können und für eine leichte und wirksame Anwen-
30 dung ausgelegt werden können;
- daß sie eine sehr gute Schnellhaftung und Abzugsfestigkeit aufweisen und besser als die im Handel erhältlichen
Haftklebstoff-Systems sind oder wenigstens bei
35 einem Vergleich mit derartigen Systemen vorteilhaft abschneiden.
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Damit ein Haftklebstoff kommerziell verwendet werden kann,
muß dieser eine Vielzahl von Eigenschaften aufweisen, wobei jedoch ein jeder solcher Haftklebstoff drei Grundeigenschaften
aufweisen muß: nämlich eine hohe Bindungsfestigkeit, die zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten
gegeben sein muß, nämlich 1) beim erstmaligen Aufbringen auf eine Oberfläche, sowie 2) nach der Aushärtung oder
Bindungsbildung. Außerdem muß er eine hohe Scherfestigkeit aufweisen. Die zwei der Bindungsfestigkeit zugerechneten
Eigenschaften werden als "Schnellhaftung" ("quick tack") und Abzugsfestigkeit ("peel") bezeichnet, und sie müssen
beide hoch sein, z.B. Werte von 7,01 N/cm (4 lbs./linear inch), damit ein Haftklebstoff für Klebebänder geeignet
ist, insbesondere auf dem Gebiet der Wegwerfwindeln und der Daueretiketten. Eine dritte Eigenschaft, die ein
kommerzieller Klebstoff aufweisen muß, ist eine ausgezeichnete Kohäsionsfestigkeit, so daß er beim Anlegen
einer Scherkraft seine Integrität behält. Handelsübliche Haftklebstoffe sollten einen Scherwiderstand von mehr als
3000 Minuten, vorzugsweise mehr als 6000 Minuten aufweisen, gemessen mit einem 500 g Gewicht und einem Kontakt
von 1,27 cm χ 1,2 7 cm (0,5 inch χ 0,5 inch). Viele der üblichen Acrylat-Polymer-Systeme enthalten Weichpolymer-Segmente,
und obwohl diese Systeme eine gute Schnell-
25 haftung und gute Abzugsfestigkeit aufweisen, zeigen
sie häufig extrem niedrige Scherfestigkeiten oder Scherwiderstände.
Oftmals wurde Vinylacetat in das Polymer-System eingearbeitet, um die Kohäsionsfestigkeit des
Polymeren zu steigern, wobei jedoch für eine Anzahl von Anwendungen die Scherfestigkeit des Polymeren weiterhin
zu niedrig war. Außerdem wurden auch vernetzende. Monomere, z.B. Diallylphthalat, zugesetzt, um den Scherwiderstand
zu verbessern.
Das erfindungsgemäße Polymer-System bedeutet gegenüber
den üblichen Haftklebstoff-Systemen eine Verbesserung,
indem die Scherfestigkeit des Polymer-Systems gesteigert wird, ohne daß die anderen Eigenschaften wie die Klebrigkeit
und die Abzugsfestigkeit nennenswert beeinträchtigt werden. Das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete
Polymere wird durch Emulsionspolymerisation erzeugt und es beruht auf der Verwendung eines Stabilisator-Systems,
das ein ethoxyliertes acetylenisches Glykol sowie einen teilweise acetylierten Polyvinylalkohol umfaßt.
Es wurde gefunden, daß das ethoxylierte acetylenische tertiäre Glykol, insbesondere wenn es mit einem Polyvinylalkohol
als Schutzkolloid gekoppelt ist, die Scherfestigkeit oder den Scherwiderstand des erhaltenen Polymeren
wesentlich steigert, wenn man das gleiche Polymer-System zum Vergleich heranzieht, wenn es mit üblichen
Stabilisatoren wie ausschließlich Polyvinylalkohol oder Polyvinylalkohol in Kombination mit nicht-ionischen
Tensiden hergestellt wurde.
Die Ethylenoxid-Addukte von acetylenischen tertiären Glykolen, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet
werden, werden durch die nachfolgende allgemeine Strukturformel wiedergegeben:
" " R2 .R3 -
2κ R1 —C—CS C—t—R
H(OCH2CH2)y0
1 4
in der R und R Alkylreste mit 3-10 Kohlenstoffatomen und R und R Methylreste und/oder Ethylreste sind, und in der χ und y als Summe genommen einen Wert im Bereich von 3-60 aufweisen. In den bevorzugten Fällen sind R und R jeweils Alkylreste mit 3 oder 4 Kohlenstoff-
in der R und R Alkylreste mit 3-10 Kohlenstoffatomen und R und R Methylreste und/oder Ethylreste sind, und in der χ und y als Summe genommen einen Wert im Bereich von 3-60 aufweisen. In den bevorzugten Fällen sind R und R jeweils Alkylreste mit 3 oder 4 Kohlenstoff-
2 3 atomen und R und R sind Methylgruppen. Weitere Bei-
spiele und Synthesetechniken zur Herstellung derartiger Addukte sind in den US-PSen 3 268 593 und 3 293 191
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angeführt, deren Inhalt durch ausdrückliche Bezugnahme als Teil der vorliegenden Offenbarung anzusehen ist.
Ethoxylierte tertiäre acetylenische Glykole für die Emulsionspolymerisation
werden im allgemeinen als eine Mischung oder Kombination verwendet, die ein hoch-ethoxyliertes
System (30 mol) und ein weniger ethoxyliertes System, z.B. (10 mol) umfassen. Wie bekannt ist, fällt
das weniger ethoxylierte System bei der Polymerisationstemperatur,
z.B. bei 700C aus, und es wird daher mit einer
höher-ethoxylierten Form gekoppelt, da diese Form bei der Reaktionstemperatur thermisch stabil ist. Da jedoch bekannt
ist, daß die höher-ethoxylierte Form eine niedrigere
Benetzbarkeit als die weniger ethoxylierte Form aufweist, wählt man eine geeignete Gleichgewichtsmischung zwischen
den tertiären acetylenischen Glykolen, um eine Anpassung an das Reaktionsmedium zu erreichen.
Der zweite Bestandteil des Stabilisatorsystems ist ein
teilweise hydrolisierter Polyvinylalkohol. Wie bekannt ist, dient er bei der Emulsionspolymerisation als Schutzkolloid. Üblicherweise beträgt der Hydrolisationsgrad
des Polyvinvlalkohols, wenn er als Schutzkolloid verwendet wird, 80 bis .90%.
Bei dem Emulsionspolymerisations-Verfahren wird das
Ethylenoxid-Addukt des acetylenischen tertiären Glykols in einer Menge eingesetzt, die ausreicht, um die Scheradhäsion
oder den Scherwiderstand des erhaltenen Copolymeren zu steigern. Typischerweise liegt diese Menge im
Bereich von etwa 1 bis 4 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht
der Monomeren, und vorzugsweise im Bereich von etwa 2 bis 3 Gew.-%. Wenn die Konzentration der Ethylenoxid-Addukte
des acetylenischen Glykols unter etwa 1 Gew.-% der Monomeren absinkt, liegt im allgemeinen nicht genug
Tensid vor, um den Scherwiderstand wesentlich zu steigern.
Wenn die Konzentration etwa 4% überschreitet, werden keine nennenswerten Vorteile erreicht oder vermutlich beobachtet,
und zwar im Hinblick auf die Gesamteigenschaften des Haftklebstoffs. Es kann zwar sein, .daß der Scherwiderstand
ansteigt, wobei es jedoch gleichzeitig zu einer Abnahme der Abzugsfestigkeit kommen dürfte.
Der Polyvinylalkohol wird dem Stabilisator-System in einer Menge' von etwa 1-4 Gew.-% der Monomeren zugesetzt.
IQ Der Polyvinylalkohol zeigt die Neigung, zu einem Polymeren
zu führen, das einen höheren Anteil unlöslicher Bestandteile aufweist als Polymere, die ohne ihn erzeugt
wurden. Um den in dem Klebstoff erwünschten prozentualen Anteil an unlöslichem Bestandteil zu erzeugen, d.h.
15 45-65 Gew.-% in Toluol, wird der Polyvinylalkohol in
einer Menge von etwa 1,5-3,5 Gew.-% der Monomeren eingesetzt, wobei das ethoxylierte acetylenische Glykol 1,5-3,5
Gew.-% der Monomeren beträgt.
Das Polymere des Haftklebstoffs enthält irgendein Acrylat-
oder Vinylester-Monomeres oder Monomere beider Typen, wie sie' in Haftklebstoffen verwendet werden, üblicherweise
verwendete Estertypen sind C2_,-Alkylester
der Acrylsäure oder Methacrylsäure. Andere Typen umfassen Vinylester, bei denen der Ester von 1-4 Kohlenstoffatome
aufweist. Repräsentative Beispiele für AlkyTester
der Acrylsäure und der Methacrylsäure sind Butylacrylat,
Amylacrylat, Hexylacrylat, Decylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat,
Nonylacrylat usw. Repräsentative Vinylester
30 sind Vinylacetat, Vinylpropionat und Vinylbutyrat.
Es werden Kombinationen von Monomeren gewählt, damit das Polymere eine "Weichheit" bei Raumtemperatur aufweist,
die sich als Wert Tg (Glasübergangstemperatur) des PoIymeren
von -100C oder darunter äußert. Typischerweise
liegt der Wert für Tg im Bereich von etwa -20 bis -35°C
bei derartigen Polymer-Systemen. Somit kann es bei der
Verwendung eines ein hartes Polymeres bildenden Monomeren in dem System erforderlich sein, dessen Wirkung etwas
abzuschwächen, indem man ein ein weicheres Polymeres bildendes Monomeres einarbeitet oder die Menge des ein
weiches Polymeres bildenden Monomeren erhöht. Wenn beispielsweise ein hoher' Anteil an Vinylacetat verwendet
wird, was zu einem zähen Polymeren mit verminderter Abzugsfestigkeit
führt, kann es erforderlich sein, zu höhermolekulargewichtigen Acrylatestern oder Diestern
überzugehen, um das Polymere bis zum gewünschten Wert zu erweichen.
Diester können bei der Verwirklichung der vorliegenden Erfindung auch Dialkylacrylatester ersetzen, wobei derartige
Ester im allgemeinen C._14, vorzugsweise Cfi_1?-
Diester von <*, ß-ethylenisch ungesättigten Dicarbonsäuren
sind. Diese Ester werden eingesetzt, um dem Klebstoff eine Schnellhaftung zu verleihen, und zu derartigen Estern
gehören Dihexylmaleat, Dihexylfumarat, Dioctylmaleat,
Dibutylmaleat, Dioctylfumarat usw. Angesichts der Tatsache, daß diese Monomeren dem Copolymeren aus Gründen
der Verbesserung der Schnellhaftung zugesetzt werden,können sie auch zusätzlich oder als Ersatz für das Alkylacrylat
verwendet werden. Obwohl Vinylacetat das Alkylacrylat
oder den Ester einer ungesättigten Dicarbonsäure ersetzen kann, ist es bevorzugt, daß der Haftklebstoff
eine wesentliche Menge an Alkylacrylat oder einen Diester einer ungesättigten Dicarbonsäure oder beide
Monomere enthält, um eine gute Schnellhaftung und gute Abzugseigenschaften zu sichern. Jeder der genannten Ester
wird dann mit Vinylacetat kombiniert, damit ein Polymeres erhalten wird, das einen Tg-Wert im angegebenen Bereich
und die erforderliche Weichheit für eine gute Schnellhaftung und gute Abzugsfestigkeit aufweist. Dioctylmaleat
hat sieh als ganz besonders wirksamer Diester zur Ver-
Wendung mit Vinylacetat bei der Herstellung eines Haftklebstoffes
erwiesen.
Die Vinylester-, Acrylatester- oder Diester-Kombination wird in das Polymer-Systern in einer Menge von 96,6 bis
99,4 % eingearbeitet, und die Restmenge wird von anderen Monomeren gebildet, zu denen polyfunktionelle ungesättigte,
haftverbessernde Monomere gehören. In den meisten Fällen enthält das Polomere von etwa 25,9 bis
50,3% Vinylacetat und von etwa 49,1 bis 71,7% Acrylat oder Diester. Da hohe Anteile an Vinylacetat in dem
Polymeren die Abzugsfestigkeit und die Schnellhaftung vermindern, ist es bevorzugt, eine geringere Menge an
Vinylacetat zu verwenden und die Kohäsionsfestigkeit des Polymeren durch Zugabe von größeren Mengen an polyfunktionellen
copolymerisierbaren Monomeren, Polyvinylalkohol oder ethoxyliertem acetylenischem Glykol oder
aller genannten Bestandteile zu verbessern.
Das polyfunktionelle Monomere wird in das Polymer-System
eingearbeitet, um die interne Kohäsionsfestigkeit des Haftklebstoffes zu verbessern. Dieser Typ von Monomeren
führt zu einer internen Vernetzung im Polymer-System, wenn es sich ausbildet, und zwar anders als bei einer
25 Vernetzung des Polymer-Systems nach seiner Synthese,
wenn eine Nachhärtung erfolgt. Die bevorzugten polyfunktionellen ungesättigten Monomeren sind Polyviny!monomere
oder polyallylische Monomere. Diese Monomere können di-, tri- oder tetrafunktionelle ungesättigte Systeme
sein, und zu ihnen gehören Divinylbenzol, Divinyladipat, Diallylphthalat, Diallylmaleat, Diallylfumarat,
Triallylcyanurat u.dgl. Derartige polyfunktionelle Monomere werden in einer geringen Menge verwendet, im allgemeinen
von etwa 0,1 bis 0,4 Gew.-% des Polymer-Systems.
Wenn mehr als 0,4 Gew.-% der polyfunktionellen Polymere
verwendet wird, beispielsweise eines triallylischen Mo-
3329C99
nomeren kann zwar die Kohäsionsfestigkeit des Polymeren gesteigert
werden, oftmals wird jedoch gleichzeitig die Abzugsfestigkeit vermindert. Verglichen mit tri - oder tetrafunktionellen
Systemen können zur Erreichung einer Kohäsions-
5 festigkeit höhere Anteile an Monomeren des zweifach ungesättigten Systems erforderlich sein.
Ein bei der Herstellung des Haftklebstoffs verwendeter
vierter Bestandteil ist eine adhäsionsfordernde unge-
IQ sättigte Polycarbonsäure. Die bei der Herstellung von
Haftklebstoffen üblicherweise verwendeten Carbonsäuren,
die auch gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, umfassen von etwa 3-6 Kohlenstoffatome und sind
aliphatischer Natur. Beispiele für ungesättigte Säuren, die für das Polymer-System geeignet sind, sind Säuren der
Acrylsäureserie wie Acrylsäure und Methacrylsäure; Crotonsäure, Maleinsäure u.dgl. Aus Gründen der Bequemlichkeit
wird dabei Acrylsäure bevorzugt. Die Säurefunktion wird dabei in einer adhäsionsfordernden Menge von etwa
0,5 bis 3,0Gew.-% des Polymer-Systems eingesetzt. Die Kombination eines Carboxylgruppen enthaltenden Monomeren
mit polyfunktionell ungesättigten Monomeren steigert den Schwerwiderstand, wobei die Säurefunktionen eine Neigung
zeigen,· außer dem Scherwiderstand auch die Abzugsfestig-
25 keit und die Schnellhaftung zu verbessern.
Wie sich sofort aus dem Stand der Technik ergibt, sind Monomere der angegebenen vier Klassen im Polymer-System
zur Verwendung als Haftklebstoff gut bekannt,
go Die eingangs bei der Schilderung des Standes der Technik angegebenen Patentschriften, die Systeme auf Polymerbasis
beschreiben, sind somit durch ausdrückliche Bezugnahme als Teil der vorliegenden Offenbarung anzusehen.
gc Polymere, die für die Verwendung für Haftklebstoffe mit
bevorzugten Monomeren am besten geeignet sind, weisen
■' 3329Ü99
-18-
"unlösliche Anteile" ("insolubles"),(gemessen in Toluol bei der Rückflußtemperatur und bei Atmosphärendruck),
im Bereich von etwa 4 5-65 Gew.-% auf. Der Anteil der unlöslichen Bestandteile des Polymeren kann innerhalb des angegebenen
Bereichs gehalten werden, indem man das Verhältnis des polyfunktionellen ungesättigten Monomeren
.gegenüber der ungesättigten Säure variiert und außerdem den Anteil des Stabilisators und das Verhältnis der Bestandteile
des Stabilisator-Systems steuert. Beispielsweise führt die Verwendung eines hohen Anteils an Polyvinylalkohol
oder polyfunktionellem ungesättigtem Monomeren dazu, daß' sich j der Gehalt an unlöslichen 'Bestand^-
teilen des Polymeren erhöht, verglichen mit Polymeren, die mit geringen Anteilen an Polyvinylalkohol oder polyfunktioneilen
unge4ättigten Monomeren erzeugt wurden. Polymere mit einem geringen Anteil an unlöslichen Bestandteilen,
z.B. weniger als etwa 45%, neigen zu einer verminderten Scherädhäsion.
Polymerb
20 Eine bevorzugte hält im allgemeinen1
asis für den Haftklebstoff entin Gewichts-%:
Ungesättigte Diester, z.B. Dioctylmaleat Vinylacetat
25 polyfunktipnelles allylisches ungesättigtes
Monomeres, insbesondere Triallylcyanurat ungesättigte Carbonsäure, z.B. Acrylsäure
56,6-65% 34,4-40%
0,1- 0,4%; 0,5- 3,0%;
on Das Stabilisator-System umfaßt 1-4% des ethoxylierten
Addukts des tertiären acetylenischen Glykols und 1-4% Polyvinylalkohol, bezogen auf das Gewicht der Monomeren.
Die Copolymeren, die die Basis der wäßrigen Haftklebstoff-Dispersionen
der vorliegenden Erfindung bilden, werden nach üblichen Emulsionspolymerisations-Techniken erzeugt. Bei einer
Q Ί 1 G r G Ο
ν-/ ν-» ί_ \s w ν/ vJ
-19-
solchen Polymerisation wird ein Ansatz hergestellt, der im allgemeinen aus Wasser, Stabilisatoren, Puffern und
Monomeren besteht, und dann bei üblichen Temperaturen polymerisiert. Temperaturen für die Polymerisation von
Estern des beschriebenen Typs liegen im Bereich von etwa 20-800C. Im Hinblick auf den Unterschied der Polymerisationsgeschwindigkeit
bei vielen der verschiedenen Monomeren kann es vorteilhaft sein, die Zugabe solcher Monomerer,
die eine hohe Polymerisationsgeschwindigkeit aufweisen, in das Polymerisationsmedium zu verzögern
- (Kontinuierliche oder portionsweise Zugabe). Beispielsweise weisen die Acrylmonomeren eine sehr viel höhere
Reaktionsgeschwindigkeit auf als Vinylacetat und werden daher dem Reaktions-System häufig während der Polymerisa-
15 tion verzögert zugesetzt.
Nachfolgend werden die Erfindung und die durch sie erzielten Vorteile anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert,
wobei die Beispiele keine Einschränkung des Schutzbereiches bedeuten sollen. Alle angegebenen Teile sind Gewichtsteile und alle Prozentangaben betreffen Gewichtsprozent,
es sei denn, es ist etwas anderes angegeben.
25 .
Eine wäßrige Haftklebstoff-Formulierung wurde hergestellt,
indem ein Reaktor aus nichtrostendem Stahl von 3,791 (1 gal) mit Stickstoff gespült wurde. Danach wurde der Reaktor
zuerst mit der folgenden Mischung beschickt, die enthielt: Gewichtsteile
1. Eine 10%ige wäßrige Lösung, die einen"
teilweise hydrolysierten (87-89%) 492,7
Polyvinylalkohol enthielt, wobei die Lösung eine Viskosität von 4-6 mPa.s
35 aufwies
-20-2. Entionisiertes Wasser 664
3. Ethylenoxid-AdduJct von 2,4,7,9-Tetramethyldecindiol,
das im Durchschnitt 3 mol Ethylenoxid pro mol des ober- 11,4
flächenaktiven Mittels enthielt und einen Trübungspunkt von etwa 1000C
aufwies *
4. Ethylenoxid-Addukt von 2 , 4 , 7,9-Tetramethyldecindiol,
'das im Durchschnitt 10 mol Ethylenoxid pro mol des ober- . 23,9 flächenaktiven Mittels enthielt**
5. Fe(III)sulfat . 7H2O in Form einer
0,1%igen wäßrigen Lösung 11,4
6. Vinylacetat 303
7. Dioctylrnaleat 518
* Ein unter dem Warenzeichen Surfynol 485 vertriebenes Produkt.
** Ein unter dem Warenzeichen Surfynol 465 vertriebenes Produkt.
Nachdem der Reaktor mit den Bestandteilen 1-7 beschickt worden war, wurden 28,5 Gewichtsteile einer 10%igen Lösung
von t-Buty!hydroperoxid in den Behälter gepumpt; QQ der Behälter wurde danach verschlossen und mit Stickstoff
auf einen überdruck von 3,45 bar gebracht. Der Rührer, der ein'Turbinenblatt-Rührer war, wurde auf eine Umdrehungsgeschwindigkeit
von etwa 800 min eingestellt. Die Temperatur wurde auf 55°C erhöht. Nachdem die Tem-
Q5 peratur einen stationären Zustand erreicht hatte, wurde
eine 4,4%ige wäßrige Lösung von Natriumformaldehydsulfoxy-
lat, die mit Natriumacetat gepuffert war, mit einer Geschwindigkeit
von 1,5 ml/min in den Reaktor eingespeist. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Polymerisation gestartet.
Nachdem die Polymerisation einmal gestartet war, wurde die Zugabegeschwindigkeit des Natriumformaldehydsulfoxvlats
auf etwa 1,1 bis 1,2 ml/min für einen Zeitraum von etwa 215 Minuten vermindert. Danach wurde mit einer Geschwindigkeit
von etwa 14,7 ml/min eine mit Verzögerung eingebrachte Monomeren-Ansatzmischung eingespeist. Die
mit Verzögerung eingebrachte Monomeren-Ansatzmischung bestand aus 294,8 Teilen Vinylacetat, 509,8 Teilen Dioctylmaleat,
16,4 Teilen Acrylsäure und 3,94 Teilen Triallylcyanurat. Sie wies ein Volumen von etwa 880 ml auf
und wurde innerhalb eines Zeitraums von etwa 120 Minuten zugegeben. Um die Reaktion zu unterhalten, wurden innerhalb
eines Zeitraums von 215 Minuten 115 ml eines 10%igen t-Butylhydroperoxid-Katalysators zugesetzt.
Die Umsetzung erfolgte auf die übliche Emulsions-Polymerisationsweise,
wobei die Verfahrenstemperatur durch Steuerung der Temperatur des Heizmantels auf 55°C gehalten
wurde. Nach etwa 3 Stunden verminderte sich die Wärmeentwicklung der Reaktion, was anzeigte, daß die
Polymerisation in etwa vollständig war, und zu diesem Zeitpunkt wurde eine geringe Menge (4,8 ml) Vinylacetat
innerhalb eines Zeitraums von 5 Minuten zugesetzt. . Diese Zugabe diente der Entfernung von Restmengen an
Dioctylmaleat im System. Nachdem die Polymerisation abgeschlossen war, wurde der Inhalt des Behälters auf
3O0C abgekühlt und aus dem Reaktor entfernt. Das erhaltene
Produkt wurde dann mit einer 14%igen wäßrigen Ammoniumhydroxidlösung eingestellt, indem der pH-Wert von
etwa 3-4,2 auf einen Bereich zwischen 5,5 und 6,5 angehoben wurde.
Es wurde der prozentuale Anteil unlöslicher Bestandteile
im erhaltenen Polymeren dadurch gemessen, daß die Löslichkeit in Toluol bei Rückflußtemperatur und Atmosphärendruck
bestimmt wurde. Das erhaltene Polymere wies einen Anteil von 48% unlöslicher Bestandteile auf. Der Tg-Wert
5 lag bei etwa -220C.
Das in Beispiel 1 beschriebene allgemeine Polymerisations-·
Verfahren wurde wiederholt, außer daß Reaktoren von
3,79 1 (1 Gallon) und 56,8 1 (15 Gallon) verwendet wurden und daß bei den einzelnen Durchgängen verschiedene
Mengen von Monomeren und verschiedene Tenside (Typen und Mengen) verwendet wurden. Aus Gründen der Bequemlichkeit
wurde das polyfunktionelle ungesättigte Monomere bei der Berechnung der prozentualen Anteile nicht als Monomeres
berücksichtigt, so daß sein Anteil auf 100 Gewichtsteile der anderen Monomeren bezogen ist. Die Tabellen 1 und 2
fassen die Variablen des Reaktions-Systems, zusammen.
In den Tabellen bedeuten DOM Dioctylmaleat, TAC Triallylcyanurat,
AA Acrylsäure, PVOH Polyvinylalkohol eines Hydrolysegrades von 87-89% und VAC Vinylacetat. Die ver-•
wendeten Igepal-Tenside waren CO 630, das ein Polyoxyethylen-nonyl-phenylether
mit einem Trübungspunkt zwisehen 52,2 und 57,2°C (126 und 135°F) ist, und CO 887, das
ein ähnlicher Ether ist, jedoch einen Trübungspunkt oberhalb von 1000C (212°F) aufweist. Die Tenside wurden
in einem üblichen Gewichtsverhältnis von 887/630 von etwa 1/1,47 verwendet. Das Gewichtsverhältnis von Surfynol
485/465 betrug 1/2,10, bezogen auf eine aktive Basis.
Die Bewertung der Hafteigenschaften erfolgte so, daß
eine 0,0762- mm (3 mil) Mylar-Folie verwendet wurde, und
daß die Verfahren gemäß PSTC (Pressure Sensitive Tape Council) angewandt wurden. Die angewandten Test-Verfahren
waren: Abzugsfestigkeit gemäß PSTC-1, ausgedrückt in
N/cm (pounds/linear inch), 178° Scherung/Adhäsion gemäß
PSTC-7 unter Verwendung eines 500 Gramm-Gewichts und einer Kontaktfläche von 1,27 χ 1,27 cm (0,5 inch χ 0,5 inch)
und die Schlingenklebrigkeit in N/cm (pounds/linear inch). 5
Die Klebrigkeit wurde an einem Streifen von 2,54 χ 12,7 (1 inch χ 5 inch) aus einer Mylar-Folie gemessen, die
mit der Testprobe des Klebstoffs beschichtet war. Der Streifen wurde zu einer Schlinge geformt, und die Enden
wurden in die obere Spannvorrichtung eines Zugprüfgeräts
eingeklemmt. Die untere Spannvorrichtung war mit einer Platte oder einem Tisch aus nichtrostendem Stahl versehen.
Der Tisch wird angehoben, bis er eine Fläche von 2,54 cm χ 2^54 cm (1 square inch) der freiliegenden Streifenoberfläche
berührt. Er wird dann abgesenkt und die Trennkraft wird in N (pounds) gemessen.
Durch- | (1) | VAC/% | Ester/% | 5 | Polyfunktionelles | 18 · | Monomer/% Tensid | .0 | Igepal/2 | .o'1*·. | Zugabe | PVOH | T 0C | Ruhrge | bis 19 | \ | * |
ganq | (2) | 37 | DOM/63 | ,5 | Monomeres/Teile | 18 | — | .0 | 2 | .0 | 3 .0 | 65 | |||||
1 | B | 37 | DOM/63 | — | 18B | .0 | 2 | ,0 | 3.0 | 65 | schwindigkeit I | GO | |||||
2 | 37 | DOM/63 | ,5 | TAC/0. | 20 | -._ | .0 | 2 | .0 | 3.0 | 65 | 600 | GJ | ||||
3 | 37 | DOM/63 | .5 | TAC/O. | 22 | -- | .0 | 2 | .0 | 3.0 | 65 | 600 | hü CO |
||||
4 | 37 | DOM/63 | .5 | TAC/0. | ,24 | -- | .0 | 2 | .0 | 3.0 | 65 | 600 | CD | ||||
5 | 37 | DOM/63 | .5 | TAC/0. | ,18 | -- | .0 | 2 | .0 | 3.0 | 65 | 600 | CO CO |
||||
6 | 37 | DOM/63 | .5 | TAC/0. | .20 | -- | .0 | 2 | .0 | 3.0 | 65 | 600 | |||||
7 | 36.5 | DOM/62. | TAC/0. | .18 | AA/1 | 2 | .0 . | 3.0 | 65 | 600 | |||||||
8 | 36.5 | DOM/62. | TAC/0. | .2 | AA/1 | 2 | ;o | 3.0 | 65 | 600 | |||||||
9 | 36 | DOM/62 | CO88 7 und | TAC/0, | .2 | AA/2 | : 1 | Surfynol/2 | .0<2) | 3.0 | 65 | 600 | |||||
10 | 36.5 | DOM/62, | Surfynol 485 und | TAC/0, | .2 | AA/1 | ,1 | Igepal/2 | .0 | 3.0 | 65 | 600 | |||||
1.1 | 36.5 | DOM/62, | TAC/0 | .2 | AA/1 | zu der | 2 | .0 | 3.0 | 65 | 600 | ||||||
12 | 36.5 | DOM/62 | TAC/0 | .2 | ΑΛ/1 | 2 | • 0 | 3.0 | 65 | 600 | |||||||
13 | 36.5 | DOM/62 | TAC/0 | AA/1 | 2 | .0 | 3.0 | 65 | 800 | ||||||||
14 | 36.5 | DOM/62 | TAC/0 | ΛΑ/1 | 3.0 | 55 | 800 | ||||||||||
15 | TAC/0 | 800 | |||||||||||||||
,47 - Durchgänge 1 | 800 | ||||||||||||||||
Igepal | .-Verhältnis 1 | 0 | bis 10 | und 12 | |||||||||||||
CO6 30, Gew | 46 5, Gew.-Verhältnis 1:2 | verzögerten | |||||||||||||||
Vollständiger Ansatz im Unterschied | |||||||||||||||||
Durch gang VAC/% |
36.75 | Ester/% | U CAR 173 | 296 | Polyfunktionelles Monomeres/Teile |
5 | TAC/0. | 22 | Monomer/% | Tensid | PVOH/% | T °( |
16 | 36.75 | DOM/62. | Covinax | LC-67 | 5 | TAC/0. | 24 | AA/1.0 ' | 2.0 | 3.0 | ■ 55 | |
17 | 36.75 | DOM/62. | ähoplex | Hycar 2600X207 | 5 | TAC/0. | 26 | AA/1.0 | 2.0 | 3.0 | 55 | |
18 | 36.75 | DOM/62. | 5 | TAC/0. | 28 | AA/1.0 | 2.0 | 3.0 | 55 | |||
19 | 36.75 | DOM/62. | 5 | TAC/0. | 2 | AA/1.0 | 2.0 | 3.0 | 55 | |||
20 | 36.7.5 | DOM/62. | 5 | TAC/0. | 2 | AA/1.0 | 2.0<2> | 3.0 | 65 | |||
21 | 36.75 | DOM/62. | 5 | TAC/0. | 24 | AA/1.0 | 2.0<2) | 3.0 | 55 | |||
22 | 36.75 | DOM/62. | 5 | TAC/0. | .28 | AA/1.0 | 2.0<2> | 3.0 | 55 | |||
23 | 36.75 | DOM/62. | 75 , | TAC/0. | .25 | AA/1.0 | 2.0<2) | 3.0 | 55 | |||
24 | 36.5 | DOM/62. | 5 | TAC/0 | ΑΛ/0.5 | 3.0{2) | 2.0 | 55 | ||||
25 | 36.5 | DOM/62. | Ϊ, | TAC/0. | .25 | AÄ/1.0 | 3.0(2) | 2.0 | 55 | |||
26 | 37 | DOM/62. | TAC/0 | .25 | ΛΛ/1.0 | 3.0<2) | 2 .0 | 65 | ||||
27 | 36.5 | DOM/63 | 5 | TAC/0 | .32 | • AA/0 | 3.0(2) | 2.0 | 55 | |||
28 | 36.5 | DOM/62. | .5 | TAC/0 | .30 | ΛΑ/1.0 | 3.0<2) | 2.0 | 55 | |||
29 | 36.5 | DOM/62. | .5 | TAC/0 | .30 | AA/1.0 | 3.0<2) | 2.0 | 55 | |||
30 | 36.5 | DOM/62. | ,5 | TAC/0 | .30 | ΛΑ/1.0 | 3.0(2) | 2.0 | 55 | |||
31 | 43 | DOM/62. | TAC/0 | .14 | ΑΛ/1.0 | 3.0(2> | 2.0 | 55 | ||||
32 | DOM/57 | __ | 3.0(2) | 2.0 | 55 | |||||||
33 | ||||||||||||
34 | ||||||||||||
3 5 | ||||||||||||
36 |
Rührgeschwindiqkeit min
800 800 800 800 BOO 800 000 800 800
800
800
800 220 220 220 220 800
Ln I
CD O CO CO
(3) 56,8 1 (15 gallon)-Reaktor
Durch gang 1 |
% UNL 0 |
2 | 48 |
3 | 53 |
4 . | 57 |
5 | 60 |
6 | 56 |
7 | 59 |
8 | 53 |
9 | 55 |
10 | 57 |
11 | 59 |
12 | 54 |
13 | 50 |
14 | 43 |
15 | 44 |
16' | 44 |
17 ■ | 48 |
18 | 50 |
19 | 55 |
20 | 42 |
21 | 47 |
22 | 57 |
23 | 53 |
24 | 46 |
25 | 0 |
26 | 47 |
'27 | 44 |
28 | 43 |
29 | 41 |
30 | 43 |
Abzugsfestigkt. Klebrigkeit
Scherung (N/cm - (lbs/ ( ti - (lbs))
(min) inear inch))
5 15,24(8.7} 44,48(10.0) 1 390 7,53(4.3) 22,69(5.1)
1 352 8,41 (4.8) 19,57 (4.4)
1.547 6,65(3.8) 18,68(4.2)
1 593 6,48(3.7) 18,68.(4.2)
1 367 8,06(4.6) 32,03 (7.2) 1298 7,53(4.3) 19,57(4.4)
3.137 10,68(6.1) . 40,48 (9.1)
4 200 7,88(4.5) 19/13 (4.3)
5 174 9,63(5.5) 25,80 (5.8) 438 8,06(4.6) 32,03(7.2)
4 820 7,71(4.4) 33,81 (7.6) 3 050 9,11(5.2) 38,69(8.7)
2 150 8,93(5.1) 37,37 (8.4) 2 090 8,76(5.0) 34,25 (7.7) 2 270 9,81(5.6) 36,03 (8.1)
2 440 8,93(5.1) 39,14 (a. 8) 2 571 8,76(5.0) 35,14 (7.9)
6 563 8,23(4.7) 35,59 (8.ο;
2 230 8,76(5.0) 35,14 (7.9)
5 295 9,11 (5.2] 32,03 (7.2) 000 9,28(5.3) 3.1,58(7.1)
000 9,28(5.3] 26,69 (6.0)
3 273 8,93(5,1) 3.1,58 (7.1)
7 15,76(9.0) 51,15(11.5)
6 821 8,93(5.1) 35,59 (8.0)
1 200 9,98(5.7) 31,14 (7.0) 5 183 10,33(5.9) 30,25(6.8) 3 546 9,46(5.4) 32,92 (7.4)
2 378 8,76 (5.0) 31,58 (7.IJ
8,93(5.1) 32,47 ^7.3]
5,08(2.9) 13,79^3.-17
5,08^2.9) 14,23^3.2)
6,48^3.7) 17,79(4.0)
4,20 (2.4) 10,68 (2.4)
4,20(2. 4) 13,79 V3.1)
Umrechnung: 1 lbs/linear inch ist = 1,751 N/cm 1 Ib = 4,448 N
31 | 46 | 6 | 948 |
32 | 50 | 2 | 281 |
33 | U CAR 173 | 610 | |
34. | Covinox 296 | 1 | 920 |
35 | RhOpIex-LC-67 | 1 | 240 |
36 | Hycar 2600X207 | 1 | 740 |
Eine Auswertung der Tabellen 1 und 2 läßt eine Vielzahl von Merkmalen der getesteten Haftklebstoffe erkennen.
So zeigen beispielsweise die Durchgänge 1-7, obwohl bei ihnen mit einem nicht-ionischen Tensid gearbeitet
wurde, daß durch eine Steigerung der Menge des polyfunktionellen ungesättigten Monomeren, nämlich Triallylcyanurat,in
dem Polymer-System eine entsprechende Zunahme des prozentualen Anteils der unlöslichen Bestandteile
sowie der Scheradhäsion erhalten wird. Obwohl die
IQ Scheradhäsion niedrig war, waren die Werte für die
Abzugsfestigkeit und die Klebrigkeit vernünftig, d.h.
sie lagen im allgemeinen um 7,01 N/cm (4 lbs/linear inch), was für kommerzielle Systeme annehmbar ist.
Die Scheradhäsion war jedoch extrem niedrig und lag unterhalb des gewünschten Wertes von etwa. 6000 Minuten.
Die Durchgänge 8-10 zeigen, daß die Scheradhäsion gesteigert werden kann, wenn man Acrylsäure in das System
einführt, und daß die Schnellhaftung und die Abzugsfestigkeiten, verglichen mit dem System ohne Säure, z.B.
gemäß den Durchgängen 1-7, gesteigert werden können. Durchgang 11 betrifft ein Durchgang 9 vergleichbares
System, außer daß eine Mischung von Surfynolen als Stabilisatorkomponente· verwendet wurde, statt der Igepal-Mischung.
Die Versuchsergebnisse zeigen, daß der Anteil der unlöslichen Bestandteile (% UNL) beträchtlich
anstieg. Außerdem stieg auch die Schnellhaftung an. Bei den Durchgängen' 12-19 wurde wieder das Igepal-Tensid-System
als Bestandteil des Stabilisator-Systems verwendet, und wiederum wurden Haftklebstoffe mit einer
niedrigen Scherfestigkeit erhalten. Lediglich bei extrem hohen Anteilen an Triallylcyanurat wurde eine'annehmbare
Scheradhäsion erhalten, wobei jedoch die Abzugsfestigkeit mit einer Zunahme des Anteils des. Triallylcyanurats
abnahm. Bei den Durchgängen 20-24 wurde als Stabilisator-
35 bestandteil die Surfynol-Mischung verwendet, und die
Durchgänge zeigen die Auswirkungen einer Steigerung des
Triallylcyanurat-Anteils im System. Die Durchgänge 22 und 23 zeigen besonders gute Systeme, die eine Scheradhäsion
von mehr als 25 000 Minuten aufweisen, wobei gute Abzugsund Schnellhaftungs-Eigenschaften beibehalten wurden.
5
Der Durchgang 32 zeigt einen Haftklebstoff, der verglichen
mit den anderen Durchgängen einen gesteigerten Vinylacetatgehalt aufwies. Obwohl in dem System keine Acrylsäure
verwendet wurde, verminderte die gesteigerte Vinylacetat-Konzentration klar die Abzugs- und Haft-Festigkeit.
Obwohl eine höhere Scheradhäsicns-Festigkeit gegenüber den acrylsäurehaltigen Systemen, z.B. den Durchgängen
8-10, erhalten wurde, machen die Abnahmen bei der Abzugsfestigkeit und der Schnellhaftung diese Vorteile im
Hinblick auf die Scheradhäsion wieder zunichte. Es wird davon ausgegangen, daß man die Konzentration des Triallylcyanurats
und der Acrylsäure variieren kann oder ein weicheres Monomeres als Dioctylmaleat verwenden kann,
um die höheren Abzugs- und Haft-Festigkeiten zu erhalten,
es ergaben sich jedoch keine wesentlichen Gründe/ derartige Modifikationen durchzuführen.
Die Durchgänge 33-36 geben die Testergebnisse für kommerzielle
Haftklebstoffe vom Acrylat-Typ wieder. Wie aus den
Testergebnissen zu erkennen ist-, zeigen die Durchgänge 11, 22, 23, 26, 28 und 31/ die bevorzugte Beispiele
für erfindungsgemäße Klebstoffe betreffen, daß die erfindungsgeiriäßen
Klebstoff-Systeme das Verhalten vieler handelsüblicher Haftklebstoff-Systeme im Hinblick auf die
30 Abzugs-Festigkeit, die Schnellhaftung und die Scheradhäsion
übertreffen.
Claims (25)
1. Haftklebstoff-Zusammensetzung mit einem Polymeren
mit einer Glasübergangstemperatur Tg von -100C oder weniger,
das a) einen Acrylatester oder Vinylester, b) eine ungesättigte Carbonsäure und c) ein polyfunktionelles ungesättigtes
Monomeres zur Steigerung der Kohäsionsfestigkeit
des Polymeren umfaßt, wobei das Polymere auf dem 'Wege der wäßrigen Emulsionspolvmerisation erzeugt wurde, dadurch
gekennzeichnet , daß ein Polymeres verwendet
wird, dessen Polymerisation in Gegenwart eines Stabilisator-Systems durchgeführt wurde, das ein ethoxyliertes acetyleni-
15 sches tertiäres Glykol der allgemeinen Formel
-t
H(OCH2CH2) 0
R1-_C-CS C-C-R4
1 4
in der R und R Alkylreste mit 3-10 Kohlenstoffatomen,
in der R und R Alkylreste mit 3-10 Kohlenstoffatomen,
2 3
R und R Methylreste oder Ethylreste sind, und χ und y als Summe einen Wert von 3-60 aufweisen, sowie einen teilweise acetylierten Polyvinylalkohol umfaßt.
R und R Methylreste oder Ethylreste sind, und χ und y als Summe einen Wert von 3-60 aufweisen, sowie einen teilweise acetylierten Polyvinylalkohol umfaßt.
2. Haftklebstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Polymere von etwa 25,9 bis 50,3 Gew.-% Vinylacetat, bezogen auf das Gewicht des Polymeren,
enthält.
3. Haftklebstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Polymere in einem Anteil von etwa 49,1 bis 71,7 Gew.-%, bezogen auf das Polymere, einen
Acrylatester oder einen C, .. . -Diallylester einer
15 t*, &-ethylenisch ungesättigten Dicarbonsäure enthält.
4. Haftklebstoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das polyfunktionelle ungesättigte Monomere in einem Anteil von 0,1 bis 0,4 Gew.-%, bezogen auf
20 das Gewicht der Monomeren, enthalten ist.
5. Haftklebstoff nach Artspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Polymerisation in Gegenwart von etwa 1 bis 4 Gew.-% Polyvinylalkohol, bezogen auf· das Gewicht
25 der Monomeren,
von 1 bis 4 Gew.-% des ethoxylierten acetylenischen GIykols,
bezogen auf das Gewicht der Monomeren und dem Anteil der ungesättigten Carbonsäure durchgeführt wird,
und daß das polyfunktionelle ungesättigte Monomere auf
go gesteuerte Weise so zugegeben wird, daß der Prozentgehalt
unlöslicher Bestandteile des erhaltenen Polymeren in Toluol bei Rückflußtemperatur und Atmosphärendruck im
Bereich von 45 bis 65 Gew.-% liegt.
gg
6. Haftklebstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ester ein Cp-C1-, Diester einer
/I
-ungesättigten Dicarbonsäure ist.
-ungesättigten Dicarbonsäure ist.
7. Haftklebstoff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die ungesättigte Carbonsäure in einem Anteil von 0,5 bis 3,0 Gew.-%, bezogen auf das Polymere,
vorliegt, während der prozentuale Anteil des Vinylacetats
5 im Bereich von 34,4-40% liegt.
8. Haftklebstoff nach Anspruch 7, dadurch gekenn-
2 3
zeichnet, daß R und R in der allgemeinen Formel des
■ ethoxylierten acetylenischen Glykols Methylgruppen 10 sind.
9. Haftklebstoff nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die ethoxylierten acetylenischen Glykole in einer Menge von 1,5 Gew.-% bis 3,5 Gew.-%, bezogen
auf das Gewicht der Monomeren, vorliegen und daß der Polyvinylalkohol in einem Anteil von 1,5 Gew.-% bis
3,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomeren, vorliegt.
10· Druckempfindliches klebendes Polymeres mit ausgezeichneter
Klebrigkeit, Abzugs-Adhäsionsfestigkeit und Scheradhäsionsfestigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß
es 34,4-40 Gew.-% Vinylacetat, 56,6-65 Gew.-% eines
Cn .„ -Diesters einer ^Λ-ungesättigten Dicaro~
ι ^ - ·ι
bonsäure, 0,5 bis 3,0 Gew*-% einer ungesättigten Säure
und 0,1 bis 0,4 Gew.-% eines polyfunktionellen allylischen Monomeren enthält, und daß das Polymere durch
Emulsionspolymerisation eines Ansatzes, der Wasser, Polyvinylalkohol und ein ethoxyliertes acetylenisches
3Q Glykol der allgemeinen Formel
R2 R3 R1 — C-C Ξ C--6--R4
35 H(OCH2CH2)y0
in der die Reste wie in Anspruch 1 definiert sind,
sowie einen Katalysator enthält, bei einer Temperatur, die für die Polymerisation der Monomeren ausreichte,
erhalten wurde, und daß das erhaltene Terpolymer einen
5 Anteil von in Toluol bei Rückflußtemperatur und Atmopshärendruck
unlöslichen Bestandteilen von 45-65 Gew.-% aufweist.
11. Druckempfindliches klebendes Polymeres nach
Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Diester Dioctylmaleat ist.
12. Druckempfindliches klebendes Polymeres nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,-daß das polyfunk-
tionelle allylische Monomere Triallylcyanurat ist.
13. Druckempfindliches klebendes Polymeres nach
Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die ungesättigte Säure Acrylsäure ist.
' ·
14. Druckempfindliches klebendes Polymeres nach
den Ansprüchen 10, 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Polyvinylalkohol im Bereich
von 1,5 bis 3,5 Gew.-%, bezogen auf die Monomeren, be-25
trägt, und daß das ethoxylierte acetylenische Glykol in einem Anteil von 1,5-3,5 Gew.-% vorliegt.
15. Verfahren zur Herstellung eines Polymeren für einen Haftklebstoff durch Emulsionspolymerisation von
3Q a) einem Acrylatester oder Vinylester, b) einer ungesättigten
Carbonsäure und c) einem polyfunktionellen ungesättigten Monomeren in einem wäßrigen Medium, ■
dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsionspolymerisation in Gegenwart eines Stabilisator-Systems durchgeführt
wird, das ein ethoxyliertes acetylenisches tertiäres Glykol der allgemeinen Formel
R f
-C5 C-
B(0CH2CH2)yi
J-C5 C--6--R
)yi
1 4
in der R und R Alkylreste mit 3-10 Kohlenstoffatomen,
in der R und R Alkylreste mit 3-10 Kohlenstoffatomen,
2R und R Methylreste oder Ethylreste sind, und
10 x und y in der Summe einen Wert von 3-60 aufweisen,
sowie einen teilweise acetylierten Polyvinylalkohol umfaßt.
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