DE3723932A1

DE3723932A1 - Klebeverfahren fuer wasserdampfdurchlaessige substrate

Info

Publication number: DE3723932A1
Application number: DE19873723932
Authority: DE
Inventors: Heinz-Guenther Dr Schulte; Guenter Dr Tauber; Wolfgang Dr Pille-Wolf
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1987-07-20
Filing date: 1987-07-20
Publication date: 1989-02-02
Also published as: EP0300302A3; EP0300302B1; JPS6438489A; ATE95543T1; US4913969A; EP0300302A2; DE3884701D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verkleben und Abdich ten von wasserdampfundurchlässigen Substanzen mit einer Feuch tigkeitseinwirkung nachvernetzenden Schmelzklebstoffen bzw. Dichtmassen. Schmelzkleber erfreuen sich in der Klebtechnik steigender Beliebtheit, da sie mangels Lösungsmittel keine Um weltprobleme bei der Bearbeitung verursachen und darüberhinaus für Produktionsvorgänge mit kurzen Taktzeiten geeignet sind. Die ursprünglichen Nachteile der Schmelzklebersysteme, nämlich die geringe Temperaturbelastbarkeit der Verklebungen, konnten in neueren Entwicklungen dadurch behoben werden, daß als Schmelzkleber Reaktivsysteme eingesetzt werden, die beim Aufschmelzen unter Molekülaufbau reagieren und dabei zu Stoffen führen, die ein zweites Mal nicht oder nur bei einer wesentlich höheren Temperatur aufgeschmolzen werden können.

Eine besonders wichtige Gruppe derartiger reaktiver Schmelzkleb stoffe sind die feuchtigkeitsvernetzenden Schmelzkleber. Unter feuchtigkeitsvernetzenden Schmelzklebern versteht man im allge meinen lösemittelfreie Klebstoffe, die nach dem Auftragen auf die Substrat ihre Endfestigkeit und Wärmestandfestigkeit erreichen, indem sie mit Wasser aus der Atmosphäre oder dem Substrat nach härten. Die mit Wasser reagierenden Gruppen sind im allgemeinen NCO-Gruppen, vgl. DE-B 24 01 320, EP-B 00 19 159, DE-A 32 36 313, DE-A 33 39 981, US-B 39 91 025, US-B 39 31 077, US-B 41 66 873, EP-A 01 25 008, EP-A 01 25 009. Weiterhin ist bekannt, daß man feuchtigkeitshär tende Schmelzkleber erhalten kann, wenn man frei NCO-Gruppen von Prepolymeren mit alpha-Aminoalkyl-trialkoxysilanen umsetzt, wobei die Aushärtung dann über die Si(OR)₃-Endgruppen erfolgt, vgl. H.F. Huber, H. Müller, 11. Münchener Klebstoff- und Veredelungsseminar, Oktober 1986. In diesem Vortrag wurde auch ein feuchtigkeitshärtender Schmelzkleber vorgestellt, der aus einem Polyester als Grundgerüst mit freien OH-Gruppen aufgebaut wurde, und zwar in der Weise, daß die OH-Gruppen zunächst mit mehrfunktionellen Isocyanaten im Überschuß umgesetzt wurden. Die dann vorhandenen freien NCO-Gruppen wurden anschließend mit alpha-Aminoalkyl-trialkoxysilanen zu sogenannten Silanschmelzklebstoffen umgesetzt. Ähnlich aufgebaute Schmelzkle bersysteme sind aus den japanischen Patentanmeldungen 80 160 074 (C.A. 94, 15 79 92p (1981)), 59 24 767 (C.A. 101, 73 931t (1984)), 59 221 366 (C.A. 102, 150611p (1985)), 59 172 573 (C.A. 102, 96632f (1985)) und 59 174 674 (C.A. 102, 63283q (1985)) bekannt.

Ein Nachteil derartiger Schmelzklebstoffe besteht jedoch darin, daß die Härtungsreaktion nicht oder nicht vollständig ablaufen kann, wenn die zu verklebenden Substrate wasserdampfundurch lässig sind. Man hat daher bereits in der DE-A 34 12 884 ver sucht, diesen Mangel mit Hilfe eines Primers, im wesentlichen ei ner Lösung von Hexamethylentetramin in Aceton, zu beseitigen. Der Einsatz eines solchen Primers liefert jedoch insbesondere bei Silan- oder Siloxan-vernetzenden Systemen meist unbefriedigende Ergebnisse. Zudem tritt durch das Amin eine in der Praxis stö rende Geruchsbelästigung auf.

Eine analoge Problematik findet sich auf dem Gebiet der Fugen dichtmassen. Eine wichtige Gruppe von Fugendichtmassen sind die Polyurethanprepolymere enthaltenden Mischungen, die unter Ein wirkung der Luftfeuchtigkeit nachvernetzen und somit aushärten. Die in Polyurethan-Fugendichtmassen verwendeten Polyurethanpre polymeren entsprechen in ihrem Grundaufbau den Polyurethanpre polymeren, wie sie auch für Schmelzklebstoffe verwendet werden. Bezüglich der Zusammensetzung der Polyurethan-Fugendichtmassen wird auf die einschlägige Fachliteratur verwiesen (Römpp, Kunst stoffhandbuch Band 7).

Beim Verarbeiten von unter Feuchtigkeitszutritt nachvernetzenden Polyurethan-Fugendichtmassen werden dann ungenügende Durchhärtung oder unbefriedigend lange Durchhärtungszeiten beobachtet, wenn die abzudichtenden Fugen durch wasserdampfundurchlässige Substrate begrenzt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren bereitzustel len, das es erlaubt, wasserdampfundurchlässige Substrate fehler sicher mit unter Feuchtigkeitszutritt nachvernetzenden Schmelz klebern zu verkleben und Fugen mit unter Feuchtigkeitszutritt nachvernetzenden Fugendichtmassen abzudichten.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zum Verkleben und/oder Abdichten von wasserdampfundurchlässigen Substraten mit unter Feuchtigkeitseinwirkung nachvernetzenden Schmelzkleb stoffen oder Fugendichtmassen, dadurch gekennzeichnet, daß man in einem ersten Verfahrensschritt Aktivatormaterial als Fest substanz oder in einem Lösungsmittel, gewünschtenfalls in Gegen wart von Stabilisatoren, suspendiert oder gelöst auf zumindest eine der zu verklebenden Substratoberflächen aufbringt und an schließend das Lösungsmittel, so vorhanden, durch Trocknen ent fernt und danach in üblicher Weise einen Schmelzkleber oder eine Fugendichtmasse einsetzt, wobei als Aktivatormaterial eine bei Verarbeitungstemperaturen zur Abgabe von chemisch oder adsorp tiv gebundenem Wasser befähigte Substanz eingesetzt wird.

Als Aktivatormaterial für das erfindungsgemäße Verfahren sind Substanzen geeignet, die zwischen 0,5 und 25 Gew.-%, in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zwischen 1 und 10 Gew.-% gebundenes Wasser abgeben. Als Aktivatormaterial für das erfindungsgemäße Verfahren können sowohl anorganische als auch organische Substanzen verwendet werden, die Wasser physikalisch oder chemisch gebunden enthal ten und dieses bei Raumtemperatur oder bei Erhitzen wieder ab geben. Als anorganische Aktivatormaterialien für das erfin dungsgemäße Verfahren sind daher kristallwasserhaltige, lufttrockene Oxide, Hydroxyde oder Salze der Alkalimetalle, Erdalkalimetalle sowie von Metallen der dritten Hauptgruppe geeignet, ferner kristallwasserhaltige, lufttrockene Oxide, Hydroxide oder Salze von Nebengruppenelementen. Bevorzugt werden solche Substanzen eingesetzt, die Kristallwasser im Temperaturbereich von 80 bis 180°C abgeben und in größeren Mengen gut zugänglich sind. Ein weiterer Gesichtspunkt für die Auswahl des Aktivatormaterials ist, daß die Substanzen möglichst umweltverträglich sind. Besonders bevorzugte kristallwasserhaltige Metallsalze für das erfindungsgemäße Verfahren sind Eisensulfat (FeSO₄×7 H₂O), Bariumhydroxid (Ba(OH)₂×8 H₂O), Calcium sulfat (CaSO₄×2 H₂O), Kupfersulfat (CuSO₄×5 H₂O), Magne siumphosphat ((Mg)₃(PO₄)₂ 4 H₂O), Natriumsilikat (Na₂SiO₃×9 H₂O), Kupferacetat (Cu(CH₃COO)₂×2 H₂O), Na triumcarbonat (Na₂CO₃×12 H₂O), Natriumphosphat (Na₃PO₄×12 H₂O), Natriumsulfat (Na₂SO₄×10 H₂O), Calcium lactat (Ca(CH₃-CH(OH)-COO)₂×5 H₂O).

Eine weitere Klasse von Substanzen, die in dem erfindungsge mäßen Verfahren als Aktivatormaterial eingesetzt werden können, sind anorganische Verbindungen, die Strukturen ausbilden, die Hohlräume oder Kanäle enthalten, in denen Wasser gebunden oder eingelagert wird, das bei Raumtemperatur im wesentlichen dort verbleibt und erst oberhalb Raumtemperatur oder im Vakuum in größerem Umfang wieder abgegeben wird. Beispiele für solche Verbindungen sind Zeolithe, die üblicherweise als Ionen austauscher oder Molekularsiebe verwendet werden. Aus dieser Klasse wird Zeolith A besonders bevorzugt.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver fahrens werden als Aktivatormaterial gebundenes Wasser enthal tende hydrophile Polymere verwendet. Bevorzugte Substanzen im Rahmen dieser Stoffklasse sind Cellulosederivate Stärkederivate Polyacrylamid und/oder Polyvinylpyrrolidon.

Es kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt sein, das Aktivatormaterial in einem Lösungsmittel gelöst oder suspendiert auf zumindest eine der zu verklebenden Substratober flächen aufzubringen. Unter Suspensionen sollen im Rahmen dieser Anmeldung Systeme aus einem oder mehreren Lösungsmitteln und unlöslichen Feststoffteilchen verstanden werden, wobei diese Sys teme nicht hinsichtlich der Größe der unlöslichen Feststoffteilchen beschränkt sein sollen, wie häufig durch gezielte Wahl unter schiedlicher Begriffe wie Suspensionen, Dispersionen oder kolloi dale Lösungen ausgedrückt wird. Die Wahl des geeigneten Lösungsmittels ist dabei abhängig von den Lösungseigenschaften des Aktivatormaterials. Zur Herstellung von Dispersionen wasserunlöslicher Aktivatormaterialien bzw. Lösungen wasserlöslicher Aktivatormaterialien wird bevorzugt Wasser verwendet. Die entsprechenden wäßrigen Lösungen oder Dispersionen des Aktivatormaterials enthalten dabei 1 bis 90, vorzugsweise 10 bis 50, und besonders bevorzugt 10 bis 20 Gew.-% an Aktivatomaterial.

Als organische Dispersions- bzw. Lösungsmittel für das Aktiva tormaterial werden vorzugsweise alphatische Alkohole mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder aliphatische Ketone mit 3 bis 5 Kohlen stoffatomen eingesetzt. Besonders bevorzugte organische Lösungs- bzw. Dispersionsmittel sind Aceton und Propanol.

Für den Fall, daß das Aktivatormaterial in einem Lösungsmittel dispergiert auf die Substratoberfläche aufgebracht werden soll, kann die Dispersion weitere Substanzen enthalten. Diese Substan zen dienen dabei sowohl als Stabilisatoren zur Verbesserung der Lagerfähigkeit der Dispersion als auch zur Einstellung der Vis kosität der Dispersion in vorteilhafter Weise dahingehend, daß eine bessere Dosierbarkeit beim Auftragen der Dispersion auf die zu verklebenden Substratoberflächen erzielt wird. Als Stabilisa toren für wäßrige Dispersionen werden bevorzugt wasserlösliche Polymere mit verdickender Wirkung, insbesonder Celluloseether oder Polyvinylalkohol, eingesetzt. Zur Verbesserung der Lager fähigkeit von Dispersionen in organischen Lösungsmitteln bzw. als Verdickungsmittel zur Einstellung der Viskosität können in dem jeweiligen Lösungsmittel lösliche Polymere zugesetzt werden. Be vorzugte Stabilisatoren sind Celluloseester beispielsweise Cellu loseacetobutyrat.

Auch Kieselsäure ist in dem erfindungsgemäßen Verfahren als Verdickungsmittel für Dispersionen des Aktivatormaterials ein setzbar.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Aktivatormaterial in solchen Mengen eingesetzt, daß zumindest 50% der zu verklebenden Substratoberfläche nicht mit Aktivatormaterial belegt ist. Es kann dabei besonders bevorzugt sein, daß die nicht mit Aktivatormaterial belegte zu verklebende Substatoberfläche mehr als 80% der insgesamt zu verklebenden Substratoberfläche beträgt.

Das Aktivatormaterial kann als Festsubstanz vorliegen. Wird es in dieser Form direkt im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt, so kann die gewünschte Oberflächenbelegung über die aufgetragene Materialmenge gesteuert werden.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver fahrens wird das Aktivatormaterial in einem Lösungsmittel disper giert auf die zu verklebende Substratoberfläche aufgebracht. Die Flächenbelegung mit dem Aktivatormaterial auf der zu verkleben den Substratoberfläche läßt sich in diesem Fall sowohl durch die aufgetragene Menge der Dispersion, als auch durch die Menge des Aktivatormaterials in Dispersion einstellen.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Aktivatormaterial in einem Lösungsmittel gelöst auf die zu verklebende Substanzoberfläche aufgebracht. Auch in diesem Fall läßt sich die Oberflächenbelegung auf der zu verklebenden Substratoberfläche sowohl durch die Konzentration des Aktivatormaterials in der Lösung als auch durch die Menge der auf die Substratoberfläche aufgetragenen Lösung steuern.

Ebenfalls kann es bevorzugt sein, das Aktivatormaterial zunächst in wasserfreier Form als Festsubstanz oder in einem organischen Lösungsmittel dispergiert auf die zu verklebende Substrat oberfläche aufzubringen. Die mit dem wasserfreien Aktivator material belegte Substratoberfläche wird anschließend, ggf. nach dem Entfernen des Lösungsmittels durch Trocknen, an Luft gelagert, wobei das Aktivatormaterial die für das erfindungsgemäße Verfahren notwendige Wassermenge aufnimmt. Erst danach erfolgt der Einsatz des Schmelzklebstoffes bzw. der Fugendichtmassen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann zur Erhöhung der Haft festigkeit von praktisch allen feuchtigkeitsvernetzenden Schmelzklebstoffen und Fugendichtmassen bei wasserdampfun durchlässigen Substraten eingesetzt werden.

Es ist daher nicht auf die im folgenden aufgeführten Schmelzkleb stoff- und Fugendichtmassen-Systeme beschränkt, die in bevorzugten Ausführungsformen Verwendung finden. Die heute bekannten feuchtigkeitshärtenden Schmelzklebstoffe sind thermoplastische Polymere, die Isocyanat- und/oder Silan- und/ oder Siloxanendgruppen enthalten. Beispiele für Schmelzklebstoffe, die durch Reaktion von NCO-Gruppen mit Luftfeuchtigkeit nachvernetzen, finden sich in den Schriften DE-B 24 01 320, EP-B 00 19 159, DE-A 32 36 313, DE-A 33 39 981, US-B 39 91 025, US-B 39 31 077, US-B 41 66 873, EP-A 01 25 008 und EP-A 01 25 009. Hergestellt werden solche Polyurethan- Schmelzklebstoffe üblicherweise durch Umsetzung von Polyolen mit einem Überschuß an Diisocyanaten unter Ausschluß von Feuchtig keit. Als Diisocyanat-Komponente zum Aufbau von Polyurethanen werden in den meisten Fällen aromatische Diisocyanate verwendet. Beispiele hierfür sind 2,4-Toluylendiisocyanat, 2,6-Toluylendi isocyanat, Isomerengemische von 2,4- und 2,6-Toluylendiisocya nat, Diphenylmethan-4,4′-Diisoxyanat und 1,5-Naphthylen-Diiso cyanat. Dagegen spielen aliphatische Diisocyanate, wie das 1,6- Hexan-Diisoxyanat, eine deutlich kleinere Rolle. Als Polyisocyanate werden Substanzen wie Triphenylmethan-4,4′,4′′-triisocyanat und Tris-(4-isocyanatophenyl)-thiophosphat verwendet. Eine Vielzahl von Isocyanat-Komponenten für Polyurethan-Klebstoffe sind kommerziell erhältlich.

Als Polyole können sowohl niedermolekulare Verbindungen als auch Produkte mit höherem Molekulargewicht eingesetzt werden. Beispiele für niedermolekulare Verbindungen sind Glykole, Gly cerin, Butandiol und Trimethylolpropan. Als Polyole mit höherem Molekulargewicht werden üblicherweise Polyether oder Polyester polyole verwendet. Ausgangssubstanzen zur Darstellung von ver netzten Polyester-Polyolen sind beispielsweise Adipinsäure, Phthalsäure, Butylenglykol, Glycerin und Hexantriol. Lineare Po lyesterpolyole können durch Umsetzung von Adipinsäure mit Ethy lenglykol dargestellt werden. Eine weitere Klasse von Polyolen auf Polyesterbasis ist auf der Basis von hydroxylhaltigem Polyacrylat zugänglich. Polyetherpolyole können durch Umsetzung von Epoxiden mit Alkoholen dargestellt werden. Als Alkohole können zum Beispiel Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol, Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Sorbit, Mannit, Saccharose und Alkylglucoside eingesetzt werden. Als Epoxide können eingesetzt werden beispielsweise Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Styroloxid, Cyclohexenoxid, Trichlorbutylenoxid und Epichlorhydrin. Anstelle eines Epoxids kann aber auch Tetrahydrofuran eingesetzt werden. Neben Polyethern und Polyerstern können auch Naturstoffe als Po lyolkomponente eingesetzt werden, beispielsweise Rizinusöl. Eine Vielzahl von Polyetherpolyolen und Polyesterpolyolen, auch speziell zur Darstellung von Polyurethanen, sind im Handel erhältlich.

Die irreversible Aushärtung des Klebstoffs beginnt dann, wenn der Polyurethan-Schmelzklebstoff bei der Applizierung mit Feuch tigkeit, nach dem Stand der Technik Luftfeuchtigkeit, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit dem Aktivator abgegebenen Wasser, in Berührung kommt. H.F. Huber und H. Müller berichteten auf dem 11. Münchener Klebstoff- und Veredelungs- Seminar, Oktober 1986, über feuchtigkeitshärtende Schmelzkleber, die durch Umsetzung der freien NCO-Gruppen von Präpolymeren mit Aminoalkyltrialkoxy-Silanen erhalten werden. In diesem Fall findet die feuchtigkeitsinduzierte Aushärtung durch Reaktion der Trialkoxy-Silanendgruppen zu Siloxangruppen statt. Als Beispiel für diese feuchtigkeitshärtenden Silan-Schmelzklebstoffe wurden in diesem Vortrag Verbindungen vorgestellt, die aus einem Polyester mit freien OH-Gruppen aufgebaut sind, wobei letztere zunächst mit mehrfunktionellen Isocyanaten im Überschuß umgesetzt wurden und die danach vorhandenen freien NCO-Gruppen anschließend mit Aminoalkyltrialkoxy-Silanen. Ähnlich aufgebaute Schmelzkle bersysteme sind aus den japanischen Patentanmeldungen 80 160 074 (C.A. 94, 15 79 92p (1981)), 59 24 767 (C.A. 101, 73 931t (1984)), 59 221 366 (C.A. 102, 15061p (1985)), 59 172 573 (C.A. 102, 96632f (1985)) und 59 174 674 (C.A. 102, 63283q (1985)) bekannt.

Besonders bevorzugt im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfah rens werden feuchtigkeitsvernetzende Schmelzklebstoffe, wie sie in der deutschen Patentanmeldung P 37 14 763.3 (D 7652) beschrieben wurden. Es handelt sich dabei um silanisierte Polyamide, die auf dem folgenden Wege erhalten werden können: Durch Umsetzung eines Diisocyanids der Formel I

OCN-R¹-NCO (I)

mit einem Alkoxy-alkylenamino- oder Mercaptosilan der Formeln IIa bzw. IIb

sind Harnstoffderivate der allgemeinen Formel III

zugänglich, die durch Umsetzung im wesentlichen sämtlicher freien Aminogruppen oder Carboxylgruppen eines Polyamids bzw. carboxylterminierten Polyamids der Formeln IVa bzw. IVb

Polyamid-(NH₂)_x (IVa)

Polyamid-(COOH)_x (IVb)

zu einem trialkoxysilanterminierten Polyamid der Formel Va bzw. Vb reagieren.

Die einzelnen Gruppen sind dabei wie folgt definiert:
R¹: C₅-C₁₄-Alkylen, Arylen, Diarylenalkan oder dialkylen substituiertes Aryl
R²: Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, Aryl oder ein Rest der Formel

wobei n eine Zahl von 1-4, R³ eine C₁-C₄-Alkylgruppe, R⁴ ein Rest aus der von C₁-C₄-Alkyl und Alkoxyalkylen mit 2-4 Koh lenstoffatomen gebildeten Gruppe und p eine Zahl von 0, 1 oder 2 ist.
X: -NH- oder -S-
x: eine Zahl, die für die Polyamide Amin- bzw. Säurezahlen zwi schen 5 und 50 ergibt.

Als Polyamide können Homopolyamide, Copolyamide, Polyamid-Le gierungen, sogenannte elastomere Polyamide sowie Polyamide mit einem Gehalt an deren Thermoplasten eingesetzt werden. Bezüg lich der weiteren Einzelheiten dieser im Rahmen des erfindungs gemäßen Verfahrens besonders bevorzugten Schmelzklebstoffsyste me wird ausdrücklich auf den Inhalt der in der Anmeldung P 37 14 763.3 (D 7652) dargelegten Lehre verwiesen.

Die in einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Fugendichtmassen entsprechen von der chemischen Struktur her im wesentlichen den geschilderten Schmelzklebstoffen. Bei den in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Fugendichtmassen handelt es sich um Mischungen mit Polyurethan-Prepolymeren. Diese Polyurethan-Prepolymeren werden durch Umsetzung von Polyether- und/oder Polyesterpolyo len mit Di-, Tri- und Polyisocyanaten erhalten. Als Polyole und Isocyanate werden im wesentlichen die gleichen Substanzen einge setzt, die auch zur Darstellung von Polyurethan-Prepolymeren für Schmelzklebstoffe Verwendung finden. In diesem Zusammenhang wird auf die oben genannten Ausführungen sowie die allgemein zugängliche Fachliteratur verwiesen. Neben den Polyurethan-Pre polymeren können die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendeten Polyurethan-Dichtungsmassen noch weitere Bestandteile enthalten. Als Weichmacher können Alkylsulfon säureester von Phenol und Kresol, Benzylbutylphthalat oder Tri octylphosphat dienen, als Härter polymere Isocyanate, Aldimine und Ketimine. Übliche Katalysatoren zur Reaktionsbeschleunigung sind Dibutylzinn-dilaurat, -diacetat und -diversatat sowie Zinn(II)-octoat, als Füllstoffe finden pyrogene Kieselsäuren, Ruß, Calciumcarbonat Verwendung, als Pigmente Titandioxid, Eisenoxid und Ruß. Daneben können noch die bekannten Substanzen als Trockner, Stabilisatoren und Haftvermittler in den Fugendichtmassen eingesetzt werden.

Durch Zugabe von Aktivatormaterialien im Rahmen des erfindungs gemäßen Verfahrens wird eine gegenüber dem Stand der Technik erhöhte Haftfestigkeit von feuchtigkeitsnachvernetzenden Schmelz klebstoffen bzw. Fugendichtmassen beim Verkleben bzw. Abdich ten von Wasserdampf undurchlässigen Substraten erzielt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert:

Beispiele Beispiel 1

Zur Bestimmung der Zugscherfestigkeit von Verklebungen mit Schmelzklebstoffen wurden sandgestrahlte Aluminium-Prüfkörper der Abmessungen 100×25×2 mm verwendet. Die Prüfkörper wurden mit Lösungen oder Suspensionen (5% Akivatormaterial in Wasser) der Aktivatormaterialien bestrichen und an der Luft ge trocknet. Anschließend wurde der Klebstoff aus der Schmelze auf getragen. Als Polyurethan-Schmelzklebstoff wurde das kommerziell erhältliche Produkt Bostik Supergrup® 9802 verwendet, für das bei 100°C eine Schmelzviskosität von 18 Pa und ein NCO-Gehalt von 1,8 g NCO/100 g Festsubstanz bestimmt wurde.

Nach 24 Stunden wurden die Prüfkörper bei 100°C mit einer Zer reißmaschine zerrissen und die Zugscherfestigkeit nach DIN 53 283 bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle I dargestellt.

Aktivatormaterial
Zugscherfestigkeit bei 100°C (N/mm²)

nach 24 Stunden
-
0,3
Zeolith A	2,0
Na₂CO₃×10 H₂O	1,1
CaSO₄×2 H₂O	1,5
Ca(CH₃COO)₂×2 H₂O	1,1
CuSO₄×5 H₂O	1,2
FeSO₄×7 H₂O	1,1
Na₂SiO₃×9 H₂O	1,0
Mg₃(PO₄)₂×4 H₂O	1,1
Calciumlactat×5 H₂O	1,2
Na₂SO₄×10 H₂O	0,7

Beispiel 2

Der Einfluß der Menge des Aktivatormaterials auf die Zugscher festigkeit wurde am Beispiel des Zeolith A bestimmt. Der Zeolith A wurde jeweils aus 5%iger wäßriger Suspension aufgetragen: Klebstoff, Prüfkörper und Meßverfahren analog zu Beispiel 1. Die Ergebnisse finden sich in Tabelle II.

g Zeolith A (Festsubstanz)/m²
Zugscherfestigkeit bei 100°C (N/mm²)
zu verklebender Fläche
nach 24 Stunden
0
0,3
0,56	0,8
1,6	1,5
3,2	1,9
12	2,3
25	2,0
64	0,6

Beispiel 3

Die Fixierung des Aktivatormaterials auf dem Substrat wurde durch Zusatz eines Bindemittels variiert. Als Aktivatormaterial wurde Zeolith A und als Bindemittel Celluloseacetobutyrat eingesetzt, die mit Hilfe eines organischen Lösemittels (Aceton) auf das Substrat aufgetragen wurden. Prüfkörper und Klebstoff entsprechen Beispiel 1. Die Ergebnisse sind in Tabelle III dargestellt.

Tabelle III

Beispiel 4

Ein Polyamid aus dimerisierter Fettsäure, Azelainsäure, Ethylen diamin und Piparazin mit einer Aminzahl von 35-50 einer Säurezahl kleiner 1 und einer Schmelzviskosität von 1,6 Pa · s bei 160°C wird, wie in der deutschen Patentanmeldung (Aktenzeichen) P 37 14 763.3), Beispiel 1, beschrieben, mit einem Alkoxysilan modifiziert. Das Produkt wird als Klebstoff in dem erfindungs gemäßen Verfahren verwendet und als Einfluß des Aktivatorma terials durch Messung der Wärmestandfestigkeit der Verklebung bestimmt. Dazu wurden zwei 25 mm breite Streifen aus Aluminium (2 mm stark) überlappend verklebt (25 mm), wobei als Aktivator material Zeolith A aus 5%iger, wäßriger Suspension aufgetragen wird, dem in einem Versuch 0,3% Methylcellulose zugefügt wurde. Die Verklebung wurde mit 1,36 kg parallel zur Klebefläche belastet und in einem Umluftwärmeschrank einem Temperaturanstieg von 5°C/10 min ausgesetzt. Als Wärmestandfestigkeit wird die Tempe ratur bezeichnet, bei der sich die Verklebung noch nicht löst. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengestellt.

Aktivator
Wärmestandfestigkeit (°C)

nach 24 Stunden
-
100
Zeolith A	größer 200
Zeolith A + Methylcellulose	größer 200

Beispiel 5

Zur Bestimmung des Einflusses des Aktivatormaterials auf die Durchhärtung von Polyurethan-Fugendichtmassen wurden 4 g eines groben Pulvers von mit Wasser gesättigtem Zeolith A auf dem Boden eines Aluminiumschälchens (8 cm Durchmesser) verteilt und mit Polyurethan-Fugendichtmasse (Sista® F 120) bedeckt. Die Durch härtung der Fugendichtmasse vom Boden her wurde mit der Durch härtung der gleichen Fugendichtmasse verglichen, deren Oberfläche der Luftfeuchtigkeit ausgesetzt ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle V zusammengestellt.

Tabelle V

Beispiel 6

5 g des wasserfreien Aktivatormaterials wurden pulverisiert und sofort mit 45 g getrocknetem Aceton versetzt. Nach dieser Mischung wurde auf sandgestrahlte und entfettete Aluminiumprüfkörper der Abmessung 100×25×2 mm aufgetragen. Nach dem Verdampfen des Acetons wurden die Prüfkörper eine Woche an der Luft belassen, und danach mit einem Schmelzklebstoff (Bostik Supergrip® 9802) verklebt. Die ermittelten Zugscherfestigkeiten sind in Tabelle VI aufgeführt.

Aktivatormaterial
Zugscherfestigkeit bei 100°C (N/mm²)

nach 1 Woche
Zeolith A
1,7
CuSO₄	0,9
Na₂SO₄	1,0
Na₂CO₃	1,1

Claims

1. Verfahren zum Verkleben und Abdichten von wasserdampfun durchlässigen Substraten mit unter Feuchtigkeitseinwirkung nachvernetzenden Schmelzklebstoffen oder Fugendichtmassen, dadurch gekennzeichnet, daß man

- in einem ersten Verfahrensschritt ein Aktivatormaterial als Festsubstanz, Suspension und/oder Lösung in einem Lösungsmittel auf zumindest eine der zu verklebenden oder abzudichtenden Substratoberflächen aufbringt,
- anschließend das Lösungsmittel, so vorhanden, durch Trocknen entfernt und danach
- in üblicher Weise einen Schmelzklebstoff bzw. eine Fugendichtmasse einsetzt,

wobei als Aktivatormaterial eine bei der Verarbeitungstem peratur zur Abgabe von chemisch oder adsorptiv gebundenem Wasser befähigte Substanz eingesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Aktivatormaterial eine Substanz eingesetzt wird, die 0,5 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-% gebundenes Wasser abgibt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, daß man das Aktivatormaterial in solchen Mengen aufträgt, daß die unbedeckte Oberfläche mehr als 50%, insbesondere mehr als 80%, beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß als Aktivatormaterial Kristallwasser-haltige, lufttrockene Oxide, Hydroxide oder Salze der Alkalimetalle, Erdalkalimetalle, Metalle der III. Hauptgruppe oder Neben gruppenelemente eingesetzt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Aktivatormaterial wasserbeladener, lufttrockener Zeolith insbesondere Zeolith A, Kristall wasser-haltiges Eisensulfat oder Kristallwasser-haltiges Bariumhydroxid eingesetzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Aktivatormaterial gebundenes Wasser enthaltende hydrophile Polymere wie Cellulosederivate, Stärkederivate, Polyacrylamid und/oder Polyvinylpyrrolidon eingesetzt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aktivatormaterial, wenn wasserunlöslich, in Wasser dispergiert eingesetzt wird, und daß als Stabilisator wasserlösliche Polymere mit verdickender Wirkung eingesetzt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrigen Dispersion des Aktivatormaterials 1 bis 90, vorzugsweise 10 bis 50 und besonders bevorzugt 10 bis 20 Gew.-%, Aktivatormaterial enthalten.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß die wäßrigen Dispersionen des Aktiva tormaterials als Stabilisatoren wasserlösliche Polymere mit verdickender Wirkung, insbesondere Celluloseether oder Polyvinylalkohol, enthalten.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß das Aktivatormaterial als Dispersion in ei nem organischen Lösungsmittel, vorzugsweise in einem alipha tischen Alkohol mit 1 bis 5 C-Atomen oder in einem Keton mit 3 bis 5 C-Atomen, eingesetzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1-6 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersionen des Aktivatormaterials in dem organischen Lösungsmittel als Stabilisatoren in dem Lö sungsmittel lösliche Polymere, insbesondere Celluloseester, enthalten.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als feuchtigkeitshärtende Schmelzklebstoffe thermoplastische Polymere mit Isocyanat- und/oder Silan- und/oder Siloxan-Endgruppen eingesetzt werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als feuchtigkeitshärtende Fugendichtmasse Mischungen mit Polyurethan-Präpolymeren eingesetzt werden.