DE3839936A1 - Antifreeze for dispersion adhesives - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Dispersionsklebstoffe zum flächigen Verbinden von Festkörperoberflächen mit Zusätzen zur Verbesserung der Frost stabilität.The invention relates to dispersion adhesives for flat bonding of solid surfaces with additives to improve frost stability.
Für eine Vielzahl von technischen Anwendungen, beispielsweise als Verlegeklebstoff, werden Dispersionsklebstoffe eingesetzt, die neben ihren sonstigen bekannten günstigen Eigenschaften auch bei Frost temperaturen, im allgemeinen bei -5°C bis -10°C, lagerstabil sein sollen. Grundsätzlich ist es möglich, den Dispersionsklebstoffen Substanzen zuzufügen, welche zu einer Verbesserung der Froststabi lität führen, wie in: Skeist, Handbook of Adhesives, 2. Edition, van Nostrand Reinhold Company, London, 1977, Seite 680 beschrieben ist. Dabei handelt es sich um Zusätze niederer Alkohole, wie z.B. Metha nol (a.a.0. Seite 365) oder Glykole (a.a.O. Seite 702), wie z.B. Ethylenglykol, Diethylenglykol und Triethylenglykol sowie deren Alkylether.For a variety of technical applications, for example as Installation adhesive, dispersion adhesives are used, which next to their other known beneficial properties even in frost temperatures, generally at -5 ° C to -10 ° C, be stable in storage should. Basically, it is possible to use the dispersion adhesives Add substances that improve frost stabilization lead, as in: Skeist, Handbook of Adhesives, 2nd Edition, van Nostrand Reinhold Company, London, 1977, page 680. These are additives of lower alcohols, e.g. Metha nol (op. cit. page 365) or glycols (op. cit. page 702), e.g. Ethylene glycol, diethylene glycol and triethylene glycol and their Alkyl ether.
Prinzipielle Nachteile der vorstehend genannten Substanzen bestehen darin, daß sie toxikologisch nicht unbedenklich sind und/oder es sich um Gefahrstoffe im Sinne der Gefahrstoffverordnung handelt, was aus Gründen der Produktionssicherheit und des Verbraucherschutzes nicht erwünscht ist. Desweiteren sind derartige kennzeichnungs pflichtige Lösungsmittel aus Gründen des Umwelt- und Verbraucher schutzes nicht in lösungsmittelfreien Rezepturen zu verwenden, was ebenfalls unerwünscht ist.There are fundamental disadvantages of the substances mentioned above in that they are not toxicologically safe and / or it are hazardous substances in the sense of the Hazardous Substances Ordinance, what for reasons of production security and consumer protection is not desired. Furthermore, such labeling compulsory solvents for environmental and consumer reasons protection not to be used in solvent-free formulations, what is also undesirable.
Eine Vielzahl anderer Substanzen, von denen bekannt ist, daß sie den Gefrierpunkt von Wasser erniedrigen, können deshalb nicht eingesetzt werden, weil sie auf die Dispersion destabilisierende Effekte aus üben, wie z.B. Koagulationen oder Vergelung des Dispersionskleb stoffgemisches. Weitere negative Nebenwirkungen sind meistens eine unerwünschte Verlängerung der offenen Zeit des Klebstoffs, eine Klebkraftminderung, eine Beeinflussung der Viskosität und dergleichen Unerwünschtes mehr.A variety of other substances which are known to Lowering the freezing point of water cannot therefore be used be because they have destabilizing effects on the dispersion practice, such as Coagulation or gelling of the dispersion adhesive mixture of substances. Other negative side effects are usually one unwanted extension of the open time of the adhesive, a Adhesion reduction, an influence on the viscosity and the like Undesirable more.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, einen Dispersionsklebstoff zu schaffen, der eine verbesserte Froststabilität aufweist und ge wünschtenfalls lösungmittelfrei formuliert werden kann, unter Bei behaltung der günstigen Eigenschaften bislang bekannter Dispersi onsklebstoffe.It is therefore an object of the invention to provide a dispersion adhesive create that has improved frost stability and ge if desired can be formulated solvent-free, under Bei Preservation of the favorable properties of previously known dispersi on adhesives.
Diese Aufgabe wurde gelöst durch einen Dispersionsklebstoff zum flächigen Verbinden von festen Oberflächen, als Hauptbestandteil wäßrige Kunstharzdispersionen, -emulsionen und/oder Kautschuklatices enthaltend, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Frost stabilität Amide aliphatischer Carbonsäuren und/oder der Carbamid säure enthalten sind.This object was achieved with a dispersion adhesive for two-dimensional connection of solid surfaces as the main component aqueous synthetic resin dispersions, emulsions and / or rubber latices containing, characterized in that to improve the frost stability of amides of aliphatic carboxylic acids and / or the carbamide acid are included.
Die erfindungsgemäßen Dispersionsklebstoffe enthalten Kunstharzdis persionen, -emulsionen oder Kautschuklatices. Eine Auflistung der wichtigsten Rohstoffe findet sich in: Ullmann, Enzyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 14, Seite 232-235, Verlag Chemie Weinheim (1977). Auf den Inhalt dieser Veröffentlichung wird ausdrücklich Bezug genommen.The dispersion adhesives according to the invention contain synthetic resin dis persions, emulsions or rubber latices. A listing of the the most important raw materials can be found in: Ullmann, Encyclopedia of technical chemistry, 4th edition, volume 14, page 232-235, publisher Chemistry Weinheim (1977). On the content of this publication expressly referred.
Besonders wichtig sind die Homo- und Copolymerisate des Vinylacetats und/oder -propionats. Als Comonomere für Vinylacetat werden insbe sondere Maleinsäureester, Acrylester, Ethylen, Vinylchlorid, unge sättigte Carbonsäure und höhere Vinylester verwendet. Desweiteren sind insbesondere die Homo- und Copolymerisate der (Meth) acrylsäureester zu nennen sowie die Copolymerisate von Styrol. Der artige Kunstharzdispersionen oder -emulsionen sind im Handel im allgemeinen mit einem Festkörpergehalt von 40 Gew.-% bis 60 Gew.-% erhältlich.The homo- and copolymers of vinyl acetate are particularly important and / or propionate. In particular, as comonomers for vinyl acetate special maleic acid esters, acrylic esters, ethylene, vinyl chloride, unung saturated carboxylic acid and higher vinyl esters are used. Furthermore are in particular the homo- and copolymers of (meth) to name acrylic acid esters and the copolymers of styrene. The like resin dispersions or emulsions are commercially available generally with a solids content of 40% by weight to 60% by weight available.
Kautschuklatices werden aus Naturkautschuk oder Synthesekautschuk hergestellt. Derartige Naturkautschuklatices, auch Gummimilch ge nannt, weisen üblicherweise einen Festkörpergehalt von 35 Gew.-% bis 50 Gew.-% auf. Als Synthesekautschuklatices kommen insbesondere solche auf der Basis Polychloropren, Styrolbutadien (SBR) und Poly isobutylen in Betracht sowie Nitrilkautschuk.Rubber latices are made from natural rubber or synthetic rubber produced. Such natural rubber latices, including rubber milk mentioned, usually have a solids content of 35 wt .-% to 50% by weight. In particular come as synthetic rubber latices those based on polychloroprene, styrene butadiene (SBR) and poly isobutylene and nitrile rubber.
Die erfindungsgemäßen Dispersionsklebstoffe enthalten zur Verbesse rung der Froststabilität Amide aliphatischer Carbonsäuren und/oder der Carbamidsäure. Unter Amiden im Sinne der Erfindung werden Sub stanzen verstanden, die sich formal vom Ammoniak NH₃ durch Ersatz von Wasserstoff durch einen Säurerest ableiten.The dispersion adhesives according to the invention contain for improvement Frost stability of amides of aliphatic carboxylic acids and / or carbamic acid. Amides in the sense of the invention are sub punch understood that formally from ammonia NH₃ by replacement derive from hydrogen through an acid residue.
Die in den erfindungsgemäßen Dispersionsklebstoffen enthaltenen Amide besitzen als Säurereste die an der funktionellen Säuregruppe um jeweils eine OH-Funktion verminderte Carbamidsäure und/oder ali phatische Carbonsäure. The contained in the dispersion adhesives according to the invention As acid residues, amides have those on the functional acid group carbamic acid and / or ali reduced by one OH function each phatic carboxylic acid.
Die im Sinne der Erfindung im Dispersionsklebstoff enthaltene Car bonsäure weist 2 bis 6 C-Atome pro Molekül auf. Bevorzugt werden lineare Carbonsäuren, d.h. solche ohne Kettenverzweigung.The car contained in the dispersion adhesive in the sense of the invention Bonic acid has 2 to 6 carbon atoms per molecule. To be favoured linear carboxylic acids, i.e. those without chain branching.
Von den Amiden der vorgenannten Carbonsäuren und der Carbamidsäure werden insbesondere die primären Amide bevorzugt.Of the amides of the aforementioned carboxylic acids and carbamic acid the primary amides are particularly preferred.
Ein erfindungsgemäß besonders bevorzugtes Amid ist das primäre Amid der Essigsäure, auch Acetamid genannt.A particularly preferred amide according to the invention is the primary amide of acetic acid, also called acetamide.
Die gefrierpunkt-erniedrigende Wirkung von Acetamid auf Wasser ist dem Fachmann im Prinzip bekannt. Wie in der DE 34 34 953 beschrie ben, kann Acetamid in Verbindung mit anderen Substanzen als Auftau mittel z.B. im Straßenstreudienst verwendet werden. Der Einsatz von Acetamid als Gefrierschutzmittel bzw. zur Verbesserung der Frost stabilität insbesondere von Dispersionsklebstoffen ist bislang nicht bekannt.The freezing point lowering effect of acetamide on water is known in principle to the expert. As described in DE 34 34 953 ben, acetamide in combination with other substances as thawing medium e.g. be used in the road spreading service. The use of Acetamide as an antifreeze or to improve frost So far, stability of dispersion adhesives in particular has not been achieved known.
Die Amide der aliphatischen Carbonsäuren, vorzugsweise die primären Amide, insbesondere das Acetamid weisen den Vorteil auf, daß sie als Bestandteil der erfindungsgemäßen Dispersionsklebstoffe schon in relativ geringen Mengen den Gefrierpunkt wirkungsvoll ab senken. Als besonderer Vorteil ist anzusehen, daß die Eigenschaften der Dispersionsklebstoffe, insbesondere das rheologische Verhalten, die offene Zeit sowie die Klebkraft, zumindest nicht nennenswert negativ beeinflußt werden. Es erfolgt auch keine Koagulation oder Vergelung des Klebstoffes.The amides of the aliphatic carboxylic acids, preferably the primary amides, especially acetamide, have the advantage that they are part of the dispersion adhesives of the invention the freezing point effectively in relatively small amounts reduce. A particular advantage is that the properties the dispersion adhesives, especially the rheological behavior, the open time and the adhesive force, at least not significantly be adversely affected. There is also no coagulation or Gelation of the adhesive.
Die Amide der aliphatischen Carbonsäuren und/oder der Carbamidsäure werden vorzugsweise in einer Menge von 0,5 Gew.-% bis 10 Gew.-% dem Dispersionsklebstoff beigefügt. Um den Charakter des Dispersions klebstoffes und seine sonstigen günstigen Eigenschaften nicht nega tiv zu verändern, wird der Fachmann nicht mehr als 10 Gew.-% der vorgenannten Amide einsetzen. Bei weniger als 0,5 Gew.-% wird der Frostschutz d.h. das Absinken der Gefriertemperatur zunehmend schlechter. Ein bevorzugter Bereich liegt daher zwischen 0,5 Gew.-% bis 10 Gew.-%, insbesondere zwischen 1 Gew.-% bis 3 Gew.-%.The amides of aliphatic carboxylic acids and / or carbamic acid are preferably in an amount of 0.5 wt .-% to 10 wt .-% Dispersion adhesive added. To the character of the dispersion adhesive and its other favorable properties not nega tiv change, the expert will not more than 10 wt .-% of use the aforementioned amides. At less than 0.5% by weight, the Frost protection i.e. the drop in freezing temperature increasingly worse. A preferred range is therefore between 0.5% by weight up to 10% by weight, in particular between 1% by weight and 3% by weight.
Die erfindungsgemäßen Dispersionsklebstoffe enthalten ansonsten die in derartigen Zubereitungen üblichen Hilfsstoffe. Sie können viel fach Emulgatoren enthalten. Wichtige Beispiele sind höhermolekulare Fettsäuresalze, sowie Ethylenoxid- und/oder Propylenoxidadukte an Fettsäuren, Fettalkoholen, Fettaminen oder partielle Fettsäureester mehrwertiger Alkohole oder Alkylphenole mit einem Ethylenoxid- oder Propylenoxidanteil von 2-50 Einheiten/Molekül.The dispersion adhesives according to the invention otherwise contain the auxiliaries customary in such preparations. You can do a lot fold emulsifiers included. Important examples are higher molecular weight Fatty acid salts, as well as ethylene oxide and / or propylene oxide adducts Fatty acids, fatty alcohols, fatty amines or partial fatty acid esters polyhydric alcohols or alkylphenols with an ethylene oxide or Propylene oxide content of 2-50 units / molecule.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung können die Dispersionsklebstoffe Entschäumer enthalten, die dem Klebstoffachmann geläufig sind, z.B. Phosphorsäureester, höhere Al kohole und insbesondere Silikonöle. Weitere geeignete Entschäumer sind zu entnehmen H. Reinhard in K. A. Wolf, Chemie, Physik und Technologie der Kunststoffe, Band 14, Dispersion synthetischer Hochpolymerer, Teil 2, Springer Verlag Berlin 1969, Seite 49.According to a further advantageous embodiment of the invention The dispersion adhesives can contain defoamers that the Adhesive experts are familiar, e.g. Phosphoric acid ester, higher Al alcoholic and especially silicone oils. Other suitable defoamers can be found in H. Reinhard in K. A. Wolf, Chemistry, Physics and Technology of plastics, volume 14, dispersion of synthetic High polymer, part 2, Springer Verlag Berlin 1969, page 49.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Dispersionsklebstoff Füllstoffe enthalten, die dem Kleb stoffachmann geläufig sind, z.B. Kreide, Lehme und Tone, Quarzsand und/oder Schwerspat.According to a further advantageous embodiment of the invention the dispersion adhesive may contain fillers that adhere to the adhesive are skilled in the art, e.g. Chalk, loams and clays, quartz sand and / or heavy spar.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Dispersionsklebstoff Tackifier, auch Klebrigmacher genannt, enthalten, insbesondere nichtreaktive Harze wie Kolophoniumharz, sowie Tallharze und ihre Derivate als auch Polyvinylether. Weitere geeignete Harze sind dem bereits angeführten Band 14 des Wolf, Seite 91 und 93 sowie dem bereits angeführten Band 14 des Ullmann, Seite 235 zu entnehmen. According to a further advantageous embodiment of the invention the dispersion adhesive tackifier, also called tackifier, contain, especially non-reactive resins such as rosin, as well as tall resins and their derivatives as well as polyvinyl ether. Further suitable resins are the already mentioned volume 14 of the Wolf, page 91 and 93 as well as the already mentioned volume 14 of the Ullmann, page 235 can be seen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der Disper sionsklebstoff Weichmacher enthalten insbesondere Phthalatweichma cher, vorzugsweise Dibutylphthalat aber auch Glycolester wie z.B. Essigsäurebutyl-di-glycolester.According to a further advantageous embodiment, the disper Sion adhesive plasticizers contain in particular phthalate softness cher, preferably dibutyl phthalate but also glycol esters such as e.g. Acetic acid butyl di-glycol ester.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der Disper sionsklebstoff Verdickungsmittel enthalten insbesondere Cellulosede rivate wie z.B. Methylhydroxyethylcellulose sowie vollsynthetische Verdickungsmittel wie z.B. Polyacrylverbindungen insbesondere Acrylsäureestermethacrylsäurecopolymere. Weitere geeignete Verdic kungsmittel sind dem Fachmann bekannt und finden sich in der ein schlägigen Fachliteratur.According to a further advantageous embodiment, the disper Sionsklebstoff thickeners contain in particular cellulose de derivatives such as Methylhydroxyethylcellulose as well as fully synthetic Thickeners such as Polyacrylic compounds in particular Acrylic acid ester methacrylic acid copolymers. Other suitable verdic Kmittel are known to the expert and can be found in the relevant specialist literature.
Gewünschtenfalls kann der Dispersionsklebstoff Lösungsmittel ent halten, insbesondere Benzin, Toluol, Xylol, Methylenchlorid, Tri chlorethylen, Trichlorethan, Essigester, Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon und Cyclohexanon.If desired, the dispersion adhesive can ent solvent hold, especially gasoline, toluene, xylene, methylene chloride, tri chlorethylene, trichloroethane, ethyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, Methyl isobutyl ketone and cyclohexanone.
Die erfindungsgemäßen Dispersionsklebstoffe können desweiteren die für Klebstoffe insbesondere Dispersionsklebstoffe üblichen und dem Fachmann bekannten Additive wie Alterungs- und Ermüdungsschutzmit tel, Konservierungsstoffe, pH-Regulatoren, Komplexbildner und/oder dergleichen enthalten.The dispersion adhesives according to the invention can also for adhesives, in particular dispersion adhesives, and the usual Additives known to those skilled in the art, such as aging and fatigue protection tel, preservatives, pH regulators, complexing agents and / or the like included.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum flächigen Ver binden von Festkörperoberflächen, insbesondere von Bodenbelägen mit Bodengründen, durch Auftragen eines Klebemittels auf die Oberfläche mindestens eines Festkörpers, Zusammenfügen der zu verbindenden Oberflächen, unter Verwendung eines erfindungsgemäß gegen Frost stabilisierten Dispersionsklebstoffes. Das Auftragen des Dispersi onsklebstoffes kann mit einem gezahnten Spachtel erfolgen. Bei nur einseitigem Auftrag auf den Untergrund ist auch Aufspritzen möglich.The invention further relates to a method for flat Ver bind solid surfaces, especially floor coverings Flooring, by applying an adhesive to the surface at least one solid, joining together the ones to be connected Surfaces, using an anti-frost according to the invention stabilized dispersion adhesive. Applying the dispersi on adhesive can be done with a toothed spatula. At only spraying on one side is also possible.
Die Frostbeständigkeit wurde nach folgender Methode getestet:Frost resistance was tested using the following method:
Der Dispersionsklebstoff wurde jeweils einmal mit und einmal ohne Zusatz von Acetamid einem 5-maligen Temperaturzyklus unterworfen.The dispersion adhesive was once with and once without Addition of acetamide subjected to a 5-fold temperature cycle.
Jeder Zyklus umfaßt eine 12-stündige Gefrierphase und direkt an schließend eine 12-stündige Tauphase bei 23°C. Als Maßeinheit der Froststabilität wird jene Temperatur angegeben, bei der der Disper sionsklebstoff nach 5-maligem Durchlaufen des oben beschriebenen Zyklusses keine nennenswerten Änderungen in den anwendungstechni schen Eigenschaften, insbesondere keine Koagulation aufweist. Each cycle includes a 12 hour freeze phase and directly on then a 12-hour dew phase at 23 ° C. As a unit of measurement Frost stability is the temperature at which the disper sion adhesive after going through the above described 5 times Cycle no noteworthy changes in the application technology properties, especially no coagulation.
Es wurde ein Dispersionsklebstoff hergestellt, der die folgenden Bestandteile enthielt:A dispersion adhesive was produced which did the following Ingredients included:
41,0 g Calciumcarbonat
12,5 g Polybutadien-Styrol-Latex
10,0 g Tallharzester
10,0 g Cumaron-Inden-Harz
2,0 g Emulgatoren
2,5 g übliche Hilfsstoffe und Lösungsmittel
Rest zu 100 g: Wasser41.0 g calcium carbonate
12.5 g polybutadiene styrene latex
10.0 g tall resin ester
10.0 g coumarone indene resin
2.0 g emulsifiers
2.5 g of common auxiliaries and solvents
Remaining 100 g: water
Ohne Zusatz froststabil bis -5°C, bei Zusatz von 1 Gew.-% Acetamid froststabil bis -20°C.Frost-resistant to -5 ° C without addition, with addition of 1% by weight acetamide frost-resistant to -20 ° C.
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