DE3939454C2 - Durch Feuchtigkeit vernetzbare Grundiermasse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Grundiermasse und insbesondere eine Grundiermasse zur Verwendung beim Verkleben von Poly­ olefinen mit verschiedenen Klebstoffen.

In der Automobilindustrie werden heute Polyolefine, wie Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymerisate (EPDM), Polypropylen und Polyäthylen infolge ihrer verschiedenen günstigen Eigen­ schaften für eine Vielzahl von Anwendungszwecken eingesetzt, beispielsweise als Material für die Innenausstattung sowie für Stoßdämpfer. Die Polyolefine besitzen jedoch nur geringe Polarität und ihre Oberfläche muß deshalb mit Grundiermit­ teln auf der Basis von chlorierten Polyolefinen vorbehandelt werden, um eine sichere Verklebung mit verschiedenen Werk­ stoffen zu erreichen. Chlorierte Polyolefine können jedoch nicht vernetzt werden und die Verklebungen weisen deshalb unzureichende Hitzebeständigkeit und Dauerhaftigkeit auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Grundiermasse für Polyolefine bereitzustellen, die durch Feuchtigkeit ver­ netzbar ist und in einer Packung vorliegt, und mit der ver­ besserte Hitzebeständigkeit und Dauerhaftigkeit von Verkle­ bungen erreicht wird. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.

Gegenstand der Erfindung ist somit eine durch Feuchtigkeit vernetzbare Grundiermasse, die ein Reaktionsprodukt umfaßt, das durch Umsetzung eines mit Maleinsäureanhydrid modifi­ zierten Styrol-Äthylen-Buten-Styrol-Copolymerisates ("mo­ difiziertes SEBS") mit einer Epoxysilan-Verbindung erhält­ lich ist.

Die durch Feuchtigkeit vernetzbare Grundiermasse der Erfin­ dung wird durch Einbau von hydrolysierbaren Silyläthergrup­ pen in ein modifiziertes SEBS-Copolymerisat erhalten, das gute Haftung an Polyolefinen aufweist.

Zur Herstellung der Grundiermasse der Erfindung werden die folgenden Ausgangsstoffe verwendet:

(i) Mit Maleinsäureanhydrid modifiziertes SEBS

Das Matrixharz der Grundiermasse der Erfindung wird durch Einbau von Maleinsäureanhydrid in die Hauptkette eines Sty­ rol-Äthylen-Buten-Styrol-Copolymerisates erhalten.

Spezielle Beispiele für derartige Harze sind die im Handel erhältlichen Produkte Teftec M-1913 und 1911 von Asahi Chemical Industry Co., Ltd. und Kraton FG 1901 von Shell Chemical Company.

(ii) Epoxysilan-Verbindung

Die Epoxysilan-Verbindung, die mit dem modifizierten SEBS umgesetzt wird, ist eine Verbindung mit einer endständigen Glycidylgruppe und einer Alkoxysilylgruppe am anderen Mole­ külende. Bei der Umsetzung einer solchen Epoxysilanverbin­ dung mit dem mit Maleinsäureanhydrid modifizierten SEBS rea­ giert die Glycidylgruppe der erstgenannten Verbindung mit der Maleinsäureanhydrid-Einheit der letzteren, wobei eine Seitenkette mit endständiger Alkoxysilylgruppe erhalten wird. Die Entstehung einer solchen hydrolysierbaren Seiten­ kette mit endständiger Alkoxysilylgruppe ergibt ein durch Feuchtigkeit vernetzbares Grundierharz.

Spezielle Beispiele für geeignete Epoxysilanverbindungen sind γ-Glycidoxypropyldimethyläthoxysilan, γ-Glycidoxypro­ pylmethyldiäthoxysilan, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, β-(3,4-Epoxycyclohexyl)-äthyltrimethoxysilan und β-(3,4-Ep­ oxycyclohexyl)-äthylmethyldimethoxysilan. Diese Epoxysilan- Verbindungen sind im Handel als Produkte beispielsweise von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Nippon Unicar Co., Ltd. oder Chisso Corporation erhältlich. Die Epoxysilan-Verbindungen können einzeln oder als Kombination mehrerer solcher Verbin­ dungen verwendet werden.

Das Polymerisat der Grundiermasse der Erfindung kann aus den genannten Ausgangsstoffen (i) und (ii) beispielsweise nach den folgenden Verfahren erhalten werden. Das modifizierte SEBS kann in einem Lösungsmittel, wie Toluol, Xylol, Benzol, 1,1,1-Trichloräthan oder Methylenchlorid gelöst werden. Dann wird die erhaltene Lösung mit etwa 1/2 bis 2 Äquivalenten der Epoxysilan-Verbindung, bezogen auf den Maleinsäurean­ hydridanteil des modifizierten SEBS, versetzt und die Umset­ zung bei einer Temperatur von Raumtemperatur bis etwa 150°C durchgeführt. Das dabei erhaltene Reaktionsgemisch wird ent­ weder so wie es ist, oder nach der Einstellung auf einen An­ teil an nicht-flüchtigen Bestandteilen von 2 bis 20% und eine Viskosität von 1 bis 500 cps als Grundiermasse der Er­ findung verwendet.

Die Grundiermasse der Erfindung ist eine durch Feuchtigkeit vernetzbare Grundierung für Polyolefine, die als Ein­ packungssystem vorliegt und hervorragende Hitzebeständigkeit und Dauerhaftigkeit aufweist.

Die Beispiele und Vergleichsbeispiele erläutern die Erfin­ dung. Die Haftung wird wie folgt bewertet.

Auswertung der Haftung Verklebungsverfahren

Die in den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen er­ haltenen Grundiermassen werden auf eine Platte aus Polypro­ pylen (IP-407, Mitsui Petrochemical Industries, Ltd.) aufge­ tragen und bei Raumtemperatur 1 Stunde getrocknet. Dann wird Penguin-Zement Nr. 903, ein von Sunstar Engineering, Inc. erzeugter Klebstoff, dem 10 Teile Desmodur R (Bayer AG) pro 100 Teile Klebstoff als Polyisocyanat-Härter zugesetzt wur­ den, sowohl auf die mit der Grundierung behandelte Seite der Platte als auch auf ein Polyvinylchlorid-Blatt (Olsia MP-053 von Sunstar Engineering, Inc.) aufgetragen. Nach 5 Minuten Trocknen bei Raumtemperatur werden die Platte und das Blatt miteinander verbunden und mit einer Walze unter einer Bela­ stung von 5 kg gepreßt.

Auswertungsverfahren

Die Abschälfestigkeit (180°) wird an 25 mm breiten Prüf­ stücken bei einer Abschälgeschwindigkeit von 200 mm/Minute gemessen.
Anfängliche Abschälfestigkeit: Gemessen 10 Minuten nach dem Verbinden;
Trockene Abschälfestigkeit: Gemessen 24 Stunden nach dem Verbinden (20°C);
Abschälfestigkeit nach Hitzealterung: Gemessen 24 Stunden nach dem Aushärten bei 20°C und 400 Stunden beschleunigter Alterung bei 100°C;
Abschälfestigkeit nach Alterung in der Feuchtigkeit: Gemessen nach 24 Stunden Härtung bei 20°C und 400 Stunden beschleunigte Alterung bei 40°C und 95% relative Feuchtig­ keit.
Kriechen bei hoher Temperatur: Nach 24 Stunden Härtung bei 20°C wird eine statische Belastung von 100 g/25 mm bei 100°C angelegt und die Länge der Abschälung nach 24 Stunden gemes­ sen.

Beispiel 1

100 Gew.-Teile Tuftec M-1913, ein mit Maleinsäureanhydrid modifiziertes SEBS, werden in 900 Gew.-Teilen Toluol gelöst. Dann werden 8 Gew.-Teile KBM303, ein Epoxysilan, und 1 Gew.- Teil 1,8-Diazabicyclo(5,4,0)undecan (DBU, ein Amin-Katalysa­ tor) zugegeben. Das Gemisch wird 4 Stunden unter Rühren bei 110°C (Rückflußtemperatur) umgesetzt. Die Werte der Haftfe­ stigkeit sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiele 2 bis 6

Die verschiedenen, in Tabelle I aufgeführten Grundiermassen werden im wesentlichen in gleicher Weise wie die Masse von Beispiel 1 hergestellt. Die Werte der Haftfestigkeit sind ebenfalls in Tabelle I aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 1

Die bei Verwendung einer üblichen Grundiermasse aus chlo­ riertem Polyolefin (Hardlen 15L von Toyo Soda Co., Ltd.) unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 erhaltenen Werte sind ebenfalls in Tabelle I angegeben.

Vergleichsbeispiel 2

Aus einer vergleichbaren SEBS-Masse ohne Epoxysilan wird eine Grundiermasse hergestellt. Die Prüfergebnisse sind ebenfalls in Tabelle I aufgeführt.

Claims (3)

1. Durch Feuchtigkeit vernetzbare Grundiermasse, umfassend ein Reaktionsprodukt, das durch Umsetzung eines mit Maleinsäureanhydrid modifizierten Styrol-Äthylen-Buten- Styrol-Copolymerisates mit einer Epoxysilan-Verbindung erhältlich ist.

2. Grundiermasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Epoxysilan-Verbindung γ-Glycidoxypropyldimethyl­ äthoxysilan, γ-Glycidoxypropylmethyldiäthoxysilan, γ- Glycidoxypropyltrimethoxysilan, β-(3,4-Epoxycyclohexyl)- äthyltrimethoxysilan oder β-(3,4-Epoxycyclohexyl)-äthyl­ methyldimethoxysilan ist.

3. Grundiermasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Epoxysilan-Verbindung mit dem modifi­ zierten Copolymerisat in einem Verhältnis von 1/2 bis 2 Äquivalente, bezogen auf den Gehalt an Maleinsäurean­ hydrid in dem modifizierten Copolymerisat, umgesetzt wird.