DE3939472A1 - Durch feuchtigkeit vernetzbarer primer fuer polyolefine - Google Patents
Durch feuchtigkeit vernetzbarer primer fuer polyolefineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen durch Feuchtigkeit vernetz
baren Primer für Polyolefine. Sie betrifft insbesondere einen
durch Feuchtigkeit vernetzbaren Primer, der eine Lösung aus
einem hydrierten Polybutadien, in das Silylgruppen einge
führt wurden, in einem organischen Lösungsmittel enthält und
der eine ausgezeichnete wärmebeständige Adhäsion und dauer
hafte Adhäsion aufweist und für die Verklebung polyolefini
scher Substanzen oder einer polyolefinischen Substanz und
anderer organischer Substanzen geeignet ist.
Seit kurzem besteht ein verstärkter Bedarf, niedrigpolare
polyolefinische Substanzen (beispielsweise Polypropylen-(PP-)-
Platten, Polyethylen-(PE-)Platten, Polyethylen-(PE-)Schäume,
Polypropylen-(PP-)Schäume, Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer-
(EPDM-)Kautschuke, Ethylen-Propylen-Kautschuke (EPR) usw.
verkleben zu können oder polyolefinische Substanzen und an
dere organische Substanzen (beispielsweise Polyvinylchlorid-
(PVC-)Folien bzw. -Platten, Polyvinylchlorid-(PVC-)Schäume,
Styrol-Ethylen-Buten-Styrol-Copolymer-(SEBS-)Platten, Styrol-
Ethylen-Propylen-Styrol-Copolymer-(SEPS-)Platten, Styrol-
Isopren-Styrol-(SIS-)Kautschuke, Styrol-Butadien-Styrol-
(SBS-)Kautschuke usw. verkleben zu können. In solchen Fällen
wurden die Substanzen in der Vergangenheit mit einem Primer
bzw. einer Grundierungsmasse behandelt, damit zwischen den
Substanzen mittels des Klebstoffes eine ausreichende Ad
häsion zustande kommt. Als solche Primer für Polyolefine
wurde eine Lösung aus einem Grundmaterial (beispielsweise
chloriertem Polyolefin oder Polyolefinen, die mit Maleinsäure
anhydrid behandelt wurden, in einem organischen Lösungsmittel
verwendet. Jedoch sind die in solchen Primern verwendeten
Grundmaterialien nicht vernetzbar, und daher besitzen die
Primer eine schlechte Wärmebeständigkeitsadhäsion und
dauerhafte Adhäsion.
Die Anmelderin hat intensive Untersuchungen durchgeführt,
um einen verbesserten Primer, der für Polyolefine geeignet
ist, zu finden und der die Nachteile der bekannten Primer,
wie sie oben erwähnt wurden, nicht aufweist. Sie hat gefunden,
daß ein hydriertes Polybutadien, welches eine reaktive OH-
Gruppe enthält, als Material zum Verkleben für Polyolefine
geeignet ist. Wird eine durch Feuchtigkeit vernetzbare Silyl
ethergruppe in das hydrierte Polybutadien eingeführt, so er
gibt das spezifisch hydrierte Polybutadien den gewünschten
Primer, der eine ausgezeichnete wärmebeständige Adhäsion und
dauerhafte Adhäsion ermöglicht.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde,
einen verbesserten Primer zur Verfügung zu stellen, der zum
Verkleben von Polyolefinen geeignet ist. Erfindungsgmeäß
soll ein Primer zur Verfügung gestellt werden, der eine Lösung
aus einem hydrierten Polybutadien, in das Silylethergruppen
eingeführt worden sind, in einem organischen Lösungsmittel
enthält und der eine ausgezeichnete wärmebeständige Adhäsion
bzw. Verklebung und eine dauerhafte Verklebung ergibt und
zum Verkleben von polyolefinischen Substanzen oder zum Ver
kleben polyolefinischer Substanzen und anderer organischer
Substanzen geeignet ist.
Der erfindungsgemäße, durch Feuchtigkeit vernetzbare Primer
enthält eine Lösung eines hydrierten Polybutadiens, in das
eine Silylethergruppe der Formel:
eingeführt wurde, worin R eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Koh
lenstoffatomen, R′ eine Alkoxygruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoff
atomen oder ein Halogenatom und n eine ganze Zahl von 1 bis
3 bedeuten, in einem organischen Lösungsmittel.
Das bei der vorliegenden Erfindung verwendete hydrierte
Polybutadien bedeutet hydrierte Polybutadienglykole, die eine
endständige Hydroxygruppe enthalten, worin das Polybutadien
eine 1,2-Vinyl-Struktur oder 1,4-trans-Struktur alleine oder
gemeinsam eine 1,2-Vinyl-Struktur und eine 1,4-trans-Struktur
oder eine 1,2-Vinyl-Struktur, 1,4-trans-Struktur und 1,4-cis-
Struktur oder eine 1,4-trans-Struktur und eine 1,4-cis-Struk
tur in dem hydrierten Polybutadien aufweist, wobei auch
eine Kombination der verschiedenen Strukturen vorhanden sein
kann und die verschiedenen Strukturen in irgendeinem belie
bigen Verhältnis auftreten können.
Die Einführung der Silylethergruppe in das hydrierte Poly
butadien kann nach irgendeinem der folgenden Verfahren (I),
(II) oder (lII) erfolgen.
Ein hydriertes Polybutadien wird mit einem Polyisocyanat um
gesetzt, wobei das Polyisocyanat in überschüssiger Menge
verwendet wird, so daß die aktiven lsocyanat-(NCO-)Gruppen
des Polyisocyanats im Überschuß, verglichen mit den Hydroxy-
(OH-)Gruppen des Polybutadiens, vorliegen. Üblicherweise wird
eine Menge von 2 bis 4 mol Polyisocyanat mit 1 mol des
hydrierten Polybutadiens umgesetzt. Man erhält dabei ein
Polyurethan-Präpolymeres, welches einen Gehalt an aktivem
NCO von 0,5 bis 10 Gew.-% enthält. Die Reaktion wird üblicher
weise in einem organischen Lösungsmittel, welches für die
Herstellung des Primers verwendet wird, durchgeführt, bei
spielsweise in aromatischen Kohlenwasserstoffen (zum Beispiel
Toluol, Benzol, Xylol usw.), gegebenenfalls in Anwesenheit
eines Katalysators (zum Beispiel Dibutylzinndilaurat, Tri
ethylamin, Bleioctat usw.). Das so erhaltene Urethan-Präpoly
mere wird dann mit einer äquimolaren oder überschüssigen
Menge (beispielsweise 4 mol) einer Aminosilan- oder Mercapto
silanverbindung zur Einführung der Silylethergruppe darin
umgesetzt.
Auf gleiche Weise wie bei dem obigen Verfahren (I) beschrie
ben, ausgenommen, daß die Reihenfolge der Reaktion geändert
wird, wird die Reaktion durchgeführt. Das heißt, zuerst
wird eine Aminosilan- oder Mercaptosilanverbindung mit einer
äquimolaren oder überschüssigen Menge (üblicherweise 1 bis
2 mol) eines Polyisocyanats in einem organischen Lösungsmit
tel, wie oben erwähnt, umgesetzt, wobei eine silanmodifizier
te NCO enthaltende Verbindung erhalten wird, und dann wird
das so erhaltene silanmodifizierte Polyisocyanat mit einem
hydrierten Polybutadien umgesetzt, welches in äquimolarer
oder geringerer Menge verwendet wird (d.h. in einer Menge,
daß die aktiven NCO-Gruppen erhalten bleiben), normalerweise
in einer Menge von 0,2 bis 1 mol.
Ein hydriertes Polybutadien wird mit einer äquimolaren oder
überschüssigen Menge, vorzugsweise 2 bis 4 mol, einer Iso
cyanatosilanverbindung zur Einführung einer Silylethergruppe
in das Reaktionsprodukt in einem organischen Lösungsmittel,
wie oben erwähnt, umgesetzt.
Beispiele für Polyisocyanate sind aliphatische Polyisocyanate
(zum Beispiel Hexamethylendiisocyanat, 2,2,4-Trimethylhexa
methylendiisocyanat, Lysinmethylesterdiisocyanat usw.), ali
cyclische Polyisocyanate (zum Beispiel hydriertes Diphenyl
methandiisocyanat, Isophorondiisocyanat, hydriertes Tolylen
diisocyanat usw.), aromatische Polyisocyanate (zum Beispiel
Tolylendiisocyanat (TD1), Diphenylmethandiisocyanat (MDI),
Naphthylendiisocyanat, Xylylendiisocyanat, Triphenylmethan
triisocyanat, Tris-(4-phenylisocyanat)-thiophosphat usw.)
und ähnliche.
Beispiele für Aminosilanverbindungen sind Aminomethyltri
ethoxysilan, N-(b-Aminoethyl)-aminomethyltrimethoxysilan,
Aminomethyldiethoxysilan, N-(β-Aminoethyl)-methyltributoxy
silan, γ-Aminopropyltriethoxysilan, γ-Aminopropylmethyldi
ethoxysilan, γ-Aminoisobutyltrimethoxysilan, N-Bis-(β-hydroxy
ethyl)-γ-aminopropyltriethoxysilan, N-(β-Aminoethyl)-γ-amino
propyltrimethoxysilan, N-(b-Aminoethyl)-γ-aminopropylmethyl
dimethoxysilan, N-(β-Aminoethyl)-γ-amino-β-methylpropyltri
methoxysilan, N-Phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilan und ähn
liche.
Beispiele für Mercaptosilanverbindungen sind γ-Mercapto
propylmethyldimethoxysilan, γ-Mercaptopropyltrimethoxysilan,
γ-Mercaptopropylmethyldiethoxysilan, γ-Mercaptopropyltrieth
oxysilan, γ-Mercaptopropylethyldimethoxysilan, γ-Mercapto
propylethyldiethoxysilan, γ-Mercaptopropyldimethylmethoxy
silan, β-Mercaptoethylmethyldimethoxysilan, β-Mercapto
ethyltrimethoxysilan, β-Mercaptoethyltriethoxysilan und ähn
liche.
Beispiele für die Isocyanatosilanverbindungen sind γ-lso
cyanatopropyldimethylchlorsilan der Formel:
γ-Isocyanatopropyltriethoxysilan der Formel:
Der durch Feuchtigkeit vernetzbare erfindungsgemäße Primer
für Polyolefine ist das Reaktionsprodukt, das nach den obi
gen Verfahren (I), (II) oder (III) hergestellt wurde und
welches in Form einer Lösung in einem organischen Lösungsmit
tel, wie in aromatischen Kohlenwasserstoffen (beispielsweise
in Toluol, Benzol, Xylol usw.), Estern (beispielsweise Ethyl
acetat usw.), halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstof
fen (beispielsweise Methylenchlorid, 1,1,1-Trichlorethylen
usw.), vorliegt. Das heißt, er ist eine Lösung aus dem hydrier
ten Polybutadien, in welches Silylethergruppen eingeführt
wurden, in einem organischen Lösungsmittel, und er besitzt
üblicherweise einen Feststoffgehalt von 1 bis 20 Gew.-%. Der
Primer kann gegebenenfalls eine geeignete Menge an einer
aktive Silylethergruppen enthaltenden Verbindung (beispiels
weise die obigen Aminosilanverbindungen usw.) enthalten, da
mit die Adhäsion zwischen dem Primer und einem Klebstoff,
der darauf aufgebracht wird, verbessert wird, oder er kann
eine geeignete Menge an bekannten filmbildenden Harzen, De
hydratisierungsmitteln, Weichmachern und ähnlichen Verbin
dungen enthalten.
Der erfindungsgemäße Primer kann zum Verkleben verschiedener
Polyolefin-Substanzen mit verschiedenen Arten von Klebstof
fen verwendet werden, die eine ausgezeichnete wärmebestän
dige Adhäsion und dauerhafte Adhäsion aufweisen.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Ein Primer wird gemäß dem folgenden Verfahren (I) herge
stellt.
Ein hydriertes Polybutadien wird in der in Tabelle 1 angege
benen Menge in Toluol gelöst, und dazu werden MDI und ein
Katalysator zugegeben. Das Gemisch wird bei 80°C während
4 Stunden unter Bildung eines Urethan-Präpolymeren umgesetzt.
Zu dem Reaktionsprodukt gibt man eine Aminosilan- oder Mer
captosilanverbindung, und das Gemisch wird bei 80°C während
6 Stunden unter Bildung einer Primermasse umgesetzt.
Ein Primer wird gemäß dem Verfahren (II) wie folgt herge
stellt.
Ein Aminosilan (KBM 573) oder Mercaptosilan (KBM 803) wird
in der in Tabelle 2 angegebenen Menge in Toluol gelöst, und
dazu wird MDI gegeben. Das Gemisch wird bei 80°C während
4 Stunden umgesetzt, wobei eine aktive, NCO enthaltende Silan
verbindung erhalten wird. Die Verbindung wird zu einem Ge
misch aus hydriertem Polybutadien (Polytail H) und Toluol
gegeben, und das Gemisch wird in Anwesenheit des gleichen
Katalysators, wie er in den Beispielen 1 bis 4 verwendet
wurde, bei 80°C während 6 Stunden unter Bildung einer Primer
masse umgesetzt.
Ein Primer wird gemäß dem Verfahren (III) wie folgt herge
stellt.
Ein hydriertes Polybutadien (Polytail H) in der in Tabelle 3
angegebenen Menge wird in Toluol gelöst, und dazu wird ein
lsocyanatosilan und ein Katalysator gegeben. Das Gemisch wird
bei 80°C während 6 Stunden umgesetzt. Das Reaktionsgemisch
wird auf eine niedrige Temperatur abgekühlt, und dazu wird
gegebenenfalls ein Aminosilan unter Herstellung einer Primer
masse zugegeben.
Ein Primer wird durch Auflösen eines hydrierten Polybuta
diens (Polytail H) (100 Gew.-Teile) in Toluol (900 Gew.-Teile)
hergestellt.
Ein Primer wird durch Auflösen eines hydrierten Polybuta
diens (Polytail H) (100 Gew.-Teile) in Toluol (900 Gew.-Teile)
und Zugabe von Aminosilan (KBM 603), wie es in Beispiel 9
verwendet wurde, (10 Gew.-Teile) hergestellt.
Eine Polypropylen-(PP-)Platte (IP-407, hergestellt von Mitsui
Petroleum Co., Ltd.) wird mit jedem der Primer, wie sie in
den obigen Beispielen und Vergleichsbeispielen hergestellt
wurden, bestrichen und dann bei Raumtemperatur 1 Stunde ge
trocknet. Anschließend wird ein Urethan-Klebstoff (Penguin
Cement #903, hergestellt von Sunstar Giken K.K.) auf die
Primerschicht der Platte aufgebracht. Getrennt wird eine
Polyvinylchlorid-(PVC-)Platte (Orsia MP-053, hergestellt
von Sunstar Giken K.K.) mit dem gleichen Urethan-Klebstoff,
wie oben beschrieben, beschichtet und bei Raumtemperatur
5 Minuten getrocknet. Die PVC-Platte und die PP-Platte wer
den aufeinanderlaminiert, wobei die Klebstoffschichten sich
gegenüberliegen, und mit einer Walze von 5 kg gepreßt, wobei
ein Teststück erhalten wird.
Die so hergestellten Teststücke werden dem Adhäsions-Festig
keitstest bei verschiedenen Bedingungen unterworfen, wobei
die Abschälfestigkeit durch Abschälen der Teststücke mit
einem Winkel von 180° gemessen wurde. Die Ergebnisse sind
in Tabelle 4 angegeben.
Claims (4)
1. Durch Feuchtigkeit vernetzbarer Primer, dadurch
gekennzeichnet, daß er eine Lösung aus einem
hydrierten Polybutadien, in das eine Silylethergruppe der
Formel:
eingeführt wurde, worin R eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Koh
lenstoffatomen, R′ eine Alkoxygruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoff
atomen oder ein Halogenatom und n eine ganze Zahl von 1 bis
3 bedeuten, enthält.
2. Primer nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das hydrierte Polybutadien, in das
Silylethergruppen eingeführt worden sind, durch Umsetzung
eines hydrierten Polybutadiens mit einem Polyisocyanat in
einem organischen Lösungsmittel, wobei das Polyisocyanat in
einer Menge von 2 bis 4 mol, bezogen auf 1 mol des hydrier
ten Polybutadiens, verwendet wird, unter Bildung eines
Polyurethan-Präpolymeren, welches einen Gehalt an aktivem
NCO von 0,5 bis 10 Gew.-% aufweist, und anschließende Umset
zung mit einer äquimolaren oder überschüssigen Menge einer Amino
silan- oder Mercaptosilanverbindung erhalten worden ist.
3. Primer nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das hydrierte Polybutadien, in das
Silylethergruppen eingeführt worden sind, durch Umsetzung
einer Aminosilan- oder Mercaptosilanverbindung mit einer über
schüssigen Menge eines Polyisocyanats in einem organischen
Lösungsmittel unter Bildung einer silanmodifizierten, NCO
enthaltenden Verbindung und anschließende Umsetzung mit
einer äquimolaren oder geringeren Menge eines hydrierten
Polybutadiens erhalten worden ist.
4. Primer nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das hydrierte Polybutadien, in das
Silylethergruppen eingeführt worden sind, durch Umsetzung
eines hydrierten Polybutadiens mit einer äquimolaren oder
überschüssigen Menge einer lsocyanatosilanverbindung zur Ein
führung der Silylethergruppen in einem organischen Lösungs
mittel erhalten worden ist.
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