DE4230116C2

DE4230116C2 - Wäßrig alkalisch löslicher Klebstoff und dessen Verwendung

Info

Publication number: DE4230116C2
Application number: DE4230116A
Authority: DE
Inventors: Lothar Dr Zapf
Original assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Current assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date: 1992-09-09
Filing date: 1992-09-09
Publication date: 1995-10-05
Anticipated expiration: 2012-09-10
Also published as: DE4230116A1

Description

Die Erfindung betrifft einen wäßrig alkalisch löslichen Klebstoff.

Zur rationellen Herstellung von Magnetteilen aus dem Vollmaterial ist es bekannt, geschnittene Scheiben des Materials zu Stapeln zu verkleben und die Stapel weiter zuverarbeiten. Hierbei kann es sich beispielsweise um das Zerschneiden der Stapel handeln, so daß schließlich kleinere Magnetteile definierter Abmessungen erhalten werden. Nach Durchführung der Bearbeitungsschritte werden die verklebten Teile durch Auflösen des Klebers vonein ander getrennt.

Bei der Herstellung von sehr kleinen Magnetteilen, bei denen es sich zum Beispiel um Würfel mit einer Kantenlänge von weniger als 5 mm handeln kann, ist eine hohe innere Festigkeit des Klebstoffes erforderlich. Gleichzeitig soll jedoch ein möglichst einfaches und umweltfreundliches Auflösen dieser Hilfsklebungen gewährleistet sein. Für die Hilfsklebungen werden beispielsweise Zweikompo nentenkleber auf Methylmethacrylatbasis eingesetzt. Diese Kleber sind zum einen jedoch relativ teuer, zum anderen ist der Kleber aber auch hinsichtlich des Arbeitsschutzes zum Zeitpunkt der Verarbeitung aufgrund seines Gehaltes an monomerem Methylmethacrylat und Aminbeschleuniger als gesundheitlich bedenklich einzustufen. Das Auflösen des Klebers nach der Bearbeitung der Magnetteile wird in der Regel in Aceton oder Methylenchlorid vorgenommen. Dies wird jedoch ebenfalls als unvorteilhaft angesehen. Während Methylenchlorid giftig ist, sind bei Verwendung von Aceton hohe Sicherheitsvorkehrungen hinsichtlich des Explosions schutzes zwingend notwendig, um das Verfahren risikolos betreiben zu können. Es besteht daher Bedarf an einem löslichen Klebstoff für die obengenannten Hilfsklebungen, der die genannten Nachteile nicht aufweist.

Ziel der Erfindung ist es daher, einen Klebstoff anzu geben, bei dem auf das bisher durchgeführte Auflösen des Klebers in brennbaren oder giftigen Lösungsmitteln ver zichtet werden kann und der vom Arbeitsschutz her unbedenklich ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Klebstoff mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Klebstoff enthält somit als wesentliche Bestandteile ein aliphatisches Polyol

wobei
n = 0-20, m = 0, 1
R₁ bis R₆ = -H, -alkyl, -CH₂ -OH, -OH, -CH₃, -CH₂-CH₃

sowie ein aromatisches Dianhydrid

wobei

Bevorzugt werden Abmischungen, bei denen das Verhältnis von aliphatischem Polyol zu aromatischem Dianhydrid im Bereich von 1 : 2 mol bis 2 : 1 mol liegt, insbesondere jedoch im Verhältnis von 1 : 1 mol.

Bei dem vorgesehenen Verwendungszweck des Klebstoffes für Hilfsklebungen bei der Materialbearbeitung ist ein Kontakt des Klebstoffes mit Kühlschmiermitteln in der Regel zu er warten. Beim Kontakt des Klebstoffes mit schwach alkali schen Kühlschmiermitteln ist jedoch ein Aufquellen des Klebers möglich. Zur Verbesserung der Kühlschmiermittel beständigkeit werden daher Abmischungen bevorzugt, die neben den beiden obengenannten Komponenten weiterhin ein flüssiges niederviskoses Epoxidharz enthalten, wobei der Anteil des Epoxidharzes vorzugsweise nicht mehr als 30 Gew.-% beträgt. Mit dieser dreikomponentigen Abmischung wird weiterhin gleichzeitig die innere Festigkeit des Klebstoffes erhöht. Bei dem flüssigen niederviskosen Epoxidharz kann es sich insbesondere um ein Epoxidharz vom Typ Bisphenol-A-diglycidylether, Bisphenol-F-diglycidyl ether und/oder um ein cycloaliphatisches Epoxidharz handeln. Aufgrund des geringen Dampfdruckes der Einzel komponenten tritt bei dem erfindungsgemäßen Klebstoff keinerlei Geruchsbelästigung auf, und es entstehen auch keine toxischen Dämpfe.

Während der erfindungsgemäße Klebstoff im wesentlichen aus einer Abmischung eines aliphatischen Polyols mit einem aromatischen Dianhydrid bzw. aus einer Abmischung eines aliphatischen Polyols mit einem aromatischen Dianhydrid und einem flüssigen niederviskosen Epoxidharz besteht, sind weitere Zusätze möglich, die vorzugsweise nicht mehr als 5 Gew.-% betragen. Hierbei kann es sich z. B. um den Zusatz von Haftvermittlern vom Silantyp handeln. Beispiele solcher Haftvermittler sind die Typen A 187 und A 1100 der Fa. Union Carbide. Desweiteren sind Zusätze wasserlös licher Harze, wie z. B. Polyvinylpyrrolidon oder alkali löslicher Harze wie beispielsweise Phenol- oder Kresol novolake möglich.

Die Erfindung wird anhand des nachfolgenden Ausführungs beispiels näher erläutert.

Für Hilfsklebungen von Teilen aus Samarium-Kobalt-Dauer magnetlegierungen wurde ein Klebstoff hergestellt, in dem in eine Mischung von 1,5 g Triethylenglykol und 1,35 g des Epoxidharzes Epikote 215, 2,18 g Pyromellithsäuredianhy drid eingerührt wurden. Die viskose Masse ist gebrauchs fertig und ca. 6 Stunden lang verarbeitbar. Mit Hilfe eines Pinsels wurde der Klebstoff auf 3 mm dicke Platten aus Samarium-Kobalt-Dauermagnetlegierungen aufgebracht. 15 Platten wurden zu ca. 5 cm hohen Stapeln aufeinander gefügt und auf eine Marmorplatte aufgeklebt. Der so erhaltene Stapel wurde mit einer Schraubzwinge fixiert und anschließend zur Aushärtung der Verklebungen in einen Umluftofen eingebracht. Die Aushärtung erfolgte in dem Umluftofen bei einer Temperatur von 160°C während einer Dauer von ca. 3 Stunden. Nach dem Abkühlen hat der Kleber seine Endfestigkeit erreicht und die Stapel können bearbeitet werden.

Auf einer Innenlochsäge wurden aus den Stapeln Quader mit einer Kantenlänge von 3 mm hergestellt. Jeder dieser Quader bestand somit aus 15 miteinander verklebten Würfeln der Kantenlänge 3 mm. Nach der Bearbeitung wurden die miteinander verklebten Dauermagnetteile durch Abbrechen von der Marmorplatte getrennt und zur Auflösung der Klebeverbindung in 3%iger Natronlauge gelagert. Nach ca. 10 bis 12 Stunden war der Klebstoff restlos aufgelöst und die Dauermagnetteile lagen in Form von getrennten Würfeln vor. Durch Erwärmen der Natronlauge ist eine Verkürzung der Auflösezeit möglich.

Die Teile wurden anschließend noch in Wasser gewaschen und in einer Arbeitsfolge im Ultraschallbad bei 60 bis 70°C gereinigt, gebeizt, chemisch poliert und getrocknet. Die Oberflächenqualität der so hergestellten Dauermagnetteile war voll befriedigend und vergleichbar mit Magnetteilen, bei denen für die Hilfsklebung ein käuflicher 2-Komponentenklebstoff auf Methacrylatbasis eingesetzt wurde.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wurde die Druck scherfestigkeit von verklebten Dauermagnetteilen gemessen. Hierzu wurden zwei Quader der Abmessungen 30 × 20 × 5 mm aus einer Samarium-Kobalt-Dauermagnetlegierung mit der oben angegebenen Klebstoffabmischung miteinander verklebt, wobei die Aushärtung wiederum im Umluftofen bei einer Tem peratur von 160°C während einer Dauer von drei Stunden erfolgte. Die Klebefläche betrug ca. 400 mm². Im Druckscherversuch wurde die Festigkeit der Verklebung mit einer Universalmeßmaschine bestimmt. Hierzu wurden drei Messungen durchgeführt, die einen Wert der Druckscher festigkeit von 23 N/mm² ergaben. Dieser Wert ent spricht dem einer hochfesten Klebeverbindung von typischen käuflichen Epoxidharzklebern für Metallverklebungen.

In den vorstehenden Ausführungsbeispielen wurde die Ver wendung des Klebstoffes für Hilfsklebungen von Seltenerd- Dauermagnetwerkstoffen beschrieben. Aufgrund seiner guten Haftungseigenschaften auf einer Reihe unterschiedlicher Werkstoffe, wie Metall, Glas oder Marmor ist jedoch auch ein Einsatz in anderen Anwendungsgebieten möglich, bei denen Hilfsklebungen notwendig sind, die wieder gelöst werden sollen. Hierbei ist insbesondere die Edelstein bearbeitung zu nennen.

Claims

1. Wäßrig alkalisch löslicher Klebstoff, der aus einer Mischung besteht von 1. aliphatischen Polyolen der Formel wobei
n = 0-20, m = 0, 1
R₁ bis R₆ = -H, -alkyl, -CH₂-OH, -OH, -CH₃, -CH₂-CH₃ 2. aromatischem Dianhydrid der Formel wobei 3. ggf. einem flüssigen, niederviskosen Epoxyharz
4. ggf. Haftvermittlern vom Silantyp und/oder wasserlöslichen und/oder alkalilöslichen Harzen.

2. Klebstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Verhältnis des Anteils an aliphatischem Polyol zu aromatischem Dianhydrid von 1 : 2 mol bis 2 : 1 mol.

3. Klebstoff nach Anspruch 1 oder 2, durch gekennzeichnet, daß es sich um ein Epoxidharz vom Typ Bisphenol-A-diglycidyl ether, Bisphenol-F-diglycidylether und/oder um ein cycloaliphatisches Epoxidharz handelt.

4. Verwendung eines Klebstoffs nach den Ansprüchen 1 bis 3 für Hilfsklebungen bei der Materialbearbeitung.

5. Verwendung eines Klebstoffs nach den Ansprüchen 1 bis 3 zum Kleben von Metallen.

6. Verwendung eines Klebstoffs nach den Ansprüchen 1 bis 3 zum Kleben von Dauermagnetteilen aus Seltenerd-Legierungen.

7. Verwendung eines Klebstoffs nach den Ansprüchen 1 bis 3 zur Verklebung von Teilen, die nach einer mechanischen Bearbeitung voneinander wieder gelöst werden.