DE4234273A1 - Reaktives elastisches heissschmelz-dichtungsmittel - Google Patents
Reaktives elastisches heissschmelz-dichtungsmittelInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein reaktives elastisches Heißschmelz-
Dichtungsmittel bzw. -Klebmittel, insbesondere ein reaktives
elastisches klebendes Einkomponenten-Heißschmelz-Dichtungs
mittel vom feuchtigskeitshärtenden Typ, das ein Polyurethan-
Präpolymeres, ein thermoplastisches Multiblock-Urethan-Copo
lymerharz und ein thixotropes Mittel, ausgewählt aus hydro
philer kolloidaler Kieselsäure und einem Polysiloxan-Poly
oxyalkylen-Copolymeren, enthält. Das Mittel hat eine ausge
zeichnete Anfangs-Klebkraft, und die Anfangs-Klebkraft wird
über lange Zeiträume aufrechterhalten. Darüber hinaus ist das
erfindungsgemäße Mittel durch ausgezeichnete Dauerhaftigkeit,
insbesondere eine ausgezeichnete Kältebeständigkeit, charak
terisiert (d. h. es zeigt sogar bei -30 bis -40°C eine Gummi
elastizität). Schließlich hat es eine ausgezeichnete Verar
beitbarkeit, ohne daß bei der Anwendung ein Absacken bzw.
eine Absenkung erfolgt.
In der Automobilindustrie werden derzeit verschiedene Teile,
die Fenster und andere Teile umgeben, durch einen Klebstoff
befestigt. Die zu verklebenden Materialien sind von herkömm
lichen Glasprodukten und beschichteten Stahlplatten zu Kunst
stoffmaterialien abgeändert worden. Das erforderliche kleben
de Dichtungsmittel bzw. der erforderliche dichtende Klebstoff
muß insbesondere für Automobile ausgezeichnete Eigenschaften,
beispielsweise hinsichtlich der Haftungsfestigkeit, der Dau
erhaftigkeit etc., haben. Diese Eigenschaften dürfen von der
Außentemperatur nicht beeinträchtigt werden, d. h. sie müssen
sowohl bei hohen Temperaturen als auch in der Kälte (z. B. bei
-30 bis -40°C) stabil sein. Weiterhin müssen diese Mittel
eine ausgezeichnete Anfangs-Klebkraft haben, um spezielle
Einrichtungen bzw. Maßnahmen für ein temporäres Fixieren zu
vermeiden. Schließlich muß ein für die Automobilindustrie ge
eignetes klebendes Dichtungsmittel auch eine ausgezeichnete
Gummi- bzw. Kautschukelastizität haben, um die Vibrations
energie während der Fahrt zu absorbieren.
Die herkömmlichen Heißschmelz-Dichtungsmittel, die als Haupt
komponente ein thermoplastisches Harz enthalten, haben zwar
hinsichtlich der Anfangs-Klebkraft und der Verarbeitbarkeit
ausgezeichnete Eigenschaften, zeigen jedoch bei hoher Tempe
ratur einige Probleme hinsichtlich einer geringeren Dauerhaf
tigkeit. Dies ist auf die Erweichung bei hoher Temperatur zu
rückzuführen, wodurch die Klebkraft verringert wird. Ein wei
terer Nachteil besteht in mangelnder Kältebeständigkeit, da
sie in der Kälte (z. B. bei -30 bis -40°C) kunststoffartig
werden und ihre Kautschukelastizität verlieren. Andererseits
haben die herkömmlichen reaktiven Dichtungsmittel eine ausge
zeichnete Dauerhaftigkeit bei hoher Temperatur, weisen jedoch
eine geringere Anfangs-Klebkraft auf. Dies bedeutet, daß in
nachteiliger Weise eine erheblich größere Zeitspanne erfor
derlich ist, bis die gewünschte temporäre Haftung erhalten
wird. Unter diesem Gesichtspunkt sind daher Untersuchungen
vorgenommen worden, um ein Dichtungsmittel zu entwickeln, das
beide Eigenschaften, nämlich diejenigen des Heißschmelz-Dich
tungsmittels und diejenigen des reaktiven Dichtungsmittels,
hat und das darüber hinaus eine ausgezeichnete temporäre bzw.
zeitweilige Klebkraft besitzt. Es ist jedoch sehr schwierig,
ein Dichtungsmittel zu erhalten, das hinsichtlich der An
fangs-Klebkraft und der Elastizität gut ausgewogene Eigen
schaften besitzt. Insbesondere ist es bei der Verwendung des
Dichtungsmittels in der Kälte (z. B. bei -30 bis -40°C) sehr
schwierig, die Elastomereigenschaften (Kautschukelastizität)
beizubehalten.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, den Gehalt der Poly
merkomponenten zu erhöhen und den Gehalt des Weichmachers zu
verringern, um die Anfangs-Klebkraft des Dichtungsmittels zu
erhöhen. Das resultierende Produkt ist aber hinsichtlich der
thixotropen Eigenschaften schlechter, und es hat nachteili
gerweise eine schlechtere Verarbeitbarkeit.
Es wurden nun umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, um
ein reaktives elastisches Heißschmelz-Dichtungsmittel zu er
halten, das selbst in der Kälte die gewünschte Anfangs-Kleb
kraft und Kautschukelastizität und darüber hinaus eine ausge
zeichnete Verarbeitbarkeit besitzt. Es wurde nun gefunden,
daß durch Kombinieren eines durch Umsetzung eines hochmoleku
laren Polyetherpolyols mit einer überschüssigen Menge einer
Polyisocyanatverbindung erhaltenen Polyurethan-Präpolymeren
mit einem speziellen, mit dem Polyurethan-Präpolymeren ver
träglichen thermoplastischen Harz das gewünschte Dichtungs
mittel erhalten werden kann, das die für ein Heißschmelz-
Dichtungsmittel erforderlichen ausgezeichneten Eigenschaften
zusammen mit einer ausgezeichneten Dauerhaftigkeit und insbe
sondere ausgezeichneter Kautschukelastizität zusammen mit ei
ner Kältebeständigkeit bei -30 bis -40°C aufweist. Weiterhin
wurde festgestellt, daß durch Einarbeitung einer Kombination
von zwei Arten von thixotropen Mitteln die Verarbeitbarkeit,
d. h. die thixotropen Eigenschaften, verbessert werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes reaktives
Heißschmelz-Dichtungsmittel bereitzustellen, das selbst in
der Kälte eine ausgezeichnete Anfangs-Klebkraft, Dauerhaftig
keit und Kautschukelastizität besitzt und darüber hinaus
durch eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit charakterisiert
ist. Dieses Dichtungsmittel soll ein durch Feuchtigkeit här
tendes klebendes Heißschmelz-Dichtungsmittel sein, das für
die Verklebung bzw. Einsiegelung von Teilen in Automobilen
und anderen technischen Gebieten geeignet ist. Insbesondere
soll es dazu geeignet sein, in kalten Gegenden Teile, die die
Fenster von Automobilen umgeben, dichtend einzusiegeln.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein reaktives ela
stisches Heißschmelz-Dichtungsmittel gelöst, das als Haupt
komponenten
- A) ein Polyurethan-Präpolymeres, hergestellt durch Um setzung eines Polyetherpolyols mit einer endständigen Hydro xylgruppe und einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 6000 bis 40 000 (nachstehend gelegentlich als "Polyetherpo lyol mit sehr hohem Molekulargewicht" bezeichnet) und einer überschüssigen Menge einer Polyisocyanatverbindung,
- B) ein thermoplastisches Multiblock-Urethan-Copolymer harz und
- C) ein thixotropes Mittel, umfassend hydrophile kol loidale Kieselsäure und ein Polysiloxan-Polyoxyalkylen-Copo lymeres, enthält.
Das erfindungsgemäß verwendete Polyetherpolyol mit sehr hohem
Molekulargewicht schließt Polyoxyalkylenetherpolyole der For
mel:
ein, worin R ein Rest einer Kohlenwasserstoffgruppe mit 2 bis
6 Kohlenstoffatomen, insbesondere geradkettiges oder ver
zweigtkettiges Alkylen mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, ist, n
eine ganze Zahl von 13 bis 350 ist, m eine ganze Zahl von 0
bis 440 ist und α eine ganze Zahl von 2 bis B, vorzugsweise 2
bis 4, ist. Geeignete Beispiele für das Polyoxyalkylenether
polyol sind Polyoxypropylendiol, Polyoxypropylen-Ethylendiol,
Polyoxypropylentriol, Polyoxypropylen-Ethylentriol, Polyoxy
propylentetraol, Polyoxypropylen-Ethylentetraol und derglei
chen. Unter diesen haben bevorzugte Verbindungen ein ge
wichtsmittleres Molekulargewicht von 6000 bis 40 000, mehr
bevorzugt 10 000 bis 30 000, im Hinblick auf die Eigenschaf
ten und die Verarbeitbarkeit bzw. Bearbeitbarkeit des Dich
tungsmittelproduktes und auch die Eigenschaften und die Ver
arbeitbarkeit bzw. Bearbeitbarkeit des Polyurethan-Präpolyme
ren.
Die oben genannten Polyoxyalkylenetherpolyole können dadurch
hergestellt werden, daß man Propylenoxid oder Propylenoxid-
Ethylenoxid einer Ringöffnungspolymerisation in Gegenwart von
einer oder mehreren Polyhydroxylverbindungen der Formel:
R-(OH)α (3)
worin R und α wie oben definiert sind, und auch in Gegenwart
eines herkömmlichen Katalysators (z. B. eines Metallkatalysa
tors) unterwirft.
Beispiele für die Polyhydroxylverbindung sind im Falle von
α = 2: Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol, Buty
lenglykol oder 1,6-Hexandiol; im Falle von α = 3: Glycerin,
Trimethylolpropan, Triethylentriol oder 1,2,6-Hexantriol; im
Falle von α = 4: Pentaerythrit; im Falle von α = 6: Sorbit;
im Falle von α = 8: Saccharose.
Bei der obigen Reaktion kann Butylenoxid anstelle von Propy
lenoxid (PO) oder Ethylenoxid (EO) verwendet werden.
Wenn das Polyetherpolyol ein gewichtsmittleres Molekularge
wicht von weniger als 6000 hat, dann hat das daraus erhal
tene Dichtungsmittel in nachteiliger Weise eine schlechtere
Dehnung in der Kälte (z. B. bei -30 bis -40°C), und seine
Härte ist zu hoch. Wenn andererseits das Polyetherpolyol ein
gewichtsmittleres Molekulargewicht von mehr als 40 000 auf
weist, dann kann es kaum durch herkömmliche Techniken herge
stellt werden, da zu viele Nebenprodukte anfallen, wobei le
diglich das reine Produkt zufriedenstellende Eigenschaften
aufweist. Das Polyetherpolyol mit dem sehr hohen Molekularge
wicht enthält 2 bis 4, mehr bevorzugt 2 bis 3, funktionelle
Gruppen (OH-Zahl, d. h. Zahl von α).
Diese Polyetherpolyole mit sehr hohem Molekulargewicht haben
eine sehr niedrige Glasübergangstemperatur (Tg), wie -70 bis
-60°C, und können daher beim Härten mit einer Polyisocyanat
verbindung dem Dichtungsmittel die gewünschten elastomeren
Eigenschaften in der Kälte verleihen. Polyole mit einem ver
hältnismäßig niedrigeren Tg-Wert, wie Polybutadienpolyol oder
hydriertes Polybutadienpolyol, werden in der Praxis nicht
verwendet, da sie eine schlechtere Verträglichkeit mit dem
thermoplastischen Multiblock-Urethan-Copolymerharz haben.
Die erfindungsgemäß verwendete Polyisocyanatverbindung
schließt alle beliebigen Verbindungen ein, die zur Herstel
lung von herkömmlichen Urethanharzen verwendet werden. Ein
zelbeispiele hierfür sind 2,4- oder 2,6-Tolylendiisocyanat,
4,4′-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), 1,3- oder 1,4-Xylylen-
diisocyanat, 1,5-Naphthalindiisocyanat, Isophorondiisocyanat,
Hexamethylendiisocyanat, Tetramethylendiisocyanat und Trime
thylolpropanaddukte der obigen Polyisocyanatverbindungen und
dergleichen, die entweder allein oder in Kombination von zwei
oder mehreren verwendet werden. Im Hinblick auf die Feucht-
Härtungsgeschwindigkeit, die Sicherheit und die Kosten und
dergleichen ist MDI zu bevorzugen.
Die Umsetzung des Polyetherpolyols mit dem sehr hohen Moleku
largewicht mit einer überschüssigen Menge der Polyisocyanat
verbindung wird bei üblichen Bedingungen vorgenommen, bei
spielsweise durch 0,5- bis 5stündiges Erhitzen auf eine Tem
peratur von 70 bis 90°C. Die Reaktionskomponenten werden in
einem Äquivalenzverhältnis Isocyanatgruppen/Hydroxylgruppen
(NCO/OH) von 1,5 bis 3,5, vorzugsweise 2 bis 3, verwendet.
Wenn das Verhältnis kleiner als 1,5 ist, dann hat das so her
gestellte Polyurethan-Präpolymere eine signifikant erhöhte
Viskosität und eine extrem niedrige Hitzestabilität bei 70
bis 80°C. Wenn andererseits das Verhältnis größer als 3,5
ist, dann neigt das Polyurethan-Präpolymere zu einer signifi
kanten Schaumbildung, die auf CO2 zurückzuführen ist, das
während der Feuchtigkeitshärtung freigesetzt wird, obgleich
es eine gute Stabilität bei 70 bis 80°C hat.
Das erfindungsgemäß verwendete thermoplastische Multiblock-
bzw. Mehrblock-Urethan-Copolymerharz wird dadurch herge
stellt, daß man eine polyfunktionelle ringhaltige und aktiven
Wasserstoff enthaltende Verbindung, eine Diol- oder Triolver
bindung und eine überschüssige Menge einer Polyisocyanatver
bindung miteinander umsetzt. Die polyfunktionelle Verbindung,
die einen Ring enthält und die aktiven Wasserstoff enthält,
hat gewöhnlich ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 100
bis 4000, vorzugsweise 400 bis 2000. Beispiele hierfür sind
Bisphenolharze, Terpenharze, Cumaronharze, Xylolharze, Kol
lophoniumesterharze, Styrolharze, Phenolharze, Terpen-Phenol
harze, Kollophoniumharze, Polyesterharze und dergleichen.
Beispiele für die Diolverbindung sind Ethylenglykol, 1,4-Bu
tandiol, 1,6-Hexandiol, 1,8-Octandiol, Polycarbonatdiol, Po
lytetramethylenglykol, hydriertes Butadiendiol, Polyacryl
diol, Polyoxyalkylenetherdiol, Polyoxyalkylenaddukt-Bisphenol
und andere aktiven Wasserstoff enthaltende Verbindungen. Bei
spiele für die Triolverbindung sind Trimethylolpropan, Glyce
rin, Triethylentriol, Polyoxyalkylenethertriol und derglei
chen. Die Polyisocyanatverbindung schließt alle oben genann
ten Verbindungen ein. Im Hinblick auf die Erhöhung der Aggre
gationsenergie des Urethans und insbesondere die Sicherheits
erwägungen und die Kosten wird MDI am meisten bevorzugt.
Die so hergestellten thermoplastischen Multiblock-Urethan-Co
polymerharze sind im Handel erhältlich, beispielsweise als
"Thermoplastic Resin Toyo Ace U-B", hergestellt von K.K. Toyo
Chemical Research Institute, mit einem Schmelzpunkt von 70
bis 100°C.
Das thermoplastische Multiblock-Urethan-Copolymerharz ver
leiht dem Dichtungsmittel die Anfangs-Klebkraft. Daneben hat
das Copolymere im Molekül eine Urethanbindung und den Rest
einer Ringverbindung, wodurch Aggregationsenergie gezeigt
wird. Weiterhin kann es thermoplastische Eigenschaften zei
gen. Da es eine auf den Rest der Ringverbindung zurückzufüh
rende Polarität und eine Urethanbindung aufweist, kann es
eine gute Verträglichkeit mit dem obigen Polyurethan-Präpoly
meren zeigen.
Die erfindungsgemäß verwendete hydrophile kolloidale Kiesel
säure bzw. das erfindungsgemäß verwendete hydrophile kollo
idale Siliciumdioxid schließt hydrophobe Produkte mit CH3
Gruppen auf der Oberfläche aus. Die hydrophile kolloidale
Kieselsäure ist im Handel erhältlich, beispielsweise unter
der Bezeichnung U-200 und U-300 (beide von Nippon Aerosil Ka
bushiki Kaisha, Japan hergestellt).
Das Polysiloxan-Polyoxyalkylen-Copolymere ist eine bekannte
Verbindung, z. B. eine Verbindung der Formel:
worin
R1, R2, R3 und R4 gleich oder verschieden sind und je
weils Methyl oder Phenyl sind;
p eine ganze Zahl von 0 bis 70, vorzugsweise 10 bis 30, ist;
eine der Gruppen X und Z eine Polyoxyalkylen-enthalten de Gruppe der Formel:
p eine ganze Zahl von 0 bis 70, vorzugsweise 10 bis 30, ist;
eine der Gruppen X und Z eine Polyoxyalkylen-enthalten de Gruppe der Formel:
ist, worin
q eine ganze Zahl von 1 bis 4, vorzugsweise 2 oder 3, ist; a eine ganze Zahl von 0 bis 50, vorzugsweise 0 bis 10, ist; b eine ganze Zahl von 10 bis 100, vorzugsweise 20 bis 50, ist; und R5 für ein Wasserstoffatom, Alkyl mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen (z. B. Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl usw.) oder Alkylcarbonyl mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen (z. B. Acetyl, Propionyl, Butyroyl usw.) steht; und wobei, wenn a nicht kleiner als 1 ist, die Gruppe C3H6O und die Gruppe C2H4O gegenseitig in jeder beliebigen Reihenfolge gebunden sein können,
und wobei die andere Gruppe von X und Z Methyl, Phenyl oder eine Polyoxyalkylen-enthaltende Gruppe der obigen Formel (5) ist;
Y1 und Y2 gleich oder verschieden sind und jeweils für Methyl, Phenyl oder eine Polyoxyalkylen-enthaltende Gruppe der obigen Formel (5) stehen, und wenn p 2 oder größer ist, diese Gruppen Y1 und Y2 verschiedene Gruppen in jeder wieder kehrenden Einheit sein können.
q eine ganze Zahl von 1 bis 4, vorzugsweise 2 oder 3, ist; a eine ganze Zahl von 0 bis 50, vorzugsweise 0 bis 10, ist; b eine ganze Zahl von 10 bis 100, vorzugsweise 20 bis 50, ist; und R5 für ein Wasserstoffatom, Alkyl mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen (z. B. Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl usw.) oder Alkylcarbonyl mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen (z. B. Acetyl, Propionyl, Butyroyl usw.) steht; und wobei, wenn a nicht kleiner als 1 ist, die Gruppe C3H6O und die Gruppe C2H4O gegenseitig in jeder beliebigen Reihenfolge gebunden sein können,
und wobei die andere Gruppe von X und Z Methyl, Phenyl oder eine Polyoxyalkylen-enthaltende Gruppe der obigen Formel (5) ist;
Y1 und Y2 gleich oder verschieden sind und jeweils für Methyl, Phenyl oder eine Polyoxyalkylen-enthaltende Gruppe der obigen Formel (5) stehen, und wenn p 2 oder größer ist, diese Gruppen Y1 und Y2 verschiedene Gruppen in jeder wieder kehrenden Einheit sein können.
Das Polysiloxan-Polyoxyalkylen-Copolymere hat gewöhnlich ein
Molekulargewicht von etwa 500 bis 30 000, und es ist im Han
del beispielsweise unter der Warenbezeichnung "Formate" (her
gestellt von Takeda Chemical Industries, Ltd., Japan) erhält
lich.
Das erfindungsgemäße reaktive elastische Heißschmelz-Dich
tungsmittel ist dadurch charakterisiert, daß das oben genann
te Polyurethan-Präpolymere, das thermoplastische Multiblock-
Urethan-Copolymerharz und ein thixotropes Mittel, umfassend
hydrophile kolloidale Kieselsäure und ein Polysiloxan-Poly
oxyalkylen-Copolymeres, darin als Hauptkomponenten enthalten
sind. Es kann aber noch weitere herkömmliche Komponenten in
geeigneten Mengen enthalten. Bevorzugte Beispiele des erfin
dungsgemäßen Dichtungsmittels enthalten 20 bis 60 Gew.-%,
mehr bevorzugt 30 bis 50 Gew.-%, Polyurethan-Präpolymeres,
5 bis 30 Gew.-%, mehr bevorzugt 10 bis 20 Gew.-%, thermopla
stisches Multiblock-Urethan-Copolymerharz, 0,5 bis 10 Gew.-%,
mehr bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-%, hydrophile kolloidale Kie
selsäure, 0,5 bis 10 Gew.-%, mehr bevorzugt 0,5 bis 3 Gew.-%,
Polysiloxan-Polyoxyalkylen-Copolymeres, nicht mehr als 50
Gew.-%, mehr bevorzugt 20 bis 40 Gew.-%, Füllstoff und ge
gebenenfalls nicht mehr als 20 Gew.-% Weichmacher und nicht
mehr als 10 Gew.-% weitere Additive.
Wenn der Gehalt des Polyurethan-Präpolymeren weniger als 20
Gew.-% beträgt, dann zeigt das Produkt in der Kälte nicht die
gewünschten Eigenschaften (geringere Dehnung und zu hohe Här
te). Wenn andererseits der Gehalt mehr als 60 Gew.-% beträgt,
dann neigt das Produkt dazu, eine schlechtere Verarbeitbar
keit (schlechtere thixotrope Eigenschaften, Absackungen bzw.
Absenkungen) zu haben. Wenn der Gehalt des thermoplastischen
Multiblock-Urethan-Copolymerharzes weniger als 5 Gew.-% be
trägt, dann zeigt das Produkt nicht die gewünschte Anfangs-
Klebkraft. Andererseits neigt bei Mengen von mehr als 30
Gew.-% das Produkt dazu, in der Kälte nicht zufriedenstellen
de Eigenschaften zu haben.
Wenn der Gehalt der hydrophilen kolloidalen Kieselsäure weni
ger als 0,5 Gew.-% beträgt, dann werden bei der Anwendung Ab
senkungen bzw. Absackungen nicht genügend verhindert. Weiter
hin wird in diesem Falle bei der Anwendung die perlenförmige
Gestalt nicht beibehalten. Andererseits neigt bei Mengen von
mehr als 10 Gew.-% das Produkt dazu, eine signifikant
schlechtere Lagerungsstabilität und schlechtere Spinneigen
schaften aufzuweisen. Wenn der Gehalt des Polysiloxan-Poly
oxyalkylen-Copolymeren weniger als 0,5 Gew.-% beträgt, dann
kann das Produkt keine zufriedenstellenden Eigenschaften,
d. h. keine genügende Verhinderung von Absackungen bzw. Absen
kungen und keine genügende Beibehaltung der Perlengestalt,
zeigen. Wenn andererseits der Gehalt mehr als 10 Gew.-% be
trägt, dann neigt das Produkt dazu, eine etwas geringere Haf
tung und Dauerhaftigkeit zu haben.
Beispiele für den Füllstoff sind Kieselsäurederivate, Talk,
Metallpulver, Calciumcarbonat, Ton, Ruß und dergleichen. Wenn
der Füllstoffin einer Menge von mehr als 50 Gew.-% verwendet
wird, dann hat das Produkt für die Verwendung als Dichtungs
mittel eine zu hohe Viskosität. Weiterhin neigt es in diesem
Fall dazu, eine schlechtere Haftung und schlechtere physika
lische Eigenschaften zu haben.
Beispiele für den Weichmacher sind Dibutylphthalat, Dioctyl
phthalat, Dicyclohexylphthalat, Diisooctylphthalat, Diisode
cylphthalat, Dibenzylphthalat, Butylbenzylphthalat, Trioctyl
phosphat, Epoxyharz-Weichmacher, Toluolsulfonamid, Chlorpa
raffin, Adipinsäureester, Rizinusölderivate und dergleichen.
Wenn der Weichmacher in einer Menge von mehr als 20 Gew.-%
verwendet wird, dann neigt das Produkt dazu, eine schlechtere
Haftung und eine schlechtere Anfangsfestigkeit zu haben.
Die weiteren Additive schließen Lösungsmittel zur Einstellung
der Viskosität, Härtungskatalysatoren, Farbstoffe und Pigmen
te, Ultraviolettabsorber, Klebrigmacher, flammverzögernde
Mittel, Silanverbindungen, Dehydratisierungsmittel und der
gleichen ein. Wenn die weiteren Additive in einer Menge von
mehr als 10 Gew.-% verwendet werden, dann neigt das Produkt
dazu, hinsichtlich der charakteristischen Eigenschaften und
der physikalischen Eigenschaften, die für ein Dichtungsmittel
erforderlich sind, schlechter zu sein.
Das erfindungsgemäße Mittel kann beispielsweise nach folgen
der Verfahrensweise hergestellt werden.
Zuerst wird das thermoplastische Multiblock-Urethan-Copoly
merharz bei einer Temperatur von 80 bis 100°C aufgeschmolzen,
und das geschmolzene Harz wird in ein bei etwa 80±10°C ge
haltenes Gefäß mit austauschbarer Stickstoffatmosphäre ein
gegeben. In das Gefäß wird unter Stickstoff ein Polyurethan-
Präpolymeres eingegeben, und das Gemisch wird gerührt. Danach
wird die trockene hydrophile kolloidale Kieselsäure zugefügt
und darin dispergiert. Hierauf werden der Füllstoff und gege
benenfalls ein Weichmacher zugesetzt. Das Gemisch wird durch
Rühren im Vakuum entschäumt. Danach wird eine Lösung des
Polysiloxan-Polyoxyalkylen-Copolymeren in einem für die Vis
kositätseinstellung geeigneten Lösungsmittel zugesetzt, und
am Schluß wird ein Härtungskatalysator zugegeben. Das Gemisch
wird weiter unter Rühren und im Vakuum entschäumt, wodurch
das gewünschte Mittel erhalten wird.
Das erfindungsgemäße Dichtungsmittel kann für die Anwendung
bei Temperaturen von nicht mehr als 80°C, vorzugsweise nicht
mehr als 70°C, verwendet werden. Die automatische Anwendung
(z. B. unter Verwendung eines Roboters) kann unter Verwendung
eines Heißschmelz-Applikators geschehen.
Die Erfindung wird in den Beispielen und Vergleichsbeispielen
erläutert.
Ein Polyoxypropylen-Ethylentriol mit einem gewichtsmittleren
Molekulargewicht von 12 500 (X-8805, hergestellt von Asahi
Glass Co., Ltd.; trifunktionell; EO-Gehalt: 12 Gew.-%; OH-
Zahl: 13,8) (2.000 g) wurde in ein Reaktionsgefäß eingegeben,
in dem die Luft durch Stickstoffgas ersetzt worden war. Es
wurde im Vakuum (geringer als 10 mmHg) getrocknet. Nachdem
festgestellt und bestätigt wurde, daß der Feuchtigkeitsgehalt
weniger als 0,05 Gew.-% betrug, wurde 4,4′-Diphenylmethandi
isocyanat (MDI) (158 g) hinzugegeben (in einem Verhältnis von
NCO/OH = 2,61), und das Gemisch wurde 1 Stunde lang bei
80±5°C umsetzen gelassen. Danach wurde eine 1%ige Lösung
von Dibutylzinndilaurat (DBTDL) in Xylol (1 g) zu dem Gemisch
gegeben, und das Gemisch wurde bei der gleichen Temperatur 2
Stunden lang umgesetzt. Auf diese Weise wurde ein Polyure
than-Präpolymeres mit einem freien NCO-Gehalt von 1,48
Gew.-%, einer Viskosität von 24 000 cps/80 C und 380 000
cps/20°C erhalten.
Das unter (1) erhaltene Polyurethan-Präpolymere (400 g) wurde
in ein Gefäß mit Rührer eingebracht, in dem die Luft durch
Stickstoffgas ersetzt worden war. Die Temperatur des Gefäßes
wurde auf 80±10°C eingestellt. Danach wurde ein thermopla
stisches Multiblock-Urethan-Copolymerharz (thermoplastisches
Harz Toyo Ace U-B, hergestellt von K.K. Toyo Chemical Insti
tute) (100 g), das zuvor 3 Stunden lang bei 90°C aufgeschmol
zen worden war, zugegeben. Das Gemisch wurde bei der gleichen
Temperatur 20 bis 30 Minuten lang gerührt, um das Gemisch
aufzulösen. Danach wurde hydrophile kolloidale Kieselsäure
(U-200, hergestellt von Nippon Aerosil K.K.) (10 g) darin di
spergiert, und das Ganze wurde mit Dicyclohexylphthalat
(50 g) versetzt. Hierauf wurden zuvor getrockneter Ruß
(350 g) und zuvor getrocknetes Calciumcarbonat (100 g) zuge
geben, und das Gemisch wurde 30 Minuten lang im Vakuum
(10 mmHg) gerührt. Hierzu wurden weiterhin ein Gemisch von
Xylol (zur Einstellung der Viskosität, 50 g) und ein Poly
siloxan-Polyoxyalkylen-Copolymeres (Formate, hergestellt von
Takeda Chemical Industries, Ltd., 8 g) und schließlich ein
Härtungskatalysator (eine 1%ige Lösung von DBTDL in Xylol,
0,3 g) zugegeben. Danach wurde das Gemisch im Vakuum 30
Minuten lang zur Entschäumung gerührt. Das Reaktionsprodukt
wurde in eine verschlossene Aluminiumpatrone gefüllt.
Ein Polyoxypropylentriol mit einem gewichtsmittleren Moleku
largewicht von 15 000 (X-8702, hergestellt von Asahi Glass
Co., Ltd.; trifunktionell; nur PO; OH-Zahl: 11) (2000 g) und
ein Polyoxypropylen-Ethylentriol mit einem gewichtsmittleren
Molekulargewicht von 10 000 (X-8202D; trifunktionell: EO-Ge
halt: 8 Gew.-%; OH-Zahl: 11) (1000 g) wurden in ein Reakti
onsgefäß eingegeben, in dem die Luft durch Stickstoffgas er
setzt worden war. Es wurde im Vakuum (geringer als 10 mmHg)
getrocknet. Nachdem festgestellt und bestätigt wurde, daß der
Feuchtigkeitsgehalt weniger als 0,05 Gew.-% betrug, wurde MDI
(200 g) zugegeben (in einem Verhältnis von NCO/OH = 2,65),
und das Gemisch wurde 1 Stunde lang bei 80±5°C umsetzen ge
lassen. Danach wurde eine 1%ige Lösung von DBTDL in Xylol
(1 g) zu dem Gemisch gegeben, und das Gemisch wurde bei der
gleichen Temperatur 2 Stunden lang umsetzen gelassen. Auf
diese Weise wurde ein Polyurethan-Präpolymeres mit einem
freien NCO-Gehalt von 1,28 Gew.-%, einer Viskosität von
38 000 cps/80°C und 460 000 cps/20°C erhalten.
In der gleichen Weise und unter Verwendung der gleichen Kom
ponenten wie im Beispiel 1-(2) beschrieben, wurde mit der
Ausnahme, daß das oben unter (1) erhaltene Polyurethan-Präpo
lymere verwendet wurde, ein Dichtungsmittel hergestellt.
Das in Beispiel 1-(2) hergestellte Polyurethan-Präpolymere
(400 g) wurde in ein Reaktionsgefäß eingegeben, in dem die
Luft durch Stickstoffgas ersetzt worden war. Die Temperatur
wurde auf 80±10°C eingestellt. Hierzu wurde ein thermopla
stisches Harz (Toyo Ace U-B, hergestellt von K.K. Toyo Chemi
cal Institute) (100 g), das zuvor 3 Stunden lang bei 90°C
aufgeschmolzen worden war, zugegeben. Das Gemisch wurde bei
der gleichen Temperatur 20 bis 30 Minuten zur Auflösung des
Gemisches gerührt. Hierzu wurde Dicyclohexylphthalat (50 g)
gegeben. Danach wurden zuvor getrockneter Ruß (350 g) und zu
vor getrocknetes Calciumcarbonat (100 g) gegeben, und das Ge
misch wurde 30 Minuten lang im Vakuum (10 mmHg) gerührt.
Hierzu wurden weiterhin Xylol (zur Einstellung der Viskosi
tät, 50 g) und ein Härtungskatalysator (eine 1%ige Lösung von
DBTDL in Xylol, 0,3 g) gegeben. Hierauf wurde das Gemisch im
Vakuum 30 Minuten lang zur Entschäumung gerührt. Das Reakti
onsprodukt wurde in eine verschlossene Aluminiumpatrone abge
füllt.
In der gleichen Weise und unter Verwendung der gleichen Kom
ponenten wie im obigen Vergleichsbeispiel 1 beschrieben,
wurde mit der Ausnahme, daß das in Beispiel 2-(1) erhaltene
Polyurethan-Präpolymere eingesetzt wurde, ein Dichtungsmittel
hergestellt.
Die einzelnen in den Beispielen 1 und 2 und Vergleichsbei
spielen 1 und 2 erhaltenen Dichtungsmittel wurden den folgen
den Tests (1) bis (4) unterworfen. Die erhaltenen Ergebnisse
sind in Tabelle 1 zusammengestellt.
Das zu testende Dichtungsmittel (bei 80°C aufgeschmolzen)
wurde auf eine Stahlplatte (Breite 25 mm, Länge 100 mm, Dicke
0,8 mm) in einem Bereich von 10 mm von der Spitze der Platte
zu einer Dicke von 5 mm bei den Bedingungen einer Temperatur
von 20°C und einer relativen Feuchtigkeit (RF) von 65°-% aufge
bracht. Darauf wurde eine Glasplatte (Breite 25 mm, Länge
50 mm, Dicke 5 mm) aufgelegt. Nachdem der Probekörper 10 Mi
nuten lang stehengelassen wurde, wurde die Haftfestigkeit
(kp/cm2) bei einer Abziehgeschwindigkeit von 50 mm/min oder
200 mm/min gemessen.
Das zu testende Dichtungsmittel (das bei 80°C aufgeschmolzen
worden war) wurde auf ein Trennpapier mit einer Dicke von
2 mm aufgebracht. Danach wurde bei einer relativen Feuchtig
keit von 65°C und bei einer Temperatur von 20°C 168 Stunden
lang gehärtet.
Der Test wurde gemäß der JIS-Norm K 6301, Hantel-Test, durch
geführt. Es wurden die Dehnung (%), die Zugfestigkeit (Z.F.)
(kp/cm2) und die Härte (Shore A) bei verschiedenen atmosphä
rischen Bedingungen, wie üblichen Bedingungen (20°C, 65% re
lative Feuchtigkeit), in der Kälte (-30°C) oder unter Erhit
zen (80°C) durchgeführt.
Auf die gleiche Weise wie im obigen Test (1) wurde eine
Stahlplatte und eine Glasplatte in einer Atmosphäre von 20°C
und 65% relativer Feuchtigkeit wobei die Glasplatte zuvor
mit einem Primer (Primer #435-40, hergestellt von Sunstar Gi
ken K.K.) beschichtet worden war und die Stahlplatte zuvor
mit einem Primer (Primer #435-95, hergestellt von Sunstar Gi
ken K.K.) beschichtet worden war) miteinander verklebt. Der
resultierende Probekörper wurde 7 Tage lang bei Raumtempera
tur stehengelassen, um die Feuchtigkeitshärtung zu vervoll
ständigen. Danach wurde die Scherfestigkeit (kp/cm2) mit ei
ner Abziehgeschwindigkeit von 50 mm/min bei den gleichen at
mosphärischen Bedingungen wie im obigen Test (2) bestimmt.
Der Test wurde in ähnlicher Weise wie in der JASO-Norm M338-
89, Absenkungstest, Methode A (Dreieck-Perlenmethode) durch
geführt.
Claims (6)
1. Reaktives elastisches Heißschmelz-Dichtungsmittel, da
durch gekennzeichnet, daß es als Hauptkompo
nenten
(A) ein Polyurethan-Präpolymeres, hergestellt durch Um setzung eines Polyetherpolyols, das eine endständige Hydro xylgruppe hat und das ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 6000 bis 40 000 hat, mit einer überschüssigen Menge ei ner Polyisocyanatverbindung,
(B) ein thermoplastisches Multiblock-Urethan-Copolymer harz und
(C) ein thixotropes Mittel, umfassend hydrophile kol loidale Kieselsäure und ein Polysiloxan-Polyoxyalkylen-Copo lymeres,
im Gemisch mit herkömmlichen Additiven enthält.
(A) ein Polyurethan-Präpolymeres, hergestellt durch Um setzung eines Polyetherpolyols, das eine endständige Hydro xylgruppe hat und das ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 6000 bis 40 000 hat, mit einer überschüssigen Menge ei ner Polyisocyanatverbindung,
(B) ein thermoplastisches Multiblock-Urethan-Copolymer harz und
(C) ein thixotropes Mittel, umfassend hydrophile kol loidale Kieselsäure und ein Polysiloxan-Polyoxyalkylen-Copo lymeres,
im Gemisch mit herkömmlichen Additiven enthält.
2. Dichtungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß es 20 bis 60 Gew.-% Polyurethan-Prä
polymeres, 5 bis 30 Gew.-% thermoplastisches Multiblock-Ure
than-Copolymerharz, 0,5 bis 10 Gew.-% hydrophile kolloidale
Kieselsäure, 0,5 bis 10 Gew.-% Polysiloxan-Polyoxyalkylen-
Copolymeres, nicht mehr als 50 Gew.-% Füllstoff, nicht mehr
als 20 Gew.-% Weichmacher und nicht mehr als 10 Gew.-% andere
Additive enthält.
3. Dichtungsmittel nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß es 30 bis 50 Gew.-% Polyurethan-Prä
polymeres, 10 bis 20 Gew.-% thermoplastisches Multiblock-Ure
than-Copolymerharz, 0,5 bis 5 Gew.-% hydrophile kolloidale
Kieselsäure, 0,5 bis 3 Gew.-% Polysiloxan-Polyoxyalkylen-
Copolymeres, 20 bis 40 Gew.-% Füllstoff, nicht mehr als 20
Gew.-% Weichmacher und nicht mehr als 10 Gew.-% weitere Addi
tive enthält.
4. Dichtungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Polyurethan-Präpolymere durch
Umsetzung des Polyetherpolyols und der Polyisocyanatverbin
dung in einem Äquivalenzverhältnis von NCO/OH von 1,5 bis 3,5
hergestellt worden ist.
5. Dichtungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Polyetherpolyol ein Polyoxyalky
lenetherpolyol der Formel:
ist, worin R für Alkylen mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen steht,
n eine ganze Zahl von 13 bis 350 ist, m eine ganze Zahl von 0
bis 440 ist und a eine ganze Zahl von 2 bis 8 ist.
6. Dichtungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das thermoplastische Multiblock-Ure
than-Copolymerharz durch Umsetzung einer polyfunktionellen
Ring-enthaltenden und aktiven Wasserstoff-enthaltenden Ver
bindung mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 100
bis 4000, einer Diol- oder Triolverbindung und einer über
schüssigen Menge einer Polyisocyanatverbindung hergestellt
worden ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3261944A JPH0598245A (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 反応性ホツトメルト弾性シーリング材組成物 |
Publications (1)
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DE4234273A1 true DE4234273A1 (de) | 1993-04-15 |
Family
ID=17368845
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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---|---|
JP (1) | JPH0598245A (de) |
DE (1) | DE4234273A1 (de) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0665250A1 (de) * | 1992-08-03 | 1995-08-02 | Sunstar Giken Kabushiki Kaisha | Einkomponent feuchtigkeitshärtender Urethanklebstoff |
DE19627442A1 (de) * | 1996-07-08 | 1998-01-22 | Ibm | Klebeverbindung für dicht angeordnete Elemente |
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EP1083204A1 (de) * | 1999-09-07 | 2001-03-14 | Dow Corning Corporation | Siliconzusammensetzung und daraus erhältlicher druckempfindlicher Siliconklebstoff |
EP1316595A1 (de) * | 2001-12-03 | 2003-06-04 | Rohm And Haas Company | Feuchtigkeitshärtbare Klebstoffe |
US7217459B2 (en) | 2002-11-25 | 2007-05-15 | Rohm And Haas Company | Moisture-curing adhesives |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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1991
- 1991-10-09 JP JP3261944A patent/JPH0598245A/ja active Pending
-
1992
- 1992-10-09 DE DE4234273A patent/DE4234273A1/de not_active Withdrawn
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US7217459B2 (en) | 2002-11-25 | 2007-05-15 | Rohm And Haas Company | Moisture-curing adhesives |
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---|---|
JPH0598245A (ja) | 1993-04-20 |
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