DE4402688A1

DE4402688A1 - Wäßriger Dispersionskleber

Info

Publication number: DE4402688A1
Application number: DE4402688A
Authority: DE
Inventors: Hub A Vonken; Jack J Bogers
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Depron BV
Priority date: 1994-01-29
Filing date: 1994-01-29
Publication date: 1995-08-03

Description

Die Erfindung betrifft einen wäßrigen Dispersions kleber aus einer Copolymerisat-Dispersion und einem Anteil an Flammschutzmittel auf der Basis von Bor- oder Aluminiumverbindungen.

Ein Produkt als haftvermittelnde Oberflächenschicht mit einem derartigen Kleber ist aus dem Dokument EP-B 01 09 663 bekannt, in dem eine schwer entflammbare Untertapete aus Polystyrol-Hartschaum beschrieben ist, die auf mindestens einer ihrer Oberflächen eine Beschichtung zur Verbesserung der Haftung zwischen Untertapete und brennbarer Tapete aufweist. Diese Beschichtung enthält einen flammhemmenden Zusatz und den Kleber aus einem Copolymer oder Terpolymer mit überwiegenden Vinylacetat-Einheiten. Der flammhem mende Zusatz besteht aus einer nicht brennbaren an organischen Verbindung auf Basis von Aluminium und Bor. Das Gewichtsverhältnis von Kleber zu flamm hemmendem Zusatz beträgt 1 : 3 bis 1 : 8. Die Beschich tung besitzt ein Flächengewicht von 100 bis 400 g/m², insbesondere von 200 bis 300 g/m² im trockenen Zu stand. Der flammhemmende Zusatz ist eine Mischung von Aluminiumhydroxid und Zinkborat im Gewichtsverhältnis von 1 : 1 bis 7 : 1, insbesondere 2 : 1 bis 5 : 1. Der Kleber kann auch ein Terpolymer mit überwiegenden Vinyl acetat-Einheiten sowie Ethylen- und Vinylchlorid-Ein heiten sein.

Untertapeten aus Polystyrol-Hartschaum sind bei spielsweise in der EP-A-0 036 156 und dem DE-U 79 31 745 beschrieben.

Wandverkleidungsplatten oder -folien aus Polystyrol- Hartschaum sind allgemein bekannt und dienen als so genannte Untertapeten zum Verkleiden von Wänden vor dem Aufkleben einer Tapete. Neben Platten in gefalte ter oder ungefalteter Form werden auch Folienrollen eingesetzt. Mit derartigen Platten oder Folien können beispielsweise Mauerrisse verkleidet, eine gewisse Wärmedämmung erzielt und die Schwitzwasserbildung verhindert werden.

Aus der EP-A-0 036 156 ist es auch bekannt, zum Verkleben von Tapeten auf geschäumten Polystyrol belägen einen Klebstoff zu verwenden, der eine an sich bekannte klebende Komponente enthält und zu sätzlich, bezogen auf seinen klebenden Anteil, 20 bis 80 Gew.-% eines flammhemmenden Mittels aufweist. Ge eignete flammhemmende Mittel sind Verbindungen auf der Basis von Ammoniumphosphat und Ammoniumsulfamat.

Die DE-U 79 31 745 gibt die Lehre, nicht den Kleb stoff, sondern die auf der Untertapete aus Polysty rol-Hartschaum aufgebrachte haftvermittelnde Ober flächenschicht mit einem Flammschutzmittel zu verse hen. Die mit einem Kleister versehene Tapete wird dann über diese haftvermittelnde Schicht mit der Untertapete verbunden. Nach dieser Druckschrift wer den die Platten bei ihrer Herstellung mit einer wäß rigen Dispersion in der Art gefüllter Dispersions klebstoffe beschichtet und anschließend in einem Heizkanal getrocknet. Die haftvermittelnde Schicht hat die Aufgabe, die Haftfestigkeit zwischen der Untertapete und der mit Kleister versehenen Tapete zu erhöhen. Die haftvermittelnde Oberflächenschicht der Untertapete kann gleichfalls einen flammhemmenden Zu satz aufweisen, jedoch sind über Art und Menge dieses Flammschutzmittels sowie über das Auftragsverfahren keine Angaben gemacht.

Aus der DE-A 22 44 775 ist es außerdem bekannt, Kleb stoffzusammensetzungen auf der Basis von Vinyl acetatethylencopolymer-Emulsion bei der Verstärkung von Teppichen einzusetzen, die zur Reduzierung der Flammbarkeit geeignetes Füllmaterial, wie Aluminium oxidtrihydrat, enthalten
Bei dem aus der EP-B 0 109 663 bekannten Beschich tungskleber ist von Nachteil, daß er nur als haftver mittelnde Oberflächenschicht für Hart-Poly styrolschaum für Innenanwendungen einsetzbar ist und daß er nach einer Lagerung von einigen Wochen nicht mehr verarbeitbar ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich somit die Aufgabe, einen Dispersionskleber zu ent wickeln, der über Monate hinweg verarbeitbar bleibt und der gute Haftungseigenschaften einer Vielzahl von unterschiedlichen Materialien gegenüber dem jewei ligen Untergrund, mit dem diese Materialien verklebt werden, sicherstellt, bei gleichzeitig geringer Ent flammbarkeit des Verbundes aus Untergrund und aufge klebtem Material.

Gelöst wird diese Aufgabe durch den eingangs be schriebenen Dispersionskleber in der Weise, daß die Dispersion ein Copolymerisat aus einem Acrylsäure ester und Styrol ist und daß ein Zusatz eines Verarbeitungs- und Verdickungsmittels bis zu 0,6 Gew.-%, der Zusatz eines Flammschutzmittels bis zu 62 Gew.-% und ein Zusatz eines Netz- und Dispergier mittels bis zu 0,80 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Dispersionsklebers, beträgt. Die Gewichtsangaben beziehen sich, mit Ausnahme des Netz mittels, auf die reinen Stoffe im Dispersionskleber, ohne Lösungs- und Dispersionsmittel. Das Netzmittel liegt im allgemeinen in einer 30- bis 35%igen wäßri gen Lösung vor.

Der Dispersionskleber wird u. a. als Hartschaumkleber für Polystyrolschaumfolien, -platten, -formkörper verwendet. Das Polystyrol liegt beispielsweise in Form von bahnförmigen Folien oder rechteckigen Plat ten vor. Solche Platten bestehen aus extrudiertem Polystyrol-Hartschaum oder Partikelschaum, und die Verfahren zur Herstellung solcher Platten oder Folien bzw. der Materialien selbst, sind aus den in der EP-A 0 036 156 zitierten Literaturstellen bekannt.

Gegenüber dem aus der EP-B 0 109 663 bekannten Haft vermittler besitzt der erfindungsgemäße Disper sionskleber einen höheren Netzmittelanteil, enthält ein Suspensionsmittel und ist der Anteil des Verar beitungs- und Verdickungsmittels erheblich erhöht. Dabei liegt die Menge an Verdickungsmittel als 100%ig reiner Stoff vor, während im Dispersionskleber nach der EP-B 0 109 663 das Verdickungsmittel in einer 33%igen wäßrigen Lösung eingesetzt wird. Durch die positive Interaktion dieser drei Komponenten werden die Anfangsklebekraft und die Verarbeitbarkeit des Dispersionsklebers erheblich erhöht und über längere Zeitspannen von mehreren Monaten gesichert.

In Ausgestaltung der Erfindung enthalten 100 Gew.-% wäßriger Dispersion des Klebers 10 bis 50 Gew.-%, ins besondere 50 Gew.-%, der Copolymerisatdispersion, 30 bis 62 Gew.-% Flammschutzmittel und 15 bis 21 Gew.-% an Zusätzen aus Verdickungs-, Netz-, Suspensions-, Dis pergier-, Konservierungsmittel, Entschäumer und Was ser.

Dabei reicht das Gewichtsverhältnis von wäßriger Copolymerisat-Dispersion zu Flammschutzmittel von 0,16 : 1 bis 1,67 : 1, und erfolgt der Kleberauftrag mit einem Flächengewicht von 300 bis 800 g/m² (feucht). Zur Bestimmung der Gewichtsverhältnisse werden die Anteile in Gewichtsprozent der Dispersion und des Flammschutzmittels mit den Grenzwerten der angegebenen Gewichtsbereiche zueinander in Beziehung gesetzt.

Das Flammschutzmittel besteht aus nicht brennbaren anorganischen Verbindungen auf der Basis von Aluminium oder Bor und Aluminium, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Zu diesen Verbindungen zählen u. a. Borsäure oder deren Salze und Aluminiumhydroxid im Bereich von 30 bis 62 Gew.-%. Bevorzugt wird Aluminiumhydroxid allein als Flamm schutzmittel mit 61,2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Dispersionsklebers, eingesetzt. Je doch kann das Flammschutzmittel auch eine Mischung von Aluminiumhydroxid und Zinkborat im Gewichtsver hältnis 3 : 1 bis 8 : 1 umfassen.

Wie schon in dem Dokument EP-B 0 109 663 zu diesem Gewichtsverhältnis zwischen Aluminiumhydroxid und Zinkborat ausgeführt ist, zeigen diese Flamm schutzmittel gegenüber anderen Flammschutzmitteln eine wesentlich geringere Entwicklung von Rauchgasen und bewirken eine deutlich verringerte Entflamm barkeit des Verbundes aus Polystyrolschaum und Unter grund. Darüber hinaus wird auch die haftvermittelnde Wirkung des Kleberrohstoffes überraschenderweise ver bessert, was nicht vorhersehbar war. Der Dispersions kleber, in Verbindung mit Gipskartonplatten, Unter tapeten oder Deckenplatten, erreicht bei mehreren Verbrennungsversuchen die Klassifizierung B1 (schwer entflammbar) nach DIN 4102.

Mit dem Dispersionskleber, der gewissermaßen ein Uni versalkleber ist, können nicht nur Kunststoffschäume mit einem entsprechenden Untergrund verklebt werden, sondern darüber hinaus auch Glasfasertapeten und Ge webe/Textilien/Cellulosetapeten, Polyestertapeten, Gipsfaserplatten, Spanplatten, Fliesen, Zementplat ten, Gipskarton, Holz oder Kork. Dabei ist nur wesentlich, daß eine der zu verklebenden Flächen porös oder saugfähig für Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, ist.

Das Auftragen des Dispersionsklebers erfolgt im all gemeinen aufgrund seiner hohen Viskosität mit einer Zahnspachtel oder mit einem Rakel. Es können u. U. auch andere Auftragsverfahren, wie z. B. Walzen auftrag, Gießverfahren mit und ohne Druck, angewendet werden. Die Auftragsmenge der Beschichtung wird so eingestellt, daß das Flächengewicht 300 bis 800 g/m² im feuchten Zustand beträgt.

Die einzelnen Bestandteile liegen beim Auftrag in wäßriger Dispersion vor, die noch zusätzlich geringe Mengen von Verarbeitungs- bzw. Verdickungsmitteln, wie Methylhydroxyethylcellulose sowie dispersionssta bilisierende und filmbildende Hilfsmittel, zugesetzt werden. So werden noch Netzmittel, wie Natriumpoly phosphat, Suspensionsmittel, wie Ammoniumpolyacrylat, Konservierungsmittel, Entschäumer, und ein Netz- und Dispergiermittel, wie ein Ammoniumsalz einer Poly acrylsäure zugesetzt.

Die bevorzugte Zusammensetzung des erfindungsgemäßen, wäßrigen Dispersionsklebers ist wie folgt:

10-50 Gewichtsteile einer 50%igen wäßrigen Kleb rohstoff-Dispersion aus einem Acrylsäure ester und Styrol,
0,30-0,65 Gewichtsteile eines Verdickungs- und Ver arbeitungsmittels, wie Methylhydroxyethyl cellulose,
0,3-0,7 Gewichtsteile Netzmittel einer 33-gewichts prozentigen wäßrigen Natriumpolyphosphat- Lösung,
0,1-0,3 Gewichtprozent Suspensionsmittel einer 30- gewichtsprozentigen wäßrigen Ammoniumpoly acrylat-Lösung,
0,1-0,36 Gewichtsteile Netz- und Dispergiermittel, wie einer 30%igen wäßrigen Lösung eines Ammoniumsalzes einer Polyacrylsäure,
0,1-0,2 Gewichtsteile Konservierungsmittel, wie Alkylammonium-, Isothiazin-, Formolderi vate,
0,8-0,9 Gewichtsteile Entschäumer, wie hydrophobe Kieselsäure,
55-65 Gewichtsteile Flammschutzmittel, wie Alumi niumhydroxid,
15-21 Gewichtsteile Wasser zum Einarbeiten der Feststoffe und zur Einstellung der Vis kosität, um den Dispersionskleber streich fähig zu halten.

Ein erfindungsgemäßer Dispersionskleber, dessen Bestandteile innerhalb der voranstehenden Zusammen setzung liegen, hat ausgezeichnete Verarbeitungs eigenschaften, eine hohe Anfangsklebekraft, adäquate Lagerzeiten und sehr gute flammhemmende Eigen schaften, im Verbund mit unterschiedlichen Bau materialien, die die Flammsicherheit von Verbunden erhöhen.

Beispiel 1

Ein erfindungsgemäßer halogenfreier Dispersionskleber nach der nachstehenden Tabelle zeigt bei einer norma len Lagerung von mehr als 6 Monaten weder eine Gelierung, Viskositätsänderung noch Schimmelbildung und ist problemlos verarbeitbar.

Tabelle

Halogenfreier Dispersionskleber

Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)

Die Haltbarkeit der haftvermittelnden Oberflächen schicht der Formulierung, wie sie in der EP-A 0 109 663 beschrieben ist, beträgt maximal 4 Wochen. Danach ist dieses Produkt bei normaler Lagerung völ lig geliert und nicht mehr verarbeitbar.

Beispiel 3

Für den erfindungsgemäßen Dispersionskleber konnten gute Verklebungseigenschaften mit Wand- und Decken verkleidungsmaterial (Baustoffplatten) festgestellt werden.

Eine haftvermittelnde Beschichtungsdispersion, wie in der EP-A 0 109 663 beschrieben, ist für diese An wendung nicht geeignet. Die Rezeptur ist derart auf gebaut, daß die Beschichtungsdispersion nicht als Kleber verwendbar ist, sondern nur als ein Produkt, das maschinell als eine haftvermittelnde Oberflächen schicht für Polystyrol-Hartschaum aufgebracht werden kann.

Claims

1. Wäßriger Dispersionskleber aus einer Copolymerisat-Dispersion und einem Anteil an Flammschutzmittel auf der Basis von Bor- und/oder Aluminiumverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion ein Copolymerisat aus einem Acrylsäureester und Styrol ist und daß ein Zusatz eines Verarbeitungs- und Verdickungsmittels bis zu 0,6 Gew.-%, der Zusatz aus Flammschutzmittel bis zu 62 Gew.-% und ein Zusatz eines Netzmittels bis zu 0,80 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Dispersionsklebers, beträgt.

2. Wäßriger Dispersionskleber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 100 Gew.-% wäßriger Dispersion des Klebers 10 bis 50 Gew.-%, insbesondere 50 Gew.-%, der Copolymerisat-Dispersion, 30 bis 62 Gew.-% Flammschutzmittel und 15 bis 21 Gew.-% an Zu sätzen aus Verdickungs-, Netz-, Suspensions-, Disper gier-, Konservierungsmittel, Entschäumer, und Wasser enthalten.

3. Wäßriger Dispersionskleber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von wäßriger Copolymerisat-Dispersion zu Flammschutz mittel von 0,16 : 1 bis 1,67 : 1 reicht und daß der Kleberauftrag mit einem Flächengewicht von 300 bis 800 g/m² (feucht) erfolgt.

4. Wäßriger Dispersionskleber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdickungs- und Ver arbeitungsmittel Methylhydroxyethylcellulose ist.

5. Wäßriger Dispersionskleber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Suspensionsmittel Ammoniumpolyacrylat in einer 30-gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung ist.

6. Wäßriger Dispersionskleber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzmittel Natrium polyphosphat in einer 33-gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung ist.

7. Wäßriger Dispersionskleber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammschutzmittel Aluminiumhydroxid ist.

8. Wäßriger Dispersionskleber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammschutzmittel eine Mischung von Aluminiumhydroxid und Zinkborat im Gewichtsverhältnis 3 : 1 bis 8 : 1 umfaßt.

9. Wäßriger Dispersionskleber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Konservierungsmittel bis zu 0,2 Gew.-%, Entschäumer bis zu 0,9 Gew.-%, Netz- und Dispergiermittel bis zu 0,80 Gew.-%, Verdickungs mittel bis zu 0,6 Gew.-% und Wasser als Verdünner bis zu 20 Gew.-% vorhanden sind.

10. Wäßriger Dispersionskleber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasseranteil 5 bis 20 Gew.-%, insbesondere 16 Gew.-%, beträgt.

11. Wäßriger Dispersionskleber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Dispersion 20,4 Gew.-% haftvermittelnde Verbindung, 61,2 Gew.-% Flammschutzmittel, 0,57 Gew.-% Verdickungsmittel, 0,33 Gew.-% Netzmittel, 0,11 Gew.-% Suspensionsmittel, 0,32 Gew.-% Netz- und Dispergiermittel, 0,19 Gew.-% Konservierungsmittel, 0,82 Gew.-% Entschäumer und als Rest Wasser enthält.

12. Wäßriger Dispersionskleber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Konservierungsmittel Alkylammonium- oder Isothiazin-Derivate sind.

13. Wäßriger Dispersionskleber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Entschäumer aus hydrophober Kieselsäure besteht.