DE60104805T2

DE60104805T2 - Thermoreaktive Polyurethanheissschmelzkleber

Info

Publication number: DE60104805T2
Application number: DE60104805T
Authority: DE
Inventors: Silke Hellwig; Olaf Kleineberg; Heinz-Peter Pfeiffer
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2001-11-05
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2021-11-06
Also published as: JP2002212533A; EP1217018B1; US6503981B2; DE60104805D1; US20020120088A1; EP1217018A1; ATE273335T1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft thermoreaktive Schmelzklebstoffe und speziell thermoreaktive Schmelzklebstoffe auf Basis von Polyurethan.
Es sind Polyurethanklebstoffe (PUR-Schmelzklebstoffe) aus Prepolymeren auf der Basis von Polyadipinsäurederivaten bzw. Polyglykolderivaten und Polyisocyanaten bekannt, z. B. EP-B-455400. Diese PUR-Schmelzklebstoffe sind zum Verkleben von synthetischen Materialien verwendet worden, z. B. Glas, Metall, Leder oder Holz, welche durch Einwirkung von Feuchtigkeit aus der Luft oder den miteinander verklebten Materialien innerhalb einiger Tage irreversibel aushärten. Die PUR-Schmelzklebstoffe gewähren eine Verklebung mit guter Wärmefestigkeit und Beständigkeit gegen Chemikalien. Die Erstarrungszeiten der PUR-Schmelzklebstoffe (d. h. Abbindezeiten) lassen sich auf einen Bereich von Sekunden bis zu Minuten einstellen, und es können niedrige Schmelzeviskositäten und ein schnelles Erstarren sowie eine gute Kälteelastizität nach dem Auftragen erzielt werden, siehe z. B. DE-A-38 27 224, DE-A-41 14 220, EP-A-0 354527.
Ein Nachteil dieser Produkte ist die Lagerfähigkeit, da bereits Spuren von Wasser bei der Herstellung oder Lagerung der Klebstoffe zum Anstieg der Viskosität und zum vorzeitigen Aushärten und somit zu Ausfallzeiten oder Fehlverklebungen auf Grund von Verstopfungen der Leitungen und Düsen der Auftragswerke führen. Ein weiterer Nachteil ist das Ausgasen von Kohlendioxid bei der Reaktion mit Wasser zu Polyharnstoff, wodurch der Klebstoff aufschäumen und die gewünschte Position der Fügeteile verändern kann.
Bekannt sind auch thermisch aktivierbare Polyurethanklebstoffe auf der Basis von Prepolymeren und geblockten Isocyanatgruppen. Bei Temperaturerhöhung erfolgt zunächst eine Freisetzung der Isocyanatgruppen und anschließend findet über eine zusätzliche Feuchtigkeitseinwirkung auf die reaktiven Isocyanatgruppen die Vernetzungsreaktion und somit der Klebeprozess statt. Die zu verklebenden Teile müssen dazu eine ausreichende Feuchtigkeitskonzentration aufweisen, so daß Klebungen undurchlässiger Materialien kaum durchführbar sind.
Die EP-A 0431413 beschreibt wärmehärtende PUR-Pulver auf der Basis von Polyurethanen mit eingekapselten Isocyanaten, wobei die Desaktivierung der Isocyanatgruppen nicht durch Verkappung, sondern durch eine Sperrschicht an der Teilchenoberfläche zustande kommt. Es werden teilchenförmige Materialien als Komponenten in der Rezeptur verwendet. Zur Erzeugung der pulverförmigen Produkte ist es erforderlich, das Reaktionsgemisch als Schmelze einem inerten Lösemittel/Emulgator-System zuzusetzen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Im weitesten Sinn gewährt die Erfindung eine thermisch härtbare Schmelzklebstoff-Zusammensetzung, aufweisend:

(A) ein Prepolymer mit Isocyanat-Gruppen und einer zahlengemittelten relativen Molekülmasse Mn von 700 bis 6.000 und worin 50 bis 100% der reaktionsfähigen Isocyanat-Gruppen des Prepolymers geblockt sind, wobei das Prepolymer das Reaktionsprodukt ist von:
(1) 25 bis 55 Gew.-% mindestens eines geradkettigen, mindestens halbkristallinen Polyesters;
(2) bis zu 45 Gew.-% mindestens eines geradkettigen Polyesters, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus amorphen Polyestern und flüssigen Polyestern;
(3) Null bis 40 Gew.-% mindestens eines Polyethers; und
(4) mindestens eines Diisocyanats; worin das Gew.-% auf die Kombination des Gewichts von Polyester und Polyether basiert ist, und
(B) mindestens eine reaktionsfähige Komponente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Diaminen, Epoxid-Addukten von Diaminen und Polyalkoholen.

Die Schmelzklebstoff-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung verfügt nicht über die vorgenannten Nachteile, zeigt jedoch eine hohe Beständigkeit gegen Feuchtigkeit und eine hohe Lagerbeständigkeit und speziell dann, wenn die Fügeteile mit dem Klebstoff vorbeschichtet sind und wenn das eigentliche Verkleben später ausgeführt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine graphische Darstellung des Wärmestroms in Abhängigkeit von der Temperatur, der mit Hilfe einer Messung der Differentialscanningkalorimetrie der nach Beispiel 4 erzeugten Klebstoffzusammensetzung bestimmt wurde.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Das in der erfindungsgemäßen Schmelzklebstoff-Zusammensetzung enthaltene Prepolymer A basiert auf Polyurethanen, die aus halbkristallinen und amorphen und/oder flüssigen Polyestern mit oder ohne Polyethern hergestellt wurden.
Das Prepolymer A kann aus den folgenden Mischungen von Polyestern und wahlweise Polyethern erhalten werden, worin der prozentuale Anteil auf das Gesamtgewicht der Polyester/Polyether-Mischung bezogen ist:

(1) 25 bis 55 Gew.-% ein oder mehrere mindestens halbkristalline, geradkettige Polyester;
(2) bis zu 45 Gew.-% und bevorzugt 15 bis 20 Gew.-% ein oder mehrere amorphe und/oder flüssige, geradkettige Polyester; und
(3) Null bis 40 Gew.-% ein oder mehrere Polyether.

Die Polyester sind hydroxyfunktionell und haben beispielsweise Hydroxyl-Zahlen von 15 bis 150 mg KOH/g. Die Polyether, sofern sie vorhanden sind, sind ebenfalls hydroxyfunktionell und haben bevorzugt eine Hydroxyl-Zahl von 50 bis 400.
Halbkristalline oder kristalline Polyester (hier als zumindest teilkristalline Polyester bezeichnet) sind dem Fachmann geläufig und werden aus aliphatischen Dicarbonsäuren und kurzkettigen Diolen mit einer geraden Anzahl von Kohlenstoffatomen hergestellt, z. B. gemäß EP-A-0354527.
Beispiele für geeignete lineare, zumindest teilkristalline Polyester sind Produkte aus aliphatischen Dicarbonsäuren und/oder deren Derivaten, wie z. B. Adipinsäure, Sebacinsäure, Dodecansäure und deren Derivate. Kurzkettige Diole weisen beispielsweise bis zu 10 Kohlenstoffatome auf. Beispiele für die verwendbaren kurzkettigen Diole mit gerader Anzahl von Kohlenstoffatomen sind Ethylenglykol, Butandiol-1,4 oder Hexandiol-1,6. Bei den linearen, zumindest teilkristallinen Polyestern kann es sich jedoch auch um Polycaprolactone handeln. Vorzugsweise werden Adipinsäure und Adipinsäurederivate sowie Ethylenglykol und Butandiol-1,4 eingesetzt.
Neben den linearen, teilkristallinen Polyestern werden bei der Herstellung der Komponente A auch amorphe und/oder flüssige Polyester mitverwendet. Diese Polyester können erhalten werden aus der Reaktion von aliphatischen, cycloaliphatischen und/oder aromatischen Dicarbonsäuren bzw. deren Derivaten, z. B. Sebazinsäure, Dodecansäure, Phthalsäure, Isophthalsäure und/oder deren Derivate, sowie Diolen. Beispiele für Diole sind kurzkettige Diole wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Propandiol-1,2 oder Propandiol-1,3, Butandiol-1,2 oder Butandiol-1,4, Neopentylglykol, Hexandiol-1,6, Dipropylenglykol und Tripropylenglykol.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten Prepolymer-Komponente A können auch Polyether mitverwendet werden. Dies sind beispielsweise Polyethylenglykol, Polypropylenglykol oder Polytetramethylenglykol sowie auch mit Ethylenoxid modifizierte Polypropylenglykole oder Mischungen davon. Beispielsweise können derartige Polyether zahlengemittelte Molmassen Mn von 400 bis 2000 aufweisen.
Die erfindungsgemäß einsetzbaren Polyester sind in üblicher Weise herstellbar durch Veresterungsreaktion der Säurekomponente mit der Diolkomponente, beispielsweise unter Stickstoffatmosphäre, beispielsweise bei Temperaturen zwischen 140 und 260°C, mit oder ohne Einsatz von üblichen Veresterungskatalysatoren.
Als Diisocyanate sind die in der Polyurethanchemie Üblichen verwendbar, die beispielsweise einschließen: Hexamethylen-, Isophoron-, 2,4-(2,6)-Toluylen-, Dicyclohexyl-, 4,4-Diphenylmethandiisocyanat (MDI). Auch Derivate des MDI wie Isomere, Homologe oder Prepolymere, wie z. B. Desmodur PF^®, können verwendet werden. Vorzugsweise wird 4,4-Diphenylmethandiisocyanat eingesetzt.
Das Blockieren kann mit den üblichen Mitteln erfolgen, z. B. Butylglykol, Butanonoxim, Phenol, Essigsäureester, Malonester, Dimethylpyrazol oder Caprolactam. Vorzugsweise wird Caprolactam verwendet, es sind jedoch auch Kombinationen aus mehreren der genannten Verbindungen möglich.
Darüber hinaus kann das Prepolymer der Komponente A unter Mitverwendung von Kettenverlängerern hergestellt werden. Als Kettenverlängerer können die hierfür üblicherweise verwendeten kurzkettigen Diole wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Propandiol-1,2 oder Propandiol-1,3, Butandiol-1,2 oder Butandiol-1,4, Neopentylglykol, Hexandiol-1,6, Dipropylenglykol oder Tripropylenglykol zum Einsatz kommen. Vorzugsweise werden Butandiol-1,4 und Hexandiol-1,6 verwendet.
Das Prepolymer A kann auch andere Harze oder Additive enthalten. Was die Harze betrifft, so kann Prepolymer A beispielsweise Harze enthalten, die im Bezug auf Isocyanat nicht reaktionsfähig sind, wie beispielsweise Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid oder Copolymerisate von ethylenisch ungesättigten Verbindungen. Als Additive lassen sich solche verwenden, wie sie üblicherweise in der Chemie des Polyurethans zur Anwendung gelangen, wie beispielsweise Katalysatoren und Beschleuniger, z. B. Bismut-Verbindungen, Dibutylzinnlaurat oder tertiäre Amine. Weitere Beispiele sind Lichtschutzmittel, Füllstoffe, wie beispielsweise Bariumsulfat, pyrogene Kieselsäure, gemahlene Mineralien oder Talkum und Pigmente zum Färben des Klebstoffes für spezielle Anwendungen, wie beispielsweise Carbon-Black oder Eisenoxide und Metallpulver und/oder Metallspäne.
Das Äquivalentverhältnis von Diol zu Diisocyanat liegt bevorzugt zwischen 1 : 1 und 1 : 3.
Die Komponente B besteht aus einem oder mehreren Diaminen, beispielsweise wie sie zur Aushärtung von Epoxidklebstoffen Verwendung finden. Eingesetzt werden können beispielsweise aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische oder aromatische Diamine, wie z. B. Ethylen-, Hexamethylen-, Isophorondiamin, Aminomethylbenzylamin, Triethoxisilylpropylamin, Triethoxisilylaminoethylpropylamin, Derivate des Dicyclohexylmethandiamins (Laromin C 260^®), aminofunktionelle Polypropylenglykole (Jeffamin^®), aminofunktionelle Polyamide und/oder Epoxidaddukte.
Die Komponente B kann auch aus Polyalkoholen bestehen, wie beispielsweise Glyzerin, Trimethylolpropan, Hexandiol-1,6, Decandiol-1,10, Polyether oder Polyesteralkohole, Rizinusöl oder Polyole auf Basis hydrierter Dimerfettsäuren.
Das Mischungsverhältnis der Komponenten A und B ergibt sich aus dem Gesamtgehalt an Isocyanat (freies und verkapptes) der Komponente A und des titrierbaren Amingehalts der Komponente B. Das Äquivalentgewichtsverhältnis Isocyanat zu Amin in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung beträgt beispielsweise 1 : 1 bis 1 : 5, vorzugsweise 1 : 2,5.
Da die Mischung im allgemeinen einen Schmelzbereich von 40 bis 80°C und eine Reaktionstemperatur zwischen 140 und 300°C hat, kann man sie in einem herkömmlichen Rührkessel herstellen. Die Bestandteile der Komponente A können dabei zunächst gemeinsam erwärmt werden, beispielsweise in einem heizbaren Kneter, und anschließend mit der Komponente B vermischt werden. Es ist jedoch auch möglich, beide Komponenten separat zu handhaben und unmittelbar vor dem Auftrag auf die Fügeteile zu vermischen. Das Vermischen kann beispielsweise in einem statischen Mischer oder Mischrohr vorgenommen werden, wie es auch bei der Applikation zweikomponentiger Klebstoffe dem Stand der Technik entspricht.
Die Viskosität der fertigen Schmelzklebstoffe ohne Füllstoffe oder Pigmente liegt bevorzugt zwischen 800 und 12000 mPa·s, besonders bevorzugt zwischen 800 bis 9000 mPa·s, bei 100°C.
Der erfindungsgemäße Klebstoff kann als Schmelze ein- oder zweiseitig auf die zu verklebenden Teile aufgetragen werden. Dazu wird der Klebstoff nur bis zu einer Temperatur erwärmt, bei der beide Komponenten A und B nicht miteinander reagieren. Die Temperatur liegt dabei beispielsweise im Bereich von 40 bis 90°C, bevorzugt von 50 bis 70°C.
Nach dem Auftrag des Klebstoffs auf die zu verklebenden Teile kann dieser zur Verkürzung der bei der späteren Aushärtung auftretenden Reaktionszeit durch Erhitzen auf 140 bis 220°C während einer Zeitspanne von 3 bis 30 Sekunden vorpolymerisiert werden, (beispielsweise. bei einer Temperatur von 140°C und einer Zeit von 30 Sekunden oder bei einer Temperatur von 220°C und einer Zeit von 3 Sekunden). Die gefügten Teile, die auf diese Weise mit dem Klebmittel beschichteten wurden, lassen sich über Monate aufbewahren. Die Vorpolymerisation kann jedoch auch unmittelbar vor der Anwendung erfolgen.
Falls der Kleber auf den beschichteten Teilen gewünscht wird, werden die Teile in die gewünschte Position gebracht, und der Kleber wird durch Erhitzen geschmolzen, beispielsweise bei einer Temperatur im Bereich von 170 bis 300°C, vorzugsweise von 210 bis 280°C, in einer Zeitspanne von 3 bis 30 Sekunden, vorzugsweise 3 bis 10 Sekunden. Während dieser Zeit findet eine chemische Vernetzungsreaktion statt, so daß der Klebstoff nach dem Abkühlen des Klebstoffes die Teile fest miteinander verklebt sind und der Klebstoff nicht mehr schmelzbar ist.
Der erfindungsgemäße Klebstoff kann auch ohne Zwischenlagerung der mit ihm beschichteten Fügeteile, d. h. unmittelbar nach Auftrag durch Temperaturerhöhung zur Reaktion, d. h. zum Verkleben und Aushärten gebracht werden.
Das Aufschmelzen bzw. das Verkleben und Aushärten des Klebstoffes kann beispielsweise durch Heißluft, Infrarot-, Nahinfrarot (NIR)-, Mikrowellenstrahlung oder auch durch Hochfrequenz erfolgen.
Bevorzugt erfolgt das Aufschmelzen bzw. das Verkleben und Aushärten des Klebstoffes mit Hilfe von NIR-Bestrahlung, vorzugsweise in einer Zeitspanne von 3 bis 10 Sekunden.
Die mit dem Aufschmelzen bzw. Verkleben und Aushärten des Klebstoffes einhergehende Vernetzungsreaktion erfolgt schnell, so daß nach einem Zeitraum von wenigen Sekunden, z. B. 3 bis 10 Sekunden, bis maximal bis 30 Sekunden, abhängig von Art des Aufschmelzens, eine weitgehende Aushärtung des Klebers erfolgt ist.
Die erfindungsgemäße Klebstoff Zusammensetzung kann zum Verkleben der verschiedensten Materialien miteinander bzw. untereinander verwendet werden. Dies können beispielsweise Materialien aus Metall, Kunststoff, Glas, Holz, Leder und textile Stoffe sein. Insbesondere können dies beispielsweise auch Metall- oder Kunststoffstifte oder -nuten oder -gewindeteile sein, welche z. B. auf Automobilbestandteile erfindungsgemäß verklebt werden und der Anbringung von Halterungen z. B. für Schlauchverbindungen und ähnliche Vorrichtungen dienen können.
Die Erfindung gewährt daher ferner auch ein Verfahren zum Verkleben von Substraten, bei dem man zumindest auf eines der zu verklebenden Substrate die erfindungsgemäße Schmelzklebstoff-Zusammensetzung aufbringt und die Schmelzklebstoff-Zusammensetzung unmittelbar vor der Anwendung aufschmilzt, vorzugsweise durch NIR-Bestrahlung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden dabei die zu verklebenden Substrate nach dem Aufbringen der Schmelzklebstoff-Zusammensetzung einer Zwischenlagerung unterzogen.
Die Erfindung gewährt ferner die Verwendung der Schmelzklebstoff-Zusammensetzungen der Erfindung zum Beschichten von zu verklebenden Substraten, bzw. zum Verkleben von Substraten.
Mit der erfindungsgemäßen Klebstoff-Zusammensetzung ist es möglich, die mit dem Klebstoff beschichteten Fügeteile über Monate zu lagern, bevor die eigentliche Verklebung der Teile erfolgt. Durch die Beständigkeit gegenüber Wasser und Feuchtigkeit erfolgt trotz der langen Lagerzeit keine vorzeitige Vernetzungsreaktion und somit keine vorzeitige Aushärtung des Klebstoffes. Dadurch kann eine Beeinträchtigung der späteren Verklebung durch Fehlverklebungen verhindert werden. Außerdem treten auch bei der Herstellung der Klebstoff Zusammensetzung nicht die durch vorzeitige Aushärtung verursachten Verstopfungen der Auftragsvorrichtungen und dadurch bedingte Ausfallzeiten ein. Darüber hinaus wird ein Aufschäumen des Klebstoffes durch entstehendes Kohlendioxid durch Reaktion mit Wasser und damit eine Lageveränderung bzw. ein teilweises Trennen der verklebten Teile vermieden.
Die Erfindung wird an folgenden Beispielen erläutert:
BEISPIEL 1
HERSTELLUNG EINES TEILKRISTALLINEN POLYESTERS
2496,4 g Adipinsäure (19,2 Mol), 2120,7 g 1,6-Hexandiol (20,2 Mol) und 1,1 g Monobutylzinnoxid (Fascat 4100) werden in einem mit einer Kolonne und einer Destillationseinrichtung ausgestatteten 5 l Glaskolben aufgeschmolzen. Ab Reaktionsbeginn (ca. 140°C) wird die Temperatur langsam auf 250°C erhöht, so daß die Temperatur am Kopf der Kolonne nicht 100°C übersteigt. Nach Erreichen einer Säurezahl von 10 mg KOH/g wird Vakuum angelegt (< 300 mbar) und auf eine Säurezahl von < 3 mg KOH/g kondensiert. Danach wird unter Stickstoff abgekühlt.

Hydroxylzahl 25 mg KOH/g

Molgewicht (Mn) 4500 g/Mol
BEISPIEL 2
HERSTELLUNG EINES FLÜSSIGEN BZW. AMORPHEN POLYESTERS
248 g Ethylenglykol (4 Mol), 170,6 g Diethylenglykol (1,6 Mol), 97 g Neopentylglykol (0,93 Mol), 85,2 g 1,6-Hexandiol (0,72 Mol), 421,5 g Adipinsäure (2,89 Mol) und 479,3 g Isophthalsäure (2,89 Mol) werden wie in Beispiel 1 beschrieben zur Reaktion gebracht. Nach Erreichen einer Säurezahl von 13 wird Vakuum angelegt und auf eine Säurezahl < 4 mg KOH/g kondensiert.

Hydroxylzahl 87 mg KOH/g

Molgewicht (Mn) 1300 g/Mol
BEISPIEL 3
HERSTELLUNG EINES FLÜSSIGEN BZW. AMORPHEN POLYESTERS
176,7 g Ethylenglykol (2,80 mol), 452,8 g Neopentylglykol (4,35 mol), 586,5 g Hexandiol-1,6 (4,90 mol), 3,8 g Monobutylzinnoxid (Fascat 4100) und 964,6 g Dimethylterephthalat (4,90 mol) werden in einem mit einer Kolonne und einer Destillationseinrichtung ausgestatteten 5 l Glaskolben aufgeschmolzen. Von Beginn der Destillation an (135°C) wird die Temperatur langsam auf 205°C erhöht, so dass die Temperatur am Kopf der Kolonne nicht 66°C überschreitet. Wenn die Temperatur am Kopf der Kolonne fällt, wird der Ansatz auf 140°C abgekühlt und 376,0 g Adipinsäure (2,49 mol) und 1020,0 g Isophthalsäure (6,10 mol) wird eingefüllt. Der Ansatz wird langsam auf 250°C erhitzt. Hierbei darf eine Temperatur von 102°C am Kopf der Kolonne nicht überschritten werden. Letztere muss bei 250°C gehalten werden, bis alle Isophthalsäure aufgelöst ist. Danach Vakuum anlegen und auf eine Viskosität von 2000 bis 2500 mPa·s (60 % in Xylol) kondensieren.
BEISPIEL 4
HERSTELLUNG EINES SCHMELZKLEBSTOFFES
Zur Herstellung der Komponente A werden 231,6 g 4,4-Diphenylmethandiisocyanat (0,85 Mol) in einem trockenen 2 l Kolben unter Stickstoff aufgeschmolzen. Dann werden portionsweise unter Beachtung der exothermen Reaktion 377,5 g (0,08 Mol) Polyester aus Beispiel 1, 227,4 g Polytetrahydrofuran 1000 (0,23 Mol), 17 g Polyester aus Beispiel 2 (0,013 Mol) und 11 g 1,4-Butandiol zugegeben und der Ansatz wird auf 80°C erhitzt. Nach vier Stunden Rühren bei 80°C unter Stickstoff ist eine NCO-Zahl von 3,6% erreicht. Dann werden 85 g Caprolactam portionsweise unter Beachtung der exothermen Reaktion zugegeben. Nach drei Stunden ist eine NCO-Zahl von weniger als 0,2% erreicht. Als Komponente B werden 69,6 g Isophorondiamin (0,41 Mol) zugegeben.
Schmelzeviskosität 1500 mPa·s/100°C
Der Klebstoff vom Typ eines Schmelzklebstoffes von Beispiel 4 zeigt bei Exponierung an Temperatur ein Verhalten im Bezug auf das Schmelzen und die Reaktionstemperatur, wie es in der beigefügten 1 gezeigt wird.
BEISPIEL 5
HERSTELLUNG EINES SCHMELZKLEBSTOFFES
Zur Herstellung der Komponente A werden 90,4 g 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (0,36 mol), 300,8 g (0,06 mol) des Polyesters aus Beispiel 1, 28,2 g (0,02 mol) des Polyesters aus Beispiel 2 und 180,5 g (0,03 mol) des Polyesters aus Beispiel 3 in einem 2 l Kolben entsprechend Beispiel 4 bei 90°C zur Reaktion gebracht. Wenn die NCO-Zahl kleiner als 3,4% ist, werden 56,5 g (0,5 mol) Caprolactam portionsweise unter Beachtung der exothermen Reaktion zugegeben. Nach drei Stunden ist eine NCO-Zahl von unter 0,2% erreicht. Als Komponente B werden 42,5 g Isophorondiamin zugegeben.
Schmelzeviskosität 40 Pa·s (100°C)
Die erfindungsgemäßen Schmelzklebstoffe ermöglichen somit aufgrund ihrer Zusammensetzung das Verarbeiten der Schmelze und Härten nach der vorliegenden Erfindung.

Claims

Thermisch härtbare Schmelzklebstoffzusammensetzung, aufweisend: (A) ein Prepolymer mit Isocyanat-Gruppen und einer zahlengemittelten relativen Molekülmasse Mn von 700 bis 6.000 und worin 50 bis 100% der reaktionsfähigen Isocyanat-Gruppen des Prepolymers geblockt sind, wobei das Prepolymer das Reaktionsprodukt ist von: (1) 25% bis 55 Gew.-% mindestens eines geradkettigen, mindestens halbkristallinen Polyesters; (2) bis zu 45 Gew.-% mindestens eines geradkettigen Polyesters, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus amorphen Polyestern und flüssigen Polyestern; (3) Null bis 40 Gew.-% mindestens eines Polyethers; und (4) mindestens eines Diisocyanats; worin die Gewichtsprozentanteile auf das vereinte Gewicht der Polyester und Polyether bezogen sind; (B) mindestens eine reaktionsfähige Komponente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Diaminen, Epoxid-Addukten von Diaminen und Polyalkoholen.
Klebstoff nach Anspruch 1, worin Prepolymer A erhalten wird durch Umsetzen in Zumischung mit mindestens einem Polyether.
Klebstoff nach Anspruch 2, worin die Polyether von Prepolymer A ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus: Polyethylenglykol, Polypropylenglykol, Polytetramethylenglykol und Polypropylenglykol, das mit Ethylenoxid modifiziert ist.
Klebstoff nach Anspruch 1, worin das Prepolymer A erhalten wird aus einem Reaktionsgemisch, das aufweist: (1) bis zu 55 Gew.-% mindestens eines geradkettigen, mindestens halbkristallinen Polyesters; (2) 15% bis 20 Gew.-% mindestens eines geradkettigen Polyesters, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus amorphen Polyestern und flüssigen Polyestern; (3) bis zu 40 Gew.-% mindestens eines Polyethers; und (4) mindestens ein Diisocyanat; worin die Gewichtsprozentanteile auf das vereinte Gewicht der Polyester und Polyether bezogen sind.
Klebstoff nach Anspruch 1, worin die mindestens halbkristallinen, geradkettigen Polyester hergestellt sind aus Dicarbonsäuren, ausgewählt aus Adipinsäure und Adipinsäure-Derivaten, sowie aus Polyolen, ausgewählt aus Ethylenglykol und Butandiol-1,4.
Klebstoff nach Anspruch 1, worin die amorphen und flüssigen Polyester hergestellt sind durch umsetzen aliphatischer, cycloaliphatischer oder aromatischer Dicarbonsäuren und Derivaten davon mit Diolen.
Klebstoff nach Anspruch 1, worin Komponente B ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus: aliphatischen, cycloaliphatischen, araliphatischen und aromatischen Diaminen; Derivaten von Dicyclohexylmethandiamin; aminofunktionellen Polypropylenglykolen; Glycerin; Trimethylolpropan; Hexandiol-1,6; Decandiol-1,10; Polyetheralkoholen; Polyesteralkoholen; Ricinolsäuren und Polyolen auf der Grundlage von hydrierten dimeren Fettsäuren.
Klebstoff nach Anspruch 1, worin das Äquivalentgewichtsverhältnis von Isocyanat zu Amin in der Klebstoffzusammensetzung 1 : 1 bis 1 : 5 beträgt.
Klebstoff nach Anspruch 1, worin das Äquivalentgewichtsverhältnis von Diol zu Diisocyanat 1 : 1 bis 1 : 3 beträgt.
Verfahren zum Kleben von Teilen, bei welchem der Klebstoff nach Anspruch 1 erhitzt wird, auf die Teile aufgetragen wird und durch Temperaturerhöhung zur Reaktion gebracht wird.
Verfahren zum Kleben von Teilen, bei welchem der Klebstoff nach Anspruch 1 erhitzt wird und als eine Schmelze auf die eine Seite oder auf die zwei Seiten der Teile aufgetragen wird, die zu adhärieren sind, wodurch der Klebstoff lediglich bis zu einer Temperatur erhitzt wird, bei der beide Komponenten A und B nicht miteinander reagieren, und zwar für ein nachfolgendes Härten.
Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem der Klebstoff bis zu einer Temperatur von 40° bis 90°C erhitzt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem der Klebstoff durch Erhitzen auf 140° bis 220°C während einer Zeitdauer von 3 bis 30 Sekunden nach dem Auftragen des Klebstoffes auf die zu adhärierenden Teile prepolymerisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 10 bis 13, bei welchem das Erhitzen, Härten und zur Reaktion bringen durch Temperaturerhöhung mit Hilfe von Strahlung im Nahen Infrarot (NIR) ausgeführt wird.