DE60315549T2

DE60315549T2 - Feuchtigkeitsreaktive Heißschmelzhaftmittel auf Basis von Urethanpolymer- Zusammensetzungen

Info

Publication number: DE60315549T2
Application number: DE60315549T
Authority: DE
Inventors: Larry Frank Woodstock Brinkman
Original assignee: Rohm and Haas Co
Current assignee: Rohm and Haas Co
Priority date: 2002-06-10
Filing date: 2003-06-03
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2023-06-04
Also published as: ES2289243T3; JP4066354B2; DE60315549D1; EP1371673B1; US7098291B2; JP2004075982A; EP1371673A1; MXPA03004792A; CN1249113C; US20030232956A1; CN1467259A; BR0301676A; TW200413428A

Description

HINTERGRUND
Diese Erfindung bezieht sich auf Urethanpolymerzusammensetzungen, insbesondere feuchtigkeitsreaktive Heißschmelzurethanpolymerzusammensetzungen, die als Haftmittel verwendbar sind, und auf ein Verfahren zum Verbinden von Substraten mit diesen Zusammensetzungen.
Die Verwendung von Rizinusöl als eine Komponente in Urethanpolymerzusammensetzungen ist in der Technik bekannt, wie in Polyurethane Handbook, 2. Auflage, herausgegeben von G. Oertel, Hanser Publishers, 1993, beschrieben. Rizinusöl soll die Vernetzung der Zusammensetzung bereitstellen. US-Patentanmeldung 09/843706 offenbart feuchtigkeitsreaktive Heißschmelzhaftmittel, die Rizinusöl in ein Polyurethanvorpolymer-bildendes Reaktionsgemisch, das Polyol und Polyisocyanat enthält, einführen. Diese Haftmittel erreichen gute Eigenschaften, aber Alternativen zu Rizinusöl für die Einstellung der Formulierung, um ein spezielles Gleichgewicht der Eigenschaften zu erhalten, sind gewünscht.
UK-Patent 2278350 offenbart die Verwendung eines hydroxylierten Diglycerids oder Triglycerids von einer oder mehreren langkettigen ethylenisch ungesättigten Fettsäuren als das einzige Polyol in einer gehärteten Urethanpolymerzusammensetzung. US-Patent 4,742,112 offenbart ein Polyolgemisch mit einer Polyhydroxylricinoleatverbindung und einem C₂-C₆-Kohlenwasserstoffpolymer mit mindestens einer Hydroxylgruppe.
Das durch den Erfinder angesprochene Problem ist die Bereitstellung von Alternativen für unmodifiziertes Rizinusöl als eines von mehreren Polyolen in einer feuchtigkeitsreaktiven Heißschmelzhaftmittelzusammensetzung. Außerdem ist es wünschenswert, andere nützliche Polyole als unmodifiziertes Rizinusöl zu finden, die aus erneuerbaren und/oder natürlichen Quellen stammen. Überraschend fand der Erfinder heraus, daß die Einführung verschiedener anderer Hydroxyl-funktioneller Fettverbindungen als unmodifiziertes Rizinusöl in Urethanzusammensetzungen feuchtigkeitsreaktive Haftmittel mit nützlichen Eigenschaften ergab.
ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung gestaltet sich in ihren verschiedenen Aspekten wie in den anhängenden Ansprüchen dargestellt.
In einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine feuchtigkeitsreaktive Heißschmelzzusammensetzung bereitgestellt, gebildet durch Mischen von Komponenten, umfassend

(a) zumindest ein erstes Polyol, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyetherpolyolen, Polyesterpolyolen, Polyesteretherpolyolen, Polyetheresterpolyolen und Gemischen davon;
(b) zumindest ein Polyisocyanat; und
(c) zumindest ein Fettpolyol, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyhydroxylfettsäuren, Polyhydroxylamiden von Fettsäuren, Polyhydroxylestern von Fettsäuren, polymeren Fettpolyolen und Gemischen davon; wobei das Fettpolyol kein unmodifiziertes Rizinusöl oder jedweden unmodifizierten Ester von Ricinolsäure enthält.

In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Verbinden von Substraten bereitgestellt, umfassend

(a) das Herstellen einer feuchtigkeitsreaktiven Heißschmelzzusammensetzung durch ein Verfahren, umfassend das Mischen von Komponenten, umfassend zumindest ein erstes Polyol, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyetherpolyolen, Polyesterpolyolen, Polyesteretherpolyolen, Polyetheresterpolyolen und Gemischen davon; zumindest ein Polyisocyanat; und zumindest ein Fettpolyol, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyhydroxylfettsäuren, Polyhydroxylamiden von Fettsäuren, Polyhydroxylestern von Fettsäuren, poly meren Fettpolyolen und Gemischen davon; wobei das Fettpolyol kein unmodifiziertes Rizinusöl oder jedweden unmodifizierten Ester von Ricinolsäure enthält;
(b) das Erwärmen der Polymerzusammensetzung;
(c) das Aufbringen der erwärmten Polymerzusammensetzung auf ein erstes Substrat in Gegenwart von Feuchtigkeit;
(d) das Inkontaktbringen der aufgebrachten erwärmten Polymerzusammensetzung mit einem zweiten Substrat, und
(e) das Abkühlen der Polymerzusammensetzung oder das Erlauben der Polymerzusammensetzung abzukühlen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Zusammensetzung dieser Erfindung ist eine feuchtigkeitsreaktive Heißschmelzhaftmittelzusammensetzung. Unter „feuchtigkeitsreaktiv" ist hierin zu verstehen, daß die Zusammensetzung Isocyanatgruppen enthält, die mit Wasser reagieren können, wodurch wünschenswerterweise eine Erhöhung des Molekulargewichts der Haftmittelzusammensetzung bewirkt und/oder die Vernetzung der Haftmittelzusammensetzung bewirkt werden, um so die Festigkeitseigenschaften des Haftmittels, das anschließend mit Wasser kontaktiert werden soll, zu erhöhen. Unter „Heißschmelz" ist hierin zu verstehen, daß das Haftmittel, das eine feste, halbfeste oder viskose Masse sein kann, vorteilhafterweise erhitzt werden kann, um ein flüssiges Haftmittel mit einer Viskosität bereitzustellen, die zur Aufbringung auf und Haftung an Substrate geeignet ist.
Die feuchtigkeitsreaktive Heißschmelzhaftmittelzusammensetzung der vorliegenden Erfindung wird durch Mischen von Komponenten gebildet, die mindestens ein Polyisocyanat umfassen, ausgewählt aus m-Phenylendiisocyanat, 2,4-Toluoldiisocyanat, 2,6-Toluoldiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Tetramethylendiisocyanat, 1,4-Cyclohexandiisocyanat, Hexahydrotoluoldiisocyanat, 1,5-Naphthalindiisocyanat, 1-Methoxy-2,4-phenylendiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 4,4'-Biphenylendiisocyanat, 3,3'-Dimethoxy-4,4'-biphenyldiisocyanat, 3,3'-Dimethyl-4,4'-biphenyldiisocyanat, 3,3'-Dimethyl-4,4'-diphenylmethandiisocyanat, Isophorondiisocyanat, 4,4',4''-Triphenylmethantriisocyanat, Polymethylenpolyphenylenpolyisocyanat, 2,4,6-Toluoltriisocyanat, 4,4'-Dimethyl-diphenyl methantetraisocyanat, Vorpolymeren, die ein Mn von weniger als 2000 aufweisen und mindestens zwei Isocyanatgruppen tragen, und Gemischen davon. Bevorzugt sind 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (ebenso genannt 4,4'-MDI), 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat (ebenso genannt 2,4'-MDI) und Gemische davon.
Die feuchtigkeitsreaktive Heißschmelzhaftmittelzusammensetzung der vorliegenden Erfindung wird durch Mischen von Komponenten gebildet, die zumindest ein Polyol umfassen. Ein Polyol ist eine Verbindung mit zwei oder mehr Hydroxylfunktionen. Polyole sind ebenso als „Polyhydroxyl"-Verbindungen bekannt. Geeignete Polyole umfassen eine breite Vielzahl an Verbindungen, von denen einige in Polyurethane Handbook, 2. Auflage, herausgegeben von G. Oertel, Hanser Publishers, 1994, beschrieben sind. Zusätzlich zu den Hydroxylfunktionen können geeignete Polyole andere Funktionalität enthalten, wie beispielsweise Carbonyl, Carboxyl, Anhydrid, Ungesättigtheit oder andere Funktionen. Geeignete Polyole umfassen beispielsweise Polyetherpolyole, Polyesterpolyole, Polyesteretherpolyole, Polyetheresterpolyole, andere Fettpolyole als Rizinusöl und Gemische davon. Geeignete Polyol(e) können unabhängig ausgewählt sein aus kristallinen, halbkristallinen oder amorphen Polyolen. Geeignete Polyole umfassen ebenso Verbindungen mit zwei oder mehr Hydroxylgruppen pro Molekül, die mit relativ kleinen Mengen von Molekülen, die 0 oder 1 Hydroxylgruppe enthalten, die aber sonst ähnlich sind, gemischt werden können (beispielsweise weil sie natürlich vorkommende Verbindungen sind oder von natürlich vorkommenden Verbindungen abgeleitet sind).
In der Praxis der vorliegenden Erfindung umfaßt das Mischen von Komponenten mindestens ein Polyol (hierin „erstes Polyol" genannt), das ein oder mehrere Polyole von mindestens einer der folgenden Klassen von Polyolen umfaßt: Polyetherpolyole, Polyesterpolyole, Polyesteretherpolyole, Polyetheresterpolyole oder Gemische davon. Polyole, basierend auf Kohlenwasserstoffpolymeren, wie beispielsweise Hydroxyl-funktionelles Polybutadien, sind dafür bekannt, daß sie an Polyurethanreaktionen beteiligt sind, aber sie werden nicht bevorzugt als das erste Polyol der vorliegenden Erfindung betrachtet.
Polyesterpolyole, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen die, die aus Disäuren gebildet werden, oder ihre Monoester-, Diester- oder Anhydridgegenstücke und Diole. Die Disäuren können gesättigte aliphatische C₄-C₁₂-Säuren, einschließlich verzweigte, nicht verzweigte oder cyclische Materialien, und/oder aromatische C₈-C₁₅-Säuren sein. Beispiele von geeigneten aliphatischen Säuren umfassen beispielsweise Bernstein-, Glutar-, Adipin-, Pimelin-, Kork-, Azelain-, Sebacin-, 1,12-Dodecandi-, 1,4-Cyclohexandicarbon- und 2-Methylpentandisäuren. Beispiele von geeigneten aromatischen Säuren umfassen beispielsweise Terephthal-, Isophthal-, Phthal-, 4,4'-Benzophenondicarbon-, 4,4'-Diphenylamindicarbonsäuren und Gemische davon. Die Diole können verzweigte, nicht verzweigte oder cyclische aliphatische C₂-C₁₂-Diole sein. Beispiele von geeigneten Diolen umfassen beispielsweise Ethylenglycol, 1,3-Propylenglycol, 1,2-Propylenglycol, 1,4-Butandiol, Neopentylglycol, 1,3-Butandiol, Hexandiole, 2-Methyl-2,4-pentandiol, Cyclohexan-1,4-dimethanol, 1,12-Dodecandiol, Diethylenglycol und Gemische davon. Gemische aus verschiedenen geeigneten Polyesterpolyolen sind ebenso zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet. Die bevorzugten Polyesterpolyole sind Orthophthalat-diethylenglycol-basierende Polyesterpolyole. Das/die Polyol(e) weist/weisen bevorzugt ein gewichtsmittleres Molekulargewicht („Mw", wie durch Gelpermeationschromatographie gemessen) von 250 bis 8.000, stärker bevorzugt 250 bis 3.000 auf, und weist/weisen bevorzugt eine Säurezahl von weniger als 5, stärker bevorzugt weniger als 2 auf.
Polyetherpolyole, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen Polyoxy-C₂-C₆-alkylenpolyole, einschließlich verzweigte und nicht verzweigte Alkylengruppen. Beispiele von geeigneten Polyetherpolyolen umfassen beispielsweise Reaktionsprodukte von Alkylenoxiden mit mehrwertigen Alkoholen, Polyethylenoxid, Poly(1,2- und 1,3-propylenoxid), Poly(1,2-butylenoxid), statistische oder Blockcopolymere von Ethylenoxid und 1,2-Propylenoxid und Gemische davon. Gemische aus verschiedenen geeigneten Polyetherpolyolen sind ebenso zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet. Die bevorzugten Polyetherpolyole sind Polypropylenglycole, ebenso bekannt als Polypropylenoxide. Das Polyetherpolyol weist bevorzugt ein gewichtsmittleres Molekulargewicht („Mw", wie durch Gel permeationschromatographie gemessen) von 800 bis 8.000, stärker bevorzugt 1.000 bis 3.000 auf.
In der Praxis der vorliegenden Erfindung sind die bevorzugten ersten Polyole Polyesterpolyole, Polyetherpolyole und Gemische davon. Stärker bevorzugt ist ein Gemisch, das mindestens ein Polyesterpolyol und mindestens ein Polyetherpolyol enthält.
In der Praxis der vorliegenden Erfindung umfassen die Komponenten zusätzlich zu dem ersten Polyol mindestens ein Fettpolyol. „Fett" bedeutet hierin jede Verbindung, die einen oder mehrere Reste von Fettsäuren enthält. Fettsäuren sind in der Technik allgemein bekannt. Sie werden beispielsweise von R. A. Burns in Fundamentals of Chemistry, dritte Auflage (Prentice Hall, 1999) beschrieben. Fettsäuren sind langkettige Carbonsäuren mit einer Kettenlänge von mindestens 4 Kohlenstoffatomen. Typische Fettsäuren haben eine Kettenlänge von 4 bis 18 Kohlenstoffatomen, obwohl einige längere Ketten haben. Lineare, verzweigte oder cyclische aliphatische Gruppen können an die lange Kette angelagert sein. Fettsäurereste können gesättigt oder ungesättigt sein, und sie können funktionelle Gruppen enthalten, einschließlich beispielsweise Alkylgruppen, Epoxidgruppen, Halogene, Sulfonatgruppen oder Hydroxylgruppen, die entweder natürlich vorkommen oder addiert wurden. Geeignete Fettpolyole umfassen beispielsweise Fettsäuren, Ester von Fettsäuren, Amide von Fettsäuren und Gemische davon, so lange wie die Verbindung ein Polyol ist. Weitere Beispiele von geeigneten Fettpolyolen umfassen beispielsweise Dimere, Trimere, Oligomere oder Polymere von Fettsäuren; Dimere, Trimere, Oligomere oder Polymere von Estern von Fettsäuren; Dimere, Trimere, Oligomere oder Polymere von Amiden von Fettsäuren; Dimere, Trimere, Oligomere oder Polymere von Gemischen aus Fettsäuren, Estern von Fettsäuren und Amiden von Fettsäuren; oder Gemische aus diesen Dimeren, Trimeren, Oligomeren oder Polymeren, so lange wie die Fettverbindung ein Polyol ist. Die Hydroxylfunktionen eines geeigneten Fettpolyols können sich an dem Fettsäurerest, an anderen Teilen des Moleküls oder an beiden befinden.
Eine Klasse von Fettpolyolen, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist die Klasse von Polyhydroxylfettsäuren. Polyhydroxylfettsäuren wer den üblicherweise nicht in der Natur gefunden, aber natürlich vorkommende Polyhydroxylfettsäuren würden geeignet sein. Polyhydroxylfettsäuren werden üblicherweise durch Hydroxylieren (d. h. Addieren von Hydroxylgruppen an) von Fettsäuren hergestellt. Mehrere Verfahren existieren zum Hydroxylieren von Fettsäuren, normalerweise ausgehend von einer ungesättigten Fettsäure, die entweder künstlich oder natürlich vorkommend sein kann. Geeignete Polyhydroxyfettsäuren können durch Addieren mehrerer Hydroxylgruppen an eine Fettsäure oder durch Addieren von einer oder mehreren Hydroxylgruppen an eine Fettsäure, die von Natur aus eine Hydroxylgruppe enthält, wie Ricinolsäure oder die Säurereste der Öle, abgeleitet von Domorphotheca pluvialis oder Lesquerella fendleri, erhalten werden. Jede mehrfach ungesättigte Fettsäure kann mehr als einmal hydroxyliert werden, um geeignete Polyhydroxylfettsäuren herzustellen; einige Beispiele von mehrfach ungesättigten Fettsäuren umfassen Linolsäure oder die Fettsäurereste von Ölen aus Rapssamen, Leinsamen, Sojabohne, Tung, Saflor, Erdnuß, Mais oder Baumwollsamen. Die meisten der Fettsäuren, die als Fettpolyole verwendet werden oder zur Herstellung von Fettpolyolen verwendet werden, werden aus natürlichen Ölen durch Spalten der Esterbindung (hierin nachstehend beschrieben) zwischen dem Fettsäurerest und dem Rest des Ölmoleküls erhalten.
Eine zweite Klasse von Fettpolyolen, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist die Klasse von Estern von Fettsäuren, die die chemische Struktur FCOOR aufweisen, wo F ein Fettsäurerest ist und R ein organischer Rest ist. Die Verbindung zwischen F und R ist als Esterbindung bekannt. Diese Verbindungen sind geeignet, wenn sie 2 oder mehr Hydroxylgruppen aufweisen. Diese Ester können durch eine breite Vielzahl von Verfahren hergestellt werden oder können in der Natur gefunden werden. Der Rest R kann zusätzliche OH-Gruppen aufweisen, wobei einige oder alle davon mit anderen Fettsäureresten durch Ester- oder andere Bindungen verbunden sein können. Die anderen Fettsäurereste, wenn vorhanden, können dieselben oder verschieden von F sein, und sie können dieselben oder verschieden voneinander sein. Die Hydroxylgruppen können sich alle an einem oder mehreren der Fettsäure reste befinden; sie können sich alle an R befinden; oder einige können sich an einem oder mehreren Fettsäureresten und einige an R befinden.
Innerhalb der Klasse von geeigneten Polyhydroxylestern von Fettsäuren sind die Polyhydroxylglyceride eine geeignete Gruppe. Im allgemeinen sind Glyceride Ester von Fettsäuren mit Glycerol, die die chemische Formel HOCH₂CHOHCH₂OH aufweisen. Wenn ein, zwei oder drei der Hydroxylfunktionen von Glycerol mit einem Rest einer Fettsäure durch eine Esterbindung verbunden sind, ist die resultierende Verbindung als ein Mono-, Di- bzw. Triglycerid bekannt. Eine Vielzahl von Triglyceriden wird in der Natur gefunden und diese sind als Fette bekannt, wie beispielsweise durch R. T. Morrison und R. N. Boyd, in Organic Chemistry. 3. Auflage, veröffentlicht von Allyn and Bacon, 1973, beschrieben. Die meisten der natürlich vorkommenden Fette enthalten Reste von Fettsäuren mit mehreren unterschiedlichen Längen und/oder Zusammensetzungen. Ebenso ist eine Vielzahl von Mono-, Di- und Triglyceriden von Fettsäuren, speziell die, die in der Natur gefunden werden, als Öle bekannt. Hierin werden Fette und Öle synonym gebraucht. Jedes Glycerid, das mehr als eine Hydroxylgruppe aufweist, ist ein Fettpolyol, das zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist, abgesehen von unmodifiziertem Rizinusöl und unmodifizierten Estern von Ricinolsäure, die nicht in dem Umfang von Fettpolyol, wie in der vorliegenden Erfindung verwendet, enthalten sind. Die Hydroxylgruppen können an dem Glycerolteil des Moleküls, an einem oder mehreren der Fettsäurereste oder an beiden vorliegen. Einige Beispiele von Glyceriden, die als Fettpolyole in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind Glycerolstearat, Glycerolmonohydroxystearat, Glycerolbishydroxystearat und Glyceroltrishydroxystearat. Einige andere Glyceride, die als Fettpolyole in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind natürlich vorkommende andere Öle als Rizinusöl, das Hydroxylgruppen an den Fettsäureresten aufweist, wie die Öle von Domorphotheca pluvialis oder Lesquerella fendleri.
Eine andere Gruppe von geeigneten Polyhydroxylestern von Fettsäuren sind Ester von einer oder mehreren Fettsäuren mit anderen Alkoholen mit mehreren Hydroxylen als Glycerol. Geeignete Alkohole mit mehreren Hydroxylen umfassen beispielsweise Ethylenglycol und die anderen Diole, die zur Herstellung von Polyesterpoly olen geeignet sind. Einige Beispiele von diesen Estern sind Ethylenglycolhydroxystearat und Propylenglycolhydroxystearat.
Viele geeignete Fettpolyole, die Ester von Fettsäuren sind, können durch Bilden von Derivaten von natürlich vorkommenden Fetten und/oder natürlich vorkommenden Ölen hergestellt werden. „Derivate" bedeuten hierin die Ergebnisse der chemischen Modifikation, die die Esterbindungen zwischen den Fettsäureresten und dem Rest des Öls und/oder Fettmoleküls nicht spaltet. Verfahren zur Herstellung von Derivaten von Fettverbindungen werden von F. C. Naughton in „Castor Oil", in the Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, 1993, gelehrt. Beispielsweise umfassen, wenn der Fettsäurerest eine Doppelbindung enthält, einige mögliche Derivatmodifikationen Hydrierung, Epoxidierung, Halogenierung oder Sulfonierung an der Doppelbindungsstelle. In anderen Beispielen kann, wenn der Fettsäurerest ein Hydroxyl enthält, die Hydroxylgruppe durch Verfahren modifiziert werden, einschließlich beispielsweise Dehydratisierung, Halogenierung, Alkoxylierung, Vereiterung oder Sulfonierung. Ein Derivat eines Fettsäureesters wird ebenso „modifizierte" Form des Esters genannt; in Abwesenheit einer solchen Derivatmodifikation würde dieser Ester als „unmodifiziert" bezeichnet werden.
Eine Gruppe von geeigneten Estern von Fettsäuren, die Derivate von natürlichen Ölen sind, ist die Gruppe der Hydroxylierungsprodukte von natürlichen Triglyceriden und der Hydroxylierungsprodukte von ihren damit in Verbindung stehenden Mono- und Diglyceriden. Ein Verfahren der Hydroxylierung von natürlichen Ölen umfaßt das Addieren von Hydroxylfunktionalität an Doppelbindungen, die sich in dem Fettsäurerest des Öls befinden. Ein Verfahren zum Hydroxylieren einer Doppelbindung in einem Öl wird in UK-Patent GB2278350B gelehrt. Viele natürliche Öle haben solche Doppelbindungen, wie beispielsweise Sojabohnenöl, Leinsamenöl, Rapsöl oder Tungöl. Daher sind hydroxyliertes Sojabohnenöl, hydroxyliertes Leinsamenöl, hydroxyliertes Rapsöl und hydroxyliertes Tungöl, so lange wie sie Polyole sind, Beispiele von Fettpolyolen, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind. Ebenso wird ein geeignetes Fettpolyol resultieren, wenn ein Mono- oder Diglycerid, hergestellt aus diesen Ölen, hydroxyliert wird, so lange wie das Produkt ein Polyol ist.
Ein bekanntes Triglycerid ist Rizinusöl, das größtenteils das Triglycerid von Ricinolsäure ist. Rizinusöl selbst (d. h. unmodifiziertes Rizinusöl) wird als Fettpolyol der vorliegenden Erfindung als nicht geeignet betrachtet. Ebenso werden unmodifizierte Ester von Ricinolsäure als Fettpolyol der vorliegenden Erfindung als nicht geeignet betrachtet. „Ester von Ricinolsäure", wie hierin verwendet, umfassen Verbindungen mit mehreren Resten von Ricinolsäure, wie beispielsweise Glycerolbisricinoleat, aber umfassen keine Verbindungen, die einen oder mehrere Reste von anderen Fettsäuren als Ricinolsäure umfassen. Derivate von Rizinusöl und Derivate von Estern von Ricinolsäure, die zwei oder mehr Hydroxylfunktionen aufweisen (d. h. Polyhydroxyl sind), sind als Fettpolyol der vorliegenden Erfindung geeignet. Diese geeigneten Derivate umfassen beispielsweise die Ergebnisse der Hydrierung, Hydroxylierung, Alkylhydroxylierung, Addition einer anderen Funktionalität, Alkoholyse, Hydrolyse, Epoxidierung, Halogenierung, Sulfonierung oder Kombinationen davon, wenn die resultierenden Verbindungen Polyhydroxyl sind. Einige Beispiele von geeigneten Derivaten von Rizinusöl und/oder Estern von Ricinolsäure umfassen hydriertes Rizinusöl und hydriertes Diglycerid von Ricinolsäure.
Jegliche Polyhydroxylmono-, -di- oder -trigliceride von anderen Fettsäuren als Ricinolsäure werden als Fettpolyol der vorliegenden Erfindung geeignet sein. Derivate davon, die Polyhydroxyl sind, sind ebenso geeignet.
Eine andere Klasse von Fettpolyolen, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist die Gruppe von Polyhydroxyloligomeren und -polymeren von Fetten und/oder Ölen, die hierin gemeinsam als „polymere Fettpolyole" bezeichnet werden. Fette und/oder Öle können durch eine Vielzahl von Reaktionen oligomerisiert oder polymerisiert werden; beispielsweise kann es, wenn das Fett oder Öl eine Doppelbindung enthält, durch oxidative Polymerisation an der Doppelbindung oder durch andere Reaktionen oligomerisiert oder polymerisiert werden. Das Ergebnis der Oligomerisierung oder Polymerisierung eines Fettes oder Öls wird hierin als „polymerisiertes Öl" bezeichnet. Polymerisierte Öle, die als polymeres Fettpolyol der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen beispielsweise die Ergebnisse des Oligomerisierens und/oder Polymerisierens von Ölen; die Ergebnisse des Oligomerisie rens und/oder Polymerisierens von modifizierten Ölen; die Ergebnisse des Co-oligomerisierens und/oder Co-polymerisierens von Gemischen aus Ölen, einschließlich modifizierten und/oder unmodifizierten Ölen. Ebenso geeignet sind Gemische aus polymeren Fettpolyolen und die Ergebnisse des Modifizierens von polymeren Fettpolyolen. Ein bevorzugtes polymerisiertes Öl ist polymerisiertes Rizinusöl, das manchmal als „Glasöl" bezeichnet wird. Die Polymerisierung kann in einer Vielzahl von Verfahren durchgeführt werden; die Ergebnisse sind oftmals durch die Viskosität des polymerisierten Rizinusöls gekennzeichnet. Wenn polymerisiertes Rizinusöl in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, sind polymerisierte Rizinusöle mit einer Viskosität von 500 bis 100.000 cP geeignet; bevorzugt ist 1.500 bis 20.000 cP; stärker bevorzugt ist 1.500 bis 15.000 cP; noch stärker bevorzugt ist 2.500 bis 4.000 cP.
Eine zusätzliche Klasse von Fettpolyolen, die für die Praxis der vorliegenden Erfindung geeignet ist, sind die Amide von Fettsäuren, die die chemische Formel ACONR¹R² aufweisen, wo A ein Fettsäurerest ist, und R¹ und R² unabhängig entweder Wasserstoffatome oder organische Reste sind. R¹ und R² können unabhängig Fettsäurereste und/oder funktionelle Gruppen umfassen. Die Hydroxylgruppen können sich an irgendeinem oder allen von A, R¹ oder R² befinden, so lange wie das Molekül mindestens zwei Hydroxylgruppen aufweist. Geeignete Amide von Fettsäuren basieren auf derselben Vielzahl an Fettsäureresten wie die geeigneten Fettsäuren und ihre Ester, wie oben beschrieben. Eine geeignete Gruppe von Amiden von Fettsäuren hat A, das eine Hydroxylgruppe hat; R¹, das H ist; und R², das ein Alkylalkohol mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen ist. Ein Beispiel von dieser Gruppe von Amiden ist N-(2-Hydroxyethyl)-12-hydroxystearamid. Eine zweite geeignete Gruppe von Amiden von Fettsäuren hat A, das eine Hydroxylgruppe ist; R¹, das H ist; und R², das die Formel R⁴NHCOR³ aufweist, wo R³ eine Fettsäure mit einer Hydroxylgruppe ist (entweder dieselbe oder verschieden von A) und R⁴ eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen ist. Ein Beispiel dieser zweiten Gruppe von Amiden ist N,N'-Ethylenbis-12-hydroxystearamid.
Einige bevorzugte Fettpolyole sind die Produkte der Hydroxylierung von ungesättigten oder mehrfach ungesättigten natürlichen Ölen, die Produkte der Hydrierungen von ungesättigten oder mehrfach ungesättigten natürlichen Polyhydroxylölen, Poly hydroxylester von Alkylhydroxyfettsäuren, polymerisierte natürliche Öle und alkylhydroxylierte Amide von Fettsäuren. Stärker bevorzugt sind hydroxyliertes Sojabohnenöl, hydriertes Rizinusöl, polymerisiertes Rizinusöl und Hydroxyethylrizinolamid. Am stärksten bevorzugt ist polymerisiertes Rizinusöl.
Die Menge an Fettpolyol, die zur Verwendung in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung geeignet ist, beträgt 0,5 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller Polyole in der Mischung von Komponenten. Bevorzugt ist 0,8% bis 20%; stärker bevorzugt ist 1% bis 9%; noch stärker bevorzugt ist 2% bis 8%, und am stärksten bevorzugt ist 3% bis 6%.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen die Komponenten mindestens ein Anhydrid-funktionelles Polymer. Unter „Anhydrid-funktionellem Polymer" ist hierin ein Harz, Oligomer oder Polymer zu verstehen, daß Anhydridgruppen enthält. Die Moleküle des Anhydrid-funktionellen Polymers werden durchschnittlich mindestens eine Anhydrid-funktionelle Gruppe pro Molekül aufweisen. Anhydrid-funktionelle Polymere können durch Copolymerisieren von mindestens einem Vinylmonomer und mindestens einem Vinyl-enthaltenden Anhydridmonomer hergestellt werden. Geeignete Vinylmonomere umfassen beispielsweise 1-Alkene, wie beispielsweise Butene, Hexene, Decene, Diisobutylen und dergleichen; Kohlenwasserstoffdiene; substituierte Diene; Acryl- und Methacrylsäure; Ester von Acryl- und Methacrylsäure; substituierte Ester von Acryl- und Methacrylsäure; Styrol; substituiertes Styrol und Gemische davon. Bevorzugt ist Styrol. Geeignete Vinyl-enthaltende Anhydridmonomere umfassen beispielsweise Maleinsäureanhydrid, Alken-substituiertes Bernsteinsäureanhydrid, Maleinsäureanhydridaddukte von Methylcyclopentadienen, substituierte Versionen davon und Gemische davon. Bevorzugt ist Maleinsäureanhydrid.
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die ein Anhydrid-funktionelles Polymer umfassen, sind die bevorzugten Anhydrid-funktionellen Polymere Copolymere von Maleinsäureanhydrid mit Styrol, substituiertem Styrol oder Gemische davon. Stärker bevorzugt sind Styrol/Maleinsäureanhydrid-Copolymere, ebenso „Styrol/Maleinsäureahydrid-Copolymerharze" oder „SMA-Harze" genannt oder ähnliche Namen. Styrol/Maleinsäureanhydrid-Copolymere wurden in der Veröffentlichung „SMA-Resins", erhältlich von Atofina Chemicals, Inc., beschrieben. Unter „Styrol/Maleinsäureanhydrid-Copolymer" ist hierin ein Copolymer zu verstehen, das mindestens 90 Gew.-% der copolymerisierten Reste von Styrol und Maleinsäureanhydrid enthält und 0 bis 10 Gew.-% der copolymerisierten Reste von anderen Monomeren enthält, bezogen auf das Gewicht des Copolymers. Geeignete Styrol/Maleinsäureanhydrid-Copolymere umfassen Styrol/Maleinsäureanhydrid-„Grundcopolymere", die Styrol/Maleinsäureanhydrid-Copolymere sind, die nicht durch Veresterung oder andere chemische Modifikationen modifiziert wurden; ebenso einbezogen sind „teilweise veresterte" Styrol/Maleinsäureanhydrid-Copolymere, in denen einige der Anhydridgruppen mit organischen Alkoholen umgesetzt wurden, um Carboxylgruppen und Estergruppen zu bilden; und ebenso einbezogen sind „vollständig veresterte” Styrol/Maleinsäureanhydrid-Copolymere, in denen alle Anhydridgruppen mit organischen Alkoholen umgesetzt wurden. Bevorzugt sind teilweise veresterte Styrol/Maleinsäureanhydrid-Copolymere.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen die Komponenten mindestens ein Styrol/Allylalkohol-Additionscopolymer (SAA-Additionscopolymer) mit einer Hydroxylzahl von 100 bis 300 und einem Mn von 1.000 bis 4.000. Diese Copolymere sind von Lyondell Chemical, Houston, Texas, kommerziell erhältlich, wie SAA-100, offenbart als 70 Styrol/30 Allylalkohol, auf einer Molbasis, und SAA-103, offenbart als 80 Styrol/20 Allylalkohol, auf einer Molbasis. Unter „Styrol/Allylalkohol-Additionscopolymer" ist hierin ein Copolymer zu verstehen, das mindestens 90 Gew.-% copolymerisierte Reste von Styrol und Allylalkohol enthält, aber andere copolymerisierte Monomer(e) bis zu einem Umfang von weniger als 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Copolymers, nicht ausschließt.
Ebenso werden in der Praxis der vorliegenden Erfindung Copolymere in Betracht gezogen, hergestellt aus Monomergemischen, die Styrol, Maleinsäureanhydrid, Allylalkohol und bis zu 10 Gew.-% andere Monomere, bezogen auf das Gewicht des Monomergemisches, umfassen.
Die Komponenten der vorliegenden Erfindung enthalten bevorzugt weniger als 1 Gew.-% Wasser, stärker bevorzugt weniger als 0,2 Gew.-% Wasser und noch stärker bevorzugt weniger als 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten.
Die Komponenten können durch konventionelle Mittel gemischt, beispielsweise in einer inerten, trockenen Atmosphäre, und können bevorzugt bei einer Temperatur von 50°C bis 120°C, bevorzugt für eine Zeit umgesetzt werden, die ausreichend ist, um eine Hydroxylzahl von weniger als 25 zu erhalten, stärker bevorzugt für eine Zeit, die ausreichend ist, um eine Hydroxylzahl von weniger als 5 zu erhalten. Das Anhydrid-funktionelle Polymer, wenn in der vorliegenden Erfindung verwendet, wird bevorzugt durch Erhitzen und Mischen mit mindestens einer der Nicht-Isocyanat-enthaltenden Komponenten vor der Umsetzung mit dem Polyisocyanat löslich gemacht. Gegebenenfalls kann ein Katalysator, wie beispielsweise ein tertiäres Amin oder ein Zinn-basierender Katalysator, mit den Komponenten entweder vor, während oder nach der Umsetzung unter Bildung der Haftmittelzusammensetzung gemischt werden. Wenn ein solcher optionaler Katalysator verwendet wird, beträgt der übliche Verwendungsgehalt weniger als 0,3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der beigemischten Komponenten. Die Haftmittelzusammensetzung dieser Erfindung, die ein NCO-funktionelles Haftmittel ist, wird bevorzugt unter einer inerten, trockenen Atmosphäre bis zur Verwendung gelagert.
Die Heißschmelzhaftmittelzusammensetzung kann durch Mischen zusätzlicher konventioneller Bestandteile, wie Füllstoffe, Pigmente, Verdickungsmittel, Weichmacher, Rheologiemodifikatoren, thermoplastische Acrylharze usw. in bezug auf die Reaktivität der NCO-funktionellen Gruppen, die aufrechterhalten werden soll, formuliert werden. Zusätzlich zu dem ersten Polyol und dem Fettpolyol, die in der vorliegenden Erfindung erforderlich sind, können unmodifiziertes Rizinusöl und/oder unmodifizierte Ester von Ricinolsäure zu den Komponenten zugegeben werden.
Ein nützliches Verfahren zum Charakterisieren der Haftmittelzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist der freie NCO-Gehalt. Der freie NCO-Gehalt ist das Gewichtsprozentsatz, bezogen auf das Gesamtgewicht der Haftmittelzusammenset zung, von freiem NCO. Freies NCO ist die Menge an NCO, die über die Menge hinausgeht, die benötigt wird, um die reaktiven H-Atome, die in der Mischung vorliegen, auf einer Äquivalentbasis von 1 : 1 anzupassen. Reaktive H-Atome sind die, von denen angenommen wird, daß sie wahrscheinlich vollständig oder nahezu vollständig mit den NCO-Gruppen reagieren. Eingeschlossen in die reaktiven H-Atome sind die in Hydroxylgruppen und die in Carboxylgruppen. Es wird angenommen, daß in einigen Fällen, wenn eine Anhydridgruppe in der Zusammensetzung vorliegt, die Hydroxylgruppe an einem Polyol mit der Anhydridgruppe reagieren wird, wodurch eine Carboxylgruppe und eine Esterbindung zwischen dem Polyol und dem Anhydrid-funktionellen Polymer erzeugt wird. Der Fachmann wird erkennen, daß diese Reaktion, wenn sie stattfindet, keine Netto-Veränderung der Zahl an reaktiven H-Atomen ist. In der Praxis der vorliegenden Erfindung weisen geeignete Mischungen einen freien NCO-Gehalt von 0,2% bis 15%, bevorzugt 0,5% bis 10%, stärker bevorzugt 1% bis 8% auf.
In der Praxis der vorliegenden Erfindung liegt das Verhältnis von NCO/OH-Gruppen aus allen der beigemischten Komponenten, bezogen auf Äquivalentbasis, zwischen 1,3/1 und 5/1. Das bevorzugte Verhältnis von NCO/OH-Gruppen wird von der Verwendung abhängen, für die der Nutzer der vorliegenden Erfindung das Haftmittel verwenden will. Für viele in Betracht gezogene Verwendungen ist das Verhältnis nicht kritisch, und Verhältniswerte von 1,4/1, 1,6/1, 1,8/1, 2/1, 2,2/1, 2,4/1 und 2,6/1 sind alle nützlich. Für einige Verwendungen ist ein hoher Grad an Grünfestigkeit (d. h. Haftfestigkeit des kalten Haftmittels bevor die Feuchtigkeitshärtungsreaktion beendet ist) wünschenswert, und für diese Verwendungen liegt das bevorzugte Verhältnis von NCO/OH-Gruppen zwischen 1,9/1 und 2,9/1, stärker bevorzugt zwischen 2,0/1 und 2,8/1, noch stärker bevorzugt zwischen 2,2/1 und 2,7/1, und am stärksten bevorzugt zwischen 2,3/1 und 2,4/1, um eine Haftmittelzusammensetzung mit einem Überschuß an Isocyanatgruppen bereitzustellen.
Bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Verbinden von Substraten wird das feuchtigkeitsreaktive Heißschmelzhaftmittel erhitzt, um eine Viskosität zu erreichen, die zum Transportieren des Haftmittels, wie Pumpen oder Schwerkraftspeisung, zu der Auftragungsvorrichtung und für die Auftragung des Haftmittels auf ein erstes Substrat in Gegenwart von Feuchtigkeit geeignet ist. Die Temperatur sollte hoch genug sein, um eine geeignete Viskosität zu erreichen, aber niedrig genug, um den übermäßigen Abbau oder andere unerwünschte Einflüsse auf das Haftmittel zu vermeiden. Typische nützliche Temperaturen liegen in dem Bereich von 40°C bis 200°C, bevorzugt 50°C bis 160°C und stärker bevorzugt 100°C bis 150°C.
Die Auftragung des Haftmittels kann durch konventionelle Mittel bewirkt werden, wie beispielsweise einen erhitzten Sprühapplikator, erhitzten Kugelapplilkator, eine erhitzte Düse und erhitzte Walzenstreichmaschine, um einen kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Haftmittelfilm nach Bedarf zu bilden. Das Haftmittel kann ebenso auf das Substrat per Hand aufgebracht werden, beispielsweise mit einem Handwerkzeug, wie beispielsweise einem Spatel oder einem anderen Applikator. Das Haftmittel kann typischerweise bei einem Gehalt von 50 bis 250 g/m² (4–20 g/ft²) aufgetragen werden, obwohl in Fällen, wo eines der Substrate ein Gewebe ist, es bei einem Gehalt von nur 1 bis 50 g/m² aufgetragen werden kann. Es wird berücksichtigt, daß die Feuchtigkeit, d. h. Wasser, von dem angenommen wird, daß es die Reaktion mit den NCO-funktionellen Gruppen beeinflußt, wodurch die Endkohäsionsfestigkeit des aufgebrachten Haftmittels erhöht wird, beispielsweise ein Ergebnis von Umgebungsfeuchtigkeit, künstlich erhöhter oder kontrollierter befeuchteter Luft, einem Nebel aus Wassertropfen oder einem Spray von flüssigem Wasser, das das aufgetragene Haftmittel kontaktiert, sein kann. Es wird ferner berücksichtigt, daß die Feuchtigkeit durch andere durch NCO-funktionelle Gruppen reaktive Bestandteile, wie beispielsweise Amine, verstärkt werden kann. Es wird ferner berücksichtigt, daß die Reaktion zwischen der Polymerzusammensetzung und der Feuchtigkeit durch die Gegenwart eines Katalysators, wie hierin oben beschrieben, in der Mischung verstärkt werden kann. Dann wird das aufgetragene Haftmittel durch ein zweites Substrat kontaktiert, um eine Verbundkonstruktion bereitzustellen. Bevorzugt wird das Haftmittel durch das zweite Substrat kontaktiert, während das Haftmittel eine Temperatur im wesentlichen über Raumtemperatur aufweist. Auf die so gebildete Verbundkonstruktion wird gegebenenfalls Druck angewendet, wie durch Führen zwischen Walzen, um den erhöhten Kontakt der Substrate mit dem Haftmittel zu bewirken, und die Verbundkonstruktion wird dann abgekühlt oder die Verbundkonstruktion kann abkühlen. In einer anderen Ausführungsform kann das Haftmittel gleichzeitig oder nacheinander auf zwei Oberflächen des ersten Substrats aufgetragen werden, wobei die Haftmittel-beschichteten Oberflächen dann gleichzeitig oder nacheinander mit zwei weiteren Substraten verbunden werden, die gleich oder verschieden sein können. Es wird weiter berücksichtigt, daß die Verbundkonstruktion anschließend mit anderen Substrat(en) unter Verwendung desselben oder eines anderen Haftmittels vor oder nach dem hierin beschriebenen Verfahren verbunden werden kann. Die Substrate, die in dem Verfahren dieser Erfindung verbunden werden sollen, können gleich oder verschieden sein, und umfassen beispielsweise Metall, Holz, verdichtete Holzprodukte, Papier, Elastomere, Gewebe und Faservliese und Kunststoffe, die glatte oder strukturierte Oberflächen aufweisen können und in Form von Walzen, Platten, Filmen, Folien usw. bereitgestellt werden. Sie umfassen beispielsweise Lauan-Mahagonisperrholz, imprägniertes Papier, extrudierten Polystyrolschaum, expandierten Polystyrolschaum, einen Glasfaser-verstärkten Polyester, Polyestergewebe, Hoch- oder Niederdruckschichtstoff, Sperrholz, Aluminium, Stahl, Polyvinylchlorid, synthetischen Kautschuk, Polymermischungen und Konstruktionskunststoffe.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind die Substrate, die verbunden werden, relativ dünn und flach, und in diesen Fällen wird der Verbundstoff Laminat oder laminierte Struktur genannt.
Es ist selbstverständlich, daß für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung und Ansprüche die hierin zitierten Bereichs- und Verhältnisgrenzen kombiniert werden können. Beispielsweise ist es selbstverständlich, wenn Bereiche von 40 bis 200 und 50 bis 160 für einen speziellen Parameter angegeben werden, daß die Bereiche von 40 bis 160 und 50 bis 200 ebenso berücksichtigt werden.
Die folgenden Beispiele werden dargestellt, um die Erfindung und Ergebnisse, die durch die Testverfahren erhalten wurden, zu veranschaulichen.
Testverfahren
Viskosität:
Das Haftmittel wurde auf 100°C erhitzt. Ein kleiner Teil wurde mit einem Handspatel extrahiert und auf einem flachen Substrat, wie Lauan-Holz, verteilt.
Wenn sich das Haftmittel leicht verteilt und nicht von dem Substrat runterläuft, wird die Viskosität als „gut" beurteilt.
Haftung:
Das Haftmittel wurde auf einem Substrat wie in dem Viskositätstest verteilt. Während es noch heiß war, wurde ein zweites Substrat auf das Haftmittel gepreßt, und der Verbundstoff wurde unter Umgebungslaborbedingungen für 24 bis 48 Stunden gelagert. Die Stücke an Substrat wurden dann in einer Spaltungsweise auseinandergedrückt, und die Ausfallart wurde beobachtet. Wenn ein oder beide Stück(e) an Substrat zerstört wurde(n), während das Haftmittel und seine Grenzflächen mit dem Substrat intakt blieben, wurde die Haftung als „ausgezeichnet" bewertet.
Definitionen (die folgenden Abkürzungen werden in den Beispielen verwendet):

2/4 MDI:

äquimolares Gemisch aus 2,4'-MDI und 4,4'-MDI (Bayer, Inc.)

DEG-PA:

Diethylenglycol-phthalsäureanhydrid, (Hydroxylzahl ungefähr 56) (Stepanpol^TM PD-56, Stepan Chemical)

HCO:

hydriertes Rizinusöl

HER:

Hydroxyethylricinolamid

MDI:

Diphenylmethandiisocyanat

PPG:

Polypropylenglycol (Mw ungefähr 1.000, PPG 1025, BASF Corp.)

SAA 100:

70 Styrol/30 Allylalkohol, Molbasis, Copolymer Mn = 1500, Hydroxylzahl = 210, Lyondell Chemical

SAA 103:

80 Styrol/20 Allylalkohol, Molbasis, Copolymer Mn = 3200, Hydroxylzahl = 125, Lyondell Chemical

SAMS:

Styrol/α-Methylstyrol-Copolymerharz

SMA:

Styrol/Maleinsäureanhydrid, teilweise verestertes Copolymer (Mw ungefähr 7000, Atofina Chemicals, SMA 1440)

PSO:

polyhydroxyliertes Sojabohnenöl

Beispiele
Beispiel 1:

Ein 1-Liter-Reaktionsbehälter wurde mit einem Gaseinlaßrohr, Thermometer, Rührer und einem Heizmantel ausgestattet. 10 g SMA 1440 (Styrol/Maleinsäureanhydrid, teilweise verestertes Polymer, Mw ungefähr 7000, Atofina Chemicals), 20 g PPG 1025 und 15 g polyhydroxylieres Sojabohnenöl wurden zu dem Reaktionsbehälter zugegeben, und die Temperatur wurde auf 110°C unter Rühren erhöht. Nach 30 Minuten bei 110°C und einem Vakuum von 94560 Pa (711 mm (28 Inch)) Quecksilber wurde die Temperatur auf 80°C verringert. 105 g eines Gemisches aus 2/4 MDI wurden zugegeben, und die Temperatur wurde bei 80 bis 100°C für eine Stunde unter Rühren und unter 94560 Pa (711 mm (28 Inch)) Quecksilber gehalten. 270 g DEG-PA wurden zugegeben, und die Reaktionstemperatur wurde bei 80 bis 100°C für eine weitere Stunde unter Rühren unter einem Vakuum von 94560 Pa (711 mm Quecksilber (28 Inch)) Quecksilber gehalten. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Reaktionsprodukt aus dem Behälter heiß in einen Behälter gegossen, der dann mit trockenem Stickstoff abgedeckt und versiegelt wurde. Beispiele 2 bis 8: Die folgenden Zusammensetzungen wurden unter Verwendung des Verfahrens von Beispiel 1 hergestellt (Beispiel 1 wird ebenso gezeigt):

		1	2	3	4	5	6	7	8
Copolymer	Typ	SMA	SMA	SMA	SMA	SMA	SMA	SMA	SMA
Copolymer	%	2,4	2,4	2,4	2,4	2,4	2,4	2,4	2,4
Polyetherpolyol	Typ	PPG	PPG	PPG	PPG	PPG	PPG	PPG	PPG
Polyetherpolyol	%	4,7	4,8	4,8	4,8	4,8	4,8	4,8	4,8
Polyesterpolyol	Typ	DEG-PA	DEG-PA	DEG-PA	DEG-PA	DEG-PA	DEG-PA	DEG-PA	DEG-PA
Polyesterpolyol	%	64,3	65,8	62,8	57,8	64,3	65,8	62,8	57,8
Fettpolyol	Typ	PSO	PSO	PSO	PSO	HCO	HCO	HCO	HCO
Fettpolyol	%	3,6	2	5	10	3,6	2	5	10
Polyisocyanat	Typ	2/4 MDI	2/4 MDI	2/4 MDI	2/4 MDI	2/4 MDI	2/4 MDI	2/4 MDI	2/4 MDI
Polyisocyanat	%	25	25	25	25	25	25	25	25

Beispiele 9 bis 12: Die folgenden Zusammensetzungen wurden unter Verwendung der Verfahren von Beispiel 1 hergestellt:

		9	10	11	12
Copolymer	Typ	SAA103	SAA103	SAA103	SAA103
Copolymer	%	10	10	10	10
Polyetherpolyol	Typ	PPG	PPG	PPG	PPG
Polyetherpolyol	%	16	16	16	14
Polyesterpolyol	Typ	DEG-PA	DEG-PA	DEG-PA	DEG-PA
Polyesterpolyol	%	39,4	41	38	35
Fettpolyol	Typ	HER	HER	HER	HER
Fettpolyol	%	3,6	2	5	10
Polyisocyanat	Typ	4,4' MDI	4,4' MDI	4,4' MDI	4,4' MDI
Polyisocyanat	%	31	31	31	31

Beispiele 13 bis 20: Unter Verwendung der Verfahren von Beispiel 1 wurden die folgenden Zusammensetzungen hergestellt:

		13	14	15	16	17	18	19	20
Copolymer	Typ	SAA100	SAA100	SAA100	SAA100	SAA100	SAA100	SAA100	SAA100
Copolymer	%	1,9	1,9	1,9	1,9	1,9	1,9	1,9	1,9
Polyetherpolyol	Typ	PPG	PPG	PPG	PPG	PPG	PPG	PPG	PPG
Polyetherpolyol	%	18,9	18,9	18	16	18,0	18,3	18	16
Polyesterpolyol	Typ	DEG-PA	DEG-PA	DEG-PA	DEG-PA	DEG-PA	DEG-PA	DEG-PA	DEG-PA
Polyesterpolyol	%	50,9	51,7	49,6	46,6	50,7	51,7	47,6	42,6
Fettpolyol	Typ	PSO	PSO	PSO	PSO	HER	HER	HER	HER
Fettpolyol	%	2,8	2	5	10	2,8	2	5	10
Polyisocyanat	Typ	4,4' MDI	4,4' MDI	4,4' MDI	4,4' MDI	4,4' MDI	4,4' MDI	4,4' MDI	4,4' MDI
Polyisocyanat	%	19,8	19,8	19,8	19,8	20,9	20,4	21,8	23,8
anderes Polymer	Typ	SAMS	SAMS	SAMS	SAMS	SAMS	SAMS	SAMS	SAMS
anderes Polymer	%	5,7	5,7	5,7	5,7	5,7	5,7	5,7	5,7

Beispiel 21: Viskositätstests
Die Beispiele 1 bis 20 wurden hinsichtlich der Viskosität getestet und waren alle „gut".
Beispiel 22: Haftungstests
Die Beispiele 1 bis 20 wurden hinsichtlich der Haftung getestet und waren alle „ausgezeichnet".
Beispiele 23 bis 24:

Unter Verwendung der Verfahren von Beispiel 1 wurden die folgenden Zusammensetzungen hergestellt:

		23	24
Copolymer	Typ	SAA103	SAA103
Copolymer	%	10	10
Polyetherpolyol	Typ	PPG 1025	PPG 1025
Polyetherpolyol	%	18,5	18,5
Polyesterpolyol	Typ	PD 56	PD 56
Polyesterpolyol	%	37	37
Fettpolyol	Typ	Pale^TM 4*	Pale^TM 4*
Fettpolyol	%	3	2
Polyisocyanat	Typ	4,4' MDI	4,4' MDI
Polyisocyanat	%	31,5	31,5
Andere	Typ	keine	Rizinusöl
Andere	%		1

(*) Pale^TM 4 ist polymerisiertes Rizinusöl, Keloth International

Beispiel 25: Viskositätstests
Die Beispiele 23 bis 24 wurden hinsichtlich der Viskosität getestet und waren alle gut".
Beispiel 26: Haftungstests
Die Beispiele 23 bis 24 wurden hinsichtlich der Haftung getestet und waren alle „ausgezeichnet".

Claims

Feuchtigkeitsreaktive Heißschmelzzusammensetzung, gebildet durch Mischen von Komponenten, umfassend (a) zumindest ein erstes Polyol, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyetherpolyolen, Polyesterpolyolen, Polyesteretherpolyolen, Polyetheresterpolyolen und Gemischen davon, (b) zumindest ein Polyisocyanat, ausgewählt aus der Gruppe: m-Phenylendiisocyanat, 2,4-Toluoldiisocyanat, 2,6-Toluoldiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Tetramethylendiisocyanat, 1,4-Cyclohexandiisocyanat, Hexahydrotoluoldiisocyanat, 1,5-Naphthalindiisocyanat, 1-Methoxy-2,4-phenylendiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 4,4'-Biphenylendiisocyanat, 3,3'-Dimethoxy-4,4'-biphenyldiisocyanat, 3,3'-Dimethyl-4,4'-biphenyldiisocyanat, 3,3'-Dimethyl-4,4'-diphenylmethandiisocyanat, Isophorondiisocyanat, 4,4',4''-Triphenylmethantriisocyanat, Polymethylenpolyphenylenpolyisocyanat, 2,4,6-Toluoltriisocyanat, 4,4'-Dimethyldiphenylmethantetraisocyanat, Vorpolymere, die ein Mn von weniger als 2000 aufweisen und zumindest zwei Isocyanat-Gruppen tragen, und (c) zumindest ein Fettpolyol, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyhydroxylamiden von Fettsäuren, hydriertem Rizinusöl, polymerisiertem Rizinusöl, Hydroxyethylricinolamid, polymeren Fettpolyolen und Gemischen davon, wobei das Fettpolyol kein unmodifiziertes Rizinusöl oder jedweden unmodifizierten Ester von Ricinolsäure enthält, und wobei die Komponenten ein Verhältnis von NCO/OH-Gruppen auf einer Äquivalenzbasis von 1,8/1 bis 3,0/1 aufweisen.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Komponenten weiter ein funktionelles Copolymer, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Styrol/Allylalkohol-Copolymeren, Anhydrid-funktionellen Copolymeren, Styrol/Allylalkohol/Maleinsäureanhydrid-Copolymeren und Gemischen davon, umfassen.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das erste Polyol zumindest ein Polyesterpolyol und zumindest ein Polyetherpolyol umfaßt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Polyisocyanat zumindest eine Polyisocyanatverbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und Gemischen davon, umfaßt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Fettpolyol aus der Gruppe, bestehend aus hydriertem Rizinusöl, polymerisiertem Rizinusöl, Hydroxyethylricinolamid und Gemischen davon, ausgewählt ist, wobei die Komponenten weiter ein funktionelles Copolymer, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Styrol/Allylalkohol-Copolymeren, Anhydrid-funktionellen Copolymeren, Styrol/Allylalkohol/Maleinsäureanhydrid-Copolymeren und Gemischen davon, umfaßt, wobei das erste Polyol zumindest ein Polyesterpolyol und zumindest ein Polyetherpolyol umfaßt, und wobei das Polyisocyanat zumindest eine Polyisocyanatverbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und Gemischen davon, umfaßt.
Verfahren zum Verbinden von Substraten, umfassend (a) das Herstellen einer feuchtigkeitsreaktiven Heißschmelzzusammensetzung nach Anspruch 1, (b) das Erwärmen der Zusammensetzung, (c) das Aufbringen der erwärmten Zusammensetzung auf ein erstes Substrat in Gegenwart von Feuchtigkeit, (d) das Inkontaktbringen der aufgebrachten erwärmten Zusammensetzung mit einem zweiten Substrat, und (e) das Abkühlen der Zusammensetzung oder das Erlauben der Zusammensetzung abzukühlen.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Fettpolyol aus der Gruppe, bestehend aus hydriertem Rizinusöl, polymerisiertem Rizinusöl, Hydroxyethylricinolamid und Gemischen davon, ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Komponenten weiter ein funktionelles Copolymer, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Styrol/Allylalkohol-Copolymeren, Anhydrid-funktionellen Copolymeren, Styrol/Allylalkohol/Maleinsäureanhydrid-Copolymeren und Gemischen davon, umfassen, wobei das erste Polyol zumindest ein Polyesterpolyol und zumindest ein Polyetherpolyol umfaßt, und wobei das Polyisocyanat zumindest eine Polyisocyanatverbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und Gemischen davon, umfaßt.