DE68919381T2 - Verwendung einer thermoplastischen Zusammensetzung auf Polyvinybutyralbasis zur Befestigung von Stützplatten auf einer Glasscheibe. - Google Patents

Verwendung einer thermoplastischen Zusammensetzung auf Polyvinybutyralbasis zur Befestigung von Stützplatten auf einer Glasscheibe.

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Description

  • Die Erfindung betrifft die Verwendung einer thermoplastischen Zusammensetzung auf der Grundlage von plastifiziertem Polyvinylbutyral (PVB) für das Ankleben von Befestigungsflächen auf einer Verglasung.
  • Die Verwendung thermoplastischer Polymerer wie plastifiziertes Polyvinylbutyral zum Ankleben von Befestigungsflächen auf einer Verglasung ist bekannt. Diese Befestigungsflächen können anschließend zum Anbringen von Gegenständen wie Rückspiegeln dienen.
  • Im allgemeinen wird eine heiße Folie aus plastifiziertem Polyvinylbutyralharz auf der Oberfläche einer beispielsweise metallischen Befestigungsfläche aufgebracht. Danach wird das Ganze erhitzt und die die Polyvinylbutyralfolie tragende Seite der Befestigungsfläche innerhalb einiger Sekunden unter Anwendung eines geeigneten Druckes auf die Glasfläche geklebt. Die endgültige Klebverbindung wird im Autoklaven erhalten. Später kann dann ein Gegenstand wie ein Rückspiegel auf dieser Befestigungsfläche angebracht werden.
  • Die Befestigungsfläche kann verschiedenen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sein, die auf die Handhabung des an ihr befestigten Objekts, beispielsweise auf die Einstellung eines Rückspiegels, zurückzuführen sind. Auch kann sie verschiedenen thermischen Bedingungen ausgesetzt sein, insbesondere erhöhten Temperaturen, wenn die Verglasung durch Sonneneinstrahlung erwärmt wird.
  • Die heißklebende Polyvinylbutyralfolie muß folglich bestimmte Eigenschaften, insbesondere eine gute Haftung an Glas und dem Material, im allgemeinen Metall, aus dem die Befestigungsfläche besteht, und eine günstige Beständigkeit bei erhöhter Temperatur aufweisen.
  • Die französische Patentanmeldung Nr. 8 704 620, angemeldet am 2. April 1987 von der Anmelderin, die dem Dokument EP-A-0 287 416 entspricht, beschreibt ein plastifiziertes Polyvinylbutyralharz, das verbesserte Haftungseigenschaften auf Glas und verbesserte Temperaturbeständigkeit aufweist und daher zum Ankleben von Befestigungsflächen auf Verglasungen nützlich ist. Das Polymer wird ausgehend von einem Polyvinylalkohol mit einem Hydrolysegrad von über 95% und einer Viskosität von über 0,05 Pa·s und einer Menge Butyraldehyd hergestellt, die ausreicht, damit der Hydroxylgruppenanteil des Polymers 22 bis 26 Gew.%, bezogen auf das Polymer, beträgt.
  • Das in diesem Patent beschriebene Polyvinylbutyral (PVB), das eine recht hohe Molmasse (gewichtsmäßig zwischen 300 000 und 500 000) und einen hohen Hydroxylgruppenanteil aufweist, besitzt eine günstige Haftung an Glas und erlaubt es, die Beständigkeit der aus diesem Polymer hergestellten Folie bei höheren Temperaturen zu verbessern.
  • Die Polymere mit hoher Molmasse besitzen den Nachteil einer großen Steifigkeit, was während ihrer Formgebung zu Schwierigkeiten führt. Außerdem sind, insbesondere wenn die Folie nicht einheitlich dick ist oder die Glasscheibe, auf welche die Folie geklebt ist, eine starke Biegung aufweist, Fehler (Blasenbildung) festzustellen, wodurch sich das Aussehen der Verglasung verschlechtert.
  • Es ist deshalb wünschenswert, für das Ankleben von Befestigungsflächen über solche Harze mit genügend hoher Molmasse, wie sie in der genannten Patentanmeldung beschrieben sind, aber auch über Harze mit niedrigerer Molmasse verfügen zu können, um Nachteile bei der Formgebung zu vermeiden, die beide die Herstellung von Folien mit geeigneter Beständigkeit bei höheren Temperaturen erlauben und beim Ankleben keine Aussehensprobleme verursachen.
  • Das Dokument EP-A-0 102 502 beschreibt eine thermoplastische Zusammensetzung auf der Grundlage von PVB zur Herstellung einer Zwischenschicht für eine Verbundverglasung. Die Zusammensetzung umfaßt PVB, einen Weichmacher, einen phenolischen Stabilisator und einen Triester der phosphorigen Säure.
  • Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine thermisch stabile heißklebende Folie mit günstiger Haftung, insbesondere auf Glas, für das Ankleben von Befestigungsflächen auf einer Verglasung zu verwenden, wobei diese Folie ausgehend von einer thermoplastischen Zusammensetzung auf der Grundlage von Polyvinylbutyralharz hergestellt ist.
  • Die erfindungsgemäß als heißklebende Folie verwendete thermoplastische Zusammensetzung umfaßt ein Polyvinylbutyralharz und einen Weichmacher für das Harz; sie ist dadurch gekennzeichnet, daß das Harz einen Hydroxylgruppenanteil von 22 bis 26 Gew.% besitzt und sie umfaßt außerdem ein ortho-substituiertes phenolisches Antioxidationsmittel.
  • Das Antioxidationsmittel ist vorzugsweise eine in Ortho-Stellung durch eine tertiäre Butylgruppe substituierte phenolische Verbindung.
  • Das Antioxidationsmittel ist vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die aus Di-tert.-butyl-p-kresol, Tris- (2,4-di-tert.-butylphenyl)phosphit, 3,5-(Di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)octadecylpropionat und Pentaerythrityl-tetrakis- (3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenylpropionat) besteht.
  • Die Menge des Oxidationsmittels beträgt im allgemeinen über 0,5 Gewichtsteile und vorzugsweise 0,5 bis 2 Gewichtsteile auf 100 Teile Harz.
  • Das Polyvinylbutyralharz kann durch jedes bekannte Verfahren hergestellt sein, es muß jedoch einen Hydroxylgruppenanteil von 22 bis 26 Gew.% besitzen. Ein Harz mit einem Hydroxylanteil von unter 22% weist nicht die für das Ankleben von Befestigungsflächen gewünschten Eigenschaften, insbesondere keine geeignete Haftung auf dem Glas, auf. Liegt der Hydroxylanteil im Polyvinylbutyral über 26%, ist das Endprodukt zu starr, sein Einsatz wird schwierig und die Klebverbindung nicht zufriedenstellend. Vorzugsweise beträgt die Molmasse des Harzes 100 000 bis 500 000.
  • Ein Harz mit einer zu hohen Molmasse ist zu starr, was zu Klebefehlern führen kann.
  • Als Weichmacher kann jede mit dem Polyvinylbutyralharz verträgliche Verbindung eingesetzt werden. Für die erfindungsgemäß verwendeten Polyvinylbutyrale geeignete Weichmacher sind beispielsweise Triethylenglykol-diethyl-2- butyrat, Dibutylsebacat, Dihexyladipat, Dibutoxyethyladipat und die in den europäischen Patentanmeldungen 11 577 und 47 215 beschriebenen, d. h. Octyl- und Benzyladipat und ein Gemisch aus diesem Octyl- und Benzyladipat mit Di-n-hexyladipat.
  • Die Menge des eingesetzten Weichmachers ist vom Anteil der restlichen Hydroxylgruppen des Polymers abhängig und kann leicht vom Fachmann bestimmt werden.
  • Erfindungsgemäß können 17 bis 30 Gewichtsteile Weichmacher auf 100 Teile Polyvinylbutyralharz verwendet werden.
  • Die erfindungsgemäß verwendete Zusammensetzung kann weitere Zusatzstoffe wie Pigmente, beispielsweise Ruß, Lichtschutzstoffe und Stabilisatoren enthalten.
  • Die erfindungsgemäß verwendete Zusammensetzung kann auch schwefelorganische Verbindungen wie Dilaurylthiodipropionat enthalten, die angelagert an phenolische Antioxidationsmittel, deren Wirksamkeit auf eine synergistische Weise erhöhen. Andererseits sind diese schwefelorganischen Verbindungen nützlich, wenn die thermoplastische Zusammensetzung Ruß enthält, da dieser eine Verringerung der Aktivität der Antioxidationsmittel bewirken kann. Durch die Zugabe von schwefelorganischen Verbindungen wird es möglich, die Wirksamkeit der phenolischen Antioxidationsmittel wieder herzustellen. Diese schwefelorganischen Verbindungen werden beispielsweise in einer Menge von über 0,1 Gewichtsteilen auf 100 Teile PVB-Harz zugesetzt.
  • Die thermoplastische Zusammensetzung kann durch jedes herkömmliche Verfahren hergestellt werden. So kann das PVB-Harz in einen Mischer gefüllt und anschließend der an das Antioxidationsmittel und die anderen gegebenenfalls vorhandenen Additive angelagerte Weichmacher zugegeben werden.
  • Nach Erhalten eines homogenen Gemischs kann es zur Bildung von Folien mit einer Dicke von beispielsweise 0,3 bis 1 mm extrudiert werden.
  • Die hergestellten Folien werden auf die gewünschten Maße zugeschnitten und heiß auf den Befestigungsflächen angebracht, die auf eine Verglasung geklebt werden sollen. Diese Befestigungsflächen können aus jedem geeigneten Material, beispielsweise Stahl, Nickel, Aluminium und einer Metallegierung, bestehen. Diese mit der PVB-Harz-Folie versehenen Befestigungsflächen werden erhitzt und anschließend durch Druck auf einer vorgewärmten Glasscheibe fixiert.
  • Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
    • Beispiel 1
  • Es wird eine thermoplastische Zusammensetzung hergestellt, indem PVB-Harz mit einer Molmasse von etwa 400 000 und einem Hydroxylgruppenanteil von 25% mit einem Gemisch, das 65 Gew.% Octyl- und Benzyladipat und 35 Gew.% n-Hexyladipat enthält, als Weichmacher vermischt wird. Die Weichmachermenge beträgt 25 Gewichtsteile auf 100 Teile Harz.
  • Als Antioxidationsmittel wird Di-tert.-butyl-p-kresol in einem Anteil von 2 Gewichtsteilen auf 100 Teile Harz zugegeben.
  • Das Gemisch wird extrudiert, wobei eine 0,76 mm dicke und 5 cm breite Folie erhalten wird.
  • Die Folie wird zu Streifen mit den gewünschten Abmessungen zugeschnitten, die heiß (bei etwa 90ºC) auf eine vernickelte Befestigungsfläche aufgebracht werden. Die mit der PVB-Folie versehene Befestigungsfläche wird auf etwa 90ºC erhitzt und die die Folie tragende Seite der Befestigungsfläche etwa 8 Sekunden lang auf eine auf etwa 80ºC vorerhitzte Glasscheibe gepreßt.
  • Die endgültige Klebverbindung der Befestigungsfläche mit der Glasscheibe (um ein Produkt A zu erhalten) wird etwa 30 Minuten lang bei 140ºC im Autoklaven hergestellt.
  • Als Bezugsbeispiel wird auf dieselbe Weise ein Glas/PVB/Befestigungsfläche-Verbund (Produkt B) hergestellt, in welchem das PVB kein Antioxidationsmittel enthält.
  • Die hergestellten Verbunde werden den folgenden Prüfungen unterzogen, um die Beständigkeit der PVB-Folie bei höheren Temperaturen, d. h. ihren Widerstand gegen Abreißen bei erhöhter Temperatur (Warmfließprüfung), und die Haftung der Folie an der Glasoberfläche zu bestimmen.
    • Warmfließprüfung
  • Ein Probekörper des Glas/PVB/Befestigungsfläche-Verbundes wird senkrecht gehalten. An der Befestigungsfläche wird ein 50 mm langer Hebelarm befestigt und das Ende des Hebelarms mit 500 Gramm belastet. Die Einheit wird 72 Stunden lang bei 90ºC in einem Wärmeschrank gehalten. Für ein positives Prüfergebnis darf sich die Befestigungsfläche nicht ablösen.
    • Haftprüfung an einer Glasfläche 1) Abreißprüfung Normales Abreißen
  • An der auf Glas angeklebten Befestigungsfläche wird ein 25 mm langer Hebelarm befestigt. Die Befestigungsfläche wird einer parallel zur Glasoberfläche mit einer Geschwindigkeit von 10 mm/min wirkenden Zugkraft unterworfen. Dabei muß die Befestigungsfläche einer Kraft von über 500 N widerstehen.
    • Abreißen in der Feuchte
  • Es wird wie zuvor verfahren, nachdem die angeklebten Befestigungsflächen einem Feuchtigkeitszyklus von 72 Stunden bei 60ºC und 100% Luftfeuchte unterworfen worden sind. Die Befestigungsfläche muß einer Kraft von über 500 N widerstehen.
    • 2) Torsionsprüfung
  • Die Befestigungsfläche wird mit einem Drehmomentschlüssel einer Torsion unterworfen.
  • a) Die Klebverbindung muß einem Drehmoment von wenigstens 30 N·m widerstehen.
  • b) Die Klebverbindung muß 30 Sekunden lang einem Drehmoment von 20 N·m widerstehen.
  • Die Prüfungen, denen die Probekörper der beiden im Beispiel 1 erhaltenen Erzeugnisse A und B unterworfen worden sind, liefern folgende Ergebnisse:
  • - Heißfließprüfung: gut
  • - Abreißen bei 20ºC: 900 N
  • - Abreißen in der Feuchte: 800 N
  • - Torsionsprüfung a): 49 N·m
  • - Torsionsprüfung b) gut.
  • Das Bezugserzeugnis B entklebt während der Heißfließprüfung nicht, jedoch werden an der Grenzfläche Glas/PVB zahlreiche Blasen beobachtet, die durch die Verglasung sichtbar sind und daher deren Aussehen beeinträchtigen.
    • Beispiel 2
  • Es wird wie in Beispiel 1 ein erfindungsgemäßes Glas/PVB/Befestigungsfläche-Erzeugnis und ein Bezugserzeugnis hergestellt, in welchem an das PVB kein Antioxidationsmittel angelagert ist. Für diese beiden Erzeugnisse wird ein PVB-Harz mit einer Molmasse von 300 000 und einem Hydroxylanteil von 25% verwendet, das mit 25 Gewichtsteilen Dibutoxyethyladipat plastifiziert ist.
  • Nur die mit der erfindungsgemäßen heißklebenden Folie angebrachte Befestigungsfläche bestand die Heißfließprüfung zufriedenstellend.
  • Die PVB-Folien haften gut an der Verglasung.
  • Dieses Beispiel zeigt, daß, selbst wenn PVB mit einer weniger hohen Molmasse verwendet wird, eine Haftung und Beständigkeit bei höheren Temperaturen erhalten werden kann, die für die Fixierung von Befestigungsflächen auf einer Verglasung geeignet sind.
    • Beispiel 3
  • Es wird wie in Beispiel 1 ein erfindungsgemäßes Glas/PVB/Befestigungsfläche-Erzeugnis hergestellt, wobei jedoch ein PVB-Harz mit einer Molmasse von etwa 250 000 und einem Hydroxylanteil von 26%, das mit 22 Gewichtsteilen des Weichmachers des Beispiels 1 plastifiziert ist, verwendet wird. Das Antioxidationsmittel macht 1 Gewichtsteil auf 100 Teile Harz aus.
  • Das erhaltene Erzeugnis wird mit dem in Beispiel 1 hergestellten erfindungsgemäßen Erzeugnis A verglichen, in welchem das PVB eine Molmasse von etwa 400 000 aufweist und das Antioxidationsmittel in einem Anteil von 2 Teilen auf 100 Gewichtsteile Harz eingesetzt ist.
  • Es ist im Fall des in diesem Beispiel hergestellten Erzeugnisses eine Verbesserung der Haftung, verglichen mit der des Erzeugnisses A aus Beispiel 1, festzustellen.
  • Die Heißfließprüfung verläuft gut.
  • Dieses Beispiel zeigt, daß es das Vorhandensein eines Antioxidationsmittels in der thermoplastischen Zusammensetzung erlaubt, ein PVB mit mittlerer Molmasse zu verwenden, wodurch eine gute Haftung auf Glas und außerdem eine zufriedenstellende Beständigkeit bei höheren Temperaturen erreicht werden, selbst wenn man die Antioxidationsmittelmenge verringert.
    • Beispiel 4
  • Es wird wie in Beispiel 1 bei Erzeugnis A gearbeitet, jedoch mit 26 Gewichtsteilen Weichmacher des Beispiels 1 plastifiziertes PVB verwendet, das eine Molmasse von etwa 250 000, einen Hydroxylanteil von 22% und als Antioxidationsmittel Tris(di-tert.-butylphenyl)phosphit (vertrieben unter der Marke "Irganox 168" von Ciba-Geigy) in einem Anteil von 1 Gewichtsteil auf 100 Teile Harz aufweist.
  • Ausgehend von einer thermoplastischen Zusammensetzung, die außerdem 1,7 Gewichtsteile Knochenkohle (von Prolabo) auf 100 Teile Harz enthält, wird ein analoges Erzeugnis hergestellt. Die Haftung der beiden Erzeugnisse ist gut und die Heißfließprüfung verläuft zufriedenstellend.
    • Beispiel 5
  • Es wird wie in Beispiel 4 gearbeitet, jedoch das Antioxidationsmittel "Irganox 168" durch 3,5-(Di-tert.-butyl- 4-hydroxyphenyl)octadecylpropionat (vertrieben unter der Marke "Irganox 1076" von Ciba-Geigy) und die Knochenkohle von Prolabo durch Gasruß, vertrieben unter der Marke "Printex 95" von Degussa, ersetzt.
  • Die Haftungs- und Heißfließprüfungen verliefen zufriedenstellend.
    • Beispiel 6
  • Es wird wie in Beispiel 5 gearbeitet, jedoch das Antioxidationsmittel in einem Anteil von 0,6 Gewichtsteilen auf 100 Teile Harz verwendet und die schwefelorganische Verbindung Dilaurylthiodipropionat mit 0,4 Gewichtsteilen auf 100 Teile Harz zugesetzt.
  • Die Haftungsprüfungen und die Beständigkeitsprüfungen bei erhöhten Temperaturen verlaufen zufriedenstellend.
    • Beispiel 7
  • Für Vergleichszwecke wird ein Glas/PVB/Befestigungsfläche- Erzeugnis wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch die thermoplastische Zusammensetzung PVB mit einer Molmasse von etwa 250 000, einem Hydroxylanteil von 25% und 1 Gewichtsteil 4-tert.-Octylphenol als Antioxidationsmittel enthält.
  • Die Haftung ist gut, die Beständigkeit bei höheren Temperaturen (Heißfließprüfung) jedoch unbefriedigend.

Claims (11)

1. Verwendung einer heißklebenden Folie, ausgehend von einer thermoplastischen Zusammensetzung hergestellt, die ein Polyvinylbutyralharz mit einem Hydroxylgruppenanteil von 22 bis 26 Gew.%, bezogen auf das Harz, ein orthosubstituiertes phenolisches Antioxidationsmittel und einen Weichmacher für dieses Harz umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie zum Ankleben einer Befestigungsfläche auf einer Verglasung verwendet wird.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz einen Hydroxylanteil von 23 bis 25% enthält.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Molmasse des Polyvinylbutyrals 100000 bis 500000 beträgt.
4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Antioxidationsmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Di-tert.-butyl-p-kresol, Tris(2,4-di-tert.-butylphenyl)phosphit, 3,5-(Di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-octadecylpropionat und Pentaerythrityl-tetra-kis(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenylpropionat) besteht.
5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens 0,5 und vorzugsweise 0,5 bis 2 Gewichtsteile Antioxidationsmittel auf 100 Teile Harz enthält.
6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Octyladipat und Benzyladipat und einem Gemisch von Octyladipat, Benzyladipat und Di-nhexyladipat besteht.
7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie 17 bis 30 Teile Weichmacher auf 100 Teile Harz enthält.
8. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie Ruß enthält.
9. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine schwefelorganische Verbindung enthält.
10. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die schwefelorganische Verbindung Dilauryldithiopropionat ist.
11. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine Dicke von 0,3 bis 1 mm aufweist.
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