DE69326866T2

DE69326866T2 - Grundierungs- und Reinigungszusammensetzung auf Basis von Organosilan

Info

Publication number: DE69326866T2
Application number: DE69326866T
Authority: DE
Inventors: Peter Thomas Chasseaud; Kevin Brian Hatton; Terence James Smith; David Alan Taylor
Original assignee: Ciba Spezialitaetenchemie Holding AG; Ciba SC Holding AG
Current assignee: Huntsman Advanced Materials Switzerland GmbH
Priority date: 1992-10-06
Filing date: 1993-09-28
Publication date: 2000-05-25
Anticipated expiration: 2013-09-29
Also published as: US5451345A; EP0592139B1; GB9220986D0; DE69326866D1; DK0592139T3; CA2107595A1; ES2140442T3; JPH06220405A; EP0592139A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung zum Grundieren und Reinigen von Glas-, Aluminium- und Stahloberflächen unter Bereitstellung einer Oberfläche mit verbesserten Hafteigenschaften.
Es ist aus EP-A-0 332 344 bekannt, daß Lösungen, die p-Toluolsulfonsäure und ein organofunktionelles Silan enthalten, zum Reinigen von Glas- oder gestrichenen Oberflächen verwendet werden können, um verbesserte Anhaftung von anschließend aufgetragenen Urethanversiegelungsmitteln bereitzustellen. Der Nachteil von solchen Lösungen besteht darin, daß sie keine Langzeitstabilität aufweisen und folglich nicht über lange Zeiträume gelagert werden können.
Wir haben nun gefunden, daß verbesserte Anhaftung durch die Verwendung einer Lösung, die ein Silan und eine Verbindung, die eine Säure bei Aussetzen aktinischer Strahlung erzeugt, enthält, erhalten werden kann.
Folglich stellt die vorliegende Erfindung eine Zusammensetzung zum Grundieren und Reinigen von Glas-, Aluminium- und Stahloberflächen bereit, die, gegebenenfalls vermischt mit Wasser, in einem organischen Lösungsmittel eine Lösung von einem Organosilan und einer Verbindung, die bei Aussetzen aktinischer Strahlung eine Säure erzeugt, umfaßt.
Das Organosilan kann eine Verbindung der Formel I sein
RnSi(OR¹)m (I),
worin R eine organische Gruppe darstellt, die reaktiv oder nichtreaktiv sein kann, R¹ Alkyl, Alkoxyalkyl oder Acyl darstellt, n 1 ist und m 3 ist.
Beispiele für organische Gruppen R schließen Alkyl, Phenyl, Vinyl, Acrylatoalkyl, Glycidyloxyalkyl und dergleichen ein, wobei "Alkyl"-Gruppen 1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweisen.
Wenn R¹ Alkyl darstellt, ist es vorzugsweise Niederalkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und besonders bevorzugt Methyl oder Ethyl. Wenn R¹ Alkoxyalkyl darstellt, weist jede Alkyleinheit vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatome auf. R¹ als Alkoxyalkyl ist am meisten bevorzugt Methoxyethyl. Wenn R¹ Acyl darstellt, weist es vorzugsweise 2 bis 4 Kohlenstoffatome auf, am meisten bevorzugt ist es Acetyl.
Spezielle Beispiele für geeignete Silane sind:
CH&sub2;=C(CH&sub3;)COO(CH&sub2;)&sub3;Si(OCH&sub3;)&sub3;
CH&sub3;Si(OCH&sub3;)&sub3;
C&sub6;H&sub5;Si(OCH&sub3;)&sub3;
CH&sub3;(CH&sub2;)&sub2;Si(OCH&sub3;)&sub3;
CH&sub2;=CHSi(OOCCH&sub3;)&sub3;
CH&sub2;=CHSi(OCHS)&sub3;
CH&sub2;=CHSi(OCH&sub2;CH&sub3;)&sub3;
Cl(CH&sub2;)&sub3;Si(OCH&sub3;)&sub3;
und CH&sub2;=CHSi(OCH&sub2;CH&sub2;OCH&sub3;)&sub3;
Jede Verbindung, die bei Aussetzen aktinischer Strahlung eine Säure erzeugt, kann in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen angewendet werden. Die erzeugte Säure kann eine Lewis-Säure oder eine Brönsted-Säure sein.
Geeignete Säure erzeugende Verbindungen schließen Oniumsalze und Jodosylsalze, aromatische Diazoniumsalze, Metalloceniumsalze, o-Nitrobenzaldehyd, die in US-A-3 991 033 beschriebenen Polyoxymethylenpolymere, die in US-A-3 849 137 beschriebenen o-Nitrocarbinolester, die o-Nitrophenylacetale, deren Polyester und die in US-A-4 086 210 beschriebenen, endgestoppten Derivate, Sulfonatester von aromatischen Alkoholen, die eine Carbonylgruppe in einer α- oder β-Stellung zu der Sulfonatestergruppe enthalten, N-Sulfonyloxyderivate eines aromatischen Amids oder Imids, aromatische Oximsulfonate, Chinondiazide und Harze, die Benzoingruppen in der Kette enthalten, wie jene, die in US-A-4 368 253 beschrieben sind, ein.
Geeignete aromatische Oniumsalze schließen jene, die in US-A-4 058 400 und 4 058 401 beschrieben sind, ein. Ge eignete aromatische Sulfoxoniumsalze, die verwendet werden können, schließen jene, die in US-A-4 299 938, 4 339 567, 4 383 025 und 4 398 014 beschrieben sind, ein. Geeignete aliphatische und cycloaliphatische Sulfoxoniumsalze schließen jene, beschrieben in EP-A-0 164 314, ein. Aromatische Jodoniumsalze, die verwendet werden können, schließen jene, beschrieben in GB-A-1 516 351 und 1 539 I92, ein. Aromatische Jodosylsalze, die verwendet werden können, schließen jene, beschrieben in US-A-4 518 676, ein.
Wenn die Säure erzeugende Verbindung ein aromatisches Diazoniumion darstellt, kann die aromatische Gruppe unsubstituiert oder mit einer oder mehreren Arylthio-, Aryloxy-, Dialkylamino-, Nitro-, Alkyl- oder Alkoxygruppen substituiert sein.
Wenn R ein Metalloceniumion darstellt, kann der Starter die Formel (IV) aufweisen
[(R&sup6;)(R&sup7;M)a] + an an/q [LQm] -q (IV),
worin a 1 oder 2 ist, n und q jeweils unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 1 bis 3 sind, M das Kation eines einwertigen bis dreiwertigen Metalls der Gruppen IVb bis VIIb, VIII oder Ib des Periodensystems darstellt, L ein zwei- bis siebenwertiges Metall oder Nichtmetall darstellt, Q ein Halogenatom darstellt oder eine der Gruppen Q eine Hydroxylgruppe sein kann, m eine ganze Zahl ist, entsprechend der Wertigkeit von L + q, R&sup6; ein π-Aren darstellt und R&sup7; ein π- Aren oder das Anion eines π-Arens darstellt.
Beispiele für Sulfonatester von aromatischen Alkoholen, die eine Carbonylgruppe in einer Stellung α oder β zu der Sulfonatestergruppe enthält und aromatische N-Sulfonyloxyimide sind jene, die in US-A-4 618 564 beschrieben sind, vorzugsweise Ester von Benzoin oder α-Methylolbenzoin, insbesondere Benzoinphenylsulfonat, Benzoin-p-toluolsulfonat und 3-(p-Toluolsulfonyloxy)-2-hydroxy-2-phenyl&supmin;¹-phenyl&supmin;¹-propanon und N-Sulfonyloxyderivate von 1,8-Naphthalimid, insbesondere N-Benzolsulfonyloxy- und N-(p-Dodecylbenzolsulfonyloxy)- 1,8-naphthalimid.
Beispiele für aromatische Oximsulfonate sind jene, beschrieben in EP-A-0 199 672 oder nichtreaktive Derivate der reaktiven Oximsulfonate, die in der zitierten Veröffentlichung beschrieben wurden. Besonders bevorzugte Oximsulfonate sind jene der Formel
R²-C(R³)=N-O-SO&sub2;-R&sup4; (II),
worin
einer der Reste R² und R³ eine einwertige aromatische Gruppe, insbesondere Phenyl oder 4-Methoxyphenyl, bedeutet, während der andere Cyano bedeutet oder R² und R³ zusammen mit dem Kohlenstoffatom, an das sie gebunden sind, eine carbocyclische oder heterocyclische Gruppe, insbesondere ein Fluoren- oder Anthronringsystem, bilden und R&sup4; eine aliphatische, carbocyclische, heterocyclische oder araliphatische Gruppe, insbesondere 4-Tolyl, 4-Chlorphenyl oder 4-Dodecylphenyl, bedeutet.
Die Oximsulfonate können wie in EP-A-0 199 672 beschrieben hergestellt werden. Die besonders bevorzugten-Materialien können durch Umsetzen eines Oxims der Formel R²- C(R³)=NOH mit einem Sulfonylchlorid der Formel R&sup4;SO&sub2;Cl, gewöhnlich in einem inerten organischen Lösungsmittel, in Gegenwart eines tertiären Amins hergestellt werden.
Beispiele für Chinondiazidverbindungen schließen o- Benzochinondiazidsulfonyl oder o-Naphthochinondiazidsulfonylester oder Amide von Verbindungen, insbesondere aromatischen Verbindungen, mit einer Hydroxygruppe bzw. Aminogruppe ein. Bevorzugt sind o-Chinondiazide, wie o-Benzochinondiazidsulfonyl- und o-Naphthochinondiazidsulfonylester von Phenolen, einschließlich einwertigen Phenolen und insbesondere mehrwertigen Phenolen, wie 2,2-Bis(hydroxyphenyl)propane, Dihydroxydiphenyle, Di- und Trihydroxy-substituierte Benzophenone und Phenolharze, einschließlich Phenolaldehydharz, und Polymere von Phenolen mit polymerisierbaren, ungesättigten Substituenten.
Beispiele für o-Nitrophenylacetale sind jene, hergestellt aus o-Nitrobenzaldehyd und einem zweiwertigen Alkohol, Polyester solcher Acetale, hergestellt durch Reaktion der Acetale mit einer Polycarbonsäure oder einem reaktiven Derivat davon, wie einem Anhydrid und endgestoppte Derivate von solchen Acetalen, hergestellt durch Umsetzen der Acetale mit einer Carbonsäure oder einem reaktiven Derivat davon. Bevorzugt sind von o-Nitrobenzaldehyd und einem linearen Alkylenglycol, in dem die Alkylengruppe 4 bis 15 Kohlenstoffatome aufweist, das durch mindestens ein Sauerstoffatom unterbrochen sein kann, erhältliche Acetale oder ein Glycol, das einen cycloaliphatischen Ring mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen enthält, wie Cycloalkylenglycol oder ein Cycloalkylenalkylenglycol und Polyester und endgestoppte Derivate solcher Acetale.
Bevorzugte lineare Glycole, von denen die Acetale abgeleitet sein können, sind 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,7-Heptandiol, Diethylen- und Dipropylenglycole und Triethylen- und Tripropylenglycole. Bevorzugte Glycole mit einem cycloaliphatischen Ring sind 2,2,4,4-Tetramethyl&supmin;¹,3-cyclobutandiol, Bis(4-hydroxycyclohexyl)methan, 1,4- Cyclohexandiol, 1,2-Bis(hydroxymethyl)cyclohexan und insbesondere 1,4-Bis(hydroxymethyl)cyclohexan.
Beispiele für Polyesteracetale sind jene, hergestellt durch Reaktion der vorstehend beschriebenen, bevorzugten Acetale mit einer aromatischen Dicarbon- oder Tricarbonsäure oder Anhydrid davon, wie Phthal-, Terephthal- und Trimellitsäuren und deren Anhydride und Gemische von zwei oder mehreren davon. Ein besonders bevorzugtes Polyesteracetal ist jenes, hergestellt durch Umsetzen eines Acetals, abgeleitet von o-Nitrobenzaldehyd und 1,4-Bis(hydroxymethyl)cyclohexan mit Trimellitsäureanhydrid. Bevorzugte endgestoppte Polyacetale sind jene, hergestellt durch Reaktion der bevorzugten, vorstehend beschriebenen Acetale mit einer einbasigen Carbonsäure oder einem reaktiven Derivat davon, wie Essig- und Benzoesäuren und deren Chloride.
Geeignete organische Lösungsmittel schließen Alkohole, Ester, Ether, Ketone und chlorierte Kohlenwasserstoffe ein. Bevorzugte Alkohole sind Alkanole mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie Methanol, Ethanol, Propanol, Hexanol und Decanol. Bevorzugte Ester sind C&sub1;-C&sub4;-Alkylester von C&sub1;-C&sub4;-aliphatischen Carbonsäuren, wie Essigsäuremethylester, Essigsäureethylester, Essigsäurebutylester und Propionsäuremethylester. Bevorzugte Ether sind Dialkylether, wie Diethylether, Butoxyethanol und cyclische Ether, wie Tetrahydrofuran. Bevorzugte chlorierte Kohlenwasserstoffe sind Dichlormethan, 1,2-Dichlorethan und Trichlorethan. Bevorzugte Ketone sind niederaliphatische Ketone, wie Aceton und Methylethylketon. Gemische von diesen Lösungsmitteln können, falls erwünscht, verwendet werden. Besonders bevorzugte Lösungsmittel sind Ketone, insbesondere Aceton. Wasser kann auch zu geeigneten organischen Lösungsmitteln als Teil der Formulierung gegeben werden.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können 1 bis 25%, vorzugsweise 5 bis 15 Gewichtsprozent des Silans und 0,1 bis 5 Gewichtsprozent der Säure erzeugenden Verbindungen, wobei die Prozentsätze auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung bezogen sind, enthalten. Bevorzugte Mengen sind etwa 10 Gewichtsprozent des Silans und 0,1 bis 1 Gewichtsprozent der Säure erzeugenden Verbindung. Der Rest kann Lösungsmittel oder ein Gemisch von Lösungsmittel und einem filmbildenden Polymer sein, wobei der Polymeranteil 1 bis 10 Gewichtsprozent der Gesamtzusammensetzung ist.
Eine beliebig große Anzahl an filmbildenden Harzen kann verwendet werden, einschließlich Acrylharze, Epoxidharze, Addukte von Epoxidharzen mit Aminen oder Polycarbon-, Amino- oder Mercaptosäuren, Polyurethane, Polyester, Reaktionsprodukte von phenolischen Hydroxylgruppen enthaltenden Harzen mit einem Aldehyd und Amin oder Amino- oder Mercaptocarbonsäuren und Copolymere von Olefinen mit anderen Vinylmonomeren.
Geeignete Acrylharze schließen Copolymere von mindestens einem Acrylester, wie einem Alkyl- oder Hydroxyalkylacrylat oder -methacrylat, mit einem ethylenisch ungesättigten Monomer ein. Geeignete Epoxidharzaddukte schließen jene von Diglycidylethern von zweiwertigen Alkoholen oder Bisphenolen mit einem stöchiometrischen Überschuß eines primären oder sekundären Monoamins oder Polyamins, wie Ethanolamin, Diethanolamin oder Ethylendiamin, eine Polycarbonsäure, wie Glutar- oder Adipinsäure, ein Polycarbonsäureanhydrid, wie Malein- oder Bernsteinsäureanhydrid, eine Aminocarbonsäure, wie o-, m- oder p-Aminobenzoesäure oder eine Mercap tocarbonsäure ein. Geeignete Polyurethane schließen Addukte von Hydroxyl-endständigen Polyurethanen mit Polycarbonsäureanhydriden ein. Geeignete Polyester schließen Carboxyl-endständige Polyester, abgeleitet von mehrwertigen Alkoholen, wie Ethylenglycol, 1,2-Propylenglycol, 1,3-Propylenglycol oder Butan-1,4-diol, mit Polycarbonsäuren, wie Glutarsäure, Adipinsäure, Maleinsäure, Tetrahydrophthalsäure und Phthalsäure oder veresternden Derivaten davon, ein. Geeignete Reaktionsprodukte von phenolischen Hydroxyl-enthaltenden Harzen schließen die Reaktionsprodukte von Phenol-endständigen Addukten von Diglycidylethern mit Bisphenolen, Aldehyden, wie Formaldehyd oder Benzaldehyd und Amine, wie Ethanolamin, Diethanolamin oder Ethylendiamin, Aminocarbonsäuren, wie Glyci Sarcosin oder Asparaginsäure oder Mercaptocarbonsäuren, wie Thioglycol- oder 3-Mercaptopropionsäure, ein. Geeignete Copolymere von Olefinen mit anderen Vinylmonomeren sind vorzugsweise Copolymere mit C&sub2;-C&sub4;-geradkettigem oder -verzweigtkettigem Olefin, insbesondere Ethylen, und einem polaren Monomer, wie Vinylacetat oder Acrylsäure oder einem Alkylester davon. Bevorzugte Copolymere sind Ethylen/Vinylacetat, Ethylen/Acrylsäureethylester und Ethylen/Vinylacetat/ACrylsäureterpolymere.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen weisen gute Lagerungsstabilität auf, insbesondere wenn sie an einem dunklen Ort gelagert werden.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind zur Behandlung einer Glas-, Aluminium- oder Stahloberfläche verwendbar, um verbesserte Anhaftung an Klebstoffe bereitzustellen, insbesondere, jedoch nicht begrenzt auf jene, die durch aktinische Strahlung gehärtet werden. Klebstoffe, die durch Wärme gehärtet werden, können auch angewendet werden.
Geeignete Klebstoffe können Acrylester, insbesondere eine Verbindung, die mindestens zwei Gruppen der Formel
CH&sub2;=CR&sup5;-COO- (III)
enthält, worin R&sup5; ein Wasserstoff- oder ein Chloratom oder eine Methyl- oder Ethylgruppe wiedergibt, enthalten. Geeignete Klebstoffe können auch Epoxide und Polyurethane einschließen.
Geeignete Ester mit mindestens zwei Gruppen der Formel III schließen Ester, insbesondere Acrylate und Methacrylate, von aliphatischen, cycloaliphatischen, alicycloaliphatischen, araliphatischen oder heterocycloaliphatischen mehrwertigen Alkoholen, insbesondere Diolen und Triolen, Polyhydroxy-, insbesondere Dihydroxy-, Carbonsäuren, Polyhydroxy-, insbesondere Dihydroxy-, Alkylaminen und Polyhydroxy-, insbesondere Dihydroxy-, Alkylnitrilen, ein. Acrylesterurethane und -ureide können ebenfalls verwendet werden. Solche Ester sind im allgemeinen kommerziell erhältlich und beliebige davon können durch bekannte Verfahren hergestellt werden.
Geeignete Epoxide schließen Polyglycidylester, Polyglycidylether, Polyglycidylamine, cycloaliphatische Epoxide und Epoxynovolake ein.
Epoxide, die angewendet werden können, sind vorzugsweise jene, die mindestens zwei Gruppen der Formel
direkt an ein Atom oder Atome von Sauerstoff oder Stickstoff gebunden, enthalten, worin R¹ ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe bedeutet.
Falls erwünscht, kann ein Gemisch von Epoxidharzen angewendet werden.
Bevorzugte Epoxide sind Polyglycidylester, Polyglycidylether von 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan, von Bis(4-hydroxyphenyl)methan, von Butan-1,4-diol oder von einem Novolak, gebildet aus Formaldehyd und Phenol, oder Phenol-substituiert in dem Ring mit einem Chloratom oder mit einer Alkylkohlenwasserstoffgruppe, die ein bis neun Kohlenstoffatome enthält und einen 1,2-Epoxidanteil von mindestens 0,5 Äquivalent pro Kilogramm aufweist, Bis(4-(diglycidylamino)phenyl)methan, p- (Diglycidylamino)phenylglycidylether und 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3',4'-epoxycyclohexancarboxylat.
Geeignete Polyurethanklebstoffe sind jene, die eine Isocyanatgruppe enthalten und insbesondere Verbindungen, die mindestens zwei Gruppen der Formel
-NCO
enthalten.
Solche Verbindungen schließen aliphatische und aromatische Diisocyanate sowie Addukte von solchen Verbindungen, die Biuret-, Allophanat-, Harnstoff-, Urethan-, Carbodiimid- oder Uretdiongruppen oder Isocyanuratringe enthalten, ein. Die Klebstoffe können auch Füllstoffe enthalten. Die Verbindungen können verwendet werden, um zwei Arten von unblockierten Polyurethanklebstoffen zu formulieren: (a) feuchthärtbare Einkomponentensysteme, die auch einen Beschleuniger enthalten, oder (b) Zweikomponentensysteme, bei denen Härten bei der Reaktion mit multifunktionellen aktiven Wasserstoffverbindungen, wie multifunktionellen Alkoholen oder Aminen, auftritt. Polyurethanklebstoffe, die eine in der Wärme deblockierbare Gruppe enthalten, können ebenfalls verwendet werden, wie phenolisch blockierte Isocyanate.
Um die Klebeeigenschaften auf einer Glasoberfläche zu verbessern, kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung einfach auf die Oberfläche aufgetragen, mit aktinischer Strahlung bestrahlt und getrocknet werden. Alternativ kann die Zusammensetzung auf die Oberfläche aufgetragen und getrocknet werden und anschließend gleichzeitig wie ein aufgetragener Klebstoff bestrahlt werden.
Geeignete Quellen für aktinische Strahlung, sowohl für die Zusammensetzung der Erfindung, als auch für den Klebstoff, schließen Kohlelichtbögen, Quecksilberdampflichtbögen, Fluoreszenzlampen mit Phosphor-emittierendem Ultraviolettlicht, Argon- und Xenonglimmlampen, Wolframlampen und photographische Flutlampen ein.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele erläutert.
1 g Silan S und p&sub1; Gramm einer bei Lichteinwirkung Säure erzeugenden Verbindung P&sub1; werden in 10 g organischem Lösungsmittel, D&sub1;, gelöst, um eine Grundierungslösung der Er findung zu ergeben. Die Bestandteile und Mengen werden in Tabelle 1 mit den nachstehend angegebenen Abkürzungen gezeigt. Tabelle 1

Polymer-enthaltende Grundierungslösungen

1 Gramm Silan S. p&sub1; Gramm einer bei Lichteinwirkung Säure erzeugenden Verbindung P&sub1; und 0,5 Gramm des filmbildenden Polymers F&sub1; werden in 10 Gramm organischem Lösungsmittel D&sub1; gelöst, um Grundierungslösungen der Erfindung zu ergeben. Die Bestandteile und Mengen werden in Tabelle 1.1 mit den nachstehend angegebenen Abkürzungen gezeigt. Tabelle 1.1 Abkürzungen in Tabellen 1 und 1.1

NBNT:

4-Nitrobenzoldiazoniumtetrafluoroborat.

TMSPMA:

Trimethoxysilylpropylmethacrylat.

VTMS:

Vinyltrimethoxysilan.

TMPS:

Trimethoxypropylsilan.

A 187:

Trimethoxysilylpropylglycidylether. GT 6100:
wobei n > 1 und Epoxid-Anteil = 2 Mol/kg.

ELVAX 140w

Ethylen-Vinylacetat-Copolymer mit einem Vinylacetat- Anteil von 33%, vertrieben von DuPont.
Die Grundierungslösungen werden durch die nachstehend beschriebenen Verfahren unter Verwendung von drei unterschiedlichen Klebstoffen getestet:

U. V. Härtbarer Klebstoff A1

0,1 g Irgacure 184 werden in einem Gemisch von 1 g Hydroxyethylacrylat und 0,7 g Hexan-1,6-dioldiacrylat gelöst, um einen U. V. härtbaren Klebstoff A1 zu ergeben.

U. V. Härtbarer Klebstoff A2

Der Windschutzscheiben-Reparaturklebstoff, vertrieben von Glass Medic, wurde als U. V. härtbarer Klebstoff A2 verwendet.

U. V. Härtbarer Klebstoff A3

Der Windschutzscheiben-Reparaturklebstoff, vertrieben von Novus, wurde als U. V. härtbarer Klebstoff A3 verwendet.

Polyurethan-Klebstoff A4

XF 543 8 g
XB 5304 4 g
Ballontini 2042 0,1 g
(XF 543 und XB 5304 sind die Teile eines Zwei-Komponenten-Polyurethan-Systems, vertrieben von Ciba Polymers)

Epoxy Klebstoff A5

Araldite 2005A 10 g
Araldite 2005B 4,4 g
Ballontini 2042 0,2 g
(Araldite 2005 A/B sind ein Zwei-Komponenten-Epoxy- Klebstoff, vertrieben von Ciba Polymers)
(Ballontini 2042 ist ein Glasmikrokügelchen mit dem Durchmesser 0,1 mm)

Testen der Grundierungslösungen allgemeines Verfahren 1 (Lap-Shear)

Ein Teil Fensterglas 50 · 25 · 2 mm wird an ein Stück Aluminium 100 · 25 · 2 mm unter Verwendung von Araldite 2001 gebunden.
Das Aluminium-gebundene Glas und ein identisches Stück Glas werden durch eines der zwei unten ausgewiesenen Verfahren unter Verwendung der in Tabelle 2 angeführten Grundierungslösung gereinigt:
1) Das Glas wird unter Verwendung eines mit der Grundierungslösung vollgesogenen Wattebausches gereinigt. Das gereinigte Glas wird 75 cm unter eine Staub 5000 W Lampe gestellt und unter Verwendung eines Mo61 Kolbens 30 Sekunden bestrahlt.
2) Das Glas wird unter Verwendung eines mit der Grundierungslösung vollgesogenen Wattebausches gereinigt.
Der UV-härtbare Klebstoff (A1, A2 oder A3) wird anschließend aufgetragen und die zwei grundierten Glasstücke in Kontakt gebracht zu einer Überlappung von entweder 5 mm oder 10 mm. Das Glas wird in der Stellung gehalten und unter der Staub 5000 W UV-Lampe 60 Sekunden unter Gewinnung der Glas- Glas-Verbindung bestrahlt. Ein weiteres Stück Aluminium (100 · 50 · 2 mm) wird an das zweite Glasstück unter Verwendung von Araldite 2001 gebunden und das Lap-Shear-Teststück für mindestens 12 Stunden ungestört belassen.
Das vorstehende Verfahren wird dreimal ausgeführt und die drei Teststücke werden an ein Lloyd MX50 Tensiometer bei 10 mm/min&supmin;¹ (23ºC) gezogen zu einem durchschnittlichen Glas- Glas-Lap-Shear-Ergebnis, wie in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2

Testen der Grundierungslösungen allgemeines Verfahren 2 (Twist-o-Meter)

Ein Stück Fensterglas 100 · 50 · 3 mm wird unter Verwendung der in Tabelle 3 ausgewiesenen Grundierungslösung, mit der ein Wattebausch vollgesogen ist, gereinigt. Das gereinigte Glas wird 75 cm unter einer Staub 5000 W UV-Lampe angeordnet und unter Verwendung eines M061 Kolbens für 30 Sekunden bestrahlt. Die oxidierte Oberfläche der drei kreisförmigen Aluminium-Teststücke 150 mm Durchmesser mit einem 60 mm Durchmesser Loch in der Mitte mit darauf aufgetragenem, UVhärtbarem Klebstoff (A2) wird mit dem grundierten Glas in Kontakt gebracht unter Verwendung eines Halters, um eine Verbindungslinie von 0,2 mm zu ergeben. Die Proben werden unter einer 5000 W Staub UV-Lampe 60 Sekunden bestrahlt. Die Teststücke werden unter Verwendung des Epprecht Twist-o-meters mit einer Testgeschwindigkeit von 1 Umdrehung alle 25 Minuten von der grundierten Glasoberfläche abgedreht, wobei ein mittleren Ergebnis der zur Entfernung der Teststücke von dem Glas erforderlichen Kraft in N/mm² erhalten wird. Tabelle 3
Ad./GL. = Versagen an der Klebstoff/Glas-Grenzschicht
Ad./AL. = Versagen an der Klebstoff/Aluminium-Grenzfläche.

Testen der Grundierungslösungen allgemeines Verfahren 4 (T-Peel)

Ein Stück aus L61-Aluminium 135 · 25 · 0,6 mm wird in Trichlorethylendampf getaucht und dann in ein Chromsäure-Ätzbad mit der Konzentration 60 g/l&supmin;¹ für 20 Minuten gegeben. Das Aluminium wird dann unter Verwendung eines Wattebausches, der entweder mit Aceton oder der in Tabelle 5 ausgewiesenen Grundierungslösung vollgesogen ist, gereinigt. Das gereinigte Aluminium wird 75 cm von einer 5000 W UV-Lampe angeordnet und unter Verwendung eines M061 Kolbens für 2 Minuten bestrahlt. Die zwei behandelten Stücke Aluminium werden mit Klebstoff A5 beschichtet und zusammengebracht, um eine Überlappung von 135 mm zu ergeben. Die Verbindungen werden dann in einem Ofen bei 60ºC 20 Minuten gehärtet, dann bei Raumtemperatur 72 Stunden stehen lassen.
Das vorstehende Verfahren wird dreimal ausgeführt und die Teststücke an einem Lloyd MX50 Tensiometer bei 100 mm/min&supmin;¹ abgezogen zu einem mittleren Aluminium-T-peel-Ergebnis, wie in Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 5
Ad. = Klebstoff
Co. = Zusammenhaltend

Claims

1. Zusammensetzung zum Grundieren und Reinigen von Glas-, Aluminium- oder Stahloberflächen, die, gegebenenfalls vermischt mit Wasser, in einem organischen Lösungsmittel eine Lösung umfaßt, von

(a) 1 bis 25 Gewichtsprozent der Gesamtzusammensetzung eines Organosilans der Formel

RnSi(OR¹)m (I),

worin R eine organische Gruppe darstellt, die reaktiv oder nichtreaktiv ist, R¹ Alkyl, Alkoxyalkyl oder Acyl darstellt, n 1 ist und m 3 ist, und

(b) 0,1 bis 5 Gewichtsprozent der Gesamtzusammensetzung einer Verbindung, die bei Bestrahlung mit aktinischer Strahlung eine Säure erzeugt,

(c) gegebenenfalls 1 bis 10 Gewichtsprozent der Gesamtzusammensetzung eines filmbildenden Polymers, und wobei der Rest Lösungsmittel ist.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin R Alkyl, Phenyl, Vinyl, Acrylatoalkyl oder Glycidyloxyalkyl darstellt, wobei die Alkylgruppen 1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweisen.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin R¹ Methyl, Ethyl, Methoxyethyl oder Acetyl darstellt.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin die Säure erzeugende Verbindung ausgewählt ist aus Oniumsalzen, Jodosylsalzen, aromatischen Diazoniumsalzen, Metalloceniumsalzen, Sulfonatestern von aromatischen Alkoholen, die eine Carbonylgruppe in α- oder β-Stellung zu der Sulfonatestergruppe enthalten, N-Sulfonyloxyderivaten eines aromatischen Amids oder Imids, aromatischen Oximsulfonaten und Chinondiaziden.

5. Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das organische Lösungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Alkohol, Ester, Ether, chloriertem Kohlenwasserstoff und Keton.

6. Zusammensetzung nach Anspruch 1, die etwa 10 Gewichtsprozent des Silans und 0,1 bis 1 Gewichtsprozent der Säure erzeugenden Verbindung enthält.

7. Zusammensetzung nach Anspruch 1, die 1 bis 10 Gewichtsprozent der Gesamtzusammensetzung eines filmbildenden Polymers enthält.

8. Zusammensetzung nach Anspruch 7, worin das filmbildende Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Acrylharzen; Epoxidharzen; Addukten von Epoxidharzen mit Aminen oder Polycarbon-, Amino- oder Mercaptosäuren, Polyurethanen; Polyestern; Reaktionsprodukten von phenolische Hydroxylgruppen enthaltenden Harzen mit einem Aldehyd und Amin- oder Amino- oder Mercaptocarbonsäuren und Copolymeren von Olefinen mit anderen Vinylmonomeren.

9. Verfahren zur Verbesserung der Hafteigenschaften einer Glas-, Aluminium- oder Stahloberfläche, das Auftragen einer Zusammensetzung nach Anspruch 1 auf die Oberfläche, Bestrahlen mit aktinischer Strahlung und Trocknen umfaßt.

10. Verfahren zur Verbesserung der Hafteigenschaften einer Glasoberfläche, das Auftragen einer Zusammensetzung · nach Anspruch 1 auf die Oberfläche, Trocknen und Bestrahlen mit aktinischer Strahlung, gleichzeitig wenn ein Klebstoff aufgetragen wird, umfaßt.