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Diese Erfindung betrifft Polymermischungen, die sich beispielsweise als
Klebstoffe, Grundierungen, Farben und Anstriche eignen.
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Substrate mit niedriger Oberflächenenergie, wie z. B. Polyethylen, Polypropylen
und andere Polyolefine, sind dadurch gekennzeichnet, dass sie kritische
Oberflächenbenetzungsspannungen von etwa 35 Dyn/cm oder weniger aufweisen.
Solche Oberflächen sind wegen ihrer schlechten Benetzbarkeit im allgemeinen nicht
aufnahmefähig für Farben, Anstriche und Klebstoffe. Es ist notwendig, die
Haftung an solchen Oberflächen sowie an Oberflächen mit hoher Energie zu
verbessern.
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Die Erfindung betrifft ein Gemisch, umfassend (a) ein modifiziertes
Blockcopolymer, umfassend (i) einen Polystyrolblock und (ii) einen Polydienblock oder
einen hydrierten Polydienblock, wobei der Polydienblock oder hydrierte
Polydienblock so modifiziert ist, dass er durchschnittlich eine oder mehrere
Carboxylgruppen aufweist; (b) ein Polymer, umfassend ein Polymerisationsreaktionsprodukt
von zwei oder mehreren monoethylenisch ungesättigten Monomeren, in dem (i)
mindestens eines der Monomere ein Acryl- oder Methacrylsäureester eines
nichttertiären Alkohols mit 1 bis einschließlich 14 Kohlenstoffatomen ist, und (ii)
mindestens eines der Monomere eine Carbonsäurefunktionalität aufweist und,
bezogen auf 100 Gewichtsteile des Polymers (b), in einer Menge im Bereich von 1 bis
15 Gewichtsteilen vorliegt, wobei das Polymer (b) kein stickstoffhaltiges
Monomer umfasst; und (c) ein Titanat, ausgewählt aus Ethanol, 2,2',2"-Nitrilotristitan-
(4+)-Salz, Titanbis(ethyl-3-oxobutanolat-O¹O³)bis-2-propanolat, einem
Reaktionsprodukt von Tetraalkyltitanat mit einem β-Diketon und einem Alkanolamin,
und Tetrabutyltitanat (1-Butanol, Titan(4+)-Salz).
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Grundieren eines Substrats,
umfassend das Aufbringen einer Mischung auf ein Substrat, umfassend (a) ein
modifiziertes Blockcopolymer, umfassend (i) einen Polystyrolblock und (ii) einen Polydienblock
oder einen hydrierten Polydienblock, wobei der Polydienblock oder
hydrierte Polydienblock so modifiziert ist, dass er durchschnittlich eine oder
mehrere Carboxylgruppen aufweist; (b) ein Polymer, umfassend ein
Polymerisationsreaktionsprodukt von zwei oder mehreren monoethylenisch ungesättigten
Monomeren, in denen (i) mindestens eines der Monomere ein Acryl- oder
Methacrylsäureester eines nichttertiären Alkohols mit 1 bis einschließlich 14
Kohlenstoffatomen ist, und (ii) mindestens eines der Monomere eine
Carbonsäurefunktionalität aufweist und, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Polymers (b), in einer Menge
im Bereich von 1 bis 15 Gewichtsteilen vorliegt, wobei das Polymer (b) kein
stickstoffhaltiges Monomer umfasst; und (c) ein Titanat wie vorstehend definiert.
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Insbesondere betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Verbesserung der
Haftung zwischen einem Substrat und einem Klebstoff (z. B. einem Haftkleber, einem
Thermoset-Klebstoff, einem thermoplastischen Klebstoff), umfassend die Schritte
des Grundierens des Substrats durch Aufbringen einer Mischung auf dieses
Substrat, umfassend (a) ein modifziertes Blockcopolymer, umfassend (i) einen
Polystyrolblock und (ii) einen Polydienblock oder einen hydrierten Polydienblock,
wobei der Polydienblock oder hydrierte Polydienblock so modifiziert ist, dass er
durchschnittlich eine oder mehrere Carboxylgruppen aufweist; (b) ein Polymer,
umfassend ein Polymerisationsreaktionsprodukt von zwei oder mehreren
monoethylenisch ungesättigten Monomeren, in denen (i) mindestens eines der
Monomere ein Acryl- oder Methacrylsäureester eines nichttertiären Alkohols mit 1 bis
einschließlich 14 Kohlenstoffatomen ist, und (ii) mindestens eines der Monomere
eine Carbonsäurefunktionalität aufweist und, bezogen auf 100 Gewichtsteile des
Polymers (b), in einer Menge im Bereich von 1 bis 15 Gewichtsteilen vorliegt,
wobei das Polymer (b) kein stickstoffhaltiges Monomer umfasst; und (c) ein
Titanat wie vorstehend definiert, und Auftragen eines Klebstoffs auf das grundierte
Substrat. In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist das Substrat ein
Niedrigenergiesubstrat. Der hier verwendete Begriff "Niedrigenergiesubstrat" bezeichnet
ein Substrat mit einer kritischen Oberflächenbenetzungsspannung von nicht mehr
als 35 Dyn/cm. Beispiele umfassen Polyolefinpolymere wie Polyethylen und
Polypropylen.
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Die Erfindung stellt Polymermischungen zur Verfügung, die sowohl an
Niedrigenergieoberflächen (z. B. Polyolefinen wie Polyethylen und Polypropylen) als
auch an Oberflächen mit höherer Energie (d. h. mit einer Oberflächenenergie von
mehr als 35 Dyn/cm wie Metall und Glas) gut haften. Die Mischungen eignen sich
als Grundierungen (z. B. für Anstriche und Beschichtungen), Klebstoffe (z. B. zur
Verwendung als Verbindungsschichten), Haftkleber, Farben und Anstriche.
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Charakteristisch für die Erfindung sind Mischungen, die (a) ein modifiziertes
Blockcopolymer, (b) ein Polymer und (c) ein Titanat wie im Abschnitt
"Zusammenfassung der Erfindung" aufgeführt umfassen.
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Das Blockcopolymer umfasst einen oder mehrere Polystyrolblöcke. Wenn einer
oder zwei Polystyrolblöcke vorliegen, kann das Blockcopolymer als
AB-Blockcopolymer (das einen Polystyrolblock enthält) und als ABA-Blockcopolymer (das
zwei Polystyrolblöcke enthält) bezeichnet werden, wobei "A" für Polystyrol und
"B" für Polydien oder hydriertes Polydien steht.
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Beispiele für einen Polydienblock oder hydrierten Polydienblock schließen z. B.
einen Polybutadien-, Polyisopren-, Ethylen/Butylen- oder Ethylen/Propylenblock
ein. Der Begriff "Polydien" bezeichnet wiederkehrende Einheiten eines
Dienmonomers. Der hydrierte Polydienblock hat vorzugsweise einen Restgehalt
ungesättigter Gruppen von weniger als 10%, stärker bevorzugt weniger als 5%,
bezogen auf die ursprüngliche Menge der ethylenischen ungesättigten Gruppen des
Polydienblocks. Beispiele für Verbindungen, die mit dem Polydienblock oder
dem hydrierten Polydienblock zur Umsetzung gebracht werden können, um die
Carboxylsubstituentengruppen zur Verfügung zu stellen, schließen Carbonsäuren
und -anhydride ein (z. B. Maleinsäure und Maleinsäureanhydrid).
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Ein besonders bevorzugtes Blockcopolymer ist ein maleiniertes Styrol-Ethylen/-
Butylen-Styrol-Blockcopolymer. Der Begriff "maleiniert" bedeutet, dass der
Polydien- oder hydrierte Polydienblock z. B. mit Maleinsäure oder
Maleinsäureanhydrid modifiziert ist, so dass der Polydien- oder hydrierte Polydienblock
durchschnittlich eine oder mehrere Carboxylgruppen enthält. Ein Beispiel eines
bevorzugten Copolymers ist ein Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Triblockcopolymer das
2 Gew.-% Bernsteinsäureanhydrid (die Quelle der Carboxylgruppen) enthält (im
Handel erhältlich von Shell Chemical Company, Houston, Texas, unter dem
Handelsnamen "Kraton FG-1901X"). "Kraton FG-1901X" besitzt eine Zugfestigkeit
von etwa 5.000 psi, eine prozentuale Dehnung von etwa 500, eine Shore A Härte
von etwa 75, eine relative Dichte von etwa 0,91 und eine Brookfield Viskosität
von etwa 1250 cps bei 25ºC (77ºF).
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Das Blockcopolymer (a) hat ein Gewichtsverhältnis des Polystyrolblocks zum
Polydienblock oder hydrierten Polydienblock, das typischerweise im Bereich von
5 : 95 bis 95 bis 95 : 5, bevorzugt 10 : 90 bis 50 : 50 liegt.
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Das Polymer (b) umfasst ein Polymerisationsreaktionsprodukt von zwei oder
mehreren monoethylenisch ungesättigten Monomeren, in dem (i) mindestens
eines der Monomere ein Acryl- oder Methacrylsäureester eines nichttertiären
Alkohols mit 1 bis einschließlich 14 Kohlenstoffatomen ist und (ii) mindestens eines
der Monomere eine Carbonsäurefunktionalität aufweist und, bezogen auf 100
Gewichtsteile des Polymers (b), in einer Menge von 1 bis 15 Gewichtsteilen
vorliegt, wobei das Polymer (b) kein stickstoffhaltiges Monomer umfasst.
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Der nicht-tertiäre Alkohol umfasst vorzugsweise Methanol, Ethanol, 1-Propanol,
2-Propanol, 1-Butanol, 1-Pentanol, 2-Pentanol, 3-Pentanol, 2-Methyl-1-butanol,
1-Methyl-1-butanol, 1-Methyl-1-pentanol, 2-Methyl-1-pentanol,
3-Methyl-1-pentanol, 2-Ethyl-1-butanol, 3,5,5-Trimethyl-1-hexanol, 3-Heptanol, 2-Octanol,
1-Decanol oder 1-Dodecanol. Ein besonders bevorzugtes Estermonomer ist
Isooctylacrylat.
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In einer bevorzugten Ausführungsform hat das Homopolymer des Acryl- oder
Methacrylsäureesters eine Tg von weniger als 20ºC. Eine polymere Einheit mit
einer Tg von mehr als 20ºC, einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts über
2000 und der Fähigkeit, sich mit einem oder mehreren der Blöcke des
Blockcopolymers zu assoziieren (z. B. eine Polystyryleinheit wie in dem US-Patent von
Groves Nr. 5,143,927 mit dem Titel "Pressure-Sensitive Adhesive Composition", das
hiermit in diese Anmeldung einbezogen wird, beschrieben), kann mit den Acryl-
oder Methacrylsäureesteranteilen des Polymers polymerisiert werden. In diesem
Fall nimmt man an, dass die Assoziierung zwischen dieser polymeren Einheit und
den Phenylgruppen der Styrolblöcke erfolgt.
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Beispiele von Monomeren mit Carboxylfunktionalität umfassen Acrylsäure,
Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure und
Citraconsäure. Dieses Monomer liegt, bezogen auf 100 Gewichtsteile des
Polymers (b), im allgemeinen in einer Menge von 1 bis 15 Teilen, bevorzugt in einer
Menge von 1 bis 10 vor.
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Das Polymer (b) kann auch ein Monomer mit einer Hydroxylfunktionalität
enthalten, z. B. 2-Hydroxyethylacrylat und 2-Hydroxyethylmethacrylat. Ein Monomer
mit einer Hydroxyfunktionalität kann, bezogen auf 100 Gewichtsteile des
Polymers (b), in einer Menge von 1 bis 10, bevorzugt 1 bis 5 Gewichtsteilen vorliegen.
Das Polymer (b) ist nicht vernetzt und wird vorzugsweise durch eine durch freie
Radikale in Gang gesetzte Photopolymerisation oder Wärmepolymerisation der
Basismonomere unter Einsatz herkömmlicher Polymerisationstechniken
hergestellt.
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Das Blockcopolymer (a) und das Polymer (b) sowie ggfs. Additive können
physisch vermischt werden, um eine erfindungsgemäße Mischung herzustellen.
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Das Blockcopolymer (a) liegt in ausreichender Menge vor, um die Assoziation
mit dem Substrat zu ermöglichen, insbesondere, wenn das Substrat ein
Niedrigenergiesubstrat ist. Das Polymer (b) liegt in ausreichender Menge vor, um sich mit
dem Blockcopolymer (a) zu assoziieren. Der hier in Bezug auf die Interaktion
zwischen einem Substrat und dem Blockcopolymer (a) verwendete Begriff
"Assoziierung" oder "Assoziat" bezeichnet die Bindung oder den Kontakt zwischen dem
Substrat und dem Blockcopolymer (a) auf eine Art und Weise, bei der das
Substrat, insbesondere ein Niedrigenergiesubstrat, aufnahmefähiger für Materialien
wie Farben, Anstriche und Klebstoffe wird. Das heißt, das Blockcopolymer (a)
und schließlich das Polymer (b) schaffen einen Energiegradienten zwischen dem
Substrat und einem Material mit höherer Energie, z. B. einem Klebstoff und/oder
Anstrich, der mit dem Substrat verbunden werden soll. Der hier in bezug auf das
Polymer (b) und das Blockcopolymer (a) verwendete Begriff "Assoziierung" oder
"Assoziat" bezeichnet die Bindung oder den Kontakt zwischen dem Polymer (b)
und dem Blockcopolymer (a), so dass jedes mit dem anderen interagiert.
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Das Gewichtsverhältnis von Blockcopolymer (a) zu Polymer (b) liegt
vorzugsweise im Bereich von 95 : 5 bis 5 : 95, stärker bevorzugt 75 : 25 bis 25 : 75.
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Beispiele für bevorzugte Polymermischungen umfassen (1) eine Mischung aus
maleiniertem Styrol-Ethylen/Butylen/Styrol-Blockcopolymer und Isooctylacrylat/-
Acrylsäurepolymer, (2) eine Mischung aus maleiniertem Styrol-Ethylen/Butylen/-
Styrol-Blockcopolymer und Isooctyl/Acrylat/Methacrylsäurepolymer und (3) eine
Mischung aus maleiniertem Styrol-Ethylen/Butylen/Styrol-Blockcopolymer und
Isooctylacrylat/Maleinsäureanhydridpolymer. Die Mischung kann in Form einer
Grundierung und/oder eines Anstrichs, einer Druckfarbe oder eines Klebstoffs
(z. B. eines Haftklebers) zur Verfügung gestellt werden, indem man
beispielsweise, wie nachstehend beschrieben, Additive verwendet.
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Als Grundierung ist die Polymermischung besonders gut im Fall von
Niedrigenergiesubstraten geeignet. Der hier verwendete Begriff "Niedrigenergiesubstrat"
bezeichnet ein Substrat mit einer kritischen Oberflächenbenetzungsspannung von
nicht mehr als etwa 35 Dyn/cm. Beispiele umfassen Polyolefinpolymere wie
Polyethylen und Polypropylen.
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Die Mischungen können dadurch klebrig gemacht werden, dass man ein klebrig
machendes Mittel einbaut, die Struktur des den Acrylat- oder Methacrylatester
enthaltenden Polymers verändert oder beides kombiniert. Klebrig machende
Mittel, die sich dafür eignen, die Mischungen klebrig zu machen, umfassen
Kohlenwasserstoffharze mit niedrigem Molekulargewicht und Harze auf der Grundlage
von a- und b-Pinen. Viele klebrig machende Mittel sind im Handel erhältlich, und
ein Fachmann auf dem Gebiet der Compoundierung von Klebstoffen wird die
optimale Wahl leicht treffen können. Repräsentative Beispiele für im Handel
erhältliche klebrig machende Substanzen, die sich für die Mischungen eignen,
umfassen die Harze, die unter den Handelsnamen "Regalrez 1018", "Regalrez 1078"
und REZ-D 2084 vertrieben werden, alle von Hercules Inc., Wilmington,
Delaware erhältlich, "Escorez-143H" und "Escorez 5380", beide von Exxon Corp.,
Houston, Texas, erhältlich, sowie "Wingtack Plus", erhältlich von Goodyear Tire and
Rubber Company, Akron, Ohio. Die Menge der in der Mischung
eingeschlossenen klebrig machenden Substanz liegt vorzugsweise im Bereich von 20 bis 250
Teilen auf 100 Teile der Mischung. Im allgemeinen werden niedrigere
Konzentrationen der klebrig machenden Substanz verwendet, wenn die Mischung in Form
einer Grundierung vorliegt, während höhere Konzentrationen zum Einsatz
kommen, wenn die Mischung die Form eines Haftklebers hat.
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Die Mischungen können ein Antioxidans enthalten, um die Oxidation des klebrig
machenden Mittels und den daraus resultierenden Verlust der Klebrigkeit bei
Alterung der Mischungen zu hemmen. Geeignete Antioxidantien basieren entweder
(1) auf einem gehinderten Phenol oder (2) einem schwefelhaltigen
Organometallsalz. Beispiele für gehinderte Phenole umfassen ortho-substituierte oder 2,5-
disubstituierte Phenole, in denen die Substituentengruppe(n) ein verzweigter Kohlenwasserstoffrest
mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen ist bzw. sind, z. B. tertiäre
Butyl- oder tertiäre Amylreste. Andere gehinderte Phenole, die sich für die
Durchführung der Erfindung eignen, umfassen para-substituierte Phenole, in denen die
Substituentengruppen OR¹ sind, wobei R¹ für Methyl, Ethyl, 3-substituierten
Propionsäureester usw. steht. Beispiele für im Handel erhältliche gehinderte
Phenole umfassen solche, die von Ciba-Geigy Corp., Hawthorne, New York, unter
dem Handelsnamen "Irganox 1076" erhältlich sind, sowie solche, die von
American Cyanamid Company, Wayne, New Jersey, unter dem Handelsnamen "Cyanox
LTDP" vertrieben werden. Geeignete schwefelhaltige Organometallsalze sind die
Nickelderivate von Dibutyldithiocarbamat.
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Die Mischungen können außerdem anorganische Füllstoffe wie Calciumcarbonat,
Ton, Talkum, Siliciumdioxid und begrenzte Mengen Ruß sowie organische
Füllstoffe wie Holzmehl und Stärke umfassen. Calciumcarbonate, Ton und Talkum
werden am häufigsten verwendet. Die Mischungen können auch dadurch gefärbt
werden, dass man trockene Pigmente oder Farbkonzentrate (üblicherweise auf
Polystyrolbasis) einarbeitet; eine Färbung ist oft erwünscht, wenn die Mischungen
in Form von Anstrichen oder Farben vorliegen. Typische Pigmente umfassen
Titandioxid und Ruß. Stabilisierungsmittel wie Fungizide und schimmelabtötende
Mittel können ebenfalls aufgenommen werden.
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Die erfindungsgemäßen Mischungen umfassen Titansäureester (auch als Titanate
bekannt), können jedoch auch Silane und chlorierte Polyolefine ("CPOs") als
Additive enthalten. Darüber hinaus können Harze wie Epoxidharze mit dem
Blockcopolymer (a) und dem Polymer (b) vermischt werden. Die Mengen solcher
Additive können je nach der erwünschten Mischung schwanken. Die Titanate werden
aus Ethanol, 2,2,2"-Nitrilotristitan(4+)-Salz, Titanbis(ethyl-3-oxobutanolat-
O¹O³)bis-2-propanolat, einem Reaktionsprodukt von Tetraalkyltitanat mit einem
β-Diketon und einem Alkanolamin, und Tetrabutyltitanat (1-Butanol,Titan(4+)-
Salz) ausgewählt. Bezogen auf 100 Gewichtsteile einer erfindungsgemäßen
Polymermischung liegen Titansäureester vorzugsweise in einer Menge von 5 bis 50
Teilen, stärker bevorzugt 5 bis 30 Teilen in der Mischung vor.
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Die Beständigkeit der Mischungen gegen Abbau durch UV-Licht kann dadurch
verbessert werden, dass man UV-Hemmer in die Mischungen einbaut.
Typischerweise reicht 1 Teil auf 100 eines UV-Hemmers mit dem Handelsnamen "Cyasorb
IV 531" (American Cyanamid Company, Wayne, New Jersey) oder ein Gemisch
aus gleichen Teilen der UV-Hemmer mit dem Handelsnamen "Tinuvin 328" (Ciba
Geigy Corp., Hawthorne, New York) und "Uvinal 400" (GAF Corp., New York,
New York) aus, um diese Verbesserung zu bewirken. Verbesserte Ergebnisse
erzielt man auch mit einer Kombination aus 0,5 Teilen auf 100 eines der drei
vorstehend aufgeführten UV-Hemmer mit einem Nickelchelat mit einem der drei
folgenden Handelsnamen: "Cyasorb UV 1084" (0,5 Teil auf 100) (American
Cyanamid Company, Wayne, New Jersey) oder "NBC" (0,1 Teil auf 100) (E. I. du
Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware). Wenn nichts anderes
angegeben ist, bezieht sich der hier verwendete Begriff "Teil auf 100" auf das
Gewicht des Blockcopolymers in der Mischung.
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Die vorstehend beschriebenen Mischungen eignen sich besonders gut als
Grundierungen für Klebstoffe, z. B. Haftkleber, Thermoset-Klebstoffe, thermoplastische
Klebstoffe und hybride Klebstoffe. Der hier verwendete Begriff "hybride
Klebstoffe" bezeichnet Kombinationen aus zwei oder mehreren verschiedenen
Klebstofftypen sowie zwei oder mehreren Polymeren, die sich zur Bildung von
Klebstoff eignen.
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Thermoset-Klebstoffe werden im allgemeinen durch Additionspolymerisation
hergestellt. Beispiele für Thermoset-Klebstoffe umfassen Polysulfide, Silikone,
Polyester, Polyurethane, Epoxide, anaerobe und aerobe Acrylsorten, durch
Strahlung härtbare Polymere und vulkanisierende Kautschuksorten.
Thermoset-Klebstoffe härten typischerweise durch Wärme, Katalysatoren oder auch durch
Aktivierung durch Licht oder Feuchtigkeit aus. Nach dem Aushärten sind Thermoset-
Klebstoffe im allgemeinen unlöslich, d. h. der Klebstoff löst sich nicht in einem
organischen Lösungsmittel oder Wasser, und unschmelzbar, d. h. der Klebstoff
wird beim Erhitzen nicht fließend.
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Haftkleber durchlaufen nach der Herstellung im allgemeinen nicht eine
fortschreitende Zunahme der Viskosität, sondern bleiben vielmehr dauerhaft in einem
klebrigen Zustand. Beispiele für Haftkleber umfassen solche, die von Polyacrylaten,
den hier definierten Blockcopolymeren sowie natürlichem oder synthetischem
Kautschuk abgeleitet sind. Haftkleber verfügen typischerweise über
viskoelastische Eigenschaften und weisen daher die Eigenschaften sowohl einer viskosen
Flüssigkeit als auch eines elastischen Feststoffs auf.
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Thermoplastische Klebstoffe sind lösliche und schmelzbare Materialien. Beispiele
für thermosplastische Klebstoffe umfassen Vinylklebstoffe, z. B. Polyvinylchlorid,
Polyvinylbutyral, Polyvinylalkylester und Ether sowie
Vinylacetat-Ethylencopolymer-Klebstoffe, Acrylklebstoffe, Heißschmelzklebstoffe,
Celluloseklebstoffe und Asphaltklebstoffe. Thermoplastische Klebstoffe können in Form von
Emulsionen, Lösungen oder Feststoffen vorliegen.
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Eine erfindungsgemäße Grundierung kann mit verschiedenen Techniken
aufgebracht werden, darunter Eintauchen, Sprühen, Aufpinseln, Rotationstiefdruck, ein
Meier-Stab sowie Rakelstreichverfahren. Eine besonders nützliche
Auftragungstechnik umfasst das Aufbringen einer erfindungsgemäßen Grundierung auf das
Substrat und anschließendes Schleifen. Diese Technik bewirkt chemische
Reaktionen, die durch mechanische Einwirkungen wie Schleifen ausgelöst werden, d. h.
mechanische Chemie. Geeignete Schleifprodukte umfassen fusselfreie
Papiertücher, Stoff oder Sandpapier. Wenn man Sandpapier verwendet, ist es bevorzugt
nass oder trocken und die Größe von 50% der Schleifkörner liegt vorzugsweise
im Bereich von 100 bis 2 um. Wenn Haftkleber mit einem Substrat verbunden
werden, liegt die Größe der Schleifkörner vorzugsweise im Bereich von 8 bis 2
um, am stärksten bevorzugt 5,5 bis 2,0 um. Wenn Montageklebstoffe, d. h.
Epoxide und Polyurethane, mit einem Substrat verbunden werden, liegt die Größe der
Schleifkörner vorzugsweise im Bereich von 100 bis 50 um.
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Die folgenden, nicht einschränkenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung.
Wenn nichts anderes angegeben ist, sind alle Prozentsätze Gewichtsprozentsätze.
Beispiele
Testverfahren
FPL-Verfahren zum Ätzen von Aluminium
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Aluminiumproben (typischerweise 152,4 mm · 50,8 mm · 1,6 mm) (im Handel
erhältlich von Vincent Metals, Minneapolis, Minnesota, unter dem Namen "2024
-T3 Alclad") werden nach dem von H. W. Eichner in "Forest Products Laboratory,
Report" No. 1842, 1. April 1954, Madison, Wisconsin, U. S. A., beschriebenen
Verfahren behandelt. Im einzelnen werden die Proben wie folgt behandelt. Jede
Probe wird in Aceton gewaschen und dann an der Luft trocknen gelassen. Als
nächstes wird jede Probe entfettet, indem man sie 10 Minuten in 75 g Oaktite 164
(ein alkalisches Detergenz) (erhältlich von Oaktite Products, Inc., Berkeley
Heights, New Jersey) pro Liter destilliertes Wasser taucht. Jede Probe wird dann
2 Minuten mit Leitungswasser abgespült und 10 Minuten bei 71ºC in ein Ätzbad
getaucht, das aus 1161 g H&sub2;SO&sub4;, 156,8 g Na&sub2;Cr&sub2;O&sub7;2H&sub2;O, 1,5 g 2024-T3 blanken
Aluminiumlegierungsspänen und ausreichend destilliertem Wasser besteht, um
3,5 Liter Lösung herzustellen. Nach dem Eintauchen in die Ätzlösung wird jede
Probe 2 Minuten mit Leitungswasser abgespült und 10 Minuten bei 66ºC
getrocknet.
Statische Scherung
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Die Scherfestigkeit grundierter und nicht grundierter Substrate, die mit doppelt
beschichtetem Haftklebeschaumstoffband oder Übertragungshaftklebern
verbunden sind, wird nach folgendem Verfahren bestimmt.
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Ein FPL-geätzter, 2024-T3 Aluminiumstreifen mit Abmessungen von 50,8 mm ·
25,4 mm · 1,6 mm mit einem Loch von 7 mm Durchmesser in der Mitte und 10
mm von einer Kante des Streifens wird aus der vorstehend beschriebenen Probe
hergestellt. Auf die gleiche Weise werden ähnliche Streifen von grundiertem und
nicht grundiertem Substrat hergestellt, und zwar jeweils mit einer Dicke, die bei
der Testtemperatur unter der Testbelastung nicht nachgibt.
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Ein 12,7 mm breites Haftklebeband, das auf einer Trennschicht geträgert ist, wird
am festen Ende des Aluminiumstreifens (d. h. dem Ende gegenüber dem Ende mit
dem Loch) haftend aufgebracht und auf eine Länge von 25,4 mm geschnitten.
Dann wird die Trennschicht entfernt und das feste Ende des Substratstreifens
haftend auf die freiliegende Oberfläche des Klebstoffs aufgebracht. Die resultierende
Probe wird in eine horizontale Lage gebracht und mit einer 2,4 kg Walze gewalzt,
um einen innigen Kontakt zwischen den Oberflächen sicherzustellen. Nach 24
Stunden bei Raumtemperatur wird die Probe in einen auf 80ºC vorgeheizten
Umluftofen gelegt. Nach 15 Minuten hängt man ein Gewicht von 1 kg an die Probe.
Die Probe wird 2º aus der Vertikalen geneigt, um etwaige Schälkräfte
aufzuheben. Die Zeit (in Minuten), die vergeht, bis das Gewicht fällt, ist der "statische
Scherwert". Wenn das Gewicht nach 6000 Minuten noch nicht gefallen ist, wird
der Test abgebrochen.
90ºKontakthaftung - Haftkleber
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Die Kontakthaftung (N/100 mm) von doppelt beschichteten
Haftklebeschaumstoffbändern an verschiedenen grundierten und nicht grundierten Substraten wird
auf folgende Weise bestimmt.
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Die mattierte Seite eines 114 mm · 15,9 mm · 0,13 mm Stücks Aluminiumfolie
(im Handel erhältlich von Lawrence Fredrick Company, Greenwood, Illinois,
unter dem Handelsnamen "114-0-SB") wird auf die deckschichtfreie Seite einer
Schaumstoffbandprobe gelegt, die auf einer Trennschicht mit den Abmessungen
101,6 mm · 12,5 mm · 1,1 mm geträgert ist. Eine 2,4 kg schwere, mit Hartgummi
überzogene Stahlwalze wird dann dreimal über die Probe vor und zurück gerollt.
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Als nächstes werden etwa 50 mm der Trägerschicht von der damit versehenen
Seite der Probe geschnitten und die Probe anschließend mittig nahe einem Ende
einer 152,4 mm · 50,8 mm · 5,1 mm Platte des grundierten oder nicht grundierten
Substrats gelegt. Eine 2,4 kg schwere, mit Hartgummi überzogene Walze wird
dann dreimal über die zusammengesetzte Probe vor und zurück gerollt. Dieses
Verfahren wird dann wiederholt, um eine zweite Konstruktion aus
Schaumstoffband und Aluminium auf das andere Ende der Platte zu laminieren.
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Nachdem man die Probe für den angegebenen Zeitraum bei
Umgebungstemperatur belassen hat, wird sie in eine 90º Schälspannvorrichtung gelegt (im Handel
von Consultants INTL, Network, Mentor, Ohio, unter dem Handelsnamen "PJ-
90") gelegt und in ein Instron-Testgerät für die Zugfestigkeit (erhältlich von
Instron Corp., Canton, Maryland) eingebracht. Die Kontakthaftung bei 90º wird
dadurch gemessen, dass man das freie Ende des Laminats aus Aluminiumfolie
und Schaumstoffband mit einer Geschwindigkeit von 30,5 cm pro Minute
entfernt. Wo nichts anderes angegeben ist, sind die genannten Werte für die
Kontakthaftung (in N/100 mm) das Mittel aus drei Bestimmungen.
Klebefestigkeit
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Die Klebefestigkeiten von Schaumstoffbändern, die im Handel von Minnesota
Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota, unter dem
Handelsnamen "Scotch Brand" Schaumstoffband erhältlich sind, wurden nach dem
Verfahren des Tests auf Kontakthaftung bei 90º bestimmt mit dem Unterschied, dass
die Bänder mit einer 152,4 mm · 50,8 mm · 1,6 mm, PFL-geätzten 2024-T3
Aluminiumplatte verbunden waren und vor dem Testen 2 Stunden belassen wurden.
Bei den verwendeten Schaumstoffbändern handelte es sich um
Schaumstoffbänder, die doppelt mit Acrylhaftklebern (Y-4220, VHB-4205 und VHB-4950)
beschichtet waren, doppelt mit einem Haftkleber aus Styrol-Butadienkautschuk
(SBR) (VHB-4952) beschichtet waren, und 1 mm dickes Acrylübertragungsband
(VHB-4910). Keines der Schaumstoffbandmuster bestand den Test, weil die
Klebefestigkeit des Schaumkerns versagte. Die in Tabelle A aufgeführten Ergebnisse
sind das Mittel von drei Werten für jedes Band. Diese Werte werden als
Bezugsgrößen für die nachstehend beschriebenen halbquantitativen Kontakthaftungstests
verwendet.
Tabelle A
Halbquantitative Kontakthaftung
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Das Ausmaß der Haftung grundierter und nicht grundierter Substrate an
Haftklebern, das nicht quantitativ bestimmt werden kann (z. B. wenn das Substrat eine
dünne und/oder elastische Folie oder ein vorgefertigter starrer Gegenstand ist),
wird halbquantitativ bestimmt. Die Herstellung der Proben erfolgt nach dem
Verfahren der Kontakthaftung bei 90º mit dem Unterschied, dass zwei oder mehrere
Schaumstoffbänder verwendet werden und das Laminat aus Band und
Aluminiumfolie unter Druck von Hand oder mit einer 2,4 kg schweren mit Gummi
überzogenen Stahlwalze auf dem Substrat befestigt wird. Nach Belassen über einen
angegebenen Zeitraum (typischerweise 15 Minuten) wird das freie Ende des
Laminats aus Band und Aluminiumfolie mit der Hand vom Substrat gezogen. Wenn
kein Versagen der Klebefestigkeit des Schaumstoffkerns zu beobachten ist, wird
ein Schaumstoffband mit der nächst niedrigen Klebefestigkeit (bestimmt anhand
der vorstehenden Tabelle A) verbindend aufgebracht und dann entfernt. Dieses
Verfahren wird nach und nach mit allen Schaumstoffbändern (gemäß Tabelle A)
wiederholt, bis die Klebefestigkeit des Schaumkerns versagt. Ein halbquantitativer
Haftungsgrad des grundierten Substrats am Haftkleber des Schaumstoffbandes
wird dann unter Bezugnahme auf Tabelle A bestimmt.
Testverfahren für Haftkleber
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Die zur Bewertung der Parameter elastischer Folienmaterialien, die mit
erfindungsgemäßen Haftklebstoffzusammensetzungen beschichtet sind, verwendeten
Testverfahren umfassen industrielle Standardtests. Die Standardtests sind
detailliert in verschiedenen Veröffentlichungen der "American Society for Testing and
Materials" (ASTM), Philadelphia, Pennsylvania, und des "Pressure Sensitive Tape
Council" (PSTC), Glenview, Illinois, beschrieben. Die Standardtestverfahren sind
nachstehend im einzelnen beschrieben. Auch die Bezugsquelle für jedes der
Standardtestverfahren ist angegeben.
Scherfestigkeit
Bezug: ASTM: D3654-78; PSTC-7
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Die Scherfestigkeit ist ein Maß der Klebefähigkeit oder inneren Festigkeit eines
Klebstoffs. Sie basiert auf dem Kraftaufwand, der erforderlich ist, um einen
Klebestreifen von einer flachen Standardoberfläche in paralleler Richtung zur
Oberfläche zu ziehen, auf der sie mit einem festgelegten Druck befestigt wurde. Sie
wird in Zeit (Minuten) gemessen, die erforderlich ist, einen Standardbereich eines
mit Klebstoff beschichteten Folienmaterials von einer Testplatte aus rostfreiem
Stahl unter einer konstanten Standardbelastung abzuziehen.
-
Die Tests werden an mit Klebstoff beschichteten Streifen durchgeführt, die so auf
eine Platte aus rostfreiem Stahl aufgebracht werden, dass ein 12,5 mm · 12,5 mm
großer Teil jedes Streifens in festem Kontakt mit der Platte ist, wobei ein Ende
des Bands frei ist. Die Platte, auf der der beschichtete Streifen befestigt wird, wird
so in einem Gestell gehalten, dass sie einen Winkel von 178º mit dem
verlängerten freien Ende des Bandes bildet, das dann durch Aufbringen einer Kraft von 1
kg in Form eines vom freien Ende des beschichteten Streifens hängenden
Gewichts unter Spannung gesetzt wird. Die zu 180º fehlenden 2º werden dazu
verwendet, Schälkräfte aufzuheben und damit sicher zu stellen, dass nur die
Scherkräfte gemessen werden, und dadurch zu versuchen, die Haltekraft des getesteten
Bandes genauer zu bestimmen. Die Zeit, die vergeht, bis jedes Probenband von
der Testplatte getrennt ist (in Minuten) wird als Scherfestigkeit festgehalten.
Kontakthaftung bei 180º
Bezug: ASTM: D3330-78; PSTC-1 (11/76)
-
Die Kontakthaftung ist die Kraft, die erforderlich ist, um ein beschichtetes
elastisches Folienmaterial von einer Testplatte zu entfernen. Gemessen wird bei einem
spezifischen Winkel und einer spezifischen Entfernungsgeschwindigkeit. In den
Beispielen wird diese Kraft in Newton pro 100 mm (N/100 mm) Breite der
beschichteten Folie gemessen. Das Messverfahren ist wie folgt.
-
(1) Ein 12,5 mm breites Stück beschichtete Folie wird auf die horizontale
Oberfläche einer sauberen Testplatte aufgebracht, wobei mindestens 12,7 cm
geradlinig in festem Kontakt sind. Zum Aufbringen des Streifens wird eine
Hartgummiwalze verwendet.
-
(2) Das freie Ende des Beschichtungsstreifens wird umgelegt, bis es sich
selbst beinahe berührt, so dass der Entfernungswinkel 180 beträgt. Das freie Ende
wird an der Skala des Haftungstestgeräts befestigt.
-
(3) Die Glastestplatte wird in die Klemmbacken einer Maschine zum Testen
der Zugfestigkeit geklemmt, die imstande ist, die Platte mit einer konstanten
Geschwindigkeit von 2,3 m/min. von der Skala weg zu bewegen.
-
(4) Die auf der Skala abgelesenen Werte in Newton werden eingetragen,
während das Band von der Glasoberfläche abgezogen wird. Die Daten werden als
während dem Test beobachteter Zahlenbereich angegeben.
Überlappende Einzelscherung
-
Zwei Substratplatten, die jeweils 51 mm · 25,4 mm · 5 mm messen, werden
zweimal mit einem mit Heptan gesättigten weichen Papiertuch gereinigt und dann
mit Ethanol abgespült. Nach 15 Minuten wird die Grundierungslösung unter
Verwendung eines Applikators mit einer Spitze aus Baumwolle auf eine Seite jeder
der Platten aufgebracht und 30 Minuten trocknen gelassen. Zwei Tropfen
Ethylcyanoacrylat-Klebstoff (im Handel erhältlich von Minnesota Mining and Manufacturing
Company, St. Paul, Minnesota, unter dem Handelsnamen "Pronto CA-
40") werden dann auf eine der grundierten Oberflächen aufgebracht. Als nächstes
wird die verbleibende grundierte Substratplatte auf die das Cyanoacrylat
enthaltende Platte gelegt, um eine 12,7 mm überlappende Verbindung zu bilden. Auf die
Verbindungsstelle wird etwa eine halbe Minute mit dem Finger Druck
aufgebracht. Drei Testanordnungen werden für jede Messung hergestellt und vor dem
Testen 72 Stunden aushärten gelassen. Die Festigkeit der Verbindung wird mit
einem Instron-Testgerät für die Zugfestigkeit (erhältlich von Instron Corp.,
Canton, Maryland) bei einer Traversengeschwindigkeit von 1,47 mm/min. gemessen.
90ºKontakthaftung - Thermoset-Klebstoff
-
Die Kontakthaftung (N/100 mm) von Filmen aus Polypropylen (PP) und
Polyethylen mit niedriger Dichte (LDPE), die mit Thermoset-Klebstoffen verbunden
sind, wird auf folgende Weise bestimmt.
-
Eine Filmprobe von 175 mm · 75 mm · 0,25 mm wurde unter Verwendung eines
0,25 mm dicken Acrylübertragungshaftklebers (erhältlich von Minnesota Mining
and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota, unter dem Handelsnamen
"F9473PC") auf einer flachen Oberfläche befestigt. Auf die Oberfläche der Probe
wurde eine Grundierungslösung gegossen und gleichmäßig mit einem
Schmirgelmittel mit Textilrückseite, dessen Schleifkörnchen 80 um maßen, abgeschliffen
(erhältlich von Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul,
Minnesota, unter dem Handelsnamen "3M-ITE P220"). Nach einer Minute wurde die
Oberfläche erneut mit Grundierung übergossen und eine weitere Minute
abgeschliffen. Die Filmprobe wurde je dreimal mit Xylol und Ethanol gewaschen und
unter Umgebungsbedingungen 24 Stunden getrocknet. Eine 0,5 mm dicke Schicht
eines Zweikomponenten-Epoxidklebstoffs (erhältlich von Minnesota Mining and
Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota, unter dem Handelsnamen "Scotch-
Weld 2216 B/A") wurde auf eine FPL-geätzte 2024-T3 Aluminiumplatte von
152,4 mm · 101,6 mm · 1,6 mm aufgebracht. Die grundierte Seite des Films
wurde unter Druck einer leichten, mit Gummi überzogenen Walze mit dem
Klebstoff verbunden. Nach 72 Stunden wurde der Film in drei Teststücke von 12,5 mm
geschnitten. Die Aluminiumplatte wurde in eine Fixiervorrichtung für
Kontakthaftung bei 90º (erhältlich von Consultant INTL Network, Mentor, Ohio)
gelegt und auf ein Instron-Gerät zum Testen der Zugfestigkeit (erhältlich von
Instron Corp., Canton, Maryland) montiert. Die Kontakthaftung bei 90º wurde
dadurch gemessen, dass man das freie Ende der Filmstreifen mit einer
gemessen, dass man das freie Ende der Filmstreifen mit einer Geschwindigkeit
von 30,5 cm pro Minute abzog. Eine Kontrollprobe wurde auf die gleiche Weise
hergestellt mit dem Unterschied, dass die Probe nicht mit Grundierungslösung
übergossen und in Abwesenheit einer Grundierungslösung geschliffen wurde. Die
angegebene Schälfestigkeit (N/100 mm) ist das Mittel aus drei Bestimmungen.
Materialien
-
IOA Isooctylacrylat
-
AA Acrylsäure
-
"Tyzor TE" Triethanolaminchelat von Titansäure, 80% Feststoffe in
Isopropanol (Ethanol, 2,2'2"-Nitrilotristitan(4+)-Salz; im Handel erhältlich
von E. I. du Pont de Nemours & Company, Wilmington, Delaware,
unter dem Handelsnamen "Tyzor TE")
-
"Tyzor DC" Ethylacetoacelatchelat von Titansäure
(Titanbis(ethyl-3-oxabutanolat-O¹O³)bis-2-propanolat; im Handel erhältlich von E. I. du
Pont de Nemaurs & Company, Wilmington, Delaware, unter dem
Handelsnamen "Tyzor DC")
-
"Tyzor CLA" Reaktionsprodukt von Tetraalkyltitanat mit einem β-Diketon und
einem Alkanolamin, 77% Feststoffe in Isopropanol (im Handel
erhältlich von E. I. du Pont de Nemours & Company, Wilmington,
Delaware, unter dem Handelsnamen "Tyzor CLA")
-
"Tyzor TBT" Tetrabutyltitanat (1-Butanol, Titan(4+)-Salz; im Handel erhältlich
von E. I. du Pont de Nemours & Company, Wilmington, Delaware,
unter dem Handelsnamen "Tyzor TBT")
-
PSM 2-Polystyrylethylmethacrylat (Gewichtsmittel des
Molekulargewichts von etwa 10.000 g/Mol, hergestellt nach U. S. Patent Nr.
4,554,324, 52% Feststoffe in Cyclohexan)
Herstellung der Grundierungszusammensetzung (1)
-
Eine 25%ige Lösung der Grundierungszusammensetzung (1) wurde durch
Auflösen von 25,0 g Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Elastomer, das 2% gebundenes
Bernsteinsäureanhydrid enthielt (im Handel erhältlich von Shell Chemical
Company, Houston, Texas, unter dem Handelsnamen "Kraton FG-1901X"), und 0,25 g
eines Antioxidans (im Handel erhältlich von Ciba Geigy Corp., Hawthome, New
York, unter dem Handelsnamen "Irganox 1076") in 75,0 g eines
Lösungsmittelgemischs aus Cyclohexan, Xylol und Ethanol in einem Gewichtsverhältnis von
5,5 : 3,5 : 1,0 hergestellt.
Herstellung der Grundierungszusammensetzung (2)
-
Ein Copolymer von Isooctylacrylat und Acrylsäure in einem Gewichtsverhältnis
von 95 : 5 wurde wie folgt hergestellt:
-
47,5 g IOA, 2,5 g AA, 0,1 g Azobisisobutyronitril (im Handel erhältlich von E. I.
du Pont de Nemours & Company, Wilmington, Delaware, unter dem
Handelsnamen "VAZO-64"), 52,5 g Ethylacetat, 9,0 g Methylisoamylketon und 13,5 g Xylol
wurden in eine 237 ml fassende Enghalsflasche gegeben. Die Lösung wurde drei
Minuten mit trockenem Argon gespült. Die versiegelte Flasche wurde in einem
rotierenden Wasserbad 24 Stunden bei 55ºC geschleudert. Durch Infrarot-
Spektrophotometrieanalyse wurde festgestellt, dass der Prozentsatz der
Umwandlung mehr als 99% betrug. Die Lösung enthielt 39,87% Feststoffe und hatte eine
Viskosität von etwa 7200 cps und eine gemessene logarithmische Viskositätszahl
von etwa 0,78 dl/g.
Herstellung von Grundierungslösungen
-
Im folgenden wird die Herstellung einer typischen erfindungsgemäßen
Grundierungslösung beschrieben: Ein Gemisch aus der Grundierungszusammensetzung
(1) und der Grundierungszusammensetzung (2) in einem Gewichtsverhältnis von
1 : 3 bei einer Gesamtfeststoffkonzentration von etwa 3,0% wurde dadurch
hergestellt, dass man 1,0 g der Grundierungszusammensetzung (1) und 1,9 g der
Grundierungszusammensetzung (2) sowie 0,25 g eines Titanatesters oder -chelats
(falls, wie nachstehend angegeben, vorhanden) in etwa 30,4 g eines Lösungsmittelgemischs
aus Cyclohexan, Xylol und Ethanol in einem Gewichtsverhältnis von
5,5 : 3,5 : 1,0 auflöste.
Beispiele 1 bis 7
-
Eine Anzahl von etwa 3,5%igen erfindungsgemäßen Grundierungslösungen
wurde dadurch hergestellt, dass man in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 3 die
Grundierungszusammensetzung (1) mit Acrylpolymeren der
Grundierungszusammensetzung (2) wie folgt mischte:
Beispiel Grundierungszusammensetzung (2)
-
1 IOA/AA (95/5)
-
2 IOA/AA (90/10) + TE
-
3 IOA/AA (95/5) + TE
-
4 IOA/AA (95/5) + CLA
-
5 IOA/AA (95/5) + DC
-
6 IOA/AA (95/5) + TBT
-
7 IOA/PSM/AA (90/7/3) + TE
-
Die Grundierungslösungen wurden mit einem Pinsel auf 152 mm · 51 mm · 5
mm Platten aus Polyethylen mit niedriger Dichte (LDPE), Polypropylen (PP)
(beide erhältlich von Precision Punch and Plastics, Minneapolis, Minnesota) und
einem thermoplastischen Polyolefin (TPO) (erhältlich von Himont USA, Inc.,
Lansing, Mississippi, unter dem Handelsnamen "ETA 3163 ") aufgetragen. Nach
10 Minuten wurden Proben von mit Aluminiumfolie laminiertem Haftklebe-
Schaumstoffband (1 mm dickes Acrylhaftklebeschaumstoffband, erhältlich von
Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota, unter dem
Handelsnamen "VHB-4205" wie im Testverfahren für die Kontakthaftung bei 90º
beschrieben mit den grundierten Bereichen verbunden. Nach einer Stunde wurden
die Kontakthaftungswerte bei 90º bestimmt. Jeder in Tabelle 1 aufgeführte Wert
ist das Mittel aus drei Bestimmungen. Zur Kontrolle wurden auch die
Abschälwerte für nicht grundierte Platten bestimmt.
Tabelle 1
-
*Versagen des Schaumstoffes
-
Aus den Ergebnissen von Tabelle 1 geht klar hervor, dass die Oberflächen von
Polymeren mit niedriger Energie durch die Behandlung mit den
erfindungsgemäßen Grundierungslösungen zur Verbesserung ihrer Haftung an Acrylhaftklebern
bemerkenswert verändert werden können.
Beispiel 8
-
Die Grundierungszusammensetzung (1) und die Grundierungszusammensetzung
(2), IOA/AA von Beispiel 1, wurden mit einer Lösungsmittelmischung aus
Cyclohexan, Xylol und Ethanol in einem Gewichtsverhältnis von 5,5 : 3,5 : 1 : 0 auf
3% Polymerfeststoffe verdünnt und mit einem Pinsel auf PP und LDPE
Testplatten aufgetragen. Die Abschälwerte wurden bestimmt und mit Beispiel 1
verglichen.
Tabelle 2
-
Die Ergebnisse zeigen, dass die einzelnen Komponenten der Mischung zwar keine
guten Leistungen als Grundierungen zeigen wenn man sie allein verwendet, man
aber hohe Kontakthaftungswerte erhalten kann, wenn diese Komponenten
erfindungsgemäß vermischt werden.
Beispiel 9
-
Die Grundierungszusammensetzung (1) und die Grundierungszusammensetzung
(2) von Beispiel 3 wurden in Gewichtsverhältnissen von 1 : 3, 1 : 1 und 3 : 1
vermischt, mit einem Lösungsmittelgemisch aus Cyclohexan, Xylol und Ethanol
in einem Gewichtsverhältnis von 5,5 : 3,5 : 1,0 auf 3% Feststoffe verdünnt und
mit einem Pinsel auf Testplatten aus TPO aufgetragen. Nach 10 Minuten wurde
Aluminiumfolienschaumstoffband (im Handel erhältlich von Minnesota Mining
and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota, unter dem Handelsnamen
"VHB-4205") mit den grundierten Proben verbunden. Nach einer Stunde wurden
die Abschälwerte bestimmt; sie sind in Tabelle 3 aufgeführt.
Tabelle 3
-
Verhältnis der Grundierungszusammensetzung (1) zur Grundierungszusammensetzung (2) Abschälwerte (N/100 mm)
-
1 : 3 684*
-
1 : 1 491
-
3 : 1 474
-
* Versagen des Schaumstoffes
-
Die Ergebnisse zeigen, dass viele verschiedene Verhältnisse von Blockcopolymer
zu Acrylatesterpolymer effektive Grundierungszusammensetzungen für
Oberflächen mit niedriger Energie ergeben.
Beispiel 10
-
Die Grundierungslösungen von Beispiel 3 und 4 wurden mit einem fusselfreien
Tuch (im Handel erhältlich von Kimberly-Clark Corp., Roswell, Georgia, unter
dem Handelsnamen "Kimwipe") auf PP- und LDPE-Testplatten aufgetragen.
-
Nach 10 Minuten wurde 1 mm dickes, mit Aluminiumfolie laminiertes
Acrylübertragungs-Haftklebeschaumstoffband (im Handel erhältlich von Minnesota
Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota, unter dem
Handelsnamen "VHB-4205" und "VHB-4910") mit den grundierten Proben verbunden.
Nach einer Stunde wurden die Abschälwerte bei 90º bestimmt; sie sind in Tabelle
4 aufgeführt.
Tabelle 4
-
Aus den Ergebnissen von Tabelle 4 geht hervor, dass die erfindungsgemäßen
Grundierungslösungen die Kontakthaftung sowohl von Acryl- als auch Styrol-
Butadien-Kautschuk-Haftklebern (SBR-Klebstoffen) auf Substraten mit niedriger
Oberflächenenergie verbessern.
Beispiel 11
-
Etwa 110 g der 3,5%igen Grundierungslösung von Beispiel 3 wurden durch
Zugabe von 0,5 g Epoxidharz (erhältlich von Shell Chemical Company, Houston,
Texas, unter dem Handelsnamen "Epon 828"), 3,9 g chloriertem Polypropylen (im
Handel erhältlich von Eastman Chemical Company, Kingsport, Tennessee, unter
dem Handelsnamen "CP 3430") und 0,5 g Silankupplungsmittel (im Handel
erhältlich
von OSi Specialties, Danbury, Connecticut, unter dem Handelsnamen
"Silquest A 186") modifiziert. Etwa 25 g dieser Lösung wurden durch Zugabe von
109 g eines Lösungsmittelgemischs aus 5,5 Teilen Cyclohexan, 3,5 Teilen Xylol
und 1,0 Teil Ethanol auf 1% Feststoffe verdünnt. Diese Grundierungslösung
wurde mit einem Pinsel auf Testplatten aus Glas, Aluminium und rostfreiem Stahl
aufgetragen. Nach 10 Minuten wurde mit Aluminiumfolie laminiertes
Schaumstoffband (erhältlich von Minnesota Mining and Manufacturing Company, St.
Paul, Minnesota, unter dem Handelsnamen "VHB-4205", "VHB-4910" und
"VHB-4952") mit den grundierten Proben verbunden. Nach 72 Stunden wurden
die Abschälwerte bei 90º bestimmt; die Ergebnisse sind in Tabelle 5 aufgeführt.
Vergleichsbeispiel 11
-
Das Verfahren von Beispiel 11 wurde wiederholt mit dem Unterschied, dass die
Testplatten aus Glas, Aluminium und rostfreiem Stahl mit einer formulierten, im
Handel erhältlichen chlorierten Polypropylengrundierung (erhältlich von Norton
Performance Plastics, Granville, New York, unter dem Handelsnamen "Tite-R-
Bond-2684") grundiert wurden.
Tabelle 5
-
* Versagen des Schaumstoffes
-
Tabelle 5 zeigt eindeutig, dass die erfindungsgemäße Grundierungslösung die
Haftung sowohl von Acryl- als auch SBR-Haftklebern an polaren Substraten mit
hoher Oberflächenenergie im Vergleich zu nicht grundierten Substraten oder der
Grundierungslösung von Vergleichsbeispiel 12 verbessert.
Beispiel 12
-
Die Grundierungslösung von Beispiel 11 wurde mit einem füsselfreien Tuch
(erhältlich von Kimberly-Clark Corp., Roswell, Georgia, unter dem Handelsnamen
"Kimwipe") auf LDPE- und PP-Testplatten aufgetragen. Nach 10 Minuten wurde
mit Aluminiumfolie laminiertes Schaumstoffband (erhältlich von Minnesota
Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota, unter dem Handelsnamen
"VHB-4205", "VHB-4910" und "VHB-4952") mit den grundierten Proben
verbunden. Nach einer Stunde wurden die Abschälwerte bestimmt und die
Ergebnisse in Tabelle 6 festgehalten.
Vergleichsbeispiel 12
-
Man hielt sich an das Verfahren von Beispiel 12 mit dem Unterschied, dass die
LDPE- und PP-Testplatten mit einer formulierten chlorierten
Polypropylengrundierung (erhältlich von Norton Performance Plastics, Granville, New York, unter
dem Handelsnamen "Tite-R-Bond-2684") grundiert wurden.
Tabelle 6
-
* Versagen des Schaums
-
Die Ergebnisse von Tabelle 6 zeigen, dass eine erfindungsgemäße
Grundierungslösung die Haftung sowohl von Acryl- als auch
Styrol-Butadienkautschuk-Haftklebern an Substraten mit niedriger Oberflächenenergie verbessert.
Beispiel 13
-
Eine gemäß Beispiel 11 hergestellte 1%ige Grundierungslösung wurde mit dem
Pinsel auf 125 mm · 75 mm · 0,25 mm Proben von linearem Polyethylenfilm mit
niedriger Dichte (LLDPE) (im Handel erhältlich von Consolidated Thermoplastics
Company, Schaumburg, Illinois) aufgetragen. Nach 15 Minuten wurde mit
Aluminiumfolie laminiertes Schaumstoffband, das von Minnesota Mining and
Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota, unter den Handelsnamen "VHB-4220"
und "VHB-4205" erhältlich ist, mit den grundierten Proben verbunden. Nach einer
Stunde wurde die halbquantitative Kontakthaftung dadurch gemessen, dass man
versuchte, die Schaumstoffbänder von Hand abzuziehen. Die "VHB-4220" Proben
konnten wegen Klebefilmbruchs des Schaumstoffkerns nicht abgezogen werden.
Die angegebenen Kontakthaftungswerte von mindestens 425 N/100 mm waren
erreicht worden.
-
Obwohl eine ausgezeichnete Haftung des "VHB-4205" Bands zu beobachten war,
konnte es ohne Klebfilmbruch des Schaums von dem grundierten LLDPE
abgezogen werden. Nach 12 Stunden war ein Klebfilmbruch des Schaumstoffs zu
beobachten, was darauf hin deutet, dass ein Abschälwert von etwa 1000 N/100 mm
erreicht worden war.
Vergleichsbeispiel 13
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Das Verfahren von Beispiel 13 wurde wiederholt mit dem Unterschied, dass man
eine im Handel erhältliche chlorierte Polypropylengrundierung (erhältlich von
Norton Performance Plastics, Granville, New York, unter dem Handelsnamen
"Tite-R-Bond-2684") mit dem Pinsel auf die LLDPE-Proben auftrug. Nach 15
Minuten wurde "VHB-4220" Schaumstoffband mit den Proben verbunden. Nach
Intervallen von sowohl einer als auch zwölf Stunden ließ sich das Band leicht mit
der Hand abziehen. Die Abschälwerte wurde nur auf etwa 90 N/100 mm oder
weniger geschätzt.
Beispiel 14
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Eine gemäß Beispiel 11 hergestellte 1%ige Grundierungslösung wurde nach dem
Verfahren von Beispiel 13 mit dem Pinsel auf zwei 125 mm · 75 mm · 0,25 mm
Proben von LLDPE-Film aufgetragen. Dann ließ man die grundierten Proben 15
Minuten bzw. 24 Stunden trocknen. Als nächstes wurden die grundierten Proben
mit einem halbglänzenden Latexlack für Innen (erhältlich von The Glidden
Company, Cleveland, Ohio), einem Hochglanzlack auf Ölbasis für Innen/Außen
(erhältlich von Carver Tripp, Parks Corp., Somerset, Maryland) und einem
Aerosolpolyurethanlack (erhältlich von Minnesota Mining and Manufacturing
Company, St. Paul, Minnesota, unter dem Handelsnamen Part No - 05904) gestrichen.
Auf ähnliche Weise wurden nicht grundierte Proben von LLDPE-Folien
gestrichen. Nach 24 Stunden Trocknen bei Umgebungsbedingungen wurden 125 mm ·
75 mm · 0,25 mm Proben von Filamentband (erhältlich von Minnesota Mining
and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota, unter dem Handelsnamen
"Scotch Brand 898") fest mit jeder gestrichenen Oberfläche (grundiert und nicht
grundiert) verbunden. Nach 15 Minuten wurde das Band rasch von jeder Probe
abgezogen. Bei allen nicht grundierten LLDPE-Filmen war eine vollständige
Schichtentrennung aller Anstriche zu beobachten. Bei den grundierten LLDPE-
Oberflächen war keine Schichtentrennung der Anstriche zu beobachten.
Vergleichsbeispiel 14
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Das Verfahren von Beispiel 14 wurde wiederholt mit dem Unterschied, dass man
eine im Handel erhältliche chlorierte Polypropylengrundierung (erhältlich von
Norton Performance Plastics, Granville, New York, unter dem Handelsnamen
"Tite-R-Bond-2684") mit dem Pinsel auf die LLDPE-Proben auftrug. Die
grundierten Proben wurden gestrichen und wie in Beispiel 14 beschrieben getestet. Die
vollständige Schichtentrennung aller auf den grundierten Film aufgetragenen
Anstriche war zu beobachten.
Beispiel 15
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Zu 10 g einer 3%igen gemäß Beispiel 11 hergestellten Grundierungslösung gab
man 1 g Titandioxiddispersion (erhältlich von Hüls America Inc., Piscataway,
New Jersey, unter dem Handelsnamen "GPD 82-0082"). Weiteren 10 g der
gleichen Grundierungslösung setzte man auf ähnliche Weise 1 g Rußdispersion zu
(erhältlich von Borden Chemical Company, Cincinnati, Ohio, unter dem
Handelsnamen "Codispersion 31L62"). Nach dem Mischen wurden beide pigmentierte
Lösungen mit dem Pinsel auf unbehandelte LLDPE-Folie aufgetragen und unter
Umgebungsbedingungen 24 Stunden trocknen gelassen. Die Kontakthaftung der
pigmentierten Beschichtungen an der LLDPE-Folie wurde dadurch bestimmt,
dass man Filamentband (erhältlich von Minnesota Mining and Manufacturing
Company, St. Paul, Minnesota, unter dem Handelsnamen "Scotch Brand 898") auf
die in Beispiel 18 beschriebene Weise fest mit den beschichteten Oberflächen
verband. Wenn das Band rasch entfernt wurde, war bei keiner der Beschichtungen
eine Schichtentrennung zu beobachten.
-
Dieses Beispiel zeigt, dass die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen dafür
verwendet werden können, Beschichtungen, Farben und Anstriche herzustellen,
die gut an Polymeroberflächen mit niedriger Energie haften.
Beispiel 16
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Eine gemäß Beispiel 11 hergestellte 1%ige Grundierungslösung wurde mit dem
Pinsel auf 50,8 mm · 24,4 mm · 5,1 mm Testplatten aus thermoplastischem
Olefin (TPO) (im Handel erhältlich von Himont USA Inc., Lansing, Mississippi,
unter dem Handelsnamen "ETA 3163") aufgetragen und bei 80ºC unter einer
Belastung von 1,0 kg unter Verwendung von Schaumstoffband (erhältlich von
Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota, unter dem
Handelsnamen "VHB4210") auf statische Scherung zu FPL-geätztem Aluminium
(erhältlich von Vincent Metals, Minneapolis, Minnesota, unter dem Handelsnamen
"2024-T3") getestet. Auch nicht grundierte Proben aus thermoplastischem Olefin
(TPO) wurden getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 aufgeführt.
Tabelle 8
-
Grundierung Wert der statischen Scherung (min.)
-
Kontrolle 300
-
Beispiel 15 10.000 +
-
Die Ergebnisse in Tabelle 8 zeigen, dass die erfindungsgemäßen
Grundierungslösungen die Haltekraft eines Acrylhaftklebers an Substraten mit niedriger
Oberflächenenergie verbessern.
Beispiel 17
-
Eine gemäß Beispiel 11 hergestellte 3%ige Grundierungslösung wurde mit dem
Pinsel auf beide Seiten einer 150 mm · 150 mm · 0,10 mm Probe einer klaren,
biegsamen Polyvinylchloridfolie (PVC-Folie) (erhältlich von Wiman Plastic Div.,
St. Cloud, Minnesota) und einer 150 mm · 150 mm · 0,35 mm Probe aus
unpigmentiertem, lichtundurchlässigen thermoplastischen Olefin (TPO) (erhältlich von
Himont USA Inc., Lansing, Mississippi, unter dem Handelsnamen "HIFAX
CA10A" aufgetragen und 30 Minuten trocknen gelassen. Ein 0,25 mm
Acrylübertragungshaftkleber, der auf einer abziehbaren Trägerschicht aufgebracht war
(erhältlich von Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota,
unter dem Handelsnamen "F9473 PC") wurde mit einer 2,4 kg Hartgummiwalze
auf eine Seite jeder der Folien aufgebracht. Ähnlich wurden 126 mm · 12,5 mm
des gleichen Klebstoffs mit einer 2,4 kg Hartgummiwalze auf 130 mm · 15,9 mm
· 0,13 mm Streifen von Aluminiumfolie aufgebracht.
-
Die Abschälwerte des Übertragungsklebstoffs von den grundierten Bandträgern
wurden anschließend dadurch bestimmt, dass man eine 150 mm · 51 mm Probe
jeder Konstruktion aus Übertragungsband/Unterlage mit einer 2,4 kg
Gummiwalze auf 152 mm · 51 mm · 1,6 mm FPL-geätzte Aluminiumplatten (erhältlich von
Vincent Metals, Minneapolis, MN, unter dem Handelsnamen "2024-T3")
laminierte. Etwa 75 mm der Unterlage wurden von den mit Aluminiumfolie
laminierten Übertragungsklebstoffproben entfernt und so mit jedem der Bandmuster auf
der Aluminiumplatte verbunden, dass zwei Testproben für jedes Band hergestellt
wurden. Die resultierenden Proben hatten folgenden Aufbau:
Aluminiumplatte/Übertragungsklebstoff/grundierter Träger (beide Seiten)/Übertragungsklebstoff
/Aluminiumfolie. Nicht grundierte Kontrollproben wurden auf ähnliche Weise
hergestellt. Die Abschälwerte sind in Tabelle 9 aufgeführt.
Tabelle 9
-
Abschälwerte (N/100 mm)
-
Nicht grundiert
-
PVC 175
-
TPO 7
-
Grundiert
-
PVC 702*
-
TPO 702*
-
* Versagen des Klebstoffs und der Folie
-
Dieses Beispiel zeigt, dass Haftklebebänder mit einer Haltekraft am Träger, die
der Kohäsionsfestigkeit des Klebstoffs bzw. der Zugfestigkeit oder Dehngrenze
des Trägers entspricht, hergestellt werden können.
Beispiel 18
-
Platten mit Abmessungen von 51 mm · 25,4 mm · 5 mm aus Polypropylen (PP)
und Polyethylen von hoher Dichte (HDPE) (erhältlich von Precision Punch &
Plastics, Minneapolis, Minnesota) wurden mit Heptan gereinigt und mit Ethanol
abgespült. Nach 15 Minuten wurde eine nach Beispiel 11 hergestellte 1%ige
Grundierungslösung mit einem Applikator mit einer Spitze aus Baumwolle auf
eine Seite jeder der Platten aufgetragen. Die grundierten Platten wurden dann mit
einem Ethylcyanoacrylat-Klebstoff verbunden und die Festigkeit der
überlappenden Verbindungsstücke bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 10 aufgeführt.
Tabelle 10
-
Substrat Festigkeit der überlappenden Verbindung (N/mm²)
-
HDPE 2,1
-
PP 7,0
-
Dieses Beispiel zeigt, dass die erfindungsgemäßen Grundierungslösungen die
Polymerisation von Ethylcyanoacrylat-Klebstoffen in Gang setzen, wobei sich hohe
Bindungsfestigkeiten zwischen Substraten mit niedriger Oberflächenenergie
ergeben.
Haftkleber
Beispiel 19
-
Dieses Beispiel zeigt eine bevorzugte erfindungsgemäße Mischung, die als
Haftkleber geeignet ist.
-
Die folgenden Bestandteile wurden in den angegebenen Mengen in ein 1-Liter-
Gefäß eingebracht.
-
Bestandteil Menge (g)
-
Maleiniertes Styrol-EthylenlButylen-Styrol-Elastomer ("Kraton FG 190IX", Shell Chemical Company) 100
-
Klebrig machende Substanz ("Regalrez 1018", Hercules Inc.) 75
-
Klebrig machende Substanz ("Rez-D 2084, Hercules Inc.) 75
-
Klebrig machende Substanz ("Regalrez 1078", Hercules Inc.) 25
-
Antioxidans ("Irganox 1076", Ciba Geigy Corp.) 1
-
Antioxidans
("Cyanox LTDP", American Cyanamid Company) 1
-
UV-Hemmer ("Tinuvin 328", Ciba Geigy Corp.) 0,3
-
UV-Hemmer ("Uvinal 400", GAF Corp.) 0,3
-
Toluol 323
-
Ethanol 16,5
-
Das Gefäß wurde geschüttelt, bis sich die Bestandteile aufgelöst hatten und eine
Lösung ergaben, die insgesamt etwa 45% Feststoffe enthielt und eine Viskosität
von etwa 1300 cps hatte (gemessen durch einen Brookfield-Viskometer, Modell
HAT, Spindel Nr. 4, Geschwindigkeit 50 U/min). Die Lösung wird hier als
"Blockcopolymer" bezeichnet.
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43,3 g des Blockcopolymers wurden zusammen mit 26,2 g eines gemäß Beispiel 7
hergestellten Isooctylacrylat/2-Polystyrylethylmethacrylat/Acrylsäure-Polymers
(IOA/PSM/AA-Polymer) in ein 118 ml Gefäß eingebracht mit dem Unterschied,
dass kein "Tyzor TE" zugesetzt wurde. Die Mischung wurde kräftig gerührt, bis
sie homogen war. Das Gefäß wurde verschlossen und etwa eine Stunde bei 65ºC
erhitzt. Darm wurde das Gemisch kräftig gerührt und über Nacht stehen gelassen.
Die Mischung enthielt 65 Gew.-% Blockcopolymer und 35 Gew.-% IOA/PSM/-
AA-Polymer. Nach leichtem Schütteln wurde die Mischung unter Verwendung
einer auf etwa 0,25 mm eingestellten 152 mm Laborrakel als Beschichtung auf
eine orientierte Polyethylenterephthalatfolie von 0,025 mm Dicke aufgebracht.
Die beschichtete Folie wurde bei 95ºC 15 Minuten an der Luft getrocknet, so dass
man ein durchschnittliches Gewicht der Beschichtung von etwa 6,0 mg/cm²
erhielt. Proben wurden nach den zuvor beschriebenen Testverfahren hergestellt und
auf Kontakthaftung an Glas, Polyethylen mit niedriger Dichte (LDPE),
Polypropylen (PP) und rostfreiem Stahl (RS) sowie auf Scherfestigkeit getestet. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 11 aufgeführt.
Tabelle 11
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Die Ergebnisse von Tabelle 11 zeigen, dass aus erfindungsgemäßen Mischungen
nützliche Haftkleber hergestellt werden können.
Beispiel 24
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Man stellte eine Mischung her, indem man 15 g der in Beispiel 1 beschriebenen
Blockcopolymerlösung und 30 g des in Beispiel 1 beschriebenen
Acrylatesterpolymers kombinierte. Die Mischung wurde mit 1 g Epoxidharz (erhältlich von
Shell Chemical Company, Houston, Texas) unter der Handelsbezeichnung "Epon
828"), 3,0 g chloriertem Polypropylen (erhältlich von Eastman Chemical
Company, Kingsport, Tennessee, unter dem Handelsnamen "CP 343-3"), 2,5 g
Silankupplungsmittel (erhältlich von OSi Specialties, Danbury, Connecticut, unter dem
Handelsnamen "Silquest A 186"), 4 g Triethanolamintitanat (erhältlich von E. I. du
Pont de Nemours & Company, Wilmington, Delaware, unter dem Handelsnamen
"Tyzor TE") und 99 g eines Lösungsmittelgemischs aus Cyclohexan, Xylol und
Ethanol in einem Gewichtsverhältnis von 5,5 : 3,5 : 1,0 kombiniert, um eine etwa
18%ige Lösung herzustellen.
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Diese Lösung wurde auf die nicht mattierte Seite von drei 152,4 mm · 24,5 mm ·
1,3 mm Aluminiumstreifen (erhältlich von Lawrence Fredrick Company,
Greenwood, Illinois) gegossen. Eine 0,25 mm dicke Beschichtung der Lösung trocknete
und bildete eine etwa 0,037 mm dicke Klebstoffbeschichtung auf jedem Streifen.
Eine wie in Beispiel 11 hergestellte 3%ige Grundierungslösung wurde mit einem
Pinsel auf drei 152,4 mm · 24,5 mm · 2,5 mm Platten aus thermoplastischem
Olefin (TPO) (erhältlich von Himont USA, Inc., Lansing, Mississippi, unter dem
Handelsnamen "ETA 3095") aufgetragen und trocknen gelassen. Die mit
Klebstoff beschichteten Aluminiumstreifen wurden bei einer Temperatur von 200ºC
und geringem Druck 30 bzw. 45 Sekunden auf etwa 137 mm der grundierten
TOP-Platten laminiert. Die Abschälwerte wurden mit 193 N/100 mm bzw. 246
N/100 mm bestimmt.
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Dieses Beispiel zeigt, dass die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen nützlich
als Klebstoffverbindungsschichten sind, um unähnliche Materialien zu laminieren.
Beispiel 25
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Eine Konstruktion unter Verwendung eines Thermoset-Klebstoffs wurde auf die
gleiche Weise hergestellt wie unter 90ºKontakthaftung - Thermoset-Klebstoff
beschrieben. Man verwendete eine 5%ige Lösung wie in Tabelle 12 aufgeführt.
Tabelle 12
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Komponente Menge (g)
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Lösungsmittelgemisch aus Cyclohexan, Xylol und Ethanol in einem
Gewichtsverhältnis von 5,5 : 3,5 : 10 30
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Styrolblockcopolymer (erhältlich von Shell Chemical Company,
Houston, Texas, unter dem Handelsnamen "FG 1901X") 0,23
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Chloriertes Polypropylen (erhältlich von Eastman Chemical
Company, Kingsport, Tennessee, unter dem Handelsnamen "CP 343-3") 0,92
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Epoxidharz (erhältlich von Shell Chemical Company, Houston,
Texas, unter dem Handelsnamen "Epon 828 ") 0,15
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Epoxidsilankupplungsmittel (erhältlich von OSi Specialties Inc.,
Danbury, Connecticut, unter dem Handelsnamen "Silquest A 186" 0,15
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Isooctyl/Acrylat/Acrylsäure in einem Gewichtsverhältnis von 95 : 5
(40% Feststoffe) 1,8
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Triethanolamintitanat (erhältlich von E. I. du Pont de Nemours &
Company, Wilmington, Delaware, unter dem Handelsnamen "Tyzor
TE") 0,07
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Zuerst wurde die Oberfläche der Probe mit etwa 1,5 ml der 5%igen Lösung
übergossen und nach dem vorstehend beschriebenen Testverfahren geschliffen. Eine
Kontrollprobe wurde dadurch hergestellt, dass man die Probe abschliff, ohne dass
eine Grundierungslösung aufgetragen worden war. Die Ergebnisse sind in Tabelle
13 aufgeführt.
Tabelle 13
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Die 90º Abschälwerte stiegen im Vergleich zu einem nicht grundierten Substrat
dramatisch an, wenn man eine erfindungsgemäße Lösung verwendete.
Beispiel 26
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Thermoplastische Polyolefinplatten von 51 mm · 25,4 mm · 5 mm (erhältlich von
Himont USA, Inc., Lansing, Mississippi, unter dem Handelsnamen "ETA 3163")
wurden zweimal mit Ethanol gereinigt und trocknen gelassen. Eine gemäß
Beispiel 25 hergestellte 5%ige Lösung wurde mit einem Pinsel auf eine Seite jeder
Platte aufgetragen und 24 Stunden trocknen gelassen.
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Die grundierten Platten wurden mit Zweikomponenten-Epoxidklebstoffen
(erhältlich von Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota,
unter dem Handelsnamen "Scotch = Weld 2216 B/A") verbunden, so dass ein
überlappendes Verbindungsstück von 25,4 mm · 12,7 mm entstand. Man ließ die
Proben 72 Stunden unter einem Gewicht von 150 g aushärten. Eine Kontrollprobe
wurde hergestellt und einmal ohne Verwendung einer Lösung durchlaufen
gelassen. Die Festigkeit der Verbindungsstücke (N/mm²) wurden in einem Instron-
Testgerät (erhältlich von Instron Corp., Canton, Maryland) bei einer
Traversengeschwindigkeit von 12,7 mm pro Minute gemessen. Die in Tabelle 14
aufgeführten Werte sind das Mittel aus drei Bestimmungen für Beispiel 26 und einer
einzigen Bestimmung für die Kontrollprobe.
Tabelle 14
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Überlappendes Verbindungsstück (N/mm²)
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Lösung TPO
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Kontrolle 0,34
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Beispiel 26 1,65