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Mittel zum Verkleben von Gebilden aus Kunstharzen Die Verklebung von
aus Kunstharzen bestehenden geformten Gebilden, z. B. solchen aus Polymerisaten
oder Mischpolymerisaten der Äthylencarbonsäuren., insbesondere solchen der Acrylsäurereihe
oder ihrer Derivate miteinander oder mit anderen Stoffen, bereitet immer noch erhebliche
Schwierigkeiten, namentlich deswegen, weil viele der bisher vorgeschlagenen Klebstoffe
Klebfilme ergeben, die weniger fest und zäh sind als das betreffende Kunstharz selbst.
Ferner ist in vielen Fällen auch die Haftfestigkeit der Klebfilme an den miteinander
zu verklebenden Kunstharzflächen nicht genügend groß, um dauerhafte Verklebungen
zu bewirken. Ein weiterer Übelstand liegt darin, d'aß die bisher zur Verklebung
von Kunstharzen vorgeschlagenen Klebstoffe infolge ihrer Zähigkeit und der Eigenschaft
des Fadenziehens leicht Blasen bilden, wie auch die erwähnten Eigenschaften das
Auftragen des Klebstoffes verlangsamen. Der Umstand, daß die bisherigen Klebstoffe
der Kunstharze in der Regel erhebliche Mengen von Lösungsmitteln enthalten, bedingt
eine in vielen Fällen störende Verlangsamung des Klebvorganges an sich, ferner die
Bildung von Ausblühungen und Blasen. Die erwähnten Blasenbildungen und Ausblühungen,
ferner aber auch die in vielen Fällen auftretenden Verfärbungen der Klebstellen
wirken insbesondere dann störend, wenn es sich um Verklebungen von durchsichtigen
Kunstharzmassen handelt.
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Es wurde gefunden, daß man geformte Gebilde, wie Platten, Stäbe, Röhren
usw. aus Kunstharzen, insbesondere aus Poly merisaten von Äthylencarbonsäuren, z.
B. solchen der Acrylsäurereihe oder ihrer Derivate, rasch, fest und dauerhaft miteinander
od!er-mit-änderen
Stoffen verkleben kann, ohne daß an den Klebstellen - Blasenbildung usw. auftritt,
wenn man auf die miteinander zu verklebenden Flächen der Gegenstände eine Klebmasse
aufbringt, die neben einem Monomeeren und einem Polymeren sowie einem gegebenenfalls
leicht verdunstbaren Lö'süngsmittel für das Polymere einen üblichen Beschleuniger,
z. 13-. eine sauerstoffabgebende Verbindung, wie ein Peroxyd, und einen hochbeschleunigend
wirkenden Stoff, z. B. ein tertiäres, aliphatisches oder aromatisches oder gemilscht
aliphatischraromatisches Amin oder eine Verbindung höherwertigen Jods, enthält.
Es können z. B. solche Lösungen verwendet werden, die gleichzeitig auf das Monomere
stabilisierend, wirken.-Es ist vorteilhaft, die erfindungsgemäße Klebmasse erst
kurz vor ihrer Verwendung herzustellen durch Vermischen :einer neben :einem üblichen
Katalysator einen auf das zu verklebende -Kunstharz gegebenenfalls lösend wirkenden
Stabilisator enthaltenden monomeren Flüssigkeit mit einer ein hochbeschleunigendes
Amin ,enthaltenden Lösung eines Polymerisates, wobei in der zweitgenannten Flüssigkeit
als Lösungsmittel eine nicht polymerisierbare Flüssigkeit, wie z. B. ein chlorierter
Kohlen-, wasserstoff, wie Methylench:lorid, oder- aber ein polymerisierbares Lösungsmittel,
gegebenenfalls die gleiche monomere Flüssigkeit wie in der erstgenannten Lösung
verwendet werden kann.
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Man kann die erfindungsgemäß zu verwendenden Stoffe .auch in anderer
Weise auf die beiden miteinander zu vermischenden Ausgangslösungen verteilen, sq
z. B. kann man eine Klebmasse benutzen, die kurz vor ihrer Verwendung durch Vermischen
zweier Flüssigkeiten hergestellt würde, von ,denen die :eine das. Monomere, gegebenenfalls
einen lösend wirkenden Stabilisator und bzw. oder den Hochbeschleuniger bzw. ein
Lösungsmittel, die andere das Polymere, einen üblichen Beschleuniger und ein Lösungsmittel
enthält.
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Es ist von Vorteil; wenn man für den erfindungsgemäßen Zweck Niedrigpolymere
verwendet, die sich noch gut in, leicht verdunstbaren- organischen Flüssigkeiten,
wie z. B. Kohlenwasserätoffen; -chlorierten Kohlenwasserstoffen usw., lösen. Handelt
es, sich z. B. um die Venklebung von aus polymeren Methacrylsäuremethylester 'hergestellten
Massen, wie- Platten, Stäben usw., dann verwendet man z.weckmäßigerweise als Monomeres
M.ethacrylsäurernethylester- und als Polymeres ein niedrigviskoses@ Pölymerisat°
desselben. Als Stabilisatoren verwendet man zweckmäßigerweise solche Stoffe, .die
gleichzeitig Lösungsmittel für die zu verwenden(den Polymeren bzw. für das- Kunstharz
sind, aus denen die zu verklebenden Massen bestehen. Gut verwendbar ist z. B. Phenol.
Verwendet man Stabilisatoren, -die die vorerwähnten Eigenschaften nicht besitzen,
wie z. B. Hydrochinon, dann empfiehlt sich die zusätzliche Mitverwendung von Lösungs.-
oder Quellungsmitteln für das Kunstharz.
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Als übliche Polymerisationskatalysatoren können sauerstoffabgebende
Verbindungen, z. B. Peroxyde, insbesondere Diben.zoylperoxydy verwendet werden.
Es- sei erwähnt, daß' die -Bezeichnung sauerstoffabgebend; nicht darauf hindeuten
soll, daß die Wirkung der Katalysatoren auf das Auftreten freien S,auerstoffszurüekzüführen
ist. Sauerstoffabgebende Verbindungen indem vorliegenden Sinne sind vielmehr solche
Verbindungen, die nach , einer älteren -Ausdrucksweise Sauerstoff in gespannter
Bindung enthalten, also besonders energische Sauerstoffverbindungen.
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Eine wesentliche Rolle bei der angestrebten Verklebungswirkung spielen
die erwähnten hochbeschleunigenden Amine. Gut verwendbar sind z. B. Dimethylanilin,
Michlers Keton usw. Es empfiehlt sich, solche Amine in Gegenwart von Carbonsäüren
oder deren An'hydridern au verwenden, um farblose Verklebungen zu erhalten. Unter
anderem sind auch Säureamide imstande, die Entstehung farbloser, lichtbeständiger
Klebmassen zu bewirken. Es kann, auch unter- Berücksichtigung eines Verfahrens gearbeitet
werden, nach dem ohne Mitverwendung besonderer, entfärbend wirkender Stoffe von
vornherein farblose Polymerisate :entstehen, und zwar infolge der- gleichzeitigenAnwesenheitvon
Peroxydkatalysatoren; Verbindungen, des, höherwertigen Jods und Polymeren in bisher
unbekannt kurzer Zeit, z. B.- binnen v5 bis .30 Minuten, ohne Zuführung äußerer
Wärme. Als Polymere können z. B. auch solche verwendet werden, die sich von den
zu verwendenden flüssigen Monomeren ableiten oder von Derivaten .derselben oder
anderen polymerisierbaren Monoirreren, oder aber von natürlichen Polymeren oder
deren Derivaten, wie z. B. Celluloseestern oder Estern anderer Kohlehvdrate.
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Die erfindungsgemäße Klebmasse besitzt dank ihrer Zusammensetzuiig
die Eigenschaft, d;aß unmittelbar nach dem Zusammenbringen sämtlicher erforderlichen
Bestandteile ein selbsttätiger Polymerisationsvorgarng einsetzt, der bei verhältnismäßig
niedrigen Temperaturen verläuft und in überraschend kurzer Zeit zur Bildung von.
blasenfreien Polymerisaten führt. Durch geeignete Wahl der Beschleunigungsstoffe
bzw. Stabilisatoren kann man -die bis zum wesentlichen Eintritt der. Polymerisation
zur Verfügung stehende Zeit derart regeln, daß nach der Vermischung aller Bestandteile
ein bequemes Arbeiten, wie Bestreichen der Klebmassen. und Zusammenpressen derselben,
möglich ist. In, dieser Beziehung können ursprünglich lediglich stabilisierend wirkende
Zusätze als Regler des Polymerisationsvorganges dienen.
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In Ausübung der Erfindung kann man nach folgenden Beispielen vorgehen:
Folgende Lösungen werden hergestellt, miteinander vermischt und zum Verkleben von
Kunstharzteilen verwendet:
| Lösung A |
| 3o Gewichtsteile niedrigpolymerer Methacryl- |
| s.äuremethylester, |
| 67,6 Gewichtsteile Methylenchloridl, - |
| 0,4 Gewichtsteile Dimethylanilin, |
| Gewichtsteile Phenol und |
| o,:1 Gewichtsteile Essigsäureanhydrid. |
| Lösung B |
| 93 Gewichtsteile monomerer Methacry1säure- |
| methylester |
| 3 Gewichtsteile Phenol und |
| .I Gewichtsteile Dibenzoyl,superoxyd. |
| Lösung C: |
| 99 Gewichtsteile Methacrylsäuremethylester, |
| o,5 Gewichtsteile Dim.ethylanilin und |
| 0,5 Gewichtsteile Essigsäureanhydrid. |
| Lösung D |
| 75 Gewichtsteile Methylenchlorid, |
| 5 Gewichtsteile Dibenzoylsuperoxyd und |
| 2o Gewichtsteile polymerer Methacry1säure- |
| methylester. |
In der Lösung C kann das angewendete Essigt' ridgegebenenfalls auch wegbleiben.
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Zum Gebrauch wird i Teil der Lösung D mit 2 Teilender Lösung C vermischt.
Die fertige Mischung enthält im Gegensatz zu der aus den Lösungen A und B hergestellten
Mischungen keinen Stabilisator, sondern nur ein auf Polymerisate stark wirkendes
Lösungsmittel. Die Lösung D enthält Dibenzoylsuperoxyd als üblichen Beschleuniger,
der, wenn er im Monomeren gelöst vorhanden wäre, dessen vorzeitige Polymerisation
bedingen würde.
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In allen Fällen. kann man beim Ansetzen der einzelnen Lösungen die
Beschleuniger bzw. Hochbeschleuniger den betreffenden Lösungen auch erst vor der
Vermischung derselben zu der eigentlichen Klebstoffmasse zusetzen.
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Es ist. überraschend, daß die hochbeschleunigende Wirkung des Amins
sich auch in Gegenwart solcher Stabilisatoren auswirkt, die an sich geeignet sind,
das Monomere dauernd von der Polymerisation zu schützen. Im übrigen wurde gefunden,
daß die Gegenwart des Niedrigpolymeren in der gesamten Mischung Voraussetzung für
die reproduzierbare Auslösung des Polymerisationsvorganges nach der Vermischung
ist. Fehlt das Niedrigpolymere, dann tritt die Polymerisation häufig nicht selbsttätig
ein.
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Bei richtigerZusammensetzungderKlebmischung kann man erreichen, daß
die Polymerisatbild ung wenige Minuten, z. B. etwa io Minuten, nach der gründlichen
Vermischung der vorerwähnten Teilflüssigkeiten beendet ist. Wie bereits erwähnt,
kann man diesen Zeitraum natürlich beliebig verlängern, so daß ruhiges, sicheres
Arbeiten möglich ist. Man kann die Polymerisation natürlich auch in der üblichen
Weise durch Erwärmen bzw. Belichten unterstützen, doch sind diese Hilfsmaßnahmen
in der Regel nicht notwendig. Nach allgemein üblicher Weise bestreicht man die zu
verklebenden Flächen mit der Klebflüssigkeit, läßt gegebenenfalls das in der Mischung
vorhandene Lösungsmittel etwas verdunsten und preßt alsdann die bestrichenen Flächen
fest aufeinander, worauf der Polymerisationsvorgang eintritt und ohne jedeWärmezufuhr
zu Ende verläuft. Dank der hervorragenden. Festigkeit des entstehenden Polymerisats
und des Umstandes, daß der Stabilisator auf die zu verklebenden Flächen anlösend
bzw. erweichend wirkt, werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren außerordentlich
gute Verklebungen erhalten, die, wenn man für Zufügung . der erwähnten Entfärbungsmittel
Sorge trägt, dauernd farblos und durchsichtig bleiben.
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Gegenüber d ,en bisher verwendeten Klebstoffen besitzen die erfindungsgemäßen
Klebmassen für Kunstharze wesentliche Vorteile. Insbesondere zeichnen sie sich dadurch
aus, daß sie sich infolge ihrer ölartigen Beschaffenheit leicht und ohne Fadenziehen
bzw. Blasenbildung auf die zu verklebenden Flächen auftragen lassen. Ferner tritt
die Klebwirkung von selbst und ohne zusätzliche Erwärmung ein, wobei Klebschichten
entstehen, die sich durch besonders gute Haftfestigkeit an,den zu verklebenden Teilen,
weiterhin durch große Zähigkeit und Festigkeit auszeichnen.
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Bei der Erzeugung von Hohlräumen durch Verkleben von Kunstharzplatten.
beispielsweise, also bei der Erzeugung von schach.tel- oder kistenartigen Gebilden,
hat es sich als Nachteil herausgestellt, daß das Klebmittel bzw. die Lösungsmittel
des Klebstoffes in den Hohlraum eindiffundieren und dort unerwünschte Wirkungen
hervorrufen können. Das Lösungsmittel kann beispielsweise die Oberfläche angreifen,
wodurch sie unansehnlich wird oder nach einiger Zeit Rißbildung aufweist, oder aber
ihre Korrosionsfestigkeit gegen Flüssigkeiten, Gase usw., die in die Hohlräume eingefüllt
werden sollen, verliert. Man arbeitet deshalb vorteilhafterweise so, daß man die
Verklebung in zwei Teilen durchführt. Zu diesem Zweck kann man die Klebenaht z.
B. treppenförmig ausbilden. Der nach dem Hohlraum zu liegende Teil der Klebenaht
wird zunächst mit dem aufzuklebenden Streifen beispielsweise durch einen wasserlöslichen
Klebstoff, wie Leim, Gelatine, wasserlösliche Polymerisatharze usw., verbunden,
wodurch eine vorläufige Abdichtung gegen den Hohlraum zu erreicht wird. Der nach
außen zu liegende Teil der Verklebung wird mit dem in .der Erfindung näher beschriebenen
neuartigen Klebstoff ausgefüllt, wodurch im wesentlichen die Haltbarkeit der Verkle-bung
erzielt wird. Die vorläufige, mit wasserlöslichem Klebstoff erzeugte Naht dient
nur dazu, die Lösungsmitteldümpfe des Klebstoffes am Diffundieren ins Innere des
Hohlraumes zu hindern.