DK157368B - Vandbaseret latexklaebemiddel og anvendelse deraf til sammenklaebning af traeflader - Google Patents

Description

DK 157368 B

Den foreliggende opfindelse angâr et vandbaseret latexklæbemiddel, som kan hærde ved stuetemperatur, og som har forbedret vandbestandig-hed og er specielt egnet til anvendelse ved fremstillingen af kon-struktionslaminat.

5 Forskellige former for krydsfiner er blevet anvendt som konstrukti-ons- eller bærende bestanddele i byggeindustrien. Selv om urinstof-harpikser, melamin-urinstof-cokondensationsharpikser og phenolhar-pikser i begyndelsen dominerede som de foretrukne klæbemidler i krydsfinerfremstillingen, er vandbaserede klæbemidler i den seneste 10 tid blevet almindeligt accepterede ved fremstillingen af krydsfiner. Vandbaserede klæbemidler kan reducere den mængde af organiske flygti-ge materialer, som frigores fra klæbemidlet ved terring og har sæd-vanligvis en mindre mængde organisk flygtigt materiale, som med tiden kan frigores fra klæbemidlet under anvendelse af laminaterne. Redu-15 ceret vandfelsomhed hos de vandbaserede klæbemidler var imidlertid i begyndelsen et problem for laminatfabrikanterne. Dette problem er blevet erkendt inden for teknikken, og flere lesninger er blevet foreslàet.

En losning, som er relevant for de foreliggende formâl, er losningen 20 med beskyttet isocyanat, som er beskrevet i USA-patentskrift nr.

3.931.088. Det deri beskrevne vandbestandige klæbemiddel bestâr af en vandig SBR-latex eller lignende latex og et isocyanat dispergeret i en hydrofob oplosning af organisk oplosningsmiddel. Latexen, det overfladeaktive middel, som er forbundet med latexen, eller en tilsat 25 bestanddel har aktive hydrogengrupper til sammenbinding med isocya-natet ved stuetemperatur eller forhejet temperatur. En anden lasning til det foreliggende formâl er lasningen med emulgeret isocyanat, som er beskrevet i USA-patentskrift nr. 4.396.738. Det deri beskrevne vandbestandige klæbemiddel bestâr af en vandig latexemulsion eller-30 dispersion af en vinylpolymer og et polyisocyanat, pâ hvilket nogle af dets isocyanatgrupper har reageret med en monohydroxyalkohol. Selv om sâdanne klæbemidler har fremmet den praktiske anvendelse af van-dige latexklæbemidler i fremstillingen af bygningslaminat, er der stadig behov for forbedringer med henblik pâ klæbemidler med forbed-35 ret vandbestandighed, hvilke klæbemidler kan hærde ved stuetemperatur.

2

DK 157368 B

Dette formâl opnâs med latexklæbemidlet ifolge opfindelsen.

Den foreliggende opfindelse angiver nemlig netop et sâdant latex-klæbemiddel med forbedret vandbestandigbed. Latexklæbemidlet ifolge opfindelsen indeholder en hydroxyfunktionel polymer, et stabilt 5 dispergeret multiisocyanattværbindingsmiddel, et fortykningsmiddel og eventuelt yderligere bestanddele. Klæbemidlet er ejendommeligt ved, at den hydroxyfunktionelle polymer (ud over vandet) er den eneste af klæbemidlets bestanddele, der indeholder grupper, som kan reagere med isocyanatgrupper, og at den hydroxyfunktionelle polymer ud over 10 hydroxygrupperne ikke indeholder andre grupper, der kan reagere med isocyanatgrupper. Multiisocyanatfasen er dispergeret i den vandige latexfase til dannelse af en lagerstabil komposition. Én foretrukken udferelsesform for multiisocyanatfasen er en oplosning deraf i et oplosningsmiddel. En anden fordelagtig udfarelsesform for multiiso-15 cyanatfasen er at omsætte nogle af isocyanatgrupperne med en monohy-droxyalkohol. I begge disse udforelsesformer er multiisocyanat-tvær-bindingsmidlet tilstrækkeligt beskyttet mod vand, sâledes at komposi-tionen er lagerstabil i et langt tidsrum. De forbedrede vandbestan-dighedsegenskaber, som latexklæbemidlet har, skyldes delvis den 20 funktionalitetsbegrænsning, som gælder for den vandige latexfase.

Ingen anden funktionalitetskilde, der er i stand til at reagere med tværbindingsmidlet, er til stede i den vandige latexfase, herunder fx overfladeaktive midler, beskyttelseskolloider, fortykningsmidler, fyldstoffer og andre bestanddele, som normalt er forbundet med latex-25 fasen i et klæbemiddel. Latexen syntetiseres ogsâ fortrinsvis kun fra acrylmonomerer til anvendelser, hvor der kræves hoj ydelse.

En fremgangsmâde til blanding af det forbedrede vandbaserede latex-klæbemiddel ifolge den foreliggende opfindelse omfatter blanding af en vandig latexfase med en multiisocyanatfase og eventuelt et for-30 tykningsmiddel. Den vandige latexfase er begrænset til hærdelige bestanddele bestâende af en vandig hydroxyfunktionel latex, som indeholder hydroxygrupper som dens eneste isocyanatreaktive funktio-nalitet. Multiisocyanatfasen er dispergerbar i den vandige latexfase til dannelse af en lagerstabil blanding. Fortykningsmidlet indeholder 35 ingen funktionalitet, som kan reagere med en isocyanatgruppe. En 3

DK 157368 B

særlig foretrukken udforelsesform for en sàdan fremgangsmâde omfatter dannelsen af et formalet produkt af inerte fyldstoffer til inkor-porering i klæbemidlet. Det er ogsâ onskeligt, at partikelsterrelsen af latexen og partikelsterrelsen af det forraalede pigment justeres 5 til omirent sanune sterrelse.

Fordelene ved den foreliggende opfindelse ligger i, at den angiver et latexklæbemiddel, som er ideelt til fremstilling af konstruktions-laminater, fx krydsfiner. En yderligere fordel er at der opnâs et konstruktionsklæbemiddel, som er umàdelig résistent over for vand, og 10 som har en usædvanlig lang brugstid og er résistent over for skum-dannelse. Endnu en fordel er evnen til let at justere klæbemidlets viskositet uden at skade dets egenskaber. Disse og andre fordele vil være âbenbare for fagfolk pâ basis af den foreliggende beskrivelse.

Den foreliggende opfindelse er baseret pâ flere uventede erkendelser, 15 som er blevet gjort i lebet af den forskning, som har sigtet mod at forbedre vandbaserede latexklæbemidler, fx af den type, som indehol-der det i et organisk oplesningsmiddel dispergerede isocyanattværbin-dingsmiddel som beskrevet i USA-patentskrift nr. 3.931.088. Det er til det foreliggende formai vigtigt at bemærke, at dette patentskrift 20 beskriver anvendelsen af en hvilken som helst aktiv hydrogengruppe herunder fx carboxy, hydroxy, amino, amid eller lignende. Desuden kan en sâdan reaktiv gruppe indgâ i selve SBR-latexen, pâ et overfladeak-tivt middel eller stabiliseringsmiddel, som anvendes ved latexpoly-merisationsprocessen, eller kan indeholdes i bestanddele, som sættes 25 til klæbemidlet, fx PVA-fortykningsmiddel eller lignende. De funda-mentale erkendelser, hvorpâ den foreliggende opfindelse er baseret, omfatter éliminering af aktiv hydrogenfunktionalitet fra aile be-standdelene i klæbemidlet med undtagelse af den hydroxyfunktionelle polymer selv. En anden erkendelse er, at den aktive hydrogenfunktio-30 nalitet ikke ber være carboxy eller lignende, men ber være begrænset til hydroxy. Elimineringen af carboxygrupper har overraskende fart til forbedret skumdæmpning, og begrænsningen gâende ud pâ placeringen af hydroxygruppen pâ polymeren har resulteret i forbedret vandbe-standighed. Denne kombination af begrænsninger, som er forbundet med 35 klæbemidlet, er ikke erkendt inden for teknikken.

4

DK 157368 B

Med hensyn til polymerkoraponenten af den vandige latex har denne hydroxyfunktionalitet som den eneste isocyanatreaktive funktionalitet i overenssteimnelse med den foreliggende opfindelses princip. Det er enskeligt, at de bestanddele, der anvendes til at syntetisere poly-5 meren, er begrænset til acrylmonomerer til anvendelser, hvor der stilles heje krav, selv om ikke-acrylmonomerer (fx andre vinylmono-merer, polyestere, etc.) i visse tilfælde kan anvendes. Hensigts-mæssige acrylmonomerer omfatter fx alkylestere af acryl- og metha-crylsyre, fx lavere alkylestere af acryl- eller methacrylsyre sâsom 10 methylaerylat eller methylmethacrylat, propylacrylat eller propylmet-hacrylater, butylacrylater eller butylmethacrylater, 2-methylhexyla-crylat, n-octylacrylat, 2-ethylhexylacrylat, octylmethacrylat og andre alkylacrylater eller -methacrylater. Hydroxyholdige acrylmonomerer omfattende hydroxyderivater af de ovenfor nævnte monomerer, 15 eller pentaerythritol-triacrylat, trimethylolpropantriacylat eller lignende kan anvendes til tilvejebringelse af hydroxygrupper til polymeren pâ sædvanlig mâde. Syntesen af sâdanne polymerer er sà almindelig, at den ikke beh0ver blive yderligere forklaret her for fagfolk. Det er imidlertid vigtigt, at polymeren kun indeholder 20 hydroxyfunktionalitet som angivet ovenfor.

Latexfasen bar hâve en partikelsterrelse pâ 3000-9000 Â med typiske latexpartikler i omrâdet ca. 5000 Â. Sâdanne sterre latexpartikel-sterrelser kan opnâs ved at anvende de foretrukne acrylmonomerer som anfert ovenfor. Sâdanne partikelsterrelser er sterre end de partikel-25 sterrelser, som typisk opnâs med SBR-latexer inden for teknikken.

Desuden ber latexfasen hâve en glasovergangstemperatur (herefter betegnet Tg) pâ fra -3°C til 20°G, hvilket fremgâr af eksempleme.

Desuden ber hydroxyindholdet i latexen ligge pâ 1-6 vægtprocent hydroxymonomerindhold.

30 Multiisocyanat-tværbindingsmidlet er et sædvanligt multiisocyanat, som anvendes i urethanreaktioner. Multiisocyanater har fortrinsvis fra ca. 2-4 isocyanatgrupper til anvendelse i latexklæbemidlet ifelge den foreliggende opfindelse. Egnede multiisocyanater til anvendelse i den foreliggende opfindelse omfatter fx hexamethylen-diisocyanat, 35 4,4'-toluen-diisocyanat (TDI), diphenylmethan-diisocyanat (MDI), polymethylpolyphenylisocyanat (polymer MDI eller PAPI), m- og p- 5

DK 157368 B

phenyl-diisocyanater, bitolylen-diisocyanat, triphenylmethan-triiso-cyanat, tris-(4- isocyanatphenyl)thiophosphat, cyclohexan-diisocyanat (CHDI), bis- (isocyanatmethyl)cyclohexan (HgXDI), dicyclohexylmethan-diisocyanat (H^MDI) > dimersyre-diisocyanat (DDI), trimethylhexamet-5 hylen-diisocyanat, lysin-diisocyanat og dets methylester, isophoron-diisocyanat, methylcyclohexan-diisocyanat, 1,5-naphthalen-diisocya-nat, triphenylmethan-triisocyanat, xylylen- og xylen-diisocyanat og methylderivater deraf, polymethylenpolyphenyl-isocyanater, chlorphe-nylen-2,4-diisocyanat og lignende og blandinger deraf. Aromatiske og 10 aliphatiske polyisocyanatdimerer, -trimerer, -oligomerer, -polymerer (herunder biuret- og isocyanuratderivater) og isocyanat-funktionelle præpolymerer er ofte tilgængelige som færdige pakninger, og sâdanne pakninger er ogsâ egnede til anvendelse i den foreliggende opfindel-se.

15 Multiisocyanatet kan dispergeres i et oplosningsmiddel, som opleser isocyanatforbindelsen eller -polymeren, og er en væske ved stuetem-peratur og opfylder oploselighedskravene som beskrevet i USA-patent-skrift nr. 3.931.088. Typiske eksempler pâ et sâdant oplosningsmiddel er fx aliphatiske og aromatiske carbonhydrider eller blandinger 20 deraf, typisk toluen, xylen, benzen, benzin, petroleum, tetralin, decalin, terpentinolie, fyrrenâleolie, flydende paraffinolie og lignende; halogenerede carbonhydrider, typisk fx methylenchlorid, chlorbenzen, chlortoluen og lignende; ketoner sâsom fx methylisobu-tylketon, methyl-n-amylketon, methyl-n-hexylketon, ethyl-n-butylke-25 ton, di-n-propylketon og acetophenon; ethere sâsom fx isopropylether, methylphenylether, ethylbenzylether, furan og lignende; lavere aliphatiske estere sâsom fx eddikesyre-isopropylester, eddikesyre-buty-lester, propionsyre-butylester og lignende; phthalsyreestere sâsom fx phthalsyre-butylester, phthalsyre-dioctylester, phthalsyre-butylben-30 zylester og lignende; og blandinger deraf. Yderligere oplosningsmid-ler omfatter oleinsyreestere, adipinsyreestere, azelainsyreestere, sebasinsyreestere, stearinsyreestere, benzoesyreestere, abietinsyree-stere, oxalsyreestere og phosphorsyreestere. En yderligere gruppe oplosningsmidler omfatter hojere aliphatiske syreestere sâsom gly-35 ceridolier. Det oplosningsmiddelbeskyttede isocyanat-tværbindings-middel dannes i overensstemmelse med den i nævnte patentskrift be-skrevne fremgangsmâde.

6

DK 157368 B

Et alternativ er en vandig émulsion eller dispersion af multiisocya-natet, soin har gennemgâet i det mindste delvis reaktion mellem nogle af sine isocyanatgrupper og en monohydroxyalkohol. Monohydroxyalkoho-len er med fordel en alkanol indeholdende mindst ét og fortrinsvis 5 mellem ca. 6 og 30 carbonatomer. Repræsentative eksempler pâ mono-hydroxyalkoholer er fx n-hexylalkohol, n-heptylalkohol, n-octylalko-hol, n-nonylalkohol, n-decylalkohol, laurylalkohol, myristylalkohol, cetylalkohol, stearylalkohol, arachidylalkohol, behenylalkohol, isohexylalkohol, 2-ethylhexanol, 2-ethylisohexanol, isooctylalkohol, 10 isononylalkohol, isodecylalkohol, isotridecylalkohol, isocetylalko- hol, isostearylalkohol, oleylalkohol, linolylalkohol og lignende.

Det ber imidlertid bemærkes, at det undertiden og ved visse koncen-trationer kan være vanskeligt at fâ nogle alkoholmodificerede isocya-nater til at danne en stabil vandig émulsion eller dispersion deraf.

15 I sâdanne tilfælde foreslâs det i USA patentskrift nr. 4.396.738 at anvende et overfladeaktivt middel, herunder et anionisk, kationisk eller ikke-ionisk overfladeaktivt middel. Det skal bemærkes, at aktiv hydrogenfunktionalitet pâ sâdanne overfladeaktive midler vil forringe klæbemidlets ydeevne som beskrevet ovenfor. Forudsat at sâdanne 20 overfladeaktive midler er monofunktionelle, og at de er til stede i meget smâ mængder, som kun er nedvendige for stabilt at dispergere eller emulgere isocyanatet i vand, og at de ikke anvendes som en del af den vandige latexfase, kan sâdanne mindre mængder af funktionelle overfladeaktive midler være anvendelige i den foreliggende opfindelse 25 pâ bekostning af visse egenskaber. En minimering af anvendelsen af sâdanne funktionelle overfladeaktive midler ber naturligvis foretages .

Den hydroxyfunktionelle polymer og tværbindingsmidlet er de eneste reaktive bestanddele i det forbedrede vandbaserede latexklæbemiddel 30 ifelge den foreliggende opfindelse. Det ber bemærkes, at yderligere ikke-funktionelle bestanddele kan finde anvendelse i latexen. For-tykningsmidler er meget nyttige til formulering af klæbemidlet til tilvejebringelse af fordelagtig viskositetsjustering til specielle anvendelsesteknikker. Sâdanne fortykningsmidler eller thixotrope 35 midler mâ dog ikke indeholde grupper, som reagerer med isocyanat- 7

DK 157368 B

tværbindingsmidlet. Repræsentative ikke-funktionelle fortykningsmid-ler omfatter fx poly(alkylvinylethere), poly(N-vinylpyrrolidon) og alkylerede derivater deraf, poly(methylvinylether/maleinsyreanhydrid) og îkke-ionlske estere deraf, acrylsyre/acrylamidcopolymerer og 5 lignende og blandinger deraf.

Yderligere bestanddele, som kan anvendes i klæbemidlet, er fyldstof-fer, som kan være organiske eller uorganiske. Organiske fyldstoffer omfatter fx træpulver, pulver af valnoddeskal eller lignende. Uorganiske fyldstoffer omfatter fx lerarter sâsom kaolinitler, silicium-10 dioxid, talkum, titandioxid, zinkoxid og lignende. De inerte fyld-stofbestanddele eller fyldstoffer fremstilles med fordel som et formalet fyldstof, og det formalede fyldstof inkorporeres i klæbemid-delkompositionen. Det formalede fyldstof fremstilles pâ sædvanlig mâde, ligesom formalede pigmenter til maling fremstilles til anven-15 delse ved hjælp af forskellige kværne. Partikelstorrelsen af det formalede fyldstof ligger generelt i omràdet 300-30.000 Â. Partikel-storrelsen af det formalede fyldstof er fortrinsvis inden for omrâdet af latexens partikelstorrelse, og partikelstorrelsen er fortrinsvis omtrent den samme som latexpartikelstorrelsen, for at der kan dannes 20 et monodisperst klæbemiddel. Den anvendte mængde fyldstof eller formalet fyldstof kan være op til ca. 100 vægtprocent, baseret pâ latexfasen. Generelt varierer fyldstofferne fra 20-60 vægtprocent, beregnet som faste stoffer af latexfasen.

Det forbedrede vandbaserede latexklæbemiddel ifolge den foreliggende 25 opfindelse har en brugstid, som kan være op til 8 timer (eller et skift), og som er særdeles hensigtsmæssig ved anvendelse af komposi-tionen i en fabrik. Latexklæbemidlet er ogsâ relativt fri for skum, hvilket ogsâ forbedrer den mekaniske hândtering af kompositionen.

Klæbemidlet formuleres ved blanding, ofte under stærke forskydnings-30 betingelser, af den vandige latexfase, isocyanatfasen og fyldstofbe-standdelene, som fortrinsvis tilvejebringes som et formalet fyldstof. Fortykningsmidlet og fyldstoffet justeres, sâledes at der fâs en viskositet i omrâdet 1000-5000 cps ved indendors omgivelsestempera-tur. Klæbemidlet kan pâfores ved sædvanlig rullebelægning, bâde 35 direkte og indirekte, spraypàforing, dypningspâfaring eller en hvil-ken som helst pâforingsteknik, som er nodvendig, enskelig eller 8

DK 157368 B

hensigtsmæssig. Lag af træ kan lamineres pâ sædvanlig mâde under tryk, som typisk anvendes til fremstilling af trælaminat eller kryds-finer. De pressede larainater kan holdes ved indendors omgivelsestem-peratur til hærdning af klæbemidlet eller kan opvarmes, hvis en 5 passende varmekilde er tilgængelig eller for at opnà specielle virk-ninger. Desuden kan klæbemidlet hærdes ved udsættelse for radiofre-kvens eller elektromagnetiske belger og ved mikrobolgebestràling.

Uafhængig af hærdningsmâden fâs konstruktionslaminater med forbedret styrke og vandbestandighed ved anvendelse af klæbemidlet ifalge den 10 foreliggende opfindelse. Den forbedrede vandbestandighed fremgâr især af en kognings/terrings- testvurdering af klæbemidlet som beskrevet detaljeret i eksemplerne nedenfor. Til konstruktionslaminering er klæbemidlets vandbestandighed en særlig værdifuld egenskab. Klæbemid-lets ydeevne fremhæves især, nâr klæbemidlet anvendes til koldhærd-15 ning af sinkninger. Bemærkelsesværdige forbedringer i ydeevne ses ved anvendelse i sinkninger, hvilket fremgâr af eksemplerne. Desuden kan RF-hærdning af sinkninger let anvendes til drift i kommerciel mâle s tok.

I et yderligere aspekt angâr den foreliggende opfindelse anvendelsen 20 af et vandbaseret klæbemiddel ifelge et hvilket som helst af kravene 1-11 til sammenklæbning af træflader til dannelse af trælaminat eller krydsfinér, og i et foretrukket aspekt omfatter anvendelsen ifolge opfindelsen, at klæbemidlet hærdes ved stuetemperatur ved udsættelse for radiofrekvensbolger eller ved udsættelse for mikrobolgestrâling.

25 Nedenstâende eksempler viser, hvorledes den foreliggende opfindelse er blevet udovet. I nærværende ansogning er aile dele og procentdele angivet i vægtdele og vægtprocent, med mindre andet udtrykkeligt er angivet. Endvidere henvises der udtrykkeligt til aile referencer, som er omtalt i beskrivelsen.

30 EKSEMPEL 1

Et klæbemiddel blev formuleret ud fra en vandig latexfase og en organisk tværbindingsfase. Den vandige fase bestod af hydroxyacrylla-texen, et formalet fyldstof og stabiliseringsadditiver.

TABEL 1 9

DK 157368 B

Vandig fase Vægtdele

Latex 5 (1 Hydroxyacryllatex 12,65

Formalet fyldstof (2 "Nalco 9SS-068" fortykningsmiddel 0,55 (3 CaC03 23,92 10 (4 Natriumdioctylsulfosuccinat 0,24

Demineraliseret vand 12,65

Additiver (5 "Dowicil 75" fungicid 0,87 15 (6 "Nopco® 8034" antiskummiddel 0,30 (7 "Tamol® 731" dispergeringsmiddel 1,91

Toluen 1,41

Tværb indingsfase 20 (8 "Mondur® MR" diisocyanat 75,0

Dibutylphthalat 12,5

Toluen 12,5 (1 Butylacrylat, methylmethacrylat, 2-hydroxyethylacrylat 25 (48,5:49,5:2,0 vægtforhold) leveret soin 50% ikke-flygtige faste stoffer.

(2 "Nalco 9SS-068" flydende polymer fortykningsmiddel, massefylde 1,072, densitet 1,02+0,021 kg/liter, flammepunkt 54°C, 33,4±1 vægtprocent faststofindhold, viskositet 740±30 cps (Brook-30 field, spindel nr. 3, 60 rpm, 22°C), Nalco Chemical Company,

Oak Brook, Illinois, USA.

10

DK 157368 B

(3 "Gamma-Sperse 80", handelsnavn for CaCC>3, Georgia Marble Company, Atlanta, Georgia.

(4 "Aérosol 0T", handelsnavn for natriumdioctylsulfosuccinat, 75% faststofindhold i vand/alkohol, 1,09 g/cm, 200 cps, pH-værdi 5 5-7, syretal max 2,5, IV 0,25 max., American Cyanamid Company,

Wayne, New Jersey.

(5 "Dowicil 75”, antimikrobielt middel, som er 1-(3-chlorallyl)- 3,5,7- triaza-l-azonia-adamantanchlorid (67,5 vægtprocent aktiv bestanddel, resten er 32,5% inerte stoffer og 23% natri-10 umhydrogencarbonat), leveret her i yderligere demineraliseret vand (0,14 vægtdele Dowicil 75 i 0,73 vægtdele vand), Dow Chemical Co., USA, Midland, Michigan, USA.

(6 "Nopco® 8034", antiskummiddel, omtales kun som en opaliseret, off-white væske, flydepunkt -18°C, 0,86 kg/liter antiskummid-15 del (Diamond Shamrock Corporation, Morristown, New Jersey, USA) .

(7 "Tamol® 731", handelsnavn for natriumsaltet af et carboxylat-polyelektrolytpigmentdispergeringsmiddel, pH-værdi 10,0, 25 vægtprocent faststofindhold, densitet (25°C) 9,2 gai, Rohm and 20 Haas, Philadelphia, Pennsylvania, USA.

(8 "Mondur® MR", isocyanat, er et polymert diphenylmethan-diiso-cyanat, ækvivalentvægt 133, Mobay Chemical Corporation, Pittsburgh , Pennsylvania.

Klæbemidlet blev formuleret ved at fremstille det malede fyldstof un-25 der anvendelse af en Cowles-molle indeholdende samtlige fyldstofbe-standdele med undtagelse af CaC03, som blev tilsat under betingelser med meget stærk forskydningsblanding i lobet af 5 minutter. Det formalede fyldstof blev indfort i latexfasen i Cowles-mollen under betingelser med svag omrystning efterfulgt af tilsætning af additi-30 verne i den ovenfor anforte rækkefolge.

11

DK 157368 B

Tværbindingsfasen blev fremstillet pâ den i USA-patentskrift nr.

3.931.088 beskrevne mâde. Umiddelbart for anvendelsen af klæbemidlet blev tværbindingsfasen dispergeret i den vandige fase (21,55 vægtdele tværbindingsfase pr. 100,0 dele latexfase) under modérât blanding i 5 lobet af 1 minut.

Klæbemidlet blev bedomt pâ Douglas-gran-substrater med en sprednings-mængde pâ 0,31 kg/cm^ træoverflade. Proverne blev presset ved 1034 kPa (stuetemperatur) natten over. Halvdelen af proverne blev lagret under omgivelsesbetingelser i 3 dage, nedsænket i kogende vand i 4 10 timer, terret i 19 timer ved 60°C, kogt i yderligere 4 timer, blev fort under koldt ledningsvand (15-20°C) og derefter testet (dette benævnes nedenfor som "kognings/torrings"-testen). De ovrige prover blev lagret i 4 dage under indendors omgivelsesbetingelser og derefter testet pâ den 4. dag (nedenfor betegnet som "normal" test).

15 Træpanelerne blev skâret i 19 mm brede prover til falsefugetest i overensstemmelse med ASTM D-1037. Testene blev udfort under anvendel-se af en Instron Tensile Tester. Den gennemsnitlige brudstyrke i "normal" tilstand for 5 prover var 6,79 MPa, idet der blev opnâet 100 træbrud. Brudstyrken i "kognings/torrings"-tilstand af 5 testede 20 prover var i gennemsnit 4,85 MPa med i gennemsnit 89,2% træbrud.

EKSEMPEL 2

Yderligere karakterisering af latexdelen af klæbemidlet fokuserede pâ latexens Tg. Flere acryllatexer blev syntetiseret og formuleret til klæbemidler bestàende af ikke-funktionelt fortykningsmiddel ("Gan-25 trez® M-154", handelsnavn for poly(methylvinylether), 50% vandig oplosning, GAF Corporation, New York, New York, USA); det beskyttede isocyanat fra eksempel 1; og idet resten udgjordes af latexen med forskellig Tg som anfort nedenfor.

Tabel II

12

DK 157368 B

Latex *Latexmonomerindhold (vdhm) Tg nr. BA MMA HEA (°C) 5 30 54,1 44,9 1,0 -2,5 44 51,64 47,36 1,0 1,0 28 49,11 49,89 1,0 4,7 51 46,91 52,09 1,0 8,0 45 44,31 54,69 1,0 12,0 10 52 41,78 57,22 1,0 16,0 *vdhm betegner vægtdele pr. 100 vægtdele monomer BA betegner butylacrylat MMA er methylmethacrylat 15 HEA betegner 2-hydroxyethylacrylat

Klæbemidlerne blev pâfart pà sukkerahornlag, som blev presset ved ca.

1,21 MPa natten over (stuetemperatur) og derefter testet som beskre-vet i eksempel 1 med folgende resultater:

Tabel III

20 Klæbe- Latex M-154 Isocya- Spred- Kogning/- middel fyld- nat nings- Normal terring nr. Tg Vægt- stof (vægt- mængde (MPa) (MPa) (°C) dele (vægt- dele) (g/cm^) dele) 25 _ 41E -2,5 100,0 2,0 8,92 0,0271 6,89 7,65 49D 1,0 100,0 2,0 8,86 0,0273 5,54 5,52 41D 4,7 100,0 2,0 8,86 0,0272 8,45 8,81 58B 8,0 100,0 2,0 8,99 0,0274 9,61 9,54 30 58D 12,0 100,0 2,0 9,02 0,0273 10,80 11,03 58C 16,0 100,0 2,0 9,03 0,0273 10,45 9,10 13

DK 157368 B

De ovenfor anforte resultater viser, at den foretrukne latex med 1% hydroxy-monomerindhold opnâede optimale funktionsegenskaber ved et Tg pâ ca. 12°C. Naturligvis skulle andre latexmonomerer give et optimalt Tg, som ikke nedvendigvis faider sammen med den ovenfor vurderede latex. Den 5 udmærkede bevarede bindingsevne under betingelserne "kogning/torring" er imidlertid pâvist.

EKSEMPEL 3

Horisontale sinkninger af gui fyr (dybde 25 mm, Wisconsin Blade) blev dyppet i et klæbemiddel, som lignede den i eksempel 1, under anvendelse 10 af hydroxylatex nr. 45 fra eksempel 2, og delene blev sammenf0jet for at presse overskydende klæbemiddel ud. Derefter blev sinkningerne udsat for radiofrekvensbolger (5000 V ved 0,7 ampere, 3,5 kW, 27,12 MHz) i 18 sekunder til hærdning af klæbemidlet. En anden prove af en sinkning blev hærdet ved indendors omgivelsestemperatur. Begge prover blev underkastet 15 en vurdering af bojningsstyrken i overensstemmelse med AITC 201-73.

TABEL IV

Fors0g Hærdnings- Bejningsstyrke nr, màde (MPa) 20 91-93 Omgivelses- 69,1 temperatur 76-78 RF 63,5

Fleksibiliteten og tilpasningsevnen ved hærdning af klæbemidlet ifelge 25 den foreliggende opfindelse fremgâr af ovenstâende data.

EKSEMPEL 4

Forskellige hydroxymonomerdele blev bedomt for den foretrukne latex-komposition fra eksempel 1 som folger:

Tabel V

14

DK 157368 B

Latex Latexmonomerindhold Tg nr. BA MMA HEA (eC) 5 28 49,11 48,89 1,0 4,7 140 48,5 49,5 2,0 4,7 141 45,9 48,1 6,0 4,7

Klæbemidlerne blev pâfart pâ sukkerahornlag, soin blev presset og bedamt 10 som i eksempel 3 med falgende resultater.

Tabel VI

Klæbe- Latex M-154 Isocya- Spred- Kogning/- mid- fyldstof nat nings- Normal tarring del Nr. Vægt- (vægt- (vægt- mængde (MPa) (MPa) 15 nr. dele dele) dele) (g/cm^) 41D 28 100,0 2,0 8,87 0,0273 8,45 8,81 143B 140 150,0 2,28 13,22 0,0220 7,48 5,44 143D 141 150,0 2,28 13,10 0,0218 7,04 3,47 20 ___

Disse resultater viser, at et lavere hydroxymonomerindhold i latexen forbedrer ydeevnen.

EKSEMPEL 5

Klæbemidler blev blandet ved forskellige fyldstofvolumenkoncentrationer 25 og bedamt. De formalede fyldstoffer (Hegman-gauge formaling 7,5) blev fremstillet pâ den i eksempel 1 anfarte mâde ud fra falgende bestandele:

DK 157368 B

15

Formalet fyldstof 122

Bestanddel vægtdele

Demineraliseret vand 33,86 5 "Aérosol OT" natrium- dioctylsulfosuccinat 0,65 "Nalco 9SS-068" fortyk-ningsmiddel 1,46

CaC03 64,03 10 __ 100 g formalet fyldstof 122 blev fortyndet med yderligere 44,44 g demineraliseret vand, hvilket gav et formalet produkt med et indhold pâ 45% ikke-flygtige faste fyldstoffer, som blev identificeret som fyldstof 123B. Fyldstof 123B blev blandet med latex nr. 51 fra eksempel 3, hvil-15 ket gav fire forskellige klæbemidler, hvad angâr volumen af fast fyldstof. Disse klæbemidler blev bedomt pâ Douglas-gran (142 cm^ overflade), som blev presset ved 1,21 MPa som beskrevet i eksempel 3.

TABEL VII

Klæ- Latex Fyld- Iso- Spred- Fyld- Nor- Kog- 20 be- 51 stof cya- nings- stof mal ning/ mid- (vægt- 123B nat mængde 123B (MPa) tar- del dele) (vægt- (vægt- (g/cm^) (volu- ring nr. dele) dele) men%) (MPa) 25 140B 74,59 39,96 19,43 0,0269 20 5,27 2.,94 140C 60,39 55,52 19,42 0,0271 30 6,44 3,57 140D 48,20 68,89 19,43 0,0274 40 6,48 3,66 140E 37,55 80,53 19,43 0,0276 50 5,29 4,49 30 Disse resultater viser den virkning, som fyldstofvolumenet har pâ klæbe-midlets ydeevne. Selv om den normale brudstyrke synes at hâve nâet sit maksimum ved ca. 30-40% fyldstofvolumenkoncentration, forages kognings/-tarrings-brudstyrken stadig. Naturligvis vil der ved for hajt fyldsto- 16

DK 157368 B

findhold være en utilstrækkelig mængde latex og tværbindingsmiddel til stede for at danne en effektiv bindlng mellem underlagene.

EKSEMPEL 6

For at pâvise den forbedrede ydeevne, som rene acryllatexer giver, blev 5 hydroxylatexen fra eksempel 1 sammenlignet med en SBR-latex (Dow DL 612 styren-butadiengummi, 60% styren/40% butadien, intet carboxytal, densi-tet 0,965 kg/1, 47% faststofindhold, massefylde 1,0253 g/cm^, gennem-snitlig partikelsterrelse 2643 Â, Dow Chemical USA), som ikke havde nogen hydroxyfunktionalitet, og med en EVA-copolymer ("DUR-O-SET E230" 10 ethylenvinylacetatcopolymer, 55% nv faste stoffer, Tg -15°C, pH-værdi 4,5, National Starch & Chemical Corporation, Bridgewater, New Jersey), som havde nogen hydroxyfunktionalitet. Acryllatexformuleringen fremgâr af det nedenstâende.

Latex nr. 31 15 BA 48,47 vægtdele MMA 49,53 vægtdele HEA 2,0 vægtdele Tg +4,7°C.

Klæbemidlerne blev blandet ud fra de i eksempel 3 anferte bestanddele og 20 testet pâ sukkerahornlag med folgende resultater:

Tabel VIII

17

DK 157368 B

Klæbe- latex M-154 Isocya- Spred- Kogning/- mid- _ fyldstof nat nings- Normal terring del- Tg vægt- (vægt- (vægt- mængde- (MPa) (MPa) 5 nr. (°C) dele dele) dele) (g/cm^) 15B SBR 100,0 4,0 8,93 0,0281 4,63 5,58 sam-men- 10 llg- nlng 17B EVA 100,0 2,0 10,03 0,0247 5,07 3,92 sam-men- 15 lig- ning 41B hydro- 100,0 2,0 8,83 0,0274 9,22 9,29 xylatex 20 De ovenfor anforte resultater viser den forbedrede ydeevne, som kan forventes, nâr der anvendes en acryllatex til formulering af et hin-demiddel. Ikke blot giver det her omhandlede klæbemiddel forbedret falsfugeforskydningsstyrke, men denne forbedring bibeholdes ogsâ, efter at proven er blevet udsat for betingelser med "kogning/t0rring"-betin-25 gelser.

EKSEMPEL 7

Tilsætningen af en anden polyol til klæbemidlet blev bedamt i dette eksempel. Falgende latex blev syntetiseret

Latex nr IB: 30 _ BA 36,0 MHA 58,0 HEA 6,0 og sammenlignet med en blanding af latex nr. 31 (eksempel 6) og "Dow 35 polyol E-400" (polyethylenoxid, molekylvægt 400, Dow Chemical USA,

Midland, Michigan), som blev blandet for at fâ et samlet polymerhydr- 18

DK 157368 B

oxyindhold ækvivalent til latex nr. IB. Klæbemidlerne blev testet pâ rodeg, som blev presset og bedemt som i de foregâende ekserapler.

Tabel IX

Klæbe- latex M-154 Isocya- Spred- Nor- Kogning/- 5 mid- _ fyldstof nat nings- mal terring del- nr. vægt- (vægt- (vægt- mængde (MPa) (MPa) nr. dele dele) dele) (g/cm^) 43B IB 100,0 *1,0 13,21 0,0197 9,38 2,15 10 E-400 2,83 43E 31 100,0 2,0 12,50 0,0195 9,27 4,91 * GAF-fortykningsmiddel LN, neutraliseret oplesning af partielle ikke-ioniske estere af "Gantrez® AN" poly(methylvinylether/ma-15 leinsyreanhydrid), 15±0,5% faststofindhold, pH-værdi 9±0,5, bulk- densitet (20eC) 0,92 kg/1, GAF Corporation, New York, New York, USA.

Ovenstâende resultater viser, at fordelen ved at eliminere polyolen i formuleringen manifesterer sig ved en forbedring af falsfugeforskyd-20 ningsstyrke ved kogning/torring. Denne forbedrede ydeevne er særlig værdifuld for konstruktionsklæbemidler.

EKSEMPEL 8

En acryllatexpolymer indeholdende carboxyfunktionalitet blev synteti-seret til sammenligning med hydroxyacryllatexpolymer nr. 28, bindemiddel 25 nr. 41D, eksempel 3.

Latex nr 160: BA 50,0 MMA 49,0 30 *MMA 1,0

Tg +4,7 ° C

*Methacrylsyre.

Latex nr. 28: 19

DK 157368 B

BA 49,11 MMA 49,89 5 HEA 1,0

Tg +4,7°C.

Klæbemidlerne blev pâfort pâ sukkerahorn (146,8 cm^) , som blev presset og bedomt som tidligere.

Tabel X

10 Klæbe- latex M-154 Isocya- Spred- Nor- Rogning/- mid- _ fyldstof nat nings- mal torring del- nr. vægt- (vægt- (vægt- mængde- (MPa) (MPa) nr. dele dele) dele) (g/cm^) 15 166B 160 150,0 2,28 13,28 0,0273 7,67 4,31 41D 28 100,0 2,0 8,87 0,0272 8,45 8,81

Igen pâvises ydeevnen af det hidtil ukendte klæbemiddel ved kogning/-torring-testen. Elimineringen af carboxyfunktionaliteten resulterede 20 ikke blot i forbedret ydeevne, men skumningen blev ogsâ markant for-mindsket.

EKSEMPEL 9

Klæbemidler, ved hvilke man udnyttede teknikken med emulgeret isocyanat beskrevet i USA patentskrift nr. 4.396.738 blev blandet til test pâ 25 Douglas gran sammen med klæbemidlet fra eksempel 1 (klæbemiddel nr.

121A, BA/MMA/HEA, latex Tg 12°C, 3% HEA). I klæbemiddel nr. 121B blev isocyanatemulsionen fra eksempel 1 (2) (b) i USA-patentskrift nr.

4,396,738 anvendt, dvs. isocetylalkohol-modificeret "Mondur® MR",. I klæbemiddel nr. 121C blev anvendt isocyanatemulsionen fra eksempel 1 30 (2)(c), dvs. emulgeret isocetylalkohol-modificeret "Mondur® MR". Folgen- de resultater blev opnàet:

Claims (13)

1. Vandbaseret latexklæbemiddel af en vandig latex, der indeholder en hydroxyfunktionel polymer, et stabilt dispergeret multiisocyanat-tvær-bindingsmiddel, et fortykningsmiddel og eventuelt yderligere bestand-30 dele, kendetegnet ved, at den hydroxyfunktionelle polymer (ud over vandet) er den eneste af klæbemidlets bestanddele, der indeholder grup-per, som kan reagere med isocyanatgrupper, og at den hydroxyfunktionelle DK 157368 B polymer ud over hydroxygrupperne ikke indeholder andre grupper, der kan reagere med isocyanatgrupper.

2. Klæbemiddel ifelge krav 1, kendetegnet ved, at latexen udelukkende er dannet af acrylmo-5 nomerer.

3. Klæbemiddel ifolge krav 2, kendetegnet ved, at acrylmonomererne indeholder 1-6 vægtpro-cent af en hydroxybærende acrylmonomer.

4. Klæbemiddel ifelge krav i, 10 kendetegnet ved, at latexens glasovergangstemperatur ligger i omrâdet mellem -3°C og +20°C.

5. Klæbemiddel ifelge krav 1, kendetegnet ved, at latexens partikelsterrelse ligger I omrâdet 3000-9000 Â.

6. Klæbemiddel ifelge krav 1, kendetegnet ved, at det har en viskositet pâ 1000-5000 cps.

7. Klæbemiddel ifalge krav 1, kendetegnet ved, at det indeholder inerte fyldstofbestand-dele.

8. Klæbemiddel ifolge krav 4, kendetegnet ved, at den hydroxyfunktionelle polymer er en terpolymer af butylacrylat, methylmethacrylat og 2-hydroxyethylacrylat.

9. Klæbemiddel ifolge krav 7, kendetegnet ved, at de inerte fyldstofbestanddele bearbejdes 25 til et formalet produkt, som varierer i sterrelse mellem 300 og 30.000 Â, fer de inkorporeres i klæbemidlet.

10. Klæbemiddel ifelge krav 1, kendetegnet ved, at multiisocyanat-tværbindingsmidlet er en oplesning af et multiisocyanat i et oplesningsmiddel. DK 157368 B

11. Klæbemiddel ifelge krav 1, kendetegnet ved, at multiisocyanat-tværbindingsmidlet er et multiisocyanat, som har undergâet i det mindste delvis reaktion af nogle af sine isocyanatgrupper med en monohydroxyalkohol. 5

12, Anvendelse af et vandbaseret klæbemiddel ifelge et hvilket som helst af kravene 1-11 til sammenklæbning af træflader til dannelse af trælami-nat eller krydsfiner.

13. Anvendelse ifelge krav 12, kendetegnet ved, at klæbemidlet hærdes ved stuetemperatur ved 10 udsættelse for radiofrekvensbolger eller ved udsættelse for mikrobolge-strâling.