EP2892955A1 - Haftvermittlerzusammensetzung für polyolefinische membranen - Google Patents

Haftvermittlerzusammensetzung für polyolefinische membranen

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EP2892955A1
EP2892955A1 EP13756906.7A EP13756906A EP2892955A1 EP 2892955 A1 EP2892955 A1 EP 2892955A1 EP 13756906 A EP13756906 A EP 13756906A EP 2892955 A1 EP2892955 A1 EP 2892955A1
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EP
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weight
substrate
composition according
group
composition
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13756906.7A
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English (en)
French (fr)
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Elyes Jendoubi
Markus Haufe
Wilfried Carl
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Sika Technology AG
Original Assignee
Sika Technology AG
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Publication date
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Publication of EP2892955A1 publication Critical patent/EP2892955A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend

Definitions

  • polyolefinic substrates for example in the form of polyolefinic membranes
  • other substrates for example in the form of polyolefinic membranes
  • Tunnel seal can be used.
  • polyolefinic substrates such as polyethylene, polypropylene or EPDM are known for their adhesion-unfriendly surface.
  • Such materials can only be permanently and structurally bonded, if they are special
  • Pretreatment methods are subjected. These are usually physical pretreatments in which the surface is oxidized, for example, so that the adhesive can bind physically or chemically after application.
  • thermoplastic olefin thermoplastic olefin substrate to be welded to a TPO substrate.
  • TPO substrate thermoplastic olefin
  • PVC substrate polyvinyl graft polyethylene
  • Another possibility for structural and permanent bonding in polyolefinic substrates with other substrates is the physical pretreatment of the surface of the polyolefinic substrate, for example by plasma treatment, flaming, etching or similar methods, which is followed by bonding to the other substrate following this physical pretreatment.
  • pretreatment processes are expensive and expensive.
  • the pre-treatment can not be carried out on site, but must already be integrated in the production. Since the effect of the pretreatment decays with time, the storage time for such pretreated substrates is limited, resulting in a lack of reproducibility of the bond strength after bonding of the substrates.
  • polyolefin primers consisting of chloroprene rubber or chlorinated polyolefins in a suitable solvent.
  • Bond strength can be achieved when new and after hot air aging. However, it has been shown that when stored under humid conditions (hot water or 100% humidity) at elevated temperatures (eg 60 ° C) the adhesion decreases rapidly within a very short time.
  • compositions which permit a permanent and structural bonding of polyolefinic substrates to other substrates.
  • Another object of the present invention is a method
  • composition comprising
  • the solvent-containing composition described is capable of activating the surface of polyolefinic substrates in such a way that they can be permanently and structurally bonded to other substrates with an adhesive, in particular with an acrylate adhesive.
  • composition according to the invention is a low-viscosity solvent-containing liquid which is preferably applied to the surface to be treated by brushing or spraying.
  • the composition forms a film on the film after drying Surface which acts as a "polarity mediator" between the materials and can interact with the polyolefins of the substrate as well as the constituents of the adhesive.
  • the composition contains reactive
  • polymer in the present document comprises on the one hand a collective of chemically unified, but with respect to
  • Macromolecules which were produced by a polyreaction (polymerization, polyaddition, polycondensation).
  • the term also encompasses derivatives of such a collective of macromolecules from polyreactions, ie compounds which are predetermined by reactions, such as additions or substitutions, of functional groups
  • Macromolecules have been obtained and may be chemically uniform or chemically nonuniform.
  • the term also includes so-called prepolymers, ie reactive oligomeric pre-adducts whose functional groups are involved in the construction of macromolecules.
  • prepolymers ie reactive oligomeric pre-adducts whose functional groups are involved in the construction of macromolecules.
  • molecular weight is meant in this document always the number average molecular weight M n .
  • compositions according to the invention are preferably such that the organic polymer, the monomer from the group of the acrylates and the catalyst from the group of the tertiary organic amines are completely dissolved in the solvent.
  • the preparation of the composition according to the invention takes place
  • compositions according to the invention for a permanent bonding of polyolefinic membranes called FPO or TPO (flexible polyolefin or thermoplastic polyolefin), with adhesives, with acrylate adhesives being particularly preferred.
  • FPO or TPO flexible polyolefin or thermoplastic polyolefin
  • adhesives with acrylate adhesives being particularly preferred.
  • Pre-treatment with these compositions allows FPO membranes to be bonded to other FPO membranes or to other substrates on which the adhesive exhibits a good and durable bond.
  • non-FPO substrates include in particular PVC membranes and rigid substrates (plastic, concrete and / or metal).
  • Present invention understood a bond that has a high bond strength even after natural and artificial aging.
  • composition according to the invention is characterized in that it enables a combination of polyolefinic substrates with other substrates which have a markedly high aging capability.
  • adhesives for bonding the substrates after pretreatment of the polyolefinic substrates with the composition of the invention are particularly suitable two-component acrylate adhesives, wherein
  • Tetrahydrofurfuryl methacrylate or methyl methacrylate based systems with peroxide initiation are particularly preferred.
  • the composition according to the invention is designed such that the at least one organic polymer is at least one polyolefin based on hard or soft polypropylene with a degree of chlorination of 20 to 30% and / or at least one maleic anhydride modified polyolefin includes.
  • the at least one organic polymer comprises one or more polymers of the following: A hard polyolefin with a degree of chlorination of 20-30% and a
  • a soft polyolefin with a degree of chlorination of 20-30% one
  • compositions according to the invention furthermore have at least one monomer from the group of acrylates. While in principle all monomers from the group of acrylates are suitable, it has been found that particularly good results are achieved if the at least one monomer from the group of acrylates is an acrylate ester and / or a
  • Methacrylate ester in particular in the form of one or more of
  • Methyl methacrylate, butyl methacrylate and Lau rylmethacrylat comprises.
  • the compositions according to the invention moreover have at least one catalyst from the group of tertiary organic amines.
  • Aromatic tertiary amines have proven to be particularly suitable.
  • Suitable tertiary aromatic amines are especially tertiary aromatic amines selected from the group consisting of: N, N-
  • N, N-bis (hydroxyalkyl) aniline such as N, N-bis (2-hydroxyethyl) aniline, ⁇ , ⁇ -alkylhydroxyalkylaniline such as N-ethyl-N-hydroxyethyl Aniline, N, N-dimethyl-p-toluidine, ⁇ , ⁇ -diethyl-p-toluidine, N-methyl-N-hydroxy-ethyl-p-toluidine, N, N-bis (2-hydroxyethyl) -p-toluidine and alkoxylated N, N-bis- (hydroxyethyl) -p-toluidines, N-ethoxylated p-toluidine, N, N-bis (2-hydroxyethyl) -xylidine, N-alkylmorpholine and mixtures thereof.
  • N, N-bis (hydroxyalkyl) aniline such as N, N-bis (2-hydroxyethyl) aniline, ⁇ , ⁇
  • the composition according to the invention is designed so that the at least one catalyst from the group of tertiary organic amines comprises N, N-bis- (2-hydroxyethyl) -paratotoluidine (Bisomer PTE).
  • the at least one solvent is an organic solvent, with solvents from the group of aromatic solvents, in particular alkylaromatics, being particularly preferred. It has been shown that especially good
  • Results are achieved when xylene is used as the solvent.
  • compositions according to the invention are present in such a way that all components are present dissolved in the solvent.
  • composition according to the invention is designed such that the individual components are present in such a weight ratio that the
  • Adhesion promoter composition comprises:
  • compositions according to the invention act as adhesion promoters after application and drying on non-polar surfaces.
  • the present invention also relates to the use of the composition according to the invention for the treatment of the surface of a polyolefinic substrate.
  • This treatment preferably by brushing or spraying the surface of the treated
  • Substrates are activated so that in a subsequent step, a permanent bonding of the thus treated surface with another substrate, for example by use of an acrylate adhesive, is made possible.
  • Another object of the present invention is a process for the surface treatment of a polyolefinic substrate.
  • the inventive method is designed so that a composition of the invention is applied to the surface of a polyolefinic substrate and then dried.
  • an adhesive is applied to the site thus pretreated and the polyolefinic substrate is then bonded to another substrate.
  • the bonding of the pretreated polyolefinic substrate is preferably a
  • Acrylic adhesive in particular in the form of a two-component
  • Acrylate adhesive used wherein preferably tetrahydrofurfuryl methacrylate or methyl methacrylate-based systems are used with peroxide initiation.
  • the polyolefinic substrate is a Sealing web, in particular from the field of flat roofing, pitched roofing, building sealing and / or tunnel seal, wherein bonding takes place for example with a thermoplastic olefin membrane, a PVC membrane, a metallic substrate or a concrete substrate.
  • Composition produced wherein the following proportions were used: Polymer component 0, 1,2,3,4,5,6,7,8, 9 and 10 wt.%
  • the substrate Sarnafil FPO roofing membrane was pretreated with the compositions of the invention and adhered after drying for 30 minutes by using the adhesive SikaFast®-5221 with the substrate Sarnafil FPO roofing membrane.
  • the peel force of the adhesive bond for the compositions was determined with the different polymer proportions.
  • a composition was prepared for the pretreatment of polyolefinic substrates with the following components: Polymer blend Polyl, Poly2, Poly3 and Poly4 (see page 6)
  • composition produced wherein the following proportions were used:
  • the substrate Sarnafil FPO roofing membrane was pretreated with the composition of the invention and adhered after drying for 30 minutes by using the adhesive SikaFast®-5221 with the substrate Sarnafil FPO roofing membrane. After curing the adhesive bond for 4 hours at 23 ° C was the
  • a composition was prepared for the pretreatment of polyolefinic substrates with the following components:
  • composition produced wherein the following proportions were used:
  • the substrate Sarnafil FPO roofing membrane was pretreated with the composition of the invention and adhered after drying for 30 minutes by using the adhesive SikaFast®-5221 with the substrate Sarnafil FPO roofing membrane.
  • the peel force of the adhesive bond for the compositions was determined with the different polymer proportions.
  • composition according to the invention which contained the following constituents in the following ratios by weight:
  • pretreated composition according to the invention and adhered after drying for 30 minutes by using the adhesive SikaFast®-5221 with a TPO substrate.
  • pretreated composition according to the invention and adhered after drying for 30 minutes by using the adhesive SikaFast ® -5221 with a PVC substrate.
  • peel force peel force of the adhesive bond was determined. Furthermore, the peel force after aging in water was determined at 70 ° C for 28 days. The same experiments were also conducted with pretreatment compositions known in the art. The result is shown in Table 5.
  • composition according to the invention 140,200 Composition according to the invention 140,200

Abstract

Zusammensetzung, umfassend - mindestens ein organisches Polymer, - mindestens ein Monomer aus der Gruppe der Acrylate, - mindestens ein Katalysator aus der Gruppe der tertiären organischen Amine, - mindestens ein Lösungsmittel.

Description

Haftvermittlerzusammensetzung für Polyolefinische Membranen
Beschreibung
Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft das Gebiet von Haftvermittlerzusammensetzungen, die es ermöglichen, Polyolefinische Substrate durch Vorbehandlung der
Oberfläche mit der Haftvermittlerzusammensetzung und anschließendes Aufbringen eines Klebstoffs dauerhaft und strukturell zu verkleben. Stand der Technik
In vielen Anwendungsgebieten ist es notwendig, polyolefinische Substrate, beispielsweise in Form von polyolefinischen Membranen, mit anderen Substraten dauerhaft zu verkleben. Von besonderer Bedeutung ist dies im Zusammenhang mit Dichtungsbahnen, die beispielsweise zur Abdichtung von Flachdächern, Steildächern, bei der Gebäudeabdichtung oder zur
Tunnelabdichtung verwendet werden können. Solche polyolefinischen Substrate, wie Polyethylen, Polypropylen oder EPDM sind bekannt für ihre haftungsunfreundliche Oberfläche. Solche Materialien lassen sich nur dann dauerhaft und strukturell verkleben, wenn sie speziellen
Vorbehandlungsmethoden unterzogen werden. Dies sind meist physikalische Vorbehandlungen, bei denen die Oberfläche beispielsweise oxidiert wird, sodass sich der Klebstoff nach Applikation physikalisch oder chemisch anbinden kann.
Aus dem Stand der Technik sind mehrere Verfahren bekannt, das Verbinden von solchen polyolefinischen Membranen mit anderen Substraten zu ermöglichen. Gemäß einem Verfahren erfolgt das Verbinden durch Heißluftschweißen. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass in der Regel ein Stromanschluss erforderlich ist und dass es nicht bei kleinen engen Geometrien der zu verschweißenden Substrate anwendbar ist. Darüber hinaus ist ein Verbinden von nicht schweißbaren Materialien nach diesem Verfahren nicht möglich. Darüber hinaus führt dieses Verfahren nicht zum Erfolg, wenn die miteinander zu verschweißenden Materialien nicht kompatibel sind. Es ist zwar möglich ein PVC Substrat mit einem PVC-Substrat zu verschweißen oder ein TPO
(thermoplastisches Olefin) Substrat mit einem TPO Substrat zu verschweißen. Es ist jedoch nicht möglich, ein TPO Substrat mit einem PVC Substrat zu verschweißen, da diese beiden Polymere in einem Schweißprozess nicht kompatibel sind. Eine andere Möglichkeit zur strukturellen und dauerhaften Verklebung bei polyolefinischen Substraten mit anderen Substraten ist die physikalischen Vorbehandlung der Oberfläche des polyolefinischen Substrates beispielsweise durch Plasmabehandlung, Beflammen, Ätzen oder ähnlichen Verfahren, wobei im Anschluss an diese physikalischen Vorbehandlung ein Verkleben mit dem anderen Substrat erfolgt. Solche Vorbehandlungsverfahren sind jedoch aufwendig und kostenintensiv. Darüber hinaus kann die Vorbehandlung nicht vor Ort durchgeführt werden, sondern muss bereits in der Herstellung integriert sein. Da die Wirkung der Vorbehandlung mit der Zeit abklingt, ist die Lagerzeit fü r so vorbehandelte Substrate eingeschränkt, was zu einer mangelnden Reproduzierbarkeit der Verbundfestigkeit nach Verkleben der Substrate führt.
Ebenfalls im Stand der Technik bekannt ist der Einsatz von Polyolefinprimern, bestehend aus Chloropren-Kautschuk oder chlorierten Polyolefinen in einem geeigneten Lösungsmittel . Durch Vorbehandlung der Oberfläche des polyolefinischen Substrats mit einem solchen Primer kann eine gute
Verbundfestigkeit im Neuzustand und nach Warmluftalterung erzielt werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei Lagerung unter feuchten Bedingungen (Warmwasser bzw. 100% Luftfeuchtigkeit) bei erhöhten Temperaturen (z. B. 60°C) die Haftung innerhalb kürzester Zeit schnell abnimmt.
Ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt ist die Verwendung von Boran- initiierten Klebstoffen zur Verklebung von polyolefinischen Substraten mit anderen Substraten. Der Nachteil dieser Klebstoffe ist allerdings ihr hoher Preis und die nur geringe Lagerstabilität bei 23°C. Darüber hinaus haben diese Klebstoffe den Nachteil, dass die Offenzeit verhältnismäßig kurz, die
Aushärtezeit jedoch sehr lang ist. Darstellung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Zusammensetzungen bereitzustellen, die eine dauerhafte und strukturelle Verklebung von polyolefinischen Substraten mit anderen Substraten ermöglichen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren
bereitzustellen, das dauerhafte und strukturelle Verklebung von
polyolefinischen Substraten mit anderen Substraten ermöglicht.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass die Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 diese Aufgabe löst.
Darüber hinaus wird die Aufgabe auch durch das Verfahren gemäß Anspruch 9 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den abhängigen Ansprüchen. Wege zur Ausführung der Erfindung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Zusammensetzung umfassend
- mindestens ein organisches Polymer
- mindestens ein Monomer aus der Gruppe der Acrylate
- mindestens ein Katalysator aus der Gruppe der tertiären organischen Amine
- mindestens ein Lösungsmittel
Die beschriebene lösungsmittelhaltige Zusammensetzung ist in der Lage, die Oberfläche von polyolefinischen Substraten so zu aktivieren, dass diese sich anschließend mit einem Klebstoff, insbesondere mit einem Acrylatklebstoff, dauerhaft und strukturell mit anderen Substraten verkleben lassen.
Bei der erfindungsgemäßen Zusammensetzung handelt es sich um eine niedrigviskose lösungsmittelhaltige Flüssigkeit, die auf die zu behandelnde Oberfläche vorzugsweise durch Aufpinseln oder Besprü hen aufgetragen wird. Die Zusammensetzung bildet nach dem Trocknen einen Film auf der Oberfläche, der als "Polaritätsvermittler" zwischen den Materialien wirkt und mit den Polyolefinen des Substrates sowie den Bestandteilen des Klebstoffes interagieren kann. Zudem beinhaltet die Zusammensetzung reaktive
Substanzen, die bei der Aushärtung des Klebstoffes beteiligt werden und somit einen dauerhaften Verbund der Oberfläche ermöglichen.
Mit "Poly" beginnende Substanznamen wie beispielsweise Polyolefin
bezeichnen im vorliegenden Dokument Substanzen, die formal zwei oder mehr der in ihrem Namen vorkommenden funktionellen Gruppen pro Molekül enthalten.
Der Begriff "Polymer" umfasst im vorliegenden Dokument einerseits ein Kollektiv von chemisch einheitlichen, sich aber in Bezug auf
Polymerisationsgrad, Molmasse und Kettenlänge unterscheidenden
Makromolekülen, die durch eine Polyreaktion (Polymerisation, Polyaddition, Polykondensation) hergestellt wurden. Der Begriff umfasst andererseits auch Derivate eines solchen Kollektivs von Makromolekülen aus Polyreaktionen, Verbindungen also, die durch Umsetzungen, wie beispielsweise Additionen oder Substitutionen, von funktionellen Gruppen an vorgegebenen
Makromolekülen erhalten wurden und die chemisch einheitlich oder chemisch uneinheitlich sein können. Der Begriff umfasst im Weiteren auch so genannte Prepolymere, das heißt reaktive oligomere Voraddukte, deren funktionelle Gruppen am Aufbau von Makromolekülen beteiligt sind. Unter "Molekulargewicht" versteht man im vorliegenden Dokument stets das Zahlenmittel des Molekulargewichts Mn.
Typische Anwendungsgebiete der erfindungsgemäßen Zusammensetzung sind die Vorbehandlung von polyolefinischen Substraten zur Verklebung in
Zusammenhang mit Roofing, Waterproofing, sowie zur Verklebung von
Dichtungsbahnen für Flachdach-, Steildach-, Gebäudeabdichtung und
Tunnelabdichtung.
Vorzugsweise liegen die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen so vor, dass das organische Polymer, das Monomer aus der Gruppe der Acrylate und der Katalysator aus der Gruppe der tertiären organischen Amine vollständig in dem Lösungsmittel gelöst vorliegt. Die Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung erfolgt
vorzugsweise durch Lösen des Polymers, des Monomers aus der Gru ppe der Acrylate und des Katalysators aus der Gruppe der tertiären organischen Amine in dem Lösungsmittel unter Rühren, beispielsweise bei etwa 80°C für etwa 3 Stunden unter Rückfluss.
Besonders geeignet sind die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen für ein dauerhaftes Verbinden von polyolefinischen Membranen, genannt FPO oder TPO (flexibles Polyolefin oder thermoplastisches Polyolefin), mit Klebstoffen, wobei Acrylatklebstoffe besonders bevorzugt sind . Durch Vorbehandlung mit diesen Zusammensetzungen können FPO-Membranen mit anderen FPO- Membranen oder auch mit anderen Substraten verklebt werden, auf denen der Klebstoff eine gute und dauerhafte Verbindung zeigt. Zu den Nicht-FPO Substraten zählen im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere PVC- Membranen und starre Substrate (Kunststoff, Beton und/oder Metall).
Unter dem dauerhaften Verbinden wird im Zusammenhang mit der
vorliegenden Erfindung eine Verklebung verstanden, die auch nach natürlicher und künstlicher Alterung eine hohe Verbundfestigkeit aufweist.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie einen Verbund von polyolefinischen Substraten mit anderen Substraten ermöglichen, die eine ausgesprochen hohe Alterungsfähigkeit aufweisen.
Als Klebstoffe zur Verklebung der Substrate nach Vorbehandlung der polyolefinischen Substrate mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung eignen sich insbesondere zweikomponentige Acrylatklebstoffe, wobei
Tetrahydrofurfurylmethacrylat- oder Methylmethacrylat-basierte Systeme mit Peroxid-Initiierung besonders bevorzugt sind. Nach dem Auftrag der erfindungsgemäßen Zusammensetzung und Eintrocknen unter Filmbildung kann beispielsweise durch den Einsatz von solchen zweikomponentigen Acrylatklebstoffen eine Klebeverbindung hergestellt werden, die sich auch nach Alterung durch unerwartet hohe Klebkräfte auszeichnet. In einer besonders bevorzugten Ausführu ngsform ist die erfindungsgemäße Zusammensetzung so ausgestaltet, dass das mindestens eine organische Polymer mindestens ein chloriertes Polyolefin, das auf Hart- oder Weich- Polypropylen basiert, mit einem Chlorierungsgrad von 20 bis 30% und/oder mindestens ein Maleinsäureanhydrid modifiziertes Polyolefin umfasst.
Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn das mindestens eine organische Polymer eines oder mehrere Polymere aus folgenden umfasst: Ein hart-Polyolefin mit Chlorierungsgrad von 20-30% und einem
Molekulargewicht von 150000 g/mol (Polyl).
Ein weich-Polyolefin mit Chlorierungsgrad von 20-30% und einem
Molekulargewicht von 100000 g/mol (Poly2).
Ein hart-Polyolefin mit Chlorierungsgrad von 20-30%, einem
Maleinsäureanhydridgehalt von 1 bis 2% und einem Molekulargewicht von
60000 g/mol (Poly3).
Ein weich-Polyolefin mit Chlorierungsgrad von 20-30%, einem
Maleinsäureanhydridgehalt von 1 bis 2% und einem Moleku largewicht von 65000 g/mol (Poly4).
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen weisen darüber hinaus mindestens ein Monomer aus der Gruppe der Acrylate auf. Während prinzipiell alle Monomeren aus der Gruppe der Acrylate geeignet sind, hat sich gezeigt, dass besonders gute Ergebnisse erzielt werden, wenn das mindestens eine Monomer aus der Gruppe der Acrylate einen Acrylatester und/oder ein
Methacrylatester, insbesondere in Form von einem oder mehreren aus
Methylmethacrylat, Butylmethacrylat und Lau rylmethacrylat umfasst. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen weisen darüber hinaus mindestens einen Katalysator aus der Gruppe der tertiären organischen Amine auf. Als besonders geeignet haben sich aromatische tertiäre Amine erwiesen.
Beispiele für geeignete tertiäre aromatische Amine sind insbesondere tertiäre aromatische Amine, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus : N,N-
Dimethylanilin, Ν,Ν-Diethylanilin, N,N-Bis(hydroxyalkyl)anilin wie N,N-Bis(2- hydroxyethyl)anilin, Ν,Ν-Alkylhydroxyalkylanilin wie N-Ethyl-N-hydroxyethyl- anilin, N,N-Dimethyl-p-toluidin, Ν,Ν-Diethyl-p-toluidin, N-Methyl-N-hydroxy- ethyl-p-toluidin, N,N-Bis(2-hydroxyethyl)-p-toluidin sowie alkoxylierte N,N-Bis- (hydroxyethyl)-p-toluidine, N-ethoxyliertes p-Toluidin, N,N-Bis(2- hydroxyethyl)-xylidin, N-Alkylmorpholin und Mischungen davon.
In einer besonders bevorzugten Ausführu ngsform ist die erfindungsgemäße Zusammensetzung so ausgestaltet, dass der mindestens eine Katalysator aus der Gruppe der tertiären organischen Amine N,N-bis-(2-hydroxyethyl)-para- toluidin (Bisomer PTE) umfasst.
In einer besonders bevorzugten Ausführu ngsform ist das mindestens eine Lösungsmittel ein organisches Lösungsmittel, wobei Lösungsmittel aus der Gruppe der aromatischen Lösungsmittel, insbesondere Alkylaromaten besonders bevorzugt sind . Es hat sich gezeigt, dass besonders gute
Ergebnisse erzielt werden, wenn als Lösungsmittel Xylol eingesetzt wird .
Besonders bevorzugt ist es, dass die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen so vorliegen, dass sämtliche Bestandteile in dem Lösungsmittel gelöst vorliegen.
Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn die erfindu ngsgemäße Zusammensetzung so ausgestaltet ist, dass die einzelnen Komponenten in einem solchen Gewichtsverhältnis vorliegen, das die
Haftvermittlerzusammensetzung umfasst:
- etwa 1 bis 10 Gewichtsteile, insbesondere etwa 4 bis 7 Gewichtsteile mindestens eines organischen Polymers
- etwa 3 bis 20, insbesondere etwa 10 bis 15 Gewichtsteile mindestens eines Monomers aus der Gruppe der Acrylate
- etwa 3 bis 16, insbesondere etwa 5 bis 10 Gewichtsteile mindestens eines Katalysators aus der Gruppe der tertiären organischen Amine - etwa 54 bis 93 Gewichtsteile, insbesondere etwa 68 bis 87
Gewichtsteile mindestens eines Lösungsmittels. Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen überraschenderweise nach Auftragen und Trocknen auf unpolaren Oberflächen als Haftvermittler wirken. Dabei vermuten die Erfinder, dass gerade die Kombination aus einem Polymer (nicht-reaktiv) mit einem Monomer aus der Gruppe der Acrylate (reaktiv) in Zusammenwirken mit den anderen
Bestandteilen Lösungsmittel und Katalysator zu der überraschend guten Wirkung als Haftvermittler führen. Dieses Prinzip ist in der Figur 1
schematisch dargestellt. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung zur Behandlung der Oberfläche eines polyolefinischen Substrats. Durch diese Behandlung, die vorzugsweise durch Aufpinseln oder Besprühen der Oberfläche des zu behandelnden
polyolefinischen Substrates und anschließendes Eintrocknen der zu
behandelnden Stelle erfolgt, wird die Oberfläche des zu behandelnden
Substrates so aktiviert, dass in einem anschließenden Schritt ein dauerhaftes Verbinden der so behandelten Oberfläche mit einem anderen Substrat, beispielsweise durch Einsatz eines Acrylatklebstoffes, ermöglicht wird . Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines polyolefinischen Substrates. Das
erfindungsgemäße Verfahren ist so ausgestaltet, dass eine erfindungsgemäße Zusammensetzung auf die Oberfläche eines polyolefinischen Substrates aufgetragen und anschließend getrocknet wird .
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach dem Trocknen der aufgetragenen Zusammensetzung ein Klebstoff auf die so vorbehandelte Stelle aufgetragen und das polyolefinische Substrat anschließend mit einem anderen Substrat verklebt. Für die Verklebung des vorbehandelten polyolefinischen Substrats wird vorzugsweise ein
Acrylatklebstoff, insbesondere in Form eines zweikomponentigen
Acrylatklebstoffes eingesetzt, wobei bevorzugt Tetrahydrofurfurylmethacrylat- oder Methylmethacrylat-basierte Systeme mit Peroxid-Initiierung zum Einsatz kommen.
In einer besonders bevorzugten Ausführu ngsform des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich bei dem polyolefinischen Substrat um eine Dichtungsbahn, insbesondere aus dem Bereich Flachdachabdichtung, Steildachabdichtung, Gebäudeabdichtung und/oder Tunnelabdichtung, wobei ein Verkleben beispielsweise mit einer thermoplastischen Olefinmembran, einer PVC Membran, einem metallischen Substrat oder einem Betonsubstrat erfolgt.
Die erfindungsgemäße Lehre wird durch die nun folgenden Beispiele noch näher erläutert.
Beispiele
Beispiel 1
Bestimmung der Abzugskraft fpeel force") bei der Vorbehandlung mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in Abhängigkeit vom Polymergehalt der Zusammensetzung. Es wurde eine Zusammensetzung zur Vorbehandlung von polyolefinischen Substraten mit den folgenden Bestandteilen hergestellt:
Polymermischung Polyl, Poly2, Poly3 und Poly4 (s. S.6) Monomerbestandteil Butylmethacrylat
Katalysator Bisomer PTE
Lösungsmittel Xylol
Aus den genannten Bestandteilen wurde eine erfindungsgemäße
Zusammensetzung hergestellt, wobei folgende Mengenverhältnisse eingesetzt wurden : Polymerbestandteil 0, 1,2,3,4,5,6,7,8, 9 und 10 Gew. %
Monomerbestandteil 10 Gew.%
Katalysator 6 Gew.%
Lösungsmittel 84, 83, 82, 81, 80, 79, 78, 77, 76, 75 und 74
Gew.% Durch Variation des Gewichtsanteils des Polymerbestandteils von 0 bis 10 Gew.% konnte eine Optimierung des Polymeranteils durchgeführt werden. Zu diesem Zweck wurde das Substrat Sarnafil FPO Roofing Membrane mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen vorbehandelt und nach 30minütigem Trocknen durch Einsatz des Klebers SikaFast®-5221 mit dem Substrat Sarnafil FPO Roofing Membrane verklebt.
Nach Aushärtung der Klebeverbindung für 4 Stunden bei 23°C wurde die Abzugskraft (peel force) der Klebeverbindung für die Zusammensetzungen mit den unterschiedlichen Polymeranteilen bestimmt.
Die Ergebnisse für die unterschiedlichen Polymergehalte sind in Tabelle 1 aufgelistet.
Tabelle 1
Die in Tabelle 1 wiedergegebenen Ergebnisse werden in Figur 2 grafisch dargestellt.
Beispiel 2
Bestimmung der Abzugskraft fpeel force') bei der Vorbehandlung mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in Abhängigkeit vom Monomergehalt der Zusammensetzung .
Es wurde eine Zusammensetzung zur Vorbehandlung von polyolefinischen Substraten mit den folgenden Bestandteilen hergestellt: Polymermischung Polyl, Poly2, Poly3 und Poly4 (s. S.6)
Monomerbestandteil Butylmethacrylat
Katalysator Bisomer PTE
Lösungsmittel Xylol Aus den genannten Bestandteilen wurde eine erfindungsgemäße
Zusammensetzung hergestellt, wobei folgende Mengenverhältnisse eingesetzt wurden :
Polymerbestandteil 6 Gew.% (je Polymer 1.5 Gew.%)
Monomerbestandteil 0, 3, 6, 12, 20 Gew.%
Katalysator 6 Gew.% Lösungsmittel 88, 85, 82, 76 und 68 Gew.%
Durch Variation des Gewichtsanteils des Monomerbestandteils von 0 bis 20 Gew.% konnte eine Optimierung des Monomeranteils durchgeführt werden. Zu diesem Zweck wurde das Substrat Sarnafil FPO Roofing Membrane mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorbehandelt und nach 30minütigem Trocknen durch Einsatz des Klebers SikaFast®-5221 mit dem Substrat Sarnafil FPO Roofing Membrane verklebt. Nach Aushärtung der Klebeverbindung für 4 Stunden bei 23°C wurde die
Abzugskraft (peel force) der Klebeverbindung für die Zusammensetzungen mit den unterschiedlichen Monomeranteilen bestimmt. Die Ergebnisse für die unterschiedlichen Monomergehalte sind in Tabelle 2 aufgelistet.
Tabelle 2
Die in Tabelle 2 wiedergegebenen Ergebnisse werden in Figur 3 grafisch dargestellt.
Beispiel 3
Bestimmung der Abzugskraft fpeel force') bei der Vorbehandlung mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in Abhängigkeit vom Katalysatorgehalt der Zusammensetzung .
Es wurde eine Zusammensetzung zur Vorbehandlung von polyolefinischen Substraten mit den folgenden Bestandteilen hergestellt:
Polymermischung Polyl, Poly2, Poly3 und Poly4 (s. S.6)
Monomerbestandteil Butylmethacrylat Katalysator Bisomer PTE
Lösungsmittel Xylol Aus den genannten Bestandteilen wurde eine erfindungsgemäße
Zusammensetzung hergestellt, wobei folgende Mengenverhältnisse eingesetzt wurden :
Polymerbestandteil 6 Gew.% (je Polymer 1.5 Gew.%)
Monomerbestandteil 10 Gew.% Katalysator 0, 3, 6, 12 Gew.%
Lösungsmittel 84, 81, 78 und 72 Gew.%
Durch Variation des Gewichtsanteils des Katalysatorbestandteils von 0 bis 12 Gew.% konnte eine Optimierung des Katalysatoranteils durchgeführt werden.
Zu diesem Zweck wurde das Substrat Sarnafil FPO Roofing Membrane mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorbehandelt und nach 30minütigem Trocknen durch Einsatz des Klebers SikaFast®-5221 mit dem Substrat Sarnafil FPO Roofing Membrane verklebt.
Nach Aushärtung der Klebeverbindung für 4 Stunden bei 23°C wurde die Abzugskraft (peel force) der Klebeverbindung für die Zusammensetzungen mit den unterschiedlichen Polymeranteilen bestimmt.
Die Ergebnisse für die unterschiedlichen Katalysatorgehalte sind in Tabelle 3 aufgelistet.
Tabelle 3
Die in Tabelle 3 wiedergegebenen Ergebnisse werden in Figur 4 grafisch dargestellt. Beispiel 4
Vergleich der erfindungsgemäßen Zusammensetzung mit Zusammensetzungen aus dem Stand der Technik
Für den Vergleichsversuch wurde eine erfindungsgemäße Zusammensetzung verwendet, die folgende Bestandteile in folgenden Gewichtsverhältnissen enthielt:
Polymerbestandteil 6 Gew.% (je Polymer 1.5 Gew.%)
Monomerbestandteil 10 Gew.% Katalysator 6 Gew.%
Lösungsmittel 78 Gew.%
Für die Vergleichsversuche wurde ein TPO-Substrat mit der
erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorbehandelt und nach 30minütigem Trocknen durch Einsatz des Klebers SikaFast®-5221 mit einem TPO-Substrat verklebt.
Nach Aushärtung der Klebeverbindung für 4 Stunden bei 23°C wurde die Abzugskraft (peel force) der Klebeverbindung bestimmt. Des Weiteren wurde die Abzugskraft nach Alterung in Wasser während 28 Tagen bei 70°C bestimmt. Die gleichen Versuche wurden auch mit aus dem Stand der Technik bekannten Vorbehandlungszusammensetzungen durchgeführt. Das Ergebnis ist in Tabelle 4 gezeigt. Tabelle 4
Beispiele für die Alterung (4 Wochen 70 °C Warmwasser):
Für ein weiteres Vergleichsbeispiel wurde ein TPO-Substrat mit der
erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorbehandelt und nach 30minütigem Trocknen durch Einsatz des Klebers SikaFast®-5221 mit einem PVC-Substrat verklebt.
Nach Aushärtung der Klebeverbindung für 4 Stunden bei 23°C wurde die Abzugskraft (peel force) der Klebeverbindung bestimmt. Des Weiteren wurde die Abzugskraft nach Alterung in Wasser während 28 Tagen bei 70°C bestimmt. Die gleichen Versuche wurden auch mit aus dem Stand der Technik bekannten Vorbehandlungszusammensetzungen durchgeführt. Das Ergebnis ist in Tabelle 5 gezeigt.
Tabelle 5
TPO-PVC Verklebungen Peel Force [N/5cm]
Primer Initial Nach Alterung
ROWA Primer: Trapylen 187 EAC 1 1 0
5% Polymer (Toyobo Hardlen F-2P) gelöst in
THF+Xylol(50:50) 12 0
5% Polymer (Tovobo Hardlen 16-LP) aelöst in
THF+Xylol(50:50) 15 0
Erfindungsgemässe Zusammensetzung 140 200

Claims

Ansprüche
Zusammensetzung, umfassend
- mindestens ein organisches Polymer
- mindestens ein Monomer aus der Gruppe der Acrylate
- mindestens ein Katalysator aus der Gruppe der tertiären organischen Amine
- mindestens ein Lösungsmittel .
Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine organische Polymer mindestens ein chloriertes Polyolefin, das auf Hart- oder Weich-Polypropylen basiert, mit einem Chlorierungsgrad von 20 bis 30% und/oder mindestens ein
Maleinsäureanhydrid modifiziertes Polyolefin umfasst.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine organische Polymer eines oder mehrere aus folgenden umfasst:
ein hart-Polyolefin mit Chlorierungsgrad von 20-30% und einem
Molekulargewicht von 150000 g/mol (Polyl);
ein weich-Polyolefin mit Chlorierungsgrad von 20-30% und einem
Molekulargewicht von 100000 g/mol (Poly2);
ein hart-Polyolefin mit Chlorierungsgrad von 20-30%, einem
Maleinsäureanhydridgehalt von 1 bis 2% und einem Molekulargewicht von 60000 g/mol (Poly3);
ein weich-Polyolefin mit Chlorierungsgrad von 20-30%, einem
Maleinsäureanhydridgehalt von 1 bis 2% und einem Molekulargewicht von 65000 g/mol (Poly4).
Zusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Monomer aus der Gruppe der Acrylate einen Acrylatester und/oder einem
Methacrylatester, insbesondere in Form von einem oder mehreren aus Methylmethacrylat, Butylmethacrylat und Lau rylmethacrylat umfasst. Zusammensetzung gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine
Katalysator aus der Gruppe der tertiären organischen Amine ein Anilin- Derivat (bevorzugt ein Toluidin-Derivat wie z. B. N,N-Bis-(2- Hydroxyethyl)-para-Toluidin (Bisomer PTE)) ist.
Zusammensetzung gemäß mindestens einem der vorgehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine
Lösungsmittel ein oder mehrere organische Lösungsmittel aus der Gruppe der Alkylaromaten, insbesondere Xylol umfasst.
Zusammensetzung gemäß mindestens einem der vorgehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Haftvermittlerzusammensetzung umfasst:
- etwa 1 bis 10 Gewichtsteile, insbesondere etwa 4 bis 7 Gewichtsteile mindestens eines organischen Polymers
- etwa 3 bis 20, insbesondere etwa 10 bis 15 Gewichtsteile mindestens eines Monomers aus der Gruppe der Acrylate
- etwa 3 bis 16, insbesondere etwa 5 bis 10 Gewichtsteile mindestens eines Katalysators aus der Gruppe der tertiären organischen Amine
- etwa 54 bis 93 Gewichtsteile, insbesondere etwa 68 bis 87
Gewichtsteile mindestens eines Lösungsmittels.
Verwendung einer Zusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Behandlung der Oberfläche eines polyolefinischen Substrates, um dessen Verklebbarkeit mit einem anderen Substrat zu verbessern.
Verfahren zu Oberflächenbehandlung eines polyolefinischen Substrates, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 auf die Oberfläche des polyolefinischen Substrates aufgetragen und anschließend getrocknet wird .
Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach Trocknen der aufgetragenen Zusammensetzung ein Klebstoff aufgetragen wird und das polyolefinische Substrat anschließend mit einem anderen Substrat verklebt wird.
11. Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Trocknen der aufgetragenen Zusammensetzung ein Klebstoff aufgetragen wird, insbesondere in Form eines zweikomponentigen Acrylatklebstoffs in Form eines Tetrahydrofurfurylmethacrylat- oder Methylmethacrylat-basierten Systems mit Peroxid- oder Hydroperoxid- Initiierung.
12. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das polyolefinische Substrat eine Dichtungsbahn ist, insbesondere aus dem Bereich Flachdachabdichtung,
Steildachabdichtung, Gebäudeabdichtung und/oder Tunnelabdichtung, und das Verkleben mit einer thermoplastischen Olefinmembran, einer PVC Membran, einem metallischen Substrat, einem Betonsubstrat oder Substraten, die zum Zweck der Dämmung und Isolierung eingesetzt werden, erfolgt.
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