EP3625301A1 - Chloropren-klebstoff-system - Google Patents

Chloropren-klebstoff-system

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Publication number
EP3625301A1
EP3625301A1 EP18725510.4A EP18725510A EP3625301A1 EP 3625301 A1 EP3625301 A1 EP 3625301A1 EP 18725510 A EP18725510 A EP 18725510A EP 3625301 A1 EP3625301 A1 EP 3625301A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
component
chloroprene
adhesive system
adhesive
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18725510.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Angela Mücke
Helmut DEGENBECK
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rema Tip Top AG
Original Assignee
Rema Tip Top AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rema Tip Top AG filed Critical Rema Tip Top AG
Publication of EP3625301A1 publication Critical patent/EP3625301A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J111/00—Adhesives based on homopolymers or copolymers of chloroprene

Definitions

  • the invention relates to a chloroprene adhesive system which ensures improved stability over conventional multi-component adhesives even at high temperatures.
  • the object of the invention is therefore to enable an adhesive bond, which has improved stability especially in the high temperature range, ie heat resistance, and completely dispenses with the use of isocyanates. For the end user a simple and secure application should be possible.
  • Such a chloroprene adhesive system comprises a first component (A) which contains an unsaturated elastomer, in particular chloroprene rubber, and an additive, in particular a metal oxide, and preferably zinc oxide in the range of 10 ⁇ phr ⁇ 40.
  • the chloroprene adhesive system may contain a second component (B). This may be a halogenated reactive hardener resin, and preferably a brominated reactive hardener resin.
  • the stoichiometric ratio of the first component (A) to the second component (B) may be 100/15 to 100/1, preferably 100/10 to 100/4.
  • a usable chloroprene adhesive system After mixing the first component (A) and the second component (B), a usable chloroprene adhesive system is formed, which may have a pot life of several days to weeks at room temperature. Thus, the pot life - and therefore the applicability - of the chloroprene adhesive system is much longer than the conventional multi-component adhesives after mixing.
  • the finished adhesive bond has increased stability over conventional multi-component adhesives. Adhesive strength on high energy or polarizable surfaces, such as metal surfaces, is also improved by the chloroprene adhesive system over conventional multicomponent adhesives.
  • the elements of the first component (A) may first be mixed and then dissolved, the concentration of a first solution being from 20 to 28% by weight, with a particularly preferred concentration of from 22 to 26% by weight, with an appropriate viscosity for the application Solid job and a particularly high strength to achieve.
  • the dissolution of the first component (A) can be carried out independently of the second component (B).
  • the elements of the second component (B) may first be mixed and then dissolved, the concentration of a second solution being 30 to 60% by weight, with a particularly preferred concentration of 35 to 50% by weight. This serves to achieve the highest possible strength and heat resistance of the chloroprene adhesive system.
  • a cyclohexane-ethyl acetate solution for dissolving the first component (A) and the second component (B), in each case a cyclohexane-ethyl acetate solution can be used, which may particularly preferably have a weight ratio of about 1: 1.
  • the cyclohexane-ethyl acetate solution does not participate in the other relevant reactions of the chloroprene adhesive system.
  • the two dissolved components of the chloroprene adhesive system can be mixed at a temperature between 10 ° C and 40 ° C. This generally facilitates the applicability and the range of use of the chloroprene adhesive system.
  • the chloroprene adhesive system may have a dynamic viscosity of 500-5,000 mPa ⁇ s (millipascal seconds) at 20 ° C, preferably it may have a dynamic viscosity of 1,500-3,000 mPa ⁇ s. It can be optimally applied to the surfaces to be treated.
  • the chloroprene adhesive system can automatically induce a reaction that may require additional curing.
  • a reaction that may require additional curing.
  • This temperature increase can also be done after bonding in operation; for example with a strong one Solar radiation exposed conveyor belt or a component in the waste heat of an engine.
  • the additional curing in particular also increases the heat resistance of the adhesive bond.
  • the additional curing can be deliberate and targeted by heating by means of an infrared radiator or other temperature source at 80 ° C to 120 ° C for 40 min to 80 min, preferably at 100 ° C for about 60 min.
  • the improved heat resistance can be guaranteed.
  • the first component (A) or the second component (B) may contain an additive, in particular a dye or an antioxidant.
  • an additive in particular a dye or an antioxidant.
  • a dye By means of a dye, the mixture of the two dissolved components of the chloroprene adhesive system can be tested for their homogeneity.
  • a dye also allows the clear identification of repaired areas.
  • the chloroprene adhesive system comprises a first component (A) which contains inter alia an unsaturated elastomer, in particular chloroprene rubber.
  • a blend of chloroprene rubber with other unsaturated rubber blends or blends of other unsaturated rubber blends may also be included.
  • the first component (A) comprises an additive, in particular a metal oxide and preferably zinc oxide in the range of 10 ⁇ phr ⁇ 40. More preferably, the first component (A) comprises the zinc oxide in the range of 20 ⁇ phr ⁇ 35, as described herein its property as an acid scavenger and crosslinking aid optimally comes to light.
  • the chloroprene adhesive system contains a second component (B), namely a halogenated reactive hardener resin and preferably a brominated reactive hardener resin containing, inter alia, the
  • the stoichiometric ratio of the first component (A) to the second component (B) is 100/15 to 100/1, preferably 100/10 to 100/4, in order, in particular, to achieve optimum heat resistance of the chloroprene adhesive system.
  • Figure 1 compares the chloroprene adhesive system (C-K-S) with a commercially available reference two-component adhesive (Ref-K) with application of the adhesive to a temperature of 120 ° C for several days. It is the peel resistance measured after at least one day exposure to the bond at a temperature of 120 ° C both in the hot state and after a further one-day cooling phase to room temperature.
  • a rubber-metal bond was evaluated.
  • the rubber layer may be, for example, a chloroprene-containing layer which is a semi-prevulcanized layer.
  • a commercially available primer for the pretreatment of metal surfaces in soft rubbers can be used.
  • the peel resistance of the bond is normalized to 100% using the commercially available reference two-component adhesive.
  • the bonding was first carried out by thin application of the mixed reference two-component adhesive (Ref-K) and subsequent short-term strong pressing, then the workpiece was heat-treated for one day at a temperature of 120 ° C and then for another Day cooled to room temperature. All other values in Figure 1 refer to this reference peel resistance of 100%.
  • the sequence of the peeling resistance detection as a function of the duration of the temperature application will be described. First, the glued workpieces (the adhesive bonds) are stored for one day at a temperature of 120 ° C.
  • Diagram data for one day the peel resistance values of the reference two-component adhesive (Ref-K) and of the chloroprene adhesive system (CKS) determined with increased temperature exposure are determined directly in Following this one-day storage at a temperature of 120 ° C.
  • the peel resistance values of the reference two-component adhesive (Ref-K) and the chloroprene adhesive system (CKS) determined at room temperature are determined after a further one-day cooling phase following one-day storage at a temperature of 120 ° C.
  • Diagram data for three days the peel resistance values of the Reference Two-Component Adhesive (Ref-K) and the Chloroprene Adhesive System (C-K-S) determined at elevated temperature are carried out immediately after this three-day storage at a temperature of 120 ° C.
  • Diagram data for seven days the peel resistance values of the Reference Two-Component Adhesive (Ref-K) and the Chloroprene Adhesive System (C-K-S) determined at elevated temperature are applied immediately after this seven-day storage at a temperature of 120 ° C.
  • the peel resistance values of the reference two-component adhesive (Ref-K) and the chloroprene adhesive system (C-K-S) determined at room temperature are determined after a further one-day cooling phase following storage at a temperature of 120 ° C. for seven days.
  • Diagram information for fourteen days the peel resistance values of the Reference Two-Component Adhesive (Ref-K) and the Chloroprene Adhesive System (CKS), determined at elevated temperature, are taken immediately after this fortnightly storage at a temperature of 120 ° C.
  • An advantage of the chloroprene adhesive system is that its pot life far exceeds that of a commercially available reference two-component adhesive. After mixing the first component (A) with the second component (B), the chloroprene adhesive system can be kept ready for use for well over a week, without any adverse effect on the adhesive bond to be created.
  • the initial bond strength of the chloroprene adhesive system at room temperature is equivalent to the initial bond strength of the reference two-part adhesive (not shown in Figure 1).
  • the curing takes place here by the crystallization of chloroprene.
  • the second component (B) is activated at increasing temperatures, so that in addition chemical crosslinking by the hardener resin takes place.
  • the polar chloroprene adhesive system generally has advantages of the strength of the adhesive bond on high-energy or polarizable surfaces, such as metal surfaces.
  • the peel resistance value of the chloroprene adhesive system (CKS 120 ° C) determined immediately after the one-day storage of the bonded workpiece at a temperature of 120 ° C is significantly above 60% over the peel resistance value determined when glued using the reference two-component adhesive (Ref-K 120 ° C). This is due to the fact that with an increase in temperature of the adhesive bond produced by the chloroprene adhesive system to at least a temperature of 60 ° C automatically takes place an additional chemical crosslinking, which is essential - which in turn is important for determining the Schlwiderstandshong at room temperature - is not reversible.
  • the crosslinking takes place on double bonds (of the unsaturated elastomer, preferably of the chloroprene rubber) via methylol / bromomethyl groups (des halogenated reactive hardener resin).
  • the fact that the peel resistance values are below the reference of 100% with temperature exposure of 120 ° C. (Ref-K RT) is due to the predominantly reversible softening of the chloroprene crystal composite with increasing temperature; with cooling then the crystallization of chloroprene occurs again.
  • the metal oxide promotes activation of the halogenated reactive curing resin and thus fulfills a beneficial dual function, as it also promotes cross-linking between the chloroprene rubber molecules.
  • the chloroprene adhesive system By means of the chloroprene adhesive system, a significant increase in the temperature stability can be achieved because the chemical crosslinking due to the halogenated reactive hardener resin counteracts the softening of the chloroprene crystal composite with increasing temperature.
  • a further advantage is that compared with normal phenolic resins, the halogenated reactive curing agent used shows a significantly higher crosslinking rate with chloroprenes. Compared to isocyanates, the advantageous omission of a pot life limiting the processing window can be cited.
  • the stirred chloroprene adhesive system can be processed over several days to weeks, since the crosslinking essentially only starts at higher temperatures. The thus crosslinked rubber has a significantly higher softening temperature.
  • peel resistance values of the reference two-component adhesive (Ref-K RT) - 100% - and of the chloroprene adhesive system (CKS RT) determined at room temperature after a further one-day cooling phase following the one-day storage at a temperature of 120 0 C have a more than 60% higher peel resistance value of the chloroprene adhesive system (compared to the two-component adhesive).
  • CKS RT chloroprene adhesive system
  • Peel resistance values also show a significantly higher peel resistance of the adhesive bond by means of the chloroprene adhesive system (C-K-S 120 ° C.) compared to the adhesive bond by means of the reference two-component
  • Adhesive (Ref-K 120 ° C), and the same applies to at room temperature determined peel resistance values of the reference two-component adhesive (Ref-K RT) and the chloroprene adhesive system (CKS RT), which were determined after another one-day cooling phase following storage for seven days at a temperature of 120 ° C.
  • the superiority of the chloroprene adhesive system is particularly evident in the fact that the peel resistance of the adhesive bond by means of the chloroprene adhesive system after fourteen days temperature exposure of 120 ° C and after a subsequent one-day cooling phase to room temperature over the adhesive bond by means of the reference two Component adhesive that has only been exposed to 120 ° C for one day and then cooled to room temperature over a day, exceeding 25%.
  • the peel resistance of the adhesive bond by means of the chloroprene adhesive system exceeds the adhesive bond by means of the reference two-component adhesive and can at the same time completely dispense with the use of isocyanates.
  • Figure 2 compares the chloroprene adhesive system (CKS) with a commercially available reference two-component adhesive (Ref-K), which may be applied to the adhesive at a temperature of several days 120 ° C for the reference two-component adhesive (Ref-K) and a correspondingly long application of the bond with a temperature of 140 ° C for the chloroprene adhesive system (CKS). All peel resistance values of the reference two-component adhesive of Figure 2 are therefore identical to those of Figure 1.
  • Ref-K commercially available reference two-component adhesive
  • the duration of the temperature application in Figure 2 and Figure 1 is analogous.
  • the seven-day graphs are therefore obtained, for example, from peel tests immediately following a seven-day storage at a temperature of 120 ° C for the reference two-component adhesive (Ref-K 120 ° C) and immediately following a seven-day storage at a temperature of 140 ° C for the chloroprene adhesive system (CKS 140 ° C) were driven.
  • the peel resistance values of the reference two-component adhesive (Ref-K RT) and the chloroprene adhesive system (CKS RT) determined at room temperature are again measured after a further one-day cooling phase following storage at a temperature of 120 ° C. for seven days for the reference two-component adhesive and following a seven-day storage at a temperature of 140 ° C for the chloroprene adhesive system.
  • the temperature-induced additional chemical crosslinking by the halogenated reactive curing resin exceeds in its ability to counteract the temperature-induced softening of the chloroprene crystal composite, the reference Two-component adhesive (Ref-K) after just a few days.
  • the adhesive bond of the chloroprene adhesive system despite seven days exposure to a temperature of 140 ° C over 10% higher peel resistance than the adhesive bond by means of the reference two-component adhesive with seven days exposure to 120 ° C.
  • the adhesive bond of the chloroprene adhesive system (CKS 140 ° C) even over 40% higher peel resistance than the adhesive bond by means of the reference two-component adhesive (Ref-K 120 ° C) at a temperature of 120 ° C for fourteen days. That is, as the duration of the exposure to the temperature increases, the chloroprene adhesive system is more and more superior to the reference two-component adhesive and more capable of counteracting the thermal stress of material.
  • the heating is only necessary if the initial bond strength of the chloroprene adhesive system, which corresponds at room temperature to the initial bond strength of the reference two-component adhesive, is exceeded got to.
  • the heating of the bond can advantageously and deliberately done, but it can be used in many applications, the automatic heating during operation.
  • the cost of a repair can be significantly reduced, since due to the high initial strength of the adhesive bond using the chloroprene adhesive system can be dispensed with longer life.
  • the system can be restarted very shortly after making the adhesive bond and the adhesive bond reaches a further increased strength during operation.
  • the bonding by means of Chloroprene adhesive system has a higher heat resistance than a bond using the reference two-component adhesive at the same temperature.
  • this additional strength arises through an automatic additional crosslinking.
  • This additional crosslinking which also very much serves safety because it counteracts a dangerous softening of the chloroprene with increasing temperature, is therefore an advantageous inherent property of the chloroprene adhesive system of the invention.
  • the elements of the first component (A) may advantageously be first mixed and then dissolved, the concentration of a first solution being from 20 to 28% by weight, with a particularly preferred concentration of from 22 to 26% by weight, with a suitable viscosity for a suitable solid order and particularly high strength to achieve. Although it requires the high heat resistance of the. Chloroprene adhesive system, the subsequent mixing with the second component (B), then the release of the first component (A) takes place independently of the second component (B). Therefore, it is possible to produce, fill or store the first component (A) entirely separately from the second component (B), which results in cost and logistical advantages.
  • the elements of the second component (B) may advantageously be first mixed and then dissolved, the concentration of a second solution being 30 to 60% by weight, with a particularly preferred concentration of 35 to 50% by weight. This also serves to achieve the highest possible strength and heat resistance of an adhesive bond produced using the chloroprene adhesive system. It is again advantageous that Production, filling and, for example, packaging of the second component (B) can be carried out completely independently of the first component (A). The production of both components can take place simultaneously, for example at one or more locations, but it is also possible to produce, for example, the second component (B) first at one site and then the first component (A).
  • a cyclohexane-ethyl acetate solution for dissolving the first component (A) and the second component (B), in each case a cyclohexane-ethyl acetate solution can be used, which particularly preferably has a weight ratio of 1: 1. Due to the low density differences between cyclohexane and ethyl acetate, a volume ratio of 1: 1 is possible.
  • the cyclohexane-ethyl acetate solution can be used both for dissolving the first component (A) and the second component (B).
  • the cyclohexane-ethyl acetate solution does not participate in the other relevant reactions of the chloroprene adhesive system. On harmful toluene can be dispensed with entirely.
  • the two dissolved components of the chloroprene adhesive system may advantageously be mixed at a temperature between 10 ° C and 40 ° C. This generally facilitates the applicability and range of use of the chloroprene adhesive system.
  • the mixing does not entail any evolution of heat and can therefore be carried out in virtually any amount by simple stirring until after a short time a homogeneous mixing of the first component (A) and the second component (B) has taken place.
  • a mixer or in a stirrer Even a fully automatic mixing is conceivable.
  • the extremely long pot life of the blended chloroprene adhesive system promotes repeated production of larger quantities.
  • the chloroprene adhesive system may advantageously have a dynamic viscosity of 500-5,000 mPa ⁇ s (millipascal seconds) at 20 ° C, preferably it has a dynamic viscosity of 1,500-3,000 mPa ⁇ s on. This allows it to be optimally applied to the surfaces to be treated, and the use of a variety of brushes, rollers and rollers for applying is possible. You can do without expensive special tools.
  • the chloroprene adhesive system can automatically induce a reaction that may cause additional curing.
  • a reaction that may cause additional curing.
  • a non-reversible crosslinking of the chloroprene can take place.
  • This additional curing increases in particular the heat resistance of the adhesive bond.
  • the increased resistance to mechanical stress even after cooling, is maintained compared to the adhesive bond exposed to no increase in temperature.
  • the increase in temperature of the adhesive bond produced by means of the chloroprene adhesive system can also - especially due to the achievable high initial strength '- take place during operation of the repaired component; For example, in a strong sun-exposed conveyor belt or a component in the waste heat of an engine. Long and costly downtime can thus be avoided.
  • the additional curing of the adhesive bond produced by means of the chloroprene adhesive system intentionally and deliberately by heating at 80 ° C to 120 ° C for 40 min to 80 min, preferably at 100 ° C for about 60 min.
  • an infrared radiator or other suitable temperature source can be used.
  • the improved heat resistance of the adhesive bond produced by means of the chloroprene adhesive system can thus be deliberately brought about and thus the increased resistance can be guaranteed.
  • suitable temperature profiles can also be run, which cause an increase in the resistance of the adhesive bond produced by means of the chloroprene adhesive system.
  • the additional curing of the adhesive bond produced by means of the chloroprene adhesive system can also be carried out in an autoclave at 98 ° C and 6 bar pressure for 3.5 h.
  • the targeted adaptation of pressure and temperature over a certain period of time thus guarantees improved heat resistance of the adhesive bond produced by means of the chloroprene adhesive system.
  • certain pressure and / or temperature profiles are driven in the autoclave, by means of which the mechanical resistance of the adhesive bond produced by means of the chloroprene adhesive system is further increased.
  • the advantageous addition of a dye causes on the one hand a simple visual inspection of the homogeneity of the mixed first component (A) with the second component (B) and a clear identification of a repaired site. Furthermore, this clearly indicates the size of the repair. Also with conveyor belts such a marking is very useful. Addition of an antioxidant in the first component (A) or the second component (B) serves to provide the corresponding improvement.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Das erfindungsgemäße Chloropren-Klebstoff-System gewährleistet auch bei hohen Temperaturen eine verbesserte Standfestigkeit der Klebeverbindung gegenüber einer mittels herkömmlichen Mehr-Komponenten-Klebstoffen hergestellten Klebeverbindung. Das Chloropren-Klebstoff-System umfasst eine erste Komponente (A), die unter anderem ein ungesättigtes Elastomer, insbesondere Chloropren-Kautschuk enthält. Darüber hinaus umfasst die erste Komponente (A) einen Zusatzstoff, insbesondere ein Metalloxid und bevorzugt Zinkoxid. Ferner enthält das Chloropren-Klebstoff-System als eine zweite Komponente (B) ein halogeniertes Reaktiv-Härterharz und bevorzugt ein bromiertes Reaktiv-Härterharz.

Description

Chloropren-Klebstoff-System
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Chloropren-Klebstoff-System, das auch bei hohen Temperaturen eine verbesserte Standfestigkeit gegenüber herkömmlichen Mehr- Komponenten-Klebstoffen gewährleistet.
Gängige Mehr-Komponenten-Klebstoffe, die für Gummi-Gummi-, Gummi-Gewebe-, Gummi-Metall- und Gewebe-Gewebe-Verklebungen einsetzbar sind, weisen nach erfolgter Anwendung und Aushärtung insbesondere im Hochtemperaturbereich unter mechanischer Belastung eine ungenügende Festigkeit auf. Je länger die Hochtemperaturbelastung auf die Klebeverbindung einwirkt, desto geringer ist tendenziell ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber der mechanischen Belastung, etwa gegenüber einer Schäl- oder Scherbelastung. Auf Grund der zu niedrigen erzielbaren Belastbarkeit der Klebeverbindung scheidet ihre Einsatzmöglichkeit in einigen Fällen bis dato ganz aus, was in der Regel enorme Kosten durch Austausch anstatt Reparatur bedingt. Ansonsten besteht die Gefahr ihres Versagens unter Belastung, wodurch wiederum schwere Folgeschäden denkbar sind. Einige gängige Mehr-Komponenten-Klebstoffe versuchen, ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber der mechanischen Belastung mittels des Einsatzes von Isocyanaten zu erhöhen, die jedoch gesundheitsschädlich sind und die daher nur unter bestimmten Vorsichtsmaßnahmen verwendet werden sollten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Klebeverbindung zu ermöglichen, die eine verbesserte Standfestigkeit gerade auch im Hochtemperaturbereich, sprich Wärmestandfestigkeit, aufweist und vollständig auf den Einsatz von Isocyanaten verzichtet. Für den Endbenutzer soll eine einfache und sichere Anwendung ermöglicht werden.
l Zur Lösung der Aufgabe wird ein Chloropren-Klebstoff-System vorgeschlagen, das die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist.
Ein derartiges Chloropren-Klebstoff-System umfasst eine erste Komponente (A), die ein ungesättigtes Elastomer, insbesondere Chloropren-Kautschuk, und einen Zusatzstoff, insbesondere ein Metalloxid, und bevorzugt Zinkoxid im Bereich von 10 < phr < 40 enthält. Ferner kann das Chloropren-Klebstoff-System eine zweite Komponente (B) enthalten. Hierbei kann es sich um ein halogeniertes Reaktiv- Härterharz, und bevorzugt ein bromiertes Reaktiv-Härterharz handeln. Das stöchiometrische Verhältnis der ersten Komponente (A) zu der zweiten Komponente (B) kann 100/15 bis 100/1, bevorzugt 100/10 bis 100/4 betragen.
Nach Mischen der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) entsteht ein einsatzfähiges Chloropren-Klebstoff-System, das bei Raumtemperatur eine Topfzeit von mehreren Tagen bis Wochen aufweisen kann. Damit ist die Topfzeit - und daher auch die Anwendbarkeit - des Chloropren-Klebstoff-System wesentlich länger als die herkömmlicher Mehr-Komponenten-Klebstoffe nach erfolgter Mischung. Die fertige Klebeverbindung weist gegenüber herkömmlichen Mehr- Komponenten-Klebstoffen eine erhöhte Standfestigkeit auf. Auch die Haftfestigkeit auf hochenergetischen oder polarisierbaren Flächen, wie etwa Metalloberflächen, wird durch das Chloropren-Klebstoff-System gegenüber herkömmlichen Mehr- Komponenten-Klebstoffen verbessert.
Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung.
Die Elemente der ersten Komponente (A) können erst gemischt und dann gelöst werden, wobei die Konzentration einer ersten Lösung 20 bis 28 Gewichtsprozent beträgt, mit einer besonders bevorzugten Konzentration von 22 bis 26 Gewichtsprozent, um eine für die Anwendung vorteilhafte Viskosität bei geeignetem Feststoffs uftrag und eine besonders hohe Festigkeit zu erzielen. Das Lösen der ersten Komponente (A) kann unabhängig von der zweiten Komponente (B) erfolgen.
Die Elemente der zweiten Komponente (B) können erst gemischt und dann gelöst werden, wobei die Konzentration einer zweiten Lösung 30 bis 60 Gewichtsprozent beträgt, mit einer besonders bevorzugten Konzentration von 35 bis 50 Gewichtsprozent. Dies dient dem Erzielen einer möglichst hohen Festigkeit und Wärmestandfestigkeit des Chloropren-Klebstoff-Systems.
Zum Lösen der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) kann jeweils eine Cyclohexan-Ethylacetat - Lösung Verwendung finden, die besonders bevorzugt ein Gewichts-Verhältnis von etwa 1 : 1 aufweisen kann. Die Cyclohexan- Ethylacetat - Lösung nimmt nicht an den weiteren maßgeblichen Reaktionen des Chloropren-Klebstoff-Systems teil.
Die beiden gelösten Komponenten des Chloropren-Klebstoff-Systems können bei einer Temperatur zwischen 10 °C und 40 °C vermischt werden. Dies erleichtert ganz allgemein die Anwendbarkeit und den Einsatzbereich des Chloropren- Klebstoff-Systems.
Nach dem Vermischen kann das Chloropren-Klebstoff-System eine dynamische Viskosität von 500 - 5.000 mPa-s (Millipascalsekunden) bei 20 °C aufweisen, bevorzugt kann es eine dynamische Viskosität von 1.500 - 3.000 mPa-s aufweisen. Damit lässt es sich auf die zu behandelnden Flächen optimal auftragen.
Nach dem Vermischen und einer möglichen Anwendung bei einer Temperaturerhöhung auf mindestens 60 °C kann das Chloropren-Klebstoff-System automatisch eine Reaktion herbeiführen, die eine zusätzliche Aushärtung bedingen kann. Insbesondere durch Aktivierung des Reaktiv-Härterharzes ab 60°C kann eine nicht-reversible Vernetzung des Chloroprens erfolgen. Diese Temperaturerhöhung kann auch nach Verklebung im Betrieb erfolgen; zum Beispiel bei einem starker Sonnenstrahlung ausgesetztem Förderband oder einem Bauteil im Abwärmebereich eines Motors. Die zusätzliche Aushärtung erhöht insbesondere auch die Wärmestandfestigkeit der Klebeverbindung.
Darüber hinaus kann die zusätzliche Aushärtung absichtlich und gezielt durch Erwärmung mittels eines Infrarotstrahlers oder einer anderen Temperaturquelle bei 80 °C bis 120 °C für 40 min bis 80 min erfolgen, bevorzugt bei 100 °C für etwa 60 min. Die verbesserte Wärmestandfestigkeit kann so garantiert werden.
Darüber hinaus kann die zusätzliche Aushärtung in einem Autoklaven bei 98 ° C und 6 bar Druck für 3,5 h erfolgen. Das gezielte Anpassen der Umgebungsbedingungen garantiert somit eine verbesserte Wärmestandfestigkeit.
Die erste Komponente (A) oder die zweite Komponente (B) kann einen Zusatzstoff enthalten, insbesondere einen Farbstoff oder ein Antioxidans. Mittels eines Farbstoffes kann die Mischung der beiden gelösten Komponenten des Chloropren- Klebstoff-Systems hinsichtlich ihrer Homogenität geprüft werden. Darüber hinaus ermöglicht ein Farbstoff auch die klare Kennzeichnung reparierter Stellen.
Das Chloropren-Klebstoff-System umfasst eine erste Komponente (A), die unter anderem ein ungesättigtes Elastomer, insbesondere Chloropren-Kautschuk enthält. Statt der ausschließlichen Verwendung des Chloropren-Kautschuks können auch ein Verschnitt von Chloropren-Kautschuk mit anderen ungesättigten Kautschukgemischen oder Verschnitte anderer ungesättigter Kautschukgemische enthalten sein. Darüber hinaus umfasst die erste Komponente (A) einen Zusatzstoff, insbesondere ein Metalloxid und bevorzugt Zinkoxid im Bereich von 10 < phr < 40. Besonders bevorzugt umfasst die erste Komponente (A) das Zinkoxid im Bereich von 20 < phr < 35, da hier unter anderem seine Eigenschaft als Säurefänger und Vernetzungshilfe optimal zu Tage tritt. Ferner enthält das Chloropren-Klebstoff- System eine zweite Komponente (B), nämlich ein halogeniertes Reaktiv-Härterharz und bevorzugt ein bromiertes Reaktiv-Härterharz, das unter anderem die
Wärmestandfestigkeit des Chloropren-Klebstoff-Systems ganz erheblich verbessert. Das stöchiometrische Verhältnis der ersten Komponente (A) zu der zweiten Komponente (B) beträgt 100/15 bis 100/1, bevorzugt 100/10 bis 100/4, um insbesondere, auch eine optimale Wärmestandfestigkeit des Chloropren-Klebstoff- Systems zu erzielen.
Abbildung 1 vergleicht das Chloropren-Klebstoff-System (C-K-S) mit einem kommerziell verfügbaren Referenz-Zwei-Komponenten-Klebstoff (Ref-K) bei eventuell mehrtägiger Beaufschlagung der Verklebung mit einer Temperatur von 120 °C. Es wird der Schälwiderstand nach mindestens eintägiger Beaufschlagung der Verklebung mit einer Temperatur von 120 °C sowohl im Warmzustand gemessen als auch nach einer weiteren eintägigen Abkühlphase auf Raumtemperatur. Beispielhaft wurde eine Gummi-Metall Verklebung ausgewertet. Hierbei kann die Gummischicht zum Beispiel eine chloroprenhaltige Schicht sein, die eine semi-vorvulkanisierte Schicht darstellt. Ferner kann eine kommerziell verfügbare Grundierung zur Vorbehandlung von Metalloberflächen bei Weichgummierungen zum Einsatz kommen. Es wird zunächst der Schälwiderstand der Verklebung unter Verwendung des kommerziell verfügbaren Referenz-Zwei- Komponenten-Klebstoffs auf 100% normiert. Vor Ermittlung dieses Referenzschälwiderstandes erfolgte zunächst die Verklebung durch dünnflächiges Auftragen des gemischten Referenz-Zwei-Komponenten-Klebstoffs (Ref-K) und anschließendes kurzfristiges starkes Andrücken, dann wurde das Werkstück einen Tag heißgelagert bei einer Temperatur von 120 °C und anschließend für einen weiteren Tag abgekühlt auf Raumtemperatur. Alle weiteren Werte der Abbildung 1 beziehen sich auf diesen Referenzschälwiderstand von 100%. Nachfolgend wird die Abfolge der Schälwiderstandsermittlung in Abhängigkeit der Dauer der Temperaturbeaufschlagung beschrieben. Zunächst erfolgt die Lagerung der geklebten Werkstücke (der Klebeverbindungen) für einen Tag bei einer Temperatur von 120 °C.
Diagrammangaben für einen Tag: die bei erhöhter Temperaturbeaufschlagung ermittelten Schälwiderstandswerte des Referenz-Zwei-Komponenten-Klebstoffs (Ref-K) und des Chloropren-Klebstoff-Systems (C-K-S) erfolgen unmittelbar im Anschluss an diese eintägige Lagerung bei einer Temperatur von 120 °C. Die bei Raumtemperatur ermittelten Schälwiderstandswerte des Referenz-Zwei- Komponenten-Klebstoffs (Ref-K) und des Chloropren-Klebstoff-Systems (C-K-S) erfolgen nach einer weiteren eintägigen Abkühlungsphase im Anschluss an die eintägige Lagerung bei einer Temperatur von 120 °C.
Diagrammangaben für drei Tage: die bei erhöhter Temperaturbeaufschlagung ermittelten Schälwiderstandswerte des Referenz-Zwei-Komponenten-Klebstoffs (Ref-K) und des Chloropren-Klebstoff-Systems (C-K-S) erfolgen unmittelbar im Anschluss an diese dreitägige Lagerung bei einer Temperatur von 120 °C. Die bei Raumtemperatur ermittelten Schälwiderstandswerte des Referenz-Zwei- Komponenten-Klebstoffs (Ref-K) und des Chloropren-Klebstoff-Systems (C-K-S) erfolgen nach einer weiteren eintägigen Abkühlungsphase im Anschluss an die dreitägige Lagerung bei einer Temperatur von 120 °C.
Diagrammangaben für sieben Tage: die bei erhöhter Temperaturbeaufschlagung ermittelten Schälwiderstandswerte des Referenz-Zwei-Komponenten-Klebstoffs (Ref-K) und des Chloropren-Klebstoff-Systems (C-K-S) erfolgen unmittelbar im Anschluss an diese siebentägige Lagerung bei einer Temperatur von 120 °C. Die bei Raumtemperatur ermittelten Schälwiderstandswerte des Referenz-Zwei- Komponenten-Klebstoffs (Ref-K) und des Chloropren-Klebstoff-Systems (C-K-S) erfolgen nach einer weiteren eintägigen Abkühlungsphase im Anschluss an die siebentägige Lagerung bei einer Temperatur von 120 °C.
Diagrammangaben für vierzehn Tage: die bei erhöhter Temperaturbeaufschlagung ermittelten Schälwiderstandswerte des Referenz-Zwei-Komponenten-Klebstoffs (Ref-K) und des Chloropren-Klebstoff-Systems (C-K-S) erfolgen unmittelbar im Anschluss an diese vierzehntägige Lagerung bei einer Temperatur von 120 °C. Die bei Raumtemperatur ermittelten Schälwiderstandswerte des Referenz-Zwei- Komponenten-Klebstoffs (Ref-K) und des Chloropren-Klebstoff-Systems (C-K-S) erfolgen nach einer weiteren eintägigen Abkühlungsphase im Anschluss an die vierzehntägige Lagerung bei einer Temperatur von 120 °C. Ein Vorteil des Chloropren-Klebstoff-Systems ist, dass seine Topfzeit die eines kommerziell verfügbaren Referenz-Zwei-Komponenten-Klebstoffs bei weitem übersteigt. Nach Mischen der ersten Komponente (A) mit der zweiten Komponente (B) kann das Chloropren-Klebstoff-System deutlich über eine Woche zur Anwendung bereit gehalten werden, ohne dass dies mit einer negativen Auswirkung auf die zu schaffende Klebeverbindung einherginge.
Die Anfangshaftfestigkeit des Chloropren-Klebstoff-Systems bei Raumtemperatur ist der Anfangshaftfestigkeit des Referenz-Zwei-Komponenten-Klebstoffs gleichwertig (nicht in Abbildung 1 gezeigt). Die Aushärtung erfolgt hier durch die Kristallisation des Chloroprens.
In dem Chloropren-Klebstoff-System wird die zweite Komponente (B) bei steigenden Temperaturen aktiviert, sodass zusätzlich eine chemische Vernetzung durch das Härter-Harz erfolgt. Das polare Chloropren-Klebstoff-System weist dabei generell Vorteile der Festigkeit der Klebeverbindung auf hochenergetischen oder polarisierbaren Flächen, etwa Metalloberflächen, auf.
Wie in Abbildung 1 gezeigt, liegt der unmittelbar im Anschluss an die eintägige Lagerung des verklebten Werkstücks bei einer Temperatur von 120 °C ermittelte Schälwiderstandswert des Chloropren-Klebstoff-Systems (C-K-S 120 °C) deutlich - nämlich über 60% - über dem ermittelten Schälwiderstandswert bei Verklebung mittels des Referenz-Zwei-Komponenten-Klebstoffs (Ref-K 120 °C). Dies ist mit darauf zurückzuführen, dass bei einer Temperaturerhöhung der mittels des Chloropren-Klebstoff-Systems hergestellten Klebeverbindung auf mindestens eine Temperatur von 60 °C automatisch eine zusätzliche chemische Vernetzung stattfindet, die im Wesentlichen - was wiederum für die Ermittlung der Schälwiderstandswerte bei Raumtemperatur wichtig ist - nicht reversibel ist. Die Vernetzung erfolgt an Doppelbindungen (des ungesättigten Elastomers, bevorzugt des Chloropren-Kautschuks) über Methylol/Brommethyl-Gruppen (des halogenierten Reaktiv-Härterharzes). Die Tatsache, dass die Schälwiderstandswerte unter Temperaturbeaufschlagung von 120 °C unter der Referenz von 100% liegen (Ref-K RT), begründet sich im überwiegend reversiblen Aufweichen des Chloropren-Kristallverbundes mit steigender Temperatur; mit Abkühlung erfolgt dann wieder die Kristallisation des Chloroprens. Das Metalloxid unterstützt die Aktivierung des halogenierten Reaktiv-Härterharzes und erfüllt damit eine vorteilhafte Doppelfunktion, da es auch die Vernetzung zwischen den Chloroprenkautschukmolekülen unterstützt. Mittels des Chloropren-Klebstoff- Systems lässt sich eine deutliche Erhöhung der Temperaturstandfestigkeit erzielen, da die chemische Vernetzung auf Grund des halogenierten Reaktiv-Härterharzes dem Aufweichen des Chloropren-Kristallverbundes mit steigender Temperatur entgegenwirkt. Vorteilhaft ist ferner, dass gegenüber normalen Phenolharzen das verwendete halogenierte Reaktiv-Härterharz eine deutlich höhere Vernetzungsgeschwindigkeit mit Chloroprenen zeigt. Gegenüber Isocyanaten lässt sich der vorteilhafte Wegfall einer das Verarbeitungsfenster begrenzenden Topfzeit anführen. Das angerührte Chloropren-Klebstoff -System ist über mehrere Tage bis Wochen verarbeitbar, da die Vernetzung im Wesentlichen erst bei höheren Temperaturen einsetzt. Der so vernetzte Kautschuk weist eine deutlich höhere Erweichungstemperatur auf.
Auch die bei Raumtemperatur ermittelten Schälwiderstandswerte des Referenz- Zwei-Komponenten-Klebstoffs (Ref-K RT) - 100% - und des Chloropren-Klebstoff- Systems (C-K-S RT) nach einer weiteren eintägigen Abkühlungsphase im Anschluss an die eintägige Lagerung bei einer Temperatur von 120 0 C, weisen einen über 60% höheren Schälwiderstandswert des Chloropren-Klebstoff-Systems (gegenüber dem Zwei-Komponenten-Klebstoff) aus. Bei vergleichbarer Anfangshaftfestigkeit liegt nun also nach einmaliger eintägiger Erwärmung auf eine Temperatur von 120 °C und anschließender Abkühlung dann auch bei Raumtemperatur ein deutlich erhöhter Schälwiderstandswert des Chloropren-Klebstoff-Systems vor. Die bei erhöhter dreitägiger Temperaturbeaufschlagung von 120 °C ermittelten Schälwiderstandswerte des Referenz-Zwei-Komponenten-Klebstoffs (Ref-K 120 °C) und des Chloropren-Klebstoff-Systems (C-K-S 120 °C) weisen sogar einen um über 70% höheren Schälwiderstand der Klebeverbindung mittels des Chloropren- Klebstoff-Systems gegenüber der Klebeverbindung mittels des Referenz-Zwei- Komponenten-Klebstoffs auf, auch wenn beide Werte absolut gesehen etwas niedriger sind als bei eintägiger Temperaturbeaufschlagung von 120 °C. Einem weiteren Aufweichen des Chloropren-Kristallverbundes mit steigender Temperatur und Dauer steht eine zumindest teilweise weitere Vernetzung durch die zweite Komponente (B) gegenüber.
Erkennbar ist dies auch an den bei Raumtemperatur ermittelten Schälwiderstandswerten des Referenz-Zwei-Komponenten-Klebstoffs (Ref-K RT) und des Chloropren-Klebstoff-Systems (C-K-S RT), die nach einer weiteren eintägigen Abkühlungsphase im Anschluss an die dreitägige Lagerung bei einer Temperatur von 120 °C ermittelt wurden. Die Klebeverbindung mittels des Chloropren-Klebstoff-Systems weist nun einen absolut leicht höheren Wert auf, als sie dies nach eintägiger Temperaturbeaufschlagung von 120 °C tat. Die Klebeverbindung mittels des Referenz-Zwei-Komponenten-Klebstoffs weist nun einen absolut etwas niedrigeren Wert auf, als sie dies nach eintägiger Temperaturbeaufschlagung von 120 °C tat. Der Schälwiderstand der Klebeverbindung mittels des Chloropren-Klebstoff-Systems weist nun gegenüber der Klebeverbindung mittels des Referenz-Zwei-Komponenten-Klebstoffs einen um über 80% höheren Wert auf. Mithin ist die Wärmestandfestigkeit des Chloropren- Klebstoff-Systems erheblich höher.
Die bei erhöhter siebentägiger Temperaturbeaufschlagung von 120 °C ermittelten
Schälwiderstandswerte weisen ebenfalls einen deutlich höheren Schälwiderstand der Klebeverbindung mittels des Chloropren-Klebstoff-Systems (C-K-S 120 °C) gegenüber der Klebeverbindung mittels des Referenz-Zwei-Komponenten-
Klebstoffs (Ref-K 120 °C) auf, und gleiches gilt für die bei Raumtemperatur ermittelten Schälwiderstandswerte des Referenz-Zwei-Komponenten-Klebstoffs (Ref-K RT) und des Chloropren-Klebstoff-Systems (C-K-S RT), die nach einerweiteren eintägigen Abkühlungsphase im Anschluss an die siebentägige Lagerung bei einer Temperatur von 120 °C ermittelt wurden.
Betrachtet man die vierzehntägige Temperaturbeaufschlagung von 120 ° C, so stellt man ebenfalls fest, dass der Schälwiderstand der Klebeverbindung mittels des Chloropren-Klebstoff-Systems (C-K-S 120 °C) gegenüber der Klebeverbindung mittels des Referenz-Zwei-Komponenten-Klebstoffs (Ref-K 120 °C) um über 60% höher liegt, und nach einer anschließenden eintägigen Abkühlungsphase auf Raumtemperatur liegt der Schälwiderstand der Klebeverbindung mittels des Chloropren-Klebstoff-Systems (C-K-S RT) gegenüber der Klebeverbindung mittels des Referenz-Zwei-Komponenten-Klebstoffs (Ref-K RT) sogar um über 100% höher. Die Überlegenheit des Chloropren-Klebstoff-Systems zeigt sich insbesondere auch darin, dass der Schälwiderstand der Klebeverbindung mittels des Chloropren- Klebstoff-Systems nach vierzehntägiger Temperaturbeaufschlagung von 120 °C und nach einer anschließenden eintägigen Abkühlungsphase auf Raumtemperatur gegenüber der Klebeverbindung mittels des Referenz-Zwei-Komponenten- Klebstoffs, die nur eine eintägige Temperaturbeaufschlagung von 120 °C erfahren hat und anschließend über einen Tag auf Raumtemperatur abgekühlt wurde, um über 25% übertroffen wird.
Der Schälwiderstand der Klebeverbindung mittels des Chloropren-Klebstoff- Systems übertrifft die Klebeverbindung mittels des Referenz-Zwei-Komponenten- Klebstoffs und kann gleichzeitig auf den Einsatz von Isocyanaten vollständig verzichten.
Abbildung 2 vergleicht das Chloropren-Klebstoff-System (C-K-S) mit einem kommerziell verfügbaren Referenz-Zwei-Komponenten-Klebstoff (Ref-K) bei eventuell mehrtägiger Beaufschlagung der Verklebung mit einer Temperatur von 120 °C für den Referenz-Zwei-Komponenten-Klebstoff (Ref-K) sowie einer entsprechend langen Beaufschlagung der Verklebung mit einer Temperatur von 140 °C für das Chloropren-Klebstoff-System (C-K-S). Sämtliche Schälwiderstandswerte des Referenz-Zwei-Komponenten-Klebstoffs aus Abbildung 2 stimmen daher mit denjenigen aus Abbildung 1 überein.
Die Dauer der Temperaturbeaufschlagung bei Abbildung 2 und Abbildung 1 erfolgt analog. Die Diagrammangaben für sieben Tage ergeben sich daher zum Beispiel aus Schälversuchen, die unmittelbar im Anschluss an eine siebentägige Lagerung bei einer Temperatur von 120 °C für den Referenz-Zwei-Komponenten-Klebstoff (Ref-K 120 °C) und unmittelbar im Anschluss an eine siebentägige Lagerung bei einer Temperatur von 140 °C für das Chloropren-Klebstoff-System (C-K-S 140 °C) gefahren wurden. Die bei Raumtemperatur ermittelten Schälwiderstandswerte des Referenz-Zwei-Komponenten-Klebstoffs (Ref-K RT) und des Chloropren-Klebstoff- Systems (C-K-S RT) erfolgen wieder nach einer weiteren eintägigen Abkühlungsphase im Anschluss an die siebentägige Lagerung bei einer Temperatur von 120 °C für den Referenz-Zwei-Komponenten-Klebstoff und im Anschluss an eine siebentägige Lagerung bei einer Temperatur von 140 °C für das Chloropren- Klebstoff-System. ^
Wie aus Abbildung 2 ersichtlich, ist trotz Beaufschlagung der Verklebung mit einer Temperatur von 140 °C für das Chloropren-Klebstoff-System dieses nach Abkühlung auf Raumtemperatur stets stabiler als der entsprechend lange bei einer Temperatur von 120 °C beaufschlagte Referenz-Zwei-Komponenten-Klebstoff. Grund dafür ist vorrangig die zusätzliche chemische Vernetzung durch das halogenierte Reaktiv-Härterharz.
Die temperaturbedingte zusätzliche chemische Vernetzung durch das halogenierte Reaktiv-Härterharz übertrifft in ihrer Fähigkeit, dem temperaturbedingten Aufweichen des Chloropren-Kristallverbundes entgegenzuwirken, den Referenz- Zwei-Komponenten-Klebstoff (Ref-K) bereits nach wenigen Tagen. So weist die Klebeverbindung des Chloropren-Klebstoff-Systems trotz siebentägiger Beaufschlagung mit einer Temperatur von 140 °C einen über 10% höheren Schälwiderstand als die Klebeverbindung mittels des Referenz-Zwei-Komponenten- Klebstoffs bei siebentägiger Beaufschlagung mit 120 °C auf. Nach vierzehntägiger Beaufschlagung mit einer Temperatur von 140 °C weist die Klebeverbindung des Chloropren-Klebstoff-Systems (C-K-S 140 °C) sogar einen um über 40% höheren Schälwiderstand als die Klebeverbindung mittels des Referenz-Zwei-Komponenten- Klebstoffs (Ref-K 120 °C) bei vierzehntägiger Beaufschlagung mit einer Temperatur von 120 °C auf. Das heißt, mit zunehmender Dauer der Temperaturbeaufschlagung zeigt das Chloropren-Klebstoff-System gegenüber dem Referenz-Zwei- Komponenten-Klebstoff mehr und mehr seine Überlegenheit und ist in der Lage, der temperaturbedingten Materialbeanspruchung stärker entgegenzuwirken.
Als Vorteil des Chloropren-Klebstoff-Systems ist insbesondere auch zu nennen, dass die Erwärmung überhaupt nur dann notwendig ist, wenn die Anfangshaftfestigkeit des Chloropren-Klebstoff-Systems, die bei Raumtemperatur der Anfangshaftfestigkeit des Referenz-Zwei-Komponenten-Klebstoffs entspricht, übertroffen werden muss. Für den Fall, dass eine höhere Standfestigkeit gefordert ist oder eine höhere Wärmestandfestigkeit gefordert ist, kann vorteilhafterweise die Erwärmung der Verklebung gezielt und absichtlich erfolgen, es kann aber in vielerlei Anwendungsfällen auch die automatische Erwärmung im Betrieb genutzt werden. Hier ist zum Beispiel eine Klebeverbindung eines starker Sonneneinstrahlung ausgesetzten Förderbandes zu nennen oder auch eine im Abwärmebereich eines Motors an einem Bauteil verwendete Klebeverbindung. Insbesondere im Bereich von Fördergurtsystemen lassen sich daher die Kosten einer Reparatur erheblich verringern, da bedingt durch die hohe Anfangsfestigkeit der Klebeverbindung unter Verwendung des Chloropren-Klebstoff-Systems auf längere Standzeiten verzichtet werden kann. Die Anlage kann sehr kurz nach Herstellen der Klebeverbindung wieder angefahren werden und die Klebeverbindung erreicht im Betrieb eine weitere gesteigerte Festigkeit. In jedem Fall weist die Verklebung mittels des Chloropren-Klebstoff-Systems eine höhere Wärmestandfestigkeit auf als eine Verklebung mittels des Referenz-Zwei-Komponenten-Klebstoffs bei gleicher Temperatur. Vorteilhafterweise entsteht diese zusätzliche Festigkeit durch eine automatische zusätzliche Vernetzung. Diese zusätzliche Vernetzung, die auch ganz wesentlich der Sicherheit dient, da sie einem gefährlichen Erweichen des Chloroprens mit steigender Temperatur entgegenwirkt, ist daher eine vorteilhafte inhärente Eigenschaft des erfindungsgemäßen Chloropren-Klebstoff-Systems.
Im Falle sehr hoher geforderter Festigkeiten können diese in der Klebeverbindung durch gezieltes Erwärmen gesichert hergestellt werden und damit den gefahrlosen Einsatz ermöglichen.
Die Elemente der ersten Komponente (A) können vorteilhafterweise erst gemischt und dann gelöst werden, wobei die Konzentration einer ersten Lösung 20 bis 28 Gewichtsprozent beträgt, mit einer besonders bevorzugten Konzentration von 22 bis 26 Gewichtsprozent, um eine für die Anwendung vorteilhafte Viskosität bei geeignetem Feststoff auftrag und besonders hohe Festigkeit zu erzielen. Erfordert zwar die hohe Wärmestandfestigkeit des . Chloropren-Klebstoff-Systems das anschließende Vermischen mit der zweiten Komponente (B), so erfolgt doch das Lösen der ersten Komponente (A) unabhängig von der zweiten Komponente (B). Daher ist es möglich, die erste Komponente (A) gänzlich getrennt von der zweiten Komponente (B) herzustellen, abzufüllen oder zu lagern, wodurch sich Kosten- und logistische Vorteile ergeben.
Die Elemente der zweiten Komponente (B) können vorteilhafterweise erst gemischt und dann gelöst werden, wobei die Konzentration einer zweiten Lösung 30 bis 60 Gewichtsprozent beträgt, mit einer besonders bevorzugten Konzentration von 35 bis 50 Gewichtsprozent. Auch dies dient dem Erzielen einer möglichst hohen Festigkeit und Wärmestandfestigkeit einer unter Verwendung des Chloropren- Klebstoff-Systems hergestellten Klebeverbindung. Vorteilhaft ist erneut, dass Herstellung, Abfüllung und zum Beispiel Verpackung der zweiten Komponente (B) gänzlich unabhängig von der ersten Komponente (A) erfolgen kann. Die Herstellung beider Komponenten kann zum Beispiel an einem oder mehreren Standorten gleichzeitig erfolgen, genauso ist es aber auch möglich, zum Beispiel an einem Standort zunächst die zweite Komponente (B) herzustellen und anschließend die erste Komponente (A).
Zum Lösen der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) kann jeweils eine Cyclohexan-Ethylacetat - Lösung Verwendung finden, die besonders bevorzugt ein Gewichts-Verhältnis von 1 : 1 aufweist. Auf Grund der geringen Dichteunterschiede zwischen Cyclohexan und Ethylacetat ist auch ein Volumenverhältnis von 1 : 1 möglich. Vorteilhafterweise kann die Cyclohexan- Ethylacetat - Lösung sowohl zum Lösen der ersten Komponente (A) als auch der zweiten Komponente (B) verwendet werden. Die Cyclohexan-Ethylacetat - Lösung nimmt nicht an den weiteren maßgeblichen Reaktionen des Chloropren-Klebstoff- Systems teil. Auf gesundheitsschädliches Toluol kann gänzlich verzichtet werden.
Die beiden gelösten Komponenten des Chloropren-Klebstoff-Systems können vorteilhafterweise bei einer Temperatur zwischen 10 °C und 40 °C vermischt werden. Dies erleichtert ganz allgemein die Anwendbarkeit und den Einsatzbereich des Chloropren-Klebstoff-Systems. Das Vermischen zieht keine Wärmeentwicklung nach sich und kann daher in quasi beliebiger Menge durch einfaches Verrühren erfolgen, bis bereits nach kurzer Zeit eine homogene Vermischung der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) stattgefunden hat. Je nach Menge kann das Vermischen per Hand, mit einem Mischer oder in einem Rührwerk erfolgen. Auch ein vollautomatisches Vermischen ist denkbar. Die äußerst lange Topfzeit des vermischten Chloropren-Klebstoff-Systems begünstigt das wiederholte Herstellen größerer Mengen.
Nach dem Vermischen kann das Chloropren-Klebstoff-System vorteilhafterweise eine dynamische Viskosität von 500 - 5.000 mPa-s (Millipascalsekunden) bei 20 °C aufweisen, bevorzugt weist es eine dynamische Viskosität von 1.500 - 3.000 mPa-s auf. Damit lässt es sich auf die zu behandelnden Flächen optimal auftragen, und die Verwendung verschiedenster Pinsel, Roller und Walzen zum Aufbringen ist möglich. Auf teures SpezialWerkzeug kann verzichtet werden.
Nach dem Anwenden des gemischten Chloropren-Klebstoff-System und einer Temperaturerhöhung der Klebeverbindung auf mindestens 60°C kann das Chloropren-Klebstoff-System automatisch eine Reaktion herbeiführen, die eine zusätzliche Aushärtung bedingen kann. Insbesondere durch Aktivierung des im Chloropren-Klebstoff-System enthaltenen Reaktiv-Härterharzes ab 60 °C kann eine nicht-reversible Vernetzung des Chloroprens erfolgen. Diese zusätzliche Aushärtung erhöht insbesondere auch die Wärmestandfestigkeit der Klebeverbindung. Vorteilhafterweise bleibt die - verglichen mit der keiner Temperaturerhöhung ausgesetzten Klebeverbindung - erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber einer mechanischen Belastung auch nach erfolgter Abkühlung erhalten. Über gezieltes Erwärmen kann also die Widerstandsfähigkeit der mittels des Chloropren-Klebstoff- Systems hergestellten Klebeverbindung in gewünschter Weise gesteigert werden. Die Temperaturerhöhung der mittels des Chloropren-Klebstoff-Systems hergestellten Klebeverbindung kann auch - insbesondere auf Grund der erzielbaren hohen Anfangsfestigkeit '- im Betrieb des reparierten Bauteils erfolgen; zum Beispiel bei einem starker Sonnenstrahlung ausgesetzten Förderband oder einem Bauteil im Abwärmebereich eines Motors. Lange und kostenintensive Standzeiten können somit vermieden werden.
Darüber hinaus kann die zusätzliche Aushärtung der mittels des Chloropren- Klebstoff-Systems hergestellten Klebeverbindung absichtlich und gezielt durch Erwärmung bei 80 °C bis 120 °C für 40 min bis 80 min erfolgen, bevorzugt bei 100 °C für etwa 60 min. Zur gezielten Erwärmung kann ein Infrarotstrahler oder eine andere geeignete Temperaturquelle verwendet werden. Die verbesserte Wärmestandfestigkeit der mittels des Chloropren-Klebstoff-Systems hergestellten Klebeverbindung kann somit gezielt herbeigeführt werden und die erhöhte Widerstandsfähigkeit somit garantiert werden. Je nach Art der Temperaturquelle können vorteilhafterweise auch geeignete Temperaturprofile gefahren werden, die eine Steigerung der Widerstandsfähigkeit der mittels des Chloropren-Klebstoff- Systems hergestellten Klebeverbindung bewirken.
Ferner kann die zusätzliche Aushärtung der mittels des Chloropren-Klebstoff- Systems hergestellten Klebeverbindung auch in einem Autoklaven bei 98 °C und 6 bar Druck für 3,5 h erfolgen. Das gezielte Anpassen von Druck und Temperatur über einen bestimmten Zeitraum garantiert somit eine verbesserte Wärmestandfestigkeit der mittels des Chloropren-Klebstoff-Systems hergestellten Klebeverbindung. Auch ist denkbar, dass im Autoklaven bestimmte Druck- und/oder Temperaturprofile gefahren werden, mittels derer die mechanische Widerstandsfähigkeit der mittels des Chloropren-Klebstoff-Systems hergestellten Klebeverbindung noch weiter gesteigert wird.
Das vorteilhafte Zusetzen eines Farbstoffs bewirkt zum einen eine einfache Sichtkontrolle der Homogenität der vermischten ersten Komponente (A) mit der zweiten Komponente (B) sowie eine klare Kennzeichnung einer reparierten Stelle. Ferner wird dadurch auch klar erkenntlich die Größe der vorgenommenen Reparatur angezeigt. Auch bei Förderbändern ist solch eine Kennzeichnung sehr dienlich. Auph das Zusetzen eines Antioxidans in der ersten Komponente (A) oder der zweiten Komponente (B) dient der entsprechenden Verbesserung.
Die einzelnen Merkmale der Erfindung sind selbstverständlich nicht auf die beschriebenen Kombinationen von Merkmalen im Rahmen der vorgestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und können in Abhängigkeit vorgegebener Parameter auch in anderen Kombinationen eingesetzt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Chloropren-Klebstoff-System umfassend eine erste Komponente (A) und eine zweite Komponente (B), wobei die erste Komponente (A) enthält:
- ein ungesättigtes Elastomer, insbesondere Chloropren-Kautschuk, oder einen Verschnitt von Chloropren-Kautschuk mit anderen ungesättigten Kautschukgemischen;
- einen Zusatzstoff, insbesondere ein Metalloxid; und bevorzugt Zinkoxid im Bereich von 10 < phr < 40, besonders bevorzugt im Bereich von 20 < phr < 35;
wobei die zweite Komponente (B) enthält:
- ein halogeniertes Reaktiv-Härterharz und bevorzugt ein bromiertes Reaktiv- Härterharz;
und wobei das stöchiometrische Verhältnis der ersten Komponente (A) zur zweiten Komponente (B) 100/15 bis 100/1, bevorzugt 100/10 bis 100/4, beträgt.
2. Chloropren-Klebstoff-System nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (A) erst gemischt und dann gelöst wird, wobei die Konzentration einer ersten Lösung 20 bis 28 Gewichtsprozent beträgt, mit einer besonders bevorzugten Konzentration von 22 bis 26 Gewichtsprozent.
3. Chloropren-Klebstoff-System nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente (B) erst gemischt und dann gelöst wird, wobei die Konzentration einer zweiten Lösung 30 bis 60 Gewichtsprozent beträgt, mit einer besonders bevorzugten Konzentration von 35 bis 50 Gewichtsprozent.
4. Chloropren-Klebstoff-System nach einem der Ansprüche 1 bis 3
dadurch gekennzeichnet, dass zum Lösen eine Cyclohexan-Ethylacetat - Lösung Verwendung findet, die besonders bevorzugt ein Gewichtsverhältnis von 1 : 1 aufweist.
5. Chloropren-Klebstoff-System nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die beiden gelösten Komponenten bei einer Temperatur zwischen 10 °C und 40 °C vermischt werden.
6. Chloropren-Klebstoff-System nach einem der Ansprüche 1 bis 5
dadurch gekennzeichnet, dass es nach dem Vermischen eine dynamische Viskosität von 500 - 5.000 mPa-s ( illipascalsekunden) bei 20 °C aufweist, bevorzugt eine dynamische Viskosität von 1.500 - 3.000 mPa-s (Millipascalsekunden) aufweist.
7. Chloropren-Klebstoff-System nach einem der Ansprüche 1 bis 6
dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Vermischen und einer möglichen Anwendung bei einer Temperaturerhöhung auf mindestens 60 °C automatisch eine zusätzliche Vernetzung stattfindet.
8. Chloropren-Klebstoff-System nach einem der Ansprüche 1 bis 7
dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Aushärtung durch Erwärmung mittels eines Infrarotstrahlers oder einer anderen Temperaturquelle bei 80 °C bis 120 °C für 40 min bis 80 min erfolgt, bevorzugt bei 100 °C für 60 min.
9. Chloropren-Klebstoff-System nach einem der Ansprüche 1 bis 7
dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Aushärtung in einem Autoklaven bei 98 °C und 6 bar Druck für 3,5 h erfolgt.
10. Chloropren-Klebstoff-System nach einem der Ansprüche 1 bis 9
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (A) oder die zweite Komponente (B) einen Zusatzstoff, insbesondere einen Farbstoff oder ein Antioxidans, enthält.
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