EP3898757A1 - Recoatable heat-curing epoxy resin adhesives - Google Patents

Recoatable heat-curing epoxy resin adhesives

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Publication number
EP3898757A1
EP3898757A1 EP19818148.9A EP19818148A EP3898757A1 EP 3898757 A1 EP3898757 A1 EP 3898757A1 EP 19818148 A EP19818148 A EP 19818148A EP 3898757 A1 EP3898757 A1 EP 3898757A1
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EP
European Patent Office
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epoxy resin
weight
resin composition
thermosetting epoxy
carbon nanotubes
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19818148.9A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Christian Krueger
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.)
Sika Technology AG
Original Assignee
Sika Technology AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Sika Technology AG filed Critical Sika Technology AG
Publication of EP3898757A1 publication Critical patent/EP3898757A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/4007Curing agents not provided for by the groups C08G59/42 - C08G59/66
    • C08G59/4014Nitrogen containing compounds
    • C08G59/4021Ureas; Thioureas; Guanidines; Dicyandiamides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
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    • C08K3/042Graphene or derivatives, e.g. graphene oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D163/00Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/44Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes for electrophoretic applications

Definitions

  • thermosetting epoxy resin compositions which, in the uncured state, are sufficiently coated with KTL lacquer after the KTL bath, in particular in the edge region in contact with the substrate.
  • a complete coating of thermosetting epoxy resin compositions, especially in the edge area in contact with the substrate, with KTL lacquer is particularly demanding.
  • a / F ' refers here to a mixture of acetone with formaldehyde, which is used as a starting material in its production.
  • liquid resins are available, for example, as AralditeÂź GY 250, AralditeÂź PY 304, AralditeÂź GY 282 (Huntsman or Hexion) or DER TM 331 or DER TM 330 (Olin) or Epikote 828 (Hexion).
  • the amount of carbon blacks (KA-1) is 4-10% by weight, preferably 4-9% by weight, 4-8% by weight, 4-7% by weight, preferably 4-6.5% by weight. %,
  • the amount of single-wall carbon nanotubes (KA-3) is 0.075-0.9% by weight, preferably 0.1-0.8% by weight, 0.1-0.6% by weight, 0.1-0.5% by weight, 0.1-0.4% by weight %, in particular 0.1-0.3% by weight, particularly preferably 0.1-0.25% by weight, most preferably 0.1-0.2% by weight,
  • compositions with 2600 Pa * s or higher viscosity values at 50 ° C are no longer suitable for industrial adhesive application processes.
  • the abovementioned quantity ranges ensure an adequate coating with KTL lacquer after the KTL bath in the uncured state.
  • these compositions achieve a value of> 7 after the KTL coating has been carried out in the example part, which corresponds to a complete overpainting and can be seen, for example, in Tables 4-6.
  • an uncured and fully coated adhesive bead with a specific volume resistance according to DIN IEC167 / IEC93 / VDE 0303 measured at 23 ° C / 50% rel. Is obtained within this quantity range.
  • an electrically conductive carbon allotrope with an average particle size D50 in the range from 0.05 nm to 1,000 pm, in particular 0.1 nm to 800 pm, preferably 1 nm to 600 pm, preferably 10 nm to 500 pm.
  • the one-component thermosetting epoxy resin composition preferably contains at least one toughness improver D.
  • the toughness improvers D can be solid or liquid.
  • R 9 ' and R 10 each independently represent an alkyl or aralkyl or arylalkyl group or an alkyloxy or aryloxy or aralkyloxy group and R 11 represents an alkyl group.
  • the toughness improver D can be a liquid rubber D2. This can e.g. are a carboxyl- or epoxy-terminated polymer.
  • tensile strength in particular measured according to DIN EN ISO 527, particularly preferably as described in the example part, of more than 10 MPa, more than 15 MPa, more than 20 MPa, and / or
  • Step iv) is typically carried out in a KTL furnace.
  • the composition cures by heating the composition in step iv).
  • the mixed compositions were placed between two Teflon foils and brought to a thickness of 1-6 mm using a press, and these adhesive plates were then cured at 175 ° C. for 35 minutes.
  • the specific volume resistance was then in accordance with DIN IEC167 / IEC93 / VDE 0303 at 23 ° C / 50% rel. Air humidity measured at a measuring voltage of 10V on the hardened adhesive plates.

Abstract

The invention relates to heat-curing epoxy resin compositions which contain an electrically conductive carbon allotrope (KA) selected from the list consisting of conductive blacks (KA-1), graphenes (KA-2), single-walled carbon nanotubes (KA-3) and multi-walled carbon nanotubes (KA-4). Such compositions allow, when uncured and following a cathodic dip coating bath, full coating of the applied composition.

Description

ÜBERLACKIERBARE HITZEHÄRTENDE EPOXIDHARZKLEBSTOFFE PAINTABLE HEAT-CURING EPOXY RESIN ADHESIVES
Technisches Gebiet Technical field
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der hitzehÀrtenden Epoxidharz-Rohbauklebstoffe. The present invention relates to the field of thermosetting epoxy resin raw adhesives.
Stand der Technik State of the art
HitzehĂ€rtenden Epoxidharzklebstoffe werden schon seit langem im als Klebstoffe fĂŒr den Rohbau von Transportmittel eingesetzt. Heat-curing epoxy resin adhesives have long been used as adhesives for the shell of transport vehicles.
Typischerweise durchlĂ€uft die Karosserie am Ende des Rohbaus ein KTL (Kathodische Tauch-Lackierung)-Bad, in dem diese mit einem sogenannten KTL- Lack beschichtet wird, welcher dann in einem KTL-Ofen eingebrannt wird. Eine gute und vollflĂ€chige KTL-Lackierung ist eine Basis fĂŒr einen langfristigen Gebrach des Fahrzeugs, da er einen wesentlichen Beitrag zur KorrosionsbestĂ€ndigkeit leistet. Typically, the body passes through a KTL (cathodic dip painting) bath at the end of the bodyshell, in which it is coated with a so-called KTL paint, which is then baked in a KTL furnace. Good, full-surface KTL painting is the basis for long-term use of the vehicle, as it makes a significant contribution to corrosion resistance.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass die applizierten und noch nicht However, it has been shown that the applied and not yet
ausgehĂ€rteten Rohbauklebstoffe im KTL-Bad nicht oder nur teilweise mit dem KTL-Lack ĂŒberzogen werden, insbesondere an den RĂ€ndern der Klebstoffraupen, deren KontaktflĂ€che mit dem Substrat besonders anfĂ€llig fĂŒr Korrosion ist. Daraus ergeben sich nicht nur eine reduzierte KorrosionsbestĂ€ndigkeit sondern auch Ă€sthetisch wenig anspruchsvolle OberflĂ€chen. cured raw structural adhesives in the KTL bath are not or only partially coated with the KTL varnish, especially at the edges of the adhesive beads, whose contact surface with the substrate is particularly susceptible to corrosion. This not only results in reduced corrosion resistance but also in aesthetically less demanding surfaces.
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, hitzehĂ€rtende Epoxidharzzusammensetzungen zur VerfĂŒgung zu stellen, welche im unausgehĂ€rteten Zustand nach dem KTL-Bad ausreichend mit KTL-Lack beschichtet sind, insbesondere im Randbereich mit Kontakt zum Substrat. Insbesondere im unausgehĂ€rteten Zustand ist ein vollstĂ€ndiges Beschichten von hitzehĂ€rtenden Epoxidharzzusammensetzungen, insbesondere im Randbereich mit Kontakt zum Substrat, mit KTL-Lack besonders anspruchsvoll. It is therefore an object of the present invention to provide heat-curing epoxy resin compositions which, in the uncured state, are sufficiently coated with KTL lacquer after the KTL bath, in particular in the edge region in contact with the substrate. Especially in the uncured state, a complete coating of thermosetting epoxy resin compositions, especially in the edge area in contact with the substrate, with KTL lacquer is particularly demanding.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass eine einkomponentige hitzehĂ€rtende Epoxidharzzusammensetzung gemĂ€ss Anspruch 1 diese Aufgabe zu lösen vermag. Weitere Aspekte bilden ein Verfahren zur Verklebung sowie Verwendungen und ein verklebter Artikel. Surprisingly, it was found that a one-component heat-curing epoxy resin composition according to claim 1 is able to achieve this object. Other aspects include a process for gluing, uses and a glued article.
Bevorzugte AusfĂŒhrungsformen der Erfindung sind Gegenstand der UnteransprĂŒche. Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Wege zur AusfĂŒhrung der Erfindung Ways of Carrying Out the Invention
Die vorliegende Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt einkomponentige hitzehÀrtende Epoxidharzzusammensetzungen enthaltend: In a first aspect, the present invention relates to one-component heat-curing epoxy resin compositions comprising:
- mindestens ein Epoxidharz A mit durchschnittlich mehr als einer Epoxidgruppe pro MolekĂŒl; - At least one epoxy resin A with an average of more than one epoxy group per molecule;
- mindestens einen HĂ€rter B fĂŒr Epoxidharze, welcher durch erhöhte Temperatur aktiviert wird; - At least one hardener B for epoxy resins, which is activated by elevated temperature;
- mindestens ein elektrisch leitfÀhiges Kohlenstoffallotrop (KA) ausgewÀhlt aus der Liste bestehend aus Leitrussen (KA-1 ), Graphenen (KA-2), einwandigen Kohlenstoffnanoröhren (KA-3) und mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren (KA-4), at least one electrically conductive carbon allotrope (KA) selected from the list consisting of conductive carbon blacks (KA-1), graphenes (KA-2), single-walled carbon nanotubes (KA-3) and multi-walled carbon nanotubes (KA-4),
wobei die Menge an Leitrussen (KA-1 ) 4 - 10 Gew.-%, the amount of carbon blacks (KA-1) being 4 to 10% by weight,
die Menge an Graphenen (KA-2) 4 - 7 Gew.-%, the amount of graphenes (KA-2) 4-7% by weight,
die Menge an einwandigen Kohlenstoffnanoröhren (KA-3) 0.075 - 0.9 Gew.- the amount of single-wall carbon nanotubes (KA-3) 0.075 - 0.9 wt.
%, %,
und die Menge an mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren (KA-4) 1.5 - 4 Gew.-%, betrÀgt, bezogen auf das Gesamtgewicht der einkomponentigen hitzehÀrtenden Epoxidharzzusammensetzung. and the amount of multi-walled carbon nanotubes (KA-4) 1.5 - 4 wt .-%, based on the total weight of the one-component thermosetting epoxy resin composition.
Die Epoxidharzzusammensetzungen enthĂ€lt mindestens ein Epoxidharz A mit durchschnittlich mehr als einer Epoxidgruppe pro MolekĂŒl. Die Epoxidgruppe liegt vorzugsweise als Glycidylethergruppe vor. Das Epoxidharz A mit durchschnittlich mehr als einer Epoxidgruppe pro MolekĂŒl ist vorzugsweise ein Epoxid-FlĂŒssigharz oder ein Epoxid-Festharz. Der Begriff „Epoxid-Festharz“ ist dem Epoxid-Fachmann bestens bekannt und wird im Gegensatz zu „Epoxid- FlĂŒssigharzen“ verwendet. Die Glastemperatur von Festharzen liegt ĂŒber Raumtemperatur, d.h. sie lassen sich bei Raumtemperatur zu schĂŒttfĂ€higen Partikel zerkleinern. Bevorzugte Epoxid-Festharze weisen die Formel (A-l) auf The epoxy resin composition contains at least one epoxy resin A with an average of more than one epoxy group per molecule. The epoxy group is preferably in the form of a glycidyl ether group. The epoxy resin A with an average of more than one epoxy group per molecule is preferably an epoxy liquid resin or an epoxy solid resin. The term "solid epoxy resin" is well known to epoxy experts and is used in contrast to "liquid epoxy resins". The glass transition temperature of solid resins is above room temperature, ie they can be broken down into free-flowing particles at room temperature. Preferred solid epoxy resins have the formula (Al)
Hierbei stehen die Substituenten R’ und R” unabhĂ€ngig voneinander entweder fĂŒr Fl oder CFI3. Der Term„unabhĂ€ngig voneinander“ in der Definition von Gruppen und Resten bedeutet in diesem Dokument jeweils, dass mehrere vorkommende aber in den Formeln gleich bezeichnete Gruppen jeweils unterschiedliche Bedeutungen aufweisen können. Here, the substituents R ’and R” independently of one another either represent Fl or CFI3. In this document, the term “independently of one another” in the definition of groups and radicals means in each case that several groups which occur but have the same names in the formulas can each have different meanings.
Weiterhin steht der Index s fĂŒr einen Wert von > 1.5, insbesondere von 2 bis 12. The index s also stands for a value of> 1.5, in particular from 2 to 12.
Derartige Epoxid-Festharze sind kommerziell erhÀltlich beispielsweise von Olin oder Fluntsman oder Flexion. Solid epoxy resins of this type are commercially available, for example from Olin or Fluntsman or Flexion.
Verbindungen der Formel (A-l) mit einem Index s zwischen 1 und 1.5 werden vom Fachmann als Semisolid-Epoxidharze bezeichnet. FĂŒr die hier vorliegende Erfindung werden sie ebenfalls als Festharze betrachtet. Bevorzugt sind jedoch Epoxidharze im engeren Sinn, d.h. wo der Index s einen Wert von > 1.5 aufweist. Compounds of the formula (A-1) with an index s between 1 and 1.5 are referred to by the skilled worker as semisolid epoxy resins. For the present invention, they are also considered solid resins. However, preferred are epoxy resins in the narrower sense, i.e. where the index s has a value of> 1.5.
Bevorzugte Epoxid-FlĂŒssigharze weisen die Formel (A-l I) auf Preferred liquid epoxy resins have the formula (A-11)
Hierbei stehen die Substituenten R’” und R”” unabhĂ€ngig voneinander entweder fĂŒr Fl oder CFI3. Weiterhin steht der Index r fĂŒr einen Wert von 0 bis 1. Bevorzugt steht r fĂŒr einen Wert von kleiner als 0.2. Here, the substituents R ’” and R ”” independently of one another either represent Fl or CFI3. Furthermore, the index r stands for a value from 0 to 1. r preferably stands for a value of less than 0.2.
Es handelt sich somit vorzugsweise um Diglycidylether von Bisphenol-A (DGEBA), von Bisphenol-F sowie von Bisphenol-A/F (Die Bezeichnung ,A/F’ verweist hierbei auf eine Mischung von Aceton mit Formaldehyd, welche als Edukt bei dessen Herstellung verwendet wird). Solche FlĂŒssigharze sind beispielsweise als AralditeÂź GY 250, AralditeÂź PY 304, AralditeÂź GY 282 (Huntsman, bzw. Hexion) oder D.E.R.ℱ 331 oder D.E.R.ℱ 330 (Olin) oder Epikote 828 (Hexion) erhĂ€ltlich. It is therefore preferably diglycidyl ether of bisphenol-A (DGEBA), of bisphenol-F and of bisphenol-A / F (the name, A / F ' refers here to a mixture of acetone with formaldehyde, which is used as a starting material in its production). Such liquid resins are available, for example, as AralditeÂź GY 250, AralditeÂź PY 304, AralditeÂź GY 282 (Huntsman or Hexion) or DER ℱ 331 or DER ℱ 330 (Olin) or Epikote 828 (Hexion).
Bevorzugt stellt das Epoxidharz A ein Epoxid-FlĂŒssigharz der Formel (A-Il) dar. In einer noch mehr bevorzugten AusfĂŒhrungsform enthĂ€lt die hitzehĂ€rtende Epoxidharzzusammensetzung sowohl mindestens ein Epoxid-FlĂŒssigharz der Formel (A-Il) als auch mindestens ein Epoxid-Festharz der Formel (A-l). The epoxy resin A preferably represents an epoxy liquid resin of the formula (A-II). In an even more preferred embodiment, the thermosetting epoxy resin composition contains both at least one epoxy liquid resin of the formula (A-II) and at least one solid epoxy resin of the formula (Al).
Der Anteil von Epoxidharzes A betrÀgt vorzugsweise 10 - 85 Gew.-%, ins besondere 10 - 60 Gew.-%, bevorzugt 30 - 50 Gew.-%, am Gewicht der Zusammensetzung. The proportion of epoxy resin A is preferably 10-85% by weight, in particular 10-60% by weight, preferably 30-50% by weight, of the weight of the composition.
Die hitzehĂ€rtende Epoxidharzzusammensetzung enthĂ€lt mindestens einen HĂ€rter B fĂŒr Epoxidharze, welcher durch erhöhte Temperatur aktiviert wird. Es handelt sich hierbei vorzugsweise um einen HĂ€rter, welcher ausgewĂ€hlt ist aus der Gruppe bestehend aus Dicyandiamid, Guanamine, Guanidine, Aminoguanidine und deren Derivate. Weiterhin möglich sind beschleunigend wirksame HĂ€rter, wie substituierte Harnstoffe, wie beispielsweise 3-(3-Chlor-4- methylphenyl)-1 ,1 -dimethylharnstoff (Chlortoluron) oder Phenyl-Dimethylharn- stoffe, insbesondere p-Chlorphenyl-N,N-dimethylharnstoff (Monuron), 3-Phenyl- 1 ,1 -dimethylharnstoff (Fenuron) oder 3,4-Dichlorphenyl-N,N-dimethylharnstoff (Diuron). Weiterhin können Verbindungen der Klasse der Imidazole, wie 2- Isopropylimidazol oder 2-Hydroxy-N-(2-(2-(2-hydroxyphenyl)-4,5-dihydroimidazol- 1 -yl)ethyl)benzamid und Amin-Komplexe eingesetzt werden. The heat-curing epoxy resin composition contains at least one hardener B for epoxy resins, which is activated by elevated temperature. This is preferably a hardener which is selected from the group consisting of dicyandiamide, guanamines, guanidines, aminoguanidines and their derivatives. Also possible are accelerating hardeners, such as substituted ureas, such as, for example, 3- (3-chloro-4-methylphenyl) -1, 1-dimethylurea (chlorotoluron) or phenyl-dimethylurea, in particular p-chlorophenyl-N, N-dimethylurea (Monuron), 3-phenyl-1, 1-dimethylurea (Fenuron) or 3,4-dichlorophenyl-N, N-dimethylurea (Diuron). Compounds of the class of imidazoles, such as 2-isopropylimidazole or 2-hydroxy-N- (2- (2- (2-hydroxyphenyl) -4,5-dihydroimidazol-1-yl) ethyl) benzamide and amine complexes can also be used .
Bevorzugt handelt es sich beim HÀrter B um einen HÀrter, welcher ausge wÀhlt ist aus der Gruppe bestehend aus Dicyandiamid, Guanamine, Guanidine, Aminoguanidine und deren Derivate; substituierte Harnstoffe, insbesondere 3-(3- Chlor-4-methylphenyl)-1 ,1 -dimethylharnstoff (Chlortoluron), oder Phenyl-Dimethyl- harnstoffe, insbesondere p-Chlorphenyl-N,N-dimethylharnstoff (Monuron), 3- Phenyl-1 ,1 -dimethylharnstoff (Fenuron), 3,4-Dichlorphenyl-N,N-dimethyl- harnstoff(Diuron), sowie Imidazole und Amin-Komplexe. Hardener B is preferably a hardener which is selected from the group consisting of dicyandiamide, guanamines, guanidines, aminoguanidines and their derivatives; substituted ureas, in particular 3- (3-chloro-4-methylphenyl) -1, 1-dimethylurea (chlorotoluron), or phenyl-dimethylureas, in particular p-chlorophenyl-N, N-dimethylurea (monuron), 3- Phenyl-1, 1-dimethylurea (fenuron), 3,4-dichlorophenyl-N, N-dimethylurea (diuron), and imidazoles and amine complexes.
Besonders bevorzugt als HĂ€rter B ist Dicyandiamid. Dicyandiamide is particularly preferred as hardener B.
Die Menge des HĂ€rters B fĂŒr Epoxidharze, welcher durch erhöhte Temperatur aktiviert wird, betrĂ€gt vorteilhaft 0.1 - 30 Gew.-%, insbesondere 0.2 - 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Epoxidharzes A. The amount of hardener B for epoxy resins, which is activated by elevated temperature, is advantageously 0.1-30% by weight, in particular 0.2-10% by weight, based on the weight of epoxy resin A.
Die hitzehÀrtende Epoxidharzzusammensetzung enthÀlt mindestens ein elektrisch leitfÀhiges Kohlenstoffallotrop (KA) ausgewÀhlt aus der Liste bestehend aus Leitrussen (KA-1 ), Graphenen (KA-2), einwandigen Kohlenstoffnanoröhren (KA-3) und mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren (KA-4). The heat-curing epoxy resin composition contains at least one electrically conductive carbon allotrope (KA) selected from the list consisting of conductive carbon blacks (KA-1), graphenes (KA-2), single-walled carbon nanotubes (KA-3) and multi-walled carbon nanotubes (KA-4).
Die Menge an Leitrussen (KA-1 ) betrÀgt 4 - 10 Gew.-%, vorzugsweise 4 - 9 Gew.-%, 4 - 8 Gew.-%, 4 - 7 Gew.-%, bevorzugt 4 - 6.5 Gew.-%, The amount of carbon blacks (KA-1) is 4-10% by weight, preferably 4-9% by weight, 4-8% by weight, 4-7% by weight, preferably 4-6.5% by weight. %,
die Menge an Graphenen (KA-2) betrÀgt 4 - 7 Gew.-%, vorzugsweise 4.5 - 6.5 Gew.-%, the amount of graphenes (KA-2) is 4-7% by weight, preferably 4.5-6.5% by weight,
die Menge an einwandigen Kohlenstoffnanoröhren (KA-3) betrÀgt 0. 075 - 0.9 Gew.-%, vorzugsweise 0.1 - 0.8 Gew.-%, 0.1 - 0.6 Gew.-%, 0.1 - 0.5 Gew.- %, 0.1 - 0.4 Gew.-%, insbesondere 0.1 - 0.3 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 0.1 - 0.25 Gew.-%, am meisten bevorzugt 0.1 - 0.2 Gew.-%, the amount of single-wall carbon nanotubes (KA-3) is 0.075-0.9% by weight, preferably 0.1-0.8% by weight, 0.1-0.6% by weight, 0.1-0.5% by weight, 0.1-0.4% by weight %, in particular 0.1-0.3% by weight, particularly preferably 0.1-0.25% by weight, most preferably 0.1-0.2% by weight,
und die Menge an mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren (KA-4) betrÀgt 1.5 - 4 Gew.-%, vorzugsweise 1.5 - 3 Gew.-%, insbesondere 1.5 - 2.5 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 1.5 - 2.25 Gew.-%, am meisten bevorzugt 1.75 - 2 Gew.- %, and the amount of multi-walled carbon nanotubes (KA-4) is 1.5-4% by weight, preferably 1.5-3% by weight, especially 1.5-2.5% by weight, particularly preferably 1.5-2.25% by weight, most preferably 1.75 - 2% by weight,
bezogen auf das Gesamtgewicht der einkomponentigen hitzehÀrtenden Epoxidharzzusammensetzung. based on the total weight of the one-component thermosetting epoxy resin composition.
Dies ist dahingehend vor Vorteil, dass dadurch eine ViskositĂ€t bei 50°C von < 2600 Pa*s, 80 - 2400 Pa*s, vorzugsweise 150 - 2000 Pa*s, insbesondere 200 - 1500 Pa*s, insbesondere bevorzugt 200 - 1000 Pa*s, am meisten bevorzugt 200 - 900 Pa*s, gewĂ€hrleistet werden kann. Zusammensetzungen mit 2600 Pa*s oder höheren ViskositĂ€tswerten bei 50 °C sind fĂŒr industriellen Klebstoffapplikationsverfahren nicht mehr geeignet. Vorzugsweise wird die ViskositĂ€t oszillographisch bestimmt durch ein Rheometer mit beheizbarer Platte (MCR 301 , AntonPaar) (Spalt 1000 miti, Mess-Plattendurchmesser: 25 mm (Platte/Platte), Deformation 0,01 bei 5 Hz, Aufheizrate 10°C/min). This is advantageous in that it results in a viscosity at 50 ° C. of <2600 Pa * s, 80-2400 Pa * s, preferably 150-2000 Pa * s, in particular 200-1500 Pa * s, particularly preferably 200-1000 Pa * s, most preferably 200 - 900 Pa * s, can be guaranteed. Compositions with 2600 Pa * s or higher viscosity values at 50 ° C are no longer suitable for industrial adhesive application processes. Preferably the Viscosity determined oscillographically by a rheometer with a heated plate (MCR 301, AntonPaar) (gap 1000 miti, measuring plate diameter: 25 mm (plate / plate), deformation 0.01 at 5 Hz, heating rate 10 ° C / min).
Auch fĂŒhren die vorgenannten Mengenbereiche zu einer Fliessgrenze bei 25°C von 10 - 1000 Pa, vorzugsweise 30 - 800 Pa, insbesondere 30 - 600 Pa, insbesondere bevorzugt 30 - 300 Pa. The abovementioned quantitative ranges also lead to a flow limit at 25 ° C. of 10-1000 Pa, preferably 30-800 Pa, in particular 30-600 Pa, particularly preferably 30-300 Pa.
Vorzugsweise wird die Fliessgrenze bei 25°C bestimmt durch eine rotatorische Messung der Schubspannung bei einer ViskositĂ€t von 500Ό00 Pa*s. The yield point at 25 ° C is preferably determined by a rotary measurement of the shear stress at a viscosity of 500Ό00 Pa * s.
Besonders bevorzugt wird die Fliessgrenze rotatorisch mittels einem Rheometer mit beheizbarer Platte (MCR 301 , AntonPaar) bei 25°C (Spalt 1000 miti, Mess-Plattendurchmesser: 25 mm (Platte/Platte), bei einer fixen Scherrate von 10 s 1 als Schubspannung bei einer ViskositÀt von 500 000 Pa*s gemessen. The yield point is particularly preferably rotatory using a rheometer with a heatable plate (MCR 301, AntonPaar) at 25 ° C (gap 1000 miti, measuring plate diameter: 25 mm (plate / plate), with a fixed shear rate of 10 s 1 as shear stress at a viscosity of 500,000 Pa * s measured.
Weiter gewĂ€hrleisten die vorgenannten Mengenbereiche im unausgehĂ€rteten Zustand eine ausreichende Beschichtung mit KTL-Lack nach dem KTL-Bad. Insbesondere erreichen diese Zusammensetzungen einen Werte von > 7 nach der DurchfĂŒhrung der KTL-Beschichtung im Beispielteil, was einer vollstĂ€ndigen Überlackierung entspricht und beispielsweise in den Tabellen 4 - 6 ersichtlich ist. Insbesondere wird innerhalb von diesem Mengenbereich eine unausgehĂ€rtete und vollstĂ€ndig beschichtete Klebstoffraupe erhalten mit einem spezifischen Durchgangswiderstand gemĂ€ss DIN IEC167/ IEC93/ VDE 0303 gemessen bei 23°C/50% rel. Luftfeuchtigkeit mit einer Messspannung von 10V von < 5*1010 Qxcm, insbesondere < 1010 Qxcm, bevorzugt < 109 Qxcm, insbesondere bevorzugt < 5*108 Qxcm, < 5*108 Qxcm - 5*107 Qxcm. Furthermore, the abovementioned quantity ranges ensure an adequate coating with KTL lacquer after the KTL bath in the uncured state. In particular, these compositions achieve a value of> 7 after the KTL coating has been carried out in the example part, which corresponds to a complete overpainting and can be seen, for example, in Tables 4-6. In particular, an uncured and fully coated adhesive bead with a specific volume resistance according to DIN IEC167 / IEC93 / VDE 0303 measured at 23 ° C / 50% rel. Is obtained within this quantity range. Air humidity with a measuring voltage of 10V of <5 * 10 10 Qxcm, in particular <10 10 Qxcm, preferably <10 9 Qxcm, particularly preferably <5 * 10 8 Qxcm, <5 * 10 8 Qxcm - 5 * 10 7 Qxcm.
Vorzugsweises handelt es sich um ein elektrisch leitfÀhiges Kohlenstoffallotrop (KA) mit einer elektrische LeitfÀhigkeit bzw. KonduktivitÀt im Bereich von 10 13 bis 105 S/cm, insbesondere 10 12 bis 104 S/cm, vorzugsweise 10 10 bis 103 S/cm. It is preferably an electrically conductive carbon allotrope (KA) with an electrical conductivity or conductivity in the range from 10 13 to 10 5 S / cm, in particular 10 12 to 10 4 S / cm, preferably 10 10 to 10 3 S / cm .
Bevorzugt sind elektrisch leitfĂ€hige Kohlenstoffallotrope (KA), welche partikel- und/oder teilchenförmig ausgebildet sind. Besonders bevorzugt handelt es sich um leitfĂ€hige Kohlenstoffallotrope (KA), wobei die einzelnen Partikel bzw. Teilchen eine Form ausgewĂ€hlt aus der Liste bestehend aus gekörnt, kugelförmig, gestreckt, plattenförmig, schuppenförmig, zylinderförmig, kegelförmig und kegelstumpfförmig aufweisen. Derartige Strukturen lassen sich besonders gut in die erfindungsgemĂ€ĂŸe Beschichtungszusammensetzung unter GewĂ€hrleistung einer hohen elektrischen LeitfĂ€higkeit einbringen bzw. inkorporieren. Electrically conductive carbon allotropes (KA), which are particle and / or particle-shaped, are preferred. It is particularly preferred to use conductive carbon allotropes (KA), the individual particles or particles having a shape selected from the list consisting of granular, spherical, Stretched, plate-like, scale-like, cylindrical, conical and frustoconical. Structures of this type can be introduced or incorporated particularly well into the coating composition according to the invention while ensuring high electrical conductivity.
Vorzugsweises handelt es sich um ein elektrisch leitfĂ€higes Kohlenstoffallotrop (KA) mit einer mittleren TeilchengrĂ¶ĂŸe D50 im Bereich von 0,05 nm bis 1 .000 pm, insbesondere 0,1 nm bis 800 pm, vorzugsweise 1 nm bis 600 pm, bevorzugt 10 nm bis 500 pm, aufweisen. It is preferably an electrically conductive carbon allotrope (KA) with an average particle size D50 in the range from 0.05 nm to 1,000 pm, in particular 0.1 nm to 800 pm, preferably 1 nm to 600 pm, preferably 10 nm to 500 pm.
Die erfindungsgemĂ€ĂŸ eingesetzten leitfĂ€higen Kohlenstoffallotrope können optional funktionalisiert sein. Derartige Funktionalisierungen sind dem Fachmann grundsĂ€tzlich bekannt. The conductive carbon allotropes used according to the invention can optionally be functionalized. Such functionalizations are generally known to the person skilled in the art.
Bei dem elektrisch leitfĂ€higen Kohlenstoffallotrop (KA) kann es sich um Leitrusse (KA-1 ) handeln. Vorteilhaft sind Leitrusse (KA-1 ), deren PrimĂ€rpartikel eine mittlere TeilchengrĂ¶ĂŸe, insbesondere eine mittlere TeilchengrĂ¶ĂŸe D50, im Bereich von 1 nm bis 1 .000 nm, insbesondere 10 nm bis 800 nm, vorzugsweise 50 nm bis 500 nm, aufweisen. Die GrĂ¶ĂŸenbestimmung kann insbesondere auf Basis einer elektronenmikroskopischen Vermessung erfolgen. The electrically conductive carbon allotrope (KA) can be conductive carbon blacks (KA-1). Guide blacks (KA-1) whose primary particles have an average particle size, in particular an average particle size D50, in the range from 1 nm to 1,000 nm, in particular 10 nm to 800 nm, preferably 50 nm to 500 nm, are advantageous. The size can be determined in particular on the basis of an electron microscopic measurement.
Weiter vorteilhaft sind Leitrusse (KA-1 ), welche eine spezifische OberflÀche (BET-OberflÀche, insbesondere gemessen nach N2SA) im Bereich von 10 m2/g bis 2.000 m2/g, insbesondere 15 m2/g bis 1 .800 m2/g, vorzugsweise 20 m2/g bis 1 .700 m2/g, bevorzugt 50 m2/g bis 1 .600 m2/g, am meisten bevorzugt 150 m2/g bis 500 m2/g aufweisen. Guide blacks (KA-1) which have a specific surface area (BET surface area, in particular measured according to N2SA) in the range from 10 m 2 / g to 2,000 m 2 / g, in particular 15 m 2 / g to 1,800 m, are further advantageous 2 / g, preferably 20 m 2 / g to 1,700 m 2 / g, preferably 50 m 2 / g to 1,600 m 2 / g, most preferably 150 m 2 / g to 500 m 2 / g.
Bei dem elektrisch leitfÀhigen Kohlenstoffallotrop (KA) kann es sich um Graphene (KA-2) handeln, insbesondere modifizierte Graphene. Weiter kann es sich um einlagige oder mehrlagige Graphene handeln. Vorzugsweise handelt es sich um Graphene mit einer Dicke von 5 - 50 nm, insbesondere 10 - 20 nm. Bei dem elektrisch leitfÀhigen Kohlenstoffallotrop (KA) kann es sich um einwandige Kohlenstoffnanoröhren, auch SWCNTs genannt, (KA-3) handeln. The electrically conductive carbon allotrope (KA) can be graphenes (KA-2), in particular modified graphenes. It can also be single-layer or multi-layer graphene. They are preferably graphenes with a thickness of 5-50 nm, in particular 10-20 nm. The electrically conductive carbon allotrope (KA) can be single-walled carbon nanotubes, also called SWCNTs (KA-3).
Vorzugsweise handelt es sich um einwandige Kohlenstoffnanoröhren (KA- 3) mit einem mittleren Innendurchmesser im Bereich von 0,4 bis 50 nm, insbesondere im Bereich von 1 bis 10 nm, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 6 nm. It is preferably single-walled carbon nanotubes (KA-3) with an average inner diameter in the range from 0.4 to 50 nm, in particular in the range from 1 to 10 nm, preferably in the range from 1 to 6 nm.
Weiter kann es vorteilhaft sein, wenn es sich um einwandige Kohlenstoffnanoröhren (KA-3) mit einer mittleren LĂ€nge im Bereich von 0,01 bis 1.000 gm, insbesondere im Bereich von 0,1 bis 500 gm, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 200 gm, besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 100 gm, handelt. Vorzugsweise erfolgt die GrĂ¶ĂŸenbestimmung auf Basis einer elektronenmikroskopischen Vermessung von vereinzelten Röhren. It can also be advantageous if it is single-walled carbon nanotubes (KA-3) with an average length in the range from 0.01 to 1,000 gm, in particular in the range from 0.1 to 500 gm, preferably in the range from 0.5 to 200 gm, particularly preferably in the range from 1 to 100 gm. The size is preferably determined on the basis of an electron microscopic measurement of individual tubes.
Bei dem elektrisch leitfÀhigen Kohlenstoffallotrop (KA) kann es sich um mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren, auch MWNTs genannt, (KA-4) handeln. The electrically conductive carbon allotrope (KA) can be multi-walled carbon nanotubes, also called MWNTs (KA-4).
Vorzugsweise sind die mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren (MWNTs) ausgewÀhlt sein aus 2- bis 30- wandigen, vorzugsweise 3- bis 15-wandigen Kohlenstoffnanoröhren. The multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) are preferably selected from 2- to 30-walled, preferably 3- to 15-walled carbon nanotubes.
Vorzugsweise handelt es sich um mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren (KA-4) mit einem mittleren Innendurchmesser im Bereich von 0,4 bis 50 nm, insbesondere im Bereich von 1 bis 10 nm, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 6 nm. It is preferably multi-walled carbon nanotubes (KA-4) with an average inner diameter in the range from 0.4 to 50 nm, in particular in the range from 1 to 10 nm, preferably in the range from 2 to 6 nm.
Weiter kann es vorteilhaft sein, wenn es sich um mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren (KA-4) mit einer mittleren LĂ€nge im Bereich von 0,01 bis 1.000 pm, insbesondere im Bereich von 0,1 bis 500 pm, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 200 pm, 1 bis 100 pm, besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 5 pm, handelt. Vorzugsweise erfolgt die GrĂ¶ĂŸenbestimmung auf Basis einer elektronenmikroskopischen Vermessung von vereinzelten Röhren. It can also be advantageous if it is multi-walled carbon nanotubes (KA-4) with an average length in the range from 0.01 to 1,000 pm, in particular in the range from 0.1 to 500 pm, preferably in the range from 0.5 to 200 pm, 1 to 100 pm, particularly preferably in the range from 1 to 5 pm. The size is preferably determined on the basis of an electron microscopic measurement of individual tubes.
Weiter kann es bevorzugt sein, wenn die hitzehÀrtende Epoxidharzzusammensetzung sowohl Graphene (KA-2) als auch mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren (KA-4) aufweist, wobei die Menge der Summe von KA-2 und KA-4 2 - 6 Gew.-%, vorzugsweise 2.5 - 5 Gew.-%, insbesondere 2.5 - 4 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der einkomponentigen hitzehÀrtenden Epoxidharzzusammensetzung, betrÀgt. It may further be preferred if the thermosetting epoxy resin composition has both graphenes (KA-2) and multi-walled carbon nanotubes (KA-4), the amount of the sum of KA-2 and KA-4 being 2-6% by weight, preferably 2.5 - 5% by weight, in particular 2.5 - 4 % By weight, based on the total weight of the one-component thermosetting epoxy resin composition.
Vorzugsweise betrÀgt das GewichtsverhÀltnis von KA-2 zu KA-4 von 0.33 - 3, insbesondere 0.5 - 2, bevorzugt 0.66 - 1.5, besonders bevorzugt 0.8 - 1.2. The weight ratio of KA-2 to KA-4 is preferably from 0.33-3, in particular 0.5-2, preferably 0.66-1.5, particularly preferably 0.8-1.2.
Dies ist dahingehend von Vorteil, dass dadurch Zusammensetzungen erhalten werden, welche eine tiefe ViskositĂ€t bei einer gleichzeitig hohen Fliessgrenze aufweisen, was besonders fĂŒr eine gute AuswaschbestĂ€ndigkeit bei gleichzeitig guten Applikationseigenschaften vorteilhaft ist. This is advantageous in that compositions are obtained which have a low viscosity and a high yield point, which is particularly advantageous for good washout resistance and good application properties.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn die einkomponentige hitzehÀrtende Epoxidharzzusammensetzung weniger als weniger als 5 Gew.-%, weniger als 2 Gew.-%, weniger als 1 Gew.-%, weniger als 0.5 Gew.-%, insbesondere weniger als 0.1 Gew-%, am meisten bevorzugt weniger als 0.01 Gew-%, leitfÀhige Polymere aufweist, bezogen auf das das Gesamtgewicht der einkomponentigen hitzehÀrtenden Epoxidharzzusammensetzung. It is also advantageous if the one-component thermosetting epoxy resin composition is less than less than 5% by weight, less than 2% by weight, less than 1% by weight, less than 0.5% by weight, in particular less than 0.1% by weight. %, most preferably less than 0.01% by weight, of conductive polymers, based on the total weight of the one-component thermosetting epoxy resin composition.
Was die leitfÀhigen Polymere, welche synonym auch als elektrisch selbstleitende Polymere bezeichnet werden können, anbelangt, so stellen diese im Allgemeinen Kunststoffe mit elektrischer LeitfÀhigkeit dar. Insbesondere handelt es sich um leitfÀhige Polymere ausgewÀhlt aus der Gruppe bestehend aus Polyacetylenen, Polyanilinen, Polyparaphenylenen, Polystyrolen, Polythiophenen, Polyethylen- dioxythiophenen (PEDOT), Polyethylendioxythiophenen : Polystyrol- sulfonaten (PEDOT PSS) und Polyphenylenvinylenen, insbesondere Polyacetylenen, Polyanilinen, Polyparaphenylenen, Polystyrolen und Polythiophenen. As far as the conductive polymers, which can also be referred to synonymously as electrically self-conducting polymers, these generally represent plastics with electrical conductivity. In particular, they are conductive polymers selected from the group consisting of polyacetylenes, polyanilines, polyparaphenylenes, polystyrenes, Polythiophenes, polyethylene dioxythiophenes (PEDOT), polyethylene dioxythiophenes: polystyrene sulfonates (PEDOT PSS) and polyphenylene vinylenes, in particular polyacetylenes, polyanilines, polyparaphenylenes, polystyrenes and polythiophenes.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn die einkomponentige hitzehĂ€rtende Epoxidharzzusammensetzung weniger als weniger als 5 Gew.-%, weniger als 2 Gew.-%, weniger als 1 Gew.-%, weniger als 0.5 Gew.-%, insbesondere weniger als 0.1 Gew-%, am meisten bevorzugt weniger als 0.01 Gew-%, Additive ausgewĂ€hlt aus der Liste bestehend aus Kohlenstofffasern, Graphit, Siliciumcarbid, Metalloxide, Metalle, insbesondere Eisen und Zink, Ammoniumsalze, schwermetallhaltige oder metallhaltige FĂŒllstoffe, insbesondere antimon- und zinnhaltige FĂŒllstoffe auf Basis Titandioxid oder Glimmer, ionische FlĂŒssigkeiten und ionische und nicht-ionische Tenside, aufweist, bezogen auf das das Gesamtgewicht der einkomponentigen hitzehĂ€rtenden Epoxidharzzusammensetzung. It is also advantageous if the one-component thermosetting epoxy resin composition is less than less than 5% by weight, less than 2% by weight, less than 1% by weight, less than 0.5% by weight, in particular less than 0.1% by weight. %, most preferably less than 0.01% by weight, additives selected from the list consisting of carbon fibers, graphite, silicon carbide, metal oxides, metals, in particular iron and zinc, Ammonium salts, fillers containing heavy metals or metals, in particular fillers containing antimony and tin based on titanium dioxide or mica, ionic liquids and ionic and non-ionic surfactants, based on the total weight of the one-component thermosetting epoxy resin composition.
Die einkomponentige hitzehĂ€rtende Epoxidharzzusammensetzung enthĂ€lt vorzugsweise mindestens einen ZĂ€higkeitsverbesserer D. Die ZĂ€higkeitsver besserer D können fest oder flĂŒssig sein. The one-component thermosetting epoxy resin composition preferably contains at least one toughness improver D. The toughness improvers D can be solid or liquid.
Insbesondere ist der ZĂ€higkeitsverbesserer D ausgewĂ€hlt ist aus der Gruppe bestehend aus endstĂ€ndig blockierten Polyurethanpolymeren D1 , FlĂŒssigkautschuken D2 und Core-Shell-Polymeren D3. Bevorzugt ist der ZĂ€higkeitsverbesserer D ausgewĂ€hlt ist aus der Gruppe bestehend aus endstĂ€ndig blockierten Polyurethanpolymeren D1 und FlĂŒssigkautschuken D2. Besonders bevorzugt handelt es sich um ein endstĂ€ndig blockiertes Polyurethanpolymer D1. In particular, the toughness improver D is selected from the group consisting of terminally blocked polyurethane polymers D1, liquid rubbers D2 and core-shell polymers D3. The toughness improver D is preferably selected from the group consisting of terminally blocked polyurethane polymers D1 and liquid rubbers D2. It is particularly preferably a terminally blocked polyurethane polymer D1.
Flandelt es sich bei dem ZÀhigkeitsverbesserer D um ein endstÀndig blockiertes Polyurethanpolymer D1 , handelt es sich vorzugsweise um ein endstÀndig blockiertes Polyurethanprepolymer der Formel (I). If the toughness improver D is a terminally blocked polyurethane polymer D1, it is preferably a terminally blocked polyurethane prepolymer of the formula (I).
Hierbei steht R1 fĂŒr einen p-wertigen Rest eines mit Isocyanatgruppen ter minierten linearen oder verzweigten Polyurethanprepolymers nach dem Entfernen der endstĂ€ndigen Isocyanatgruppen und p fĂŒr einen Wert von 2 bis 8. Here, R 1 stands for a p-valent radical of a linear or branched polyurethane prepolymer terminated with isocyanate groups after removal of the terminal isocyanate groups and p for a value of 2 to 8.
Weiterhin stehen R2 unabhĂ€ngig voneinander fĂŒr einen Substituenten, welcher ausgewĂ€hlt ist aus der Gruppe bestehend aus und Furthermore, R 2 independently of one another represent a substituent which is selected from the group consisting of and
Hierbei steht R5, R6, R7 und R8 je unabhĂ€ngig voneinander fĂŒr eine Alkyl oder Cycloalkyl- oder Aralkyl- oder Arylalkyl-Gruppe, oder R5 bildet zusammen mit R6, oder R7 zusammen mit R8, einen Teil eines 4- bis 7-gliedrigen Rings bilden, welcher gegebenenfalls substituiert ist. Here R 5 , R 6 , R 7 and R 8 each independently represent an alkyl or cycloalkyl or aralkyl or arylalkyl group, or R 5 together with R 6 , or R 7 together with R 8 forms part of one Form 4- to 7-membered ring, which is optionally substituted.
Weiterhin stehen R9’ und R10 je unabhĂ€ngig voneinander fĂŒr eine Alkyl oder Aralkyl- oder Arylalkyl-Gruppe oder fĂŒr eine Alkyloxy- oder Aryloxy- oder Aralkyloxy-Gruppe und R11 fĂŒr eine Alkylgruppe. Furthermore, R 9 ' and R 10 each independently represent an alkyl or aralkyl or arylalkyl group or an alkyloxy or aryloxy or aralkyloxy group and R 11 represents an alkyl group.
R12, R13 und R14 stehen je unabhĂ€ngig voneinander fĂŒr eine Alkylengruppe mit 2 bis 5 C-Atomen, welche gegebenenfalls Doppelbindungen aufweist oder substituiert ist, oder fĂŒr eine Phenylengruppe oder fĂŒr eine hydrierte Phenylengruppe. R 12 , R 13 and R 14 each independently represent an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms, which may have double bonds or is substituted, or a phenylene group or a hydrogenated phenylene group.
R15, R16 und R17 stehen je unabhĂ€ngig voneinander fĂŒr H oder fĂŒr eine Alkylgruppe oder fĂŒr eine Arylgruppe oder eine Aralkylgruppe und R18 steht fĂŒr eine Aralkylgruppe oder fĂŒr eine ein- oder mehrkernige substituierte oder unsub stituierte Aromatengruppe, welche gegebenenfalls aromatische Hydroxylgruppen aufweist. R 15 , R 16 and R 17 each independently represent H or an alkyl group or an aryl group or an aralkyl group and R 18 represents an aralkyl group or a mono- or polynuclear substituted or unsubstituted aromatic group which may have aromatic hydroxyl groups .
Schliesslich steht R4 fĂŒr einen Rest eines eine primĂ€re oder sekundĂ€re Hydroxylgruppe enthaltenden aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Epoxids nach dem Entfernen der Hydroxy- und Epoxid gruppen und m fĂŒr einen Wert von 1 , 2 oder 3. Finally, R 4 represents a residue of an aliphatic, cycloaliphatic, aromatic containing a primary or secondary hydroxyl group or araliphatic epoxide after removal of the hydroxyl and epoxide groups and m for a value of 1, 2 or 3.
Als R18 sind insbesondere einerseits Phenole oder Polyphenole, insbe sondere Bisphenole, nach Entfernung einer Hydroxylgruppe zu betrachten. Bevorzugte Bespiele fĂŒr derartige Phenole und Bisphenole sind insbesondere Phenol, Kresol, Resorcinol, Brenzkatechin, Cardanol (3-Pentadecenylphenol (aus Cashewnuss-Schalen-Öl)), Nonylphenol, mit Styrol oder Dicyclopentadien umgesetzte Phenole, Bis-Phenol-A, Bis-Phenol-F und 2,2’-Diallyl-bisphenol-A. Als R18 sind andererseits insbesondere Hydroxybenzylalkohol und Benzylalkohol nach Entfernung einer Hydroxylgruppe zu betrachten. Phenols or polyphenols, in particular bisphenols, after removal of a hydroxyl group are to be considered in particular as R 18 . Preferred examples of such phenols and bisphenols are, in particular, phenol, cresol, resorcinol, pyrocatechol, cardanol (3-pentadecenylphenol (from cashew nutshell oil)), nonylphenol, phenols reacted with styrene or dicyclopentadiene, bisphenol A, bisphenol -F and 2,2'-diallyl-bisphenol-A. On the other hand, R 18 is to be considered in particular hydroxybenzyl alcohol and benzyl alcohol after removal of a hydroxyl group.
Falls R5, R6, R7, R8, R9, R9’, R10, R11 , R15, R16 oder R17 fĂŒr eine Alkylgruppe steht, ist diese insbesondere eine lineare oder verzweigte Ci-C2o-Alkylgruppe. If R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 9 ' , R 10 , R 11 , R 15 , R 16 or R 17 represents an alkyl group, this is in particular a linear or branched Ci-C2o- Alkyl group.
Falls R5, R6, R7, R8, R9, R9’, R10, R15, R16, R17 oder R18 fĂŒr eineIf R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 9 ' , R 10 , R 15 , R 16 , R 17 or R 18 for one
Aralkylgruppe steht, ist diese Gruppierung insbesondere eine ĂŒber Methylen gebundene aromatische Gruppe, insbesondere eine Benzylgruppe. Aralkyl group, this grouping is in particular an aromatic group bonded via methylene, in particular a benzyl group.
Falls R5, R6, R7, R8, R9, R9 oder R10 fĂŒr eine Alkylarylgruppe steht, ist diese insbesondere eine ĂŒber Phenylen gebundene Ci- bis C2o-Alkylgruppe, wie beispielsweise Tolyl oder Xylyl. If R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 9 or R 10 represents an alkylaryl group, this is in particular a Ci to C2o-alkyl group bonded via phenylene, such as, for example, tolyl or xylyl.
Die Reste R2 sind vorzugsweise die Substituenten der Formeln The radicals R 2 are preferably the substituents of the formulas
Als Substituent der Formel ist e-Caprolactam nach Entfernung des NH-Protons bevorzugt. E-caprolactam is preferred as the substituent of the formula after removal of the NH proton.
_ _ p l o _ _ p lo
Als Substituent der Formel ^ p sind Monophenole oderAs a substituent of formula ^ p are monophenols or
Polyphenole, insbesondere Bisphenole, nach Entfernung eines phenolischen Wasserstoffatoms bevorzugt. Besonders bevorzugte Bespiele fĂŒr derartigen Reste R2 sind Reste, welche ausgewĂ€hlt sind aus der Gruppe bestehend aus und Polyphenols, especially bisphenols, are preferred after removal of a phenolic hydrogen atom. Particularly preferred examples of such radicals R 2 are radicals which are selected from the group consisting of and
Der Rest Y steht hierbei fĂŒr einen gesĂ€ttigten, aromatischen oder olefinisch ungesĂ€ttigten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, insbesondere mit 1 bis 15 C-Atomen. Als Y sind insbesondere Allyl, Methyl, Nonyl, Dodecyl, Phenyl, Alkylether, CarbonsĂ€ureester oder ein ungesĂ€ttigter Cis-Alkylrest mit 1 bis 3 Doppelbindungen bevorzugt. The radical Y here is a saturated, aromatic or olefinically unsaturated hydrocarbon radical with 1 to 20 C atoms, in particular with 1 to 15 C atoms. As Y, in particular allyl, methyl, nonyl, dodecyl, phenyl, alkyl ether, carboxylic acid ester or an unsaturated cis-alkyl radical with 1 to 3 double bonds are preferred.
18 18th
Meist bevorzugt steht R2 fĂŒr ---O-R Most preferably R 2 is --- OR
Die Herstellung des endstÀndig blockierten Polyurethanprepolymers der Formel (I) erfolgt aus dem Isocyanatgruppen terminierten linearen oder verzweigten Polyurethanprepolymer mit einer oder mehreren Isocyanat-reaktiven Verbindungen R2H. Falls mehrere derartige Isocyanat-reaktive Verbindungen eingesetzt werden, kann die Reaktion sequentiell oder mit einer Mischung dieser Verbindungen erfolgen. The terminally blocked polyurethane prepolymer of the formula (I) is prepared from the isocyanate group-terminated linear or branched polyurethane prepolymer with one or more isocyanate-reactive compounds R 2 H. If more than one such isocyanate-reactive compound is used, the reaction can be carried out sequentially or with a mixture of these connections.
Die Umsetzung erfolgt bevorzugt so, dass die eine oder die mehreren Isocyanat-reaktiven Verbindungen R2H stöchiometrisch oder im stöchiometrischen Überschuss eingesetzt werden, um zu gewĂ€hrleisten, dass alle NCO-Gruppen umgesetzt sind. The reaction is preferably carried out in such a way that the one or more isocyanate-reactive compounds R 2 H are used stoichiometrically or in a stoichiometric excess to ensure that all NCO groups have been converted.
Das Polyurethanprepolymer mit Isocyanat-Endgruppen, auf dem R1 basiert, lÀsst sich aus mindestens einem Diisocyanat oder Triisocyanat sowie aus einem Polymeren QPM mit endstÀndigen Amino-, Thiol- oder Hydroxylgruppen und/oder aus einem, gegebenenfalls substituierten, Polyphenol QPP hersteilen. The polyurethane prepolymer with isocyanate end groups on which R 1 is based can be made up of at least one diisocyanate or triisocyanate as well produce a polymer QPM with terminal amino, thiol or hydroxyl groups and / or from an optionally substituted polyphenol QPP.
Geeignete Diisocyanate sind aliphatische, cycloaliphatische, aromatische oder araliphatische Diisocyanate, insbesondere handelsĂŒbliche Produkte wie Methylendiphenyldiisocyanat (MDI), Hexamethylendiisocyanat (HDI), Toluoldiisocyanat (TDI), Tolidindiisocyanat (TODI), Isophorondiisocyanat (IPDI), Trimethylhexamethylendiisocyanat (TMDI), 2,5- oder 2,6-Bis-(isocyanatomethyl)- bicyclo[2.2.1 ]heptan, 1 ,5-Naphthalindiisocyanat (NDI), Dicyclo- hexylmethyldiisocyanat (H12MDI), p-Phenylendiisocyanat (PPDI), m-Tetra- methylxylylen diisocyanat (TMXDI), etc. sowie deren Dimere. Bevorzugt sind HDI, IPDI, MDI oder TDI. Suitable diisocyanates are aliphatic, cycloaliphatic, aromatic or araliphatic diisocyanates, especially commercially available products such as methylene diphenyl diisocyanate (MDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), toluene diisocyanate (TDI), tolidine diisocyanate (TODI), isophorone diisocyanate (IPDI TM), trimethyl diisocyanate (IPDI TM), trimethyl diisocyanate (IPDI) or 2,6-bis (isocyanatomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI), dicyclohexylmethyl diisocyanate (H12MDI), p-phenylene diisocyanate (PPDI), m-tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI ), etc. and their dimers. HDI, IPDI, MDI or TDI are preferred.
Geeignete Triisocyanate sind Trimere oder Biurete von aliphatischen, cyclo- aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Diisocyanaten, insbesondere die Isocyanurate und Biurete der im vorherigen Absatz beschriebenen Diisocyanate. SelbstverstÀndlich können auch geeignete Mischungen von Di- oder Triisocyanaten eingesetzt werden. Suitable triisocyanates are trimers or biurets of aliphatic, cycloaliphatic, aromatic or araliphatic diisocyanates, in particular the isocyanurates and biurets of the diisocyanates described in the previous paragraph. Suitable mixtures of di- or triisocyanates can of course also be used.
Als Polymere QPM mit endstÀndigen Amino-, Thiol- oder Hydroxylgruppen sind insbesondere geeignet Polymere QPM mit zwei oder drei endstÀndigen Amino-, Thiol- oder Hydroxylgruppen. Particularly suitable polymers QPM with terminal amino, thiol or hydroxyl groups are polymers QPM with two or three terminal amino, thiol or hydroxyl groups.
Die Polymere QPM weisen vorteilhaft ein Equivalenzgewicht von 300 - The polymers QPM advantageously have an equivalent weight of 300 -
6000, insbesondere von 600 - 4000, bevorzugt von 700 - 2200 g/Equivalent NCO- reaktiver Gruppen auf. 6000, in particular from 600 to 4000, preferably from 700 to 2200 g / equivalent of NCO-reactive groups.
Als Polymere QPM bevorzugt sind Polyole mit mittleren Molekulargewichten zwischen 600 und 6000 Dalton ausgewÀhlt aus der Gruppe bestehend aus Polyethylenglykolen, Polypropylenglykolen, Polyethylenglykol-Poly- propylenglykol-Blockpolymeren, Polybutylenglykolen, hydroxylterminierte Polybutadiene, hydroxylterminierte Butadien-Acrylnitril-Copolymere sowie deren Gemische. Preferred polymers QPM are polyols with average molecular weights between 600 and 6000 daltons selected from the group consisting of polyethylene glycols, polypropylene glycols, polyethylene glycol-polypropylene glycol block polymers, polybutylene glycols, hydroxyl-terminated polybutadienes, hydroxyl-terminated butadiene-acrylonitrile copolymers and mixtures thereof.
Als Polymere QPM sind insbesondere bevorzugt a,w-Dihydroxypoly- alkylenglykole mit C2-C6-Alkylengruppen oder mit gemischten C2-C6-Alkylen- gruppen, die mit Amino-, Thiol- oder, bevorzugt, Hydroxylgruppen terminiert sind. Besonders bevorzugt sind Polypropylenglykole oder Polybutylenglykole. Weiterhin besonders bevorzugt sind Hydroxylgruppen-terminierte Polyoxybutylene. Als Polyphenol QPP sind insbesondere geeignet Bis-, Tris- und Tetra phenole. Hierunter werden nicht nur reine Phenole, sondern gegebenenfalls auch substituierte Phenole verstanden. Die Art der Substitution kann sehr vielfÀltig sein. Insbesondere wird hierunter eine Substitution direkt am aromatischen Kern, an den die phenolische OH-Gruppe gebunden ist, verstanden. Unter Phenolen werden weiterhin nicht nur einkernige Aromaten, sondern auch mehrkernige oder kondensierte Aromaten oder Heteroaromaten verstanden, welche die phenolische OH-Gruppe direkt am Aromaten beziehungsweise Heteroaromaten aufweisen. Particularly preferred polymers QPM are a, w-dihydroxypolyalkylene glycols with C2-C6-alkylene groups or with mixed C2-C6-alkylene groups which are terminated with amino, thiol or, preferably, hydroxyl groups. Polypropylene glycols or polybutylene glycols are particularly preferred. Hydroxyl group-terminated polyoxybutylenes are also particularly preferred. Bis, tris and tetra phenols are particularly suitable as polyphenol QPP. This includes not only pure phenols, but also substituted phenols if necessary. The type of substitution can be very diverse. In particular, this means a substitution directly on the aromatic nucleus to which the phenolic OH group is attached. Phenols are furthermore understood to mean not only mononuclear aromatics, but also multinuclear or condensed aromatics or heteroaromatics which have the phenolic OH group directly on the aromatics or heteroaromatics.
In einer bevorzugten AusfĂŒhrungsform wird das Polyurethanprepolymer aus mindestens einem Diisocyanat oder Triisocyanat sowie aus einem Polymeren QPM mit endstĂ€ndigen Amino-, Thiol- oder Hydroxylgruppen hergestellt. Die Herstellung des Polyurethanprepolymers erfolgt in einer dem Polyurethan- Fachmann bekannten Art und Weise, insbesondere, indem das Diisocyanat oder Triisocyanat in einem stöchiometrischen Überschuss in Bezug auf die Amino-, Thiol- oder Hydroxylgruppen des Polymeren QPM eingesetzt wird. In a preferred embodiment, the polyurethane prepolymer is produced from at least one diisocyanate or triisocyanate and from a polymer QPM with terminal amino, thiol or hydroxyl groups. The polyurethane prepolymer is produced in a manner known to the person skilled in the art of polyurethane, in particular by using the diisocyanate or triisocyanate in a stoichiometric excess with respect to the amino, thiol or hydroxyl groups of the polymer QPM.
Das Polyurethanprepolymer mit Isocyanatendgruppen weist bevorzugt elastischen Charakter auf. Es zeigt bevorzugt eine Glasumwandlungstemperatur Tg von kleiner als 0°C. The polyurethane prepolymer with isocyanate end groups preferably has an elastic character. It preferably shows a glass transition temperature Tg of less than 0 ° C.
Bei dem ZĂ€higkeitsverbesserer D kann es sich um einen FlĂŒssigkautschuk D2 handeln. Hierbei kann es sich z.B. um ein carboxyl- oder epoxidterminiertes Polymer handeln. The toughness improver D can be a liquid rubber D2. This can e.g. are a carboxyl- or epoxy-terminated polymer.
In einer ersten AusfĂŒhrungsform kann dieser FlĂŒssigkautschuk ein carboxyl- oder epoxidterminiertes Acrylnitril/Butadien-Copolymer oder ein Derivat davon sein. Derartige FlĂŒssigkautschuke sind z.B. unter dem Namen Hypro / HypoxÂź CTBN und CTBNX und ETBN von Emerald Perfomance Materials, kommerziell erhĂ€ltlich. Als Derivate sind insbesondere Epoxidgruppen aufweisende Elastomer-modifizierte Prepolymere, wie sie unter der Produktlinie StruktolÂź, insbesondere aus der Produktelinie PolydisÂź, PolycavitÂź, PolyvertecÂź, von der Firma StruktolÂź (Schill+Seilacher Gruppe, Deutschland) oder unter der Produktlinie Albipox (Evonik, Deutschland) kommerziell vertrieben werden, geeignet. In einer zweiten AusfĂŒhrungsform kann dieser FlĂŒssigkautschuk ein Poly- acrylatflĂŒssigkautschuk sein, der mit flĂŒssigen Epoxidharzen vollstĂ€ndig mischbar ist und sich erst beim AushĂ€rten der Epoxidharzmatrix zu Mikrotröpfchen entmischt. Derartige PolyacrylatflĂŒssigkautschuke sind z.B. unter der Bezeichnung 20208-XPA von Dow erhĂ€ltlich. In a first embodiment, this liquid rubber can be a carboxyl- or epoxy-terminated acrylonitrile / butadiene copolymer or a derivative thereof. Such liquid rubbers are commercially available, for example, under the names Hypro / HypoxÂź CTBN and CTBNX and ETBN from Emerald Performance Materials. The derivatives in particular are epoxy-modified elastomer-modified prepolymers, such as those from the StruktolÂź product line, in particular from the PolydisÂź, PolycavitÂź, PolyvertecÂź product line, from StruktolÂź (Schill + Seilacher Group, Germany) or from the Albipox product line (Evonik, Germany) are commercially available. In a second embodiment, this liquid rubber can be a polyacrylate liquid rubber which is completely miscible with liquid epoxy resins and does not separate into microdroplets until the epoxy resin matrix has hardened. Such polyacrylate liquid rubbers are available, for example, from Dow under the designation 20208-XPA.
Es können natĂŒrlich auch Mischungen von FlĂŒssigkautschuken verwendet werden, insbesondere Mischungen von carboxyl- oder epoxidterminierten Acrylnitril/Butadien-Copolymeren oder von Derivaten davon. Mixtures of liquid rubbers can of course also be used, in particular mixtures of carboxyl- or epoxy-terminated acrylonitrile / butadiene copolymers or of derivatives thereof.
Der ZĂ€higkeitsverbesserer D kann in einer dritten AusfĂŒhrungsform ein Core-Shell Polymer D3 sein. Core-Shell-Polymere bestehen aus einem elas tischen Kernpolymer und einem starren Schalen-Polymer. Besonders geeignete Core-Shell-Polymere bestehen aus einem Kern (Core) aus elastischem Acrylat- oder Butadien-Polymer, den eine starre Schale (Shell) eines starren thermoplastischen Polymers umhĂŒllt. Diese Core-Shell Struktur bildet sich entweder spontan durch Entmischen eines Blockcopolymeren oder ist durch die PolymerisationsfĂŒhrung als Latex oder Suspensions-polymerisation mit nachfolgender Pfropfung vorgegeben. Bevorzugte Core-Shell-Polymere sind sogenannte MBS Polymere, welche kommerziell unter dem Handelsnamen KaneAceℱ von Kaneka, Clearstrengthℱ von Arkema, Paraloidℱ von Dow oder F-351ℱ von Zeon erhĂ€ltlich sind. In a third embodiment, the toughness improver D can be a core-shell polymer D3. Core-shell polymers consist of an elastic core polymer and a rigid shell polymer. Particularly suitable core-shell polymers consist of a core (core) made of elastic acrylate or butadiene polymer, which is enveloped in a rigid shell (shell) made of a rigid thermoplastic polymer. This core-shell structure either forms spontaneously by segregation of a block copolymer or is predetermined by the polymerisation process as a latex or suspension polymerisation with subsequent grafting. Preferred core-shell polymers are so-called MBS polymers, which are commercially available under the trade name KaneAce ℱ from Kaneka, Clearstrength ℱ from Arkema, Paraloid ℱ from Dow or F-351 ℱ from Zeon.
Vorzugsweise betrÀgt der Anteil an ZÀhigkeitsverbesserer D von 5 - 50 Gew.-%, 10 - 40 Gew.-%, besonders bevorzugt 15 - 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Epoxidharzzusammensetzung. The proportion of toughness improver D is preferably from 5-50% by weight, 10-40% by weight, particularly preferably 15-30% by weight, based on the total weight of the epoxy resin composition.
In einer weiteren bevorzugten AusfĂŒhrungsform enthĂ€lt die Zusammensetzung zusĂ€tzlich mindestens einen FĂŒllstoff F. Bevorzugt handelt es sich hierbei um Glimmer, Talk, Kaolin, Wollastonit, Feldspat, Syenith, Chlorit, Bentonit, Montmorillonit, Calciumcarbonat (gefĂ€llt oder gemahlen), Dolomit, Quarz, KieselsĂ€uren (pyrogen oder gefĂ€llt), Cristobalit, Calciumoxid, Aluminiumhydroxid, Magnesiumoxid, Keramikhohlkugeln, Glashohlkugeln, organische Hohlkugeln, Glaskugeln, Farbpigmente. Insbesondere ist der FĂŒllstoff F ausgewĂ€hlt aus der Gruppe bestehend aus Wollastonit, Calciumcarbonat und pyrogene KieselsĂ€uren. Vorteilhaft betrĂ€gt der Gesamtanteil des gesamten FĂŒllstoffs F 5 - 40 Gewichts-%, vorzugsweise 10 - 30 Gewichts-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Epoxidharzzusammensetzung. In a further preferred embodiment, the composition additionally contains at least one filler F. These are preferably mica, talc, kaolin, wollastonite, feldspar, syenite, chlorite, bentonite, montmorillonite, calcium carbonate (precipitated or ground), dolomite, quartz, silicas (pyrogenic or precipitated), cristobalite, calcium oxide, aluminum hydroxide, magnesium oxide, ceramic hollow spheres, hollow glass spheres, organic hollow spheres, glass spheres, color pigments. In particular, the filler F is selected from the group consisting of wollastonite, calcium carbonate and pyrogenic silicas. The total proportion of the total filler F is advantageously 5-40% by weight, preferably 10-30% by weight, based on the total weight of the epoxy resin composition.
In einer weiteren bevorzugten AusfĂŒhrungsform enthĂ€lt die Zusammen setzung zusĂ€tzlich mindestens einen Epoxidgruppen-tragenden ReaktivverdĂŒnner G. Solche ReaktivverdĂŒnner sind dem Fachmann bekannt. Bevorzugte Beispiele fĂŒr Epoxidgruppen-tragende ReaktivverdĂŒnner sind: In a further preferred embodiment, the composition additionally contains at least one epoxy group-carrying reactive diluent G. Such reactive diluents are known to the person skilled in the art. Preferred examples of reactive diluents bearing epoxy groups are:
- Glycidylether von monofunktionellen gesÀttigten oder ungesÀttigten, verzweigten oder unverzweigten, zyklischen oder offenkettigen CA - C30 Alkoholen, z.B. Butanolglycidylether, Hexanolglycidylether, 2-Ethyl- hexanolglycidylether, Allylglycidylether, Tetrahydrofurfuryl- und Furfuryl- glycidylether, Trimethoxysilylglycidylether etc. Glycidyl ethers of monofunctional saturated or unsaturated, branched or unbranched, cyclic or open-chain CA-C30 alcohols, e.g. Butanol glycidyl ether, hexanol glycidyl ether, 2-ethyl hexanol glycidyl ether, allyl glycidyl ether, tetrahydrofurfuryl and furfuryl glycidyl ether, trimethoxysilyl glycidyl ether etc.
- Glycidylether von difunktionellen gesÀttigten oder ungesÀttigten, verzweig ten oder unverzweigten, zyklischen oder offenkettigen C2 - C30 Alkolen, z.B Ethylenglykol-, Butandiol-, Flexandiol-, Oktandiolgylcidylether, Cyclohexandimethanoldigylcidylether, Neopentylglycoldiglycidylether etc. - Glycidyl ethers of difunctional saturated or unsaturated, branched or unbranched, cyclic or open-chain C2 - C30 alcohols, e.g. ethylene glycol, butane diol, flexane diol, octane diolyl cidyl ether, cyclohexane dimethanol diolcidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether etc.
- Glycidylether von tri- oder polyfunktionellen, gesÀttigten oder ungesÀttig ten, verzweigten oder unverzweigten, zyklischen oder offenkettigen Akoholen wie epoxidiertes Rhizinusöl, epoxidiertes Trimethylolpropan, epoxidiertes Pentaerythrol oder Polyglycidylether von aliphatischen Polyolen wie Sorbitol, Glycerin, Trimethylolpropan etc. - Glycidyl ethers of trifunctional or polyfunctional, saturated or unsaturated, branched or unbranched, cyclic or open-chain alcohols such as epoxidized castor oil, epoxidized trimethylolpropane, epoxidized pentaerythrol or polyglycidyl ether of aliphatic polyols such as sorbitol, glycerol, trimethylolpropane etc.
- Glycidylether von Phenol- und Anilinverbindungen wie Phenylglycidyl- ether, Kresylglycidylether, p-tert.-Butylphenylglycidylether, Nonylphenol- glycidylether, 3-n-Pentadecenyl-glycidylether (aus Cashewnuss-Schalen- Öl), N,N-Diglycidylanilin etc. - Glycidyl ether of phenol and aniline compounds such as phenyl glycidyl ether, cresyl glycidyl ether, p-tert-butylphenyl glycidyl ether, nonylphenol glycidyl ether, 3-n-pentadecenyl glycidyl ether (from cashew nutshell oil), N, N-diglycidyl ether
- Epoxidierte Amine wie N, N-Diglycidylcyclohexylamin etc. - Epoxidized amines such as N, N-diglycidylcyclohexylamine etc.
- Epoxidierte Mono- oder DicarbonsÀuren wie NeodecansÀure-glycidylester, MethacrylsÀureglycidylester, BenzoesÀureglycidylester, PhthalsÀure-, Tetra- und FlexahydrophthalsÀurediglycidylester, Diglycidylester von dimeren FettsÀuren etc. - Epoxidierte di- oder trifunktionelle, nieder- bis hochmolekulare Polyether polyole wie Polyethylenglycol-diglycidylether, Polypropyleneglycol-di- glycidylether etc. - Epoxidized mono- or dicarboxylic acids such as neodecanoic acid glycidyl ester, methacrylic acid glycidyl ester, benzoic acid glycidyl ester, phthalic acid, tetra- and flexahydrophthalic acid diglycidyl esters, diglycidyl esters of dimeric fatty acids etc. - Epoxidized di- or trifunctional, low to high molecular weight polyether polyols such as polyethylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether etc.
Besonders bevorzugt sind Hexandioldiglycidylether, Kresylglycidylether, p- te/t.-Butylphenylglycidylether, Polypropylenglycoldiglycidylether und Hexanediol diglycidyl ether, cresyl glycidyl ether, p-te / t-butylphenyl glycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether and
Polyethylenglycoldiglycidylether. Polyethylene glycol diglycidyl ether.
Vorteilhaft betrĂ€gt der Gesamtanteil des epoxidgruppentragenden Reaktiv verdĂŒnners G 0.1 - 15 Gewichts-%, vorzugsweise 0.1 - 5 Gewichts-%, insbesondere bevorzugt 0.1 - 2 Gewichts-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Epoxidharzzusammensetzung. The total proportion of the reactive diluent G carrying epoxy groups is advantageously 0.1-15% by weight, preferably 0.1-5% by weight, particularly preferably 0.1-2% by weight, based on the total weight of the epoxy resin composition.
Die Zusammensetzung kann weitere Bestandteile, insbesondere Katalysatoren, Stabilisatoren, insbesondere Hitze- und/oder Lichtstabilisatoren, Thixotropiermittel, Weichmacher, Lösungsmittel, mineralische oder organische FĂŒllstoffe, Treibmittel, Farbstoffe und Pigmente, Korrosionsschutzmittel, Tenside, EntschĂ€umer und Haftvermittler umfassen. The composition can comprise further constituents, in particular catalysts, stabilizers, in particular heat and / or light stabilizers, thixotropic agents, plasticizers, solvents, mineral or organic fillers, blowing agents, dyes and pigments, corrosion inhibitors, surfactants, defoamers and adhesion promoters.
Als Weichmacher eignen sich insbesondere Phenol-AlkylsulfonsÀureester oder BenzolsulfonsÀure-N-butylamid, wie sie als MesamollŸ bzw. Dellatol BBS von Bayer kommerziell erhÀltlich sind. Particularly suitable plasticizers are phenol-alkylsulfonic acid esters or benzenesulfonic acid-N-butylamide, as are commercially available from Bayer as MesamollŸ or Dellatol BBS.
Als Stabilisatoren eignen sich insbesondere gegebenenfalls substituierte Phenole, wie BHT oder WingstayÂź T (Elikem), sterisch gehinderte Amine oder N- Oxylverbindungen wie TEMPO (Evonik). Particularly suitable stabilizers are optionally substituted phenols, such as BHT or WingstayÂź T (Elikem), sterically hindered amines or N-oxyl compounds, such as TEMPO (Evonik).
Eine besonders bevorzugte einkomponentigeA particularly preferred one component
Epoxidharzzusam mensetzu ng u mfasst : Epoxy resin composition includes:
-10 - 60 Gew.-%, insbesondere 30 - 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Epoxidharzzusammensetzung, Epoxidharz A mit durchschnittlich mehr als einer Epoxidgruppe pro MolekĂŒl; vorzugsweise handelt es sich bei 50-100 Gew.-%, insbesondere 80-100 Gew.-%, des Epoxidharzes A um ein Epoxid-FlĂŒssigharz und bei 0-30 Gew.-%, insbesondere 0-20 Gew.-%, besonders bevorzugt 5-15 Gew.-%, des Epoxidharzes A um ein Epoxid-Festharz;. -10-60% by weight, in particular 30-50% by weight, based on the total weight of the epoxy resin composition, epoxy resin A with an average of more than one epoxy group per molecule; 50-100% by weight, in particular 80-100% by weight, of epoxy resin A is preferably an epoxy liquid resin and 0-30% by weight, in particular 0-20% by weight, particularly preferably 5-15% by weight, of the epoxy resin A is a solid epoxy resin;
-mindestens einen latenten HĂ€rter fĂŒr Epoxidharze B, vorzugsweise ausgewĂ€hlt aus Dicyandiamid, Guanaminen, Guanidinen, Anhydriden von mehrwertigen CarbonsĂ€uren, Dihydraziden, und Aminoguanidinen, sowie deren Derivaten, wobei Dicyandiamid bevorzugt ist; at least one latent hardener for epoxy resins B, preferably selected from dicyandiamide, guanamines, guanidines, anhydrides of polybasic carboxylic acids, dihydrazides, and aminoguanidines, and their derivatives, dicyandiamide being preferred;
-vorzugsweise mindestens einen Beschleuniger C, ausgewÀhlt aus der Liste bestehend aus substituierten Harnstoffen, Imidazolen, Imidazolinen und blockierten Aminen, insbesondere ausgewÀhlt ist aus der Liste bestehend aus substituierten Harnstoffen und blockierten Aminen, insbesondere bevorzugt substituierten Harnstoffen; preferably at least one accelerator C, selected from the list consisting of substituted ureas, imidazoles, imidazolines and blocked amines, in particular selected from the list consisting of substituted ureas and blocked amines, particularly preferably substituted ureas;
-mindestens einen ZĂ€higkeitsverbesserer D, ausgewĂ€hlt ist aus der Gruppe bestehend aus endstĂ€ndig blockierten Polyurethanpolymeren D1 , FlĂŒssigkautschuken D2 und Core-Shell-Polymeren D3, vorzugsweise betrĂ€gt dabei der Anteil an ZĂ€higkeitsverbesserer D 5 -50 Gew.-%, 10 - 40 Gew.-%, besonders bevorzugt 15 -30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Epoxidharzzusammensetzung; at least one toughness improver D is selected from the group consisting of terminally blocked polyurethane polymers D1, liquid rubbers D2 and core-shell polymers D3, the proportion of toughness improver D being preferably 5-50% by weight, 10-40% by weight. %, particularly preferably 15-30% by weight, based on the total weight of the epoxy resin composition;
-vorzugsweise 5 - 40 Gewichts-%, vorzugsweise 10 - 30 Gewichts-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Epoxidharzzusammensetzung, von einem FĂŒllstoffe F ausgewĂ€hlt vorzugsweise aus der Gruppe bestehend aus Wollastonit, Calciumcarbonat, und pyrogene KieselsĂ€uren; preferably 5-40% by weight, preferably 10-30% by weight, based on the total weight of the epoxy resin composition, of a filler F preferably selected from the group consisting of wollastonite, calcium carbonate and pyrogenic silicas;
-vorzugsweise 0.1 - 15 Gewichts-%, vorzugsweise 0.1 - 5 Gewichts-%, insbesondere bevorzugt 0.1 - 2 Gewichts-%, besonders bevorzugt 0.2 - 1 Gewichts-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Epoxidharzzusammensetzung, von einen Epoxidgruppen-tragenden ReaktivverdĂŒnner G; -preferably 0.1-15% by weight, preferably 0.1-5% by weight, particularly preferably 0.1-2% by weight, particularly preferably 0.2-1% by weight, based on the total weight of the epoxy resin composition, of a reactive diluent G bearing epoxy groups;
-wobei die Menge an Leitrussen (KA-1 ) 4 - 10 Gew.-%, vorzugsweise 4 - 9 Gew.-%, 4 - 8 Gew.-%, 4 - 7 Gew.-%, bevorzugt 4 - 6.5 Gew.-%, the amount of carbon blacks (KA-1) being 4-10% by weight, preferably 4-9% by weight, 4-8% by weight, 4-7% by weight, preferably 4-6.5% by weight. -%,
die Menge an Graphenen (KA-2) 4 - 7 Gew.-%, vorzugsweise 4.5 - 6.5 Gew.-%, the amount of graphenes (KA-2) 4-7% by weight, preferably 4.5-6.5% by weight,
die Menge an einwandigen Kohlenstoffnanoröhren (KA-3) 0. 075 - 0.9 Gew.-%, vorzugsweise 0.1 - 0.8 Gew.-%, 0.1 - 0.6 Gew.-%, 0.1 - 0.5 Gew.-%, 0.1 - 0.4 Gew.-%, insbesondere 0.1 - 0.3 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 0.1 - 0.25 Gew.-%, am meisten bevorzugt 0.1 - 0.2 Gew.-%, the amount of single-wall carbon nanotubes (KA-3) 0. 075-0.9% by weight, preferably 0.1-0.8% by weight, 0.1-0.6% by weight, 0.1-0.5% by weight, 0.1-0.4% by weight, in particular 0.1-0.3% by weight, particularly preferably 0.1-0.25% by weight, most preferably 0.1-0.2% by weight,
und die Menge an mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren (KA-4) 1.5 - 4 Gew.-%, vorzugsweise 1.5 - 3 Gew.-%, insbesondere 1.5 - 2.5 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 1.5 - 2.25 Gew.-%, am meisten bevorzugt 1.75 - 2 Gew.- %, betrÀgt, bezogen auf das Gesamtgewicht der einkomponentigen hitzehÀrtenden Epoxidharzzusammensetzung. and the amount of multi-walled carbon nanotubes (KA-4) 1.5-4% by weight, preferably 1.5-3% by weight, in particular 1.5-2.5% by weight, particularly preferably 1.5-2.25% by weight, most preferred 1.75 - 2% by weight, based on the total weight of the one-component thermosetting epoxy resin composition.
Weiter kann es vorteilhaft sein, wenn die bevorzugte einkomponentige Epoxidharzzusammensetzung zu mehr als 80 Gewichts-%, vorzugsweise mehr als 90 Gewichts-%, insbesondere mehr als 95 Gewichts-%, insbesondere bevorzugt mehr als 98 Gewichts-%, am meisten bevorzugt mehr als 99 Gewichts-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Epoxidharzzusammensetzung, aus den vorgenannten Bestandteilen besteht. It can furthermore be advantageous if the preferred one-component epoxy resin composition comprises more than 80% by weight, preferably more than 90% by weight, in particular more than 95% by weight, particularly preferably more than 98% by weight, most preferably more than 99% % By weight, based on the total weight of the epoxy resin composition, consists of the aforementioned components.
Besonders bevorzugt handelt es sich um hitzehÀrtende Epoxidharzzusammensetzungen, welche im unausgehÀrteten Zustand: It is particularly preferred to use heat-curing epoxy resin compositions which, in the uncured state:
- eine ViskositÀt bei bei 50°C von < 2600 Pa*s, 80 - 2400 Pa*s, vorzugsweise 150 - 2000 Pa*s, insbesondere 200 - 1500 Pa*s, insbesondere bevorzugt 200 - 1000 Pa*s, am meisten bevorzugt 200 - 900 Pa*s, insbesondere oszillographisch bestimmt durch ein Rheometer mit beheizbarer Platte (MCR 301 , AntonPaar) (Spalt 1000 gm, Mess-Plattendurchmesser: 25 mm (Platte/Platte), Deformation 0,01 bei 5 Hz, Aufheizrate 10°C/min), und/oder a viscosity at 50 ° C. of <2600 Pa * s, 80-2400 Pa * s, preferably 150-2000 Pa * s, especially 200-1500 Pa * s, particularly preferably 200-1000 Pa * s, most preferred 200 - 900 Pa * s, in particular determined oscillographically by a rheometer with a heated plate (MCR 301, AntonPaar) (gap 1000 gm, measuring plate diameter: 25 mm (plate / plate), deformation 0.01 at 5 Hz, heating rate 10 ° C / min), and / or
-eine Fliessgrenze von 10 - 1000 Pa, vorzugsweise 30 - 800 Pa, insbesondere 30 - 600 Pa, insbesondere bevorzugt 30 - 300 Pa, insbesondere rotatorisch mittels einem Rheometer mit beheizbarer Platte (MCR 301 , AntonPaar) bei 25 °C (Spalt 1000 gm, Mess-Plattendurchmesser: 25 mm (Platte/Platte), bei einer fixen Scherrate von 10 s_1 als Schubspannung bei einer ViskositÀt von 500 000 Pa*s gemessen, und/oder a flow limit of 10-1000 Pa, preferably 30-800 Pa, particularly 30-600 Pa, particularly preferably 30-300 Pa, in particular by means of a rheometer with a heated plate (MCR 301, AntonPaar) at 25 ° C (gap 1000 gm , Measuring plate diameter: 25 mm (plate / plate), measured at a fixed shear rate of 10 s _1 as shear stress at a viscosity of 500 000 Pa * s, and / or
-einen Wert von > 7 nach der DurchfĂŒhrung der KTL-Beschichtung wie im Beispielteil beschrieben, aufweist. Besonders bevorzugt handelt es sich um hitzehĂ€rtende Epoxidharzzusammensetzungen, welche im ausgehĂ€rteten Zustand: has a value of> 7 after the KTL coating has been carried out as described in the example section. It is particularly preferred to use heat-curing epoxy resin compositions which, in the cured state:
-eine Zugscherfestigkeit, insbesondere gemessen nach DIN EN 1465, besonders bevorzugt wie in dem Beispielteil beschrieben, von mehr als 10 MPa, mehr als 15 MPa, mehr als 20 MPa, aufweisen, und/oder have a tensile shear strength, in particular measured according to DIN EN 1465, particularly preferably as described in the example section, of more than 10 MPa, more than 15 MPa, more than 20 MPa, and / or
-eine Zugfestigkeit, insbesondere gemessen nach DIN EN ISO 527, besonders bevorzugt wie in dem Beispielteil beschrieben, von mehr als 10 MPa, mehr als 15 MPa, mehr als 20 MPa, aufweisen, und/oder have a tensile strength, in particular measured according to DIN EN ISO 527, particularly preferably as described in the example part, of more than 10 MPa, more than 15 MPa, more than 20 MPa, and / or
-eine Bruchdehnung, insbesondere gemessen nach DIN EN ISO 527, besonders bevorzugt wie in dem Beispielteil beschrieben, von 1 - 30%, 2 - 20%, 3 - 10%, aufweisen, und/oder have an elongation at break, in particular measured according to DIN EN ISO 527, particularly preferably as described in the example section, of 1 - 30%, 2 - 20%, 3 - 10%, and / or
-ein E-Modul, insbesondere gemessen nach DIN EN ISO 527, besonders bevorzugt wie in dem Beispielteil beschrieben, von 300 - 3500 MPa, von 1000 - 3000 MPa, vorzugsweise 1000 - 2000 MPa, aufweisen. have a modulus of elasticity, in particular measured according to DIN EN ISO 527, particularly preferably as described in the example section, from 300 to 3500 MPa, from 1000 to 3000 MPa, preferably 1000 to 2000 MPa.
-einem spezifischen Durchgangswiderstand gemÀss DIN IEC167/ IEC93/ VDE 0303 gemessen bei 23°C/50% rel. Luftfeuchtigkeit mit einer Messspannung von 10V von < 5*1010 Qxcm, insbesondere < 1010 Qxcm, bevorzugt < 109 Qxcm, insbesondere bevorzugt < 5*108 Qxcm, < 5*108 Qxcm - 5*107 Qxcm, aufweist. Vorzugsweise wird der spezifische Durchgangswiderstand bestimmt wie im Beispielteil beschrieben. -a specific volume resistance according to DIN IEC167 / IEC93 / VDE 0303 measured at 23 ° C / 50% rel. Humidity with a measuring voltage of 10V of <5 * 10 10 Qxcm, in particular <10 10 Qxcm, preferably <10 9 Qxcm, particularly preferably <5 * 10 8 Qxcm, <5 * 10 8 Qxcm - 5 * 10 7 Qxcm. The volume resistivity is preferably determined as described in the example section.
Der ausgehĂ€rtete Zustand wird vorzugsweise erhalten durch ein Erhitzen der Zusammensetzung auf eine Temperatur von 140 - 220°C, insbesondere von 140 - 200°C, bevorzugt zwischen 160 und 190°C, insbesondere fĂŒr 10 - 60 min, besonders bevorzugt fĂŒr 20 - 45 min. The cured state is preferably obtained by heating the composition to a temperature of 140-220 ° C., in particular 140-200 ° C., preferably between 160 and 190 ° C., in particular for 10-60 minutes, particularly preferably for 20-45 min.
Es hat sich gezeigt, dass sich die erfindungsgemÀssen hitzehÀrtenden Epoxidharzzusammensetzungen besonders als einkomponentige Klebstoffe verwendet werden können. It has been shown that the heat-curing epoxy resin compositions according to the invention can be used especially as one-component adhesives.
Somit betrifft die Erfindung in einem weiteren Aspekt eine Verwendung der vorgĂ€ngig beschriebenen einkomponentigen hitzehĂ€rtenden Epoxidharzzusam mensetzung als einkomponentigen hitzehĂ€rtenden Klebstoff, insbesondere als hitzehĂ€rtender einkomponentiger Rohbauklebstoff im Fahrzeugbau. Solche Klebstoffe werden fĂŒr das Verkleben von hitzestabilen Materialien benötigt. Unter hitzestabilen Materialien werden Materialien verstanden, welche bei einer AushĂ€rtetemperatur von 140 - 220°C, vorzugsweise 140 - 200°C zumindest wĂ€hrend der AushĂ€rtezeit formstabil sind. Insbesondere handelt es sich hierbei um Metalle und Kunststoffe wie ABS, Polyamid, Polyphenylenether, Verbundmaterialien wie SMC, ungesĂ€ttigte Polyester GFK, Epoxid- oder Acrylatverbundwerkstoffe. Bevorzugt ist die Anwendung, bei der zumindest ein Material ein Metall ist. Als besonders bevorzugte Verwendung gilt das Verkleben von gleichen oder verschiedenen Metallen, insbesondere im Rohbau in der Automobilindustrie. Die bevorzugten Metalle sind vor allem Stahl, insbesondere elektrolytisch verzinkter, feuerverzinkter, beölter Stahl, Bonazink-beschichteter Stahl, und nachtrĂ€glich phosphatierter Stahl, sowie Aluminium insbesondere in den im Autobau typischerweise vorkommenden Varianten. Thus, in a further aspect, the invention relates to a use of the previously described one-component thermosetting epoxy resin composition as a one-component thermosetting adhesive, in particular as a thermosetting one-component structural adhesive in vehicle construction. Such adhesives are required for the bonding of heat-stable materials. Heat-stable materials are understood to be materials which are dimensionally stable at a curing temperature of 140-220 ° C., preferably 140-200 ° C., at least during the curing time. In particular, these are metals and plastics such as ABS, polyamide, polyphenylene ether, composite materials such as SMC, unsaturated polyester GRP, epoxy or acrylate composite materials. The application in which at least one material is a metal is preferred. A particularly preferred use is the bonding of the same or different metals, particularly in the body-in-white in the automotive industry. The preferred metals are primarily steel, in particular electrolytically galvanized, hot-dip galvanized, oiled steel, bonazinc-coated steel, and subsequently phosphated steel, and aluminum, in particular in the variants typically occurring in automobile construction.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum Ver kleben von hitzestabilen Substraten, welche die folgenden Schritte aufweisen Another aspect of the invention thus relates to a method for bonding heat-stable substrates, which have the following steps
i) Applizieren einer einkomponentigen hitzehÀrtenden Epoxidharzzusam mensetzung, wie sie vorgÀngig beschrieben wurde, auf die OberflÀche eines hitzestabilen Substrates S1 , insbesondere eines Metalls; ii) Kontaktieren der applizierten hitzehÀrtenden Epoxidharzzusammen setzung mit der OberflÀche eines weiteren hitzestabilen Substrates S2, insbesondere eines Metalls; i) applying a one-component heat-curing epoxy resin composition, as described above, to the surface of a heat-stable substrate S1, in particular a metal; ii) contacting the applied thermosetting epoxy resin composition with the surface of a further heat-stable substrate S2, in particular a metal;
iii) In Kontaktbringen der Substrate S1 und S2 und der damit in Kontakt stehenden hitzehĂ€rtenden Epoxidharzzusammensetzung mit einem KTL-Lackierlösung, insbesondere bei einer Temperatur zwischen 20 und 80°C, insbesondere zwischen 20 und 50°C; bevorzugt zwischen 20 und 40°C, insbesondere fĂŒr 1 - 15 min, besonders bevorzugt fĂŒr 1 - 5 min; iii) bringing the substrates S1 and S2 and the thermosetting epoxy resin composition in contact with them into contact with a KTL coating solution, in particular at a temperature between 20 and 80 ° C, in particular between 20 and 50 ° C; preferably between 20 and 40 ° C., in particular for 1-15 min, particularly preferably for 1-5 min;
iv) Erhitzen der Zusammensetzung auf eine Temperatur von 140 - 220°C, insbesondere von 140 - 200°C, bevorzugt zwischen 160 und 190°C, insbesondere fĂŒr 10 - 60 min, besonders bevorzugt fĂŒr 20 - 45 min. iv) heating the composition to a temperature of 140-220 ° C, in particular 140-200 ° C, preferably between 160 and 190 ° C, in particular for 10-60 min, particularly preferably for 20-45 min.
Das Substrat S2 besteht hierbei aus dem gleichen oder einem unterschiedlichen Material wie das Substrat S1. Insbesondere handelt es sich beim hitzestabilen Substrat S1 und/oder S2 um Metalle und Kunststoffe wie ABS, Polyamid, Polyphenylenether, Verbundmaterialien wie SMC, ungesÀttigte Polyester GFK, Epoxid- oder Acrylatverbundwerkstoffe. Bevorzugt ist die Anwendung, bei der zumindest ein Material ein Metall ist. Als besonders bevorzugte Verwendung gilt das Verkleben von gleichen oder verschiedenen Metallen, insbesondere im Rohbau in der Automobilindustrie. Die bevorzugten Metalle sind vor allem Stahl, insbesondere elektrolytisch verzinkter, feuerverzinkter, beölter Stahl, Bonazink-beschichteter Stahl, und nachtrÀglich phosphatierter Stahl, sowie Aluminium insbesondere in den im Autobau typischerweise vorkommenden Varianten. The substrate S2 consists of the same or a different material as the substrate S1. In particular, the heat-stable substrate S1 and / or S2 are metals and plastics such as ABS, polyamide, polyphenylene ether, composite materials such as SMC, unsaturated polyester GRP, epoxy or acrylate composite materials. The application in which at least one material is a metal is preferred. A particularly preferred use is the bonding of the same or different metals, particularly in the body-in-white in the automotive industry. The preferred metals are primarily steel, in particular electrolytically galvanized, hot-dip galvanized, oiled steel, bonazinc-coated steel, and subsequently phosphated steel, and aluminum, in particular in the variants typically occurring in automobile construction.
Somit wird bevorzugt, dass ist das Substrat S1 und/oder das Substrat S2 ein Metall ist. It is therefore preferred that the substrate S1 and / or the substrate S2 is a metal.
Vorzugsweise werden die Schritte i) bis iv) in dieser Reihenfolge durchgefĂŒhrt. Weiter ist es vorteilhaft, wenn vor dem Schritt iii) keine teilweise oder vollstĂ€ndige, insbesondere vollstĂ€ndige, AushĂ€rtung der applizierten Epoxidharz zusammensetzung stattfindet, insbesondere keine AushĂ€rtung durch Erhitzen der Zusammensetzung auf eine Temperatur von 140 - 220°C, insbesondere fĂŒr 10 - 60 min, besonders bevorzugt fĂŒr 20 - 45 min. Steps i) to iv) are preferably carried out in this order. It is also advantageous if, prior to step iii), no partial or complete, in particular complete, curing of the applied epoxy resin composition takes place, in particular no curing by heating the composition to a temperature of 140-220 ° C., in particular for 10-60 min. particularly preferred for 20 - 45 min.
Schritt iii) erfolgt typischerweise durch Eintauchen in ein KTL-bad enthaltend eine KTL-Lackierlösung. Bevorzugte Lackierlösungen sind beispielsweise als kationische Elektrotauchlacke beschrieben im Römpp Chemie Lexikon, online-Version, Georg Thieme Verlag, abgerufen am 14 Dezember 2018. Step iii) is typically carried out by immersion in a KTL bath containing a KTL painting solution. Preferred coating solutions are described, for example, as cationic electrocoating materials in the Römpp Chemie Lexikon, online version, Georg Thieme Verlag, accessed on December 14, 2018.
Schritt iv) erfolgt typischerweise in einem KTL-Ofen. Durch das Erhitzen der Zusammensetzung in Schritt iv) hÀrtet die Zusammensetzung aus. Step iv) is typically carried out in a KTL furnace. The composition cures by heating the composition in step iv).
Aus einem derartigen Verfahren zum Verkleben von hitzestabilen Mate rialien resultiert ein verklebter Artikel, was einen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellt. Ein derartiger Artikel ist vorzugsweise ein Fahrzeug oder ein Teil eines Fahrzeugs, insbesondere ein Anbauteil eines Fahrzeugs. Such a method for gluing heat-stable materials results in a glued article, which is a further aspect of the present invention. Such an article is preferably a vehicle or part of a vehicle, in particular an add-on part of a vehicle.
Weiterhin umfasst die Erfindung die Verwendung mindestens eines elektrisch leitfÀhigen Kohlenstoffallotrops (KA) ausgewÀhlt aus der Liste bestehend aus Leitrussen (KA-1 ), Graphenen (KA-2), einwandigen Kohlenstoffnanoröhren (KA-3) und mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren (KA-4), wie sie vorgehend beschrieben sind, zur Verminderung des spezifischen Durchgangswiderstands gemÀss DIN IEC167/ IEC93/ VDE 0303 gemessen bei 23°C/50% rel. Luftfeuchtigkeit mit einer Messspannung von 10V einer ausgehÀrteten einkomponentigen hitzehÀrtenden Epoxidharzzusammensetzung, insbesondere eines ausgehÀrteten hitzehÀrtenden Epoxidharzklebstoffs, vorzugsweise im Fahrzeugbau, in einem KTL-Beschichtungsverfahren. Vorzugsweise handelt es sich um eine hitzehÀrtende Epoxidharzzusammensetzung wie sie vorgehend beschrieben wurde. Vorzugsweise handelt es sich um ein vorgehend beschriebenes KTL- Beschichtungsverfahren, insbesondere ein KTL-Beschichtungsverfahren wie es vorgehend, insbesondere im Beispielteil, beschrieben ist. Furthermore, the invention comprises the use of at least one electrically conductive carbon allotrope (KA) selected from the list consisting of carbon blacks (KA-1), graphenes (KA-2), single-walled carbon nanotubes (KA-3) and multi-walled carbon nanotubes (KA-4), as described above, to reduce the volume resistivity according to DIN IEC167 / IEC93 / VDE 0303 measured at 23 ° C / 50% rel. Air humidity with a measuring voltage of 10V of a hardened one-component thermosetting epoxy resin composition, in particular a hardened thermosetting epoxy resin adhesive, preferably in vehicle construction, in a KTL coating process. It is preferably a thermosetting epoxy resin composition as described above. It is preferably a KTL coating method described above, in particular a KTL coating method as described above, in particular in the example part.
Die Verminderung des spezifischen Durchgangswiderstands bezieht sich auf den Vergleich zu einkomponentigen hitzehÀrtenden Epoxidharzzusammensetzungen welche keine der vorgehend erwÀhnten elektrisch leitfÀhigen Kohlenstoffallotrope (KA) enthalten. Der spezifische Durchgangswiderstand wird vorzugsweise bestimmt wie es im Beispielteil beschrieben ist. The reduction in volume resistivity relates to the comparison to one-component thermosetting epoxy resin compositions which do not contain any of the electrically conductive carbon allotropes (KA) mentioned above. The volume resistivity is preferably determined as described in the example section.
Vorzugsweise betrÀgt die Verminderung mehr als 104 Qxcm, insbesondere mehr als 105 Qxcm, bevorzugt mehr als 106 Qxcm. The reduction is preferably more than 10 4 Qxcm, in particular more than 10 5 Qxcm, preferably more than 10 6 Qxcm.
Vorzugsweise betrÀgt die Art und Menge der eingesetzten elektrisch leitfÀhigen Kohlenstoffallotrope (KA) der vorgehend beschriebenen Art und Menge, insbesondere werden auch die vorgehend als bevorzugt ausgewiesenen Arten und Mengen bevorzugt eingesetzt. The type and amount of the electrically conductive carbon allotropes (KA) used is preferably of the type and amount described above, in particular the types and amounts indicated above as preferred are also preferably used.
Beispiele Examples
Herstellung der Zusammensetzungen Preparation of the compositions
Es wurden gemÀss den Angaben in den Tabellen 1 - 6 die According to the information in Tables 1-6, the
Referenzzusammensetzungen R1 - R18 sowie die erfindungsgemĂ€ssen Zusammensetzungen E1 - E10 hergestellt. Mit Ausnahme der Zusammensetzung R2 wurde fĂŒr jede Zusammensetzung die in der Tabelle 1 aufgefĂŒhrte Menge in Gew.-% an Zink, Basionics, Russ oder KA-1 bis KA-4 zugegeben und im Gegenzug die entsprechende Menge an FĂŒllstoffgemisch entfernt. So wurde bei der Zusammensetzung E1 beispielsweise 1 Gew.-% von dem Produkt Tubal Matrix 201 eingesetzt und entsprechend nur 24.6 Gew.-% FĂŒllstoffgemisch zugegeben. Reference compositions R1-R18 and the compositions E1-E10 according to the invention are produced. With the exception of the composition R2, the amount in% by weight of zinc, basionics, carbon black or KA-1 to KA-4 listed in Table 1 was added for each composition and in return the corresponding amount of filler mixture was removed. For example, 1% by weight of the Tubal Matrix 201 product was used in the composition E1 and only 24.6% by weight of filler mixture was added accordingly.
Die Zusammensetzung R2 wurde gemÀss Tabelle 2 hergestellt. The composition R2 was prepared according to Table 2.
Tabelle 1 , Eingesetzte Rohstoffe fĂŒr Zusammensetzung R1 , R3 - R18 und Table 1, Raw materials used for composition R1, R3 - R18 and
E1 - E10 E1 - E10
Tabelle 2, Eingesetzte Rohstoffe fĂŒr Zusammensetzung R2 Table 2, Raw materials used for composition R2
Tabelle 3 Table 3
Herstellung des ZĂ€hiqkeitsverbesserers LD-1“) Production of the toughness improver LD-1 ")
150 g Poly-THF 2000 (OH-Zahl 57 mg/g KOH) und 150 g PolyBD R45V 150 g Poly-THF 2000 (OH number 57 mg / g KOH) and 150 g PolyBD R45V
(OH-Zahl 46 mg/g KOH) wurden 30 Minuten unter Vakuum bei 105°C getrocknet. Nachdem die Temperatur auf 90°C reduziert worden war, wurden 61.5 g IPDI und 0.14 g Dibutylzinndilaurat zugegeben. Die Reaktion wurde unter Vakuum bei 90°C bis zur Konstanz des NCO-Gehaltes bei 3.10% nach 2.0 h gefĂŒhrt (berechneter NCO-Gehalt: 3.15%). Anschliessend wurden 96.1 g Cardanol als Blockierungs mittel zugegeben. Es wurde bei 105°C unter Vakuum weitergerĂŒhrt bis kein freies NCO mehr nachgewiesen werden konnte. Das Produkt wurde so als ZĂ€higkeitsverbesserer D-1 verwendet. (OH number 46 mg / g KOH) were dried under vacuum at 105 ° C. for 30 minutes. After the temperature had been reduced to 90 ° C., 61.5 g of IPDI and 0.14 g of dibutyltin dilaurate were added. The reaction was carried out under vacuum at 90 ° C. until the NCO content was constant at 3.10% after 2.0 h (calculated NCO content: 3.15%). Then 96.1 g of cardanol were added as a blocking agent. Stirring was continued at 105 ° C. under vacuum until no free NCO could be detected. The product was used as a toughener D-1.
PrĂŒfmethoden: Test methods:
Zugfestigkeit (ZF), Bruchdehnung und E-Modul (DIN EN ISO 527) Tensile strength (ZF), elongation at break and modulus of elasticity (DIN EN ISO 527)
Eine Klebstoffprobe wurde zwischen zwei Teflonpapieren auf eine Schichtdicke von 2mm verpresst. Nach 35 min AushĂ€rtung bei 175°C wurden die Teflonpapiere entfernt und die Probekörper nach DIN-Norm wurden ausgestanzt. Die PrĂŒfkörper wurden unter Normklima mit einer Zuggeschwindigkeit von 2 mm/min gemessen. Die Zugfestigkeit (ZF), Bruchdehnung und das E-Modul 0,05- 0,25%, wurden gemĂ€ss DIN EN ISO 527 bestimmt. An adhesive sample was pressed between two Teflon papers to a layer thickness of 2mm. After curing for 35 minutes at 175 ° C., the Teflon papers were removed and the test specimens were punched out in accordance with the DIN standard. The test specimens were measured under a standard climate with a tensile speed of 2 mm / min. The tensile strength (ZF), elongation at break and the modulus of elasticity 0.05-0.25% were determined in accordance with DIN EN ISO 527.
Zugscherfestigkeit (ZSF) (DIN EN 1465) Tensile shear strength (ZSF) (DIN EN 1465)
Gereinigte und mit Anticorit PL 3802-39S rĂŒckbeölte PrĂŒfbleche von Stahl Elo H420 (Dicke 1 ,2mm) wurden auf einer KlebflĂ€che von 25 x 10 mm mit Glaskugeln als Abstandshalter in einer Schichtdicke von 0,3 mm mit dem Klebstoff verklebt und fĂŒr 35 min bei 175°C ausgehĂ€rtet. Die Zugscherfestigkeit wurde auf einer Zugmaschine bei einer Zuggeschwindigkeit von 10mm/min in einer 3-fach Bestimmung gemĂ€ss DIN EN 1465 bestimmt. Test sheets made of steel Elo H420 (thickness 1, 2mm), cleaned and oiled with Anticorit PL 3802-39S, were glued to the adhesive on an adhesive surface of 25 x 10 mm with glass balls as spacers in a layer thickness of 0.3 mm and for 35 min Cured 175 ° C. The tensile shear strength was determined on a tractor at a tensile speed of 10 mm / min in a triple determination in accordance with DIN EN 1465.
KTL-Beschichtung KTL coating
Zur Beschichtung mit einem KTL-Lack wurde die jeweilige The respective was used for coating with a KTL lacquer
Zusammensetzung bei Raumtemperatur als Rundraupe (Breite 15 mm, Höhe 5 mm) auf ein beöltes Blech (200 x 25 mm, elektrolytisch verzinkt, DC-04) appliziert. Im Anschluss wurde die Probe im unausgehĂ€rteten Zustand fĂŒr 1 Stunde bei Raumtemperatur konditioniert. Composition at room temperature applied as a round bead (width 15 mm, height 5 mm) to an oiled sheet (200 x 25 mm, electrolytically galvanized, DC-04). The sample was then conditioned in the uncured state for 1 hour at room temperature.
Die PrĂŒfkörper wurden danach vor dem KTL-Beschichten mit einem alkalischen Reiniger entfettet (Aclean 02.21 Reinigungsbad von Chemetall, 5 Minuten bei 60°C. Danach wurde der Probenkörper bei 23°C fĂŒr 20 Sekunden unter fliessendem Wasser abgespĂŒhlt. Danach wurde der Probenkörper beschichtet. The test specimens were then degreased with an alkaline cleaner prior to KTL coating (Aclean 02.21 cleaning bath from Chemetall, 5 minutes at 60 ° C. Then the test specimen was at 23 ° C. for 20 seconds rinsed under running water. The specimen was then coated.
Das KTL-Bad enthielt die KTL-Lackierlösung Cathogard 500 (von BASF Coatings MĂŒnster). Die Lackierzeit betrug 5 Minuten bei einer Spannung von 280 V und einer Temperatur der KTL-Lösung von 28°C. The KTL bath contained the Cathogard 500 KTL painting solution (from BASF Coatings MĂŒnster). The painting time was 5 minutes at a voltage of 280 V and a temperature of the KTL solution of 28 ° C.
Nach der DurchfĂŒhrung der KTL-Behandlung wurden die Raupen fĂŒr 35 min bei 175°C ausgehĂ€rtet und die QualitĂ€t der KTL-Beschichtung der Raupe nach folgender Skala bewertet: After the KTL treatment had been carried out, the caterpillars were cured for 35 min at 175 ° C. and the quality of the caterpillar's KTL coating was assessed on the following scale:
1 : Raupe nicht ĂŒberlackiert und Spalt und RĂ€nder nicht mit KTL-Beschichtung gefĂŒllt 1: Caterpillar not overpainted and gap and edges not filled with KTL coating
2: Raupe nicht ĂŒberlackiert, Spalt und RĂ€nder partiell mit KTL-Beschichtung gefĂŒllt 2: bead not overpainted, gap and edges partially filled with KTL coating
3: Raupe nicht ĂŒberlackiert , Spalt mit KTL-Beschichtung gefĂŒllt 3: bead not overpainted, gap filled with KTL coating
4: Raupe an den RĂ€ndern partiell ĂŒberlackiert 4: Caterpillar partially overpainted at the edges
5: Raupe an Spalt und RĂ€ndern vollstĂ€ndig ĂŒberlackiert, 30 - 50% der OberflĂ€che ĂŒberlackiert 5: bead completely overpainted on the gap and edges, 30 - 50% of the surface overpainted
6: Raupe an Spalt und RĂ€ndern vollstĂ€ndig ĂŒberlackiert, > 50% - <100% der OberflĂ€che ĂŒberlackiert 6: bead completely overpainted at gap and edges,> 50% - <100% of the surface overpainted
7: Raupe vollstĂ€ndig mit dĂŒnner Schicht ĂŒberlackiert 7: Caterpillar completely overcoated with a thin layer
8: Raupe vollstĂ€ndig mit mittelstarker Schicht ĂŒberlackiert 8: Caterpillar completely overcoated with a medium layer
9: Raupe vollstĂ€ndig mit dicker Schicht ĂŒberlackiert 9: Caterpillar completely overcoated with a thick layer
Als ausreichend beschichtet wurden diejenigen Proben bezeichnet, die einen Wert von 5 bis 9 aufwiesen. Samples that had a value of 5 to 9 were described as sufficiently coated.
Zur Messung der LeitfÀhigkeit der Klebstoffe wurden die die gemischten Zusammensetzungen zwischen zwei Teflonfolien gebracht und mittels einer Presse auf eine Dicke von 1 -6 mm gebracht und diese Klebstoffplatten anschliessend 35 min bei 175°C ausgehÀrtet. Anschliessend wurde der spezifische Durchgangswiderstand jeweils gemÀss DIN IEC167/ IEC93/ VDE 0303 bei 23°C/50% rel. Luftfeuchtigkeit bei einer Messspannung von 10V an den ausgehÀrteten Klebstoffplatten gemessen. To measure the conductivity of the adhesives, the mixed compositions were placed between two Teflon foils and brought to a thickness of 1-6 mm using a press, and these adhesive plates were then cured at 175 ° C. for 35 minutes. The specific volume resistance was then in accordance with DIN IEC167 / IEC93 / VDE 0303 at 23 ° C / 50% rel. Air humidity measured at a measuring voltage of 10V on the hardened adhesive plates.
ViskositÀt viscosity
Die ViskositÀt wurde oszillographisch mittels eines Rheometers mit beheizbarer Platte (MCR 301 , AntonPaar) bei 50 °C gemessen (Spalt 1000 gm, Mess-Plattendurchmesser: 25 mm (Platte/Platte), Deformation 0,01 bei 5 Hz, Aufheizrate 10°C/min). Fliessqrenze The viscosity was measured oscillographically using a rheometer with a heated plate (MCR 301, AntonPaar) at 50 ° C (gap 1000 gm, measuring plate diameter: 25 mm (plate / plate), deformation 0.01 at 5 Hz, heating rate 10 ° C / min). Flow limit
Die Fliessgrenze wurde rotatorisch mittels eines Rheometers mit beheizbarer Platte (MCR 301 , AntonPaar) bei 25 °C (Spalt 1000 gm, Mess- Plattendurchmesser: 25 mm (Platte/Platte), bei einer fixen Scherrate von 10 s 1 als Schubspannung bei einer ViskositÀt von 500 000 Pa*s gemessen. The yield point was rotated using a rheometer with a heated plate (MCR 301, AntonPaar) at 25 ° C (gap 1000 gm, measuring plate diameter: 25 mm (plate / plate), with a fixed shear rate of 10 s 1 as shear stress with a viscosity measured from 500,000 Pa * s.
30 / 38 30/38
Tabelle 4, totaler Gehalt an SWCNTs, n.b. nicht bestimmt, n.m. nicht messbar, ViskositÀt zu hoch Table 4, total SWCNT content, nb not determined, nm not measurable, viscosity too high
31 / 38 31/38
Tabelle 5, * = totaler Gehalt an SWCNTs, n.m. = nicht messbar, ViskositÀt zu hoch Table 5, * = total SWCNT content, nm = not measurable, viscosity too high
Tabelle 6, n.m. = nicht messbar, ViskositÀt zu hoch Table 6, n.m. = not measurable, viscosity too high

Claims

PatentansprĂŒche Claims
1. Einkomponentige hitzehÀrtende Epoxidharzzusammensetzung enthaltend: 1. One-component thermosetting epoxy resin composition containing:
- mindestens ein Epoxidharz A mit durchschnittlich mehr als einer Epoxidgruppe pro MolekĂŒl; - At least one epoxy resin A with an average of more than one epoxy group per molecule;
- mindestens einen HĂ€rter B fĂŒr Epoxidharze, welcher durch erhöhte Temperatur aktiviert wird; - At least one hardener B for epoxy resins, which is activated by elevated temperature;
- mindestens ein elektrisch leitfÀhiges Kohlenstoffallotrop (KA) ausgewÀhlt aus der Liste bestehend aus Leitrussen (KA-1 ), Graphenen (KA-2), einwandigen Kohlenstoffnanoröhren (KA-3) und mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren (KA-4), at least one electrically conductive carbon allotrope (KA) selected from the list consisting of conductive carbon blacks (KA-1), graphenes (KA-2), single-walled carbon nanotubes (KA-3) and multi-walled carbon nanotubes (KA-4),
wobei die Menge an Leitrussen (KA-1 ) 4 - 10 Gew.-%, the amount of carbon blacks (KA-1) being 4 to 10% by weight,
die Menge an Graphenen (KA-2) 4 - 7 Gew.-%, the amount of graphenes (KA-2) 4-7% by weight,
die Menge an einwandigen Kohlenstoffnanoröhren (KA-3) 0.075 - 0.9 Gew.- the amount of single-wall carbon nanotubes (KA-3) 0.075 - 0.9 wt.
%, %,
und die Menge an mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren (KA-4) 1.5 - 4 Gew.-%, betrÀgt, bezogen auf das Gesamtgewicht der einkomponentigen hitzehÀrtenden Epoxidharzzusammensetzung. and the amount of multi-walled carbon nanotubes (KA-4) 1.5 - 4 wt .-%, based on the total weight of the one-component thermosetting epoxy resin composition.
2. Einkomponentige hitzehÀrtende Epoxidharzzusammensetzung gemÀss Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass 2. One-component thermosetting epoxy resin composition according to claim 1, characterized in that
die Menge an Leitrussen (KA-1 ) 4 - 9 Gew.-%, 4 - 8 Gew.-%, 4 - 7 Gew.-%, bevorzugt 4 - 6.5 Gew.-%, the amount of carbon blacks (KA-1) 4-9% by weight, 4-8% by weight, 4-7% by weight, preferably 4-6.5% by weight,
die Menge an Graphenen (KA-2) 4.5 - 6.5 Gew.-%, the amount of graphenes (KA-2) 4.5 - 6.5% by weight,
die Menge an einwandigen Kohlenstoffnanoröhren (KA-3) 0.1 - 0.8 Gew.-%, 0.1 - 0.6 Gew.-%, 0.1 - 0.5 Gew.-%, 0.1 - 0.4 Gew.-%, insbesondere 0.1 - 0.3 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 0.1 - 0.25 Gew.-%, am meisten bevorzugt 0.1 - 0.2 Gew.-%, the amount of single-wall carbon nanotubes (KA-3) 0.1-0.8% by weight, 0.1-0.6% by weight, 0.1-0.5% by weight, 0.1-0.4% by weight, in particular 0.1-0.3% by weight , particularly preferably 0.1-0.25% by weight, most preferably 0.1-0.2% by weight,
und die Menge an mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren (KA-4) 1.5 - 3 and the amount of multi-walled carbon nanotubes (KA-4) 1.5-3
Gew.-%, insbesondere 1.5 - 2.5 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 1.5 - 2.25% By weight, in particular 1.5-2.5% by weight, particularly preferably 1.5-2.25
Gew.-%, am meisten bevorzugt 1.75 - 2 Gew.-%, betrÀgt, % By weight, most preferably 1.75-2% by weight,
bezogen auf das Gesamtgewicht der einkomponentigen hitzehÀrtenden based on the total weight of the one-component thermosetting
Epoxidharzzusammensetzung. Epoxy resin composition.
3. Einkomponentige hitzehĂ€rtende Epoxidharzzusammensetzung gemĂ€ss einem der vorhergehenden AnsprĂŒche, dadurch gekennzeichnet, dass der HĂ€rter B ausgewĂ€hlt ist aus der Gruppe bestehend aus Dicyandiamid, Guanamine, Guanidine, Aminoguanidine und deren Derivate; substituierte Harnstoffe, insbesondere 3-(3-Chlor-4-methylphenyl)-1 ,1 -dimethylharnstoff (Chlortoluron), oder Phenyl-Dimethylharnstoffe, insbesondere p-Chlorphenyl- N,N-dimethylharnstoff (Monuron), 3-Phenyl-1 ,1 -dimethylharnstoff (Fenuron), 3,4-Dichlorphenyl-N,N-dimethylharnstoff(Diuron), sowie Imidazole und Amin- Komplexe, besonders bevorzugt Dicyandiamid. 3. One-component heat-curing epoxy resin composition according to one of the preceding claims, characterized in that the hardener B is selected from the group consisting of dicyandiamide, guanamines, guanidines, aminoguanidines and their derivatives; substituted ureas, especially 3- (3-chloro-4-methylphenyl) -1, 1 -dimethylurea (chlorotoluron), or phenyl-dimethylureas, especially p-chlorophenyl-N, N-dimethylurea (monuron), 3-phenyl-1, 1-dimethyl urea (fenuron), 3,4-dichlorophenyl-N, N-dimethyl urea (diuron), and imidazoles and amine complexes, particularly preferably dicyandiamide.
4. Einkomponentige hitzehĂ€rtende Epoxidharzzusammensetzung gemĂ€ss einem der vorhergehenden AnsprĂŒche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein elektrisch leitfĂ€higes Kohlenstoffallotrop (KA) mit einer mittleren TeilchengrĂ¶ĂŸe D50 im Bereich von 0,05 nm bis 1.000 pm, insbesondere 0,1 nm bis 800 pm, vorzugsweise 1 nm bis 600 pm, bevorzugt 10 nm bis 500 pm, handelt. 4. One-component heat-curing epoxy resin composition according to one of the preceding claims, characterized in that it is an electrically conductive carbon allotrope (KA) with an average particle size D50 in the range from 0.05 nm to 1,000 pm, in particular 0.1 nm to 800 pm, preferably 1 nm to 600 pm, preferably 10 nm to 500 pm.
5. Einkomponentige hitzehĂ€rtende Epoxidharzzusammensetzung gemĂ€ss einem der vorhergehenden AnsprĂŒche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Leitruss (KA-1 ) um Leitrusse handelt, deren PrimĂ€rpartikel eine mittlere TeilchengrĂ¶ĂŸe D50 im Bereich von 1 nm bis 1.000 nm, insbesondere 10 nm bis 800 nm, vorzugsweise 50 nm bis 500 nm, aufweisen. 5. One-component heat-curing epoxy resin composition according to one of the preceding claims, characterized in that the conductive carbon black (KA-1) is conductive carbon blacks whose primary particles have an average particle size D50 in the range from 1 nm to 1,000 nm, in particular 10 nm to 800 nm , preferably 50 nm to 500 nm.
6. Einkomponentige hitzehĂ€rtende Epoxidharzzusammensetzung gemĂ€ss einem der vorhergehenden AnsprĂŒche, dadurch gekennzeichnet, dass die hitzehĂ€rtende Epoxidharzzusammensetzung sowohl Graphene (KA-2) als auch mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren (KA-4) aufweist, wobei die Menge der Summe von KA-2 und KA-4 2 - 6 Gew.-%, vorzugsweise 2.5 - 5 Gew.-%, insbesondere 2.5 - 4 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der einkomponentigen hitzehĂ€rtenden Epoxidharzzusammensetzung, betrĂ€gt. 6. One-component thermosetting epoxy resin composition according to one of the preceding claims, characterized in that the thermosetting epoxy resin composition has both graphenes (KA-2) and multi-walled carbon nanotubes (KA-4), the amount being the sum of KA-2 and KA-4 2 - 6 wt .-%, preferably 2.5 - 5 wt .-%, in particular 2.5 - 4 wt .-%, based on the total weight of the one-component thermosetting epoxy resin composition.
7. Einkomponentige hitzehÀrtende Epoxidharzzusammensetzung gemÀss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das GewichtsverhÀltnis von KA-2 zu KA-4 von 0.33 - 3, insbesondere 0.5 - 2, bevorzugt 0.66 - 1.5, besonders bevorzugt 0.8 - 1.2, betrÀgt. 7. One-component thermosetting epoxy resin composition according to claim 6, characterized in that the weight ratio of KA-2 to KA-4 is 0.33-3, in particular 0.5-2, preferably 0.66-1.5, particularly preferably 0.8-1.2.
8. Einkomponentige hitzehĂ€rtende Epoxidharzzusammensetzung gemĂ€ss einem der vorhergehenden AnsprĂŒche, dadurch gekennzeichnet, dass die hitzehĂ€rtende Epoxidharzzusammensetzung eine ViskositĂ€t bei 50 °C von < 2600 Pa*s, 80 - 2400 Pa*s, vorzugsweise 150 - 2000 Pa*s, insbesondere 200 - 1500 Pa*s, insbesondere bevorzugt 200 - 1000 Pa*s, am meisten bevorzugt 200 - 900 Pa*s, aufweist, insbesondere oszillographisch bestimmt durch ein Rheometer mit beheizbarer Platte (MCR 301 , AntonPaar) (Spalt 1000 miti, Mess-Plattendurchmesser: 25 mm (Platte/Platte), Deformation 0,01 bei 5 Hz, Aufheizrate 10°C/min). 8. One-component thermosetting epoxy resin composition according to one of the preceding claims, characterized in that the thermosetting epoxy resin composition has a viscosity at 50 ° C of <2600 Pa * s, 80-2400 Pa * s, preferably 150-2000 Pa * s, in particular 200-1500 Pa * s, particularly preferably 200-1000 Pa * s, most preferably 200-900 Pa * s, has, in particular determined oscillographically by a rheometer with a heated plate (MCR 301, AntonPaar) (gap 1000 miti, measuring plate diameter: 25 mm (plate / plate), deformation 0.01 at 5 Hz, heating rate 10 ° C / min).
9. Einkomponentige hitzehĂ€rtende Epoxidharzzusammensetzung gemĂ€ss einem der vorhergehenden AnsprĂŒche, dadurch gekennzeichnet, dass die hitzehĂ€rtende Epoxidharzzusammensetzung eine Fliessgrenze von 10 - 1000 Pa, vorzugsweise 30 - 800 Pa, insbesondere 30 - 600 Pa, insbesondere bevorzugt 30 - 300 Pa, aufweist, insbesondere rotatorisch mittels einem Rheometer mit beheizbarer Platte (MCR 301 , AntonPaar) bei 25°C (Spalt 1000 miti, Mess-Plattendurchmesser: 25 mm (Platte/Platte), bei einer fixen Scherrate von 10 s 1 als Schubspannung bei einer ViskositĂ€t von 500 000 Pa*s gemessen. 9. One-component thermosetting epoxy resin composition according to one of the preceding claims, characterized in that the thermosetting epoxy resin composition has a yield point of 10-1000 Pa, preferably 30-800 Pa, particularly 30-600 Pa, particularly preferably 30-300 Pa, in particular by means of rotation a rheometer with a heated plate (MCR 301, AntonPaar) at 25 ° C (gap 1000 miti, measuring plate diameter: 25 mm (plate / plate), with a fixed shear rate of 10 s 1 as shear stress at a viscosity of 500,000 Pa * s measured.
10. Einkomponentige hitzehĂ€rtende Epoxidharzzusammensetzung gemĂ€ss einem der vorhergehenden AnsprĂŒche, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgehĂ€rtete einkomponentige hitzehĂ€rtende Epoxidharzzusammensetzung einem spezifischen Durchgangswiderstand gemĂ€ss DIN IEC167/ IEC93/ VDE 0303 gemessen bei 23°C/50% rel. Luftfeuchtigkeit mit einer Messspannung von 10V von < 5*1010 Qxcm, insbesondere < 1010 Qxcm, bevorzugt < 109 Qxcm, insbesondere bevorzugt < 5*108 Qxcm, < 5*108 Qxcm - 5*107 Qxcm, aufweist. 10. One-component thermosetting epoxy resin composition according to one of the preceding claims, characterized in that the cured one-component thermosetting epoxy resin composition has a volume resistance according to DIN IEC167 / IEC93 / VDE 0303 measured at 23 ° C / 50% rel. Humidity with a measuring voltage of 10V of <5 * 10 10 Qxcm, in particular <10 10 Qxcm, preferably <10 9 Qxcm, particularly preferably <5 * 10 8 Qxcm, <5 * 10 8 Qxcm - 5 * 10 7 Qxcm.
1 1. Verfahren zur Verklebung von hitzestabilen Substraten umfassend die Schritte 1 1. A method for bonding heat-stable substrates comprising the steps
i) Applizieren einer einkomponentigen hitzehĂ€rtenden Epoxidharzzusam mensetzung gemĂ€ss einem der AnsprĂŒche 1 -10, auf die OberflĂ€che eines hitzestabilen Substrates S1 , insbesondere eines Metalls; ii) Kontaktieren der applizierten hitzehĂ€rtenden Epoxidharzzusammen setzung mit der OberflĂ€che eines weiteren hitzestabilen Substrates S2, insbesondere eines Metalls; i) application of a one-component thermosetting epoxy resin composition according to one of claims 1 -10, to the surface of a heat-stable substrate S1, in particular a metal; ii) contacting the applied thermosetting epoxy resin composition with the surface of a further heat-stable substrate S2, in particular a metal;
iii) In Kontaktbringen der Substrate S1 und S2 und der damit in Kontakt stehenden hitzehĂ€rtenden Epoxidharzzusammensetzung mit einem KTL-Lackierlösung, insbesondere bei einer Temperatur zwischen 20 und 80°C, insbesondere zwischen 20 und 50°C; bevorzugt zwischen 20 und 40°C, insbesondere fĂŒr 1 - 15 min, besonders bevorzugt fĂŒr 1 - 5 min; iii) bringing the substrates S1 and S2 and the thermosetting epoxy resin composition in contact with them into contact with a KTL coating solution, in particular at a temperature between 20 and 80 ° C, in particular between 20 and 50 ° C; preferably between 20 and 40 ° C., in particular for 1-15 min, particularly preferably for 1-5 min;
iv) Erhitzen der Zusammensetzung auf eine Temperatur von 140 - 220°C, insbesondere von 140 - 200°C, bevorzugt zwischen 160 und 190°C, insbesondere fĂŒr 10 - 60 min, besonders bevorzugt fĂŒr 20 - 45 min, wobei das Substrat S2 aus dem gleichen oder einem unterschiedlichen Material wie das Substrat S1 besteht. iv) heating the composition to a temperature of 140-220 ° C., in particular 140-200 ° C., preferably between 160 and 190 ° C., in particular for 10-60 min, particularly preferably for 20-45 min, the substrate S2 consists of the same or a different material as the substrate S1.
12. Verfahren gemĂ€ss Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt iii) keine vollstĂ€ndige AushĂ€rtung der applizierten Epoxidharzzusam mensetzung stattfindet, insbesondere keine AushĂ€rtung durch Erhitzen der Zusammensetzung auf eine Temperatur von 140 - 220°C, insbesondere fĂŒr 10 - 60 min, besonders bevorzugt fĂŒr 20 - 45 min. 12. The method according to claim 1 1, characterized in that before the step iii) there is no complete curing of the applied epoxy resin composition, in particular no curing by heating the composition to a temperature of 140-220 ° C, in particular for 10-60 min. particularly preferred for 20 - 45 min.
13. Verwendung einer einkomponentigen hitzehĂ€rtenden Epoxidharzzusammen setzung gemĂ€ss einem der AnsprĂŒche 1 bis 10 als hitzehĂ€rtender einkomponentiger Rohbauklebstoff im Fahrzeugbau. 13. Use of a one-component thermosetting epoxy resin composition according to one of claims 1 to 10 as a thermosetting one-component structural adhesive in vehicle construction.
14. Verklebter Artikel, insbesondere ein Fahrzeug oder ein Teil eines Fahrzeuges, welches durch ein Verfahren gemÀss Anspruch 11 oder 12 erhalten wurde. 14. Glued article, in particular a vehicle or part of a vehicle, which was obtained by a method according to claim 11 or 12.
15. Verwendung eines elektrisch leitfĂ€higen Kohlenstoffallotrops (KA) ausgewĂ€hlt aus der Liste bestehend aus Leitrussen (KA-1 ), Graphenen (KA- 2), einwandigen Kohlenstoffnanoröhren (KA-3) und mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren (KA-4), wie es in der Zusammensetzung gemĂ€ss einem der AnsprĂŒche 1 bis 10 beschrieben ist, zur Verminderung des spezifischen Durchgangswiderstands gemĂ€ss DIN IEC167/ IEC93/ VDE 0303 gemessen bei 23°C/50% rel. Luftfeuchtigkeit mit einer Messspannung von 10V einer ausgehĂ€rteten einkomponentigen hitzehĂ€rtenden15. Use of an electrically conductive carbon allotrope (KA) selected from the list consisting of carbon blacks (KA-1), graphenes (KA-2), single-walled carbon nanotubes (KA-3) and multi-walled carbon nanotubes (KA-4), as described in the Composition according to one of claims 1 to 10 is described for reducing the volume resistance according to DIN IEC167 / IEC93 / VDE 0303 measured at 23 ° C / 50% rel. Air humidity with a measuring voltage of 10V of a hardened one-component thermosetting
Epoxidharzzusammensetzung, insbesondere eines ausgehÀrteten hitzehÀrtenden Epoxidharzklebstoffs, vorzugsweise im Fahrzeugbau, in einem KTL-Beschichtungsverfahren. Epoxy resin composition, in particular a cured thermosetting epoxy resin adhesive, preferably in vehicle construction, in a KTL coating process.
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