EP4100448A1 - High tg acrylate copolymers with nitrogen-containing aromatic heterocyclic group - Google Patents

High tg acrylate copolymers with nitrogen-containing aromatic heterocyclic group

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EP4100448A1
EP4100448A1 EP21701690.6A EP21701690A EP4100448A1 EP 4100448 A1 EP4100448 A1 EP 4100448A1 EP 21701690 A EP21701690 A EP 21701690A EP 4100448 A1 EP4100448 A1 EP 4100448A1
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EP
European Patent Office
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methacrylate
tert
acrylate
monomer
butyl
Prior art date
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Pending
Application number
EP21701690.6A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Christian Schuh
Helmut Ritter
Laura Hartmann
Monir Tabatabai
Philipp Reuther
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Tesa SE
Original Assignee
Tesa SE
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Filing date
Publication date
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    • C09J2463/00Presence of epoxy resin

Definitions

  • the invention relates to a process for radical polymerization for the production of a copolymer with specific monomers A which have a Tg of at least 0 ° C. and specific monomers B which contain an aromatic heterocyclic group which contain at least one nitrogen atom in the ring.
  • the invention further relates to the copolymers which are obtained by free radical polymerization, the use of these as accelerators in the curing reagent for adhesives and adhesive tapes which contain them.
  • CN 106432584 A discloses acrylate copolymers with imidazole groups, which otherwise consist of low-Tg comonomers such as HEA (-20 ° C), EHA (-58 ° C) and LA (-17 ° C).
  • low-Tg comonomers such as HEA (-20 ° C), EHA (-58 ° C) and LA (-17 ° C).
  • the typical “rubber-toughening” materials to which this application relates are based on phase-separated low-Tg polymers that can absorb impacts on the hard epoxy network.
  • CN 104387525 A1 discloses terpolymers made from three different monomers.
  • the polymers contain monomers in proportions of more than 10 mol% which, as homopolymer, have a Tg lower than 0 ° C.
  • the process requires that an epoxy polymer is first produced, to which an imidazole derivative is bound in a second step.
  • Methyl methacrylate monomers and up to 10% vinyl pyrrolidone, amides, methylolamides, methyloletheramides can exist.
  • Monomers with aromatic heterocyclic nitrogen-containing groups are not disclosed.
  • US 2011159195 A1 describes acrylate pressure-sensitive adhesives, the polymers being low Tg polymers.
  • the polymers by way of example all have a 2-ethylhexyl acrylate of at least 70%, which, as a homopolymer, has a Tg of approx. -56 ° C.
  • the abovementioned polymers are not suitable as accelerators which are exposed to high temperatures in the production process. Particularly when manufacturing adhesive tapes from the melt, more energy is introduced into the system than with conventional reactive liquid adhesives. Most of the previously known accelerators do not survive an extrusion step at up to 100 ° C, which prevails in the production from the melt, or are not active enough in their property as accelerators in the final curing.
  • the object of the present invention was therefore to provide a stable accelerator, in particular at 100 ° C., which, despite the high temperature stability, has a sufficient accelerating effect, in particular on an epoxy-dicyanamide reaction.
  • the object could be achieved by the specific copolymers of the present invention and their production process.
  • the invention relates to a copolymer obtainable by free radical polymerization according to the present invention.
  • the invention in a third aspect, relates to an adhesive tape comprising at least one layer of a pressure-sensitive adhesive, the adhesive comprising a polymeric film-forming matrix and a curable composition, the curable composition comprising one or more epoxy resins and at least one curing reagent for epoxy resins, characterized in that that the curing reagent comprises at least one copolymer of the present invention and at least one curing agent.
  • the present invention relates to the use of the copolymer of the present invention as an accelerator in the curing reagent for adhesives.
  • At least one refers to 1 or more, for example 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or more. In connection with constituents of the compounds described herein, this indication does not refer to the absolute amount of molecules, but to the type of constituent. “At least one monomer A” therefore means, for example, that only one type of monomer A or several different types of monomers A can be included without specifying the amount of the individual compounds. Unless stated otherwise, all of the quantitative data given in connection with the compositions described herein relate to% by weight in each case based on the total weight of the composition. Furthermore, quantities of this type which relate to at least one constituent always relate to the total amount of this type of constituent contained in the composition, unless explicitly stated otherwise. This means that such quantitative data, for example in connection with “at least one monomer A”, relates to the total amount of monomers A contained in the reaction or in the polymer, unless explicitly stated otherwise.
  • numeric ranges given in the format "in / from x to y" include the stated values. If several preferred numeric ranges are given in this format, it is understood that all ranges created by the combination of the various endpoints are also recorded.
  • molecular weight relates to the weight average molecular weight in g / mol, unless the number average molecular weight is explicitly mentioned.
  • Molecular weights are preferably determined by GPC using polystyrene standards.
  • the at least one monomer A can preferably have a molecular weight of less than 1000 g / mol, more preferably less than 750 g / mol, most preferably less than 500 g / mol.
  • the at least one monomer A is different from the at least one monomer B and, if present, from the at least one monomer C.
  • the at least one monomer A does not comprise any nitrogen-containing aromatic heterocyclic group.
  • the at least one monomer A is preferably selected from acenaphthylene, maleic anhydride, N-phenylmaleimide, N-vinylpyrrolidone, 2-vinylnaphthalene acrylamide, N-vinylcaprolactam, itaconic anhydride, tert-butyl methacrylate, dihydrodicyclopentadienyl acrylate, dihydrodicyclopentadienyl acrylate, acrylic acid, tert-acrylate, methyl acrylate, tert-acrylate, butyl acrylate, acrylic acid, tert-acrylate, acrylate, acrylate, acrylic ,.
  • Styrene and styrene derivatives such as 4-acetoxystyrene, alpha-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, N, N-dimethylacrylamide, N-tert-butyl acrylamide, N-isopropyl acrylamide, isobornyl acrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, hydroxyethyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, tert-tertiary
  • Toloidylureido ethyl methacrylate or mixtures thereof.
  • the at least one monomer A is selected from acenaphthylene, maleic anhydride, N-phenylmaleimide, N-vinylpyrrolidone, 2-vinylnaphthalene, acrylamide, N-vinylcaprolactam, itaconic anhydride, tert-butyl methacrylate,
  • the at least one monomer A is selected from acenaphthylene, maleic anhydride, N-phenylmaleimide, N-vinylpyrrolidone, 2-vinylnaphthalene, acrylamide, N-vinylcaprolactam, itaconic anhydride, tert-butyl methacrylate,
  • Methyl methacrylate, styrene and styrene derivatives such as 4-acetoxystyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, N, N-dimethylacrylamide, N-tert-butylacrylamide, N-isopropylacrylamide,
  • the at least one monomer A is selected from acenaphthylenes, maleic anhydride, N-phenylmaleimide, N-vinylpyrrolidone, 2-vinylnaphthalene, acrylamide, N-vinylcaprolactam, itaconic anhydride, tert-butyl methacrylate,
  • Methyl methacrylate, styrene and styrene derivatives such as 4-acetoxystyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, N, N-dimethylacrylamide, N-tert-butylacrylamide, N-isopropylacrylamide,
  • a monomer A is N-phenylmaleimide and the further monomer A is selected from acenaphthylenes, maleic anhydride, N-vinylpyrrolidone, 2-vinylnaphthalene, acrylamide, N-vinylcaprolactam, itaconic anhydride, tert-butyl methacrylate, dihydrodicyclopentadienyl acrylate,
  • the at least one monomer A is preferably contained in 30 to 70 mol%, more preferably 35 to 60 mol%, in particular 35 to 60 mol%, based on the total monomers of the copolymer.
  • the at least one monomer B preferably has a molecular weight of less than 2000 g / mol, preferably less than 1500 g / mol, more preferably less than 1000 g / mol.
  • the at least one monomer B contains, as an aromatic heterocyclic group which contains at least one nitrogen atom in the ring, imidazole, pyridine or derivatives thereof, more preferably imidazole or derivatives thereof.
  • the respective derivatives of pyridine and imidazole are derived, with one or more Hydrogen atoms can be replaced by alkyl radicals or other organic groups such as, for example, ketone or aldehyde radicals, in particular methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl and hexyl.
  • Substituted here means that one or more hydrogen atoms of the respective alkyl unit can be replaced by -F, -Cl, -Br, -CH 3 , -CH 2 CH 3 , -OH or -CF 3 .
  • An unsubstituted alkyl unit is preferably present in each case.
  • Substituted here means that one or more hydrogen atoms of the respective alkyl unit can be replaced by -F, -Cl, -Br, -CH 3 , -CH 2 CH 3 , -OH or -CF 3 .
  • An unsubstituted alkyl unit is preferably present in each case.
  • the backbone is understood to be the longest chain of the polymer which results from the polymerization of the unsaturated double bonds of monomers A and B and optionally C.
  • Backbone spacer group with 4 atoms In the following a non-limiting example for the backbone and a spacer group with 4 atoms is shown: Backbone spacer group with 4 atoms
  • the monomer B does not contain an —OH radical.
  • the at least one monomer B is selected from imidazole ethyl methacrylate, imidazole ethyl acrylate, 2-methylimidazole ethyl methacrylate, 2-methylimidazole ethyl acrylate, methylaminopyridine ethyl methacrylate, methylaminopyridine ethyl acrylate, vinylimidazole, imidazole ethyl urethane methacrylate) or mixtures thereof, N-methyl-4-methyl-N-ethyl-methacrylate, N-methyl-N-methyl-urethane methacrylate, N-methyl-N-methyl-N-ethyl acrylate, N-methyl in particular imidazole ethyl methacrylate, imidazole ethyl acrylate, 2-methylimidazole ethyl methacrylate, 2-methylimidazole ethyl acrylate,
  • Methyl aminopyridine ethyl methacrylate methyl aminopyridine ethyl acrylate, or mixtures thereof.
  • the at least one monomer B is preferably contained in 20 to 70 mol%, more preferably 25 to 60 mol%, in particular 35 to 60 mol%, based on the total monomers of the copolymer.
  • the monomers A to the monomers B are present in a molar ratio of 30 to 60 to 40 to 70, preferably 40 to 60 to 40 to 60.
  • the reaction takes place in the presence of at least one free radical initiator.
  • All radical initiators known to the person skilled in the art in the field of radical polymerization are suitable. These include UV radical initiators, which are activated by means of UV radiation, and thermal radical initiators, which are thermally activated.
  • UV radical initiators which are activated by means of UV radiation
  • thermal radical initiators which are thermally activated.
  • Free radical initiators that are used for the polymerization of (meth) acrylates.
  • the at least one free-radical initiator is azobisisobutyronitrile.
  • the at least one free radical initiator is present in less than 10 mol%, preferably in at most 5 mol%, based on the sum of the monomers A to C, which is 100 mol%.
  • the reaction is preferably carried out in at least one organic solvent, preferably selected from toluene, acetone, butanone, ethyl acetate, 2-propanol, dimethylformamide and mixtures thereof.
  • organic solvent preferably selected from toluene, acetone, butanone, ethyl acetate, 2-propanol, dimethylformamide and mixtures thereof.
  • reaction is preferably carried out under a protective gas atmosphere, in particular under a nitrogen or argon atmosphere.
  • At least one regulator can also be used in the reaction; this is preferably mercaptoethanol.
  • the at least one regulator is contained preferably in less than 10 mol%, preferably in at most 5 mol%, based on the sum of the monomers A to C, which are 100 mol%.
  • the polymerization is preferably carried out with heating, more preferably at a temperature of at least 35 ° C, even more preferably at least 50 ° C, most preferably at least 65 ° C, the temperature preferably not being higher than 120 ° C.
  • the reaction time is at least 1 hour, preferably at least 6 hours, more preferably at least 22 hours.
  • the free radical polymerization of the present invention will contain a copolymer, which is also an object of the invention.
  • the copolymer obtained preferably has a Tg of 40 to 200 ° C., measured by means of DSC.
  • a Tg which is at least 20 ° C. above the processing temperature is preferred, in particular for shelf life.
  • the Tg of the copolymer is correspondingly preferably greater than 100 ° C., but in order to achieve the highest possible reactivity, the Tg of the copolymer is ideally lower than the curing temperature. This means that at a curing temperature of 160 ° C, 140 ° C or, for example, 130 ° C, the Tg is correspondingly less than 160 ° C, less than 140 ° C or less than 130 ° C.
  • the Tg is also preferably at least 20 ° C higher than the storage temperature, ie the Tg for room temperature storage (20 ° C) is at least 40 ° C. If higher temperatures are reached in the transport process, the Tg is correspondingly preferably 60 ° C, in particular 80 ° C.
  • the copolymer preferably has a weight-average molecular weight Mw of at least 1000 g / mol, more preferably 2000 g / mol. A particularly good compromise between long shelf life and reactivity is achieved if the molecular weight is not greater than 500,000 g / mol, in particular 200,000 g / mol, and is preferably between 2000 and 100,000 g / mol.
  • the inventive copolymer obtained is used as an accelerator in the curing reagent for adhesives, in particular epoxy-based adhesives.
  • the invention further relates to an adhesive tape comprising at least one layer of a pressure-sensitive adhesive, the adhesive comprising a polymeric film-forming matrix and a curable composition, the curable composition comprising one or more epoxy resins and at least one curing reagent for epoxy resins, characterized in that the curing reagent comprises at least one copolymer according to the present invention and at least one hardener.
  • At least one of the epoxy resins of the curable composition is an elastomer-modified, in particular nitrile rubber-modified epoxy resin, and / or a fatty acid-modified epoxy resin.
  • thermoplastic polyurethanes or one or more non-thermoplastic elastomers are used wholly or partially as the polymeric film-forming matrix.
  • the copolymers of the present invention are also referred to as accelerators.
  • a hardening reagent contains at least one copolymer, that is to say accelerator, of the present invention and at least one hardener.
  • the curing of the adhesive takes place in particular via the reaction of one or more reactive resins with one or more copolymers and hardeners according to the invention.
  • the curable composition comprises at least one epoxy resin as reactive resin, but can also comprise several epoxy resins.
  • the one epoxy resin or the several epoxy resins can be the only reactive resins in the curable composition, in particular the only components of the curable composition that can lead to curing of the composition with the curing reagent - if necessary after appropriate activation.
  • further reactive resins that are not epoxy resins to be present in addition to the epoxy resin or in addition to the epoxy resins.
  • the epoxy resin (s) used are, for example and advantageously, one or more elastomer-modified, in particular nitrile rubber-modified, epoxy resins and / or one or more silane-modified epoxy resins and / or one or more fatty acid-modified epoxy resins.
  • Reactive resins are crosslinkable resins, namely oligomers or short-chain polymeric compounds comprising functional groups, in particular with a number-average molar mass M n of not more than 10,000 g / mol; and in particular those with several functional groups in the macromolecule. Since the resins are a distribution of macromolecules of different individual masses, the reactive resins can contain fractions whose number-average molar mass is significantly higher, for example up to about 100,000 g / mol; this applies in particular to polymer-modified reactive resins, such as elastomer-modified reactive resins.
  • Reactive resins differ from tackifier resins frequently used for adhesives, in particular for pressure-sensitive adhesives.
  • an “adhesive resin” is understood to mean an oligomeric or polymeric resin that only the adhesion (the tack, the inherent tack) of the PSA in comparison to none Increased pressure sensitive adhesive containing adhesive resin but otherwise identical.
  • adhesive resins typically, apart from double bonds (in the case of the unsaturated resins), adhesive resins contain no reactive groups, since their properties should not change over the life of the pressure-sensitive adhesive.
  • the functional groups of the reactive resins are such that, under suitable conditions - in particular after activation, for example by increased temperature (thermal energy) and / or by actinic radiation (such as light, UV radiation, electron beams, etc.) and / or by initiation and / or catalysis by further chemical compounds, such as water (moisture-curing systems) - with a curing reagent lead to curing of the composition comprising the reactive resins and the curing reagent, in particular in the sense of a crosslinking reaction.
  • thermal energy thermal energy
  • actinic radiation such as light, UV radiation, electron beams, etc.
  • further chemical compounds such as water (moisture-curing systems) - with a curing reagent lead to curing of the composition comprising the reactive resins and the curing reagent, in particular in the sense of a crosslinking reaction.
  • epoxy resins are reactive resins comprising epoxy groups, in particular those with more than one epoxy group per molecule, that is to say those reactive resins in which the functional groups or at least some of the functional groups are epoxy groups.
  • the conversion of the epoxy resins during the hardening reaction of the hardenable composition takes place in particular via polyaddition reactions with suitable epoxy hardeners or via polymerization via the epoxy groups. Depending on the choice of epoxy hardener, both reaction mechanisms can take place in parallel.
  • the hardener is the chemical compound (s) that act as a binder and that is (are) added to the crosslinkable resins in order to ensure the hardening (crosslinking) of the curable composition, in particular in the form of an applied film.
  • hardener is accordingly the designation for that component which, after being mixed with the reactive resins and activated accordingly, brings about the chemical crosslinking.
  • accelerators are those chemical compounds which, in the presence of another hardener, increase the reaction rate of the hardening reaction and / or the rate of activation of the hardening of the epoxy resins, in particular in the sense of a synergism.
  • the hardener system of the present invention contains at least one copolymer according to the present invention as accelerator.
  • the curable composition of the adhesive tape according to the invention is preferably an adhesive, in particular a reactive adhesive, particularly preferably an adhesive or reactive adhesive which is pressure-sensitive at room temperature (23 ° C.).
  • Adhesives are (according to DIN EN 923: 2008-06) non-metallic substances that connect parts to be joined through surface adhesion and internal strength (cohesion). Adhesives can be self-adhesive and / or develop their final bond strength only through certain activation, for example through thermal energy and / or actinic radiation. Reactive adhesives (which can be self-adhesive or non-adhesive before activation) comprise chemically reactive systems which, when activated, lead to a curing reaction and can develop particularly high adhesive strengths (in particular greater than 1 MPa) to the substrates to which they are bonded.
  • the hardening or solidification is achieved through a chemical reaction of the building blocks with one another.
  • pressure-sensitive adhesives which are also regularly crosslinked to increase cohesion, but still have viscoelastic properties after crosslinking and, in particular, no longer experience solidification after bonding, with reaction adhesives, as a rule, curing leads to the actual bonding with the desired bond strengths; the adhesive itself is often thermoset or largely thermoset ("paint-like") after curing.
  • pressure-sensitive also as a component of nouns such as in pressure-sensitive adhesive - or synonymously with the attribute "self-adhesive” - also as a component of nouns - in the context of this document
  • those compositions are referred to that are already under relatively weak pressure - if if not stated otherwise, at room temperature, i.e. 23 ° C - allow a permanent connection with the primer and can be removed from the primer after use, essentially without leaving any residue.
  • Pressure-sensitive adhesives are preferably used in the form of adhesive tapes.
  • a pressure-sensitive adhesive tape has a bond strength in the uncured state of at least 1 N / cm.
  • the bond strength here is determined on steel analogously to ISO 29862: 2007 (method 3) at 23 ° C. and 50% relative humidity at a peel speed of 300 mm / min and a peel angle of 180 °.
  • Gluing a 2 cm wide The measuring strip is made using a rolling machine weighing 4 kg at a temperature of 23 ° C. The tape is peeled off immediately after application. The measured value (in N / cm) was the mean value from three individual measurements.
  • Pressure-sensitive adhesives thus have a permanently tacky effect at room temperature, that is to say they have a sufficiently low viscosity and high tack so that they wet the surface of the respective adhesive base even with a slight pressure.
  • the adhesiveness of the pressure-sensitive adhesives is based on their adhesive properties and the redetachability on their cohesive properties.
  • Pressure-sensitive reactive adhesives have pressure-sensitive adhesive properties at room temperature (and are especially viscoelastic in this state), but exhibit the behavior of reactive adhesives during and after curing.
  • the curable composition in particular the pressure-sensitive adhesive, is used in film or preferably in layer form as a component of an adhesive tape.
  • the curable composition in particular the pressure-sensitive adhesive
  • the curable composition is preferably applied as a layer to a permanent or a temporary carrier, in particular using the coating processes known to the person skilled in the art.
  • the coating of the web-like material is preferably carried out solvent-free, for example by means of nozzle coating or with a multi-roller applicator. This can be done particularly effectively and advantageously with a 2- to 5-roller applicator, for example with a 4-roller applicator, so that the self-adhesive mass is shaped to the desired thickness when passing through one or more roller gaps before transfer to the web-like material.
  • the rollers of the applicator can be individually tempered, for example set to temperatures of 20 ° C to 150 ° C.
  • Permanent carriers are, in particular, permanent components of single- or double-sided adhesive tapes in which one or both of the outer surfaces of the adhesive tape is formed by an (pressure-sensitive) adhesive layer.
  • the adhesive layers can be covered with anti-adhesive separating layers, such as siliconized papers, which are removed in each case for bonding.
  • adheresive tape thus encompasses, on the one hand, a carrier material which is provided with an (pressure-sensitive) adhesive on one or both sides and can optionally have further layers in between.
  • adhesive tape in the context of the present invention encompasses so-called “transfer adhesive tapes”, that is to say adhesive tapes without a permanent carrier, in particular single-layer adhesive tapes without a permanent carrier.
  • Such adhesive transfer tapes according to the invention are applied to a temporary carrier prior to application.
  • flexible sheet-like materials plastic films, papers or the like
  • a separating layer for example siliconized
  • anti-adhesive properties so-called separating materials, liners or release liners
  • Temporary carriers are used in particular to make single-layer or otherwise non-self-supporting adhesive tapes - that is, in particular only composed of the (pressure-sensitive) adhesive layer - manageable and to protect.
  • the temporary carrier can be easily removed and is removed during use (usually after the free adhesive tape surface has been applied to the first substrate and before the other, initially covered, adhesive tape surface is bonded to the second substrate), so that the adhesive layer is used as a double-sided adhesive tape can be.
  • Adhesive transfer tapes according to the invention can, before application, also have two temporary carriers, between which the adhesive is present as a layer. For application, a liner is then regularly first removed, the adhesive applied and then the second liner removed. The adhesive can thus be used directly to connect two surfaces.
  • carrierless adhesive transfer tapes are particularly preferred according to the invention. With such a tacky, backing-free adhesive transfer tape according to the invention, an adhesive bond that is very precise in terms of positioning and dosing is made possible.
  • Adhesive tapes are also possible in which one does not work with two liners, but with a single liner equipped with double-sided separation.
  • the upper side of the adhesive tape web is then covered with one side of a double-sided separating liner, its underside with the back of the double-sided separating liner, in particular an adjacent turn on a bale or roll.
  • adhesive tapes differ - regardless of whether they have a carrier or are without a carrier, i.e. adhesive transfer tapes - from layers of adhesive that are present on a substrate as a liquid adhesive, for example, in that the adhesive tapes are self-supporting, i.e. can be handled as an independent product.
  • the The layer of adhesive has sufficient cohesion on and / or the entirety of the layers forming the adhesive tape, in particular, sufficient stability.
  • Adhesive tapes that are coated on one or both sides with adhesives are usually wound or cross-wound into a roll in the form of an Archimedean spiral at the end of the manufacturing process.
  • the adhesive tapes if not already present on a liner, can advantageously be or covered on both sides with a liner that is rolled up together with the adhesive tape.
  • liners are also used to cover pure adhesive compounds (adhesive transfer tape) and sections of adhesive tape (e.g. labels). These liners also ensure that the adhesive is not soiled before use.
  • the adhesive tape according to the invention comprises a polymeric film-forming matrix in which the curable composition, which comprises at least one epoxy resin and at least one curing reagent for the epoxy resin, is contained.
  • Such adhesive tapes thus comprise an adhesive film which is basically formed from a polymeric film-forming matrix (referred to as “film-forming matrix” for short in this document) with the curable composition embedded therein, which serves in particular as a reactive adhesive.
  • the film-forming matrix forms a self-supporting three-dimensional film (the spatial expansion in the thickness direction of the film is usually much smaller than the spatial expansion in the longitudinal and transverse directions, i.e. than in the two spatial directions of the surface area of the film; of importance of the term “film”, see also below).
  • the curable composition in particular the reactive adhesive, is preferably essentially spatially evenly distributed (homogeneously), in particular so that the reactive adhesive - which might not be self-supporting without the matrix - has essentially the same (macroscopic) spatial distribution in the adhesive film according to the invention like the film-forming matrix.
  • this matrix is to form an inert basic structure for the reactive monomers and / or reactive resins so that these are embedded in a film or a foil. This means that otherwise liquid systems can also be offered in film form. That way easier handling is guaranteed.
  • the polymers on which the film-forming matrix is based are able to form a self-supporting film through sufficient interactions between the macromolecules, for example - without wishing to restrict the concept of the invention unnecessarily - through the formation of a network based on physical and / or chemical crosslinking .
  • Inert means in this context that the reactive monomers and / or reactive resins essentially do not react with the polymeric film-forming matrix under suitably selected conditions (for example at sufficiently low temperatures).
  • Suitable film-forming matrices for use in the present invention are preferably a thermoplastic homopolymer or a thermoplastic copolymer (collectively referred to as “polymers” in this document), or a blend of thermoplastic homopolymers or thermoplastic copolymers or one or more thermoplastic Homopolymers with one or more thermoplastic copolymers. In a preferred procedure, completely or partially semicrystalline thermoplastic polymers are used.
  • thermoplastic polymers for example polyesters, copolyesters, polyamides, copolyamides, polyacrylic acid esters, acrylic acid ester copolymers, polymethacrylic acid esters, methacrylic acid ester copolymers, thermoplastic polyurethanes and chemically or physically crosslinked substances of the aforementioned compounds can be chosen.
  • the polymers mentioned can each be used as the only polymer used or as a component of a blend.
  • thermoplastic elastomers and - as representatives of the thermoplastic polymers already mentioned - thermoplastic elastomers alone or in a mixture as a polymeric film-forming matrix are conceivable.
  • Thermoplastic elastomers, in particular semicrystalline, are preferred.
  • the named - in particular thermoplastic - elastomers can each be used as the only polymer used or as a component of a blend, for example with further elastomers and / or thermoplastic elastomers and / or other thermoplastic polymers, such as those mentioned in the preceding paragraph.
  • Thermoplastic polymers with softening temperatures below 100 ° C. are particularly preferred.
  • softening temperature stands for the temperature from which the thermoplastic granulate sticks to itself. If the component is If the polymeric film former matrix is a semicrystalline thermoplastic polymer, then it very preferably has a glass transition temperature of at most 25 ° C., preferably at most 0 ° C., in addition to its softening temperature (which is related to the melting of the crystallites).
  • thermoplastic polyurethane In a preferred embodiment according to the invention, a thermoplastic polyurethane is used.
  • the thermoplastic polyurethane preferably has a softening temperature of less than 100.degree. C., in particular less than 80.degree.
  • Desmomelt 530® is used as a polymeric film-forming matrix, which is commercially available from Bayer Material Science AG, 51358 Leverkusen, Germany. Desmomelt 530® is a hydroxyl-terminated, largely linear, thermoplastic, strongly crystallizing polyurethane elastomer.
  • the amount of the polymeric film-forming agent matrix within a reactive adhesive film is preferably in the range from about 15 to 60% by weight, preferably from about 30 to 50% by weight, based on the total amount of polymers of the polymeric film-forming matrix and reactive resins of the curable composition .
  • Adhesives with particularly high bond strengths after curing are obtained when the proportion of the film-forming matrix is in the range from 15 to 25% by weight.
  • Such adhesives, in particular with less than 20% film-forming matrix are very soft and less dimensionally stable in the uncured state.
  • the dimensional stability is improved if more than 20% by weight, in particular more than 30%, are used. Between 40 and 50% by weight pressure-sensitive adhesives are obtained which exhibit the best properties with regard to dimensional stability, but the maximum achievable bond strength drops. Very balanced adhesives with regard to dimensional stability and bond strength are obtained in the range from 30 to 40% by weight of film-forming matrix.
  • the above% by weight figures are in each case based on the sum of the polymers and epoxy resins forming the film-forming matrix.
  • non-thermoplastic elastomers are used as matrix polymers.
  • the non-thermoplastic elastomers can in particular be a nitrile rubber or a mixture of several nitrile rubbers or act as a mixture of one or more other non-thermoplastic elastomers with one or more nitrile rubbers.
  • Non-thermoplastic in the context of the present specification is understood to mean those substances or compositions which, when heated to a temperature of 150 ° C, preferably when heated to a temperature of 200 ° C, very preferably when heated to a temperature of 250 ° C show no thermoplastic behavior, in particular in such a way that they are not considered thermoplastic in the thermoplasticity test (see experimental part).
  • nitrile rubber stands for "acrylonitrile butadiene rubber", the abbreviation NBR, derived from nitrile butadiene rubber, and denotes synthetic rubbers that are produced by copolymerizing acrylonitrile and butadiene in mass ratios of approximately 10:90 to 52:48 (acrylonitrile : Butadiene) can be obtained.
  • NBR acrylonitrile butadiene rubber
  • Nitrile rubbers are produced almost exclusively in an aqueous emulsion.
  • the resulting emulsions are used as such (NBR latex) on the one hand or worked up to solid rubber on the other.
  • nitrile rubber The properties of nitrile rubber depend on the ratio of the starting monomers and on its molar mass. Vulcanizates made from nitrile rubber have a high resistance to fuels, oils, fats and hydrocarbons and are distinguished from those made from natural rubber by their more favorable aging behavior, lower abrasion and reduced gas permeability.
  • Niril rubbers are available in a wide range. In addition to the acrylonitrile content, the different types are distinguished in particular on the basis of the viscosity of the rubber. This is usually indicated by the Mooney viscosity. This in turn is determined on the one hand by the number of chain branches in the polymer and on the other hand by the molar mass. In principle, a distinction is made between so-called cold and hot polymerization in polymerization. The cold polymerization is usually carried out at temperatures of 5 to 15 ° C. and, in contrast to the hot polymerization, which is usually carried out at 30 to 40 ° C., leads to a lower number of chain branches. Nitrile rubbers suitable according to the invention are available from a large number of manufacturers such as, for example, Nitriflex, Zeon, LG Chemicals and Lanxess.
  • Carboxylated nitrile rubber types are produced by the terpolymerization of acrylonitrile and butadiene with small amounts of acrylic acid and / or methacrylic acid in emulsion. They are characterized by high strength.
  • Vulcanization takes place with common sulfur crosslinkers, peroxides or by means of high-energy radiation.
  • liquid nitrile rubbers In addition to carboxylated or hydrogenated nitrile rubbers, there are also liquid nitrile rubbers. These are limited in their molar mass during the polymerization by the addition of polymerization regulators and are therefore obtained as liquid rubbers.
  • inert separating aids such as talc, silicates (talc, clay, mica), zinc stearate and PVC powder are often added to the rubbers.
  • the non-thermoplastic elastomers used are partially or exclusively those nitrile rubbers which have an acrylonitrile content of at least 25%, preferably at least 30%, very preferably at least 35%.
  • Hot-polymerized nitrile rubbers can be used excellently as matrix polymers. Such nitrile rubbers are highly branched and therefore have a particularly high tendency towards physical crosslinking and thus show particularly good shear strengths even in the uncured state.
  • the hardening reagent comprises all of the present accelerators and at least one hardener, with at least one copolymer according to the invention being present as accelerator.
  • Copolymers according to the invention usually do not have to be used in stoichiometric amounts, based on the functionality of the epoxy resin to be cured, in order to develop a good effect.
  • Typical amounts used are 15 to 35 parts by weight per 100 parts by weight of the epoxy resin (s) to be cured. If several copolymers according to the invention are used, the sum of the amounts used is advantageously in the abovementioned range.
  • the amount used of the copolymers according to the invention is preferably in the range from 0.1 to 10 parts by weight, in particular from 0.5 to 5 parts by weight, preferably from 1 to 3 parts by weight, based in each case on 100 parts by weight .
  • -Parts of the epoxy resin (s) to be cured - especially if the copolymer - for example in combination with Dicyandiamide, - are used.
  • amounts in the range of 4-8 parts by weight are advantageously used.
  • compositions can also contain at least one further accelerator different from the copolymers of the present invention in the curing reagent. These are known to those skilled in the art of curable adhesives.
  • the curing reagent comprises - in addition to the copolymer (s) according to the invention - one or more hardeners for the epoxy resins and optionally one or more further accelerators for the curing reaction of the epoxy resins, these hardeners or accelerators not being copolymers according to the invention.
  • reaction products from diacids and multifunctional amines are, for example, reaction products from phthalic acid and diethylenetriamine.
  • the curing reagent comprises dicyandiamide and one or more copolymer (s) according to the invention.
  • the curing reagent consists exclusively of dicyandiamide and one or more copolymers according to the invention.
  • the at least one copolymer according to the invention takes on the effect of an accelerator, i.e. increases the reaction rate of the curing reaction of the epoxy resin compared to the situation in which dicyandiamide would be the only component of the curing reagent.
  • the invention thus furthermore relates to an adhesive tape comprising at least one layer of a pressure-sensitive adhesive, the adhesive comprising a polymeric film-forming matrix and a curable composition, the curable composition comprising at least one epoxy resin and at least one curing reagent for the epoxy resin, and the curing reagent i) comprises or consists of at least one copolymer according to the invention and ii) dicyandiamide.
  • Stoichimetric hardeners such as dicyandiamide are preferably used based on the amount of epoxy in the adhesive.
  • m H AEW * (mi / EEWges)
  • the copolymer (s) according to the invention acting as accelerator is / are then advantageously from 0.1 to 10 parts by weight, in particular from 0.5 to 5 parts by weight, preferably from 1 to 3 parts by weight Parts used, each based on 100 parts by weight of the epoxy resin to be cured. In some cases - especially when the copolymers according to the invention are a somewhat weaker accelerator - amounts in the range from 4 to 8 parts by weight are used.
  • a single epoxy resin or a mixture of epoxy resins can be used as the epoxy resin (s) of the curable composition.
  • epoxy resins which are liquid at room temperature or epoxy resins which are solid at room temperature or mixtures thereof can be used.
  • the one epoxy resin or at least one of the epoxy resins is preferably a solid; in particular one with a softening temperature of at least 45 ° C or one with a viscosity at 25 ° C of at least 20 Pa s, preferably 50 Pa s, in particular at least 150 Pa s (measured according to DIN 53019-1; 25 ° C, shear rate 1 xs _1 ).
  • the epoxy resins comprise a mixture of epoxy resins that are liquid at 25.degree. C. and that are solid at 25.degree.
  • the proportion of the liquid epoxy resins in the epoxy hearts (E) is in particular from 10 to 90% by weight, more preferably from 20 to 75% by weight.
  • the respective difference to 100% by weight of the epoxy resins is then given by solid epoxy resins.
  • Adhesive tapes with such proportions of liquid and solid epoxy components show particularly balanced adhesive properties in the uncured state. If an adhesive tape with particularly good flow properties is desired, the proportion of liquid epoxy components is preferably 50 to 80% by weight. For applications in which the adhesive tapes have to bear a higher load even in the uncured state, a proportion of 15 to 45% by weight is particularly preferred. Such a resin or a mixture of different resins can be used.
  • the epoxy resins further preferably comprise at least two different epoxy resins (E-1) and (E-2), of which a.
  • the first epoxy resin (E-1) has a dynamic viscosity of less than 500 Pa * s at 25 ° C., measured according to DIN 53019-1 at a measurement temperature of 25 ° C. and a shear rate of 1 ⁇ s 1 , and b.
  • the second epoxy resin (E-2) has a softening temperature of at least 45 ° C or at 25 ° C a dynamic viscosity of at least 1000 Pa * s, measured according to DIN 53019-1 at a measuring temperature of 25 ° C and a shear rate of 1 xs 1 , where in particular the proportion of the first epoxy resin (E-1) 10 to 90% by weight, preferably 20 to 75% by weight and the proportion of the second epoxy resin (E-2) 10 to 90% by weight, is preferably 25 to 80 wt .-%, based on the total of epoxy resins.
  • the epoxy resin component advantageously consists of these two epoxy resins (E-1) and (E-2), so that the proportion of the two epoxy resins (E-1) and (E-2) in the total epoxy resin is 100% by weight add.
  • Particularly good pressure-sensitive adhesives are obtained when the proportion of epoxy resin (E2) is in the range from 40 to 80% by weight, in particular from 60 to 75% by weight.
  • the proportion of epoxy resins (E-2) which have a softening temperature of at least 45 ° C. is at least 35% by weight, in particular in the range from 40 to 70% by weight.
  • the cohesion of the uncrosslinked pressure-sensitive adhesives while still having sufficient pressure-sensitive adhesiveness is particularly good if the proportion of epoxy resins with a softening temperature of at least 45 ° C. is at least 15% by weight, in particular in the range from 20% by weight to 75% by weight is based on the total epoxy resin.
  • the flow behavior is improved if it contains less than 55% by weight, in particular between 25% by weight and 45% by weight.
  • Epoxy resins to be used advantageously as epoxy resin or as part of the totality of epoxy resins are, for example, elastomer-modified epoxy resins, silane-modified epoxy resins or fatty acid-modified epoxy resins.
  • elastomer-modified epoxy resins for the purposes of the present invention are - in particular liquid, usually highly viscous - epoxy resins with an average functionality of at least two and an elastomer content of up to 50 wt .-%, preferably with such a functionality of 5 - 40 wt .-% , to understand.
  • the epoxy groups can be terminal and / or arranged in the side chain of the molecule.
  • the elastomeric structural component of these flexibilized epoxy resins consists of polyenes, diene copolymers and polyurethanes, preferably of polybutadiene, butadiene-styrene or butadiene-acrylonitrile copolymers.
  • An epoxy resin modified by butadiene-acrylonitrile copolymers is, for example, an epoxy prepolymer which is obtained by modifying an epoxy resin with at least two epoxy groups in the molecules with a nitrile rubber.
  • a reaction product of glycerol or propylene glycol and a halogen-containing epoxy compound, such as epichlorohydrin, or the reaction product of a polyhydric phenol, such as hydroquinone, bisphenol-A, and a halogen-containing epoxide is advantageously used as the epoxy base.
  • a reaction product of a bisphenol A type epoxy resin having two terminal epoxy groups is desirable.
  • nitrile rubbers a third monomer with an acid function - for example acrylic acid - can also be polymerized.
  • CTBN carboxy-terminated nitrile rubbers
  • these compounds contain acid groups not only at the ends, but also along the main chain.
  • CTBN are offered, for example, under the trade name Hycar from B. F. Goodrich. These have molecular weights between 2000 and 5000 and acrylonitrile contents between 10% and 30%. Specific examples are Hycar CTBN 1300 x 8, 1300 x 13 or 1300 x 15.
  • ETBN epoxy-terminated nitrile rubbers
  • An example of an epoxy-terminated butadiene rubber is Hypro 2000X174 ETB.
  • elastomer-modified epoxy-functional compounds are a reaction product of a diglycidyl ether of neopentyl alcohol and a butadiene / acrylonitrile elastomer with carboxyl ends (e.g. EPONTM Resin 58034 from Resolution Performance Products LLC), a reaction product of a diglycidyl ether of bisphenol A and a butadiene / acrylonitrile elastomer with carboxyl ends (e.g. EPON TM Resin 58006 from Resolution Performance Products LLC), a butadiene / acrylonitrile elastomer with carboxyl ends (e.g.
  • CTBN-1300X8 and CTBN-1300X13 from Noveon , Inc., Cleveland, Ohio) and an amine-terminated butadiene / acrylonitrile elastomer e.g., ATBN-1300X16 and ATBN-1300X42 from Noveon, Inc.
  • An example of the elastomer-modified epoxy resin adduct is the reaction product of an epoxy resin based on bisphenol F and a butadiene / acrylonitrile elastomer with carboxyl ends (e.g. EPON TM Resin 58003 from Resolution Performance Products LLC).
  • the proportion of elastomer-modified epoxy resins based on the total amount of epoxy resins in the curable composition can be between 0 and 100%.
  • proportions - such as, for example, 0 to 15% by weight - are chosen.
  • adhesives with high elongation values are obtained if the proportion is greater than 40% by weight, in particular greater than 60% by weight.
  • proportions between 20 to 60% by weight, in particular 30 to 50% by weight are preferred.
  • Silane-modified epoxy resins can be used very advantageously as further suitable representatives for the epoxy resins.
  • a single silane-modified epoxy resin or two, three or even more silane-modified epoxy resins can be present in the curable composition.
  • the curable composition can be limited to the silane-modifiable epoxy resin (s) as curable reactive resins.
  • other epoxy resins can also be present, which not silane-modified - for example elastomer-modified, in particular nitrile rubber-modified - epoxy resins and / or fatty acid-modified epoxy resins, as detailed in detail in this document - and / or reactive resins that are not epoxy resins.
  • silane-modified epoxy resin is present, this can in particular be selected from the silane-modified epoxy resins described below as being preferred. If several silane-modified epoxy resins are present, at least one of the epoxy resins is advantageously one of the compounds described below as preferred silane-modified epoxy resins. Further preferred are all silane-modified epoxy resins such as are described below as being preferred.
  • the chemical modification of epoxy resins can be used to control the properties of adhesives.
  • Modified epoxy resins according to the invention are selected in particular from silane-modified epoxy resins.
  • Silane group-modified epoxy resins are epoxy resins to which one or more silane groups are chemically bonded.
  • the epoxy resin used is a silane-modified epoxy resin that is obtainable by dealcoholization condensation reaction between a bisphenol epoxy resin and a hydrolyzable alkoxysilane.
  • Such epoxy resins are described, for example, in EP 1114834 A, the disclosure content of which is intended to be incorporated into the present document by reference.
  • the bisphenol epoxy resin can advantageously be selected in such a way that it has an epoxy equivalent weight of more than 180 g / eq, and preferably of less than 5000 g / eq.
  • the epoxy equivalent weight (abbreviation EEW) is a characteristic and important parameter for epoxy resins or epoxy crosslinkers. According to DIN EN ISO 3001: 1999-11, the epoxy equivalent weight indicates the solid content of the substance in question in grams per epoxy group. It is preferred to use epoxy resins with an EEW> 180 g / eq, since otherwise there may not be sufficient hydroxyl groups for the condensation reaction with the alkoxysilanes.
  • the bisphenol-epoxy resin for reaction with the hydrolyzable alkoxysilane is preferably a compound corresponding to the following formula used. As a rule, this is a mixture of corresponding compounds of the above bisphenol-epoxy resin formula with a varying number of repetitions m of the unit in square brackets.
  • the bisphenol-epoxy resin is selected in particular in such a way that the average is from m 0.07 to 16.4, i.e. the number-average molar masses are between approximately 350 g / mol and 4750 g / mol.
  • the hydrolyzable alkoxysilane is either a compound corresponding to the general formula
  • R x p Si (OR Y ) 4 -p where p is 0 or 1
  • R x is a CC alkyl group, an aryl group or an unsaturated aliphatic hydrocarbon group which can have a functional group bonded directly to a carbon atom
  • R Y is a hydrogen atom or represents a lower alkyl group
  • the radicals R Y can be identical or different
  • the hydrolyzable alkoxysilane is a partial condensate of the compound mentioned.
  • the functional group directly bonded to a carbon atom may be, for example, vinyl group, mercapto group, epoxy group, glycidoxy group, and so on.
  • the lower alkyl group may, for example, be a straight or branched alkyl group having 6 or fewer carbon atoms.
  • hydrolyzable alkoxysilane examples include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetrabuthoxysilane and the like tetraalkoxysilanes; Methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, Methyltributhoxysilan, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, isopropyltrimethoxysilane, isopropyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane,
  • tetramethoxysilane, tetraethoxysilane and like tetraalkoxysilanes or partial condensates thereof are preferred.
  • Poly (tetramethoxysilane) which is a partial condensate of tetramethoxysilane represented by the formula
  • the poly (tetramethoxysilane) represented by the above formula may contain a molecule in which n is 0 so long as the average of n is 1 or more.
  • the number average molecular weight of the poly (tetramethoxysilane) is preferably from about 260 to about 1200.
  • poly (tetramethoxysilane) is not toxic.
  • the epoxy resin used is such a silane-modified epoxy resin which can be obtained by modifying bisphenol diglycidyl ether with alkoxysilanes which carry an epoxy group.
  • silane-modified epoxides and their production method are described in US Pat. No. 8,835,574 A, the disclosure content of which is also incorporated into this document by reference.
  • the epoxyalkoxysilane is first partially hydrolyzed and partially condensed in the presence of water.
  • a bisphenol diglycidyl ether is added and bound to the siloxane partial condensate.
  • alkoxysilanes which contain an isocyanate group are bound to the aliphatic hydroxyl groups with the formation of a urethane group.
  • the proportion of silane-modified epoxy resins based on the total amount of epoxy resins in the curable composition can be between 0 and 100%. In order to reduce the drawing on of certain siliconized liners, lower proportions - such as 5 to 25% - are chosen. For a balanced performance even after moist and warm storage, proportions between 10 to 50% by weight, in particular 20 to 40% by weight, have proven to be outstanding.
  • fatty acid-modified epoxides can also be used very advantageously as epoxy resins.
  • Epoxy resin esters also referred to as epoxy esters, are preferably used as fatty acid-modified epoxy resins, that is to say the esterification products of epoxy resins with saturated or unsaturated fatty acids.
  • a single fatty acid-modified epoxy resin or two, three or even more fatty acid-modified epoxy resins can be present in the curable composition.
  • the curable composition can be limited to the fatty acid-modifiable epoxy resin or resins as curable reactive resins.
  • other epoxy resins that are not fatty acid-modified - for example elastomer-modified, in particular nitrile rubber-modified - epoxy resins and / or silane-modified epoxy resins, as detailed in this document - and / or reactive resins that do not Are epoxy resins.
  • a single fatty acid-modified epoxy resin is present, this can in particular be selected from the fatty acid-modified epoxy resins described below as preferred. If several fatty acid-modified epoxy resins are present, at least one of the epoxy resins is advantageously one of the compounds described below as preferred fatty acid-modified epoxy resins. All fatty acid-modified epoxy resins are more preferably those as described below as being preferred.
  • Modified epoxy resins according to the invention are selected in particular from fatty acid-modified epoxy resins.
  • Fatty acid group-modified epoxy resins are those epoxy resins to which one or more fatty acids are chemically bonded, in particular through esterification reactions.
  • Epoxy resins of the bisphenol A / epichlorohydrin type in accordance with the general formula already introduced above can be used as the epoxy resin base for the fatty acid-modified epoxy resins, in particular epoxy esters serve.
  • Both the terminal epoxy groups and the secondary hydroxyl groups of bisphenol-based epoxy resins can react with fatty acids. During the esterification, the two epoxy rings are usually opened first, then the hydroxyl groups react.
  • Each epoxy group is equivalent to 2 hydroxyl groups, since a ß-hydroxy ester is formed after the reaction of an acid group with an epoxide. These ß-hydroxy groups can also react with fatty acids.
  • the production is typically carried out at temperatures of 240-260 ° C. under a protective gas atmosphere, preferably under azeotropic conditions, in order to remove the water of reaction that is released.
  • the reaction is optionally accelerated by adding catalysts such as calcium or zinc soaps, for example fatty acids such as stearic acid.
  • catalysts such as calcium or zinc soaps, for example fatty acids such as stearic acid.
  • 40 to 80% of the available functional groups of the epoxy resin are converted with fatty acids.
  • an epoxy resin of type n (corresponds to the number of free OH groups along the chain) can theoretically bind a maximum of n + 4 fatty acid molecules per epoxy resin molecule (degree of esterification 100%). Accordingly, the “oil length” for epoxy resin esters is defined as follows: short oil: degree of esterification 30-50%; medium oil: degree of esterification 50-70%; long oil: degree of esterification 70-90%.
  • fatty acids for the esterification for example coconut oil fatty acid, ricineal fatty acid (fatty acid of dehydrated castor oil), linseed oil fatty acid, soybean oil fatty acid or tall oil fatty acid are well suited according to the invention.
  • fatty acids advantageous according to the invention are ⁇ -linolenic acid, stearidonic acid, eicosapentaenoic acid, docosahexaenoic acid, linoleic acid, g-linolenic acid, dihomogammlinolenic acid, arachidonic acid, docosa-7,10,13,16-tetrain-1 acid, palmitoleic acid, vaccenic acid, Oleic acid, elaidic acid, gadoleic acid, 13-eicosenoic acid, erucic acid, nervonic acid, stearic acid, Mead 's acid.
  • Dimers and oligomers of unsaturated fatty acids can also be used, for example the dimers of tall oil fatty acids.
  • the proportion of fatty acid-modified epoxy resins based on the total amount of epoxy resins in the curable composition can be between 0 and 100%.
  • proportions - such as, for example, 5 to 25% by weight - are chosen.
  • proportions between 10 to 50% by weight, in particular 20 to 40% by weight have proven to be outstanding.
  • the adhesives used according to the invention can in principle be prepared by the processes known to the person skilled in the art.
  • a very gentle process with which even difficult to process raw materials such as non-thermoplastic elastomers - for example nitrile rubbers - can be processed is extrusion, in particular using a planetary roller extruder.
  • Such a preliminary reaction would already cure or at least partially cure the adhesive tape and would run counter to the goal of a storable, transportable adhesive tape which is only intended to be cured after application.
  • Planetary roller extruders as a continuously operating unit have been known for a long time and were first used in the processing of thermoplastics such as PVC, where they were mainly used to feed the downstream units such as calenders or rolling mills. Due to their advantage of the large surface renewal for material and heat exchange, with which the energy introduced via friction can be dissipated quickly and effectively, as well as the short dwell time and the narrow dwell time spectrum, their field of application has recently expanded to include compounding processes, among other things require temperature-controlled driving style.
  • Planetary roller extruders consist of several parts, namely a rotating central spindle, a housing surrounding the central spindle at a distance with internal teeth and planetary spindles, which in the cavity between the central spindle and the internally toothed housing rotate like planets around the central spindle.
  • this also includes a multi-part housing with a bushing, which forms the internal toothing of the housing.
  • the planetary spindles mesh with both the central spindle and the internally toothed housing.
  • the planetary spindles slide with the end pointing in the conveying direction on a stop ring.
  • the planetary roller extruders have an extremely good mixing effect compared to all other types of extruder, but a much lower conveying effect.
  • Planetary roller extruders are available in different designs and sizes, depending on the manufacturer. Depending on the desired throughput, the diameter of the roller cylinders is typically between 70 mm and 400 mm.
  • Planetary roller extruders usually have a filling part and a compounding part.
  • the filling part usually corresponding to a filling zone, consists of a screw conveyor to which all solid components - present in particular the non-thermoplastic elastomers and possibly other components - are continuously metered.
  • the screw conveyor then transfers the material to the compounding section.
  • the area of the filling part with the screw is preferably cooled in order to avoid caking of materials on the screw.
  • the central spindle can also preferably be cooled.
  • the compounding part usually consists of a driven central spindle and several planetary spindles which rotate around the central spindle within a roller cylinder with internal helical teeth.
  • the speed of the central spindle and thus the speed of rotation of the planetary spindles can be varied and is therefore an important parameter for controlling the compounding process.
  • the compounding part can be made up of a single compounding cell or a sequence of several - in particular with stop rings and optionally additional injection or dispersing rings - separate compounding zones are formed.
  • the number and arrangement of the planetary spindles can vary from compounding zone to compounding zone.
  • the compounding part will preferably consist of at least two, but particularly preferably three or four coupled roller cylinders, each roller cylinder being able to have one or more separate temperature control circuits.
  • the surrounding housing has a contemporary design with a double jacket.
  • the inner jacket is formed by a bushing that is provided with internal teeth.
  • the important cooling of the planetary roller extruder is provided between the inner and outer jacket.
  • the planetary spindles do not require any guidance in the circumferential direction.
  • the toothing ensures that the distance between the planetary spindles remains the same in the circumferential direction. It can be said that it is self-guided
  • the materials are circulated between central and planetary spindles or between planetary spindles and the helical gearing of the roller part, so that the materials are dispersed to form a homogeneous compound under the influence of shear energy and external temperature control.
  • the number of planetary spindles rotating in each roller cylinder can be varied and thus adapted to the requirements of the process.
  • the number of spindles influences the free volume within the planetary roller extruder, the dwell time of the material in the process and also determines the area size for the heat and material exchange.
  • the number of planetary spindles has an influence on the compounding result via the shear energy introduced. With a constant roller cylinder diameter, a greater number of spindles can achieve better homogenizing and dispersing performance or a greater product throughput.
  • the maximum number of planetary spindles that can be installed between the central spindle and the roller cylinder depends on the diameter of the roller cylinder and the diameter of the planetary spindles used.
  • the roller cylinders can be equipped with a larger number of planetary spindles.
  • each roller cylinder can be equipped differently with regard to the number and type of planetary spindles and thus be adapted to the respective formulation and process requirements.
  • the invention it has been possible to provide storage-stable, curable compositions based on epoxy which are outstandingly suitable for use as adhesives in adhesive tapes and with which it is possible to produce even very thick adhesive tapes.
  • the products produced have very good adhesion, in particular to glass surfaces.
  • the selected components have made it possible to reduce the solubility of the hardeners used in the other components or to avoid it altogether, resulting in products that are very stable in storage, which are easy to transport and store and also when used by the customer - even after a long storage period. ensure their full bonding performance.
  • the curing of the adhesives or adhesive tapes according to the invention after application can advantageously take place at temperatures between 120 ° C. and 200 ° C. for 10 to 120 minutes.
  • the exact conditions depend on the hardener used and the accelerator used, if any, and the amount of accelerator used. Typically, accelerators between 0.5 phr and 5 phr are used, phr referring to the amount of epoxy resins used.
  • Exemplary curing conditions are 30 minutes at 180 ° C, 30 minutes at 160 ° C, 35 minutes at 145 ° C, 60 minutes at 130 ° C, 120 minutes at 120 ° C.
  • very thick adhesive tapes can be produced.
  • the administration of adhesives of high viscosity per se in the form of stable films - for example by embedding the reactive adhesive in a polymeric film-forming matrix - opens up, with the adhesives of the invention, access to very storage-stable adhesive films in a wide variety of dimensions.
  • adhesive films in a very thin form - for example from a few ⁇ m thick - over conventional adhesive tape thicknesses, for example with adhesive layers from 25 ⁇ m to 100 ⁇ m thick - such as about 50 ⁇ m thick adhesive layers - up to adhesive tapes with very thick adhesive layers of over 100 ⁇ m, preferably over 200 ⁇ m, even 300 ⁇ m or more, 500 mm or more, 1 mm or more up to layers of adhesive in the range of a few millimeters and even Centimeters, both as single-layer adhesive films (transfer adhesive tapes) and as single- or double-sided adhesive multi-layer adhesive tapes, in particular also with a carrier material.
  • adhesive layers from 25 ⁇ m to 100 ⁇ m thick - such as about 50 ⁇ m thick adhesive layers - up to adhesive tapes with very thick adhesive layers of over 100 ⁇ m, preferably over 200 ⁇ m, even 300 ⁇ m or more, 500 mm or more, 1 mm or more up to layers of adhesive in the range of a few millimeter
  • Dynamic viscosity is a measure of the flowability of the fluid coating material.
  • the dynamic viscosity is determined according to DIN 53019.
  • a viscosity of less than 108 Pa s is referred to as a fluid.
  • the viscosity is measured in a cylinder rotation viscometer with a standard geometry according to DIN 53019-1 at a measuring temperature of 23 ° C. and a shear rate of 1 s-1.
  • THF tetrahydrofuran
  • eluent 0.1% by volume of trifluoroacetic acid
  • the measurement was carried out at 25 ° C.
  • PSS-SDV, 5 m, 10 3 ⁇ , ID 8.0 mm x 50 mm was used as the guard column.
  • the sample concentration was 4 g / l, the flow rate 1.0 ml per minute. It was measured against polystyrene standards.
  • the softening temperature is carried out according to the relevant method known as "Ring and Ball” and standardized according to ASTM E28.
  • An HRB 754 ring-ball machine from Herzog is used to determine the softening temperature.
  • the samples to be measured - such as the resin or the elastomer - are first finely ground in a mortar.
  • the resulting powder is filled into a brass cylinder with a bottom opening (inner diameter at the upper part of the cylinder 20 mm, diameter of the bottom opening of the cylinder 16 mm, height of the cylinder 6 mm) and placed on a heating table melted.
  • the filling quantity is chosen so that the sample completely fills the cylinder without protrusion after melting.
  • the resulting test specimen including the cylinder, is placed in the test holder of the HRB 754.
  • Glycerine is used to fill the bath if the softening temperature is between 50 ° C and 150 ° C.
  • a water bath can also be used at lower softening temperatures.
  • the test balls have a diameter of 9.5 mm and weigh 3.5 g. According to the HRB 754 procedure, the ball is placed above the test specimen in the temperature bath and placed on the test specimen. There is a collecting plate 25 mm below the cylinder base, and a light barrier 2 mm above it. During the measurement process, the temperature is increased at 5 ° C / min.
  • the ball In the temperature range of the softening temperature, the ball begins to move through the bottom opening of the cylinder until it finally comes to a stop on the collecting plate. In this position it is detected by the light barrier and the temperature of the bath is registered at this point in time. There is a double determination.
  • the softening temperature is the mean value from the two individual measurements.
  • the static glass transition temperature (Tg) is determined using dynamic differential calorimetry in accordance with DIN 53765: 1994-03. For this purpose, approximately 7 mg of the sample are weighed exactly into an aluminum pan and then introduced into the measuring device (device: DSC 204 F1, Netzsch). An empty crucible is used as a reference. Two heating curves are then recorded with a heating rate of 10 K / min. The information on the glass transition temperature Tg relates to the glass transition temperature Tg according to DIN 53765: 1994-03 of the second heating curve, unless otherwise stated in the individual case.
  • the shelf life (Lf) of the (uncured) copolymers was determined by DSC.
  • the heat of reaction of a fresh mixture of Epikote828LVEL with 7.03% dicyandiamide (Dyhard 100SF) and, unless otherwise noted, 5phr of the copolymer to be tested is determined (AH f nsc h ) and the residual heat of reaction after storage for 10d at 60 ° C ( DHKMQO) compared.
  • Tpeak The temperature of the curing curve , determined by DSC, from the shelf life measurement, which is reached at the maximum of the exothermic reaction signal, is referred to as Tpeak.
  • TUEMA 3- (3-toloidylureido) ethyl methacrylate (homopolymer-Tg ⁇ 137 ° C)
  • MMA methyl methacrylate (homopolymer Tg ⁇ 105 ° C)
  • VI m vinylimidazole (homopolymer Tg ⁇ 131 ° C)
  • DMAP-M N-methyl-N- (4-pyridyl) amino) ethyl methacrylate
  • Imidazole ethyl methacrylate Imidazole ethyl methacrylate (ImEMA)
  • ImEMA Imidazole ethyl methacrylate
  • ImEUr-M Imidazole ethyl urethane methacrylate
  • Table 1 shows the Tpeak temperatures of the respective polymers and indicates whether the storage test was passed or not.
  • the activating effect of the nitrogen-containing aromatic heterocyclic group is surprisingly particularly effective when it is not bound directly to the polymer backbone. This becomes clear when comparing B1 and B2. Both accelerators are storage-stable and show an accelerating effect. However, the peak temperature of B2 is 10 ° C lower. Without being tied to a theory, it is assumed that decoupling from the polymer backbone by at least 2, preferably 4 atoms results in the amino groups being more accessible to the reactive resin when the Tg is exceeded.
  • B4-B7 are examples according to the invention with different amounts of monomers B in the polymer (20% -60%).
  • the activating property of B7 with only 20% monomer B initially appears to be weaker.
  • the same amount of accelerator (5phr) was used in the DSC experiment. Because of the lower amount in the copolymer, there are fewer accelerating groups in the curing test. This can be counteracted by simply increasing the amount of accelerator.
  • the activating effect does not increase with an increasing amount of monomer B, as can be clearly seen in the range according to the invention between 45% and 60% (B4-B6), as well as in the counterexample V1, which consists of 100% ImEMA.
  • the ImEMA proportions are too high, the solubility that is introduced via the high Tg monomers (monomers A) is greatly reduced, so that the accelerating monomers B are not sufficiently effective Form are available.
  • Accelerator polymers according to the invention can also be obtained with commercially available high-Tg monomers such as MMA and n-phenylmalimide. This is shown with B8 and B9.
  • Imidazoles have proven to be particularly reactive and at the same time easy to store (B2 unsubstituted imidazole, B10 methylimidazole). But other tertiary aromatic amino groups also have an accelerating effect and can still be used for very storable epoxy resin adhesives. This is shown by way of example in B11 with a tertiary aromatic amine comparable to DMAP.
  • Dyhard UR500 Latent accelerator based on dimethyl urea for epoxy systems in which 98% of the particles are smaller than 10 pm.

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Abstract

The invention relates to a process for the radical polymerization for preparing a copolymer, using specific monomers A, which have a glass transition temperature Tg of at least 0° and specific monomers B, which contain an aromatic heterocyclic group that contain at least one nitrogen atom in the ring. The invention also relates to copolymers that are obtained by the radical polymerization, to the use of same as accelerators in a curing reagent for adhesive compounds, and to adhesive strips containing same.

Description

Hoch Tg Acrylatcopolymere mit Stickstoff enthaltender aromatischer heterocyclischer High Tg acrylate copolymers with nitrogen-containing aromatic heterocyclic
Gruppe group
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur radikalischen Polymerisation zur Herstellung eines Copolymers mit spezifischen Monomeren A, welche einen Tg von mindestens 0°C aufweisen und spezifischen Monomeren B, welche eine aromatische heterocyclische Gruppe enthalten, die mindestens ein Stickstoffatom im Ring enthalten. Ferner betrifft die Erfindung die Copolymere, welche durch die radikalische Polymerisation erhalten werden, die Verwendung dieser als Beschleuniger im Härtungsreagenz für Klebemassen sowie Klebebänder, welche diese enthalten. The invention relates to a process for radical polymerization for the production of a copolymer with specific monomers A which have a Tg of at least 0 ° C. and specific monomers B which contain an aromatic heterocyclic group which contain at least one nitrogen atom in the ring. The invention further relates to the copolymers which are obtained by free radical polymerization, the use of these as accelerators in the curing reagent for adhesives and adhesive tapes which contain them.
Für reaktive Klebebänder, die sowohl aus Lösung als auch aus der Schmelze hergestellt werden können werden lagerfähige temperatur- und/oder lösungsmittelresistente Polymere als Beschleuniger für die Härtungsreaktion benötigt. Viele der bisher kommerziell erhältlichen Systeme enthalten substituierte Imidazole oder Harnstoffderivate. For reactive adhesive tapes, which can be produced both from solution and from the melt, storable temperature- and / or solvent-resistant polymers are required as accelerators for the curing reaction. Many of the systems commercially available to date contain substituted imidazoles or urea derivatives.
Im Stand der Technik sind beispielsweise folgende Beschleuniger bekannt: In the prior art, for example, the following accelerators are known:
Die CN 106432584 A offenbart Acrylatcopolymere mit Imidazolgruppen, welche ansonsten aus niedrig-Tg Comonomeren wie z.B. HEA (-20°C), EHA (-58°C) und LA (-17°C) bestehen. Die typischen „rubber-toughening“ Materialien, welche diese Anmeldung betrifft, basieren auf phasenseparierten niedrig-Tg Polymeren, die Schläge auf das harte Epoxidnetzwerk auffangen können. CN 106432584 A discloses acrylate copolymers with imidazole groups, which otherwise consist of low-Tg comonomers such as HEA (-20 ° C), EHA (-58 ° C) and LA (-17 ° C). The typical “rubber-toughening” materials to which this application relates are based on phase-separated low-Tg polymers that can absorb impacts on the hard epoxy network.
Die CN 104387525 A1 offenbart Terpolymere aus drei verschiedenen Monomeren. Die Polymere enthalten Monomere in Anteilen von mehr als 10 mol-%, welche als Homopolymer einen Tg niedriger als 0°C aufweisen. Ferner benötigt das Verfahren, dass zuerst ein Epoxidpolymer hergestellt wird, an welches in einem zweiten Schritt ein Imidazolderivat gebunden wird. CN 104387525 A1 discloses terpolymers made from three different monomers. The polymers contain monomers in proportions of more than 10 mol% which, as homopolymer, have a Tg lower than 0 ° C. Furthermore, the process requires that an epoxy polymer is first produced, to which an imidazole derivative is bound in a second step.
Die US 2002098361 A1 beschreibt Copolymere aus Monomeren von N-Vinyl-Derivaten und Acrylaten. Die Homopolymere der Acrylate sollen dabei einen Tg von weniger als 0 °C aufweisen. Die Druckschrift offenbart kein Copolymer in welchem ein Monomer, welches einen Tg von mindestens 0°C aufweist, in mindestens 30 mol% eingesetzt wird. Die erhaltenen Polymere dieser Druckschrift sind niedrig Tg Polymere, da es sich um Haftklebstoffe handelt. US 2002098361 A1 describes copolymers made from monomers of N-vinyl derivatives and acrylates. The homopolymers of the acrylates should have a Tg of less than 0 ° C. The reference does not disclose a copolymer in which a monomer having a Tg of at least 0 ° C, is used in at least 30 mol%. The polymers obtained in this publication are low Tg polymers, since they are pressure-sensitive adhesives.
Die US 4,071,653 offenbart Acrylatcopolymere, welche aus mindestens 50 %The US 4,071,653 discloses acrylate copolymers, which from at least 50%
Methylmethacrylatmonomeren und bis zu 10 % Vinylpyrrolidon, Amiden Methylolamiden, Methyloletheramiden bestehen können. Monomere mit aromatischen heterocylischen Stickstoff enthaltenden Gruppen werden nicht offenbart. Methyl methacrylate monomers and up to 10% vinyl pyrrolidone, amides, methylolamides, methyloletheramides can exist. Monomers with aromatic heterocyclic nitrogen-containing groups are not disclosed.
Die US 2011159195 A1 beschreibt Acrylat-Haftklebstoffe, wobei die Polymere niedrig Tg Polymere sind. Die beispielhaften Polymere weisen alle einen 2-Ethylhexylacrylat von mindestens 70 % auf, welches als Homopolymer einen Tg von ca. -56 °C aufweist. US 2011159195 A1 describes acrylate pressure-sensitive adhesives, the polymers being low Tg polymers. The polymers by way of example all have a 2-ethylhexyl acrylate of at least 70%, which, as a homopolymer, has a Tg of approx. -56 ° C.
Die US 2013/190468 A1 offenbart niedrig Tg Polymere, die zwischen 30 und 70 % eines niedrig Tg Monomers enthalten. Ferner werden keine Monomere mit heteroaromatischen Gruppen, welche Stickstoff enthalten offenbart. US 2013/190468 A1 discloses low Tg polymers which contain between 30 and 70% of a low Tg monomer. Furthermore, no monomers with heteroaromatic groups which contain nitrogen are disclosed.
Es kann als nachteilig empfunden werden, dass sich die vorstehend genannten Polymere nicht als Beschleuniger eignen, welche hohen Temperaturen im Herstellungsprozess ausgesetzt sind. Insbesondere bei der Herstellung von Klebebändern aus der Schmelze wird mehr Energie in das System eingetragen als bei klassischen reaktiven Flüssigklebstoffen. Die meisten der bisher bekannten Beschleuniger überstehen einen Extrusionsschritt bei bis zu 100 °C, welcher bei der Herstellung aus der Schmelze vorherrscht, nicht, oder sind nicht aktiv genug in ihrer Eigenschaft als Beschleuniger in der finalen Aushärtung. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb einen stabilen Beschleuniger, insbesondere bei 100 °C, bereitzustellen, der trotz der hohen Temperaturstabilität einen ausreichenden beschleunigenden Effekt aufweist, in besondere auf eine Epoxid-Dicyanamid Reaktion. It can be perceived as disadvantageous that the abovementioned polymers are not suitable as accelerators which are exposed to high temperatures in the production process. Particularly when manufacturing adhesive tapes from the melt, more energy is introduced into the system than with conventional reactive liquid adhesives. Most of the previously known accelerators do not survive an extrusion step at up to 100 ° C, which prevails in the production from the melt, or are not active enough in their property as accelerators in the final curing. The object of the present invention was therefore to provide a stable accelerator, in particular at 100 ° C., which, despite the high temperature stability, has a sufficient accelerating effect, in particular on an epoxy-dicyanamide reaction.
Die Aufgabe konnte gelöst werden durch die spezifischen Copolymere der vorliegenden Erfindung und deren Herstellungsverfahren. The object could be achieved by the specific copolymers of the present invention and their production process.
Dementsprechend betrifft die Erfindung in einem ersten Aspekt ein Verfahren zur radikalischen Polymerisation zur Herstellung eines Copolymers, umfassend den oder bestehend aus dem Schritt: Polymerisieren von mindestens einem Monomer A, welches mindestens eine ungesättigte -C=C-Doppelbindung enthält und einen Tg > 0°C aufweist, bestimmt anhand des Homopolymers des Monomers A mittels DSC-Messung; mindestens einem Monomer B, welches eine aromatische heterocyclische Gruppe enthält, die mindestens ein Stickstoffatom im Ring enthält und welches ferner mindestens eine ungesättigte -C=C- Doppelbindung enthält; und gegebenenfalls mindestens einem Monomer C, welches mindestens eine ungesättigte -C=C- Doppelbindung enthält und von Monomer A und B verschieden ist; in Gegenwart mindestens eines Radikalstarters und gegebenenfalls mindestens eines Reglers; wobei das mindestens eine Monomer A in mindestens 30 mol% bezogen auf die gesamten Monomere des Copolymers enthalten ist. Accordingly, in a first aspect, the invention relates to a process for free-radical polymerization for the production of a copolymer, comprising or consisting of the step: Polymerizing at least one monomer A which contains at least one unsaturated -C = C double bond and has a T g > 0 ° C., determined on the basis of the homopolymer of the monomer A by means of DSC measurement; at least one monomer B which contains an aromatic heterocyclic group which contains at least one nitrogen atom in the ring and which furthermore contains at least one unsaturated -C = C double bond; and optionally at least one monomer C which contains at least one unsaturated -C =C double bond and is different from monomers A and B; in the presence of at least one free radical initiator and optionally at least one regulator; wherein the at least one monomer A is contained in at least 30 mol% based on the total monomers of the copolymer.
In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Copolymer erhältlich durch die radikalische Polymerisation gemäß der vorliegenden Erfindung. In a second aspect, the invention relates to a copolymer obtainable by free radical polymerization according to the present invention.
In einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Klebeband umfassend zumindest eine Schicht einer haftklebrigen Klebemasse, wobei die Klebemasse eine polymere Filmbildner-Matrix sowie eine härtbare Zusammensetzung umfasst, wobei die härtbare Zusammensetzung ein oder mehrere Epoxidharze sowie zumindest ein Härtungsreagenz für Epoxidharze umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Härtungsreagenz mindestens ein Copolymer der vorliegenden Erfindung und mindestens einen Härter umfasst. In a third aspect, the invention relates to an adhesive tape comprising at least one layer of a pressure-sensitive adhesive, the adhesive comprising a polymeric film-forming matrix and a curable composition, the curable composition comprising one or more epoxy resins and at least one curing reagent for epoxy resins, characterized in that that the curing reagent comprises at least one copolymer of the present invention and at least one curing agent.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung in einem vierten Aspekt die Verwendung des Copolymers der vorliegenden Erfindung als Beschleuniger im Härtungsreagenz für Klebemassen. Finally, in a fourth aspect, the present invention relates to the use of the copolymer of the present invention as an accelerator in the curing reagent for adhesives.
„Mindestens ein“, wie hierin verwendet, bezieht sich auf 1 oder mehr, beispielsweise 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder mehr. Im Zusammenhang mit Bestandteilen der hierin beschriebenen Verbindungen bezieht sich diese Angabe nicht auf die absolute Menge an Molekülen, sondern auf die Art des Bestandteils. „Mindestens ein Monomer A“ bedeutet daher beispielsweise, dass nur eine Art von Monomer A oder mehrere verschiedene Arten von Monomeren A, ohne Angaben über die Menge der einzelnen Verbindungen zu machen, enthalten sein können. Alle im Zusammenhang mit den hierin beschriebenen Zusammensetzungen angegeben Mengenangaben beziehen sich, sofern nichts anderes angegeben ist, auf Gew.-% jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Des Weiteren beziehen sich derartige Mengenangaben, die sich auf mindestens einen Bestandteil beziehen, immer auf die Gesamtmenge dieser Art von Bestandteil, die in der Zusammensetzung enthalten ist, sofern nicht explizit etwas anderes angegeben ist. Das heißt, dass sich derartige Mengenangaben, beispielsweise im Zusammenhang mit „mindestens einem Monomer A“, auf die Gesamtmenge von Monomeren A, welche in der Reaktion oder im Polymer enthalten sind, bezieht, wenn nicht explizit etwas anderes angegeben ist. “At least one” as used herein refers to 1 or more, for example 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or more. In connection with constituents of the compounds described herein, this indication does not refer to the absolute amount of molecules, but to the type of constituent. “At least one monomer A” therefore means, for example, that only one type of monomer A or several different types of monomers A can be included without specifying the amount of the individual compounds. Unless stated otherwise, all of the quantitative data given in connection with the compositions described herein relate to% by weight in each case based on the total weight of the composition. Furthermore, quantities of this type which relate to at least one constituent always relate to the total amount of this type of constituent contained in the composition, unless explicitly stated otherwise. This means that such quantitative data, for example in connection with “at least one monomer A”, relates to the total amount of monomers A contained in the reaction or in the polymer, unless explicitly stated otherwise.
Zahlenwerte, die hierin ohne Dezimalstellen angegeben sind, beziehen sich jeweils auf den vollen angegebenen Wert mit einer Dezimalstelle. So steht beispielsweise „99 %“ für „99,0 %“. Numerical values that are given herein without decimal places refer to the full stated value with one decimal place. For example, “99%” stands for “99.0%”.
Der Ausdrücke „ungefähr“ „ca.“ oder „etwa“, in Zusammenhang mit einem Zahlenwert, bezieht sich auf eine Varianz von ±10 % bezogen auf den angegebenen Zahlenwert, bevorzugt ±5 %, besonders bevorzugt ±1 %, noch stärker bevorzugt unter ± 0,1 %. The expressions “approximately” “approximately” or “about” in connection with a numerical value refer to a variance of ± 10% based on the specified numerical value, preferably ± 5%, particularly preferably ± 1%, even more preferably below ± 0.1%.
Numerische Bereiche, die in dem Format „in/von x bis y" angegeben sind, schließen die genannten Werte ein. Wenn mehrere bevorzugte numerische Bereiche in diesem Format angegeben sind, ist es selbstverständlich, dass alle Bereiche, die durch die Kombination der verschiedenen Endpunkte entstehen, ebenfalls erfasst werden. Numeric ranges given in the format "in / from x to y" include the stated values. If several preferred numeric ranges are given in this format, it is understood that all ranges created by the combination of the various endpoints are also recorded.
Angaben über das Molekulargewicht beziehen sich auf das gewichtsmittlere Molekulargewicht in g/mol, falls nicht explizit das zahlenmittlere Molekulargewicht genannt ist. Molekulargewichte werden bevorzugt mittels GPC unter Verwendung von Polystyrol-Standards ermittelt. Information on the molecular weight relates to the weight average molecular weight in g / mol, unless the number average molecular weight is explicitly mentioned. Molecular weights are preferably determined by GPC using polystyrene standards.
Diese und weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden für den Fachmann aus dem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung und Ansprüche ersichtlich. Dabei kann jedes Merkmal oder jede Ausführungsform aus einem Aspekt der Erfindung in jedem anderen Aspekt der Erfindung eingesetzt werden. Beispielweise können beschriebene Merkmale oder Ausführungsformen des Verfahrens auch auf das beanspruchte Copolymer angewendet werden, und umgekehrt. Ferner ist es selbstverständlich, dass die hierin enthaltenen Beispiele die Erfindung beschreiben und veranschaulichen sollen, diese aber nicht einschränken und insbesondere die Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur radikalischen Polymerisation zur Herstellung eines Copolymers, umfassend den oder bestehend aus dem Schritt: Polymerisieren von mindestens einem Monomer A, welches mindestens eine ungesättigte -C=C- Doppelbindung enthält und einen Tg > 0°C, bevorzugt > 40°C, stärker bevorzugt > 70°C, am stärksten bevorzugt > 90 °C aufweist, bestimmt anhand des Homopolymers des Monomers A mittels DSC-Messung; mindestens einem Monomer B, welches eine aromatische heterocyclische Gruppe enthält, die mindestens ein Stickstoffatom im Ring enthält und welches ferner mindestens eine ungesättigte — C=C- Doppelbindung enthält; und gegebenenfalls mindestens einem Monomer C, welches mindestens eine ungesättigte -C=C- Doppelbindung enthält und von Monomer A und B verschieden ist, und bevorzugt in weniger als 10 mol-%, stärker bevorzugt weniger als 5 mol-%, am stärksten bevorzugt 0 mol-%, bezogen auf die gesamten Monomere des Copolymers enthalten ist; in Gegenwart mindestens eines Radikalstarters und gegebenenfalls mindestens eines Reglers; wobei das mindestens eine Monomer A in mindestens 30 mol% bezogen auf die gesamten Monomere des Copolymers enthalten ist. These and other aspects, features and advantages of the invention will become apparent to those skilled in the art from a study of the following detailed description and claims. Each feature or each embodiment from one aspect of the invention can be used in any other aspect of the invention. For example, described features or embodiments of the method can also be applied to the claimed copolymer, and vice versa. Furthermore, it goes without saying that the examples contained herein are intended to describe and illustrate the invention, but not to restrict it, and in particular the invention is not limited to these examples. The present invention relates in particular to a process for radical polymerization for the production of a copolymer, comprising or consisting of the step: polymerizing at least one monomer A which contains at least one unsaturated -C = C double bond and a T g > 0 ° C, preferably> 40 ° C., more preferably> 70 ° C., most preferably> 90 ° C., determined on the basis of the homopolymer of monomer A by means of DSC measurement; at least one monomer B which contains an aromatic heterocyclic group which contains at least one nitrogen atom in the ring and which furthermore contains at least one unsaturated - C =C double bond; and optionally at least one monomer C which contains at least one unsaturated -C = C double bond and is different from monomers A and B, and preferably in less than 10 mol%, more preferably less than 5 mol%, most preferably 0 mol% based on the total monomers of the copolymer is contained; in the presence of at least one free radical initiator and optionally at least one regulator; wherein the at least one monomer A is contained in at least 30 mol% based on the total monomers of the copolymer.
Das mindestens eine Monomer A kann bevorzugt ein Molekulargewicht von weniger als 1000 g/mol, stärker bevorzugt weniger als 750 g/mol, am stärksten bevorzugt weniger als 500 g/mol aufweisen. The at least one monomer A can preferably have a molecular weight of less than 1000 g / mol, more preferably less than 750 g / mol, most preferably less than 500 g / mol.
Das mindestens eine Monomer A ist vom mindestens einen Monomer B und, falls vorhanden, vom mindestens einen Monomer C verschieden. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das mindestens eine Monomer A keine Stickstoff enthaltende aromatische heterocyclische Gruppe. The at least one monomer A is different from the at least one monomer B and, if present, from the at least one monomer C. In a preferred embodiment, the at least one monomer A does not comprise any nitrogen-containing aromatic heterocyclic group.
Das mindesten eine Monomer A ist bevorzugt ausgewählt aus Acenaphthylen, Maleinsäureanhydrid, N-Phenylmaleimid, N-Vinylpyrrolidon, 2-Vinylnaphthalen Acrylamid, N- Vinylcaprolactam, Itaconsäureanhydrid, tert.-Butylmethacrylat, Dihydrodicyclopentadienylacrylat, Isobornylmethacrylat, tert.-Butylacrylat, Acrylsäure, Methylmethacrylat, Styrol und Styrolderivate wie z.B. 4-Acetoxystyrol, alpha-Methylstyrol, 3-Methylstyrol, 4-Methylstyrol, N,N- Dimethylacrylamid, N-tert-Butylacrylamid, N-Isopropylacrylamid, Isobornylacrylat, Acrylonitril, Methacrylonitril, Hydroxyethylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, tert-The at least one monomer A is preferably selected from acenaphthylene, maleic anhydride, N-phenylmaleimide, N-vinylpyrrolidone, 2-vinylnaphthalene acrylamide, N-vinylcaprolactam, itaconic anhydride, tert-butyl methacrylate, dihydrodicyclopentadienyl acrylate, dihydrodicyclopentadienyl acrylate, acrylic acid, tert-acrylate, methyl acrylate, tert-acrylate, butyl acrylate, acrylic acid, tert-acrylate, acrylate, acrylate, acrylic ,. Styrene and styrene derivatives such as 4-acetoxystyrene, alpha-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, N, N-dimethylacrylamide, N-tert-butyl acrylamide, N-isopropyl acrylamide, isobornyl acrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, hydroxyethyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, tert-tertiary
Butylcyclohexylmethacrylat, 3,4-Epoxycyclohexylmethylmethacrylat, Glycidylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Benzylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Iso-Butylmethacrylat, Stearylacrylat, Vinylacetat, n-Butylmethacrylat, Methylacrylat, 2-Phenoxyethylacrylat, 2-(3-Butylcyclohexyl methacrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, glycidyl methacrylate, Ethyl methacrylate, benzyl methacrylate, phenyl methacrylate, iso-butyl methacrylate, stearyl acrylate, vinyl acetate, n-butyl methacrylate, methyl acrylate, 2-phenoxyethyl acrylate, 2- (3-
Toloidylureido)ethylmethacrylat oder Mischungen davon. Toloidylureido) ethyl methacrylate or mixtures thereof.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine Monomer A ausgewählt aus Acenaphthylen, Maleinsäureanhydrid, N-Phenylmaleimid, N-Vinylpyrrolidon, 2- Vinylnaphthalen, Acrylamid, N-Vinylcaprolactam, Itaconsäureanhydrid, tert.-Butylmethacrylat,In an alternative preferred embodiment, the at least one monomer A is selected from acenaphthylene, maleic anhydride, N-phenylmaleimide, N-vinylpyrrolidone, 2-vinylnaphthalene, acrylamide, N-vinylcaprolactam, itaconic anhydride, tert-butyl methacrylate,
Dihydrodicyclopentadienylacrylat, Isobornylmethacrylat, tert.-Butylacrylat, Acrylsäure, Methylmethacrylat, Styrol und Styrolderivate wie z.B. 4-Acetoxystyrol, 3-Methylstyrol, 4- Methylstyrol, N,N-Dimethylacrylamid, N-tert-Butylacrylamid, N-Isopropylacrylamid,Dihydrodicyclopentadienyl acrylate, isobornyl methacrylate, tert-butyl acrylate, acrylic acid, methyl methacrylate, styrene and styrene derivatives such as 4-acetoxystyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, N, N-dimethyl acrylamide, N-tert-butyl acrylamide, N-isopropyl acrylamide,
Isobornylacrylat, Acrylonitril, Methacrylonitril, Hydroxyethylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, tert-Butylcyclohexylmethacrylat, 3,4-Epoxycyclohexylmethylmethacrylat, Glycidylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Benzylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Iso-Butylmethacrylat, 2-(3- Toloidylureido)ethylmethacrylat oder Mischungen davon. Isobornyl acrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, hydroxyethyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, tert-butylcyclohexyl methacrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, glycidyl methacrylate, ethyl methacrylate, benzyl methacrylate, phenyl methacrylate or mixtures thereof, iso-butyl methacrylate, (3-ethyl) tolacrylate, phenyl methacrylate or mixtures thereof (3-butyl methacrylate (3-ethyl) methacrylate (3-ethyl) methacrylate (3-ethyl) methacrylate, cyclohexyl methacrylate, tert-butyl methacrylate.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine Monomer A ausgewählt aus Acenaphthylen, Maleinsäureanhydrid, N-Phenylmaleimid, N-Vinylpyrrolidon, 2- Vinylnaphthalen, Acrylamid, N-Vinylcaprolactam, Itaconsäureanhydrid, tert.-Butylmethacrylat,In an alternative preferred embodiment, the at least one monomer A is selected from acenaphthylene, maleic anhydride, N-phenylmaleimide, N-vinylpyrrolidone, 2-vinylnaphthalene, acrylamide, N-vinylcaprolactam, itaconic anhydride, tert-butyl methacrylate,
Dihydrodicyclopentadienylacrylat, Isobornylmethacrylat, tert.-Butylacrylat, Acrylsäure,Dihydrodicyclopentadienyl acrylate, isobornyl methacrylate, tert-butyl acrylate, acrylic acid,
Methylmethacrylat, Styrol und Styrolderivate wie z.B. 4-Acetoxystyrol, 3-Methylstyrol, 4- Methylstyrol, N,N-Dimethylacrylamid, N-tert-Butylacrylamid, N-Isopropylacrylamid,Methyl methacrylate, styrene and styrene derivatives such as 4-acetoxystyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, N, N-dimethylacrylamide, N-tert-butylacrylamide, N-isopropylacrylamide,
Isobornylacrylat, Acrylonitril, Methacrylonitril, Hydroxyethylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, tert-Butylcyclohexylmethacrylat, Phenylmethacrylat, 3,4-Epoxycyclohexylmethylmethacrylat, Glycidylmethacrylat, 2-(3-Toloidylureido)ethylmethacrylat oder Mischungen davon. Isobornyl acrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, hydroxyethyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, tert-butylcyclohexyl methacrylate, phenyl methacrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, glycidyl methacrylate, 2- (3-toloidylureido) ethyl methacrylate, or mixtures thereof.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine Monomer A ausgewählt aus Acenaphthylene, Maleinsäureanhydrid, N-Phenylmaleimid, N-Vinylpyrrolidon, 2- Vinylnaphthalen, Acrylamid, N-Vinylcaprolactam, Itaconsäureanhydrid, tert.-Butylmethacrylat,In an alternative preferred embodiment, the at least one monomer A is selected from acenaphthylenes, maleic anhydride, N-phenylmaleimide, N-vinylpyrrolidone, 2-vinylnaphthalene, acrylamide, N-vinylcaprolactam, itaconic anhydride, tert-butyl methacrylate,
Dihydrodicyclopentadienylacrylat, Isobornylmethacrylat, tert.-Butylacrylat, Acrylsäure,Dihydrodicyclopentadienyl acrylate, isobornyl methacrylate, tert-butyl acrylate, acrylic acid,
Methylmethacrylat, Styrol und Styrolderivate wie z.B. 4-Acetoxystyrol, 3-Methylstyrol, 4- Methylstyrol, N,N-Dimethylacrylamid, N-tert-Butylacrylamid, N-Isopropylacrylamid,Methyl methacrylate, styrene and styrene derivatives such as 4-acetoxystyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, N, N-dimethylacrylamide, N-tert-butylacrylamide, N-isopropylacrylamide,
Isobornylacrylat, Acrylonitril, Methacrylonitril, Phenylmethacrylat, 2-(3-Toloidylureido)ethyl methacrylat oder Mischungen davon. In einerweiteren alternativen bevorzugten Ausführungsform liegen mindestens zwei verschiedene Arten an Monomer A vor. In einer stärker bevorzugten Ausführungsform ist ein Monomer A N- Phenylmaleimid und das weitere Monomer A ist ausgewählt aus Acenaphthylene, Maleinsäureanhydrid, N-Vinylpyrrolidon, 2-Vinylnaphthalen, Acrylamid, N-Vinylcaprolactam, Itaconsäureanhydrid, tert.-Butylmethacrylat, Dihydrodicyclopentadienylacrylat,Isobornyl acrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, phenyl methacrylate, 2- (3-toloidylureido) ethyl methacrylate, or mixtures thereof. In a further alternative preferred embodiment, at least two different types of monomer A are present. In a more preferred embodiment, a monomer A is N-phenylmaleimide and the further monomer A is selected from acenaphthylenes, maleic anhydride, N-vinylpyrrolidone, 2-vinylnaphthalene, acrylamide, N-vinylcaprolactam, itaconic anhydride, tert-butyl methacrylate, dihydrodicyclopentadienyl acrylate,
Isobornylmethacrylat, tert.-Butylacrylat, Acrylsäure, Methylmethacrylat, Styrol und Styrolderivate wie z.B. 4-Acetoxystyrol, alpha-Methylstyrol, 3-Methylstyrol, 4-Methylstyrol, N,N- Dimethylacrylamid, N-tert-Butylacrylamid, N-Isopropylacrylamid, Isobornylacrylat, Acrylonitril, Methacrylonitril, Hydroxyethylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, tert-Isobornyl methacrylate, tert-butyl acrylate, acrylic acid, methyl methacrylate, styrene and styrene derivatives such as 4-acetoxystyrene, alpha-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, N, N-dimethylacrylamide, N-tert-butylacrylamide, N-isopropylacrylamide, isobornyl acrylate, Acrylonitrile, methacrylonitrile, hydroxyethyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, tert-
Butylcyclohexylmethacrylat, 3,4-Epoxycyclohexylmethylmethacrylat, Glycidylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Benzylmethacrylat, Phenyl Methacrylat, Iso-Butylmethacrylat, Stearylacrylat, Vinylacetat, n-Butylmethacrylat, Methylacrylat und 2-Phenoxyethylacrylat, 2-(3- Toloidylureido)ethylmethacrylat. Butylcyclohexyl methacrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, glycidyl methacrylate, ethyl methacrylate, benzyl methacrylate, phenyl methacrylate, iso-butyl methacrylate, stearyl acrylate, vinyl acetate, n-butyl methacrylate, methyl acrylate and 2-phenoxyethyl acrylate, 2- (3-ido) ethyl acrylate.
Das mindestens eine Monomer A ist bevorzugt in 30 bis 70 mol%, stärker bevorzugt 35 bis 60 mol %, insbesondere 35% bis 60 mol%, bezogen auf die gesamten Monomere des Copolymers enthalten. The at least one monomer A is preferably contained in 30 to 70 mol%, more preferably 35 to 60 mol%, in particular 35 to 60 mol%, based on the total monomers of the copolymer.
Das mindestens eine Monomer B, enthält eine aromatische heterocyclische Gruppe, die mindestens ein Stickstoffatom im Ring enthält und ferner mindestens eine ungesättigte -C=C- Doppelbindung. Die ungesättigte -C=C- Bindung ist im Sinne der vorliegenden Erfindung nicht Bestandteil des Rings der aromatischen heterocyclischen Gruppe. In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich dabei um eine endständige -C=CH2 oder -CCH3=CH2 Gruppe. Diese Reste können direkt ein Wasserstoffatom an der aromatischen heterocyclischen Gruppe ersetzen oder über eine Spacergruppe an die aromatische heterocyclische Gruppe gebunden sein. The at least one monomer B contains an aromatic heterocyclic group which contains at least one nitrogen atom in the ring and furthermore at least one unsaturated -C = C double bond. For the purposes of the present invention, the unsaturated -C =C bond is not part of the ring of the aromatic heterocyclic group. In a preferred embodiment, this is a terminal -C = CH 2 or -CCH 3 = CH 2 group. These radicals can directly replace a hydrogen atom on the aromatic heterocyclic group or be bonded to the aromatic heterocyclic group via a spacer group.
Das mindestens eine Monomer B weist bevorzugt ein Molekulargewicht von weniger als 2000 g/mol, bevorzugt weniger als 1500 g/mol, stärker bevorzugt weniger als 1000 g/mol auf. The at least one monomer B preferably has a molecular weight of less than 2000 g / mol, preferably less than 1500 g / mol, more preferably less than 1000 g / mol.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das mindestens eine Monomer B, als aromatische heterocyclische Gruppe, die mindestens ein Stickstoffatom im Ring enthält Imidazol, Pyridin oder Derivate davon, stärker bevorzugt Imidazol oder Derivate davon. Im Sinne der vorliegenden Erfindung leiten sich die jeweiligen Derivate von Pyridin und Imidazol ab, wobei ein oder mehrere Wasserstoffatome durch Alkylreste oder andere organische Gruppen wie beispielsweise Keton-, Aldehydreste ersetzt sein können, insbesondere Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl und Hexyl. In a preferred embodiment, the at least one monomer B contains, as an aromatic heterocyclic group which contains at least one nitrogen atom in the ring, imidazole, pyridine or derivatives thereof, more preferably imidazole or derivatives thereof. For the purposes of the present invention, the respective derivatives of pyridine and imidazole are derived, with one or more Hydrogen atoms can be replaced by alkyl radicals or other organic groups such as, for example, ketone or aldehyde radicals, in particular methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl and hexyl.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die aromatische heterocyclische Gruppe des Monomers B, die mindestens ein Stickstoffatom im Ring enthält durch eine Spacergruppe, insbesondere durch eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte -C(=0)-Alkylgruppe-, eine substituierte oder unsubstituierte -C(=0)-Alkyl-NH- C(=0)-NH- Gruppe, mit 2 bis 20, bevorzugt 2 bis 6, stärker bevorzugt 2 bis 4 Atomen, an das Polymerrückgrad des erhaltenen Copolymers gebunden. Falls vorhanden, bindet die Spacergruppe über das Kohlenstoffatom der -C(=0)- Einheit der jeweiligen Gruppe an das Polymerrückgrad. Unter substituiert wird hier verstanden, dass ein oder mehrere Wasserstoffatome der jeweiligen Alkyleinheit durch -F, -CI, -Br, -CH3, -CH2CH3, -OH oder -CF3 ersetzt sein können. Bevorzugt liegt jeweils eine unsubstituierte Alkyleinheit vor. In a further preferred embodiment, the aromatic heterocyclic group of the monomer B, which contains at least one nitrogen atom in the ring, is substituted by a spacer group, in particular by a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted -C (= 0) -alkyl group-, a substituted one unsubstituted -C (= 0) -alkyl-NH- C (= 0) -NH- group, having 2 to 20, preferably 2 to 6, more preferably 2 to 4 atoms, bonded to the polymer backbone of the copolymer obtained. If present, the spacer group binds to the polymer backbone via the carbon atom of the -C (= 0) unit of the respective group. Substituted here means that one or more hydrogen atoms of the respective alkyl unit can be replaced by -F, -Cl, -Br, -CH 3 , -CH 2 CH 3 , -OH or -CF 3 . An unsubstituted alkyl unit is preferably present in each case.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist im Monomer B die endständige -CH=CH2 oder -CCH3=CH2 Gruppe durch eine Spacergruppe, insbesondere durch eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte -C(=0)-Alkylgruppe-, eine substituierte oder unsubstituierte -C(=0)-Alkyl-NH-C(=0)-NH- Gruppe, mit 2 bis 20 oder 2 bis 10, bevorzugt 2 bis 6, stärker bevorzugt 2 bis 4 Atomen, an die aromatische heterocyclische Gruppe gebunden, wobei die Spacergruppe dabei ein Wasserstoffatom der aromatischen heterocyclischen Gruppe ersetzt. Falls vorhanden, bindet die Spacergruppe über das Kohlenstoffatom der -C(=0)- Einheit der jeweiligen Gruppe an die -CH=CH2 oder -CCH3=CH2 Gruppe, das heißt es liegen (Meth)Acrylatmonomere vor. Unter substituiert wird hier verstanden, dass ein oder mehrere Wasserstoffatome der jeweiligen Alkyleinheit durch -F, -CI, -Br, -CH3, - CH2CH3, -OH oder -CF3 ersetzt sein können. Bevorzugt liegt jeweils eine unsubstituierte Alkyleinheit vor. In a preferred embodiment, the terminal -CH = CH 2 or -CCH 3 = CH 2 group in the monomer B is replaced by a spacer group, in particular by a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted -C (= 0) -alkyl group-, a substituted or unsubstituted -C (= 0) -alkyl-NH-C (= 0) -NH- group, with 2 to 20 or 2 to 10, preferably 2 to 6, more preferably 2 to 4 atoms, to the aromatic heterocyclic group bound, the spacer group replacing a hydrogen atom of the aromatic heterocyclic group. If present, the spacer group binds via the carbon atom of the -C (= 0) - unit of the respective group to the -CH = CH 2 or -CCH 3 = CH 2 group, that is to say (meth) acrylate monomers are present. Substituted here means that one or more hydrogen atoms of the respective alkyl unit can be replaced by -F, -Cl, -Br, -CH 3 , -CH 2 CH 3 , -OH or -CF 3 . An unsubstituted alkyl unit is preferably present in each case.
Das Rückgrat wird im Sinne der Erfindung so verstanden, dass es sich um die längste Kette des Polymers handelt, welche aus der Polymerisierung der ungesättigten Doppelbindungen der Monomere A und B und gegebenenfalls C resultiert. In the context of the invention, the backbone is understood to be the longest chain of the polymer which results from the polymerization of the unsaturated double bonds of monomers A and B and optionally C.
Im Folgenden wir ein nicht limitierendes Beispiel für das Rückgrat und eine Spacergruppe mit 4 Atomen gezeigt: Rückgrat Spacergruppe mit 4 Atomen In the following a non-limiting example for the backbone and a spacer group with 4 atoms is shown: Backbone spacer group with 4 atoms
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Monomer B keinen -OH Rest. In a preferred embodiment, the monomer B does not contain an —OH radical.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine Monomer B ausgewählt aus Imidazolethylmethacrylat, Imidazolethylacrylat, 2-Methylimidazolethylmethacrylat, 2- Methylimidazolethylacrylat, Methylaminopyridinethylmethacrylat, Methylaminopyridinethylacrylat, Vinylimidazol, Imidazolethylurethanmethacrylat, N-Methyl-N-(4-pyridyl)amino)ethylmethacrylat oder Mischungen davon, insbesondere Imidazolethylmethacrylat, Imidazolethylacrylat, 2- Methylimidazolethylmethacrylat, 2-Methylimidazolethylacrylat,In a preferred embodiment, the at least one monomer B is selected from imidazole ethyl methacrylate, imidazole ethyl acrylate, 2-methylimidazole ethyl methacrylate, 2-methylimidazole ethyl acrylate, methylaminopyridine ethyl methacrylate, methylaminopyridine ethyl acrylate, vinylimidazole, imidazole ethyl urethane methacrylate) or mixtures thereof, N-methyl-4-methyl-N-ethyl-methacrylate, N-methyl-N-methyl-urethane methacrylate, N-methyl-N-methyl-N-ethyl acrylate, N-methyl in particular imidazole ethyl methacrylate, imidazole ethyl acrylate, 2-methylimidazole ethyl methacrylate, 2-methylimidazole ethyl acrylate,
Methylaminopyridinethylmethacrylat, Methylaminopyridinethylacrylat oder Mischungen davon. Methyl aminopyridine ethyl methacrylate, methyl aminopyridine ethyl acrylate, or mixtures thereof.
Das mindestens eine Monomer B ist bevorzugt in 20 bis 70 mol%, stärker bevorzugt 25 bis 60 mol%, insbesondere 35 bis 60 mol% bezogen auf die gesamten Monomere des Copolymers enthalten. The at least one monomer B is preferably contained in 20 to 70 mol%, more preferably 25 to 60 mol%, in particular 35 to 60 mol%, based on the total monomers of the copolymer.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegen die Monomere A zu den Monomeren B in einem molaren Verhältnis von 30 bis 60 zu 40 bis 70, bevorzugt 40 bis 60 zu 40 bis 60 vor. In a preferred embodiment, the monomers A to the monomers B are present in a molar ratio of 30 to 60 to 40 to 70, preferably 40 to 60 to 40 to 60.
Bei den Monomeren C handelt es sich bevorzugt um Monomere mit einem Tg von weniger als 0°C. Diese enthalten ebenfalls eine ungesättigte -C=C- Gruppe, bevorzugt eine endständige - CH=CH2 oder -CCH3=CH2 Gruppe. In einer bevorzugten Ausführungsform sind im Wesentlichen keine Monomere C enthalten, insbesondere sind keine Monomere C enthalten. The monomers C are preferably monomers with a Tg of less than 0 ° C. These also contain an unsaturated -C = C- group, preferably a terminal - CH = CH 2 or -CCH 3 = CH 2 group. In a preferred embodiment, essentially no monomers C are contained, in particular no monomers C are contained.
Die Reaktion findet in Anwesenheit mindestens eines Radikalstarters statt. Dabei sind alle dem Fachmann auf dem Gebiet der radikalischen Polymerisation bekannten Radikalstarter geeignet. Diese schließen UV-Radikalstarter, welche mittels UV-Bestrahlung aktiviert werden und thermische Radikalstarter, welche thermisch aktiviert werden ein. Insbesondere geeignet sind Radikalstarter die für die Polymerisation von (Meth)Acrylaten verwendet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der mindestens eine Radikalstarter Azobisisobutyronitril. The reaction takes place in the presence of at least one free radical initiator. All radical initiators known to the person skilled in the art in the field of radical polymerization are suitable. These include UV radical initiators, which are activated by means of UV radiation, and thermal radical initiators, which are thermally activated. Are particularly suitable Free radical initiators that are used for the polymerization of (meth) acrylates. In a preferred embodiment, the at least one free-radical initiator is azobisisobutyronitrile.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der mindestens eine Radikalstarter in weniger als 10 mol-%, bevorzugt in höchstens 5 mol-%, bezogen auf die Summe der Monomere A bis C, welche 100 mol-% ist, enthalten. In a preferred embodiment, the at least one free radical initiator is present in less than 10 mol%, preferably in at most 5 mol%, based on the sum of the monomers A to C, which is 100 mol%.
Die Reaktion wird bevorzugt in mindestens einem organischen Lösungsmittel durchgeführt, bevorzugt ausgewählt aus Toluol, Aceton, Butanon, Ethylacetat, 2-Propanol, Dimethylformamid und Mischungen davon. The reaction is preferably carried out in at least one organic solvent, preferably selected from toluene, acetone, butanone, ethyl acetate, 2-propanol, dimethylformamide and mixtures thereof.
Ferner wird die Reaktion bevorzugt unter Schutzgasatmosphäre durchgeführt, insbesondere unter Stickstoff- oder Argonatmosphäre. Furthermore, the reaction is preferably carried out under a protective gas atmosphere, in particular under a nitrogen or argon atmosphere.
Bei der Reaktion kann ferner mindestens ein Regler verwendet werden, bevorzugt ist dieser Mercaptoethanol. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der mindestens eine Regler bevorzugt in weniger als 10 mol-%, bevorzugt in höchstens 5 mol-%, bezogen auf die Summe der Monomere A bis C, welche 100 mol-% sind, enthalten. At least one regulator can also be used in the reaction; this is preferably mercaptoethanol. In a preferred embodiment, the at least one regulator is contained preferably in less than 10 mol%, preferably in at most 5 mol%, based on the sum of the monomers A to C, which are 100 mol%.
Bevorzugt wird die Polymerisation unter Erwärmen durchgeführt, stärker bevorzugt bei einer Temperatur von mindestens 35 °C, noch stärker bevorzugt mindestens 50 °C, am stärksten bevorzugt mindestens 65°C, wobei bevorzugt die Temperatur nicht höher als 120°C ist. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Reaktionsdauer mindestens 1h, bevorzugt mindestens 6 h, stärker bevorzugt mindestens 22 h. The polymerization is preferably carried out with heating, more preferably at a temperature of at least 35 ° C, even more preferably at least 50 ° C, most preferably at least 65 ° C, the temperature preferably not being higher than 120 ° C. In a preferred embodiment, the reaction time is at least 1 hour, preferably at least 6 hours, more preferably at least 22 hours.
Durch die radikalische Polymerisation der vorliegenden Erfindung wird ein Copolymer enthalten was ebenfalls ein Gegenstand der Erfindung ist. The free radical polymerization of the present invention will contain a copolymer, which is also an object of the invention.
Das erhaltene Copolymer weist bevorzugt einen Tg von 40 bis 200 °C, gemessen mittels DSC auf. Insbesondere für die Lagerfähigkeit ist ein Tg, der mindestens 20°C über der Verarbeitungstemperatur liegt bevorzugt. Wird der Reaktivklebstoff bei 80°C verarbeitet, so ist der Tg des Copolymeren entsprechend bevorzugt größer 100°C, jedoch, um eine möglichst hohe Reaktivität zu erzielen ist der Tg des Copolymeren idealerweise kleiner als die Aushärtungstemperatur. Das heißt bei einer Härtungstemperatur von 160°C, 140°C oder z.B. 130°C ist der Tg entsprechend kleiner 160°C, kleiner 140°C bzw. kleiner 130°C. Bevorzugt ist der Tg auch mindestens 20°C höher als die Lagertemperatur, d.h. bei Raumtemperaturlagerung (20°C) ist der Tg mindestens 40°C. Werden im Transportprozess höhere Temperaturen erreicht, so ist der Tg entsprechend bevorzugt 60°C, insbesondere 80°C. Ferner weist das Copolymer bevorzugt ein gewichtsmittleres Molekulargewicht Mw von mindestens 1000 g/mol, stärker bevorzugt 2000 g/mol auf. Ein besonders guter Kompromiss aus hoher Lagerfähigkeit und Reaktivität wird erreicht, wenn das Molekulargewicht nicht größer als 500000 g/mol, insbesondere 200000 g/mol ist, und bevorzugt zwischen 2000 und 100000 g/mol liegt. The copolymer obtained preferably has a Tg of 40 to 200 ° C., measured by means of DSC. A Tg which is at least 20 ° C. above the processing temperature is preferred, in particular for shelf life. If the reactive adhesive is processed at 80 ° C., the Tg of the copolymer is correspondingly preferably greater than 100 ° C., but in order to achieve the highest possible reactivity, the Tg of the copolymer is ideally lower than the curing temperature. This means that at a curing temperature of 160 ° C, 140 ° C or, for example, 130 ° C, the Tg is correspondingly less than 160 ° C, less than 140 ° C or less than 130 ° C. The Tg is also preferably at least 20 ° C higher than the storage temperature, ie the Tg for room temperature storage (20 ° C) is at least 40 ° C. If higher temperatures are reached in the transport process, the Tg is correspondingly preferably 60 ° C, in particular 80 ° C. Furthermore, the copolymer preferably has a weight-average molecular weight Mw of at least 1000 g / mol, more preferably 2000 g / mol. A particularly good compromise between long shelf life and reactivity is achieved if the molecular weight is not greater than 500,000 g / mol, in particular 200,000 g / mol, and is preferably between 2000 and 100,000 g / mol.
Das erhaltene erfindungsgemäße Copolymer findet Verwendung als Beschleuniger im Härtungsreagenz für Klebemassen, insbesondere Klebemassen auf Epoxid-Basis. The inventive copolymer obtained is used as an accelerator in the curing reagent for adhesives, in particular epoxy-based adhesives.
Die Erfindung betrifft ferner ein Klebeband umfassend zumindest eine Schicht einer haftklebrigen Klebemasse, wobei die Klebemasse eine polymere Filmbildner-Matrix sowie eine härtbare Zusammensetzung umfasst, wobei die härtbare Zusammensetzung ein oder mehrere Epoxidharze sowie zumindest ein Härtungsreagenz für Epoxidharze umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Härtungsreagenz mindestens ein Copolymer gemäß der vorliegenden Erfindung und mindestens einen Härter umfasst. The invention further relates to an adhesive tape comprising at least one layer of a pressure-sensitive adhesive, the adhesive comprising a polymeric film-forming matrix and a curable composition, the curable composition comprising one or more epoxy resins and at least one curing reagent for epoxy resins, characterized in that the curing reagent comprises at least one copolymer according to the present invention and at least one hardener.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens eines der Epoxidharze der härtbaren Zusammensetzung ein elastomermodifiziertes, insbesondere nitrilkautschukmodifiziertes Epoxidharz, und/oder ein fettsäuremodifiziertes Epoxidharz ist. In a preferred embodiment, at least one of the epoxy resins of the curable composition is an elastomer-modified, in particular nitrile rubber-modified epoxy resin, and / or a fatty acid-modified epoxy resin.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden als polymere Filmbildner-Matrix ganz oder teilweise ein oder mehrere thermoplastische Polyurethane oder ein oder mehrere nicht thermoplastische Elastomere eingesetzt werden. In a further preferred embodiment, one or more thermoplastic polyurethanes or one or more non-thermoplastic elastomers are used wholly or partially as the polymeric film-forming matrix.
Im Nachfolgenden Teil, welcher die Klebemassen betrifft werden die Copolymere der vorliegenden Erfindung auch als Beschleuniger bezeichnet. In the following part, which relates to the adhesives, the copolymers of the present invention are also referred to as accelerators.
Vorteilhaft können beispielsweise 5 bis 80 Gew.-Teile wenigstens der polymeren Filmbildner matrix (M) und 20 bis 95 Gew.-Teile des einen Epoxidharzes beziehungsweise der Summe an Epoxidharzen eingesetzt werden, wenn sich die Gew.-Teile der Filmbildner-Matrix und der Epoxidharze zu 100 ergänzen. Die bevorzugt einzusetzende Menge an Härtungsreagenz kann je nach eingesetzten Copolymer und gegebenenfalls Härtern variieren, siehe hierzu weiter unten. Im Sinne der vorliegenden Erfindung enthält ein Härtungsreagenz mindestens ein Copolymer, also Beschleuniger, der vorliegenden Erfindung und mindestens einen Härter. Advantageously, for example, 5 to 80 parts by weight of at least the polymeric film-forming agent matrix (M) and 20 to 95 parts by weight of the one epoxy resin or the sum total Epoxy resins are used when the parts by weight of the film-forming matrix and the epoxy resins add up to 100. The preferred amount of hardening reagent to be used can vary depending on the copolymer used and, if appropriate, hardeners, see further below in this regard. For the purposes of the present invention, a hardening reagent contains at least one copolymer, that is to say accelerator, of the present invention and at least one hardener.
Die Härtung der Klebemasse, hier auch als härtbaren Zusammensetzung bezeichnet, erfolgt insbesondere über die Reaktion eines oder mehrere Reaktivharze mit einem oder mehreren erfindungsgemäßen Copolymeren und Härtern. Die härtbare Zusammensetzung umfasst als Reaktivharz zumindest ein Epoxidharz, kann aber auch mehrere Epoxidharze umfassen. Das eine Epoxidharz beziehungsweise die mehreren Epoxidharze können die einzigen Reaktivharze in der härtbaren Zusammensetzung sein, insbesondere also die einzigen Komponenten der härtbaren Zusammensetzung, die mit dem Härtungsreagenz - gegebenenfalls nach entsprechender Aktivierung - zu einer Aushärtung der Zusammensetzung führen können. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass neben dem Epoxidharz beziehungsweise neben den Epoxidharzen weitere Reaktivharze, die keine Epoxidharze sind, zugegen sind. The curing of the adhesive, also referred to here as a curable composition, takes place in particular via the reaction of one or more reactive resins with one or more copolymers and hardeners according to the invention. The curable composition comprises at least one epoxy resin as reactive resin, but can also comprise several epoxy resins. The one epoxy resin or the several epoxy resins can be the only reactive resins in the curable composition, in particular the only components of the curable composition that can lead to curing of the composition with the curing reagent - if necessary after appropriate activation. In principle, however, it is also possible for further reactive resins that are not epoxy resins to be present in addition to the epoxy resin or in addition to the epoxy resins.
Als Epoxidharz(e) werden beispielsweise und vorteilhaft ein oder mehrere elastomermodifizierte, insbesondere nitrilkautschukmodifizierte, Epoxidharze und/oder ein oder mehrere silanmodifizierte Epoxidharze und/oder ein oder mehrere fettsäuremodifizierte Epoxidharze eingesetzt. The epoxy resin (s) used are, for example and advantageously, one or more elastomer-modified, in particular nitrile rubber-modified, epoxy resins and / or one or more silane-modified epoxy resins and / or one or more fatty acid-modified epoxy resins.
Reaktivharze sind vernetzbare Harze, nämlich funktionelle Gruppen umfassende, Oligomere oder kurzkettig polymere Verbindungen, insbesondere mit einer zahlenmittleren Molmasse Mn von nicht mehr als 10 000 g/mol; und zwar insbesondere solche mit mehreren funktionellen Gruppen im Makromolekül. Da es sich bei den Harzen um eine Verteilung von Makromolekülen unterschiedlicher Einzelmassen handelt, können die Reaktivharze Fraktionen enthalten, deren zahlenmittlere Molmasse deutlich höher liegt, zum Beispiel bis etwa 100 000 g/mol, dies gilt insbesondere für polymermodifizierte Reaktivharze, wie beispielsweise elastomermodifizierte Reaktivharze. Reactive resins are crosslinkable resins, namely oligomers or short-chain polymeric compounds comprising functional groups, in particular with a number-average molar mass M n of not more than 10,000 g / mol; and in particular those with several functional groups in the macromolecule. Since the resins are a distribution of macromolecules of different individual masses, the reactive resins can contain fractions whose number-average molar mass is significantly higher, for example up to about 100,000 g / mol; this applies in particular to polymer-modified reactive resins, such as elastomer-modified reactive resins.
Reaktivharze unterscheiden sich von für Klebmassen, insbesondere für Haftklebemassen, häufig eingesetzten Klebharzen. Unter einem „Klebharz" wird entsprechend dem allgemeinen Fachmannverständnis ein Oligomeres oder polymeres Harz verstanden, dass lediglich die Adhäsion (den Tack, die Eigenklebrigkeit) der Haftklebemasse im Vergleich zu der keinen Klebharz enthaltenden, ansonsten aber identischen Haftklebemasse erhöht. Typischerweise enthalten Klebharze außer Doppelbindungen (im Fall der ungesättigten Harze) keine reaktiven Gruppen, da sich ihre Eigenschaften über die Lebensdauer des Haftklebstoffes nicht ändern sollen. Reactive resins differ from tackifier resins frequently used for adhesives, in particular for pressure-sensitive adhesives. According to the general understanding of the art, an “adhesive resin” is understood to mean an oligomeric or polymeric resin that only the adhesion (the tack, the inherent tack) of the PSA in comparison to none Increased pressure sensitive adhesive containing adhesive resin but otherwise identical. Typically, apart from double bonds (in the case of the unsaturated resins), adhesive resins contain no reactive groups, since their properties should not change over the life of the pressure-sensitive adhesive.
Die funktionellen Gruppen der Reaktivharze sind derart, dass sie unter geeigneten Bedingungen - insbesondere nach einer Aktivierung beispielsweise durch erhöhte Temperatur (thermische Energie) und/oder durch aktinische Strahlung (wie Licht, UV-Strahlung, Elektronenstrahlung usw.) und/oder durch Initiierung und/oder Katalyse durch weitere chemische Verbindungen, wie etwa Wasser (feuchtigkeitshärtende Systeme) - mit einem Härtungsreagenz zu einer Aushärtung der die Reaktivharze und das Härtungsreagenz umfassenden Zusammensetzung führen, insbesondere im Sinne einer Vernetzungsreaktion. The functional groups of the reactive resins are such that, under suitable conditions - in particular after activation, for example by increased temperature (thermal energy) and / or by actinic radiation (such as light, UV radiation, electron beams, etc.) and / or by initiation and / or catalysis by further chemical compounds, such as water (moisture-curing systems) - with a curing reagent lead to curing of the composition comprising the reactive resins and the curing reagent, in particular in the sense of a crosslinking reaction.
Als Epoxidharze werden im Rahmen dieser Schrift Epoxid-Gruppen umfassende Reaktivharze, insbesondere solche mit mehr als einer Epoxid-Gruppe pro Molekül, bezeichnet, also solche Reaktivharze, bei denen die funktionellen Gruppen oder zumindest ein Teil der funktionellen Gruppen Epoxidgruppen sind. Die Umwandlung der Epoxidharze während der Härtungsreaktion der härtbaren Zusammensetzung erfolgt insbesondere über Polyadditionsreaktionen mit geeigneten Epoxid-Härtern beziehungsweise durch Polymerisation über die Epoxid-Gruppen. Je nach Wahl des Epoxid-Härters können auch beide Reaktionsmechanismen parallel stattfinden. In the context of this document, epoxy resins are reactive resins comprising epoxy groups, in particular those with more than one epoxy group per molecule, that is to say those reactive resins in which the functional groups or at least some of the functional groups are epoxy groups. The conversion of the epoxy resins during the hardening reaction of the hardenable composition takes place in particular via polyaddition reactions with suitable epoxy hardeners or via polymerization via the epoxy groups. Depending on the choice of epoxy hardener, both reaction mechanisms can take place in parallel.
Als Härter bezeichnet wird im Rahmen dieser Schrift entsprechend DIN 55945: 1999-07 die - als Bindemittel wirkende(n) - chemische(n) Verbindung(en) bezeichnet, die den vernetzbaren Harzen zugesetzt wird (werden), um die Härtung (Vernetzung) der härtbaren Zusammensetzung, insbesondere in Form eines applizierten Films, zu bewirken. In den härtbaren Zusammensetzungen ist Härter dementsprechend die Bezeichnung für diejenige Komponente, die nach dem Vermischen mit den Reaktivharzen und entsprechender Aktivierung die chemische Vernetzung bewirkt. In this document, in accordance with DIN 55945: 1999-07, the hardener is the chemical compound (s) that act as a binder and that is (are) added to the crosslinkable resins in order to ensure the hardening (crosslinking) of the curable composition, in particular in the form of an applied film. In the curable compositions, hardener is accordingly the designation for that component which, after being mixed with the reactive resins and activated accordingly, brings about the chemical crosslinking.
Als Beschleuniger werden im Rahmen dieser Schrift solche chemischen Verbindungen bezeichnet, die bei Anwesenheit eines anderen Härters die Reaktionsgeschwindigkeit der Härtungsreaktion und/oder die Geschwindigkeit der Aktivierung der Härtung der Epoxidharze insbesondere im Sinne eines Synergismus erhöhen. Das Härtersystem der vorliegenden Erfindung enthält als Beschleuniger mindestens ein Copolymer gemäß der vorliegenden Erfindung. Klebeband In the context of this document, accelerators are those chemical compounds which, in the presence of another hardener, increase the reaction rate of the hardening reaction and / or the rate of activation of the hardening of the epoxy resins, in particular in the sense of a synergism. The hardener system of the present invention contains at least one copolymer according to the present invention as accelerator. duct tape
Bei der härtbaren Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Klebebandes handelt es sich in bevorzugter Weise um einen Klebstoff, insbesondere einen Reaktivklebstoff, besonders bevorzugt um einen bei Raumtemperatur (23 °C) haftklebrigen Klebstoff beziehungsweise Reaktivklebstoff. The curable composition of the adhesive tape according to the invention is preferably an adhesive, in particular a reactive adhesive, particularly preferably an adhesive or reactive adhesive which is pressure-sensitive at room temperature (23 ° C.).
Klebstoffe sind (nach DIN EN 923: 2008-06) nichtmetallische Stoffe, die Fügeteile durch Flächenhaftung (Adhäsion) und innere Festigkeit (Kohäsion) verbinden. Klebstoffe können selbstklebrig sein und/oder erst durch bestimmte Aktivierung, etwa durch thermische Energie und/oder aktinische Strahlung ihre endgültige Klebkraft ausbilden. Reaktivklebstoffe (die vor Aktivierung selbstklebrig oder nichtklebrig sein können) umfassen chemisch reaktive Systeme, die durch Aktivierung zu einer Härtungsreaktion führen und besonders hohe Klebkräfte (insbesondere größer 1MPa) zu den Substraten, auf denen sie verklebt werden, ausbilden können. Adhesives are (according to DIN EN 923: 2008-06) non-metallic substances that connect parts to be joined through surface adhesion and internal strength (cohesion). Adhesives can be self-adhesive and / or develop their final bond strength only through certain activation, for example through thermal energy and / or actinic radiation. Reactive adhesives (which can be self-adhesive or non-adhesive before activation) comprise chemically reactive systems which, when activated, lead to a curing reaction and can develop particularly high adhesive strengths (in particular greater than 1 MPa) to the substrates to which they are bonded.
Die Härtung beziehungsweise Verfestigung wird durch chemische Reaktion der Bausteine miteinander erreicht. Im Gegensatz zu Haftklebstoffen, die zur Kohäsionserhöhung regelmäßig auch vernetzt werden, aber auch nach der Vernetzung noch viskoelastische Eigenschaften aufweisen und insbesondere nach der Verklebung keine Verfestigung mehr erfahren, führt bei Reaktionsklebstoffen in der Regel erst die Härtung zu der eigentlichen Verklebung mit den gewünschten Klebkräften; der Klebstoff selbst ist nach der Härtung häufig duroplastisch oder weitgehend duroplastisch („lackartig“). The hardening or solidification is achieved through a chemical reaction of the building blocks with one another. In contrast to pressure-sensitive adhesives, which are also regularly crosslinked to increase cohesion, but still have viscoelastic properties after crosslinking and, in particular, no longer experience solidification after bonding, with reaction adhesives, as a rule, curing leads to the actual bonding with the desired bond strengths; the adhesive itself is often thermoset or largely thermoset ("paint-like") after curing.
Mit dem Attribut „haftklebrig“ - auch als Bestandteil von Substantiven wie etwa in Haftklebstoff - oder synonym mit dem Attribut „selbstklebrig“ - ebenfalls auch als Bestandteil von Substantiven - werden im Rahmen dieser Schrift solche Zusammensetzungen bezeichnet, die bereits unter relativ schwachem Andruck - sofern nicht anders angegeben, bei Raumtemperatur, also 23 °C - eine dauerhafte Verbindung mit dem Haftgrund erlauben und nach Gebrauch im Wesentlichen rückstandsfrei vom Haftgrund wieder abgelöst werden können. Haftklebstoffe werden bevorzugt in Form von Klebebändern eingesetzt. Im Sinne der vorliegenden Erfindung besitzt ein haftklebriges Klebeband eine Klebkraft im unausgehärteten Zustand von wenigstens 1 N/cm. Die Klebkraft wird hierbei auf Stahl analog ISO 29862:2007 (Methode 3) bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchte bei einer Abzugsgeschwindigkeit von 300 mm/min und einem Abzugswinkel von 180° bestimmt. Als Verstärkungsfolie wird eine geätzte PET-Folie mit einer Dicke von 36 pm verwendet, wie sie von der Firma Coveme (Italien) erhältlich ist. Die Verklebung eines 2 cm breiten Messstreifens wird dabei mittels einer Anrollmaschine mit 4 kg bei einer Temperatur von 23 °C vorgenommen. Das Klebeband wird sofort nach der Applikation abgezogen. Der Messwert (in N/cm) ergab sich als Mittelwert aus drei Einzelmessungen. With the attribute "pressure-sensitive" - also as a component of nouns such as in pressure-sensitive adhesive - or synonymously with the attribute "self-adhesive" - also as a component of nouns - in the context of this document, those compositions are referred to that are already under relatively weak pressure - if if not stated otherwise, at room temperature, i.e. 23 ° C - allow a permanent connection with the primer and can be removed from the primer after use, essentially without leaving any residue. Pressure-sensitive adhesives are preferably used in the form of adhesive tapes. For the purposes of the present invention, a pressure-sensitive adhesive tape has a bond strength in the uncured state of at least 1 N / cm. The bond strength here is determined on steel analogously to ISO 29862: 2007 (method 3) at 23 ° C. and 50% relative humidity at a peel speed of 300 mm / min and a peel angle of 180 °. An etched PET film with a thickness of 36 μm, as is available from Coveme (Italy), is used as the reinforcement film. Gluing a 2 cm wide The measuring strip is made using a rolling machine weighing 4 kg at a temperature of 23 ° C. The tape is peeled off immediately after application. The measured value (in N / cm) was the mean value from three individual measurements.
Haftklebstoffe wirken somit bei Raumtemperatur permanent haftklebrig, weisen also eine hinreichend geringe Viskosität und eine hohe Anfassklebrigkeit auf, so dass sie die Oberfläche des jeweiligen Klebegrunds bereits bei geringem Andruck benetzen. Die Verklebbarkeit der Haftklebestoffe beruht auf ihren adhäsiven Eigenschaften und die Wiederablösbarkeit auf ihren kohäsiven Eigenschaften. Pressure-sensitive adhesives thus have a permanently tacky effect at room temperature, that is to say they have a sufficiently low viscosity and high tack so that they wet the surface of the respective adhesive base even with a slight pressure. The adhesiveness of the pressure-sensitive adhesives is based on their adhesive properties and the redetachability on their cohesive properties.
Haftklebrige Reaktivklebstoffe haben bei Raumtemperatur haftklebrige Eigenschaften (und sind in diesem Zustand insbesondere viskoelastisch), weisen aber bei und nach der Härtung das Verhalten von Reaktivklebstoffen auf. Pressure-sensitive reactive adhesives have pressure-sensitive adhesive properties at room temperature (and are especially viscoelastic in this state), but exhibit the behavior of reactive adhesives during and after curing.
Erfindungsgemäß wird die härtbare Zusammensetzung, insbesondere der Haftklebstoff, film beziehungsweise bevorzugt schichtförmig als Bestandteil eines Klebebandes verwendet. According to the invention, the curable composition, in particular the pressure-sensitive adhesive, is used in film or preferably in layer form as a component of an adhesive tape.
Hierzu wird die härtbare Zusammensetzung, insbesondere der Haftklebstoff, bevorzugt als Schicht auf einen permanenten oder einen temporär vorliegenden Träger aufgebracht, insbesondere mit den dem Fachmann bekannten Beschichtungsverfahren. Die Beschichtung des bahnförmigen Materials erfolgt bevorzugt lösemittelfrei, beispielsweise mittels Düsenbeschichtung oder mit einem Mehrwalzenauftragswerk. Besonders effektiv und vorteilhaft kann dies mit einem 2- bis 5-Walzenauftragswerk erfolgen, beispielweise mit einem 4- Walzenauftragswerk erfolgen, so dass die Selbstklebemasse bei Durchgang durch ein oder mehrere Walzenspalte vor Übergabe auf das bahnförmige Material auf die gewünschte Dicke ausgeformt wird. Die Walzen des Auftragswerkes können dabei einzeln temperiert werden, beispielsweise auf Temperaturen von 20 °C bis 150 °C eingestellt werden. For this purpose, the curable composition, in particular the pressure-sensitive adhesive, is preferably applied as a layer to a permanent or a temporary carrier, in particular using the coating processes known to the person skilled in the art. The coating of the web-like material is preferably carried out solvent-free, for example by means of nozzle coating or with a multi-roller applicator. This can be done particularly effectively and advantageously with a 2- to 5-roller applicator, for example with a 4-roller applicator, so that the self-adhesive mass is shaped to the desired thickness when passing through one or more roller gaps before transfer to the web-like material. The rollers of the applicator can be individually tempered, for example set to temperatures of 20 ° C to 150 ° C.
Permanente Träger sind insbesondere dauerhafter Bestandteil von ein- oder doppelseitig klebender Klebebänder, bei denen eine beziehungsweise beide der außenliegenden Flächen des Klebebandes durch eine (Haft-)Klebstoffschicht gebildet wird. Die Klebstoffschichten können zur besseren Handhabbarkeit mit antiadhäsiven Trennschichten, wie etwa silikonisierten Papieren, abgedeckt sein, die zur Verklebung jeweils entfernt werden. Permanent carriers are, in particular, permanent components of single- or double-sided adhesive tapes in which one or both of the outer surfaces of the adhesive tape is formed by an (pressure-sensitive) adhesive layer. For better handling, the adhesive layers can be covered with anti-adhesive separating layers, such as siliconized papers, which are removed in each case for bonding.
Der allgemeine Ausdruck „Klebeband" umfasst somit einerseits ein Trägermaterial, welches ein- oder beidseitig mit einer (Haft)klebemasse versehen ist und gegebenenfalls weitere, dazwischenliegende Schichten aufweisen kann. Insbesondere umfasst der Ausdruck „Klebeband" im Sinne der vorliegenden Erfindung sogenannte „Transferklebebänder", das heißt Klebebänder ohne permanente Träger, insbesondere einschichtige Klebebänder ohne permanente Träger. The general expression “adhesive tape” thus encompasses, on the one hand, a carrier material which is provided with an (pressure-sensitive) adhesive on one or both sides and can optionally have further layers in between. In particular, the term “adhesive tape” in the context of the present invention encompasses so-called “transfer adhesive tapes”, that is to say adhesive tapes without a permanent carrier, in particular single-layer adhesive tapes without a permanent carrier.
Solche erfindungsgemäßen Transferklebebänder sind vor der Applikation auf einen temporären Träger aufgebracht. Als temporäre Träger dienen dabei insbesondere flexible folienförmige Materialien (Kunststofffolien, Papiere oder dergleichen), die mit einer Trennschicht versehen sind (beispielsweise silikonisiert sind) und/oder anti-adhäsive Eigenschaften aufweisen (sogenannte Trennmaterialien, Liner oder Releaseliner). Such adhesive transfer tapes according to the invention are applied to a temporary carrier prior to application. In particular, flexible sheet-like materials (plastic films, papers or the like) which are provided with a separating layer (for example siliconized) and / or have anti-adhesive properties (so-called separating materials, liners or release liners) serve as temporary carriers.
Temporäre Träger dienen insbesondere dazu, einschichtige oder ansonsten nicht selbsttragende Klebebänder - die also insbesondere nur aus der (Haft-)Klebemassenschicht bestehen - handhabbar zu machen und zu schützen. Temporary carriers are used in particular to make single-layer or otherwise non-self-supporting adhesive tapes - that is, in particular only composed of the (pressure-sensitive) adhesive layer - manageable and to protect.
Der temporäre T räger ist leicht entfernbar und wird bei der Anwendung entfernt (in der Regel nach Aufbringung der freien Klebebandoberfläche auf das erste Substrat und vor Verklebung der anderen, zunächst abgedeckten Klebebandoberfläche auf dem zweiten Substrat), so dass die Klebemassenschicht als doppelseitig klebendes Klebeband genutzt werden kann. Erfindungsgemäße Transferklebebänder können vor der Applikation auch zwei temporäre Träger aufweisen, zwischen denen die Klebemasse als Schicht vorliegt. Zur Applikation wird dann regelmäßig zunächst ein Liner entfernt, die Klebemasse appliziert und dann der zweite Liner entfernt. Die Klebemasse kann so direkt zur Verbindung zweier Oberflächen verwendet werden. Derartige trägerlose Transferklebebänder sind erfindungsgemäß besonders bevorzugt. Mit einem solchen erfindungsgemäßen haft-klebrigen trägerlosen Transferklebeband wird eine in Positionierung und Dosierung sehr genaue Verklebung ermöglicht. The temporary carrier can be easily removed and is removed during use (usually after the free adhesive tape surface has been applied to the first substrate and before the other, initially covered, adhesive tape surface is bonded to the second substrate), so that the adhesive layer is used as a double-sided adhesive tape can be. Adhesive transfer tapes according to the invention can, before application, also have two temporary carriers, between which the adhesive is present as a layer. For application, a liner is then regularly first removed, the adhesive applied and then the second liner removed. The adhesive can thus be used directly to connect two surfaces. Such carrierless adhesive transfer tapes are particularly preferred according to the invention. With such a tacky, backing-free adhesive transfer tape according to the invention, an adhesive bond that is very precise in terms of positioning and dosing is made possible.
Es sind auch Klebebänder möglich, bei denen nicht mit zwei Linern, sondern mit einem einzigen doppelseitig trennend ausgerüstet Liner gearbeitet wird. Die Klebebandbahn ist dann an ihrer Oberseite mit der einen Seite eines doppelseitig trennend ausgerüsteten Liners abgedeckt, ihre Unterseite mit der Rückseite des doppelseitig trennend ausgerüsteten Liners, insbesondere einer benachbarten Windung auf einem Ballen oder einer Rolle. Adhesive tapes are also possible in which one does not work with two liners, but with a single liner equipped with double-sided separation. The upper side of the adhesive tape web is then covered with one side of a double-sided separating liner, its underside with the back of the double-sided separating liner, in particular an adjacent turn on a bale or roll.
Insbesondere unterscheiden sich Klebebänder also - unabhängig davon, ob sie einen Träger aufweisen oder trägerlos, also Transferklebebänder, sind - von Klebmassenschichten, die etwa als Flüssigkleber auf einem Substrat vorliegen, dadurch, dass die Klebebänder selbsttragend sind, also als eigenständiges Produkt gehandhabt werden können. Hierzu weist die Klebmassenschicht eine hinreichende Kohäsion auf und/oder die Gesamtheit der das Klebeband bildenden Schichten insbesondere eine hinreichende Stabilität auf. In particular, adhesive tapes differ - regardless of whether they have a carrier or are without a carrier, i.e. adhesive transfer tapes - from layers of adhesive that are present on a substrate as a liquid adhesive, for example, in that the adhesive tapes are self-supporting, i.e. can be handled as an independent product. To this end, the The layer of adhesive has sufficient cohesion on and / or the entirety of the layers forming the adhesive tape, in particular, sufficient stability.
Klebebänder, die ein- oder beidseitig mit Klebstoffen beschichtet sind, werden am Ende des Herstellungsprozesses zumeist zu einer Rolle in Form einer archimedischen Spirale aufgewickelt oder kreuzgespult. Um bei doppelseitig klebenden Klebebändern zu verhindern, dass die Klebemassen miteinander in Kontakt kommen, oder um bei einseitig klebenden Klebebändern eine Verklebung der Klebemasse auf dem Träger zu verhindern, können die Klebebänder, sofern nicht bereits auf einem Liner vorliegend, vor dem Wickeln vorteilhaft ein- oder beidseitig mit einem Liner eingedeckt werden, der zusammen mit dem Klebeband aufgewickelt wird. Neben der Abdeckung von ein- oder doppelseitig klebenden Klebebändern werden Liner auch zur Eindeckung von reinen Klebemassen (Transfer-klebeband) und Klebebandabschnitten (z.B. Etiketten) eingesetzt. Diese Liner sorgen des Weiteren dafür, dass die Klebemasse vor der Anwendung nicht verschmutzt wird. Adhesive tapes that are coated on one or both sides with adhesives are usually wound or cross-wound into a roll in the form of an Archimedean spiral at the end of the manufacturing process. In order to prevent the adhesives from coming into contact with one another in the case of double-sided adhesive tapes, or in order to prevent the adhesive from sticking to the carrier in the case of single-sided adhesive tapes, the adhesive tapes, if not already present on a liner, can advantageously be or covered on both sides with a liner that is rolled up together with the adhesive tape. In addition to covering single- or double-sided adhesive tapes, liners are also used to cover pure adhesive compounds (adhesive transfer tape) and sections of adhesive tape (e.g. labels). These liners also ensure that the adhesive is not soiled before use.
Filmbildner-Matrix Film former matrix
Das erfindungsgemäße Klebeband umfasst eine polymere Filmbildner-Matrix, in der die härtbare Zusammensetzung, die zumindest ein Epoxidharz sowie zumindest ein Härtungsreagenz für das Epoxidharz umfasst, enthalten ist. Derartige Klebebänder umfassen somit einen Klebefilm, der grundsätzlich ausgebildet ist aus einer polymeren filmbildenden Matrix (im Rahmen dieser Schrift kurz als „Filmbildner-Matrix“ bezeichnet) mit der darin eingebetteten härtbaren Zusammensetzung, die insbesondere als Reaktivklebstoff dient. Die Filmbildner-Matrix bildet dabei einen selbsttragenden dreidimensionalen Film aus (wobei die räumliche Ausdehnung in Dickenrichtung des Films in der Regel sehr viel kleiner ist als die räumlichen Ausdehnungen in Längs- und Querrichtung, also als in den zwei Raumrichtungen der Flächenausdehnung des Films; zur Bedeutung des Begriffs „Film“ siehe hierzu auch weiter unten). In dieser Filmbildner- Matrix ist die härtbare Zusammensetzung, insbesondere der Reaktivklebstoff, bevorzugt im Wesentlichen räumlich gleichverteilt (homogen), insbesondere so dass der Reaktivklebstoff - der ohne die Matrix gegebenenfalls nicht selbsttragend wäre - im erfindungsgemäßen Klebefilm im Wesentlichen die gleiche (makroskopische) Raumverteilung einnimmt wie die Filmbildner-Matrix. The adhesive tape according to the invention comprises a polymeric film-forming matrix in which the curable composition, which comprises at least one epoxy resin and at least one curing reagent for the epoxy resin, is contained. Such adhesive tapes thus comprise an adhesive film which is basically formed from a polymeric film-forming matrix (referred to as “film-forming matrix” for short in this document) with the curable composition embedded therein, which serves in particular as a reactive adhesive. The film-forming matrix forms a self-supporting three-dimensional film (the spatial expansion in the thickness direction of the film is usually much smaller than the spatial expansion in the longitudinal and transverse directions, i.e. than in the two spatial directions of the surface area of the film; of importance of the term “film”, see also below). In this film-forming matrix, the curable composition, in particular the reactive adhesive, is preferably essentially spatially evenly distributed (homogeneously), in particular so that the reactive adhesive - which might not be self-supporting without the matrix - has essentially the same (macroscopic) spatial distribution in the adhesive film according to the invention like the film-forming matrix.
Aufgabe dieser Matrix ist es, ein inertes Grundgerüst für die reaktiven Monomere und/oder Reaktivharze zu bilden, so dass diese in einem Film oder einer Folie eingelagert sind. Somit können auch ansonsten flüssige Systeme in Filmform angeboten werden. Auf diese Art und Weise wird eine einfachere Handhabung gewährleistet. Die der Filmbildner-Matrix zugrunde liegenden Polymere sind dabei durch hinreichende Wechselwirkungen der Makromoleküle untereinander in der Lage, einen selbsttragenden Film ausbilden zu können, beispielweise - ohne sich hierdurch im Erfindungsgedanken unnötig beschränken zu wollen - durch Ausbildung eines Netzwerks aufgrund physikalischer und/oder chemischer Vernetzung. The task of this matrix is to form an inert basic structure for the reactive monomers and / or reactive resins so that these are embedded in a film or a foil. This means that otherwise liquid systems can also be offered in film form. That way easier handling is guaranteed. The polymers on which the film-forming matrix is based are able to form a self-supporting film through sufficient interactions between the macromolecules, for example - without wishing to restrict the concept of the invention unnecessarily - through the formation of a network based on physical and / or chemical crosslinking .
Inert bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die reaktiven Monomere und/oder Reaktivharze unter geeignet gewählten Bedingungen (z. B. bei ausreichend geringen Temperaturen) im Wesentlichen nicht mit der polymeren Filmbildner-Matrix reagieren. Inert means in this context that the reactive monomers and / or reactive resins essentially do not react with the polymeric film-forming matrix under suitably selected conditions (for example at sufficiently low temperatures).
Als geeignete Filmbildner-Matrices zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise ein thermoplastisches Homopolymer oder ein thermoplastisches Copolymer eingesetzt (im Rahmen dieser Schrift zusammenfassend als „Polymere“ bezeichnet), oder ein Blend aus thermoplastischen Homopolymeren oder aus thermoplastischen Copolymeren oder aus einem oder mehreren thermoplastischen Homopolymeren mit einem oder mehreren thermoplastischen Copolymeren. In einer bevorzugten Vorgehensweise werden ganz oder teilweise semikristalline thermoplastische Polymere eingesetzt. Suitable film-forming matrices for use in the present invention are preferably a thermoplastic homopolymer or a thermoplastic copolymer (collectively referred to as “polymers” in this document), or a blend of thermoplastic homopolymers or thermoplastic copolymers or one or more thermoplastic Homopolymers with one or more thermoplastic copolymers. In a preferred procedure, completely or partially semicrystalline thermoplastic polymers are used.
Als thermoplastische Polymere können grundsätzlich beispielsweise Polyester, Copolyester, Polyamide, Copolyamide, Polyacrylsäureester, Acrylsäureester-Copolymere, Polymethacrylsäureester, Methacrylsäureester-Copolymere, thermoplastische Polyurethane sowie chemisch oder physikalisch vernetzte Stoffe der zuvor genannten Verbindungen gewählt werden. Die genannten Polymere können jeweils als einzig eingesetztes Polymer oder als Komponente eines Blends verwendet werden. As thermoplastic polymers, for example polyesters, copolyesters, polyamides, copolyamides, polyacrylic acid esters, acrylic acid ester copolymers, polymethacrylic acid esters, methacrylic acid ester copolymers, thermoplastic polyurethanes and chemically or physically crosslinked substances of the aforementioned compounds can be chosen. The polymers mentioned can each be used as the only polymer used or as a component of a blend.
Weiterhin sind auch Elastomere und - als Vertreter der bereits genannten thermoplastischen Polymere - thermoplastische Elastomere alleinig oder im Gemisch als polymere Filmbildner- Matrix denkbar. Bevorzugt werden thermoplastische Elastomere, insbesondere semikristalline. Die genannten - insbesondere thermoplastischen - Elastomere können jeweils als einzig eingesetztes Polymer oder als Komponente eines Blends, beispielweise mit weiteren Elastomeren und/oder thermoplastischen Elastomeren und/oder anderen thermoplastischen Polymeren, wie beispielweise solchen im vorstehenden Absatz genannten Vertretern, verwendet werden. Furthermore, elastomers and - as representatives of the thermoplastic polymers already mentioned - thermoplastic elastomers alone or in a mixture as a polymeric film-forming matrix are conceivable. Thermoplastic elastomers, in particular semicrystalline, are preferred. The named - in particular thermoplastic - elastomers can each be used as the only polymer used or as a component of a blend, for example with further elastomers and / or thermoplastic elastomers and / or other thermoplastic polymers, such as those mentioned in the preceding paragraph.
Besonders bevorzugt sind thermoplastische Polymere mit Erweichungstemperaturen kleiner als 100 °C. In diesem Zusammenhang steht der Begriff Erweichungstemperatur für die Temperatur, ab der das thermoplastische Granulat mit sich selbst verklebt. Wenn es sich bei dem Bestandteil der polymeren Filmbildner-Matrix um ein semikristallines thermoplastisches Polymer handelt, dann weist es sehr bevorzugt neben seiner Erweichungstemperatur (die mit dem Schmelzen der Kristallite zusammenhängt) eine Glasübergangstemperatur von höchstens 25 °C, bevorzugt höchstens 0 °C auf. Thermoplastic polymers with softening temperatures below 100 ° C. are particularly preferred. In this context, the term softening temperature stands for the temperature from which the thermoplastic granulate sticks to itself. If the component is If the polymeric film former matrix is a semicrystalline thermoplastic polymer, then it very preferably has a glass transition temperature of at most 25 ° C., preferably at most 0 ° C., in addition to its softening temperature (which is related to the melting of the crystallites).
In einer bevorzugten, erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein thermoplastisches Polyurethan eingesetzt. Vorzugsweise besitzt das thermoplastische Polyurethan eine Erweichungstemperatur von kleiner als 100 °C, insbesondere kleiner als 80 °C. In a preferred embodiment according to the invention, a thermoplastic polyurethane is used. The thermoplastic polyurethane preferably has a softening temperature of less than 100.degree. C., in particular less than 80.degree.
In einer besonders bevorzugten, erfindungsgemäßen Ausführungsform wird Desmomelt 530® als polymere Filmbildner-Matrix eingesetzt, das im Handel bei der Bayer Material Science AG, 51358 Leverkusen, Deutschland, erhältlich ist. Desmomelt 530® ist ein hydroxyl-terminiertes, weitgehend lineares, thermoplastisches, stark kristallisierendes Polyurethan-Elastomer. In a particularly preferred embodiment according to the invention, Desmomelt 530® is used as a polymeric film-forming matrix, which is commercially available from Bayer Material Science AG, 51358 Leverkusen, Germany. Desmomelt 530® is a hydroxyl-terminated, largely linear, thermoplastic, strongly crystallizing polyurethane elastomer.
Vorteilhaft können beispielsweise 5 bis 80 Gew.-Teile wenigstens der polymeren Filmbildner- Matrix innerhalb eines reaktiven Klebstofffilms eingesetzt werden. Die Menge der polymeren Filmbildner-Matrix innerhalb eines reaktiven Klebstofffilms liegt bevorzugt erfindungsgemäß im Bereich von etwa 15 bis 60 Gew.%, bevorzugt etwa 30 bis 50 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge an Polymeren der polymeren Filmbildner-Matrix und Reaktivharzen der härtbaren Zusammensetzung. Klebmassen mit besonders hohen Verklebungsfestigkeiten nach Aushärtung werden erhalten, wenn der Anteil der Filmbildnermatrix im Bereich von 15 bis 25 Gew.-% liegt. Solche Klebmassen, insbesondere mit weniger als 20% Filmbildnermatrix sind im unausgehärteten Zustand sehr weich und weniger formstabil. Die Formstabilität ist verbessert, wenn mehr als 20 Gew.-%, insbesondere mehr als 30% verwendet werden. Zwischen 40 und 50 Gew.-% werden Haftklebmassen erhalten, die im Bezug auf Formstabilität die besten Eigenschaften aufzeigen, jedoch sinkt die maximal erreichbare Verklebungsfestigkeit. Sehr ausgewogene Klebmassen im Bezug auf Formstabilität und Verklebungsfestigkeit werden im Bereich von 30 bis 40 Gew.-% Filmbildnermatrix erhalten Die vorstehende Gew.-%-Angaben sind hier jeweils bezogen auf die Summe aus die Filmbildner-Matrix bildenden Polymeren und Epoxidharzen. For example, 5 to 80 parts by weight of at least the polymeric film-forming agent matrix can advantageously be used within a reactive adhesive film. According to the invention, the amount of the polymeric film-forming agent matrix within a reactive adhesive film is preferably in the range from about 15 to 60% by weight, preferably from about 30 to 50% by weight, based on the total amount of polymers of the polymeric film-forming matrix and reactive resins of the curable composition . Adhesives with particularly high bond strengths after curing are obtained when the proportion of the film-forming matrix is in the range from 15 to 25% by weight. Such adhesives, in particular with less than 20% film-forming matrix, are very soft and less dimensionally stable in the uncured state. The dimensional stability is improved if more than 20% by weight, in particular more than 30%, are used. Between 40 and 50% by weight pressure-sensitive adhesives are obtained which exhibit the best properties with regard to dimensional stability, but the maximum achievable bond strength drops. Very balanced adhesives with regard to dimensional stability and bond strength are obtained in the range from 30 to 40% by weight of film-forming matrix. The above% by weight figures are in each case based on the sum of the polymers and epoxy resins forming the film-forming matrix.
In einer weiteren sehr bevorzugten Vorgehensweise werden als Matrixpolymere nicht thermoplastische Elastomere eingesetzt. Bei den nicht-thermoplastischen Elastomeren kann es sich insbesondere um einen Nitrilkautschuk oder eine Mischung mehrerer Nitrilkautschuke oder eine Mischung eines oder mehrerer anderer nicht-thermoplastischer Elastomere mit einem oder mehreren Nitrilkautschuken handeln. In a further very preferred procedure, non-thermoplastic elastomers are used as matrix polymers. The non-thermoplastic elastomers can in particular be a nitrile rubber or a mixture of several nitrile rubbers or act as a mixture of one or more other non-thermoplastic elastomers with one or more nitrile rubbers.
Als „nicht-thermoplastisch“ im Sinne der vorliegenden Schrift werden solche Substanzen beziehungsweise Zusammensetzungen verstanden, die bei Erwärmung auf eine Temperatur von 150 °C, bevorzugt bei Erwärmung auf eine Temperatur von 200 °C, sehr bevorzugt bei Erwärmung auf eine Temperatur von 250 °C kein thermoplastisches Verhalten zeigen, insbesondere derart, dass sie im Thermoplastizitäts-Test (siehe Experimenteller Teil) als nicht thermoplastisch gelten. “Non-thermoplastic” in the context of the present specification is understood to mean those substances or compositions which, when heated to a temperature of 150 ° C, preferably when heated to a temperature of 200 ° C, very preferably when heated to a temperature of 250 ° C show no thermoplastic behavior, in particular in such a way that they are not considered thermoplastic in the thermoplasticity test (see experimental part).
Der Begriff .Nitrilkautschuk' steht wie üblich für .Acrylnitril-Butadien-Kautschuk', Kurzzeichen NBR, abgeleitet von nitrile butadiene rubber, und bezeichnet Synthesekautschuke, die durch Copolymerisation von Acrylnitril und Butadien in Masseverhältnissen von ungefähr 10 : 90 bis 52 : 48 (Acrylnitril : Butadien) gewonnen werden. The term "nitrile rubber" stands for "acrylonitrile butadiene rubber", the abbreviation NBR, derived from nitrile butadiene rubber, and denotes synthetic rubbers that are produced by copolymerizing acrylonitrile and butadiene in mass ratios of approximately 10:90 to 52:48 (acrylonitrile : Butadiene) can be obtained.
Die Herstellung von Nitrilkautschuken erfolgt praktisch ausschließlich in wässriger Emulsion. Im Stand der Technik werden die dabei resultierenden Emulsionen einerseits als solche (NBR-Latex) eingesetzt oder andererseits zum Festkautschuk aufgearbeitet. Nitrile rubbers are produced almost exclusively in an aqueous emulsion. In the prior art, the resulting emulsions are used as such (NBR latex) on the one hand or worked up to solid rubber on the other.
Die Eigenschaften des Nitrilkautschuks hängen ab vom Verhältnis der Ausgangsmonomeren und von seiner Molmasse. Aus Nitrilkautschuk zugängliche Vulkanisate besitzen hohe Beständigkeit gegenüber Kraftstoffen, Ölen, Fetten und Kohlenwasserstoffen und zeichnen sich gegenüber solchen aus Naturkautschuk durch günstigeres Alterungsverhalten, niedrigeren Abrieb und verminderte Gasdurchlässigkeit aus. The properties of nitrile rubber depend on the ratio of the starting monomers and on its molar mass. Vulcanizates made from nitrile rubber have a high resistance to fuels, oils, fats and hydrocarbons and are distinguished from those made from natural rubber by their more favorable aging behavior, lower abrasion and reduced gas permeability.
Nirilkautschuke sind in einer großen Bandbreite verfügbar. Neben dem Acrylnitril-Gehalt erfolgt die Unterscheidung der verschiedenen Typen insbesondere anhand der Viskosität des Kautschuks. Diese wird üblicherweise durch die Mooney-Viskosität angegeben. Diese wiederum wird zum einen durch die Anzahl der Kettenverzweigungen im Polymer und zum anderen durch die Molmasse bestimmt. Prinzipiell unterscheidet man bei der Polymerisation zwischen der sogenannten Kalt- und der Heißpolymerisation. Die Kaltpolymerisation erfolgt üblicherweise bei Temperaturen von 5 bis 15 °C und führt im Gegensatz zur Heißpolymerisation, die üblicherweise bei 30 bis 40 °C durchgeführt wird, zu einer geringeren Anzahl von Kettenverzeigungen. Erfindungsgemäß geeignete Nitrilkautschuke sind von einer Vielzahl von Herstellern wie zum Beispiel Nitriflex, Zeon, LG Chemicals und Lanxess erhältlich. Niril rubbers are available in a wide range. In addition to the acrylonitrile content, the different types are distinguished in particular on the basis of the viscosity of the rubber. This is usually indicated by the Mooney viscosity. This in turn is determined on the one hand by the number of chain branches in the polymer and on the other hand by the molar mass. In principle, a distinction is made between so-called cold and hot polymerization in polymerization. The cold polymerization is usually carried out at temperatures of 5 to 15 ° C. and, in contrast to the hot polymerization, which is usually carried out at 30 to 40 ° C., leads to a lower number of chain branches. Nitrile rubbers suitable according to the invention are available from a large number of manufacturers such as, for example, Nitriflex, Zeon, LG Chemicals and Lanxess.
Carboxylierte Nitrilkautschuk-Typen entstehen durch Terpolymerisation von Acrylnitril und Butadien mit kleinen Anteilen an Acrylsäure und/oder Methacrylsäure in Emulsion. Sie zeichnen sich durch hohe Festigkeit aus. Die selektive Hydrierung der C=C-Doppelbindung von Nitrilkautschuk führt zu hydrierten Nitrilkautschuken (H-NBR) mit verbesserter Beständigkeit gegen Temperaturerhöhung (bis 150 °C in Heißluft oder Ozon) oder Quellmittel (zum Beispiel schwefelhaltige Rohöle, Brems- beziehungsweise Hydraulikflüssigkeiten). Die Vulkanisation erfolgt mit üblichen Schwefelvernetzern, Peroxiden oder mittels energiereicher Strahlung. Carboxylated nitrile rubber types are produced by the terpolymerization of acrylonitrile and butadiene with small amounts of acrylic acid and / or methacrylic acid in emulsion. They are characterized by high strength. The selective hydrogenation of the C = C double bond of nitrile rubber leads to hydrogenated nitrile rubbers (H-NBR) with improved resistance against temperature increases (up to 150 ° C in hot air or ozone) or swelling agents (e.g. sulfur-containing crude oils, brake or hydraulic fluids). Vulcanization takes place with common sulfur crosslinkers, peroxides or by means of high-energy radiation.
Neben carboxylierten oder hydrierten Nitrilkautschuken gibt es auch flüssige Nitrilkautschuke. Diese werden während der Polymerisation durch die Zugabe von Polymerisationsreglern in ihrer Molmasse begrenzt und werden daher als flüssige Kautschuke erhalten. In addition to carboxylated or hydrogenated nitrile rubbers, there are also liquid nitrile rubbers. These are limited in their molar mass during the polymerization by the addition of polymerization regulators and are therefore obtained as liquid rubbers.
Zwecks verbesserter Verarbeitungsfähigkeit von Kautschuken, beispielsweise dem Granulieren von Granulat aus großen Kautschukballen vor der Weiterverarbeitung in Mischern, werden dem Kautschuken häufig inerte Trennhilfsmittel wie Talkum, Silicate (Talk, Ton, Glimmer), Zinkstearat und PVC-Puder zugesetzt. In order to improve the processability of rubbers, for example granulating granules from large rubber balls before further processing in mixers, inert separating aids such as talc, silicates (talc, clay, mica), zinc stearate and PVC powder are often added to the rubbers.
In einer Ausführungsvariante der Erfindung werden als nicht-thermoplastsiche Elastomere teilweise oder ausschließlich solche Nitrilkautschuke eingesetzt, die einen Acrylnitrilanteil von mindestens 25 %, bevorzugt von mindestens 30 %, sehr bevorzugt von mindestens 35 % besitzen. In one embodiment of the invention, the non-thermoplastic elastomers used are partially or exclusively those nitrile rubbers which have an acrylonitrile content of at least 25%, preferably at least 30%, very preferably at least 35%.
In hervorragender Weise lassen sich als Matrixpolymere heißpolymerisierte Nitrilkautschuke einsetzen. Solche Nitrilkautschuke sind hochverzweigt, besitzen daher eine besonders hohen Neigung zur physikalischen Anvernetzung und zeigen somit besonders gute Scherfestigkeiten auch im unausgehärteten Zustand. Hot-polymerized nitrile rubbers can be used excellently as matrix polymers. Such nitrile rubbers are highly branched and therefore have a particularly high tendency towards physical crosslinking and thus show particularly good shear strengths even in the uncured state.
Härtungsreagenz Hardening reagent
Wie bereits vorstehend dargelegt umfasst das Härtungsreagenz die Gesamtheit der vorliegenden Beschleuiger und mindestens einen Härter, wobei zumindest ein erfindungsgemäßes Copolymer als Beschleuniger anwesend ist. As already stated above, the hardening reagent comprises all of the present accelerators and at least one hardener, with at least one copolymer according to the invention being present as accelerator.
Erfindungsgemäße Copolymere müssen üblicherweise nicht in stöchiometrischen Mengen, bezogen auf die Funktionalität des zu härtenden Epoxidharzes, eingesetzt werden, um gute Wirkung zu entfalten. Copolymers according to the invention usually do not have to be used in stoichiometric amounts, based on the functionality of the epoxy resin to be cured, in order to develop a good effect.
Typische Einsatzmengen betragen 15 bis 35 Gew.-Teile auf 100 Gew. -Teile des/der zu härtenden Epoxidharze(s). Werden mehrere erfindungsgemäße Copolymere eingesetzt, so liegt die Summe der eingesetzten Mengen vorteilhaft im vorgenannten Bereich. Typical amounts used are 15 to 35 parts by weight per 100 parts by weight of the epoxy resin (s) to be cured. If several copolymers according to the invention are used, the sum of the amounts used is advantageously in the abovementioned range.
In alternativen Ausführungsformen liegt die Einsatzmenge der erfindungsgemäßen Copolymere vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-Teile, insbesondere von 0,5 bis 5 Gew.-Teile, bevorzugt von 1 bis 3 Gew.-Teile, jeweils bezogen auf 100 Gew.-Teile des/der zu härtenden Epoxidharze(s) - insbesondere wenn das Copolymer - beispielsweise in Kombination mit Dicyandiamid, - eingesetzt werden. In einigen Fällen werden vorteilhaft Mengen im Bereich von 4 - 8 Gew.-Teile verwendet. In alternative embodiments, the amount used of the copolymers according to the invention is preferably in the range from 0.1 to 10 parts by weight, in particular from 0.5 to 5 parts by weight, preferably from 1 to 3 parts by weight, based in each case on 100 parts by weight . -Parts of the epoxy resin (s) to be cured - especially if the copolymer - for example in combination with Dicyandiamide, - are used. In some cases, amounts in the range of 4-8 parts by weight are advantageously used.
Die Zusammensetzungen können im Härtungsreagenz noch mindestens einen weiteren, von den Copolymeren der vorliegenden Erfindung verschiedenen, Beschleuniger enthalten. Diese sind dem Fachmann auf dem Gebiet der härtbaren Klebemassen bekannt. The compositions can also contain at least one further accelerator different from the copolymers of the present invention in the curing reagent. These are known to those skilled in the art of curable adhesives.
Das Härtungsreagenz umfasst - zusätzlich zu dem bzw. den erfindungsgemäßen Copolymer(en) - einen oder mehrere Härter für die Epoxidharze und gegebenenfalls einen oder mehrere weitere Beschleuniger für die Härtungsreaktion der Epoxidharze, wobei diese Härter beziehungsweise Beschleuniger keine erfindungsgemäßen Copolymere sind. The curing reagent comprises - in addition to the copolymer (s) according to the invention - one or more hardeners for the epoxy resins and optionally one or more further accelerators for the curing reaction of the epoxy resins, these hardeners or accelerators not being copolymers according to the invention.
Als solche zusätzlichen Härter beziehungsweise Beschleuniger können insbesondere vorteilhaft Verbindungen aus der folgenden Liste aus Dicyandiamid, Anhydriden, Epoxy-Amin-Addukten, Hydraziden und Reaktionsprodukten aus Disäuren und multifunktionellen Aminen gewählt werden. Als Reaktionsprodukte aus Disäuren und multifunktionellen Aminen kommen beispielsweise Reaktionsprodukte aus Phthalsäure und Diethylentriamin in Betracht. Compounds from the following list of dicyandiamide, anhydrides, epoxy-amine adducts, hydrazides and reaction products of diacids and multifunctional amines can particularly advantageously be selected as such additional hardeners or accelerators. Reaction products from diacids and multifunctional amines are, for example, reaction products from phthalic acid and diethylenetriamine.
In einer sehr bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst das Härtungsreagenz Dicyandiamid sowie ein oder mehrere erfindungsgemäße(s) Copolymer(e). Noch weiter bevorzugt besteht das Härtungsreagenz ausschließlich aus Dicyandiamid sowie einem oder mehreren erfindungsgemäßen Copolymeren. In Kombination mit Dicyandiamid übernimmt das mindestens eine erfindungsgemäße Copolymer die Wirkung eines Beschleunigers, erhöht also die Reaktionsgeschwindigkeit der Härtungsreaktion des Epoxidharzes vergleichen mit der Situation, bei der Dicyandiamid als einzige Komponente des Härtungsreagenzes vorliegen würde. Gegenstand der Erfindung ist somit weiterhin ein Klebeband umfassend zumindest eine Schicht einer haftklebrigen Klebemasse, wobei die Klebemasse eine polymere Filmbildner-Matrix sowie eine härtbare Zusammensetzung umfasst, wobei die härtbare Zusammensetzung zumindest ein Epoxidharz sowie zumindest ein Härtungsreagenz für das Epoxidharz umfasst, und wobei das Härtungsreagenz i) zumindest ein erfindungsgemäßes Copolymer und ii) Dicyandiamid umfasst oder hieraus besteht. Stöchimetrische Härter wie beispielsweise Dicyandiamid werden bevorzugt auf die Epoxidmenge des Klebstoffes bezogen eingesetzt. Dazu wird zunächst der EEW der Epoxidmischung nach folgender Formel berechnet: wobei rriges = Summe m, rrii Massen der einzelnen Komponenten i der Mischung EEW, = Epoxyäquivalente der Komponenten i In a very preferred embodiment of the invention, the curing reagent comprises dicyandiamide and one or more copolymer (s) according to the invention. Even more preferably, the curing reagent consists exclusively of dicyandiamide and one or more copolymers according to the invention. In combination with dicyandiamide, the at least one copolymer according to the invention takes on the effect of an accelerator, i.e. increases the reaction rate of the curing reaction of the epoxy resin compared to the situation in which dicyandiamide would be the only component of the curing reagent. The invention thus furthermore relates to an adhesive tape comprising at least one layer of a pressure-sensitive adhesive, the adhesive comprising a polymeric film-forming matrix and a curable composition, the curable composition comprising at least one epoxy resin and at least one curing reagent for the epoxy resin, and the curing reagent i) comprises or consists of at least one copolymer according to the invention and ii) dicyandiamide. Stoichimetric hardeners such as dicyandiamide are preferably used based on the amount of epoxy in the adhesive. To do this, the EEW of the epoxy mixture is first calculated using the following formula: where rriges = sum m, rrii masses of the individual components i of the mixture EEW, = epoxy equivalents of the components i
Die Härtermenge mH ergibt sich dann aus dem Aminäquivalent des Härters (AEW) und dem EEWges der Epoxidmischung wie folgt: mH = AEW * ( mi/ EEWges ) The amount of hardener m H results from the amine equivalent of the hardener (AEW) and the EEWges of the epoxy mixture as follows: m H = AEW * (mi / EEWges)
Das/Die als Beschleuniger wirkende(n) erfindungsgemäßen Copolymer(e) wird/werden dann vorteilhaft von 0,1 bis 10 Gew.-Teile, insbesondere von 0,5 bis 5 Gew.-Teile, bevorzugt von 1 bis 3 Gew.-Teile eingesetzt, jeweils bezogen auf 100 Gew.-Teile des zu härtenden Epoxidharzes. In einigen Fällen - vor allen Dingen, wenn die erfindungsgemäße Copolymere ein etwas schwächerer Beschleuniger sind - werden Mengen im Bereich von 4 - 8 Gew.-Teile verwendet. The copolymer (s) according to the invention acting as accelerator is / are then advantageously from 0.1 to 10 parts by weight, in particular from 0.5 to 5 parts by weight, preferably from 1 to 3 parts by weight Parts used, each based on 100 parts by weight of the epoxy resin to be cured. In some cases - especially when the copolymers according to the invention are a somewhat weaker accelerator - amounts in the range from 4 to 8 parts by weight are used.
Sofern zusätzlich zu den Epoxidharzen andere Reaktivharze in der härtbaren Zusammensetzung zugegen sind, können weiterhin auch spezielle weitere Härter und/oder Beschleuniger zur Reaktion mit diesen Komponenten zugegeben sein. If, in addition to the epoxy resins, other reactive resins are also present in the curable composition, further specific hardeners and / or accelerators can also be added to react with these components.
Epoxidharze Epoxy resins
Als Epoxidharz(e) der härtbaren Zusammensetzung kann ein einziges Epoxidharz oder eine Mischung von Epoxidharzen eingesetzt werden. Grundsätzlich können bei Raumtemperatur flüssige Epoxidharze oder bei Raumtemperatur feste Epoxidharze oder Mischungen hiervon eingesetzt werden. A single epoxy resin or a mixture of epoxy resins can be used as the epoxy resin (s) of the curable composition. In principle, epoxy resins which are liquid at room temperature or epoxy resins which are solid at room temperature or mixtures thereof can be used.
Vorzugsweise ist das eine Epoxidharz oder mindestens eines der Epoxidharze ein Feststoff; insbesondere ein solcher mit einer Erweichungstemperatur von mindestens 45 °C oder ein solcher mit einer Viskosität bei 25 °C von mindestens 20 Pa s, bevorzugt 50 Pa s, insbesondere mindestens 150 Pa s (gemessen nach DIN 53019-1 ; 25 °C, Schergeschwindigkeit 1 x s_1). In einer günstigen Ausführung des erfindungsgemäßen Klebebandes umfassen die Epoxidharze eine Mischung von bei 25 °C flüssigen und bei 25 °C festen Epoxidharzen. Der Anteil der flüssigen Epoxidharze an den Epoxidherzen (E) liegt insbesondere bei 10 bis 90 Gew.-%, weiter bevorzugt bei 20 bis 75 Gew.-%. Die jeweilige Differenz auf 100 Gew.-% der Epoxidharze ist dann durch feste Epoxidharze gegeben. Klebebänder mit solchen Verhältnissen aus flüssigen und festen Epoxid-Komponenten zeigen im unausgehärteten Zustand besonders ausgewogene Klebeigenschaften. Wird ein Klebeband mit besonders guten Auffließeigenschaften gewünscht, so ist der Anteil an flüssigen Epoxidkomponenten bevorzugt 50 bis 80 Gew.-%. Für Anwendungen, bei denen die Klebebänder bereits im unausgehärteten Zustand eine höhere Last tragen müssen, ist ein Anteil von 15 bis 45 Gew.-% besonders bevorzugt. Es kann ein solches Harz oder auch eine Mischung verschiedener Harze eingesetzt werden. The one epoxy resin or at least one of the epoxy resins is preferably a solid; in particular one with a softening temperature of at least 45 ° C or one with a viscosity at 25 ° C of at least 20 Pa s, preferably 50 Pa s, in particular at least 150 Pa s (measured according to DIN 53019-1; 25 ° C, shear rate 1 xs _1 ). In a favorable embodiment of the adhesive tape according to the invention, the epoxy resins comprise a mixture of epoxy resins that are liquid at 25.degree. C. and that are solid at 25.degree. The proportion of the liquid epoxy resins in the epoxy hearts (E) is in particular from 10 to 90% by weight, more preferably from 20 to 75% by weight. The respective difference to 100% by weight of the epoxy resins is then given by solid epoxy resins. Adhesive tapes with such proportions of liquid and solid epoxy components show particularly balanced adhesive properties in the uncured state. If an adhesive tape with particularly good flow properties is desired, the proportion of liquid epoxy components is preferably 50 to 80% by weight. For applications in which the adhesive tapes have to bear a higher load even in the uncured state, a proportion of 15 to 45% by weight is particularly preferred. Such a resin or a mixture of different resins can be used.
Weiter bevorzugt umfassen die Epoxidharze wenigstens zwei unterschiedliche Epoxidharze (E-1) und (E-2), von denen a. das erste Epoxidharz (E-1) bei 25 °C eine dynamische Viskosität von weniger als 500 Pa*s aufweist, gemessen nach DIN 53019-1 bei einer Messtemperatur von 25 °C und einer Schergeschwindigkeit 1 x s 1, und b. von denen das zweite Epoxidharz (E-2) eine Erweichungstemperatur von wenigstens 45 °C oder bei 25 °C eine dynamische Viskosität von wenigstens 1000 Pa*s aufweist, gemessen nach DIN 53019-1 bei einer Messtemperatur von 25 °C und einer Schergeschwindigkeit 1 x s 1, wobei insbesondere der Anteil des ersten Epoxidharzes (E-1) 10 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 75 Gew.-% und der Anteil des zweiten Epoxidharzes (E-2) 10 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 25 bis 80 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtheit an Epoxidharzen. Vorteilhaft besteht die Epoxidharz-Komponente aus diesen beiden Epoxidharze (E-1) und (E-2), so dass sich der Anteil der beiden Epoxidharze (E-1) und (E-2) am gesamten Epoxidharz zu 100 Gew.-% addieren. Besonders gute Haftklebstoffe werden erhalten, wenn der Anteil von Epoxidharz (E2) im Bereich von 40 bis 80 Gew.-%, insbesondere 60 bis 75 Gew.-% ist. In einer speziellen Ausführungsform ist der Anteil an Epoxidharzen (E-2), die eine Erweichungstemperatur von wenigstens 45 °C haben, mindestens 35 Gew.-%, insbesondere im Bereich 40 bis 70 Gew.-%. The epoxy resins further preferably comprise at least two different epoxy resins (E-1) and (E-2), of which a. the first epoxy resin (E-1) has a dynamic viscosity of less than 500 Pa * s at 25 ° C., measured according to DIN 53019-1 at a measurement temperature of 25 ° C. and a shear rate of 1 × s 1 , and b. of which the second epoxy resin (E-2) has a softening temperature of at least 45 ° C or at 25 ° C a dynamic viscosity of at least 1000 Pa * s, measured according to DIN 53019-1 at a measuring temperature of 25 ° C and a shear rate of 1 xs 1 , where in particular the proportion of the first epoxy resin (E-1) 10 to 90% by weight, preferably 20 to 75% by weight and the proportion of the second epoxy resin (E-2) 10 to 90% by weight, is preferably 25 to 80 wt .-%, based on the total of epoxy resins. The epoxy resin component advantageously consists of these two epoxy resins (E-1) and (E-2), so that the proportion of the two epoxy resins (E-1) and (E-2) in the total epoxy resin is 100% by weight add. Particularly good pressure-sensitive adhesives are obtained when the proportion of epoxy resin (E2) is in the range from 40 to 80% by weight, in particular from 60 to 75% by weight. In a special embodiment, the proportion of epoxy resins (E-2) which have a softening temperature of at least 45 ° C. is at least 35% by weight, in particular in the range from 40 to 70% by weight.
Die Kohäsion der unvernetzten Haftklebstoffe bei trotzdem ausreichender Haftklebrigkeit ist besonders gut, wenn der Anteil an Epoxidharzen mit einer Erweichungstemperatur von wenigstens 45 °C mindestens 15 Gew.-% beträgt, insbesondere im Bereich von 20 Gew.-% bis 75 Gew.-% liegt, bezogen auf das gesamte Epoxidharz. Das Auffließverhalten wird verbessert, wenn weniger als 55 Gew.-%, insbesondere zwischen 25 Gew.-% und 45 Gew.-% enthalten sind. The cohesion of the uncrosslinked pressure-sensitive adhesives while still having sufficient pressure-sensitive adhesiveness is particularly good if the proportion of epoxy resins with a softening temperature of at least 45 ° C. is at least 15% by weight, in particular in the range from 20% by weight to 75% by weight is based on the total epoxy resin. The flow behavior is improved if it contains less than 55% by weight, in particular between 25% by weight and 45% by weight.
Als Epoxidharz oder als ein Teil der Gesamtheit der Epoxidharze vorteilhaft einzusetzende Epoxidharze sind beispielsweise elastomermodifizierte Epoxidharze, silanmodifizierte Epoxidharze oder fettsäuremodifizierte Epoxidharze. Epoxy resins to be used advantageously as epoxy resin or as part of the totality of epoxy resins are, for example, elastomer-modified epoxy resins, silane-modified epoxy resins or fatty acid-modified epoxy resins.
Als elastomermodifizierte Epoxidharze im Sinne der vorliegenden Erfindung sind - insbesondere flüssige, in der Regel hochviskose - Epoxidharze mit einer mittleren Funktionalität von mindestens zwei und einem Elastomergehalt von bis zu 50 Gew.-%, vorzugsweise mit einem solchen von 5 - 40 Gew.-%, zu verstehen. Die Epoxidgruppen können endständig und/oder in der Seitenkette des Moleküls angeordnet sein. Der elastomere Strukturanteil dieser flexibilisierten Epoxidharze besteht aus Polyenen, Dienmischpolymeren und Polyurethanen, vorzugsweise aus Polybutadien, Butadien-Styrol- oder Butadien-Acrylnitril-Mischpolymeren. As elastomer-modified epoxy resins for the purposes of the present invention are - in particular liquid, usually highly viscous - epoxy resins with an average functionality of at least two and an elastomer content of up to 50 wt .-%, preferably with such a functionality of 5 - 40 wt .-% , to understand. The epoxy groups can be terminal and / or arranged in the side chain of the molecule. The elastomeric structural component of these flexibilized epoxy resins consists of polyenes, diene copolymers and polyurethanes, preferably of polybutadiene, butadiene-styrene or butadiene-acrylonitrile copolymers.
Ein durch Butadien-Acrylnitril-Copolymere (Nitrilkautschuk) modifizierte Epoxidharz ist beispielweise ein Epoxid-Vorpolymer, das durch Modifizierung eines Epoxidharzes, mit mindestens zwei Epoxidgruppen in den Molekülen, mit einem Nitrilkautschuk erhalten wird. Als Epoxidbasis wird vorteilhaft ein Reaktionsprodukt aus Glycerin oder Propylenglycol und einer halogenhaltigen Epoxidverbindung, wie Epichlorhydrin, oder das Reaktionsprodukt aus einem mehrwertigen Phenol, wie Hydrochinon, Bisphenol-A, und einem halogenhaltigen Epoxid verwendet. Wünschenswert ist ein Reaktionsprodukt aus einem Epoxidharz vom Bisphenol-A-Typ mit zwei endständigen Epoxidgruppen. An epoxy resin modified by butadiene-acrylonitrile copolymers (nitrile rubber) is, for example, an epoxy prepolymer which is obtained by modifying an epoxy resin with at least two epoxy groups in the molecules with a nitrile rubber. A reaction product of glycerol or propylene glycol and a halogen-containing epoxy compound, such as epichlorohydrin, or the reaction product of a polyhydric phenol, such as hydroquinone, bisphenol-A, and a halogen-containing epoxide is advantageously used as the epoxy base. A reaction product of a bisphenol A type epoxy resin having two terminal epoxy groups is desirable.
Zum Anbinden der Epoxidharze kann im Falle von Butadien-Polymeren oder Butadien-Acrylnitril- Copolymeren (sogenannte Nitrilkautschuke) ein drittes Monomer mit Säurefunktion - zum Beispiel Acrylsäure - mit einpolymerisiert werden. To bind the epoxy resins, in the case of butadiene polymers or butadiene-acrylonitrile copolymers (so-called nitrile rubbers), a third monomer with an acid function - for example acrylic acid - can also be polymerized.
Aus der Säure und den Nitrilkautschuken werden sogenannte carboxy-terminierte- Nitrilkautschuke (CTBN) erhalten. In der Regel enthalten diese Verbindungen nicht nur an den Enden, sondern auch entlang der Hauptkette Säuregruppen. CTBN werden beispielweise unter dem Handelsnamen Hycar von der Firma B. F. Goodrich angeboten werden. Diese haben Molmassen zwischen 2000 und 5000 und Acrylnitrilgehalte zwischen 10 % und 30 %. Konkrete Beispiele sind Hycar CTBN 1300 x 8, 1300 x 13 oder 1300 x 15. So-called carboxy-terminated nitrile rubbers (CTBN) are obtained from the acid and the nitrile rubbers. As a rule, these compounds contain acid groups not only at the ends, but also along the main chain. CTBN are offered, for example, under the trade name Hycar from B. F. Goodrich. These have molecular weights between 2000 and 5000 and acrylonitrile contents between 10% and 30%. Specific examples are Hycar CTBN 1300 x 8, 1300 x 13 or 1300 x 15.
Entsprechend verläuft die Reaktion mit Butadien-Polymeren. Durch Reaktion von Epoxidharzen mit CTBN werden sogenannte epoxy-terminierte- Nitrilkautschuke (ETBN) erhalten, die für diese Erfindung besonders bevorzugt verwendet werden. Kommerziell sind solche ETBN beispielsweise von der Firma Emerald Materials unter dem Namen HYPRO ETBN (vorher Hycar ETBN) - wie beispielsweise Hypro 1300X40 ETBN, Hypro 1300X63 ETBN und Hypro 1300X68 ETBN - erhältlich. The reaction with butadiene polymers proceeds accordingly. By reacting epoxy resins with CTBN, so-called epoxy-terminated nitrile rubbers (ETBN) are obtained, which are used with particular preference for this invention. Such ETBNs are commercially available, for example, from Emerald Materials under the name HYPRO ETBN (previously Hycar ETBN) - such as Hypro 1300X40 ETBN, Hypro 1300X63 ETBN and Hypro 1300X68 ETBN.
Ein Beispiel für einen epoxy-terminierten Butadienkautschuk ist Hypro 2000X174 ETB. An example of an epoxy-terminated butadiene rubber is Hypro 2000X174 ETB.
Weitere Beispiele für elastomer-modifizierte epoxy-funktionale Verbindungen sind ein Re aktionsprodukt eines Diglycidylethers von Neopentylalkohol und eines Butadien/Acrylnitril- Elastomers mit Carboxylenden (z. B. EPONTM Resin 58034 von Resolution Performance Pro ducts LLC), ein Reaktionsprodukt eines Diglycidylethers von Bisphenol-A und eines Butadi- en/Acrylnitril-Elastomers mit Carboxylenden (z. B. EPONTM Resin 58006 von Resolution Per formance Products LLC), ein Butadien/Acrylnitril-Elastomer mit Carboxylenden (z. B. CTBN- 1300X8 und CTBN-1300X13 von Noveon, Inc., Cleveland, Ohio) und ein Butadien/Acrylnitril- Elastomer mit Aminenden (z. B. ATBN-1300X16 und ATBN-1300X42 von Noveon, Inc.). Ein Beispiel für das elastomer-modifizierte Epoxidharzaddukt ist das Reaktionsprodukt eines Epoxidharzes auf Bisphenol-F-Basis und eines Butadien/Acrylnitril-Elastomers mit Carboxylenden (z. B. EPONTM Resin 58003 von Resolution Performance Products LLC). Further examples of elastomer-modified epoxy-functional compounds are a reaction product of a diglycidyl ether of neopentyl alcohol and a butadiene / acrylonitrile elastomer with carboxyl ends (e.g. EPONTM Resin 58034 from Resolution Performance Products LLC), a reaction product of a diglycidyl ether of bisphenol A and a butadiene / acrylonitrile elastomer with carboxyl ends (e.g. EPON ™ Resin 58006 from Resolution Performance Products LLC), a butadiene / acrylonitrile elastomer with carboxyl ends (e.g. CTBN-1300X8 and CTBN-1300X13 from Noveon , Inc., Cleveland, Ohio) and an amine-terminated butadiene / acrylonitrile elastomer (e.g., ATBN-1300X16 and ATBN-1300X42 from Noveon, Inc.). An example of the elastomer-modified epoxy resin adduct is the reaction product of an epoxy resin based on bisphenol F and a butadiene / acrylonitrile elastomer with carboxyl ends (e.g. EPON ™ Resin 58003 from Resolution Performance Products LLC).
Der Anteil der elastomermodifizierten Epoxidharze bezogen auf die Gesamtmenge an Epo xidharzen in der härtbaren Zusammensetzung kann zwischen 0 und 100 % liegen. Für Verklebungen mit besonders hohen Verklebungsfestigkeiten und geringer Dehnung werden eher niedrigere Anteile - wie beispielsweise 0 bis 15 Gew.-% - gewählt. Im Gegensatz dazu werden Klebstoffe mit hohen Dehnungswerten erhalten, wenn der Anteil größer 40 Gew-%, insbesondere größer 60 Gew.-% ist. Für viele Anwendungen ist ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Verklebungsfestigkeit und Dehnung gewollt. Hier sind Anteile zwischen 20 bis 60 Gew.-%, insbesondere 30 bis 50 Gew.-% bevorzugt. Je nach Anforderungsprofil kann es auch vorteilhaft sein, Klebstoffe mit einem Anteil bis 100 % zu realisieren. The proportion of elastomer-modified epoxy resins based on the total amount of epoxy resins in the curable composition can be between 0 and 100%. For bonds with particularly high bond strengths and low elongation, rather lower proportions - such as, for example, 0 to 15% by weight - are chosen. In contrast to this, adhesives with high elongation values are obtained if the proportion is greater than 40% by weight, in particular greater than 60% by weight. For many applications, a balanced relationship between bond strength and elongation is desired. Here proportions between 20 to 60% by weight, in particular 30 to 50% by weight, are preferred. Depending on the requirement profile, it can also be advantageous to use adhesives with a proportion of up to 100%.
Als weitere geeignete Vertreter für die Epoxidharze können sehr vorteilhaft silanmodifizierte Epoxidharze eingesetzt werden. Dabei kann ein einzelnes silanmodifiziertes Epoxidharz oder zwei, drei oder auch mehrere silanmodifizierte Epoxidharze in der härtbaren Zusammensetzung zugegen sein. Die härtbare Zusammensetzung kann auf das beziehungsweise die silanmodifizierbaren Epoxidharze als härtbare Reaktivharze beschränkt sein. Neben dem beziehungsweise den Epoxidharzen können aber auch weitere Epoxidharze zugegen sein, die nicht silanmodifiziert sind - beispielwiese elastomermodifizierte, insbesondere nitrilkautschukmodifizierte - Epoxidharze und/oder fettsäuremodifizierte Epoxidharze, wie im Einzelnen in dieser Schrift näher ausgeführt -, und/oder auch Reaktivharze, die keine Epoxidharze sind. Silane-modified epoxy resins can be used very advantageously as further suitable representatives for the epoxy resins. A single silane-modified epoxy resin or two, three or even more silane-modified epoxy resins can be present in the curable composition. The curable composition can be limited to the silane-modifiable epoxy resin (s) as curable reactive resins. In addition to the epoxy resin (s), other epoxy resins can also be present, which not silane-modified - for example elastomer-modified, in particular nitrile rubber-modified - epoxy resins and / or fatty acid-modified epoxy resins, as detailed in detail in this document - and / or reactive resins that are not epoxy resins.
Ist ein einziges silanmodifiziertes Epoxidharz zugegen, so kann dieses insbesondere ausgewählt werden aus den nachfolgend als bevorzugt beschriebenen silanmodifizierten Epoxidharzen. Sind mehrere silanmodifizierte Epoxidharze zugegen, so ist vorteilhaft zumindest eines der Epoxidharze eines der im Folgenden als bevorzugte silanmodifizierten Epoxidharze beschriebenen Verbindungen. Weiter bevorzugt sind alle silanmodifizierten Epoxidharze solche, wie sie im Folgenden als bevorzugt beschrieben sind. If a single silane-modified epoxy resin is present, this can in particular be selected from the silane-modified epoxy resins described below as being preferred. If several silane-modified epoxy resins are present, at least one of the epoxy resins is advantageously one of the compounds described below as preferred silane-modified epoxy resins. Further preferred are all silane-modified epoxy resins such as are described below as being preferred.
Die chemische Modifizierung von Epoxidharzen kann zur Steuerung der Eigenschaften von Klebstoffen genutzt werden. Erfindungsgemäße modifizierte Epoxidharze sind insbesondere ausgewählt aus silanmodifizierten Epoxidharzen. Silangruppenmodifizierte Epoxidharze sind solche Epoxidharze, an die eine oder mehrere Silangruppen chemisch gebunden sind. The chemical modification of epoxy resins can be used to control the properties of adhesives. Modified epoxy resins according to the invention are selected in particular from silane-modified epoxy resins. Silane group-modified epoxy resins are epoxy resins to which one or more silane groups are chemically bonded.
Prinzipiell gibt es verschiedene Wege, Silangruppen chemisch an Epoxidharze zu binden. In principle, there are different ways of chemically bonding silane groups to epoxy resins.
In einer bevorzugten Vorgehensweise wird als Epoxidharz ein solches silanmodifiziertes Epoxidharz eingesetzt, das durch Dealkoholisierungs-Kondensationsreaktion zwischen einem Bisphenol-Epoxidharz und einem hydrolysierbaren Alkoxysilan erhältlich ist. Derartige Epoxidharze sind beispielsweise in der EP 1114834 A beschrieben, deren Offenbarungsgehalt durch Referenz in die vorliegende Schrift einbezogen sein soll. In a preferred procedure, the epoxy resin used is a silane-modified epoxy resin that is obtainable by dealcoholization condensation reaction between a bisphenol epoxy resin and a hydrolyzable alkoxysilane. Such epoxy resins are described, for example, in EP 1114834 A, the disclosure content of which is intended to be incorporated into the present document by reference.
Das Bisphenol-Epoxidharz kann in vorteilhafter Weise derart gewählt werden, dass es ein Epoxy- Äquivalentgewicht von mehr als 180 g/eq, und bevorzugt von weniger als 5000 g/eq, hat. Für Epoxidharze oder Epoxid-Vernetzer ist das Epoxid-Äquivalentgewicht (Abkürzung EEW) eine charakteristische und wichtige Größe. Nach DIN EN ISO 3001 :1999-11 gibt das Epoxid- Äquivalentgewicht den pro Epoxid-Gruppe verbundenen Festkörper des betreffenden Stoffes in Gramm an. Es werden bevorzugt Epoxidharze mit einem EEW > 180 g/eq eingesetzt, da sonst gegebenenfalls nicht ausreichend Hydroxygruppen für die Kondensationsreaktion mit den Alkoxysilanen vorhanden sind. The bisphenol epoxy resin can advantageously be selected in such a way that it has an epoxy equivalent weight of more than 180 g / eq, and preferably of less than 5000 g / eq. The epoxy equivalent weight (abbreviation EEW) is a characteristic and important parameter for epoxy resins or epoxy crosslinkers. According to DIN EN ISO 3001: 1999-11, the epoxy equivalent weight indicates the solid content of the substance in question in grams per epoxy group. It is preferred to use epoxy resins with an EEW> 180 g / eq, since otherwise there may not be sufficient hydroxyl groups for the condensation reaction with the alkoxysilanes.
In bevorzugter Weise werden als Bisphenol-Epoxidharz zur Reaktion mit dem hydrolysierbaren Alkoxysilan Verbindungen entsprechend der folgenden Formel eingesetzt. In der Regel handelt es sich dabei um eine Mischung entsprechender Verbindungen der vorstehenden Bisphenol-Epoxidharz-Formel mit variierender Wiederholungszahl m der Einheit in der eckigen Klammer. Dabei wird das Bisphenol-Epoxidharz insbesondere derart gewählt, dass der Durchschnitt von m 0,07 bis 16,4, ist die zahlenmittleren Molmassen also zwischen etwa 350 g/mol und 4750 g/mol liegen. The bisphenol-epoxy resin for reaction with the hydrolyzable alkoxysilane is preferably a compound corresponding to the following formula used. As a rule, this is a mixture of corresponding compounds of the above bisphenol-epoxy resin formula with a varying number of repetitions m of the unit in square brackets. The bisphenol-epoxy resin is selected in particular in such a way that the average is from m 0.07 to 16.4, i.e. the number-average molar masses are between approximately 350 g / mol and 4750 g / mol.
In weiter bevorzugter Weise ist das hydrolysierbare Alkoxysilan entweder eine Verbindung entsprechend der allgemeinen Formel In a further preferred manner, the hydrolyzable alkoxysilane is either a compound corresponding to the general formula
Rx pSi(ORY)4-p wobei p 0 oder 1 ist, Rx eine C-C Alkylgruppe, eine Arylgruppe oder eine ungesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe ist, die eine direkt an ein Kohlenstoffatom gebundene funktionelle Gruppe aufweisen kann, RY ein Wasserstoffatom oder eine Niederalkylgruppe darstellt, und die Reste RY gleich oder verschieden sein können, oder das hydrolysierbare Alkoxysilan ist ein partielles Kondensat der genannten Verbindung. Die direkt an ein Kohlenstoffatom gebundene funktionelle Gruppe kann beispielsweise eine Vinylgruppe, Mercaptogruppe, Epoxygruppe, Glycidoxygrupppe usw. sein. Die Niederalkylgruppe kann beispielsweise eine unverzweigte oder eine verzweigte Alkylgruppe mit 6 oder weniger Kohlenstoffatomen sein. R x p Si (OR Y ) 4 -p where p is 0 or 1, R x is a CC alkyl group, an aryl group or an unsaturated aliphatic hydrocarbon group which can have a functional group bonded directly to a carbon atom, R Y is a hydrogen atom or represents a lower alkyl group, and the radicals R Y can be identical or different, or the hydrolyzable alkoxysilane is a partial condensate of the compound mentioned. The functional group directly bonded to a carbon atom may be, for example, vinyl group, mercapto group, epoxy group, glycidoxy group, and so on. The lower alkyl group may, for example, be a straight or branched alkyl group having 6 or fewer carbon atoms.
Beispiele des hydrolysierbaren Alkoxysilans umfassen Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan, Tetrapropoxysilan, Tetraisopropoxysilan, Tetrabuthoxysilan und ähnliche Tetraalkoxysilane; Methyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Methyltripropoxysilan, Methyltributhoxysilan, Ethyltrimethoxysilan, Ethyltriethoxysilan, n-Propyltrimethoxysilan, n-Propyltriethoxysilan, Isopropyltrimethoxysilan, Isopropyltriethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, 3- Glycidoxypropyltrimethoxysilan, 3-Glycidoxypropyltriethoxysilan, 3-Mercaptopropyltrimethoxy- silan, 3-Mercaptopropyltriethoxysilan, Phenyltrimethoxysilan, Phenyltriethoxysilan, 3,4-Epoxy- cyclohexylethyltrimethoxysilan, 3,4-Epoxycyclohexylethyltrimethoxysilan und ähnliche Trialkoxysilane; oder partielle Kondensate dieser Verbindungen. Examples of the hydrolyzable alkoxysilane include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetrabuthoxysilane and the like tetraalkoxysilanes; Methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, Methyltributhoxysilan, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, isopropyltrimethoxysilane, isopropyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-Mercaptopropyltrimethoxy- silane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, 3,4-epoxyclohexylethyltrimethoxysilane, 3,4-epoxycyclohexylethyltrimethoxysilane and like trialkoxysilanes; or partial condensates of these compounds.
Unter diesen Verbindungen werden Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan und ähnliche Tetraalkoxysilane oder partielle Kondensate davon bevorzugt. Besonders bevorzugt ist Poly(tetramethoxysilan), das ein partielles Kondensat von Tetramethoxysilan ist, dargestellt durch die Formel Among these compounds, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane and like tetraalkoxysilanes or partial condensates thereof are preferred. It is particularly preferred Poly (tetramethoxysilane) which is a partial condensate of tetramethoxysilane represented by the formula
(wobei der Durchschnitt von n 1 bis 7 beträgt). Das Poly(tetramethoxysilan), das durch die vorstehende Formel dargestellt ist, kann ein Molekül enthalten, in dem n 0 ist, soweit der Durchschnitt von n 1 oder größer ist. Die zahlenmittlere Molmasse des Poly(tetramethoxysilans) beträgt vorzugsweise etwa 260 bis etwa 1200. Außerdem ist Poly(tetramethoxysilan) im Gegensatz zu Tetramethoxysilan nicht toxisch. (where the average of n is 1 to 7). The poly (tetramethoxysilane) represented by the above formula may contain a molecule in which n is 0 so long as the average of n is 1 or more. The number average molecular weight of the poly (tetramethoxysilane) is preferably from about 260 to about 1200. In addition, unlike tetramethoxysilane, poly (tetramethoxysilane) is not toxic.
In einerweiteren bevorzugten Vorgehensweise wird als Epoxidharz ein solches silanmodifiziertes Epoxidharz eingesetzt, das durch Modifizierung von Bisphenol-Diglycidylether mit Alkoxysilanen, die eine Epoxidgruppe tragen, erhältlich ist. Derartige silanmodifizierte Epoxide sowie deren Herstellungsverfahren ist in der US 8,835,574 A beschrieben, deren Offenbarungsgehalt ebenfalls per Referenz in diese Schrift einbezogen wird. Bei dem dort geschilderten Verfahren wird zunächst das Epoxy-Alkoxysilan in Gegenwart von Wasser teilhydrolysiert und teilkondensiert. In einem zweiten Schritt wird ein Bisphenol-Diglycidylether zugegeben und an das Siloxan- Teilkondensat gebunden. In a further preferred procedure, the epoxy resin used is such a silane-modified epoxy resin which can be obtained by modifying bisphenol diglycidyl ether with alkoxysilanes which carry an epoxy group. Such silane-modified epoxides and their production method are described in US Pat. No. 8,835,574 A, the disclosure content of which is also incorporated into this document by reference. In the process described there, the epoxyalkoxysilane is first partially hydrolyzed and partially condensed in the presence of water. In a second step, a bisphenol diglycidyl ether is added and bound to the siloxane partial condensate.
In einerweiteren Syntheseroute von erfindungsgemäß vorteilhaft einsetzbaren silanmodifizierten Epoxidharzen werden Alkoxysilane, die eine Isocyanatgruppe enthalten, an die aliphatischen Hydroxygruppen unter Ausbildung einer Urethangruppe gebunden. In a further synthesis route of silane-modified epoxy resins which can advantageously be used according to the invention, alkoxysilanes which contain an isocyanate group are bound to the aliphatic hydroxyl groups with the formation of a urethane group.
Der Anteil der silanmodifizierten Epoxidharze bezogen auf die Gesamtmenge an Epoxidharzen in der härtbaren Zusammensetzung kann zwischen 0 und 100 % liegen. Um das Aufziehen auf bestimmte silikonisierte Liner zu reduzieren, werden eher niedrigere Anteile - wie beispielsweise 5 bis 25 % - gewählt. Für eine ausgewogene Performance auch nach Feucht-Wärme-Lagerung haben sich Anteile zwischen 10 bis 50 Gew.-%, insbesondere 20 bis 40 Gew.-% als herausragend gezeigt. The proportion of silane-modified epoxy resins based on the total amount of epoxy resins in the curable composition can be between 0 and 100%. In order to reduce the drawing on of certain siliconized liners, lower proportions - such as 5 to 25% - are chosen. For a balanced performance even after moist and warm storage, proportions between 10 to 50% by weight, in particular 20 to 40% by weight, have proven to be outstanding.
Als Epoxidharze lassen sich erfindungsgemäß weiterhin sehr vorteilhaft fettsäuremodifizierte Epoxide einsetzen. Als fettsäuremodifizierte Epoxidharze werden bevorzugt Epoxidharzester, auch als Epoxyester bezeichnet, eingesetzt, also die Veresterungsprodukte von Epoxidharzen mit gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren. According to the invention, fatty acid-modified epoxides can also be used very advantageously as epoxy resins. Epoxy resin esters, also referred to as epoxy esters, are preferably used as fatty acid-modified epoxy resins, that is to say the esterification products of epoxy resins with saturated or unsaturated fatty acids.
Es können ein einzelnes fettsäuremodifiziertes Epoxidharz oder zwei, drei oder auch mehrere fettsäuremodifizierte Epoxidharze in der härtbaren Zusammensetzung zugegen sein. Die härtbare Zusammensetzung kann auf das beziehungsweise die fettsäuremodifizierbaren Epoxidharze als härtbare Reaktivharze beschränkt sein. Neben dem beziehungsweise den fettsäuremodifizierten Epoxidharzen können aber auch weitere Epoxidharze zugegen sein, die nicht fettsäuremodifiziert sind - beispielwiese elastomermodifizierte, insbesondere nitrilkautschukmodifizierte - Epoxidharze und/oder silanmodifizierte Epoxidharze, wie im Einzelnen in dieser Schrift näher ausgeführt -, und/oder auch Reaktivharze, die keine Epoxidharze sind. A single fatty acid-modified epoxy resin or two, three or even more fatty acid-modified epoxy resins can be present in the curable composition. The curable composition can be limited to the fatty acid-modifiable epoxy resin or resins as curable reactive resins. In addition to the fatty acid-modified epoxy resin (s), other epoxy resins that are not fatty acid-modified - for example elastomer-modified, in particular nitrile rubber-modified - epoxy resins and / or silane-modified epoxy resins, as detailed in this document - and / or reactive resins that do not Are epoxy resins.
Ist ein einziges fettsäuremodifiziertes Epoxidharz zugegen, so kann dieses insbesondere ausgewählt werden aus den nachfolgend als bevorzugt beschriebenen fettsäuremodifizierten Epoxidharzen. Sind mehrere fettsäuremodifizierte Epoxidharze zugegen, so ist vorteilhaft zumindest eines der Epoxidharze eines der im Folgenden als bevorzugte fettsäuremodifizierten Epoxidharze beschriebenen Verbindungen. Weiter bevorzugt sind alle fettsäuremodifizierten Epoxidharze solche, wie sie im Folgenden als bevorzugt beschrieben sind. If a single fatty acid-modified epoxy resin is present, this can in particular be selected from the fatty acid-modified epoxy resins described below as preferred. If several fatty acid-modified epoxy resins are present, at least one of the epoxy resins is advantageously one of the compounds described below as preferred fatty acid-modified epoxy resins. All fatty acid-modified epoxy resins are more preferably those as described below as being preferred.
Die chemische Modifizierung von Epoxidharzen kann zur Steuerung der Eigenschaften von Klebstoffen genutzt werden. Erfindungsgemäße modifizierte Epoxidharze sind insbesondere ausgewählt aus fettsäuremodifizierten Epoxidharzen. Fettsäuregruppenmodifizierte Epoxidharze sind solche Epoxidharze, an die eine oder mehrere Fettsäuren insbesondere durch Veresterungsreaktionen chemisch gebunden sind. The chemical modification of epoxy resins can be used to control the properties of adhesives. Modified epoxy resins according to the invention are selected in particular from fatty acid-modified epoxy resins. Fatty acid group-modified epoxy resins are those epoxy resins to which one or more fatty acids are chemically bonded, in particular through esterification reactions.
Als Epoxidharz-Basis für die fettsäuremodifizierten Epoxidharze, insbesondere Epoxyester, können insbesondere Epoxidharze vom Typ Bisphenol A/Epichlorhydrin entsprechend der oben bereits eingeführten allgemeinen Formel dienen. Als Basis für die fettsäuremodifizierten Epoxide wird das Bisphenol-Epoxidharz der vorstehenden Formel insbesondere derart gewählt, dass der Durchschnitt von m = 0,07 bis 16,4 ist, die zahlenmittleren Molmassen also zwischen etwa 350 g/mol und 4750 g/mol liegen. Besonders bevorzugt werden Verbindungen der Formel 1 mit m = 2,3 bis m = 10 in reiner Form (mit ganzzahligen Werten für m) oder in Form von Mischungen eingesetzt (entsprechend zahlenmittlerer Molmassen zwischen etwa 1000 und etwa 3000 g/mol). Epoxy resins of the bisphenol A / epichlorohydrin type in accordance with the general formula already introduced above can be used as the epoxy resin base for the fatty acid-modified epoxy resins, in particular epoxy esters serve. As the basis for the fatty acid-modified epoxides, the bisphenol-epoxy resin of the above formula is chosen in particular such that the average is from m = 0.07 to 16.4, the number-average molar masses are between about 350 g / mol and 4750 g / mol. Compounds of formula 1 with m = 2.3 to m = 10 are particularly preferably used in pure form (with integer values for m) or in the form of mixtures (corresponding to number average molar masses between about 1000 and about 3000 g / mol).
Sowohl die terminalen Epoxidgruppen, als auch die sekundären Hydroxygruppen von Bisphenol- basierten Epoxidharzen können mit Fettsäuren reagieren. Bei der Veresterung werden üblicherweise zunächst die beiden Epoxid-Ringe geöffnet, dann erfolgt die Reaktion der Hydroxy- Gruppen. Both the terminal epoxy groups and the secondary hydroxyl groups of bisphenol-based epoxy resins can react with fatty acids. During the esterification, the two epoxy rings are usually opened first, then the hydroxyl groups react.
Hierbei ist jede Epoxygruppe äquivalent zu 2 Hydroxygruppen, da nach der Reaktion einer Säuregruppe mit einem Epoxid ein ß-Hydroxyester entsteht. Diese ß-Hydroxygruppen können auch mit Fettsäuren reagieren. Die Herstellung erfolgt typischerweise bei Temperaturen von 240 - 260°C unter Schutzgasatmosphäre, bevorzugt unter azeotropen Bedingungen, um das freiwerdende Reaktionswasser zu entfernen. Optional wird die Reaktion durch Zugabe von Katalysatoren wie beispielsweise Calcium oder Zinkseifen von zum Beispiel Fettsäuren wie Stearinsäure beschleunigt. Je nach gewünschter Eigenschaft werden 40 bis 80 % der verfügbaren funktionellen Gruppen des Epoxidharzes mit Fettsäuren umgesetzt. Each epoxy group is equivalent to 2 hydroxyl groups, since a ß-hydroxy ester is formed after the reaction of an acid group with an epoxide. These ß-hydroxy groups can also react with fatty acids. The production is typically carried out at temperatures of 240-260 ° C. under a protective gas atmosphere, preferably under azeotropic conditions, in order to remove the water of reaction that is released. The reaction is optionally accelerated by adding catalysts such as calcium or zinc soaps, for example fatty acids such as stearic acid. Depending on the desired property, 40 to 80% of the available functional groups of the epoxy resin are converted with fatty acids.
Ein Epoxidharz vom Typ n (entspricht der Anzahl freier OH-Gruppen entlang der Kette) kann im Mittel theoretisch maximal n + 4 Fettsäure-Moleküle pro Epoxidharz-Molekül binden (Veresterungsgrad 100%). Demgemäß ist bei Epoxidharzestern die „Öllänge“ wie folgt definiert: kurzölig: Veresterungsgrad 30-50 %; mittelölig: Veresterungsgrad 50-70%; langölig: Veresterungsgrad 70-90%. An epoxy resin of type n (corresponds to the number of free OH groups along the chain) can theoretically bind a maximum of n + 4 fatty acid molecules per epoxy resin molecule (degree of esterification 100%). Accordingly, the “oil length” for epoxy resin esters is defined as follows: short oil: degree of esterification 30-50%; medium oil: degree of esterification 50-70%; long oil: degree of esterification 70-90%.
Als Fettsäuren für die Veresterung sind beispielsweise Kokosölfettsäure, Ricinenfettsäure (Fettsäure des dehydratisierten Ricinusöls), Leinölfettsäure, Sojaölfettsäure oder Tallölfettsäure erfindungsgemäß gut geeignet. As fatty acids for the esterification, for example coconut oil fatty acid, ricineal fatty acid (fatty acid of dehydrated castor oil), linseed oil fatty acid, soybean oil fatty acid or tall oil fatty acid are well suited according to the invention.
Weitere erfindungsgemäß vorteilhafte Fettsäuren sind a-Linolensäure, Stearidonsäure, Eicosapentaensäure, Docosahexaensäure, Linolsäure, g-Linolensäure, Dihomogammlinolen- säure, Arachidonsäure, Docosa-7,10,13,16-tetrain-1-Säure, Palmitoleinsäure, Vaccensäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Gadoleinsäure, 13-Eicosensäure, Erucasäure, Nervonsäure, Stearinsäure, Mead'sche Säure. Further fatty acids advantageous according to the invention are α-linolenic acid, stearidonic acid, eicosapentaenoic acid, docosahexaenoic acid, linoleic acid, g-linolenic acid, dihomogammlinolenic acid, arachidonic acid, docosa-7,10,13,16-tetrain-1 acid, palmitoleic acid, vaccenic acid, Oleic acid, elaidic acid, gadoleic acid, 13-eicosenoic acid, erucic acid, nervonic acid, stearic acid, Mead 's acid.
Auch Dimere und Oligomere von ungesättigten Fettsäuren sind einsetzbar, beispielweise die Dimeren von Tallölfettsäuren. Dimers and oligomers of unsaturated fatty acids can also be used, for example the dimers of tall oil fatty acids.
Der Anteil der fettsäuremodifizierten Epoxidharze bezogen auf die Gesamtmenge an Epo xidharzen in der härtbaren Zusammensetzung kann zwischen 0 und 100 % liegen. Für Verklebungen mit besonders hohen Verklebungsfestigkeiten auch bei hohen Temperaturen werden eher niedrigere Anteile - wie beispielsweise 5 bis 25 Gew.-% - gewählt. Für eine gute Performance auch nach Feucht-Wärme-Lagerung haben sich Anteile zwischen 10 bis 50 Gew.- %, insbesondere 20 bis 40 Gew.-% als herausragend gezeigt. The proportion of fatty acid-modified epoxy resins based on the total amount of epoxy resins in the curable composition can be between 0 and 100%. For bonds with particularly high bond strengths even at high temperatures, rather lower proportions - such as, for example, 5 to 25% by weight - are chosen. For a good performance even after moist and warm storage, proportions between 10 to 50% by weight, in particular 20 to 40% by weight, have proven to be outstanding.
Herstellverfahren Manufacturing process
Die erfindungsgemäß eingesetzten Klebemassen lassen sich grundsätzlich nach den dem Fachmann bekannten Verfahren hersteilen. The adhesives used according to the invention can in principle be prepared by the processes known to the person skilled in the art.
Als ein sehr schonendes Verfahren, mit dem sich selbst schwierig verarbeitbare Rohstoffe wie nicht-thermoplastische Elastomere - beispielsweise Nitrilkautschuke - verarbeiten lassen, ist die Extrusion, insbesondere unter Verwendung eines Planetwalzenextruders, zu nennen. Hiermit gelingt selbst die Einarbeitung der sensiblen Komponenten der härtbaren Zusammensetzung, wie Reaktivharze und Härter, ohne dass es zu einer Vorab-Reaktion dieser Komponenten oder zu sonstigen Problemen im Prozess kommt. Eine solche Vorab-Reaktion würde das Klebeband bereits härten oder zumindest teilhärten und dem Ziel eines lagerfähigen, transportablen Klebebandes, das erst nach Applikation ausgehärtet werden soll, entgegenstehen. A very gentle process with which even difficult to process raw materials such as non-thermoplastic elastomers - for example nitrile rubbers - can be processed is extrusion, in particular using a planetary roller extruder. This even enables the incorporation of the sensitive components of the curable composition, such as reactive resins and hardeners, without these components reacting in advance or causing other problems in the process. Such a preliminary reaction would already cure or at least partially cure the adhesive tape and would run counter to the goal of a storable, transportable adhesive tape which is only intended to be cured after application.
Planetwalzenextruder als kontinuierlich arbeitendes Aggregat sind seit längerer Zeit bekannt und fanden zuerst Einsatz in der Verarbeitung von Thermoplasten wie zum Beispiel PVC, wo sie hauptsächlich zum Beschicken der Folgeeinheiten wie zum Beispiel Kalander oder Walzwerke verwendet wurden. Durch ihren Vorteil der großen Oberflächenerneuerung für Material- und Wärmeaustausch, mit dem sich die über Friktion eingebrachte Energie rasch und effektiv abführen lässt, sowie der geringen Verweilzeit und des engen Verweilzeitspektrums hat sich ihr Einsatzgebiet in letzter Zeit u.a. auch auf Compoundierprozesse erweitert, die eine besonders temperaturkontrollierte Fahrweise erfordern. Planetwalzenextruder bestehen aus mehreren Teilen, nämlich einer umlaufenden Zentralspindel, einem die Zentralspindel im Abstand umgebenden Gehäuse mit einer Innenverzahnung und Planetspindeln, welche in dem Hohlraum zwischen Zentralspindel und innen verzahntem Gehäuse wie Planeten um die Zentralspindel umlaufen. Soweit im Folgenden von einer Innenverzahnung des Gehäuses gesprochen wird, so schließt das auch ein mehrteiliges Gehäuse mit einer Buchse ein, welches die Innenverzahnung des Gehäuses bildet. Im Planetwalzenextruder kämmen die Planetspindeln sowohl mit der Zentralspindel als auch mit dem innen verzahnten Gehäuse. Zugleich gleiten die Planetspindeln mit dem in Förderrichtung weisenden Ende an einem Anlaufring. Die Planetwalzenextruder besitzen im Vergleich zu allen anderen Extruderbauarten eine extrem gute Mischwirkung, jedoch eine viel geringere Förderwirkung. Planetary roller extruders as a continuously operating unit have been known for a long time and were first used in the processing of thermoplastics such as PVC, where they were mainly used to feed the downstream units such as calenders or rolling mills. Due to their advantage of the large surface renewal for material and heat exchange, with which the energy introduced via friction can be dissipated quickly and effectively, as well as the short dwell time and the narrow dwell time spectrum, their field of application has recently expanded to include compounding processes, among other things require temperature-controlled driving style. Planetary roller extruders consist of several parts, namely a rotating central spindle, a housing surrounding the central spindle at a distance with internal teeth and planetary spindles, which in the cavity between the central spindle and the internally toothed housing rotate like planets around the central spindle. Insofar as internal toothing of the housing is mentioned in the following, this also includes a multi-part housing with a bushing, which forms the internal toothing of the housing. In the planetary roller extruder, the planetary spindles mesh with both the central spindle and the internally toothed housing. At the same time, the planetary spindles slide with the end pointing in the conveying direction on a stop ring. The planetary roller extruders have an extremely good mixing effect compared to all other types of extruder, but a much lower conveying effect.
Planetwalzenextruder gibt es je nach Hersteller in verschiedenen Ausführungen und Größen. Je nach gewünschter Durchsatzleistung liegen die Durchmesser der Walzenzylinder typischerweise zwischen 70 mm und 400 mm. Planetary roller extruders are available in different designs and sizes, depending on the manufacturer. Depending on the desired throughput, the diameter of the roller cylinders is typically between 70 mm and 400 mm.
Planetwalzenextruder haben in der Regel einen Füllteil und einen Compoundierteil. Planetary roller extruders usually have a filling part and a compounding part.
Der Füllteil, in der Regel entsprechend einer Füllzone, besteht aus einer Förderschnecke, auf die sämtliche Feststoffkomponenten - vorliegenden insbesondere die nicht-thermoplastischen Elastomere und gegebenenfalls weitere Komponenten - kontinuierlich dosiert werden. Die Förderschnecke übergibt das Material dann dem Compoundierteil. Der Bereich des Füllteils mit der Schnecke ist vorzugsweise gekühlt, um Anbackungen von Materialien auf der Schnecke zu vermeiden. Es gibt aber auch Ausführungsformen ohne Schneckenteil, bei denen das Material direkt zwischen Zentral- und Planetenspindeln aufgegeben wird. Für die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dies aber nicht von Bedeutung. Auch die Zentralspindel kann vorzugsweise gekühlt sein. The filling part, usually corresponding to a filling zone, consists of a screw conveyor to which all solid components - present in particular the non-thermoplastic elastomers and possibly other components - are continuously metered. The screw conveyor then transfers the material to the compounding section. The area of the filling part with the screw is preferably cooled in order to avoid caking of materials on the screw. However, there are also embodiments without a screw part, in which the material is fed directly between the central and planetary spindles. However, this is not important for the effectiveness of the method according to the invention. The central spindle can also preferably be cooled.
Der Compoundierteil besteht üblicherweise aus einer angetriebenen Zentralspindel und mehreren Planetenspindeln, die innerhalb eines Walzenzylinders mit Innenschrägverzahnung um die Zentralspindel umlaufen. Die Drehzahl der Zentralspindel und damit die Umlaufgeschwindigkeit der Planetenspindeln kann variiert werden und ist damit ein wichtiger Parameter zur Steuerung des Compoundierprozesses. Der Compoundierteil kann durch eine einzige Compoundierzelle oder durch eine Abfolge mehrerer - insbesondere durch Anlaufringe und gegebenenfalls zusätzliche Einspritz- oder Dispergierringe - voneinander getrennter Compoundierzonen gebildet werden. Zahl und Anordnung der Planetenspindeln kann dabei von Compoundierzone zu Compoundierzone variieren. Typischerweise wird der Compoundierteil vorzugsweise zumindest aus zwei, besonders bevorzugt aber aus drei oder vier gekoppelten Walzenzylindern bestehen, wobei jeder Walzenzylinder einen oder mehrere separate Temperierkreise aufweisen kann.The compounding part usually consists of a driven central spindle and several planetary spindles which rotate around the central spindle within a roller cylinder with internal helical teeth. The speed of the central spindle and thus the speed of rotation of the planetary spindles can be varied and is therefore an important parameter for controlling the compounding process. The compounding part can be made up of a single compounding cell or a sequence of several - in particular with stop rings and optionally additional injection or dispersing rings - separate compounding zones are formed. The number and arrangement of the planetary spindles can vary from compounding zone to compounding zone. Typically, the compounding part will preferably consist of at least two, but particularly preferably three or four coupled roller cylinders, each roller cylinder being able to have one or more separate temperature control circuits.
Das umgebende Gehäuse hat in zeitgemäßer Ausbildung einen Doppelmantel. Der Innenmantel wird durch eine Buchse, die mit der Innenverzahnung versehen ist, gebildet. Zwischen Innen- und Außenmantel ist die wichtige Kühlung des Planetwalzenextruders vorgesehen. The surrounding housing has a contemporary design with a double jacket. The inner jacket is formed by a bushing that is provided with internal teeth. The important cooling of the planetary roller extruder is provided between the inner and outer jacket.
Die Planetenspindeln bedürfen keiner Führung in Umfangsrichtung. Durch die Verzahnung ist gewährleistet, dass der Abstand der Planetenspindeln in Umfangsrichtung gleich bleibt. Es kann von einer Eigenführung gesprochen werden The planetary spindles do not require any guidance in the circumferential direction. The toothing ensures that the distance between the planetary spindles remains the same in the circumferential direction. It can be said that it is self-guided
Die Materialien werden zwischen Zentral- und Planetenspindeln beziehungsweise zwischen Planetenspindeln und Schrägverzahnung des Walzenteils umgewälzt, so dass unter Einfluss von Scherenergie und äußerer Temperierung die Dispergierung der Materialien zu einem homogenen Compound erfolgt. The materials are circulated between central and planetary spindles or between planetary spindles and the helical gearing of the roller part, so that the materials are dispersed to form a homogeneous compound under the influence of shear energy and external temperature control.
Die Anzahl der in jedem Walzenzylinder umlaufenden Planetenspindeln kann variiert und somit den Erfordernissen des Prozesses angepasst werden. Die Spindelanzahl beeinflusst das freie Volumen innerhalb des Planetwalzenextruders, die Verweilzeit des Materials im Prozess und bestimmt zudem die Flächengröße für den Wärme- und Materialaustausch. Die Anzahl der Planetenspindeln hat über die eingeleitete Scherenergie Einfluss auf das Compoundierergebnis. Bei konstantem Walzenzylinderdurchmesser lässt sich mit größerer Spindelanzahl eine bessere Homogenisier- und Dispergierleistung beziehungsweise ein größerer Produktdurchsatz erzielen. Zum Erzielen eines guten Verhältnisses von Compoundiergüte zu Produktrate sind vorzugsweise mindestens die Hälfte oder sogar mindestens 3/4 der möglichen Anzahl an Planetenspindeln einzusetzen. The number of planetary spindles rotating in each roller cylinder can be varied and thus adapted to the requirements of the process. The number of spindles influences the free volume within the planetary roller extruder, the dwell time of the material in the process and also determines the area size for the heat and material exchange. The number of planetary spindles has an influence on the compounding result via the shear energy introduced. With a constant roller cylinder diameter, a greater number of spindles can achieve better homogenizing and dispersing performance or a greater product throughput. To achieve a good ratio of compounding quality to product rate, preferably at least half or even at least 3/4 of the possible number of planetary spindles should be used.
Die maximale Anzahl an Planetenspindeln, die sich zwischen Zentralspindel und Walzenzylinder einbauen lässt, ist abhängig vom Durchmesser des Walzenzylinders und vom Durchmesser der verwendeten Planetenspindeln. Bei Verwendung größerer Walzendurchmesser, wie sie zum Erzielen von Durchsatz raten im Produktionsmaßstab notwendig sind, beziehungsweise kleinerer Durchmesser für die Planetenspindeln können die Walzenzylinder mit einer größeren Anzahl an Planetenspindeln bestückt werden. Typischerweise werden bei einem Walzendurchmesser von D=70 mm bis zu sieben Planetenspindeln verwendet, während bei einem Walzendurchmesser von D=200 mm zum Beispiel zehn und bei einem Walzendurchmesser von D=400 mm beispielsweise 24 Planetenspindeln verwendet werden können. The maximum number of planetary spindles that can be installed between the central spindle and the roller cylinder depends on the diameter of the roller cylinder and the diameter of the planetary spindles used. When using larger roller diameters, as are necessary to achieve throughput rates on a production scale, or smaller diameters for the planetary spindles, the roller cylinders can be equipped with a larger number of planetary spindles. Typically, with a roll diameter of D = 70 mm up to seven planetary spindles are used, while with a roller diameter of D = 200 mm, for example, ten and with a roller diameter of D = 400 mm, for example, 24 planetary spindles can be used.
Selbstverständlich kann jeder Walzenzylinder hinsichtlich Anzahl und Art der Planetenspindeln unterschiedlich bestückt sein und so den jeweiligen rezepturieilen und verfahrenstechnischen Anforderungen angepasst sein. Of course, each roller cylinder can be equipped differently with regard to the number and type of planetary spindles and thus be adapted to the respective formulation and process requirements.
Erfindungsgemäß ist es gelungen, lagerstabile härtbare Zusammensetzungen auf Epoxidbasis zur Verfügung zu stellen, die zur Verwendung als Klebstoffe in Klebebänder hervorragend geeignet sind und mit denen es gelingt, auch sehr dicke Klebebänder zu realisieren. Die hergestellten Produkte weisen eine sehr gute Adhäsion insbesondere zu Glasoberflächen auf. Durch die gewählten Komponenten ist es gelungen, die Löslichkeit der eingesetzten Härter in den anderen Komponenten zu reduzieren oder gänzlich zu vermeiden, wodurch man sehr lagerstabile Produkte erhält, die gut transportierbar und lagerbar sind und auch bei der Anwendung beim Kunden - sogar nach längerer Lagerzeit - ihre volle Verklebungsleistung gewährleisten. According to the invention, it has been possible to provide storage-stable, curable compositions based on epoxy which are outstandingly suitable for use as adhesives in adhesive tapes and with which it is possible to produce even very thick adhesive tapes. The products produced have very good adhesion, in particular to glass surfaces. The selected components have made it possible to reduce the solubility of the hardeners used in the other components or to avoid it altogether, resulting in products that are very stable in storage, which are easy to transport and store and also when used by the customer - even after a long storage period. ensure their full bonding performance.
Die Aushärtung der erfindungsgemäßen Klebstoffe beziehungsweise Klebebänder nach Applikation kann vorteilhaft bei Temperaturen zwischen 120 °C und 200 °C für 10 bis 120 Minuten erfolgen. Die exakten Bedingungen richten sich nach dem verwendeten Härter und dem gegebenenfalls verwendeten Beschleuniger und der verwendeten Menge an Beschleuniger. Typischerweise werden Beschleuniger zwischen 0.5 phr und 5 phr eingesetzt, wobei phr sich auf die Menge an verwendeten Epoxidharzen bezieht. Beispielhafte Aushärtebedingungen sind 30 Minuten bei 180 °C, 30 Minuten bei 160 °C, 35 Minuten bei 145 °C, 60 Minuten bei 130 °C, 120 Minuten bei 120 °C. The curing of the adhesives or adhesive tapes according to the invention after application can advantageously take place at temperatures between 120 ° C. and 200 ° C. for 10 to 120 minutes. The exact conditions depend on the hardener used and the accelerator used, if any, and the amount of accelerator used. Typically, accelerators between 0.5 phr and 5 phr are used, phr referring to the amount of epoxy resins used. Exemplary curing conditions are 30 minutes at 180 ° C, 30 minutes at 160 ° C, 35 minutes at 145 ° C, 60 minutes at 130 ° C, 120 minutes at 120 ° C.
Erfindungsgemäß können sehr dicke Klebebänder realisiert werden. Die Darreichung an sich hochviskoser Klebstoffe in Form stabiler Filme - etwa durch die Einbettung des Reaktivklebstoffs in eine polymere Filmbildnermatrix - eröffnet mit den erfindungsgemäßen Klebemassen den Zugang zu sehr lagerstabilen Klebefilmen in einer hohen Dimensionsvielfalt. According to the invention, very thick adhesive tapes can be produced. The administration of adhesives of high viscosity per se in the form of stable films - for example by embedding the reactive adhesive in a polymeric film-forming matrix - opens up, with the adhesives of the invention, access to very storage-stable adhesive films in a wide variety of dimensions.
So ist es möglich, Klebefilme in sehr dünner Form - beispielweise von wenigen pm Dicke - über übliche Klebebanddicken, etwa mit Klebstoffschichten von 25 pm bis zu 100 pm Dicke - wie etwa 50 pm dicken Klebstoffschichten -, bis hin zu Klebebändern mit sehr dicken Klebstoffschichten von über 100 pm, bevorzugt von über 200 pm, sogar von 300 pm oder mehr, 500 mm oder mehr, 1 mm oder mehr bis hin zu Klebmassenschichten im Bereich von einigen Millimetern und sogar Zentimetern anzubieten, und zwar sowohl als Einschicht-Klebefilme (Transfer-Klebebänder) als auch als ein- oder doppelseitig klebenden Mehrschicht-Klebebändem, insbesondere auch mit einem Trägermaterial, anzubieten. It is possible to use adhesive films in a very thin form - for example from a few μm thick - over conventional adhesive tape thicknesses, for example with adhesive layers from 25 μm to 100 μm thick - such as about 50 μm thick adhesive layers - up to adhesive tapes with very thick adhesive layers of over 100 μm, preferably over 200 μm, even 300 μm or more, 500 mm or more, 1 mm or more up to layers of adhesive in the range of a few millimeters and even Centimeters, both as single-layer adhesive films (transfer adhesive tapes) and as single- or double-sided adhesive multi-layer adhesive tapes, in particular also with a carrier material.
Referenzmethoden Reference methods
Die jeweiligen Parameterangaben im Rahmen dieser Schrift beziehen sich auf die nachfolgenden Referenz-Bestimmungsmethoden, sofern im Einzelnen nichts anderes spezifiziert oder angegeben ist. The respective parameter data in the context of this document relate to the following reference determination methods, unless otherwise specified or indicated in detail.
Viskosität viscosity
Ein Maß für die Fließfähigkeit des fluiden Beschichtungsmaterials ist dynamische Viskosität. Die dynamische Viskosität wird nach DIN 53019 bestimmt. Als Fluid wird eine Viskosität von weniger als 108 Pa s bezeichnet. Die Viskosität wird in einem Zylinderrotationsviskosimeter mit einer Standardgeometrie nach DIN 53019-1 bei einer Messtemperatur von 23 °C und einer Schergeschwindigkeit 1 s-1 gemessen. Dynamic viscosity is a measure of the flowability of the fluid coating material. The dynamic viscosity is determined according to DIN 53019. A viscosity of less than 108 Pa s is referred to as a fluid. The viscosity is measured in a cylinder rotation viscometer with a standard geometry according to DIN 53019-1 at a measuring temperature of 23 ° C. and a shear rate of 1 s-1.
Molmasse molar mass
Angaben zur zahlenmittleren Molmasse Mn beziehungsweise zur gewichtsmittleren Molmasse Mw beziehen sich auf die Messung mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) wie folgt:Information on the number-average molar mass Mn or the weight-average molar mass Mw refer to the measurement by means of gel permeation chromatography (GPC) as follows:
Als Eluent wurde THF (Tetrahydrofuran) mit 0,1 Vol. % Trifluoressigsäure eingesetzt. Die Messung erfolgte bei 25 °C. Als Vorsäule wurde PSS-SDV, 5 m, 103 Ä, ID 8,0 mm x 50 mm verwendet. Zur Auftrennung wurden die Säulen PSS-SDV, 5 m, 103 sowie 105 und 106 mit jeweils ID 8,0 mm x 300 mm eingesetzt. Die Probenkonzentration betrug 4 g/l, die Durchflussmenge 1 ,0 ml pro Minute. Es wurde gegen Polystyrol-Standards gemessen. THF (tetrahydrofuran) with 0.1% by volume of trifluoroacetic acid was used as the eluent. The measurement was carried out at 25 ° C. PSS-SDV, 5 m, 10 3 Å, ID 8.0 mm x 50 mm was used as the guard column. The columns PSS-SDV, 5 m, 10 3 and 105 and 106, each with an ID of 8.0 mm × 300 mm, were used for the separation. The sample concentration was 4 g / l, the flow rate 1.0 ml per minute. It was measured against polystyrene standards.
Erweichungstemperaturen von Polymeren beziehungsweise Harzen Softening temperatures of polymers or resins
Die Erweichungstemperatur wird, sofern nicht im Einzelnen anders angegeben, nach der einschlägigen Methodik durchgeführt, die als ,Ring and Ball· bekannt ist und nach ASTM E28 standardisiert ist. Unless otherwise specified, the softening temperature is carried out according to the relevant method known as "Ring and Ball" and standardized according to ASTM E28.
Zur Bestimmung der Erweichungstemperatur kommt ein Ring-Kugel-Automat HRB 754 der Firma Herzog zum Einsatz. Die zu vermessenden Proben - etwa das Harz oder das Elastomer- werden zunächst fein gemörsert. Das resultierende Pulver wird in einen Messingzylinder mit Bodenöffnung (Innendurchmesser am oberen Teil des Zylinders 20 mm, Durchmesser der Bodenöffnung des Zylinders 16 mm, Höhe des Zylinders 6 mm) gefüllt und auf einem Heiztisch geschmolzen. Die Befüllmenge wird so gewählt, dass die Probe nach dem Schmelzen den Zylinder ohne Überstand voll ausfüllt. An HRB 754 ring-ball machine from Herzog is used to determine the softening temperature. The samples to be measured - such as the resin or the elastomer - are first finely ground in a mortar. The resulting powder is filled into a brass cylinder with a bottom opening (inner diameter at the upper part of the cylinder 20 mm, diameter of the bottom opening of the cylinder 16 mm, height of the cylinder 6 mm) and placed on a heating table melted. The filling quantity is chosen so that the sample completely fills the cylinder without protrusion after melting.
Der resultierende Probekörper wird samt Zylinder in die Probehalterung des HRB 754 eingelegt. Zur Befüllung des Temperierbads wird Glycerin verwendet, sofern die Erweichungstemperatur zwischen 50 °C und 150 °C liegt. Bei niedrigeren Erweichungstemperaturen kann auch mit einem Wasserbad gearbeitet werden. Die Prüfkugeln haben einen Durchmesser von 9,5 mm und wiegen 3,5 g. Entsprechend der HRB 754 Prozedur wird die Kugel oberhalb des Probekörpers im Temperierbad angeordnet und auf dem Probekörper abgelegt. 25 mm unter dem Zylinderboden befindet sich eine Auffangplatte, 2 mm über dieser eine Lichtschranke. Während des Messvor gangs wird die Temperatur mit 5 °C/min erhöht. Im Temperaturbereich der Erweichungstemperatur beginnt sich die Kugel durch die Bodenöffnung des Zylinders zu bewegen, bis sie schließlich auf der Auffangplatte zum Stehen kommt. In dieser Position wird sie von der Lichtschranke detektiert und zu diesem Zeitpunkt die Temperatur des Temperierbads registriert. Es findet eine Doppelbestimmung statt. Die Erweichungstemperatur ist der Mittelwert aus den beiden Einzelmessungen. The resulting test specimen, including the cylinder, is placed in the test holder of the HRB 754. Glycerine is used to fill the bath if the softening temperature is between 50 ° C and 150 ° C. A water bath can also be used at lower softening temperatures. The test balls have a diameter of 9.5 mm and weigh 3.5 g. According to the HRB 754 procedure, the ball is placed above the test specimen in the temperature bath and placed on the test specimen. There is a collecting plate 25 mm below the cylinder base, and a light barrier 2 mm above it. During the measurement process, the temperature is increased at 5 ° C / min. In the temperature range of the softening temperature, the ball begins to move through the bottom opening of the cylinder until it finally comes to a stop on the collecting plate. In this position it is detected by the light barrier and the temperature of the bath is registered at this point in time. There is a double determination. The softening temperature is the mean value from the two individual measurements.
Statische Glasübergangstemperatur Static glass transition temperature
Die Bestimmung der statischen Glasübergangstemperatur (Tg) erfolgt über Dynamische Differenzkalorimetrie nach DIN 53765:1994-03. Hierzu werden ungefähr 7 mg der Probe in einen Aluminiumtiegel genau eingewogen und anschließend in das Messgerät (Gerät: DSC 204 F1, Fa. Netzsch) eingebracht. Als Referenz wird ein leerer Tiegel benutzt. Anschließend werden zwei Aufheizkurven mit einer Aufheizrate von 10 K/min aufgenommen. Die Angaben zur Glasübergangstemperatur Tg beziehen sich auf den Glasumwandlungstemperatur-Wert Tg nach DIN 53765:1994-03 der zweiten Aufheizkurve, sofern im Einzelfall nichts anderes angegeben ist. The static glass transition temperature (Tg) is determined using dynamic differential calorimetry in accordance with DIN 53765: 1994-03. For this purpose, approximately 7 mg of the sample are weighed exactly into an aluminum pan and then introduced into the measuring device (device: DSC 204 F1, Netzsch). An empty crucible is used as a reference. Two heating curves are then recorded with a heating rate of 10 K / min. The information on the glass transition temperature Tg relates to the glass transition temperature Tg according to DIN 53765: 1994-03 of the second heating curve, unless otherwise stated in the individual case.
Weitere Referenzmethoden ergeben sich aus den Testmethoden im Experimentellen Teil. Further reference methods result from the test methods in the experimental part.
Experimenteller Teil Experimental part
Lagerfähigkeit Shelf life
Die Lagerfähigkeit (Lf) der (nicht ausgehärteten) Copolymere wurde über DSC bestimmt. Dazu wird die Reaktionswärme einer frischen Mischung aus Epikote828LVEL mit 7,03% Dicyandiamid (Dyhard 100SF) und wenn nicht anders vermerkt 5phr des zu testenden Copolymeren, bestimmt (AHfnsch) und mit der Restreaktionswärme nach Lagerung für 10d bei 60°C (DHKMQO) verglichen.The shelf life (Lf) of the (uncured) copolymers was determined by DSC. For this purpose, the heat of reaction of a fresh mixture of Epikote828LVEL with 7.03% dicyandiamide (Dyhard 100SF) and, unless otherwise noted, 5phr of the copolymer to be tested is determined (AH f nsc h ) and the residual heat of reaction after storage for 10d at 60 ° C ( DHKMQO) compared.
Lf = DHΐ(M60 / ÄHfnsch Lf = DHΐ (M60 / ÄHfnsch
Die Lagerfähigkeit im Sinne der Erfindung ist erfüllt, wenn Lf > 85%, insbesondere > 95% beträgt und wird in den Experimenten mit „bestanden“ bezeichnet. The shelf life within the meaning of the invention is fulfilled when Lf is> 85%, in particular> 95%, and is referred to in the experiments as “passed”.
Tpeak Tpeak
Als Tpeak wird diejenige Temperatur der Aushärtungskurve, bestimmt mit DSC, aus der Lagerfähigkeitsmessung bezeichnet, die am Maximum des exothermen Reaktionssignals erreicht ist. The temperature of the curing curve , determined by DSC, from the shelf life measurement, which is reached at the maximum of the exothermic reaction signal, is referred to as Tpeak.
Verwendete Rohstoffe: Used raw materials:
Liste der verwendeten Monomere zur Herstellung der beispielhaften Polymere a) Hoch-Tg Monomere List of the monomers used to prepare the exemplary polymers a) High-Tg monomers
“TUEMA” 2-(3-toloidylureido)ethylmethacrylat (Homopolymer-Tg ~ 137°C) “TUEMA” 2- (3-toloidylureido) ethyl methacrylate (homopolymer-Tg ~ 137 ° C)
“PhMal” n-Phenylmaleimid (Homopolymer-Tg ~ 325°C) “PhMal” n-phenyl maleimide (homopolymer Tg ~ 325 ° C)
“MMA” Methylmethacrylat (Homopolymer-Tg ~ 105°C) “MMA” methyl methacrylate (homopolymer Tg ~ 105 ° C)
“S” Styrol (Homopolymer-Tg ~ 100°C) b) Monomere mit tertiären aromatischen Aminseitengruppen “S” styrene (homopolymer Tg ~ 100 ° C) b) Monomers with tertiary aromatic amine groups
“VI m” Vinylimidazol (Homopolymer-Tg ~ 131°C) “VI m” vinylimidazole (homopolymer Tg ~ 131 ° C)
“ImEMA” Imidazolethylmethacrylat (Homopolymer-Tg ~ 60°C) “ImEMA” imidazole ethyl methacrylate (homopolymer Tg ~ 60 ° C)
“ImEUr-M” Imidazolethylurethanmethacrylat (Homopolymer-Tg ~32°C) “ImEUr-M” imidazole ethyl urethane methacrylate (homopolymer Tg ~ 32 ° C)
“2M-lmEMA” 2-Methylimidazolethylmethacrylat (Homopolymer-Tg ~ 76°C) “2M-lmEMA” 2-methylimidazole ethyl methacrylate (homopolymer Tg ~ 76 ° C)
“DMAP-M” N-methyl-N-(4-pyridyl)amino)ethylmethacrylat) (Homopolymer-Tg ~ 29°C) PMI (TCI Chemicals, keine Aufreinigung vor Verwendung), MMA (Sigma Aldrich, destilliert vor Verwendung), S (Merck, destilliert vor Verwendung) und Vlm (Sigma-Aldrich, keine Aufreinigung vor Verwendung). “DMAP-M” N-methyl-N- (4-pyridyl) amino) ethyl methacrylate) (homopolymer Tg ~ 29 ° C) PMI (TCI Chemicals, no purification before use), MMA (Sigma Aldrich, distilled before use), S (Merck, distilled before use) and Vlm (Sigma-Aldrich, no purification before use).
Herstellung der nicht kommerziellen Monomere p-Toluidinharnstoffethylmethacrylat Production of the non-commercial monomers p-toluidine urea ethyl methacrylate
In einem Zweihalskolben unter Stickstoffatmosphäre wurden 0,760 g (7,09 mmol) p-Toluidin und 0,0365 g (0,325 mmol) 1 ,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan in 10 ml Tetrahydrofuran vorgelegt. Zur Lösung wurde 1 ,00 ml (7,08 mmol) 2-lsocyanatoethylmethacrylat zugetropft. Das Reaktionsgemisch wurde anschließend bei 60 °C für 3 h gerührt und das Lösungsmittel unter verringertem Druck entfernt. Das resultierende Rohprodukt wurde in DCM gelöst, einmal mit Wasser und zweimal mit gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen, die Lösung mit Magnesiumsulfat getrocknet und anschließend das Lösungsmittel unter verringertem Druck entfern. Nach der säulenchromatographischen Aufreinigung (Kieselgel; nH:EE 2:1 bis 1 :1) wurden 1 ,60 g (6,10 mmol; 86%) eines beigen Feststoffes erhalten. 0.760 g (7.09 mmol) of p-toluidine and 0.0365 g (0.325 mmol) of 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane in 10 ml of tetrahydrofuran were placed in a two-necked flask under a nitrogen atmosphere. 1.00 ml (7.08 mmol) of 2-isocyanatoethyl methacrylate were added dropwise to the solution. The reaction mixture was then stirred at 60 ° C. for 3 h and the solvent was removed under reduced pressure. The resulting crude product was dissolved in DCM, washed once with water and twice with saturated sodium chloride solution, the solution was dried with magnesium sulfate, and then the solvent was removed under reduced pressure. Purification by column chromatography (silica gel; nH: EA 2: 1 to 1: 1) gave 1.60 g (6.10 mmol; 86%) of a beige solid.
Imidazolethylmethacrylat (ImEMA) ln einem Zweihalskolben mit Rückflusskühler wurden 8,01 g (0,118 mol) Imidazol und 16,0 g Ethylencarbonat (0,182 mol) in 30 ml Toluol gelöst und 6 h unter Rückfluss erhitzt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde die Toluolphase abgenommen und unter Kühlung im Wasserbad 11 ml konzentrierte Salzsäure hinzugefügt. Die Lösung wurde dreimal mit DCM gewaschen und die wässrige Phase durch Zugabe von Kaliumcarbonat auf pH 12 eingestellt. Die wässrige Phase wurde mit Dichlormethan extrahiert und die erhaltene Lösung mit Magnesiumsulfat getrocknet und anschließend das Lösungsmittel unter verringertem Druck entfernt. Es wurden 6,14 g (0,0548 mol; 47%) des Produktes in Form einer braunen, öligen Flüssigkeit erhalten. In einem Zweihalskolben unter Stickstoffatmosphäre wurde zu einer Lösung von 1 ,92 g (17,1 mmol) Hydroxyethylimidazol, 2,80 ml Triethylamin (20,2 mmol) und 10 mg Phenothiazin in 8 ml THF im Eisbad eine Lösung von 2,00 ml (20,5 mmol) Methacryloylchlorid in 4 ml THF langsam zugetropft. Die Lösung wurde über Nacht auf Raumtemperatur aufwärmen gelassen und der gebildete Feststoff anschließend abfiltriert. Das Lösungsmittel wurde anschließend unter verringertem Druck entfernt. Nach säulenchromatographischer Aufreinigung (Kieselgel) mit DCM:MeOH 100:3 wurden 2,15 g (11 ,9 mmol; 70%) einer gelblichen Flüssigkeit erhalten. 2-Methylimidazolethylmethacrylat (2M-lmEMA) ln einem Zweihalskolben mit Rückflusskühler wurden 5,00 g (0,0609 mol) 2-Methylimidazol und 8,34 g Ethylencarbonat (0,0947 mol) in 20 ml Toluol gelöst und 5 h 30 min unter Rückfluss erhitzt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde die Toluolphase abgenommen und unter Kühlung im Wasserbad 11 ml konzentrierte Salzsäure hinzugefügt. Die Lösung wurde dreimal mit DCM gewaschen und die wässrige Phase durch Zugabe von Kaliumcarbonat auf pH 12 eingestellt. Die wässrige Phase wurde mit Dichlormethan extrahiert und die erhaltene Lösung mit Magnesiumsulfat getrocknet und anschließend das Lösungsmittel unter verringertem Druck entfernt. Es wurden 4,58 g (0,0363 mol; 60 %) des Produktes in Form einer braunen, öligen Flüssigkeit erhalten. ln einem Zweihalskolben unter Stickstoffatmosphäre wurde zu einer Lösung von 3,21 g (25,4 mmol) PR040, 4,30 ml Triethylamin (31 ,0 mmol) und 10 mg Phenothiazin in 13 ml THF im Eisbad eine Lösung von 3,03 ml (31,0 mmol) Methacryloylchlorid in 7 ml THF langsam zugetropft. Die Lösung wurde über Nacht auf Raumtemperatur aufwärmen gelassen und der gebildete Feststoff anschließend abfiltriert. Das Lösungsmittel wurde anschließend unter verringertem Druck entfernt. Nach säulenchromatographischer Aufreinigung (Kieselgel) mit DCM:MeOH 100:3 wurden 1 ,25 g (6,04 mmol; 24%) einer gelblichen Flüssigkeit erhalten. Methylaminopyridinethylmethacrylat (DMAP-M) Imidazole ethyl methacrylate (ImEMA) In a two-necked flask with a reflux condenser, 8.01 g (0.118 mol) of imidazole and 16.0 g of ethylene carbonate (0.182 mol) were dissolved in 30 ml of toluene and heated under reflux for 6 h. After cooling to room temperature, the toluene phase was removed and 11 ml of concentrated hydrochloric acid were added while cooling in a water bath. The solution was washed three times with DCM and the aqueous phase was adjusted to pH 12 by adding potassium carbonate. The aqueous phase was extracted with dichloromethane and the resulting solution was dried with magnesium sulfate, and then the solvent was removed under reduced pressure. 6.14 g (0.0548 mol; 47%) of the product were obtained in the form of a brown, oily liquid. In a two-necked flask under a nitrogen atmosphere, a solution of 1.92 g (17.1 mmol) of hydroxyethylimidazole, 2.80 ml of triethylamine (20.2 mmol) and 10 mg of phenothiazine in 8 ml of THF was added to a solution of 2.00 ml in an ice bath (20.5 mmol) methacryloyl chloride in 4 ml THF was slowly added dropwise. The solution was allowed to warm to room temperature overnight and the solid formed was then filtered off. The solvent was then removed under reduced pressure. Purification by column chromatography (silica gel) with DCM: MeOH 100: 3 gave 2.15 g (11.9 mmol; 70%) of a yellowish liquid. 2-methylimidazole ethyl methacrylate (2M-lmEMA) In a two-necked flask with a reflux condenser, 5.00 g (0.0609 mol) of 2-methylimidazole and 8.34 g of ethylene carbonate (0.0947 mol) were dissolved in 20 ml of toluene and heated under reflux for 5 hours 30 minutes. After cooling to room temperature, the toluene phase was removed and 11 ml of concentrated hydrochloric acid were added while cooling in a water bath. The solution was washed three times with DCM and the aqueous phase was adjusted to pH 12 by adding potassium carbonate. The aqueous phase was extracted with dichloromethane and the resulting solution was dried with magnesium sulfate, and then the solvent was removed under reduced pressure. 4.58 g (0.0363 mol; 60%) of the product were obtained in the form of a brown, oily liquid. In a two-necked flask under a nitrogen atmosphere, a solution of 3.21 g (25.4 mmol) of PR040, 4.30 ml of triethylamine (31.0 mmol) and 10 mg of phenothiazine in 13 ml of THF was added to a solution of 3.03 ml in an ice bath (31.0 mmol) methacryloyl chloride in 7 ml THF was slowly added dropwise. The solution was allowed to warm to room temperature overnight and the solid formed was then filtered off. The solvent was then removed under reduced pressure. After purification by column chromatography (silica gel) with DCM: MeOH 100: 3, 1.25 g (6.04 mmol; 24%) of a yellowish liquid were obtained. Methylaminopyridine ethyl methacrylate (DMAP-M)
In einem Zweihalskolben unter Stickstoffatmosphäre wurde 7,51 g (50,1 mmol) 4-Chlorpyridin- hydrochlorid in 50,0 ml (622 mmol) 2-Methylaminoethanol gelöst und für 14 h bei 120 °C gerührt. Das 2-Methylaminoethanol wurde anschließend abdestilliert und der zurückbleibende Rückstand in Ethylacetat gelöst und dreimal mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen. Den gesammelten wässrigen Phasen wurde Natriumhydroxid zugegeben und diese dreimal mit Ethylacetat extrahiert. Die gesammelten organischen Phasen wurden mit Magnesiumsulfat getrocknet, das Lösungsmittel unter verringertem Druck entfernt und das Rohprodukt mittels Säulenchromatographie (Kieselgel, DCM:MeOH 10:1 bis 10:2) aufgereinigt. Es wurden 5,14 g (33,6 mmol; 67%) eines gelben kristallinen Feststoffes erhalten In a two-necked flask under a nitrogen atmosphere, 7.51 g (50.1 mmol) of 4-chloropyridine hydrochloride were dissolved in 50.0 ml (622 mmol) of 2-methylaminoethanol and the mixture was stirred at 120 ° C. for 14 h. The 2-methylaminoethanol was then distilled off and the residue that remained was dissolved in ethyl acetate and washed three times with saturated sodium chloride solution. Sodium hydroxide was added to the collected aqueous phases and these were extracted three times with ethyl acetate. The collected organic phases were dried with magnesium sulfate, the solvent was removed under reduced pressure and the crude product was purified by means of column chromatography (silica gel, DCM: MeOH 10: 1 to 10: 2). 5.14 g (33.6 mmol; 67%) of a yellow crystalline solid were obtained
In einem Zweihalskolben unter Stickstoffatmosphäre wurde zu einer Lösung von 2,01 g (13,2 mmol) PR065, 2,20 ml Triethylamin (15,9 mmol) und 10 mg Phenothiazin in 15 ml THF im Eisbad eine Lösung von 1 ,54 ml (15,8 mmol) Methacryloylchlorid in 10 ml THF langsam zugetropft. Die Lösung wurde über Nacht auf Raumtemperatur aufwärmen gelassen und der gebildete Feststoff anschließend abfiltriert. Das Lösungsmittel wurde anschließend unter verringertem Druck entfernt. Nach säulenchromatographischer Aufreinigung (Kieselgel; DCM:MeOH 10:1) wurden 1 ,62 g (7,35 mmol; 55%) einer gelblichen Flüssigkeit erhalten. In a two-necked flask under a nitrogen atmosphere, a solution of 1.54 ml was added to a solution of 2.01 g (13.2 mmol) of PR065, 2.20 ml of triethylamine (15.9 mmol) and 10 mg of phenothiazine in 15 ml of THF in an ice bath (15.8 mmol) methacryloyl chloride in 10 ml THF was slowly added dropwise. The solution was allowed to warm to room temperature overnight and the solid formed was then filtered off. The solvent was then removed under reduced pressure. Purification by column chromatography (silica gel; DCM: MeOH 10: 1) gave 1.62 g (7.35 mmol; 55%) of a yellowish liquid.
Imidazolethylurethanmethacrylat (ImEUr-M) Imidazole ethyl urethane methacrylate (ImEUr-M)
In einem Zweihalskolben mit Rückflusskühler wurden 8,01 g (0,118 mol) Imidazol und 16,0 g Ethylencarbonat (0,182 mol) in 30 ml Toluol gelöst und 6 h unter Rückfluss erhitzt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde die Toluolphase abgenommen und unter Kühlung im Wasserbad 11 ml konzentrierte Salzsäure hinzugefügt. Die Lösung wurde dreimal mit DCM gewaschen und die wässrige Phase durch Zugabe von Kaliumcarbonat auf pH 12 eingestellt. Die wässrige Phase wurde mit Dichlormethan extrahiert und die erhaltene Lösung mit Magnesiumsulfat getrocknet und anschließend das Lösungsmittel unter verringertem Druck entfernt. Es wurden 6,14 g (0,0548 mol; 47%) des Produktes in Form einer braunen, öligen Flüssigkeit erhalten. In a two-necked flask with a reflux condenser, 8.01 g (0.118 mol) of imidazole and 16.0 g of ethylene carbonate (0.182 mol) were dissolved in 30 ml of toluene and heated under reflux for 6 h. After cooling to room temperature, the toluene phase was removed and 11 ml of concentrated hydrochloric acid were added while cooling in a water bath. The solution was washed three times with DCM and the aqueous phase was adjusted to pH 12 by adding potassium carbonate. The aqueous phase was extracted with dichloromethane and the solution obtained was dried with magnesium sulfate and then the solvent is removed under reduced pressure. 6.14 g (0.0548 mol; 47%) of the product were obtained in the form of a brown, oily liquid.
2) In einem Zweihalskolben unter Stickstoffatmosphäre wurden 1 ,59 g (14,2 mmol) Hydroxethylimidazol und 0,0801 g (0,714 mmol) 1 ,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan in 30 ml Tetrahydrofuran vorgelegt. Zur Lösung wurden 2 ml (14,2 mmol) 2-lsocyanatoethylmethacrylat zugetropft. Das Reaktionsgemisch wurde anschließend bei 65 °C für 6 h gerührt und das Lösungsmittel unter verringertem Druck entfernt. Nach säulenchromatographischer Aufreinigung (Kieselgel) DCM:MeOH 100:1 bis 100:5) wurden 2,89 g (11 ,1 mmol; 86%) eines beigen Feststoffes erhalten. 2) 1.59 g (14.2 mmol) of hydroxethylimidazole and 0.0801 g (0.714 mmol) of 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane in 30 ml of tetrahydrofuran were placed in a two-necked flask under a nitrogen atmosphere. 2 ml (14.2 mmol) of 2-isocyanatoethyl methacrylate were added dropwise to the solution. The reaction mixture was then stirred at 65 ° C. for 6 h and the solvent was removed under reduced pressure. After purification by column chromatography (silica gel) DCM: MeOH 100: 1 to 100: 5), 2.89 g (11.1 mmol; 86%) of a beige solid were obtained.
Polymerisationen Polymerizations
Allgemeine Vorschrift: Die jeweiligen Monomerzusammensetzungen, 5 mol-% AIBN und Regler (Mercaptoethanol, sofern eingesetzt) wurden in DMF gelöst (30%ige Lösung) und die Lösungen jeweils 3 min mit Argon durchspült. Die Polymerisation wurde anschließend für 22 h bei 65 °C im Ölbad durchgeführt. Erhaltene Polymere wurden in Diethylether ausgefällt und unter verringertem Druck bei 60 °C getrocknet. General instruction: The respective monomer compositions, 5 mol% AIBN and regulator (mercaptoethanol, if used) were dissolved in DMF (30% strength solution) and the solutions were each flushed for 3 min with argon. The polymerization was then carried out for 22 h at 65 ° C. in an oil bath. Polymers obtained were precipitated in diethyl ether and dried under reduced pressure at 60 ° C.
Liste der beispielhaften Polymere List of exemplary polymers
Tabelle 1 Table 1
In Tabelle 1 sind die Tpeak Temperaturen der jeweiligen Polymere angegeben sowie der Hinweis ob der Lagertest bestanden oder nicht bestanden wurde. Table 1 shows the Tpeak temperatures of the respective polymers and indicates whether the storage test was passed or not.
Die aktivierende Wirkung der Stickstoff enthaltenden aromatischen heterocyclischen Gruppe ist überraschenderweise besonders effektiv, wenn Sie nicht direkt am Polymerrückgrat gebunden ist. Dies wird im Vergleich von B1 und B2 deutlich. Zwar sind beide Beschleuniger lagerstabil und zeigen eine beschleunigende Wirkung. Jedoch ist die Peaktemperatur von B2 um 10°C niedriger. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird davon ausgegangen, dass eine Entkopplung vom Polymerrückgrat durch mindestens 2, bevorzugt 4 Atome dazu führt, dass die Aminogruppen bei Überschreiten des Tg besser für das Reaktivharz zugänglich sind. The activating effect of the nitrogen-containing aromatic heterocyclic group is surprisingly particularly effective when it is not bound directly to the polymer backbone. This becomes clear when comparing B1 and B2. Both accelerators are storage-stable and show an accelerating effect. However, the peak temperature of B2 is 10 ° C lower. Without being tied to a theory, it is assumed that decoupling from the polymer backbone by at least 2, preferably 4 atoms results in the amino groups being more accessible to the reactive resin when the Tg is exceeded.
B4-B7 sind erfindungsgemäße Beispiele mit unterschiedlicher Menge Monomeren B im Polymeren (20% - 60%). Die Beispiele sind lagerfähig und zeigen stark aktivierende Eigenschaften (B4-B6 Tpeak = 152/153°C, B7 TPeak = 167°C). Die aktivierende Eigenschaft von B7 mit lediglich 20% Monomer B erscheint zunächst schwächer. Jedoch wurde in dem DSC Experiment die gleiche Menge Beschleuniger (5phr) verwendet. Aufgrund der niedrigeren Menge im Copolymeren sind somit im Aushärtetest weniger beschleunigende Gruppen vorhanden. Dem kann durch einfache Erhöhung der Beschleunigermenge entgegengewirkt werden. Überraschenderweise steigt die aktivierende Wirkung nicht mit steigender Menge an Monomer B an, wie sowohl im erfindungsgemäßen Bereich zwischen 45% und 60% (B4-B6) gut zu erkennen ist, als auch im Gegenbeispiel V1, welches zu 100% aus ImEMA besteht. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird davon ausgegangen, dass bei zu hohen ImEMA Anteilen die Löslichkeit, die über die Hoch-Tg-Monomere (Monomere A) mit eingebracht wird, stark reduziert wird, sodass die beschleunigend wirkenden Monomere B nicht in ausreichender Form zur Verfügung stehen. Auch mit kommerziell verfügbaren Hoch-Tg Monomeren, wie MMA und n-Phenylmalimide lassen sich erfindungsgemäße Beschleuniger Polymere erhalten. Dies ist mit B8 und B9 gezeigt. Imidazole haben sich als besonders reaktiv und gleichzeitig gut lagerfähig herausgestellt (B2 unsubstituiertes Imidazol, B10 Methylimidazol). Aber auch andere tertiäre aromatische Aminogruppen wirken beschleunigend und lassen sich trotzdem für sehr lagerfähige Epoxidharzklebstoffe einsetzen. Dies ist beispielhaft in B11 mit einem dem DMAP vergleichbaren tertiären aromatischen Amin gezeigt. B4-B7 are examples according to the invention with different amounts of monomers B in the polymer (20% -60%). The examples can be stored and show strong activating properties (B4-B6 Tp e ak = 152/153 ° C, B7 T Pe ak = 167 ° C). The activating property of B7 with only 20% monomer B initially appears to be weaker. However, the same amount of accelerator (5phr) was used in the DSC experiment. Because of the lower amount in the copolymer, there are fewer accelerating groups in the curing test. This can be counteracted by simply increasing the amount of accelerator. Surprisingly, the activating effect does not increase with an increasing amount of monomer B, as can be clearly seen in the range according to the invention between 45% and 60% (B4-B6), as well as in the counterexample V1, which consists of 100% ImEMA. Without being tied to a theory, it is assumed that if the ImEMA proportions are too high, the solubility that is introduced via the high Tg monomers (monomers A) is greatly reduced, so that the accelerating monomers B are not sufficiently effective Form are available. Accelerator polymers according to the invention can also be obtained with commercially available high-Tg monomers such as MMA and n-phenylmalimide. This is shown with B8 and B9. Imidazoles have proven to be particularly reactive and at the same time easy to store (B2 unsubstituted imidazole, B10 methylimidazole). But other tertiary aromatic amino groups also have an accelerating effect and can still be used for very storable epoxy resin adhesives. This is shown by way of example in B11 with a tertiary aromatic amine comparable to DMAP.
Verwendung in reaktiver Haftklebemasse Use in reactive pressure-sensitive adhesive
Verwendete Rohstoffe Raw materials used
Breon N41 H80 Heißpolymerisierter Nitril-Butadien-Kautschuk mit einem Acrylnitrilanteil von 41 Gew.-% von Zeon Chemicals (London, UK). Mooney Viskosität laut technischem Datenblatt 70 - 95. Breon N41 H80 Hot-polymerized nitrile-butadiene rubber with an acrylonitrile content of 41% by weight from Zeon Chemicals (London, UK). Mooney viscosity according to technical data sheet 70 - 95.
PolyDis PD3611 Nitrilkautschukmodifiziertes Epoxidharz auf der Basis von Bisphenol-F-diglycidylether mit einem Elastomergehalt von 40 Gew.-% und einem Gewicht pro Epoxid von 550 g/eq der Firma Schill + Seilacher „Struktol“. Viskosität bei 25 °C von 10000 Pa s. PolyDis PD3611 nitrile rubber modified epoxy resin based on bisphenol F diglycidyl ether with an elastomer content of 40% by weight and a weight per epoxy of 550 g / eq from Schill + Seilacher "Struktol". Viscosity at 25 ° C of 10000 Pa s.
PolyDis PD3691 Nitrilkautschukmodifiziertes Epoxidharz auf der Basis von PolyDis PD3691 Nitrile rubber modified epoxy resin based on
Bisphenol-A-diglycidylether mit einem Elastomergehalt von 5 Gew.- % und einem Gewicht pro Epoxid von 205 g/eq der Firma Schill + Seilacher „Struktol“. Viskosität bei 25 °C von 300 Pa s. Bisphenol A diglycidyl ether with an elastomer content of 5% by weight and a weight per epoxide of 205 g / eq from Schill + Seilacher “Struktol”. Viscosity at 25 ° C of 300 Pa s.
Dyhard 100S Latenter Härter der Firma AlzChem für Epoxidsysteme bestehend aus mikronisiertem Dicyandiamid bei dem 98 % der Partikel kleiner 10 pm sind. Dyhard 100S Latent hardener from AlzChem for epoxy systems consisting of micronized dicyandiamide in which 98% of the particles are smaller than 10 μm.
Dyhard UR500 Latenter Beschleuniger auf Dimethylharnstoffbasis für Epoxidsysteme bei dem 98 % der Partikel kleiner 10 pm sind. Klebmassen Dyhard UR500 Latent accelerator based on dimethyl urea for epoxy systems in which 98% of the particles are smaller than 10 pm. Adhesives
Massenzusammensetzung K1 Massenzusammensetzung KV1 K1 zeigt im Vergleich zu KV1 mit dem kommerziellen Dimethylharnstoffbeschleuniger Dyhard UR500, dass die erfindungsgemäßen Beschleuniger (Polymer B2) bei Aushärtung vergleichbare Verklebungsfestigkeiten erzielen. Jedoch ist die Lagerfähigkeit der beiden Klebmassen stark unterschiedlich. K1 zeigt sowohl bei Lagerung für 10d bei 40°C, als auch für 10d bei 60°C keine Veränderung der DSC Reaktionswärme (Lf4o = Lf6o = 100%). Mass composition K1 mass composition KV1 In comparison to KV1 with the commercial dimethyl urea accelerator Dyhard UR500, K1 shows that the accelerators according to the invention (polymer B2) achieve comparable bond strengths on curing. However, the shelf life of the two adhesives is very different. K1 shows no change in the DSC heat of reaction either on storage for 10 days at 40 ° C. or for 10 days at 60 ° C. (Lf 4 o = Lf 6 o = 100%).
Im Gegensatz dazu ist der Klebstoff mit dem kommerziellen Harnstoffbeschleuniger KV1 bereits bei 40°C Lagerung nach 10d zu 59% reagiert (Lf4o = 41%) und bei 60°C Lagerung nach 10d vollständig ausgehärtet. In contrast, the adhesive reacted 59% with the commercial urea accelerator KV1 at 40 ° C storage after 10 days (Lf 4 o = 41%) and fully cured at 60 ° C storage after 10 days.

Claims

Patentansprüche Claims
Verfahren zur radikalischen Polymerisation zur Herstellung eines Copolymers, umfassend das oder bestehend aus dem Polymerisieren von mindestens einem Monomer A, welches mindestens eine ungesättigte -C=C-Doppelbindung enthält und einen Tg > 0°C aufweist, bestimmt anhand des Homopolymers des Monomers A mittels DSC-Messung; mindestens einem Monomer B, welches eine aromatische heterocyclische Gruppe enthält, die mindestens ein Stickstoffatom im Ring enthält und welches ferner mindestens eine ungesättigte -C=C- Doppelbindung enthält; und gegebenenfalls mindestens einem Monomer C, welches mindestens eine ungesättigte - C=C- Doppelbindung enthält und von Monomer A und B verschieden ist; in Gegenwart mindestens eines Radikalstarters und gegebenenfalls mindestens eines Reglers; wobei das mindestens eine Monomer A in mindestens 30 mol% bezogen auf die gesamten Monomere des Copolymers enthalten ist. A method for free-radical polymerization for the production of a copolymer, comprising or consisting of the polymerization of at least one monomer A which contains at least one unsaturated -C = C double bond and has a T g > 0 ° C, determined on the basis of the homopolymer of the monomer A. by means of DSC measurement; at least one monomer B which contains an aromatic heterocyclic group which contains at least one nitrogen atom in the ring and which furthermore contains at least one unsaturated -C = C double bond; and optionally at least one monomer C which contains at least one unsaturated - C =C double bond and is different from monomers A and B; in the presence of at least one free radical initiator and optionally at least one regulator; wherein the at least one monomer A is contained in at least 30 mol% based on the total monomers of the copolymer.
Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass i) das mindestens eine Monomer A ein Molekulargewicht von weniger als 1000 g/mol, aufweist; und/oder ii) das mindestens eine Monomer A keine Stickstoff enthaltende aromatische heterocyclische Gruppe umfasst; und/oder iii) das mindestens eine Monomer A ausgewählt ist aus einer der folgenden Gruppen iiia) bis iiid), iiia) Acenaphthylen, Maleinsäureanhydrid, N-Phenylmaleimid, N-Vinylpyrrolidon, 2- Vinylnaphthalen, Acrylamid, N-Vinylcaprolactam, Itaconsäureanhydrid, tert.- Butylmethacrylat, Dihydrodicyclopentadienylacrylat, Isobornylmethacrylat, tert.- Butylacrylat, Acrylsäure, Methylmethacrylat, Styrol und Styrolderivate, N,N- Dimethylacrylamid, N-tert-Butylacrylamid, N-Isopropylacrylamid,Process according to claim 1, characterized in that i) the at least one monomer A has a molecular weight of less than 1000 g / mol; and / or ii) the at least one monomer A does not comprise a nitrogen-containing aromatic heterocyclic group; and / or iii) the at least one monomer A is selected from one of the following groups iiia) to iiid), iiia) acenaphthylene, maleic anhydride, N-phenylmaleimide, N-vinylpyrrolidone, 2-vinylnaphthalene, acrylamide, N-vinylcaprolactam, itaconic anhydride, tert .- butyl methacrylate, dihydrodicyclopentadienyl acrylate, isobornyl methacrylate, tert-butyl acrylate, acrylic acid, methyl methacrylate, styrene and styrene derivatives, N, N-dimethylacrylamide, N-tert-butyl acrylamide, N-isopropyl acrylamide,
Isobornylacrylat, Acrylonitril, Methacrylonitril, Hydroxyethylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, tert-Butylcyclohexylmethacrylat, 3,4-Isobornyl acrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, hydroxyethyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, tert-butylcyclohexyl methacrylate, 3,4-
Epoxycyclohexylmethylmethacrylat, Glycidylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Benzylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Iso-Butylmethacrylat, Stearylacrylat, Vinylacetat, n-Butylmethacrylat, Methylacrylat, 2-Phenoxyethylacrylat, 2-(3- Toloidylureido)ethylmethacrylatoder Mischungen davon; oder iiib) Acenaphthylen, Maleinsäureanhydrid, N-Phenylmaleimid, N-Vinylpyrrolidon, 2-Epoxycyclohexylmethyl methacrylate, glycidyl methacrylate, ethyl methacrylate, benzyl methacrylate, phenyl methacrylate, iso-butyl methacrylate, stearyl acrylate, vinyl acetate, n-butyl methacrylate, methyl acrylate, 2-phenoxyethyl acrylate, 2- (3-toloidylureido) ethyl methacrylate, or mixtures thereof; or iiib) acenaphthylene, maleic anhydride, N-phenylmaleimide, N-vinylpyrrolidone, 2-
Vinylnaphthalen, Acrylamid, N-Vinylcaprolactam, Itaconsäureanhydrid, tert.- Butylmethacrylat, Dihydrodicyclopentadienylacrylat, Isobornyl ethacrylat, tert.- Butylacrylat, Acrylsäure, Methyl ethacrylat, Styrol und Styrolderivate, N,N- Dimethylacrylamid, N-tert-Butylacrylamid, N-Isopropylacrylamid,Vinyl naphthalene, acrylamide, N-vinylcaprolactam, itaconic anhydride, tert-butyl methacrylate, dihydrodicyclopentadienyl acrylate, isobornyl ethacrylate, tert-butyl acrylate, acrylic acid, methyl ethacrylate, styrene and styrene derivatives, N, N-dimethylacrylamide, N-tert-butyl acrylamide,
Isobornylacrylat, Acrylonitril, Methacrylonitril, Hydroxyethylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, tert-Butylcyclohexylmethacrylat, 3,4-Isobornyl acrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, hydroxyethyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, tert-butylcyclohexyl methacrylate, 3,4-
Epoxycyclohexylmethylmethacrylat, Glycidylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Benzylmethacrylat, Phenyl ethacrylat, Iso-Butylmethacrylat, 2-(3- Toloidylureido)ethylmethacrylat oder Mischungen davon; oder iiic) Acenaphthylen, Maleinsäureanhydrid, N-Phenylmaleimid, N-Vinylpyrrolidon, 2-Epoxycyclohexylmethyl methacrylate, glycidyl methacrylate, ethyl methacrylate, benzyl methacrylate, phenyl ethacrylate, iso-butyl methacrylate, 2- (3-toloidylureido) ethyl methacrylate, or mixtures thereof; or iiic) acenaphthylene, maleic anhydride, N-phenylmaleimide, N-vinylpyrrolidone, 2-
Vinylnaphthalen, Acrylamid, N-Vinylcaprolactam, Itaconsäureanhydrid, tert.- Butylmethacrylat, Dihydrodicyclopentadienylacrylat, Isobornylmethacrylat, tert.- Butylacrylat, Acrylsäure, Methylmethacrylat, Styrol und Styrolderivate, N,N- Dimethylacrylamid, N-tert-Butylacrylamid, N-Isopropylacrylamid,Vinyl naphthalene, acrylamide, N-vinylcaprolactam, itaconic anhydride, tert-butyl methacrylate, dihydrodicyclopentadienyl acrylate, isobornyl methacrylate, tert-butyl acrylate, acrylic acid, methyl methacrylate, styrene and styrene derivatives, N, N-dimethylacrylamide, N-isopropyl acrylamide, N-tert-butyl acrylamide
Isobornylacrylat, Acrylonitril, Methacrylonitril, Hydroxyethylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, tert-Butylcyclohexylmethacrylat, Phenylmethacrylat, 3,4-Epoxycyclohexylmethylmethacrylat, Glycidylmethacrylat, 2-(3- Toloidylureido)ethylmethacrylat oder Mischungen davon; oder iiid) Acenaphthylene, Maleinsäureanhydrid, N-Phenylmaleimid, N-Vinylpyrrolidon,Isobornyl acrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, hydroxyethyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, tert-butylcyclohexyl methacrylate, phenyl methacrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, glycidyl methacrylate, 2- (3-toloidylureido) ethyl methacrylate, or mixtures thereof; or iiid) acenaphthylenes, maleic anhydride, N-phenylmaleimide, N-vinylpyrrolidone,
2-Vinylnaphthalen, Acrylamid, N-Vinylcaprolactam, Itaconsäureanhydrid, tert.- Butylmethacrylat, Dihydrodicyclopentadienylacrylat, Isobornylmethacrylat, tert.- Butylacrylat, Acrylsäure, Methylmethacrylat, Styrol und Styrolderivate, N,N- Dimethylacrylamid, N-tert-Butylacrylamid, N-Isopropylacrylamid,2-vinylnaphthalene, acrylamide, N-vinylcaprolactam, itaconic anhydride, tert-butyl methacrylate, dihydrodicyclopentadienyl acrylate, isobornyl methacrylate, tert-butyl acrylate, acrylic acid, methyl methacrylate, styrene and styrene derivatives, N, N-dimethylacrylamide, N-tert-butyl acrylamide, N-tert-butyl acrylamide
Isobornylacrylat, Acrylonitril, Methacrylonitril, Phenylmethacrylat, 2-(3- Toloidylureido)ethyl methacrylat oder Mischungen davon Isobornyl acrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, phenyl methacrylate, 2- (3-toloidylureido) ethyl methacrylate, or mixtures thereof
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens zwei verschiedene Monomer A polymerisiert werden, bevorzugt ist ein Monomer A N-Phenylmaleimid und das weitere Monomer A ist ausgewählt aus Acenaphthylene, Maleinsäureanhydrid, N-Vinylpyrrolidon, 2-Vinylnaphthalen, Acrylamid, N-Vinylcaprolactam, Itaconsäureanhydrid, tert.-Butylmethacrylat, Dihydrodicyclopentadienylacrylat, Isobornylmethacrylat, tert.-Butylacrylat, Acrylsäure, Methylmethacrylat, Styrol und Styrolderivate wie z.B. 4-Acetoxystyrol, alpha- Methylstyrol, 3-Methylstyrol, 4-Methylstyrol, N,N-Dimethylacrylamid, N-tert- Butylacrylamid, N-Isopropylacrylamid, Isobornylacrylat, Acrylonitril, Methacrylonitril, Hydroxyethylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, tert-Butylcyclohexylmethacrylat, 3,4-Epoxycyclohexylmethylmethacrylat, Glycidylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Benzylmethacrylat, Phenyl Methacrylat, Iso-Butylmethacrylat, Stearylacrylat, Vinylacetat, n-Butylmethacrylat, Methylacrylat, 2-Phenoxyethylacrylat und 2-(3- Toloidylureido)ethylmethacrylat. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least two different monomers A are polymerized, preferably one monomer A is N-phenylmaleimide and the further monomer A is selected from acenaphthylenes, maleic anhydride, N-vinylpyrrolidone, 2-vinylnaphthalene, acrylamide, N-vinylcaprolactam, itaconic anhydride, tert-butyl methacrylate, dihydrodicyclopentadienyl acrylate, isobornyl methacrylate, tert-butyl acrylate, acrylic acid, methyl methacrylate, styrene and styrene derivatives such as 4-acetoxystyrene, alpha-methyl styrene, N-methyl styrene, 4-methyl styrene, for example , N-tert- Butyl acrylamide, N-isopropyl acrylamide, isobornyl acrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, hydroxyethyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, tert-butylcyclohexyl methacrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, glycidyl methacrylate, ethyl methacrylate, ethyl methacrylate, methacrylate, methacrylate, methacrylate, acrylate, methacrylate, stacrylate, methacrylate, methacrylate, stacrylate, methacrylate, stacrylate, methacrylate, stacrylate, methacrylate, stacrylate, methacrylate, stacrylate, methacrylate, methacrylate, stacrylate, methacrylate, stacrylate, methacrylate, stacrylate, methacrylate, stacrylate, methacrylate, stacrylate, methacrylate -Phenoxyethyl acrylate and 2- (3-toloidylureido) ethyl methacrylate.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass i) das mindestens eine Monomer B ein Molekulargewicht von weniger als 2000 g/mol, aufweist; und/oder ii) das mindestens eine Monomer B, als aromatische heterocyclische Gruppe, die mindestens ein Stickstoffatom im Ring enthält Imidazol, Pyridin oder Derivate davon enthält; und/oder iii) dass die aromatische heterocyclische Gruppe, die mindestens ein Stickstoffatom im Ring enthält durch eine Spacergruppe mit 2 bis 20 Atomen an das Polymerrückgrad des resultierenden Copolymers gebunden ist; und/oder iv) das mindestens eine Monomer B in 20 bis 70 mol%, basierend auf den gesamten Monomere des Copolymers enthalten ist; und/oder v) das mindestens eine Monomer B keinen -OH Rest enthält. Process according to one of the preceding claims, characterized in that i) the at least one monomer B has a molecular weight of less than 2000 g / mol; and / or ii) the at least one monomer B, as an aromatic heterocyclic group which contains at least one nitrogen atom in the ring, contains imidazole, pyridine or derivatives thereof; and / or iii) that the aromatic heterocyclic group which contains at least one nitrogen atom in the ring is bonded to the polymer backbone of the resulting copolymer through a spacer group with 2 to 20 atoms; and / or iv) the at least one monomer B is contained in 20 to 70 mol% based on the total monomers of the copolymer; and / or v) the at least one monomer B does not contain an —OH radical.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das molare Verhältnis der Monomere A zu den Monomeren B von 30 bis 60 zu 40 bis 70 beträgt. Process according to one of the preceding claims, characterized in that the molar ratio of the monomers A to the monomers B is from 30 to 60 to 40 to 70.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Radikalstarter ein UV-Radikalstarter oder ein thermischer Radikalstarter ist; und/oder der mindestens eine Radikalstarter in weniger als 10 mol-% bezogen auf 100 mol-% der Monomere A bis C, enthalten ist. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one radical initiator is a UV radical initiator or a thermal radical initiator; and / or the at least one free radical initiator is contained in less than 10 mol% based on 100 mol% of the monomers A to C.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerisierung i) in mindestens einem organischen Lösungsmittel durchgeführt wird; und/oder ii) unter Schutzgasatmosphäre durchgeführt wird; und/oder iii) dass ferner mindestens ein Regler verwendet wird. 8. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass i) die Polymerisation unter Erwärmen durchgeführt wird und/oder ii) die Reaktionsdauer mindestens 1h beträgt. Process according to one of the preceding claims, characterized in that the polymerization i) is carried out in at least one organic solvent; and / or ii) is carried out under a protective gas atmosphere; and / or iii) that at least one regulator is also used. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that i) the polymerization is carried out with heating and / or ii) the reaction time is at least 1 hour.
9. Copolymer erhältlich durch die radikalische Polymerisation gemäß einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 8. 9. Copolymer obtainable by radical polymerization according to a process of claims 1 to 8.
10. Klebeband umfassend zumindest eine Schicht einer haftklebrigen Klebemasse, wobei die Klebemasse eine polymere Filmbildner-Matrix sowie eine härtbare Zusammensetzung umfasst, wobei die härtbare Zusammensetzung ein oder mehrere Epoxidharze sowie zumindest ein Härtungsreagenz für Epoxidharze umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Härtungsreagenz mindestens ein Copolymer gemäß Anspruch 9 und mindestens einen Härter umfasst. 10. An adhesive tape comprising at least one layer of a pressure-sensitive adhesive, the adhesive comprising a polymeric film-forming matrix and a curable composition, the curable composition comprising one or more epoxy resins and at least one curing reagent for epoxy resins, characterized in that the curing reagent comprises at least one copolymer according to claim 9 and comprises at least one hardener.
11 . Klebeband gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Epoxidharze der härtbaren Zusammensetzung ein elastomermodifiziertes Epoxidharz und/oder ein fettsäuremodifiziertes Epoxidharz ist. 11. Adhesive tape according to Claim 10, characterized in that at least one of the epoxy resins of the curable composition is an elastomer-modified epoxy resin and / or a fatty acid-modified epoxy resin.
12. Klebeband nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass als polymere Filmbildner-Matrix ganz oder teilweise ein oder mehrere thermoplastische Polyurethane oder ein oder mehrere nicht-thermoplastische Elastomere eingesetzt werden. 12. Adhesive tape according to claim 10 or 11, characterized in that one or more thermoplastic polyurethanes or one or more non-thermoplastic elastomers are used in whole or in part as the polymeric film-forming matrix.
13. Verwendung des Copolymers nach Anspruch 9 als Beschleuniger im Härtungsreagenz für Klebemassen, insbesondere Klebemassen auf Epoxid-Basis. 13. Use of the copolymer according to claim 9 as an accelerator in the curing reagent for adhesives, in particular adhesives based on epoxy.
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