WO1999067340A1 - Mehrstufig härtender klebstoff - Google Patents

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WO1999067340A1
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polymer
hot melt
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Gerd Bolte
Andreas Ferencz
Markus Krüdenscheidt
Thomas Offergeld
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Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien
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    • C08G2170/00Compositions for adhesives
    • C08G2170/20Compositions for hot melt adhesives

Definitions

  • the invention relates to a hot melt adhesive with a melting point of at least 40 ° C, either containing a polymer which has at least one functional group reactive towards a compound having an acidic hydrogen atom and a functional group polymerizable by UV or electron beams, or a polymer which at least has a functional group reactive to a compound having an acidic hydrogen atom and has no functional group polymerizable by UV or electron beams and a compound having a functional group polymerizable by UV or electron beams and a molecular weight (M n ) of less than 5,000.
  • M n molecular weight
  • solvent-based adhesives are used for lamination, considerable amounts of solvent usually have to be evaporated during the lamination process with high energy consumption. Furthermore, in order to avoid the emission of solvent vapors into the atmosphere, it is necessary to purify the exhaust air which arises when the solvent evaporates. Furthermore, solvent-based adhesives have the disadvantage that they generally only achieve sufficient strength after they have passed a drying stage, that is to say after at least the majority of the solvent contained in the adhesive has evaporated. On the other hand, dispensing with solvents greatly affects the processability of an adhesive. Adhesives that are suitable for the production of composite materials should initially have a suitable processing viscosity, but should only release small amounts of volatile substances into the environment.
  • such adhesives that, as a rule, immediately after being applied to at least one of the materials to be joined, after they have been joined together, they have a sufficiently good initial adhesion which, as far as possible, prevents the bonded materials from shifting relative to one another.
  • such an adhesive bond should also have a sufficient degree of flexibility in order to be able to deal with the various tensile and tensile loads to which the composite material which is still in the processing stage is generally subjected, without damage to the adhesive bond and without damage to the bonded material survive.
  • the adhesive bond In addition to excellent initial adhesion, various applications, particularly in the packaging of foodstuffs, require further qualities of the adhesive bond. After curing, the adhesive bond must have such a high strength that, for example, packaged food withstand the increased loads to which they are exposed, for example during transport, sales or by the user. Furthermore, such adhesive bonds must have excellent heat resistance, since foods are often filled into the packaging in a warm or even hot state, the temperature of which can be up to about 100.degree. If the adhesive connection of a food packaging then does not prove to be sufficiently heat-resistant, the adhesive connection can be damaged during the filling process or during the cooling phase of the food, which can cause the food to escape from the packaging, for example. However, even the smallest cracks in the adhesive connection can be unfavorable for the food intended for sale, through which microorganisms, for example, can penetrate the packaging and make the food unusable.
  • a disadvantage of such methods is that the strength of the bond is sufficient to bond thin, flexible materials with low bending stiffness, but the initial hardening is usually not sufficient to force-fit connections from thicker, stiffer materials in the initial phase .
  • EP-B 0 564483 relates to reactive contact adhesives, processes for their production and their use.
  • the publication describes two-stage polymerizable coating compositions based on urethane, which can be cured by a content of UV-polymerizable acrylate groups in the course of a first curing stage to form a solidified, but still structurally deformable or embossable material, followed by irreversible bonding in a subsequent second stage.
  • Monofunctional acrylates are added to the adhesive to lower the viscosity.
  • the described adhesive exhibits pressure tack after the irradiation.
  • the intended use for the contact adhesive described is the bonding of wood and / or plastic parts at up to about 70 ° C., preferably at room temperature.
  • the object of the invention is achieved by a hot melt adhesive with a Melting point of at least 40 ° C, as described below.
  • the invention relates to a hot melt adhesive with a melting point of at least 40 ° C., containing a component A or a component A and a component B or a component B and a component C or a component A and a component C or components A, B and C.
  • component A a polymer with a molecular weight (M n ) of at least 5,000, which has at least one functional group which is reactive towards a compound having an acidic hydrogen atom and a functional group which can be polymerized by UV or electron beams
  • component B a polymer with a molecular weight (M n ) of at least 5,000, which has at least one functional group reactive towards a compound having an acidic hydrogen atom and no functional group polymerizable by UV or electron beams
  • component C a compound having a UV or electron beam polymerizable functional group and a molecular weight (M n ) of less than about 5,000 is included.
  • melting point cannot generally be sharply defined in the case of compositions which can contain several components, some of which have different molecular weights.
  • the term “melting point” is therefore understood to mean the temperature at which a molded body consisting of the adhesive according to the invention loses its dimensional stability, that is to say that it (if appropriate depending on the amount used) is used in a period of about one Minute to about an hour, for example within about 5 minutes or about 15 minutes or about 30 minutes or about 45 minutes, at which the temperature referred to as the "melting point" completely loses its original external shape.
  • the composition according to the invention has form a melting point of at least about 60 ° C, for example at least about 70 ° C or at least about 80 ° C. In special cases, the melting point can also be higher, for example at least about 90 ° C. or at least about 100 ° C.
  • the adhesive according to the invention contains a combination of components A, B and C, as have already been explained individually above.
  • component A is understood to mean a polymer with a molecular weight (M n ) of at least about 5,000, which has at least one functional group which is reactive towards a compound having an acidic hydrogen atom and a functional group which can be polymerized by UV or electron beams Group has.
  • a compound having an acidic hydrogen atom is understood to mean a compound which has an active hydrogen atom which can be determined by the Zerewittinoff test and is bound to an N, O or S atom.
  • active hydrogen atom which can be determined by the Zerewittinoff test and is bound to an N, O or S atom.
  • These include in particular the hydrogen atoms of water, carboxy, hydroxyl, amino, imino and thiol groups.
  • water is particularly preferred as a compound having an acidic hydrogen atom.
  • NCO, epoxy, anhydride or carboxyl groups are particularly suitable as functional groups which are reactive towards a compound having an acidic hydrogen atom.
  • NCO and epoxy groups or mixtures thereof are preferred in the context of the present invention.
  • a polymer which can be used as component A in the context of the present invention can have, in addition to the other required features, for example only one functional group which is reactive toward a compound having an acidic hydrogen atom. However, it is also possible to use a compound as component A which has two or more such groups.
  • the functional groups can have one Be kind, that is, for example, only NCO groups or only epoxy groups, but the polymer can also have mixtures of different functional groups of the type mentioned, for example NCO groups and epoxy groups or NCO groups and epoxy groups and one or more further functional groups of the already mentioned type, for example one or more anhydride groups or one or more carboxyl groups.
  • the functional group capable of reacting with a compound having at least one acidic hydrogen atom is in particular the isocyanate group or the epoxy group, the isocyanate group being particularly preferred.
  • At least one polymer with a molecular weight of at least about 5,000 is contained as component A in the composition according to the invention.
  • Polymers suitable for use as component A are, for example, polyacrylates, polyesters, polyethers, polycarbonates, polyacetals, polyurethanes, polyolefins or rubber polymers such as nitrile or styrene / butadiene rubbers, provided that they have at least one functional group which can be polymerized by UV or electron beams and at least one for Reaction with a functional group capable of having at least one acidic hydrogen atom.
  • polyacrylates, polyesters or polyurethanes, in particular polyesters or polyurethanes are preferably used as polymers in the composition according to the invention, since the polymers mentioned offer a particularly simple possibility of attaching the functional groups required according to the invention to the polymer molecule.
  • the polymers mentioned can be prepared particularly easily by starting from a compound referred to below as the “base polymer” or a mixture of two or more such compounds which have at least two functional groups which are reactive with isocyanate, epoxy, carboxyl or anhydride groups per molecule Groups, preferably NH or OH groups, in Have polymer molecule.
  • the desired functional group can be attached in a particularly simple manner to such a base polymer by reaction with suitably functionalized isocyanates, epoxides, carboxylic acids or anhydrides.
  • a polymer with terminal OH groups is preferably used as the “base polymer”.
  • a polymer selected from a group containing polyesters, polyethers, polycarbonates or polyacetals with a molecular weight (M n ) of at least about 200 or mixtures of two or more thereof, which preferably has terminal OH groups, is therefore suitable for use as the base polymer .
  • Polyesters which can be used as the base polymer in the context of the present invention can be obtained in a manner known to the person skilled in the art by polycondensation of acid and alcohol components, in particular by polycondensation of a polycarboxylic acid or a mixture of two or more polycarboxylic acids and a polyol or a mixture of two or more polyols.
  • Polycarboxylic acids suitable for the preparation of the base polymer in the context of the present invention can be based on an aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic, aromatic or heterocyclic base body and optionally, in addition to the at least two carboxylic acid groups, one or more substituents which are not reactive within the framework of a polycondensation, for example halogen atoms or have olefinically unsaturated double bonds. If necessary, instead of the free carboxylic acids, their acid anhydrides (if any) or their esters with C L s -monoalcohols, or mixtures of two or more thereof, can be used for the polycondensation.
  • Suitable polycarboxylic acids are, for example, succinic acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, glutaric acid, glutaric anhydride, phthalic acid, isophthalic acid, terphthalic acid, trimellitic acid, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride chlorophthalic anhydride, endomethylene tetrahydrophthalic anhydride, glutaric anhydride, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, dimer fatty acids or trimer fatty acids or mixtures of two or more of the acids mentioned.
  • reaction mixture If necessary, minor amounts of monofunctional fatty acids can be present in the reaction mixture.
  • polyols can be used as diols for the production of a polyester or polycarbonate which can be used as the base polymer.
  • these are linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic polyols with two to about ten, preferably about two to about 4, OH groups per molecule. These OH groups can be bound both primary and secondary.
  • Suitable aliphatic polyols include, for example, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 2,3-butanediol, 1,4-butenediol and 1-butynediol , 4, pentanediol-1,5, and the isomeric pentanediols, pentenediols or pentindiols or mixtures of two or more thereof, hexanediol-1, 6, and the isomeric hexanediols, hexenediols or hexindiols or mixtures of two or more thereof, heptanediol-1 , 7, and the isomeric heptane, heptene or heptinediols, 1,8-octanediol and the isomeric
  • Highly functional alcohols such as glycerol, trimethylolpropane, triethylolpropane, pentaerythritol and mono-, oligo- or polymeric saccharides such as glucose, fructose, galactose, arabinose, ribose, xylose, lyxose, allose, altrose, mannose, gulose are also suitable for the production of the base polymers , Idose, Tallose and Sucrose. Also suitable are the oligomeric ethers of the substances mentioned with themselves or as a mixture of two or more of the compounds mentioned, for example polyglycerol with one Degree of polymerization from about two to about four.
  • one or more OH groups can be esterified with monofunctional carboxylic acids having 1 to about 20 C atoms, with the proviso that on average at least two OH groups are retained.
  • the alcohols mentioned with a functionality of more than 2 can be used in pure form or, for example, as far as possible, as technical mixtures obtainable in the course of their synthesis.
  • polyether polyols which are to be used for the production of polyesters suitable as base polymers are preferably obtained by reacting polyols with alkylene oxides.
  • the alkylene oxides preferably have 2 to about 4 carbon atoms.
  • the reaction products of ethylene glycol, propylene glycol, the isomeric butanediols or hexanediols, as mentioned above, or mixtures of two or more thereof, with ethylene oxide, propylene oxide or butylene oxide or mixtures of two or more thereof are suitable.
  • polyether polyols having a molecular weight (M n ) of from about 80 to about 3,000, preferably from about 100 to about 2,500 and in particular from about 200 to about 2,000, are particularly suitable from the reactions mentioned.
  • M n molecular weight
  • the polyether polyols mentioned can be reacted with the above-mentioned polycarboxylic acids in a polycondensation reaction to give the polyesters which can be used as base polymers.
  • Polyether polyols such as those formed, for example, in the manner described above, can also be used as base polymers.
  • Polyether polyols are usually prepared by reacting a starter compound with at least two reactive hydrogen atoms with alkylene or arylene oxides, for example ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, styrene oxide, tetrhydrofuran or epichlorethylene. in it or mixtures of two or more of them.
  • Suitable starting compounds are, for example, water, ethylene glycol, propylene glycol-1, 2 or -1.3, butylene glycol-1, 4 or -1.3, hexanediol-1, 6, octanediol-1,8, neopentylglycol, 1,4-hydroxymethylcyclohexane, 2-methyl-1,3-propanediol, glycerol, trimethylolpropane, hexanetriol-1, 2,6, butanetriol-1, 2,4, trimethylolethane, pentaerythritol, mannitol, sorbitol, methylglycosides, sugar, phenol, isononylphenol, resorcinol, hydroquinone, 1,2,2- or 1,1,2-tris (hydroxyphenyl) ethane, ammonia, methylamine, ethylenediamine, tetra- or hexamethylenediamine, triethanolamine, aniline,
  • Polyphenylpoiymethylene polyamines as can be obtained by aniline-formaldehyde condensation.
  • polyether polyols which have been modified by vinyl polymers. Products of this type can be obtained, for example, by polymerizing styrene or acrylonitrile or a mixture thereof in the presence of polyethers.
  • a polyether polyol suitable for use as a base polymer in the context of the present invention is polypropylene glycol with a molecular weight of about 300 to about 1,500.
  • Polyacetals are also suitable as the base polymer.
  • Polyacetals are understood to mean compounds as can be obtained by reacting glycols, for example diethylene glycol or hexanediol, with formaldehyde.
  • Polyacetals which can be used in the context of the present invention can also be obtained by the polymerization of cyclic acetals.
  • Polycarbonates are also suitable as base polymers or as polyols for producing the base polymers.
  • Polycarbonates can, for example, by reacting the above-mentioned polyols, in particular diols such as propylene glycol, 1,4-butanediol or 1,6-hexanediol, diethylene glycol, triethylene glycol or tetraethylene glycol or mixtures of two or more thereof
  • diols such as propylene glycol, 1,4-butanediol or 1,6-hexanediol
  • diethylene glycol triethylene glycol or tetraethylene glycol or mixtures of two or more thereof
  • Diaryl carbonates for example diphenyl carbonate, or phosgene can be obtained.
  • Polyacrylates bearing OH groups are also suitable as base polymers or polyol components for producing the base polymers.
  • Such polyacrylates can be obtained, for example, by polymerizing ethylenically unsaturated monomers bearing OH groups.
  • Such monomers can be obtained, for example, by the esterification of ethylenically unsaturated carboxylic acids and difunctional alcohols, the alcohol generally being in excess.
  • Suitable, ethylenically unsaturated carboxylic acids are, for example, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid or maleic acid.
  • Corresponding esters carrying OH groups are, for example, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 3-hydroxypropyl acrylate or 3-hydroxypropyl methacrylate or mixtures of two or more thereof.
  • the base polymers mentioned can optionally be provided with other end groups by suitable choice of the production conditions instead of terminal OH groups.
  • the polyesters, polyacetals or polycarbonates mentioned can have, for example, carboxyl groups as end groups or at least as part of the end groups. Suitable reactions can furthermore, for example, introduce amino groups into the base polymers.
  • the molecular weight of the base polymer should not exceed about 100,000. In a preferred embodiment of the present invention, the molecular weight of the base polymer is in a range from about 200 to about 30,000, for example about 300 to about 15,000 or about 500 to about 10,000.
  • hot melt adhesives according to the invention are, for example, based on base polymers with a molecular weight (M n ) of about 500 to about 5,000, for example about 700 to about 3,000 or about 1,000 to about 2,000.
  • the base polymers mentioned can be used both individually and as a mixture of two or more of the base polymers mentioned in the course of the production processes described below.
  • the hotmelt adhesive according to the invention contains, as component A, a polymer with a molecular weight (M n ) of at least 5,000, which has at least one functional group which is reactive towards a compound having an acidic hydrogen atom and a functional group which can be polymerized by UV or electron beams.
  • M n molecular weight
  • a first possibility of producing component A is given below.
  • the OH group-carrying base polymer is reacted with the polyfunctional compound, for example with a polyisocyanate, for example in a molar ratio of 1:> 2, the excess of polyfunctional compound being chosen, for example, to be such that a chain extension of the base is chosen
  • Polymers are avoided but only small amounts of unreacted polyfunctional compound are present in the reaction mixture.
  • Such a procedure can be advantageous in particular when using a polyisocyanate as a polyfunctional compound. In this way, a polymer is obtained which bears two functional groups which can be polymerized by reaction with a compound having at least one acidic hydrogen atom.
  • Suitable polyfunctional isocyanates which are suitable for reaction with the base polymers to produce a polymer which can be used as component A contain on average two to at most about four isocyanate groups.
  • suitable polyisocyanates are 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), hydrogenated MDI (dicyclohexylmethane diisocyanate, H 12 -MDI), xylylene diisocyanate (XDI), tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI), 4,4'- Diphenyldimethylmethane diisocyanate and di- and tetraalkyldiphenylmethane diisocyanate, 4,4-dibenzyl diisocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, 1, 4-phenylene diisocyanate, 2,4- and 2,6-tolylene diisocyanate (TDI) and mixture
  • Tetramethoxybutane-1,4-diisocyanate Tetramethoxybutane-1,4-diisocyanate, ethylene diisocyanate, 1,2-propane diisocyanate, 1,4-butane diisocyanate, 1,5-pentane diisocyanate, 1,6-hexane diisocyanate (HDI), cyclohexane-1,4-diisocyanate, phthalic acid bisisocyanate ethyl ester; Polyisocyanates containing reactive halogen atoms, such as 1-chloromethylphenyl-2,4-diisocyanate, 1-bromomethylphenyl-2,6-diisocyanate or 3,3-bis-chloromethylether-4,4'-diphenyldiisocyanate or mixtures of two or more from that.
  • reactive halogen atoms such as 1-chloromethylphenyl-2,4-diisocyanate, 1-brom
  • Sulfur-containing polyisocyanates can also be used, as can be obtained, for example, by reacting 2 mol of hexamethylene diisocyanate with 1 mol of thiodiglycol or dihydroxydihexyl sulfide.
  • Other diisocyanates are trimethylhexamethylene di-isocyanates, 1,4-diisocyanatobutane, 1,2-diisocyanatododecane and dimer fatty acid diisocyanates.
  • Triisocyanatoisocyanurates can be obtained by trimerization of diisocyanates at elevated temperatures, for example at about 200 ° C.
  • the polyisocyanates mentioned can be used individually or as a mixture of two or more of the polyisocyanates mentioned.
  • a single polyisocyanate or a mixture of two or three polyisocyanates is preferably used in the context of the present invention.
  • HDI, MDI or TDI, for example a mixture of MDI and TDI, are preferred as polyisocyanates to be used individually or in a mixture.
  • the polymer is advantageously reacted with a compound which has both a functional group which can be polymerized by irradiation with UV light or with electron beams and also a reaction group having a suitable functional group with the terminal functional group on the polymer.
  • the hydroxyalkyl acrylates or methacrylates, ie the reaction products of acrylic acid or methacrylic acid with difunctional alcohols, are particularly suitable for this purpose.
  • 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 3-hydroxypropyl acrylate or 3-hydroxypropyl methacrylate, or mixtures of two or more thereof, are particularly suitable in the context of the present invention.
  • the molar ratio between the polymer and the compound, which has both a functional group which can be polymerized by irradiation with UV light or with electron beams and also a functional group capable of reacting with the terminal functional group on the polymer, can be broad in the reaction to component A. Limits vary. As a rule, it applies that a higher proportion of functional groups which can be polymerized by irradiation with UV light or with electron beams leads to a higher strength of an adhesive bond, while a higher proportion of reactive groups with a compound having at least one acidic hydrogen atom , functional groups has a higher ultimate strength.
  • the polymer is used in the first production process with the compound which has both a functional group which can be polymerized by irradiation with UV light or electron beams and a functional group which is capable of reacting with the terminal functional group on the polymer, in a molar ratio of about 1: 1 .mu.m, in the polymer mixture obtainable therefrom each polymer molecule bears on average both a functional group which can be polymerized by irradiation with UV light or with electron beams and also a functional group which is reactive with a compound which has at least one acidic hydrogen atom.
  • the proportions of the two types of functional groups in the polymer mixture obtainable by such a reaction can each be varied between greater than 0 and less than 100% (based on functional groups in the sense of the present invention).
  • good results can be obtained when about 1 to about 50% of the functional groups present in the polymer as terminal groups are functional groups polymerizable by irradiation with UV light or with electron beams, preferably about 5 to about 30%, and particularly preferably about 8 to about 15%.
  • Polymers of this type are particularly suitable for use as component A.
  • suitable polymers for use in component A can also be obtained in several steps, for example, by reacting, for example in a first step, a corresponding base polymer with a molecular weight (M n ) of about 5,000 or more with a compound which has both a functional group which can be polymerized by irradiation with UV light or with electron beams and also a functional group which is capable of reacting with the terminal OH group on the base polymer.
  • a compound is, for example, styrene isocyanate.
  • Other such compounds can be obtained, for example, by reacting an approximately equimolar amount of a hydroxyalkyl acrylate or methacrylate with a diisocyanate.
  • the amount of compound which has both a functional group polymerizable by irradiation with UV light or with electron beams and a functional group capable of reacting with the terminal OH group on the base polymer depends on the desired content of functional groups polymerizable with electron beams Groups.
  • a reaction of approximately equimolar amounts of both reactants leads to polymers which have an average of one functional group which can be polymerized with electron beams per molecule. This proportion can be reduced or increased accordingly by varying the molar ratios of the reactants.
  • This reaction produces a polymer which has both an OH group and a functional group which can be polymerized by irradiation with UV light or with electron beams. If this polymer is subsequently reacted in an at least equimolar ratio with a compound which has a functional group which is reactive with the terminal OH group of the polymer and a further functional group which is reactive towards compounds with an acidic hydrogen atom, a polymer is obtained which is used for use as Component A is suitable.
  • the above-mentioned polyisocyanates are particularly suitable for this second reaction step in the context of the present invention.
  • M n molecular weight
  • the molar ratios are chosen so that the proportions of the two types of functional groups in the polymer mixture obtainable by such a reaction each vary between greater than 0% and less than 100% (based on functional groups). Good results can also be obtained in this case, for example, when about 1 to about 50% of the functional groups present as terminal groups in the polymer are functional groups which can be polymerized by irradiation with UV light or electron beams, preferably about 5 to about 30%, and particularly preferably about 8 to about 15%.
  • the molecular weight of the base polymer must therefore be increased in order to produce the polymer which can be used in the composition according to the invention.
  • the molecular weight can be increased, for example, by chain extension of the base polymer.
  • the base polymer is advantageously first used with a reference to the terminal one Groups of the base polymer polyfunctional, preferably difunctional compound implemented.
  • Polyepoxides in particular diepoxides, or preferably polyisocyanates, in particular diisocyanates of the type already mentioned, are particularly suitable as polyfunctional compounds in this sense.
  • the diisocyanates are particularly preferred in the context of the present invention.
  • the stoichiometric ratios between base polymer and polyfunctional compound required to achieve a certain increase in molecular weight are known to the person skilled in the art.
  • the chain extension is carried out with an excess of base polymer in the chain extension reaction.
  • the resulting chain-extended base polymers have the original type of terminal functional groups as terminal functional groups.
  • an OH group-bearing base polymer with a molecular weight (M n ) of less than 5,000 or a mixture of such OH group-bearing base polymers is therefore firstly used with a suitable amount of chain extenders , for example polyepoxides or polyisocyanates, preferably polyisocyanates, implemented while maintaining the original type of the terminal functional group (chain extended), the ratio of terminal functional groups in the base polymer to functional groups in the chain extender being greater than 1.
  • chain extenders for example polyepoxides or polyisocyanates, preferably polyisocyanates
  • component A in a fifth production process, can be shortened, for example, by one step or can be carried out in one step if, during chain extension, there is already a compound which is polymerizable both by irradiation with UV light or with electron beams functional group as well as a functional group capable of reacting with the terminal functional group of the base polymer.
  • a polymer suitable for use as component A can be obtained if, at the same time as the chain extension, for example with one or more of the above-mentioned polyisocyanates, the base polymer is reacted with one or more compounds which both by Irradiation with UV light or electronically polymerizable functional group as well as a functional group capable of reacting with the terminal functional group on the base polymer.
  • the reactants are brought to the reaction in a suitable molar ratio.
  • a base polymer with a molecular weight (M ⁇ ) of 5,000 or more can be assumed, which was produced using one or more components which contain functional groups which can be polymerized by UV or electron radiation.
  • the corresponding base polymer is reacted with a compound which, as the first functional group, has both a group reactive with the terminal functional groups of the base polymer and, as the second functional group, one with a compound with a acidic hydrogen atom reactive functional group.
  • the first and the second functional group will meet both conditions.
  • first and second functional groups with different reactivity, by a suitable choice of reaction conditions to achieve a selective reaction, for example, of the first functional group with the terminal groups of the base polymer, while the second functional group is not with the terminal functional group of the base polymer responds.
  • An example of such a combination of first and second functional groups is, for example, the combination of epoxy group and NCO group.
  • the reaction is carried out, for example, in such a way that the molar ratio of base polymer to the corresponding compound is approximately 1:> 2 .
  • a seventh production process for polymers which can be used as component A the procedure is identical to the sixth production process, only the molar ratio of base polymer to the compound which, as the first functional group, is both a group reactive with the terminal functional groups of the base polymer and as second functional group has a functional group which is reactive towards a compound having an acidic hydrogen atom, is chosen such that, when the reaction is carried out appropriately (both functional groups of the compound must react with the terminal groups of the base polymer), a chain extension to the desired molecular weight occurs.
  • base polymers are preferably used which have about 2 to about 5 functional groups polymerizable by UV or electron beams per polymer molecule.
  • Component A which can be used in the context of the present invention can contain, for example, only one of the abovementioned polymers. However, mixtures of two or more of the polymers mentioned can also be used as component A.
  • Typical polymers suitable for use in component A have a viscosity of about 3,000 mPas to about 20,000 mPas, in particular about 5,000 mPas to about 15,000 mPas at about 80 to about 180 ° C., in particular at about 100 to about, at processing temperatures suitable for typical applications 140 ° C, on (Brookfield CAP 200, cone 6, 50 rpm, measuring time 25 s).
  • Typical processing temperatures are, for example, about 100 to about 150 ° C, in particular about 110 to about 140 ° C, for example about 120 to about 130 ° C, e.g. B. in the production of flexible packaging cardboard.
  • component B refers to a polymer with a molecular weight (M n ) of at least 5,000, which has at least one functional group which is reactive towards a compound having an acidic hydrogen atom and no functional group which can be polymerized by UV or electron beams , Roger that.
  • the base polymer is reacted with a compound which, as the first functional group, is both a group reactive with the terminal functional groups of the base polymer and, as the second functional group, is a compound with an acidic hydrogen atom has reactive functional group.
  • the first and the second functional group will meet both conditions.
  • An example of such a combination of first and second functional groups is, for example, the combination of epoxy group and NCO group.
  • the polymer suitable for use as component B is preferably reacted by reacting a base polymer or a mixture of two or more base polymers with a compound bearing at least two groups which are reactive toward the terminal functional groups.
  • the molar ratio of the reactants during the reaction is chosen, for example, such that, after the reaction has ended, there are essentially no more OH groups in the reaction mixture. If appropriate, the molecular weight of the base polymer may be too low to achieve the molecular weight of approximately 5,000 (M n ) required for use as component B after reaction with the compound bearing at least two functional groups which are reactive toward OH groups.
  • the ratio between the at least two functional groups reactive towards OH groups bearing compound and the H groups of the base polymer and, if appropriate, the reaction conditions are selected such that a chain extension of the base polymer or of the mixture takes place from two or more base polymers.
  • the base polymer or the mixture of two or more base polymers is reacted with a polyisocyanate, in particular a diisocyanate.
  • Component B which can be used in the context of the present invention can contain, for example, only one of the abovementioned polymers. However, mixtures of two or more of the polymers mentioned can also be used as component B.
  • the polymer which can be used as component B in addition to the at least one functional group which is reactive toward a compound having an acidic hydrogen atom, should not have any functional group which can be polymerized by UV or electron beams, no base polymers can be used in the preparation of the polymers which can be used as component B, which were manufactured using olefinically unsaturated components.
  • the polymer which can be used as component B has an NCO group content of from about 0.5 to about 10% by weight. in particular about 2.5 to about 5% by weight.
  • the viscosity of the polymer which can be used as component B at typical processing temperatures is about 2,000 to about 60,000 mPas, in particular about 4,000 to about 20,000 mPas (Brookfield RVT D, spindle 27, 110 to 130 ° C.).
  • Typical processing temperatures are about 100 to about 150 ° C, especially about 110 to about 140 ° C, for example about 120 to about 130 ° C, e.g. B. in the production of flexible packaging boxes.
  • the polymer component used as component A or B can each consist of only one of the polymers described, but it can also be a mixture of two or more of the polymers mentioned. For example, it is advantageous if a mixture of one or more polyester polyols and one or more polyether polyols is used as the base polymer.
  • the various base polymers can differ, for example, in the molecular weight (M n ) or in the chemical structure, or in both.
  • polyester polyols about 20 to about 40% by weight of polyester polyols and about 20 to about 60% by weight of polyether polyols, based on the entire component A or B, can be used as the corresponding base polymers for the production of components A or B.
  • at least two different polyether polyols are used as base polymers, e.g. a mixture of a polyether polyol with a molecular weight of about 800 to about 1,500 and a polyether polyol with a molecular weight of about 300 to about 700.
  • a terminal OH group preferably difunctional polyester, or a mixture of two or more such polyesters, is used as the base polymer for the production of component A or B.
  • a polyester which is at least partially crystalline is advantageously chosen as the base polymer, or a mixture of two or more polyesters is used, at least one of which is crystalline or partially crystalline.
  • a polymer is understood to be “crystalline” or “partially crystalline” if, when examined by means of differential scanning calorimetry (DSC), it exhibits at least one first order thermal transition, ie at least one enthalpic transition, which is associated with a melting process can be.
  • Crystalline or at least predominantly crystalline polyesters can be obtained, for example, by polycondensation of polyfunctional aromatic carboxylic acids or their acid anhydrides (if any) with short-chain aliphatic diols having about 2 to about 6 carbon atoms.
  • partially crystalline polyesters for example, alcohols with a higher number of carbon atoms or branched or unsaturated, in particular cis-unsaturated alcohols can be used.
  • Suitable aromatic carboxylic acids are phthalic acid, phthalic anhydride, terephthalic acid, trimellitic acid, trimellitic anhydride, tetrachlorophthalic acid, tetrachlorophthalic anhydride or naphthalenedicarboxylic acid.
  • Suitable alcohols are, for example, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 4, 1,3-butanediol, 2,3-butanediol, 1,4-butenediol, 1,4-butynediol, 4, pentanediol -1, 5, and the isomeric pentanediols, pentenediols or pentindiols or mixtures of two or more thereof, hexanediol-1, 6, and the isomeric hexanediols, hexenediols or hexindiols or mixtures of two or more thereof, heptanediol-1, 7 and the isomeric heptane, heptene or heptinediols, octanediol-1,8 and the isomeric oc
  • the base polymer carrying OH groups is a partially crystalline polyester or a mixture of partially crystalline polyesters or a mixture of crystalline and partially crystalline polyesters or a mixture of crystalline and amorphous polyesters or a mixture of partially crystalline and amorphous polyesters or a mixture of crystalline, semi-crystalline and amorphous polyesters used, in which the Crystallinity is about 1 to about 70%, for example about 5 to about 50% and in particular about 10 to about 30% (based on the polymer or the mixture).
  • component C is understood to mean a compound having a functional group which can be polymerized by UV or electron beams and a molecular weight of less than 5,000.
  • the compound which can be used as component C has a molecular weight of about 80 to about 3,000, in particular about 100 to about 1,000.
  • acrylate or methacrylate esters with one or more olefinically unsaturated double bonds are suitable as component C.
  • Such acrylate or methacrylate esters include, for example, esters of acrylic acid or methacrylic acid with aromatic or aliphatic linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic or cycloaliphatic, monoalcohols or acrylate esters of polyether monoalcohols.
  • esters of acrylic acid or methacrylic acid with aromatic or linear or branched, saturated or unsaturated C 1-4 alcohols are used as component C.
  • these are esters of acrylic or methacrylic acid with hexyl, heptyl, octyl or 2-ethylhexyl alcohol.
  • the esters of acrylic or methacrylic acid with phenol, methylphenol or benzyl alcohol are also suitable.
  • esters of acrylic or methacrylic acid with fatty alcohols for example capron alcohol, caprylic alcohol, 2-ethylhexyl alcohols such as capric alcohol, lauryl alcohol, isotridecyl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, palmoleyl alcohol, stearyl alcohol, isostearyl alcohol, baelyl alcohol, oleyl alcohol, oleyl alcohol, oleyl alcohol, oleyl alcohol, oleyl alcohol, oleyl alcohol, oleyl alcohol, oleyl alcohol, oleyl alcohol, oleyl alcohol, oleyl alcohol, Erucyl alcohol and brassidyl alcohol and their technical mixtures, such as those used in the high-pressure hydrogenation of technical methyl esters based on fats and oils or aldehydes from the Roelen's oxosynthesis and as a monomer fraction in the dimerization of unsaturated fatty alcohols.
  • fatty alcohols for example capron alcohol
  • acrylate or methacrylate esters are also suitable as component C.
  • Such acrylate or methacrylate esters include, for example, esters of acrylic acid or methacrylic acid with aromatic, aliphatic or cycloaliphatic polyols with at least two OH groups or acrylate or methacrylate esters of polyether alcohols with at least two OH groups.
  • polyols can be used as polyols for producing an acrylate or methacrylate ester which can be used as component C.
  • these are aliphatic polyols with 2-4 OH groups per molecule and 2 to about 40 C atoms.
  • the OH groups can be bound either primary or secondary.
  • Suitable aliphatic polyols include, for example, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 2,3-butanediol, 1,4-butenediol, 1,4-butynediol , Pentanediol-1,5, and the isomeric pentanediols, pentenediols or pentindiols or mixtures of two or more thereof, 1,6-hexanediol, and the isomeric hexanediols, hexenediols or hexindiols or mixtures of two or more thereof, heptanediol-1, 7 as well as the isomeric heptane, heptene or heptinediols, 1,8-octanediol and the is
  • Highly functional alcohols such as, for example, glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol or sugar alcohols such as sorbitol or glucose, and oligomeric ethers of the substances mentioned with themselves or in a mixture of two or more of the compounds mentioned, for example polyglycerol with a degree of polymerization of about 2 to about, are also suitable 4.
  • one or more OH groups can be used monofunctional carboxylic acids with 1 to about 20 C atoms are esterified, with the proviso that on average at least two OH groups are retained.
  • the higher-functionality alcohols mentioned can be used in pure form or, if possible, as the technical mixtures obtainable in the course of their synthesis.
  • polyether polyols can be used as the polyol component for the preparation of the acrylate or methacrylate esters.
  • Polyether polyols which are to be used for the production of polyesters suitable as base polymers are preferably obtained by reacting polyols with alkylene oxides.
  • the alkylene oxides preferably have two to about four carbon atoms.
  • reaction products of ethylene glycol, propylene glycol, the isomeric butanediols or hexanediols, as mentioned above, or mixtures of two or more thereof, with ethylene oxide, propylene oxide or butylene oxide or mixtures of two or more thereof are suitable.
  • reaction products of polyfunctional alcohols, such as glycerol, trimethylolethane or trimethylolpropane, pentaerythritol or sugar alcohols or mixtures of two or more thereof, with the alkylene oxides mentioned to form polyether polyols are also suitable.
  • Polyether polyols with a molecular weight (M n ) of about 100 to about 2000, preferably of about 150 to about 1500, in particular of about 150 to about 800, obtainable from the reactions mentioned are particularly suitable.
  • Acrylate esters of aliphatic diols with 2 to about 40 carbon atoms include, for example, neopentyl glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, and (meth) acrylate esters of sorbitol and other sugar alcohols.
  • These (meth) acrylate esters of aliphatic or cycloaliphatic diols can be modified with an aliphatic ester or an alkylene oxide.
  • the aliphatic ester-modified acrylates include, for example, neopentylglycol hydroxypivalate di (meth) acrylate, caprolactone-modified neopentylglycol hydroxypivalate di (meth) acrylates and the like.
  • the alkylene oxide modified acrylate compounds include, for example, ethylene oxide-modified neopentyl glycol di (meth) acrylates, propylene oxide-modified
  • Acrylate monomers based on polyethene polyols include, for example, neopentyl glycol-modified trimethylolpropane di (meth) acrylates, polyethylene glycol di (meth) acrylates, polypropylene glycol di (meth) acrylates and the like.
  • Trifunctional and higher functional acrylate monomers include, for example, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerytrhitol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa- xa (meth) acrylate, caprolactone (methitol) modified dipitol acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, tris [(meth) acryloxyethyl] isocyanurate, caprolactone-modified tris [(meth) acryloxyethyl] isocyanurate or trimethylolpropante- (meth) acrylate or mixtures of two or more thereof.
  • component C for example, phenyl acrylate, phenyl methacrylate or phenoxyethyl acrylate is used.
  • di-, tri- or higher-functional acrylate monomers mentioned which can be used according to the invention as component C tripropylene glycol diacrylate, neopentyl glycol propoxylate di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate and pentaerythritol triacrylate are preferred.
  • a compound selected from the group consisting of monomeric, oligomeric or polymeric esters of acrylic acid, methyl acrylic acid, ethyl acrylic acid, propylacrylic acid or butylacrylic acid with an aromatic or aliphatic monofunctional or polyfunctional alcohol is used as component C, the ester has a boiling point of at least 100 ° C.
  • the hotmelt adhesive according to the invention can contain, as component D, a photoinitiator which initiates a polymerization of olefinically unsaturated double bonds under UV radiation. This is particularly advantageous if the adhesive is to be polymerized by the action of UV radiation.
  • component D is therefore a photoinitiator which, when irradiated with light of a wavelength of about 260 to about 480 nm, is capable of initiating a radical polymerization of olefinically unsaturated double bonds.
  • photoinitiators which are compatible with the adhesive according to the invention, ie. H. result in at least largely homogeneous mixtures.
  • Irgacure ® -, Darocure ® - or Speedcure ® series (manufacturer: Ciba-Geigy), Darocure ® 1173 or Fi-4 (manufacturer: Eastman)
  • Irgacure ® 651, Irgacure ® 369, Irgacure ® 184, Irgacure ® 907, Irgacure ® 1850 are particularly suitable.
  • Irgacure ® 1173 (Darocure ® 1173), Irgacure ® 1116, Speedcure ® EDB, Speedcure ® ITX, Irgacure ® 784 or Irgacure ® 2959 or mixtures of two or more thereof.
  • Conventional low molecular weight photoinitiators can possibly contribute to migratation in composite materials.
  • the photoinitiators contained in the adhesive themselves are suitable as migrates, but another source of migratory agents are also fragments of the photoinitiators, such as may arise when the adhesive is irradiated with UV rays.
  • the aim is to avoid migrable compounds in the adhesive as far as possible.
  • the content of migratable compounds in the adhesive according to the invention can be found in the As a rule, lower it even further if the photoinitiator has a molecular weight that largely complicates or even prevents migration.
  • component D therefore contains, at least in part, a photoinitiator which has a molecular weight of more than about 200.
  • a photoinitiator which has a molecular weight of more than about 200.
  • Commercially available photoinitiators that meet this condition are, for example, Irgacure® 651, Irgacure® 369, Irgacure® 907, Irgacure® 784, Speedcure® EDB, or Speedcure® ITX.
  • photoinitiators which meet the above-mentioned condition with regard to their molecular weight can also be obtained by reacting a low molecular weight photoinitiator which has a functional group which is reactive toward isocyanates, for example an amino group or an OH group, with a high molecular weight compound having at least one isocyanate group (polymer-bound photoinitiators) .
  • a low molecular weight photoinitiator which has a functional group which is reactive toward isocyanates for example an amino group or an OH group
  • a high molecular weight compound having at least one isocyanate group polymer-bound photoinitiators
  • Compounds which carry more than one photoinitiator molecule for example two, three or more photoinitiator molecules, are preferably used as component D.
  • Such compounds can be obtained, for example, by reacting a polyfunctional alcohol having two or more OH groups with suitable di- or triisocyanates and photoinitiators with a suitable functional group which
  • polyfunctional alcohols can be used as polyfunctional alcohols, but especially neopentyl glycol, glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol and their alkoxylation products with C 2 alkylene oxides.
  • component D contains a photoinitiator which can be obtained by an at least trihydric alcohol is reacted with caprolactone to form a polycaprolactone having at least three OH groups and having a molecular weight of about 300 to about 900, and then the polycaprolactone using a compound carrying at least two isocyanate groups with 1- [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] -2- hydroxy-2-methyl-propan-1-one is linked.
  • a photoinitiator which can be obtained by an at least trihydric alcohol is reacted with caprolactone to form a polycaprolactone having at least three OH groups and having a molecular weight of about 300 to about 900, and then the polycaprolactone using a compound carrying at least two isocyanate groups with 1- [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] -2- hydroxy-2-methyl-propan-1-one is linked.
  • diisocyanates mentioned in the context of this text are suitable as compounds bearing at least two isocyanate groups, in particular as diisocyanates for reaction with the polyols mentioned.
  • the 2,4- and 2,6-isomers of TDI are particularly preferred, it being possible for the isomers to be used in their pure form or as a mixture.
  • Suitable photoinitiators for producing the polymer-bound photoinitiators are, for example, all photoinitiators which have a functional group which is reactive toward isocyanate groups.
  • photoinitiators which have a functional group which is reactive toward isocyanate groups.
  • particular preference is given to 1 - [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] -2-hydroxy-2-methylpropan-1 - one (Irgacure® 2959), which has a primary bonded OH group.
  • the photoinitiators which can be used in component D can also be prepared by using a minor amount of photoinitiator molecules which are reactive toward isocyanate groups in the production of component A or component B or in both production processes. This leads to a connection of a photoinitiator to a molecule of component A or component B.
  • connection of the photoinitiator to a polymer chain for example to component A or B, by adding the photoinitiator having a corresponding functional group in monomeric form to the adhesive, and then, for example during a storage period of the adhesive , reacts with a corresponding polymeric component, for example component A or B.
  • a photoinitiator with UV radiation it is also possible to use a photoinitiator with UV radiation.
  • the functional group polymerizable with UV light or electron beams being able to be connected to the photoinitiator, for example by reaction of the photoinitiator with an unsaturated carboxylic acid.
  • suitable unsaturated carboxylic acids are acrylic acid or methacrylic acid.
  • the reaction products of Irgacure® 2959 with acrylic acid or methacrylic acid are particularly suitable in the context of the present invention.
  • a compound is used as component D which is both a photoinitiator and a functional group which can be polymerized by irradiation with UV light or with electron beams or a functional group capable of reacting with a compound having at least one acidic hydrogen atom, or has both.
  • the adhesive according to the invention can also contain further additives as component E.
  • additives which can be used in their entirety as component E in the context of the present invention include, for example, plasticizers, stabilizers, antioxidants, dyes, fillers, catalysts, accelerators, defoamers or flow control agents.
  • plasticizers used are plasticizers based on phthalic acid, in particular dialkyl phthalates, phthalic esters which have been esterified with a linear alkanol having from about 6 to about 12 carbon atoms being preferred as plasticizers. Dioctyl phthalate is particularly preferred.
  • plasticizers for example sucrose benzoate, diethylene glycol dibenzoate and / or diethylene glycol benzoate, in which about 50 to about 95% of all hydroxyl groups have been esterified, phosphate plasticizers, for example t-butylphenyldiphenylphosphate, polyethylene glycols and their derivatives, for example diphenyl ether of poly (ethylene glycol), liquid resin derivatives, for example the methyl ester of hydrogenated resin, vegetable and animal oils, for example glycerol esters of fatty acids and their polymerization products.
  • phosphate plasticizers for example t-butylphenyldiphenylphosphate
  • polyethylene glycols and their derivatives for example diphenyl ether of poly (ethylene glycol)
  • liquid resin derivatives for example the methyl ester of hydrogenated resin
  • vegetable and animal oils for example glycerol esters of fatty acids and their polymerization products.
  • Stabilizers or antioxidants which can be used as additives in the context of the invention include phenols, sterically hindered phenols of high molecular weight (M n ), polyfunctional phenols, sulfur- and phosphorus-containing phenols or amines.
  • Phenols which can be used as additives in the context of the invention are, for example, hydroquinone, hydroquinone methyl ether 2,3- (di-tert-butyl) hydroquinone, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-tert -butyl-4-hydroxybenzyl) benzene; Pentaerythritol tetra-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate; n-octadecyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate; 4,4-methylenebis (2,6-di-tert-butylphenol); 4,4-thiobis (6-tert-butyl-o-cresol); 2,6-di-tert-butylphenol; 6- (4-hydroxyphenoxy) -2,4-bis (n-octylthio) -1, 3,5-tria
  • thermoplastic polymers can be present in the adhesives according to the invention, for example ethylene vinyl acetate (EVA), ethylene acrylic acid, ethylene methacrylate and ethylene-n-butyl acrylate copolymers, which optionally give the adhesive additional flexibility, toughness and strength.
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • ethylene acrylic acid ethylene methacrylate
  • ethylene-n-butyl acrylate copolymers which optionally give the adhesive additional flexibility, toughness and strength.
  • hydrophilic polymers for example polyvinyl alcohol, hydroxyethyl cellulose, hydroxy propyl cellulose, polyvinyl methyl ether, polyethylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, polyethyloxazoiine or starch or cellulose esters, in particular the acetates with a degree of substitution of less than 2.5, which, for example, affect the wettability of the Increase adhesives.
  • the adhesive according to the invention can optionally contain the described components alone or, for example, in the following combinations: component A, components A and B, components A and C, components B and C, components A and D, components A and E, components A, B and C, components B, C and D, components B, C and E, components A, B, C and D, components A, B, C and E, components A, C, D and E, components B, C, D and E and components A, B, C, D and E.
  • the adhesive according to the invention contains component A in an amount of up to about 100% by weight, based on the total hot melt adhesive. If component A is not used alone, the hotmelt adhesive according to the invention contains up to about 99.99% by weight of component A. In this case, the lower limit of the component A content should be at least about 0.01% by weight.
  • the adhesive according to the invention contains component B in an amount of up to about 99% by weight, based on the total hot melt adhesive.
  • the hotmelt adhesive according to the invention contains about 10% by weight to about 98% by weight, in particular about 80% by weight to about 95% by weight of component B.
  • the lower limit of the component B content should be in the case of the use of which is at least about 0.01% by weight.
  • the adhesive according to the invention contains component C in an amount of up to about 50% by weight, based on the total hot melt adhesive.
  • the hotmelt adhesive according to the invention contains about 2% by weight to about 40% by weight, in particular about 5% by weight to about 30% by weight of component C.
  • the lower limit of the component C content should be in the case of the use of which is at least about 0.01% by weight.
  • the adhesive according to the invention contains component D in an amount of up to about 50 % By weight based on the total adhesive, the lower limit should in this case be about 0.01% by weight.
  • the proportion of the adhesive should be at least about 0.01% by weight to about 10% by weight, preferably is a proportion of approximately 0.5 to approximately 5% by weight and particularly preferably approximately 1 to approximately 3% by weight, based on the total adhesive.
  • the hotmelt adhesive according to the invention contains components A, B, C, D and E in the combinations given above in such a ratio that a molded body consisting of the hotmelt adhesive is dimensionally stable at room temperature.
  • dimensionally stable at room temperature is understood to mean a state in which a molded body consisting of the hotmelt adhesive according to the invention maintains its external shape at least over 2 hours at 20 ° C. or at least essentially maintains it, with an insignificant change in shape merely resulting in a change of Expresses structures with a small spatial extent, for example in a slight rounding of the corners of a cubic egg or the like produced from the composition according to the invention.
  • the term "dimensionally stable” means that the composition can exhibit a plastic behavior in relation to external forces (cold stretching, cold flow).
  • the invention further relates to a method for producing a composite material comprising at least two layers, in which a hotmelt adhesive according to the invention is applied to a first side of a first layer at a temperature of at least 40 ° C., and then a second layer to the adhesive side of the first layer is laminated and the material thus obtained is then subjected to a treatment with UV or electron beams.
  • the processing of the hot melt adhesive according to the invention takes place at The method according to the invention generally by applying the adhesive to the first layer and, if appropriate, further layers by means of conventional application methods in the molten state.
  • Suitable application methods are, for example, application by rollers, slot nozzles, spray nozzles, screen printing, dipping or anilox rollers.
  • the treatment with UV or electron beams takes place at a temperature of more than 30 ° C., in particular at a temperature of more than 50 ° C.
  • the adhesive solidifies after the first hardening step caused by cooling and the second hardening step caused by electron radiation, in a third hardening step by the presence of at least one functional group which is reactive towards a compound having an acidic hydrogen atom. As a rule, this will be due to a reaction of the groups mentioned with moisture, for example atmospheric moisture.
  • the further solidification usually takes place over a longer period of time, which can be, for example, about one day or a few days up to about a week or more, for example about two weeks, at ambient temperature (about 15 to about 25 ° C.).
  • Another object of the invention is an at least two-day composite material with a thickness that exceeds the level of the materials usually used in film lamination, a material connection between at least two of the layers being produced by means of a hot melt adhesive according to the present invention.
  • the thickness of such materials is generally more than about 200 ⁇ m, for example more than about 250 or about 300 ⁇ m. If appropriate, the thickness of such materials can even be more than about 400, 500, 600 or more than about 800 ⁇ m.
  • the hotmelt adhesive according to the invention is also expediently used for the production and closure of folding boxes or cartons for highly stressed applications, e.g. for frozen food (ready to bake meals), baby food, cosmetics, pharmaceuticals, beverages,
  • Sterilization packs such as medical devices and bandages. So far, thermoplastic hot melt adhesives or dispersions have been used for this. This had the disadvantage that the cardboard could only achieve a limited functionality due to the thermoplasticity, such as the use of an inner bag e.g. necessary for high temperature or low temperature loads.
  • the networked adhesive system according to the invention makes it possible to produce, fill and seal highly loaded packaging without an inner bag on conventional systems, which only need to be equipped with a UV or electron emitter.
  • the production process is reduced by the bagging process. This gives the outer packaging or the outer carton the character of a functional packaging and is therefore to be assessed differently economically and ecologically.
  • An adhesive according to the invention was produced as follows:
  • the product was dimensionally stable at room temperature and had a melting point of more than about 80 ° C.
  • Example 1 5% by weight of a photoinitiator was added to part of the prepolymer.
  • This product (Example 1) was applied at 120 ° C. on a SiOx-vapor-coated PETP film. It was then bonded with a PETP film and with a SiOx-vaporized PETP film and the bond was irradiated with 400 watt / 400 cm 2 UV light (mercury vapor) (see table for the result).
  • the table shows that the composition according to the invention ensures a high initial adhesion due to the character of a hot melt adhesive. Characteristic is a quick tightening of the adhesion (within a few seconds) by irradiation and a quick reaching of a cross-linked film (material tear after one day). Furthermore, the composite materials produced in this way show a high final adhesion due to the final isocyanate hardening.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schmelzklebstoff mit einem Schmelzpunkt von mindestens 40 °C, entweder enthaltend ein Polymeres, das mindestens eine gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe und eine durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe aufweist, oder ein Polymeres, das mindestens eine gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe und keine durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe aufweist und eine Verbindung mit einer durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbaren funktionellen Gruppe und einem Molekulargewicht (Mn) von weniger als 5.000.

Description

Mehrstufig härtender Klebstoff
Die Erfindung betrifft einen Schmelzklebstoff mit einem Schmelzpunkt von mindestens 40°C, entweder enthaltend ein Polymeres, das mindestens eine gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe und eine durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe aufweist, oder ein Polymeres, das mindestens eine gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe und keine durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe aufweist und eine Verbindung mit einer durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbaren funktioneilen Gruppe und einem Molekulargewicht (Mn) von weniger als 5.000.
Die maschinelle Herstellung von Verbundmaterialien, insbesondere von Verbundfolien, wird in der Praxis häufig durch Kaschieren unter Verwendung lösemittelhaltiger Klebstoffe durchgeführt. Eine solche Vorgehensweise ist unter verschiedenen Aspekten jedoch nachteilig.
Werden beim Kaschieren lösemittelhaltige Klebstoffe verwendet, müssen in der Regel unter hohem Energieverbrauch erhebliche Lösemittelmengen während des Kaschierprozesses verdampft werden. Weiterhin ist, zwecks Vermeidung des Ausstoßes von Lösemitteldämpfen in die Atmosphäre, eine aufwendige Reinigung der beim Verdunsten des Lösemittels anfallenden Abluft nötig. Ferner weisen lösemittelhaltige Klebstoffe den Nachteil auf, daß sie eine ausreichende Festigkeit in der Regel erst nach dem Durchlaufen einer Trockenstufe erreichen, das heißt, nachdem mindestens die überwiegende Menge des im Klebstoff enthaltenen Lösemittels abgedampft ist. Der Verzicht auf Lösemittel beeinträchtigt andererseits aber in hohem Maße die Verarbeitbarkeit eines Klebstoffs. Klebstoffe, die zur Herstellung von Verbundmaterialien geeignet sind, sollen zunächst eine geeignete Verarbeitungsviskosität aufweisen, aber möglichst nur geringe Mengen leichtflüchtiger Stoffe in die Umgebung freisetzen. Weiterhin besteht an solche Klebstoffe die Anforderung, daß sie in der Regel direkt nach dem Auftragen auf mindestens eines der zu verbindenden Materialien nach deren Zusammenfügen über eine ausreichend gute Anfangshaftung verfügen, die eine Verschiebung der verklebten Materialien gegeneinander möglichst verhindert. Darüber hinaus soll eine solche Verklebung jedoch auch über ein ausreichendes Maß an Flexibilität verfügen, um die verschiedenen Zug- und Dehnbelastungen, denen das noch im Verarbeitungsstadium befindliche Verbundmaterial in der Regel ausgesetzt ist, ohne Schaden für die Klebeverbindung und ohne Schaden für das verklebte Material zu überstehen.
Besonders hohe Anforderungen sind an die Anfangshaftung der verklebten Materialien dann zu stellen, wenn nicht nur dünne Folien aufeinanderkaschiert werden, sondern Materialien, die zwar eine erhöhte Zugfestigkeit aufweisen, dafür jedoch eine wesentlich größere Biegesteifigkeit, beispielsweise bogenförmige Kunststoffmaterialien mit einer Dicke von mehr als etwa 100 μm oder Verbundmaterialien, die beispielsweise eine Kartonagenlage enthalten und deren Dicke ebenfalls in der Regel mehr als 100 μm beträgt. Bei solchen Verbundstoffen ist eine Verklebung besonders hohen Belastungen ausgesetzt, da schon geringe Biegekräfte sich durch die hohe Biegesteifigkeit des Verbunds nahezu ungedämpft auf die Klebestelle übertragen. Herkömmliche Klebstoffe sind in der Regel aufgrund ihrer geringen Anfangshaftung nicht dazu in der Lage, schon kurz nach dem Auftragen den auftretenden hohen Kräften an der Klebestelle unbeschadet zu widerstehen.
Neben einer ausgezeichneten Anfangshaftung erfordern verschiedene Anwendungen, insbesondere bei der Verpackung von Lebensmitteln, weitergehende Qualitäten der Klebeverbindung. So muß die Klebeverbindung nach der Aushärtung eine derart hohe Festigkeit besitzen, daß beispielsweise verpackte Lebensmittel den erhöhten Belastungen, denen sie beispielsweise beim Transport, Verkauf oder durch den Anwender ausgesetzt sind, unbeschadet überstehen. Weiterhin müssen solche Klebeverbindungen eine ausgezeichnete Wärmestandfestigkeit aufweisen, da Lebensmittel häufig in warmem oder sogar heißem Zustand, wobei die Temperatur bis zu etwa 100°C betragen kann, in die Verpackung abgefüllt werden. Erweist sich die Klebeverbindung einer Lebensmittelverpackung dann nicht als ausreichend wärmestandfest, kann es während des Abfüllvorgangs oder während der Abkühlphase des Lebensmittels zu Beschädigungen der Klebeverbindung kommen, die beispielsweise ein Austreten des Lebensmittels aus der Verpackung verursachen. Ungünstig für das zum Verkauf vorgesehene Lebensmittel können jedoch auch schon kleinste Risse in der Klebeverbindung sein, durch die beispielsweise Mikroorganismen in die Verpackung eindringen und das Lebensmittel unbrauchbar machen können.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten, konventionellen, lösemittelfreien Klebstoffen besteht ein grundsätzlicher Nachteil in der Regel darin, daß die Hafteigenschaften des Klebstoffs nach dem Auftrag aufgrund der niedrigen Viskosität unbefriedigend sind und die Klebeverbindung daher bis zum endgültigen Aushärten keinen Belastungen unterzogen werden darf, damit der Verbundwerkstoff die mit der Verklebung beabsichtigte Form behält. Solche Klebstoffe sind in der Regel zur Herstellung von Verbundmaterialien mit erhöhter Biegesteifigkeit nicht geeignet. Weiterhin benötigen solche Klebstoffe in der Regel lange Aushärtzeiten, was die Herstellung von Verbundwerkstoffen unter Verwendung solcher Klebstoffe häufig unwirtschaftlich macht.
Ein Ansatz zur Vermeidung der oben beschriebenen Nachteile bestand darin, ein mehrstufig härtendes Klebstoffsystem bei der Herstellung von Verbundmaterialien einzusetzen. Hierbei wurden Klebstoffe benutzt, die in einer ersten Stufe durch Bestrahlung einer schnellen, ersten Härtungsreaktion unterzogen wurden. Die Festigkeit der Klebeverbindung nach dieser ersten Härtungsreaktion soll dergestalt sein, daß sie eine problemlose Handhabung der verbundenen Gegenstände oder Materialien ermöglicht. In einer zweiten Härtungsstufe härtet der Klebstoff dann weiter aus, bis er die gewünschte Endfestigkeit hat. Die DE-A 29 13676 offenbart beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung von Verbundfolien mittels lösemittelfreier Klebstoffe. Beschrieben wird ein lösemittelfreier, bei Raumtemperatur flüssiger Klebstoff, der aus oligomeren und/oder polymeren Estern und/oder Ethem besteht, die sowohl freie Isocyanatgruppen als auch freie (Meth)Acrylatgruppen in einem Molekül enthalten.
Nachteilig wirkt sich bei solchen Verfahren jedoch aus, daß die Belastbarkeit der Verklebung zwar ausreicht, um dünne, flexible Materialien mit geringer Biegesteifigkeit zu verkleben, die Anfangshärtung jedoch in der Regel nicht ausreicht, um Verbünde aus dickeren, steiferen Materialien in der Anfangsphase kraftschlüssig zu verbinden.
Die EP-B 0 564483 betrifft Reaktivkontaktkleber, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung. Die Druckschrift beschreibt zweistufig polymerisierbare Beschichtungsmassen auf Urethanbasis, die durch einen Gehalt an UV- polymerisierbaren Acrylatgruppen im Rahmen einer ersten Härtungsstufe zu einem verfestigten, jedoch noch strukturgebend verformbaren beziehungsweise prägbaren Material ausgehärtet werden können, worauf in einer nachfolgenden zweiten Stufe die irreversible Verfestigung erfolgt. Zur Viskositätsabsenkung werden dem Klebstoff monofunktionelle Acrylate zugegeben. Der beschriebene Klebstoff weist nach der Bestrahlung Druckklebrigkeit auf. Als Verwendungszweck für den beschriebenen Kontaktkleber wird die Verklebung von Holz und/oder Kunststoffteilen bei bis zu etwa 70°C, vorzugsweise bei Raumtemperatur, genannt.
Es war die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Klebstoff zur Verfügung zu stellen, der sich zur Herstellung von Verbundmaterialien, insbesondere zur Herstellung von Verbundmaterialien mit hoher Biegesteifigkeit eignet, der nach Durchführung der Verklebung sofort eine hohe Anfangshaftung aufweist und nach vollständiger Aushärtung zu Verbundwerkstoffen mit ausgezeichneten Festigkeitswerten und guter Wärmestandfestigkeit führt.
Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch einen Schmelzklebstoff mit einem Schmelzpunkt von mindestens 40°C, wie er nachfolgend beschrieben wird.
Gegenstand der Erfindung ist ein Schmelzklebstoff mit einem Schmelzpunkt von mindestens 40°C, enthaltend eine Komponente A oder eine Komponente A und eine Komponente B oder eine Komponente B und eine Komponente C oder eine Komponente A und eine Komponente C oder Komponenten A, B und C, wobei a) als Komponente A ein Polymeres mit einem Molekulargewicht (Mn) von mindestens 5.000, das mindestens eine gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe und eine durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe aufweist, b) als Komponente B ein Polymeres mit einem Molekulargewicht (Mn) von mindestens 5.000, das mindestens eine gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe und keine durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe aufweist und c) als Komponente C eine Verbindung mit einer durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbaren funktionellen Gruppe und einem Molekulargewicht (Mn) von weniger als etwa 5.000 enthalten ist.
Der Begriff "Schmelzpunkt" kann bei Zusammensetzungen, die mehrere Komponenten mit zum Teil unterschiedlichem Molekulargewicht enthalten können, in der Regel nicht scharf definiert werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird daher unter dem Begriff "Schmelzpunkt" die Temperatur verstanden, bei der ein aus dem erfindungsgemäßen Klebstoff bestehender Formkörper seine Formstabilität verliert, das heißt, daß er (gegebenenfalls in Abhängigkeit von der eingesetzten Menge) in einem Zeitraum von etwa einer Minute bis etwa einer Stunde, beispielsweise innerhalb von etwa 5 Minuten oder etwa 15 Minuten oder etwa 30 Minuten oder etwa 45 Minuten, bei der als "Schmelzpunkt" bezeichneten Temperatur seine ursprüngliche äußere Form völlig einbüßt.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung weist in einer bevorzugten Ausführungs- form einen Schmelzpunkt von mindestens etwa 60°C auf, beispielsweise mindestens etwa 70°C oder mindestens etwa 80°C. In besonderen Fällen kann der Schmelzpunkt auch darüber liegen, beispielsweise bei mindestens etwa 90°C oder mindestens etwa 100°C.
Der erfindungsgemäße Klebstoff enthält eine Kombination aus Komponenten A, B und C, wie sie oben bereits einzeln ausgeführt wurden.
Unter dem Begriff "Komponente A" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Polymeres mit einem Molekulargewicht (Mn) von mindestens etwa 5.000 verstanden, das mindestens eine gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe und eine durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe aufweist.
Unter einer ein acides Wasserstoffatom aufweisenden Verbindung wird eine Verbindung verstanden, die ein nach dem Zerewittinoff-Test bestimmbares, an ein N-, O- oder S-Atom gebundenes, aktives Wasserstoffatom aufweist. Hierunter fallen insbesondere die Wasserstoffatome von Wasser, Carboxy-, Hydroxy-, Amino-, Imino- und Thiolgruppen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist insbesondere Wasser als ein acides Wasserstoffatom aufweisende Verbindung bevorzugt. Weiterhin bevorzugt sind Verbindungen, die Amino- oder OH-Gruppen oder beides aufweisen, oder Gemische aus zwei oder mehr der genannten Verbindungen.
Als gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppen eignen sich insbesondere NCO-, Epoxy-, Anhydrid- oder Carboxylgruppen. Bevorzugt sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung NCO- und Epoxygruppen oder deren Gemische. Ein im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Komponente A einsetzbares Polymeres kann neben den sontigen geforderten Merkmalen beispielsweise nur eine gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe aufweisen. Es ist jedoch ebenso möglich eine Verbindung als Komponente A einzusetzen, die zwei oder mehr solcher Gruppen aufweist. Wenn das entsprechende Polymere zwei oder mehr solcher funktionelle Gruppen aufweist, können die funktionellen Gruppen von einer Art sein, das heißt, beispielsweise nur NCO-Gruppen oder nur Epoxygruppen, das Polymere kann jedoch auch Gemische unterschiedlicher funktioneller Gruppen der genannten Art aufweisen, beispielsweise NCO-Gruppen und Epoxygruppen oder NCO-Gruppen und Epoxygruppen und eine oder mehrere weitere funktionelle Gruppen der bereits genannten Art, beispielsweise eine oder mehrere Anhydridgruppen oder eine oder mehrere Carboxylgruppen.
Als zur Reaktion mit einer mindestens ein acides Wasserstoffatom aufweisenden Verbindung fähige funktionelle Gruppe eignen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere die Isocyanatgruppe oder die Epoxygruppe, wobei die Isocyanatgruppe besonders bevorzugt ist.
Als Komponente A ist in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung mindestens ein Polymeres mit einem Molekulargewicht von mindestens etwa 5.000 enthalten. Zum Einsatz als Komponente A geeignete Polymere sind beispielsweise Polyacrylate, Polyester, Polyether, Polycarbonate, Polyacetale, Polyurethane, Polyolefine oder Kautschukpolymere wie Nitril- oder Styrol/Butadien-Kautschuke, sofern sie mindestens eine durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe und mindestens eine zur Reaktion mit einem mindestens ein acides Wasserstoffatom aufweisenden Verbindung fähige funktionelle Gruppe aufweisen.
Vorzugsweise werden in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung als Polymere jedoch Polyacrylate, Polyester oder Polyurethane, insbesondere Polyester oder Polyurethane eingesetzt, da die genannten Polymeren eine besonders einfache Möglichkeit bieten, die erfindungsgemäß erforderlichen funktionellen Gruppen am Polymermolekül anzubringen.
Besonders einfach lassen sich die genannten Polymeren herstellen, indem von einer im folgenden "Basis-Polymeres" genannten Verbindung oder einem Gemisch aus zwei oder mehr solcher Verbindungen ausgegangen wird, die pro Molekül mindestens zwei mit Isocyanat-, Epoxy-, Carboxyl oder Anhydridgruppen reaktionsfähige funktionelle Gruppen, vorzugsweise NH- oder OH-Gruppen, im Polymermolekül aufweisen. An ein solches Basis-Polymeres kann durch Umsetzung mit geeignet funktionalisierten Isocyanaten, Epoxiden, Carbonsäuren oder Anhydriden auf besonders einfache Weise die gewünschte funktionelle Gruppe angebracht werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird als "Basis- Polymeres" vorzugsweise ein Polymeres mit terminalen OH-Gruppen eingesetzt.
Zum Einsatz als Basis-Polymeres geeignet ist daher beispielsweise ein Polymeres ausgewählt aus einer Gruppe enthaltend Polyester, Polyether, Polycarbonate oder Polyacetale mit einem Molekulargewicht (Mn) von mindestens etwa 200 oder Gemische aus zwei oder mehr davon, das vorzugsweise terminale OH-Gruppen aufweist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Basis-Polymeres einsetzbare Polyester können in einer dem Fachmann bekannten Weise durch Polykondensation von Säure- und Alkoholkomponenten gewonnen werden, insbesondere durch Polykondensation einer Polycarbonsäure oder eines Gemischs aus zwei oder mehr Polycarbonsäuren und einem Polyol oder einem Gemisch aus zwei oder mehr Polyolen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung zur Herstellung des Basis-Polymeren geeignete Polycarbonsäuren können auf einem aliphatischen, cycloaliphatischen, araliphatischen, aromatischen oder heterocyclischen Grundkörper aufgebaut sein und gegebenenfalls neben den mindestens zwei Carbonsäuregruppen noch einen oder mehrere im Rahmen einer Polykondensation nicht reaktive Substituenten, beispielsweise Halogenatome oder olefinisch ungesättigte Doppelbindungen, aufweisen. Gegebenenfalls können anstatt der freien Carbonsäuren auch deren Säureanhydride (soweit existent) oder deren Ester mit CLs-Monoalkoholen, oder Gemische aus zwei oder mehr davon, zur Polykondensation eingesetzt werden.
Geeignete Polycarbonsäuren sind beispielsweise Bernsteinsäure, Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Glutarsäure, Glutarsäureanhydrid, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terphthalsäure, Trimellithsäure, Phthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Tetra- chlorphthalsäureanhydrid, Endomethylentetrahydrophthalsäureanhydrid, Glutar- säureanhydrid, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Dimerfettsäuren oder Trimerfettsäuren oder Gemische aus zwei oder mehr der genannten Säuren.
Gegebenenfalls können untergeordnete Mengen an monofunktionellen Fettsäuren im Reaktionsgemisch vorliegen.
Als Diole zur Herstellung eines als Basis-Polymeres einsetzbaren Polyesters oder Polycarbonats können eine Vielzahl von Polyolen eingesetzt werden. Beispielsweise sind dies lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte aliphatische Polyole mit zwei bis etwa zehn, vorzugsweise etwa zwei bis etwa 4 OH- Gruppen pro Molekül. Diese OH-Gruppen können sowohl primär als auch sekundär gebunden sein.
Zu den geeigneten aiiphatischen Polyolen zählen beispielsweise Ethylenglykol, Propandiol-1 ,2, Propandiol-1,3, Butandiol-1 ,4, Butandiol-1,3, Butandiol-2,3, Buten- diol-1,4, Butindiol-1 ,4, Pentandiol-1,5, sowie die isomeren Pentandiole, Pentendiole oder Pentindiole oder Gemische aus zwei oder mehr davon, Hexandiol-1 ,6, sowie die isomeren Hexandiole, Hexendiole oder Hexindiole oder Gemische aus zwei oder mehr davon, Heptandiol-1 ,7, sowie die isomeren Heptan-, Hepten- oder Heptindiole, Octandiol-1,8 sowie die isomeren Octan-, Octen- oder Octindiole und die höheren Homologen oder Isomeren der genannten Verbindungen, wie sie sich für den Fachmann aus einer schrittweisen Verlängerung der Kohlenwasserstoffkette um mehr als eine CH2-Gruppe oder unter Einführung von Verzweigungen in die Kohlenstoffkette ergeben, oder Gemische aus zwei oder mehr davon.
Ebenfalls zur Herstellung der Basis-Polymeren geeignet sind höherfunktionelle Alkohole wie Glycerin, Trimethylolpropan, Triethylolpropan, Pentaerythrit sowie mono-, oligo- oder polymere Saccharide wie Glucose, Fructose, Galactose, Arabinose, Ribose, Xylose, Lyxose, Allose, Altrose, Mannose, Gulose, Idose, Tallose und Sucrose. Ebenfalls geeignet sind die oligomeren Ether der genannten Substanzen mit sich selbst oder im Gemisch aus zwei oder mehr der genannten Verbindungen untereinander, beispielsweise Polyglycerin mit einem Polymerisationsgrad von etwa zwei bis etwa vier. Bei den höherfunktionellen Alkoholen können eine oder mehr OH-Gruppen mit monofunktionellen Carbonsäuren mit 1 bis etwa 20 C-Atomen verestert sein, mit der Maßgabe, daß im Durchschnitt wenigstens zwei OH-Gruppen erhalten bleiben. Die genannten Alkohole mit einer Funktionalität von mehr als 2 können in reiner Form oder beispielsweise, soweit möglich, als im Rahmen ihrer Synthese erhältliche technische Gemische eingesetzt werden.
Weiterhin können zur Herstellung der Basis-Polymeren die Umsetzungsprodukte niedermolekularer, polyfunktioneller Alkohole mit Alkylenoxiden, sogenannte Polyetherpolyole, eingesetzt werden. Polyetherpolyole, die zur Herstellung von als Basis-Polymeren geeigneten Polyestern eingesetzt werden sollen, werden vorzugsweise durch Umsetzung von Polyolen mit Alkylenoxiden erhalten. Die Alkylenoxide weisen vorzugsweise 2 bis etwa 4 C-Atome auf. Geeignet sind beispielsweise die Umsetzungsprodukte von Ethylenglykol, Propylenglykol, den isomeren Butandiolen oder Hexandiolen, wie oben genannt, oder Gemischen aus zwei oder mehr davon, mit Ethylenoxid, Propylenoxid oder Butylenoxid oder Gemischen aus zwei oder mehr davon. Ferner sind auch die Umsetzungsprodukte der oben genannten Alkohole mit einer Funktionalität von mehr als 2 oder deren Gemische aus zwei oder mehr davon, mit den genannten Alkylenoxiden zu Poiyetherpolyolen geeignet. Besonders geeignet sind aus den genannten Umsetzungen erhältliche Polyetherpolyole mit einem Molekulargewicht (Mn) von etwa 80 bis etwa 3.000, vorzugsweise von etwa 100 bis etwa 2.500 und insbesondere von etwa 200 bis etwa 2.000. Die genannten Polyetherpolyole können mit den oben genannten Polycarbonsäuren in einer Polykondensationsreaktion zu den als Basis-Polymeren einsetzbaren Polyestern umgesetzt werden.
Ebenfalls als Basis-Polymere einsetzbar sind Polyetherpolyole, wie sie beispielsweise in der oben geschilderten Weise entstehen. Polyetherpolyole werden üblicherweise durch Umsetzung einer Startverbindung mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen mit Alkylen- oder Arylenoxiden, beispielsweise Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Styroloxid, Tetrhydrofuran oder Epichlorhy- drin oder Gemischen aus zwei oder mehr davon, erhalten.
Geeignete Startverbindungen sind beispielsweise Wasser, Ethylenglykol, Propylenglykol-1 ,2 oder -1,3, Butylenglykol-1 ,4 oder -1,3, Hexandiol-1 ,6, Octandiol- 1,8, Neopentylglykol, 1,4-Hydroxymethylcyclohexan, 2-Methyl-1,3-propandiol, Glycerin, Trimethylolpropan, Hexantriol-1 ,2,6, Butantriol-1 ,2,4, Trimethylolethan, Pentaerythrit, Mannitol, Sorbitol, Methylglycoside, Zucker, Phenol, Isononylphenol, Resorcin, Hydrochinon, 1,2,2- oder 1,1,2-Tris(hydroxyphenyl)-ethan, Ammoniak, Methylamin, Ethylendiamin, Tetra- oder Hexamethylendiamin, Triethanolamin, Anilin, Phenylendiamin, 2,4- und 2,6-Diaminotoluol und
Polyphenylpoiymethylenpolyamine, wie sie sich durch Anilin-Formaldehydkondensation erhalten lassen.
Ebenfalls zum Einsatz als Basis-Polymere geeignet sind Polyetherpolyole, die durch Vinylpolymere modifiziert wurden. Derartige Produkte sind beispielsweise erhältlich, indem Styrol oder Acrylnitril oder deren Gemisch in Gegenwart von Polyethem polymerisiert wird.
Ein im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise zum Einsatz als Basis- Polymeres geeignetes Polyetherpolyol ist Polypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von etwa 300 bis etwa 1.500.
Ebenfalls als Basis-Polymeres geeignet sind Polyacetale. Unter Polyacetalen werden Verbindungen verstanden, wie sie durch Umsetzung von Glykolen, beispielsweise Diethylenglykol oder Hexandiol, mit Formaldehyd erhältlich sind. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbare Polyacetale können auch durch die Polymerisation cyclischer Acetale erhalten werden.
Weiterhin als Basis-Polymere oder als Polyole zur Herstellung der Basis-Polymeren geeignet, sind Polycarbonate. Polycarbonate können beispielsweise durch die Reaktion der obengenannten Polyole, insbesondere von Diolen wie Propylenglykol, Butandiol-1 ,4 oder Hexandiol-1 ,6, Diethylenglykol, Triethylenglykol oder Tetraethylenglykol oder Gemischen aus zwei oder mehr davon, mit Diarylcarbonaten, beispielsweise Diphenylcarbonat, oder Phosgen, erhalten werden.
Ebenfalls als Basis-Polymere oder Poiyolkomponente zur Herstellung der Basis- Polymeren geeignet sind OH-Gruppen tragende Polyacrylate. Solche Polyacrylate sind beispielsweise erhältlich durch Polymerisation von ethylenisch ungesättigten, OH-Gruppen tragenden Monomeren. Solche Monomeren sind beispielsweise durch die Veresterung von ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren und difunktionellen Alkoholen erhältlich, wobei der Alkohol in der Regel im Überschuß vorliegt. Hierzu geeignete, ethylenisch ungesättigte Carbonsäuren sind beispielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure oder Maleinsäure. Entsprechende OH-Gruppen tragende Ester sind beispielsweise 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacry- lat, 2-Hydroxypropylacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat, 2-Hydroxypropylmethacrylat, 3- Hydroxypropylacrylat oder 3-Hydroxypropylmethacrylat oder Gemische aus zwei oder mehr davon.
Die genannten Basis-Polymeren können gegebenenfalls durch geeignete Wahl der Herstellungsbedingungen anstatt mit terminalen OH-Gruppen mit anderen Endgruppen ausgestattet werden. Bei geeigneter Wahl der Umsetzungebedingungen können die genannten Polyester, Polyacetale oder Polycarbonate als Endgruppen oder wenigstens als einen Teil der Endgruppen beispielsweise Carboxylgruppen aufweisen. Durch geeignete Umsetzungen lassen sich weiterhin beispielsweise Aminogruppen in die Basis-Polymeren einführen.
Das Molekulargewicht des Basis-Polymeren sollte etwa 100.000 nicht überschreiten. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt das Molekulargewicht des Basis-Polymeren in einem Bereich von etwa 200 bis etwa 30.000, beispielsweise bei etwa 300 bis etwa 15.000 oder etwa 500 bis etwa 10.000.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden erfindungsgemäße Schmelzklebstoffe beispielsweise ausgehend von Basis-Polymeren mit einem Molekulargewicht (Mn) von etwa 500 bis etwa 5.000, beispielsweise etwa 700 bis etwa 3.000 oder etwa 1.000 bis etwa 2.000 hergestellt.
Die genannten Basis-Polymeren können im Rahmen der nachfolgend beschriebenen Herstellungsverfahren sowohl einzeln als auch als Gemisch aus zwei oder mehr der genannten Basis-Polymeren eingesetzt werden.
Der erfindungsgemäße Schmelzklebstoff enthält in einer ersten Ausführungsform als Komponente A ein Polymeres mit einem Molekulargewicht (Mn) von mindestens 5.000, das mindestens eine gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe und eine durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe aufweist.
Wird zur Herstellung des als Komponente A einsetzbaren Polymeren von einem Basis-Polymeren ausgegangen, dessen Molekulargewicht (Mn) ausreichend hoch ist, beispielsweise etwa 5.000 oder darüber, so wird nachfolgend eine erste Herstellungsmöglichkeit für die Komponente A angegeben. Hierzu wird das OH- Gruppen tragende Basis-Polymere mit der polyfunktionellen Verbindung, beispielsweise mit einem Polyisocyanat, beispielsweise in einem molaren Verhältnis von 1:>2 umgesetzt, wobei der Überschuß an polyfunktioneller Verbindung beispielsweise gerade so groß gewählt wird, daß eine Kettenverlängerung des Basis-Polymeren vermieden wird aber nur geringe Mengen an nicht-umgesetzter polyfunktioneller Verbindung im Reaktionsgemisch vorliegen. Insbesondere beim Einsatz eines Polyisocyanats als polyfunktionelle Verbindung kann eine solche vorgehensweise vorteilhaft sein. Auf diese Weise erhält man ein Polymeres, das terminal zwei funktionelle Gruppen trägt, die durch Reaktion mit einer mindestens ein acides Wasserstoffatom aufweisenden Verbindung polymerisierbar sind.
Geeignete polyfunktionelle Isocyanate, die zur Umsetzung mit den Basis-Polymeren zur Herstellung eines als Komponente A einsetzbaren Polymeren geeignet sind, enthalten im Durchschnitt zwei bis höchstens etwa vier Isocyanatgruppen. Beispiele für geeignete Polyisocyanate sind 1 ,5-Naphthy-lendiisocyanat, 4,4'- Diphenylmethandiisocyanat (MDI), hydriertes MDI (Dicyclohexylmethandiisocyanat, H12-MDI), Xylylendiisocyanat (XDI), Tetramethylxylylendiisocyanat (TMXDI), 4,4'- Diphenyldimethylmethandiisocyanat sowie Di- und Tetraalkyldiphenylme- thandiisocyanat, 4,4-Dibenzyldiisocyanat, 1,3-Phenylendiisocyanat, 1 ,4-Pheny- lendiisocyanat, 2,4- und 2,6-Toluylendi-isocyanat (TDI) und deren Gemische, insbesondere ein Gemisch enthaltend etwa 20 % 2,4- und 80 Gew.-% 2,6- Toluylendi-isocyanat, 1-Methyl-2,4-diisocyanatocyclohexan, 1 ,6-Diisocyanato-2,2,4- trimethylhexan, 1 ,6-Diisocyanato-2,4,4-trimethylhexan, 1-lsocyanatomethyl-3- isocyanato-1 ,5,5-trimethylcyclohexan (IPDI), chlorierte und bromierte Diisocyanate, phosphorhaltige Diisocyanate, 4,4'-Diisocyanatophenylperfluorethan,
Tetramethoxybutan-1 ,4-diisocyanat, Ethylendiisocyanat, 1 ,2-Propandiisocyanat, 1,4-Butandiisocyanat, 1,5-Pentandi-isocyanat, 1 ,6-Hexandiisocyanat (HDI), Cyclohexan-1 ,4-diisocyanat, Phthalsäurebisisocyanatoethylester; Polyisocyanate, die reaktive Halogenatome enthalten, wie 1-Chlormethylphenyl-2,4-diisocyanat, 1- Brommethylphenyl-2,6-diisocyanat oder 3,3-Bis-chlormethylether-4,4'-diphenyldii- socyanat oder Gemische aus zwei oder mehr davon. Ebenso einsetzbar sind schwefelhaltige Polyisocyanate, wie sie beispielsweise durch Umsetzung von 2 mol Hexamethylendiisocyanat mit 1 mol Thiodiglykol oder Dihydroxydihexylsulfid erhältlich sind. Andere Diisocyanate sind Trimethylhexamethylendi-isocyanate, 1,4- Diisocyanatobutan, 1 ,2-Diisocyanatododecan und Dimerfettsäurediisocyanate. Triisocyanatoisocyanurate können durch Trimerisierung von Diisocyanaten bei erhöhten Temperaturen, beispielsweise bei etwa 200°C und/oder in Gegenwart eines Katalysators, beispielsweise einem Amin, erhalten werden, und sind ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbar. Die genannten Polyisocyanate können im Rahmen der vorliegenden Erfindung einzeln oder als Gemisch aus zwei oder mehr der genannten Polyisocyanate eingesetzt werden. Vorzugsweise wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein einzelnes Polyisocyanat oder ein Gemisch aus zwei oder drei Polyisocyanaten eingesetzt. Als einzeln oder im Gemisch einzusetzende Polyisocyanate bevorzugt sind HDI, MDI oder TDI, beispielsweise ein Gemisch aus MDI und TDI.
Um aus einem so erhältlichen Polymeren ein zum Einsatz als Komponente A geeignetes Polymeres zu erhalten, setzt man das Polymere zweckmäßigerweise mit einer Verbindung um, die sowohl eine durch Bestrahlung mit UV-Licht oder mit Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe als auch eine zur Reaktion mit der terminalen funktionellen Gruppe am Polymeren geeignete funktionelle Gruppe aufweist. Zu diesem Zweck besonders gut geeignet sind die Hydroxyalkyl- acrylate oder -methacrylate, d.h., die Umsetzungsprodukte der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit difunktionellen Alkoholen. Besonders geeignet sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise 2-Hydroxyethylacrylat, 2- Hydroxyethylmethacrylat, 2-Hydroxy-propylacrylat, 2-Hydroxypropylmethacrylat, 3- Hydroxypropylacrylat oder 3-Hydroxypropylmethacrylat, oder Gemische aus zwei oder mehr davon.
Das molare Verhältnis zwischen dem Polymeren und der Verbindung, die sowohl eine durch Bestrahlung mit UV-Licht oder mit Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe als auch eine zur Reaktion mit der terminalen funktionellen Gruppe am Polymeren fähige funktionelle Gruppe aufweist kann bei der Umsetzung zur Komponente A in weiten Grenzen variieren. In der Regel gilt, daß ein höherer Anteil an durch Bestrahlung mit UV-Licht oder mit Elektronenstrahlen polymeri- sierbaren funktionellen Gruppen in der Komponente A zu einer höheren Festigkeit einer Klebeverbindung führt, während ein höherer Anteil an mit einer mindestens ein acides Wasserstoffatom aufweisenden Verbindung reaktiven, funktionellen Gruppen eine höhere Endfestigkeit zur Folge hat.
Setzt man beispielsweise das Polymere im Rahmen des ersten Herstellungsverfahrens mit der Verbindung, die sowohl eine durch Bestrahlung mit UV-Licht oder mit Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe als auch eine zur Reaktion mit der terminalen funktionellen Gruppe am Polymeren fähige funktionelle Gruppe aufweist, in einem molaren Verhältnis von etwa 1:1 um, so trägt im daraus erhältlichen Polymerengemisch im Mittel jedes Polymermolekül sowohl eine durch Bestrahlung mit UV-Licht oder mit Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe als auch eine mit einer mindestens ein acides Wasserstoffatom aufweisenden Verbindung reaktive, funktionelle Gruppe. Entsprechend lassen sich die Anteile der beiden Typen funktioneller Gruppen im durch eine solche Umsetzung erhältlichen Polymerengemisch jeweils zwischen größer als 0 und kleiner als 100% (bezogen auf funktionelle Gruppen im Sinne der vorliegenden Erfindung) variieren. Gute Ergebnisse lassen sich beispielsweise erhalten, wenn etwa 1 bis etwa 50% der im Polymeren als terminale Gruppen vorliegenden funktionellen Gruppen durch Bestrahlung mit UV-Licht oder mit Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppen sind, vorzugsweise etwa 5 bis etwa 30%, und besonders bevorzugt etwa 8 bis etwa 15%. Polymere dieser Art sind besonders zum Einsatz als Komponente A geeignet.
In einem zweiten Herstellungsverfahren lassen sich zum Einsatz in Komponente A geeignete Polymere beispielsweise auch in mehreren Schritten dadurch erhalten, daß man beispielsweise in einem ersten Schritt ein entsprechendes Basis- Polymeres mit einem Molekulargewicht (Mn) von etwa 5.000 oder mehr, mit einer Verbindung umsetzt, die sowohl eine durch Bestrahlung mit UV-Licht oder mit Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe als auch eine zur Reaktion mit der terminalen OH-Gruppe am Basis-Polymeren befähigte funktionelle Gruppe aufweist. Eine solche Verbindung ist beispielsweise Styrolisocyanat. Weitere derartige Verbindungen lassen sich beispielsweise durch Umsetzung einer etwa äquimolaren Menge eines Hydroxyalkylacrylats oder -methacrylats mit einem Dii- socyanat erhalten. Die Menge an Verbindung die sowohl eine durch Bestrahlung mit UV-Licht oder mit Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe als auch eine zur Reaktion mit der terminalen OH-Gruppe am Basis-Polymeren befähigte funktionelle Gruppe aufweist richtet sich dabei nach dem gewünschten Gehalt an mit Elektronenstrahlen polymerisierbaren funktionellen Gruppen. Eine Reaktion etwa äquimolarer Mengen beider Reaktionspartner führt zu Polymeren, die im Durchschnitt pro Molekül etwa eine mit Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe aufweisen. Durch Variation der Molaren Verhältnisse der Reaktionspartner läßt sich dieser Anteil entsprechend verringern oder steigern.
Durch diese Umsetzung entsteht ein Polymeres, das terminal sowohl eine OH- Gruppe als auch eine durch Bestrahlung mit UV-Licht oder mit Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe aufweist. Setzt man dieses Polymere nachfolgend in mindestens äquimolarem Verhältnis mit einer Verbindung um, die eine mit der terminalen OH-Gruppe des Polymeren reaktive funktionelle Gruppe und eine weitere gegenüber Verbindungen mit acidem Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe aufweist, um, so erhält man ein Polymeres, das zum Einsatz als Komponente A geeignet ist. Für diesen zweiten Umsetzungsschritt sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere die oben genannten Polyisocyanate geeignet.
Gemäß einem dritten Herstellungsverfahren ist es weiterhin möglich, bei der Herstellung der Komponente A zwei Herstellungsschritte zusammenzufassen. Hierzu wird ein OH-Gruppen tragendes Basis-Polymeres mit einem Molekulargewicht (Mn) von 5.000 oder mehr, ein Polyiisocyanat oder ein Polyepoxid, insbesondere ein Diisocyanat oder ein Diepoxyd, oder deren Gemisch, oder gegebenenfalls eine oder mehrere andere polyfunktionelle Verbindungen im Sinne des oben gesagten, und eine Verbindung, die sowohl eine durch Bestrahlung mit UV-Licht oder mit Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe als auch eine zur Reaktion mit der terminalen OH-Gruppe am Basis-Polymeren befähigte funktionelle Gruppe aufweist, in einem geeigneten molaren Verhältnis miteinander umgesetzt. Die molaren Verhältnisse werden dabei so gewählt, daß die Anteile der beiden Typen funktioneller Gruppen im durch eine solche Umsetzung erhältlichen Polymerengemisch jeweils zwischen größer als 0% und kleiner als 100% (bezogen auf funktionelle Gruppen) variieren. Gute Ergebnisse lassen sich auch in diesem Fall beispielsweise dann erhalten, wenn etwa 1 bis etwa 50% der im Polymeren als terminale Gruppen vorliegenden funktionellen Gruppen durch Bestrahlung mit UV- Licht oder mit Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppen sind, vorzugsweise etwa 5 bis etwa 30%, und besonders bevorzugt etwa 8 bis etwa 15%.
Werden zur Herstellung der Komponente A Basis-Polymere eingesetzt, deren Molekulargewicht (Mn) weniger als etwa 5.000 beträgt, so führen die oben angegebenen Herstellungsverfahren nicht zum Ziel, da mit den angegebenen Verfahren nur eine geringfügige Erhöhung des Molekulargewichts erzielt wird.
Gegebenenfalls muß daher das Molekulargewicht des Basis-Polymeren zur Herstellung des in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung einsetzbaren Polymeren erhöht werden. Eine Erhöhung des Molekulargewichts kann beispielsweise durch Kettenverlängerung des Basis-Polymeren erfolgen. Vorteilhafterweise wird hierzu das Basis-Polymere zunächst mit einer in bezug auf die terminalen Gruppen des Basis-Polymeren polyfunktionellen, vorzugsweise difunktionellen Verbindung umgesetzt.
Als in diesem Sinne polyfunktionelle Verbindungen eignen sich besonders Polyepoxide, insbesondere Diepoxide, oder vorzugsweise Polyisocyanate, insbesondere Diisocyanate der bereits oben genannten Art. Besonders bevorzugt sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Diisocyanate. Die zur Erzielung einer bestimmten Molekulargewichtserhöhung erforderlichen stöchiometrischen Verhältnisse zwischen Basis-Polymerem und polyfunktioneller Verbindung sind dem Fachmann bekannt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Kettenveriängerung mit einem Überschuß an Basis-Polymerem bei der Kettenverlängerungsreaktion durchgeführt. Als Folge einer solchen Reaktionsführung weisen die entstehenden, kettenverlängerten Basis-Polymeren als terminale funktionelle Gruppen die ursprüngliche Art terminaler funktioneller Gruppen auf.
In einem vierten Herstellungsverfahren eines als Komponente A einsetzbaren Polymeren wird daher ein OH-Gruppen tragendes Basis-Polymeres mit einem Molekulargewicht (Mn) von weniger als 5.000 oder ein Gemisch aus solchen OH- Gruppen tragenden Basis-Polymeren zunächst mit einer geeigneten Menge an Kettenverlängerungsmitteln, beispielsweise Polyepoxiden oder Polyisocyanaten, bevorzugt Polyisocyanaten, unter Beibehaltung der ursprünglichen Art der terminalen funktionellen Gruppe umgesetzt (kettenverlängert), wobei das Verhältnis von terminalen funktionellen Gruppen im Basis-Polymeren zu funktionellen Gruppen im Kettenverlängerungsmittel größer als 1 ist. Anschließend erfolgt die Umsetzung zu Komponente A, wobei dann beispielsweise nach einem der bereits beschriebenen Herstellverfahren vorgegangen werden kann.
In einem fünften Herstellungsverfahren kann die Herstellung der Komponente A beispielsweise um einen Schritt verkürzt bzw. in einem Schritt durchgeführt werden, wenn bei der Kettenveriängerung bereits eine Verbindung vorliegt, die sowohl eine durch Bestrahlung mit UV-Licht oder mit Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe als auch eine zur Reaktion mit der terminalen funktionellen Gruppe des Basis-Polymeren befähigte funktionelle Gruppe aufweist.
Im Rahmen dieser Vorgehensweise kann beispielsweise ein zum Einsatz als Komponente A geeignetes Polymeres erhalten werden, wenn gleichzeitig mit der Kettenveriängerung, beispielsweise mit einem oder mehreren der oben genannten Polyisocyanate, eine Umsetzung des Basis-Polymeren mit einer oder mehreren Verbindungen stattfindet, die sowohl eine durch Bestrahlung mit UV-Licht oder mit Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe als auch eine zur Reaktion mit der terminalen funktionellen Gruppe am Basis-Polymeren befähigte funktionelle Gruppe aufweisen. Die Reaktionspartner werden dazu in einem geeigneten molaren Verhältnis zur Reaktion gebracht.
In einem sechsten Herstellungsverfahren kann von einem Basis-Polymeren mit einem Molekulargewicht (Mπ) von 5.000 oder mehr ausgegangen werden, das unter Verwendung einer oder mehrerer Komponenten hergestellt wurde, die durch UV- oder Elektronenstrahlung polymerisierbare funktionelle Gruppen enthalten. Zur Herstellung eines solchen als Komponente A einsetzbaren Polymeren wird das entsprechende Basis-Polymere mit einer Verbindung umgesetzt, die als erste funktionelle Gruppe sowohl eine mit den terminalen funktionellen Gruppen des Basis-Polymeren reaktive Gruppe als auch als zweite funktionelle Gruppe eine gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe aufweist. Im Regelfall werden die erste und die zweite funktionelle Gruppe beide Bedingungen erfüllen. Es ist jedoch möglich, z. B. bei ersten und zweiten funktionellen Gruppen mit unterschiedlicher Reaktivität, durch geeignete Wahl der Reaktionsbedingungen eine selektive Reaktion beispielsweise der ersten funktionellen Gruppe mit den terminalen Gruppen des Basis Polymeren zu erreichen, während die zweite funktionelle Gruppe nicht mit der terminalen funktionellen Gruppe des Basis-Polymeren reagiert. Ein Beispiel für eine solche Kombination von ersten und zweiten funktionellen Gruppen stellt beispielsweise die Kombination von Epoxygruppe und NCO-Gruppe dar. Die Umsetzung wird dabei beispielsweise so durchgeführt, daß das molare Verhältnis von Basis-Polymerem zu der entsprechenden Verbindung etwa 1:>2 beträgt. In einem siebten Herstellungsverfahren für als Komponente A einsetzbare Polymere wird identisch zum sechsten Herstellungsverfahren vorgegangen, lediglich das molare Verhältnis von Basis-Polymerem zu der Verbindung, die als erste funktionelle Gruppe sowohl eine mit den terminalen funktionellen Gruppen des Basis-Polymeren reaktive Gruppe als auch als zweite funktionelle Gruppe eine gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe aufweist wird so gewählt, daß bei entsprechender Reaktionsführung (beide funktionelle Gruppen der Verbindung müssen mit den terminalen Gruppen des Basis Polymeren reagieren) eine Kettenveriängerung bis zum gewünschten Molekulargewicht eintritt.
Bei den beiden letztgenannten Verfahren werden vorzugsweise Basis-Polymere eingesetzt, die pro Polymermolekül etwa 2 bis etwa 5 durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppen aufweisen.
Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbare Komponente A kann beispielsweise nur eines der oben genannten Polymeren enthalten. Es sind jedoch auch Gemische aus zwei oder mehr der genannten Polymeren als Komponente A einsetzbar.
Typische, zum Einsatz in Komponente A geeignete Polymere weisen bei für typische Anwendungen geeigneten Verarbeitungstemperaturen eine Viskosität von etwa 3.000 mPas bis etwa 20.000 mPas, insbesondere etwa 5.000 mPas bis etwa 15.000 mPas bei etwa 80 bis etwa 180°C, insbesondere bei etwa 100 bis etwa 140°C, auf (Brookfield CAP 200, Kegel 6, 50 Upm, Meßzeit 25 s). Typische Verarbeitungstemperaturen sind beispielsweise etwa 100 bis etwa 150°C, insbesondere etwa 110 bis etwa 140 °C, beispielsweise etwa 120 bis etwa 130°C, z. B. bei der Herstellung flexibler Verpackungskartonagen.
Typische NCO-Werte für zum Einsatz als Komponente A geeignete Polymere sind etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, insbesondere etwa 3,5 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-%. Unter dem Begriff "Komponente B" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Polymeres mit einem Molekulargewicht (Mn) von mindestens 5.000, das mindestens eine gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe und keine durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe aufweist, verstanden.
Zur Herstellung eines als Komponente B einsetzbaren Polymeren wird das Basis- Polymere mit einer Verbindung umgesetzt, die als erste funktionelle Gruppe sowohl eine mit den terminalen funktionellen Gruppen des Basis-Polymeren reaktive Gruppe als auch als zweite funktionelle Gruppe eine gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe aufweist. Im Regelfall werden die erste und die zweite funktionelle Gruppe beide Bedingungen erfüllen. Es ist jedoch beispielsweise möglich bei ersten und zweiten funktionellen Gruppen mit unterschiedlicher Reaktivität durch geeignete Wahl der Reaktionsbedingungen eine selektive Reaktion beispielsweise der ersten funktionellen Gruppe mit den OH-Gruppen des Basis Polymeren zu erreichen, während die zweite funktionelle Gruppe nicht mit der terminalen funktionellen Gruppe des Basis-Polymeren reagiert. Ein Beispiel für eine solche Kombination von ersten und zweiten funktionellen Gruppen stellt beispielsweise die Kombination von Epoxygruppe und NCO-Gruppe dar.
Das zum Einsatz als Komponente B geeignete Polymere wird vorzugsweise durch Umsetzung eines Basis-Polymeren oder eines Gemischs aus zwei oder mehr Basis- Polymeren mit einer mindestens zwei gegenüber den terminalen funktionellen Gruppen reaktiven Gruppen tragenden Verbindung umgesetzt. Das molare Verhältnis der Reaktionsteilnehmer bei der Umsetzung wird dabei beispielsweise so gewählt, daß nach Beendigung der Umsetzung im wesentlichen keine OH-Gruppen mehr im Reaktionsgemisch vorliegen. Gegebenenfalls kann das Molekulargewicht des Basis-Polymeren zu gering sein, um nach einer Umsetzung mit der mindestens zwei gegenüber OH-Gruppen reaktiven funktionellen Gruppen tragenden Verbindung das zum Einsatz als Komponente B geforderte Molekulargewicht von etwa 5.000 (Mn) zu erreichen. In diesem Fall können das Verhältnis zwischen der mindestens zwei gegenüber OH-Gruppen reaktiven funktionellen Gruppen tragenden Verbindung und den H-Gruppen des Basis-Polymeren sowie gegebenenfalls die Reaktionsbedingungen (sofern die mindestens zwei gegenüber OH-Gruppen reaktive funktionellen Gruppen tragende Verbindung zwei unterschiedlich reaktive funktionelle Gruppen aufweist) so gewählt werden, daß eine Kettenveriängerung des Basis-Polymeren oder des Gemischs aus zwei oder mehr Basis-Polymeren stattfindet.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Basis-Polymere oder das Gemisch aus zwei oder mehr Basis-Polymeren mit einem Polyisocyanat, insbesondere einem Diisocyanat umgesetzt.
Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbare Komponente B kann beispielsweise nur eines der oben genannten Polymeren enthalten. Es sind jedoch auch Gemische aus zwei oder mehr der genannten Polymeren als Komponente B einsetzbar.
Da das als Komponente B einsetzbare Polymere neben der mindestens einen gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktiven funktionellen Gruppe keine durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe aufweisen soll, können bei der Herstellung der als Komponente B einsetzbaren Polymeren keine Basis-Polymeren eingesetzt werden, die unter Verwendung olefϊnisch ungesättigter Komponenten hergestellt wurden.
Das als Komponente B einsetzbare Polymere weist einen Gehalt an NCO-Gruppen von etwa 0,5 bis etwa 10 Gew.-%. insbesondere etwa 2,5 bis etwa 5 Gew.-% auf.
Die Viskosität des als Komponente B einsetzbaren Polymeren beträgt bei typischen Verarbeitungstemperaturen etwa 2.000 bis etwa 60.000 mPas, insbesondere etwa 4.000 bis etwa 20.000 mPas (Brookfield RVT D, Spindel 27, 110 bis 130°C).
Typische Verarbeitungstemperaturen liegen bei etwa 100 bis etwa 150°C, insbesondere bei etwa 110 bis etwa 140 °C, beispielsweise etwa 120 bis etwa 130°C, z. B. bei der Herstellung flexibler Verpakungskartonagen. Die als Komponente A oder B eingesetzten Polymerkomponente kann jeweils nur aus einem der beschriebenen Polymeren bestehen, sie kann jedoch auch ein Gemisch aus zwei oder mehr der genannten Polymeren darstellen. So ist es beispielsweise vorteilhaft, wenn als Basis-Polymeres ein Gemisch aus einem oder mehreren Polyesterpolyolen und einem oder mehreren Polyetherpolyoien eingesetzt wird. Die verschiedenen Basis-Polymeren können sich dabei beispielsweise im Molekulargewicht (Mn) oder im chemischen Aufbau, oder in beidem, unterscheiden.
So können zur Herstellung der Komponenten A oder B als entsprechende Basis- Polymere beispielsweise etwa 20 bis etwa 40 Gew.-% Polyesterpolyole und etwa 20 bis etwa 60 Gew.-% Polyetherpolyole, bezogen auf die gesamte Komponente A oder B, eingesetzt werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden neben einem Polyesterpolyol beispielsweise noch mindestens zwei unterschiedliche Polyetherpolyole als Basis-Polymere eingesetzt, z.B. ein Gemisch aus einem Polyetherpolyol mit einem Molekulargewicht von etwa 800 bis etwa 1.500 und einem Polyetherpolyol mit einem Molekulargewicht von etwa 300 bis etwa 700.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird als Basis-Polymeres zur Herstellung der Komponente A oder B jedoch ausschließlich ein terminale OH- Gruppen tragender, vorzugsweise difunktionelle Polyester, oder ein Gemisch aus zwei oder mehr solcher Polyester, eingesetzt. Vorteilhafterweise wird als Basis- Polymeres ein Polyester gewählt, der zumindest teilkristallin ist, oder es wird ein Gemisch aus zwei oder mehr Polyestern eingesetzt, von denen zumindest ein Polyester kristallin oder teilkristallin ist.
Ein Polymeres wird im Sinne des vorliegenden Textes dann als "kristallin" oder "teilkristallin" verstanden, wenn es bei einer Untersuchung mittels Differential Scanning Calorimetry (DSC) mindestens einen thermischen Übergang erster Ordnung, d.h., mindestens einen enthaipischen Übergang zeigt, der einem Schmelzvorgang zugeordnet werden kann. Kristalline oder zumindest überwiegend kristalline Polyester können beispielsweise durch Polykondensation polyfunktioneller aromatischer Carbonsäuren oder deren Säureanhydride (soweit existent) mit kurzkettigen aiiphatischen Diolen mit etwa 2 bis etwa 6 C-Atomen erhalten werden. Zur Herstellung teilkristalliner Polyester kann beispielsweise auf Alkohole mit einer höheren Anzahl an C-Atomen oder auf verzweigte oder ungesättigte, insbesondere cis-ungesättigte Alkohole zurückgegriffen werden.
Als aromatische Carbonsäuren sind dabei Phthalsäure, Phthalsäureanhydrid, Terephthalsäure, Trimellithsäure, Trimellithsäureanhydrid, Tetrachlorphthalsäure, Tetrachlorphthalsäureanhydrid oder Naphthalindicarbonsäure geeignet.
Als Alkohole eignen sich beispielsweise Ethylenglykol, Propandiol-1 ,2, Propandiol- 1 ,3, Butandiol-1 ,4, Butandiol-1 ,3, Butandiol-2,3, Butendiol-1 ,4, Butindiol-1 ,4, Pentandiol-1 ,5, sowie die isomeren Pentandiole, Pentendiole oder Pentindiole oder Gemische aus zwei oder mehr davon, Hexandiol-1 ,6, sowie die isomeren Hexandiole, Hexendiole oder Hexindiole oder Gemische aus zwei oder mehr davon, Heptandiol-1 ,7 sowie die isomeren Heptan-, Hepten- oder Heptindiole, Octandiol- 1,8 sowie die isomeren Octan-, Octen- oder Octindiole, und die höheren Homologen oder Isomeren der genannten Verbindung, wie sie sich für den Fachmann aus einer schrittweisen Verlängerung der Kohlenwasserstoffkette um jeweils eine CH2-Gruppe oder unter Einführung von Verzweigungen in die Kohlenstoffkette ergeben, oder Gemische aus zwei oder mehr davon. Sollen die Polyester möglichst kristalline Eigenschaften aufweisen, so sollte auf den Einsatz verzweigter Alkohole verzichtet werden. Zur Herstellung teilkristalliner Polyester können verzweigte Alkohole in unterschiedlichen Mengen bei der Polykondensation anwesend sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als OH- Gruppen tragendes Basis-Polymeres ein teilkristalliner Polyester oder ein Gemisch aus teilkristallinen Polyestern oder ein Gemisch aus kristallinen und teilkristallinen Polyestern oder ein Gemisch aus kristallinen und amorphen Polyestern oder ein Gemisch aus teilkristallinen und amorphen Polyestern oder ein Gemisch aus kristallinen, teilkristallinen und amorphen Polyestern eingesetzt, bei dem die Kristaliinität etwa 1 bis etwa 70 %, beispielsweise etwa 5 bis etwa 50 % und insbesondere etwa 10 bis etwa 30 % (bezogen auf das Polymere oder das Gemisch) beträgt.
Unter dem Begriff "Komponente C" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Verbindung mit einer durch UV- oder Elektronenstrahien polymerisierbaren funktionellen Gruppe und einem Molekulargewicht von weniger als 5.000 verstanden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die als Komponente C einsetzbare Verbindung ein Molekulargewicht von etwa 80 bis etwa 3.000, insbesondere etwa 100 bis etwa 1.000 auf.
Als Komponente C sind beispielsweise Acrylat- oder Methacrylatester mit einer oder mehr olefinisch ungesättigten Doppelbindung geeignet. Solche Acrylat- oder Methacrylatester umfassen beispielsweise Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit aromatischen oder aliphatischen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen oder cycloaliphatischen, Monoalkoho- len oder Acrylatester von Polyethermonoalkoholen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden als Komponente C beispielsweise Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit aromatischen oder linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten C^,- Alkoholen eingesetzt. Beispielsweise sind dies Ester der Acryl- oder Methacrylsäure mit Hexyl-, Heptyl-, Octyl- oder 2-Ethylhexylalkohol Weiterhin geeignet sind die Ester der Acryl- oder Methacrylsäure mit Phenol, Methylphenol oder Benzylalkohol. Weiterhin geeignet sind die Ester der Acryl- oder Methacrylsäure mit Fettalkoholen, beispielsweise Capronalkohol, Caprylalkohol, 2-Ethylhexylalkoholen wie Caprinalko- hol, Laurylalkohol, Isotridecylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmo- leylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Behenylalkohol, Erucylalkohol und Brassidylalkohol sowie deren technischen Mischungen, wie sie zum Beispiel bei der Hochdruckhydrierung von technischen Methylestem auf Basis von Fetten und Ölen oder Aldehyden aus der Roelen'schen Oxosynthese sowie als Monomerfraktion bei der Dimerisierung von ungesättigten Fettalkoholen anfallen.
Als Komponente C sind weiterhin di- oder höherfunktionelle Acrylat- oder Methacrylatester geeignet. Solche Acrylat- oder Methacrylatester umfassen beispielsweise Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit aromatischen, aliphatischen oder cycloaliphatischen Polyolen mit mindestens zwei OH-Gruppen oder Acrylat- oder Methacrylatester von Polyetheralkoholen mit mindestens zwei OH-Gruppen.
Als Polyole zur Herstellung eines als Komponente C einsetzbaren Acrylat- oder Methacrylatesters kann eine Vielzahl von Polyolen eingesetzt werden. Beispielsweise sind dies aliphatische Polyole mit 2-4 OH-Gruppen pro Molekül und 2 bis etwa 40 C-Atomen. Die OH-Gruppen können sowohl primär als auch sekundär gebunden sein. Zu den geeigneten aliphatischen Polyolen zählen beispielsweise Ethylenglykol, Propandiol-1 ,2, Propandiol-1,3, Butandiol-1 ,4, Butandiol-1,3, Butandiol-2,3, Butendiol-1 ,4, Butindiol-1 ,4, Pentandiol-1,5, sowie die isomeren Pentandiole, Pentendiole oder Pentindiole oder Gemische aus zwei oder mehr davon, Hexandiol-1,6, sowie die isomeren Hexandiole, Hexendiole oder Hexindiole oder Gemische aus zwei oder mehr davon, Heptandiol-1 ,7 sowie die isomeren Heptan-, Hepten- oder Heptindiole, Octandiol-1,8 sowie die isomeren Octan-, Octen- oder Octindiole, und die höheren Homologen oder Isomeren der genannten Verbindungen, wie sie sich für den Fachmann aus einer schrittweisen Verlängerung der Kohlenwasserstoffkette um jeweils eine CH2-Gruppe oder unter Einführung von Verzweigungen in die Kohlenstoffkette ergeben, oder Gemische aus zwei oder mehr davon.
Ebenfalls geeignet sind höherfunktionelle Alkohole wie beispielsweise Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit oder Zuckeralkohole wie Sorbit oder Glucose, sowie όligomere Ether der genannten Substanzen mit sich selbst oder im Gemisch aus zwei oder mehr der genannten Verbindungen untereinander, beispielsweise Polyglycerin mit einem Polymerisationsgrad von etwa 2 bis etwa 4. Bei den höherfunktionellen Alkoholen können eine oder mehr OH-Gruppen mit monofunktionellen Carbonsäuren mit 1 bis etwa 20 C-Atomen verestert sein, mit der Maßgabe, daß im Durchschnitt wenigstens zwei OH-Gruppen erhalten bleiben. Die genannten höherfunktionellen Alkohole können in reiner Form oder, soweit möglich, als die im Rahmen ihrer Synthese erhältlichen technischen Gemische eingesetzt werden.
Weiterhin können als Polyolkomponente zur Herstellung der Acrylat- oder Methacrylatester die Umsetzungsprodukte niedermolekularer, polyfunktioneller Alkohole mit Alkylenoxiden, sogenannte Polyetherpolyole, eingesetzt werden. Polyetherpolyole, die zur Herstellung von als Basis-Polymeren geeigneten Polyestern eingesetzt werden sollen werden vorzugsweise durch Umsetzung von Polyolen mit Alkylenoxiden erhalten. Die Alkylenoxide weisen vorzugsweise zwei bis etwa vier C-Atome auf. Geeignet sind beispielsweise die Umsetzungsprodukte von Ethylenglykol, Propylenglykol, den isomeren Butandiolen oder Hexandiolen, wie oben genannt, oder Gemischen aus zwei oder mehr davon, mit Ethylenoxid, Propylenoxid oder Butylenoxid oder Gemischen aus zwei oder mehr davon. Ferner sind auch die Umsetzungsprodukte polyfunktioneller Alkohole wie Glycerin, Trimethylolethan oder Trimethylolpropan, Pentaerythrit oder Zuckeralkohole oder Gemischen aus zwei oder mehr davon, mit den genannten Alkylenoxiden zu Polyetherpolyolen geeignet. Besonders geeignet sind aus den genannten Umsetzungen erhältliche Polyetherpolyole mit einem Molekulargewicht (Mn) von etwa 100 bis etwa 2000, vorzugsweise von etwa 150 bis etwa 1500, insbesondere von etwa 150 bis etwa 800.
Acrylatester aliphatischer Diole mit 2 bis etwa 40 Kohlenstoffatomen umfassen beispielsweise Neopentylglykoldi(meth)acrylat, 1 ,6-Hexandioldi(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Pentaerythrittetra(meth)acrylat, sowie (Meth)acrylatester des Sorbits und anderer Zuckeralkohole. Diese (Meth)acrylatester von aliphatischen oder cycloaliphatischen Diolen können mit einem aliphatischen Ester oder einem Alkylenoxid modifiziert werden. Die durch einen aliphatischen Ester modifizierten Acrylate umfassen beispielsweise Neopen- tylglykolhydroxypivalatdi(meth)acrylat, Caprolacton-modifizierte Neopentylglykolhydroxypivalatdi(meth)acrylate und dergleichen. Die Alkylenoxid- modifizierten Acrylatverbindungen umfassen beispielsweise Ethylenoxid-modifizierte Neopentylglykoldi(meth)acrylate, Propylenoxid-modifizierte
Neopentylglykoldi(meth)acrylate, Ethylenoxid-modifizierte 1 ,6-Hexandiol- di(meth)acrylate oder Propylenoxid-modifizierte 1 ,6-Hexandioldi(meth)acrylate oder Gemische aus zwei oder mehr davon.
Auf Polyetheφolyolen aufgebaute Acrylatmonomere umfassen beispielsweise Neopentylglykol-modifizierte Trimethylolpropandi(meth)acrylate, Polyethylen- glykoldi(meth)acrylate, Polypropylenglykoldi(meth)acrylate und dergleichen. Tri- und höherfunktionelle Acrylatmonomere umfassen beispielsweise Trime- thylolpropantri(meth)acrylat, Pentaerythritoltri(meth)acrylat, Dipentaerythritolte- tra(meth)acrylat, Dipentaerytrhitolpenta(meth)acrylat, Dipentaerythritolhe- xa(meth)acrylat, Caprolacton-modifiziertes Dipentaerythritolhexa(meth)acrylat, Pentaerythritoltetra(meth)acrylat, Tris[(meth)acryloxyethyl]isocyanurat, Caprolacton- modifizierte Tris[(meth)acryloxyethyl]isocyanurate oder Trimethylolpropante- tra(meth)acrylat oder Gemische aus zwei oder mehr davon.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden als Komponente C beispielsweise Acrylsäurephenylester, Methacrylsäurephenylester oder Phenoxyethylacrylat eingesetzt.
Unter den genannten Di-, Tri- oder höherfunktionellen Acrylatmonomeren, die erfindungsgemäß als Komponente C einsetzbar sind, sind Tripropylenglykoldiacrylat, Neopentylglykolpropoxylatdi(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat und Pentaerythritoltriacrylat bevorzugt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als Komponente C eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus monomeren, oligomeren oder polymeren Estern der Acrylsäure, Methylacrylsäure, Ethylacrylsäure, Propylacrylsäure oder Butylacrylsäure mit einem aromatischen oder aliphatischen monofunktionellen oder polyfunktionellen Alkohol eingesetzt, wobei der Ester einen Siedepunkt von mindestens 100°C aufweist. Zusätzlich zu den eingangs genannten Kombinationen der Komponenten A, B und C kann der erfindungsgemäße Schmelzklebstoff als Komponente D einen Photoinitiator enthalten, der unter UV-Bestrahlung eine Polymerisation olefinisch ungesättigter Doppelbindungen initiiert. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Klebstoff durch Einwirkung von UV-Strahlung polymerisiert werden soll.
Als Komponente D wird daher in solchen Fällen ein Photoinitiator eingesetzt, der bei Bestrahlung mit Licht einer Wellenlänge von etwa 260 bis etwa 480 nm dazu in der Lage ist, eine radikalische Polymerisation olefinisch ungesättigter Doppelbindungen zu initiieren. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind zum Einsatz als Komponente D grundsätzlich alle handelsüblichen Photoinitiatoren geeignet, die mit dem erfindungsgemäßen Klebstoff kompatibel sind, d. h. wenigstens weitgehend homogene Gemische ergeben.
Beispielsweise sind dies alle Norrish-Type I fragmentierenden Substanzen. Beispiele hierfür sind Benzophenon, Campherchinon, Quantacure (Hersteller: International Bio-Synthetics), Kayacure MBP (Hersteller Nippon Kayaku), Esacure BO (Hersteller: Fratelli Lamberti), Trigonal 14 (hersteller: Akzo), Photoinitiatoren der Irgacure®-, Darocure®- oder Speedcure®-Reihe (Hersteller: Ciba-Geigy), Darocure® 1173 oder Fi-4 (Hersteller: Eastman) Insbesondere geeignet sind darunter Irgacure® 651, Irgacure® 369, Irgacure® 184, Irgacure® 907, Irgacure® 1850, Irgacure® 1173 (Darocure® 1173), Irgacure® 1116, Speedcure® EDB, Speedcure® ITX, Irgacure® 784 oder Irgacure® 2959 oder Gemische aus zwei oder mehr davon.
Herkömmliche niedermolekulare Photoinitiatoren können in Verbundwerkstoffen gegebenenfalls zur Migratbildung beitragen. Als Migrate kommen dabei die im Klebstoff enthaltenen Photoinitiatoren selbst in Frage, eine weitere Migratquelle stellen jedoch auch Fragmente der Photoinitiatoren dar, wie sie gegebenenfalls bei der Bestrahlung des Klebstoffs mit UV-Strahlen entstehen. Unter bestimmten Umständen, beispielsweise bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen die der Lebensmittelveφackung dienen sollen, wird eine möglichst weitgehende Vermeidung von migrierfähigen Verbindungen im Klebstoff angestrebt. Der Gehalt des erfindungsgemäßen Klebstoffs an migrierfähigen Verbindungen läßt sich in der Regel noch weiter senken, wenn der Photoinitiator ein Molekulargewicht aufweist, das eine Migration weitgehend erschwert, oder sogar unterbindet.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform enthält Komponente D daher wenigstens anteilig einen Photoinitiator, der ein Molekulargewicht von mehr als etwa 200 aufweist. Kommerziell erhältliche Photoinitiatoren, die diese Bedingung erfüllen sind beispielsweise Irgacure® 651, Irgacure® 369, Irgacure® 907, Irgacure® 784, Speedcure® EDB, oder Speedcure® ITX.
Photoinitiatoren die bezüglich ihres Molekulargewichts die oben genannte Bedingung erfüllen, sind jedoch auch durch Umsetzung eines niedermolekularen Photoinitiators der eine gegenüber Isocyanaten reaktive funktionelle Gruppe aufweist, beispielsweise eine Aminogruppe oder eine OH-Gruppe, mit einer hochmolekularen Verbindung mit wenigstens einer Isocyanatgruppe erhältlich (polymergebundene Photoinitiatoren). Vorzugsweise werden als Komponente D Verbindungen eingesetzt, die mehr als ein Photoinitiatormolekül tragen, beispielsweise zwei, drei oder mehr Photoinitiatormoleküle. Solche Verbindungen lassen sich beispielsweise durch Umsetzung eines polyfunktionellen Alkohols mit zwei oder mehr OH-Gruppen mit geeigneten Di- oder Triisocyanaten und Photoinitiatoren mit einer geeigneten, gegenüber Isocyanaten reaktiven funktionellen Gruppe, erhalten.
Als polyfunktionelle Alkohole sind alle vorstehend genannten polyfunktionellen Alkohole einsetzbar, insbesondere jedoch Neopentylglykol, Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit und deren Alkoxylierungsprodukte mit C2 - Alkylenoxiden. Ebenfalls als polyfunktionelle Alkohole geeignet, und im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt, sind die Umsetzungsprodukte dreiwertiger Alkohole mit Caprolacton, beispielsweise das Umsetzungsprodukt von Trimethylolpropan mit Caprolacton (Capa 305, Fa. Interox, Cheshire, UK, Molekulargewicht (Mn) = 540).
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält Komponente D einen Photoinitiator, der erhältlich ist, indem ein mindestens dreiwertiger Alkohol mit Caprolacton zu einem mindestens drei OH-Gruppen tragenden Polycaprolacton mit einem Molekulargewicht von etwa 300 bis etwa 900 umgesetzt wird, und anschließend das Polycaprolacton mittels einer mindestens zwei Isocyanatgruppen tragenden Verbindung mit 1-[4-(2-Hydroxyethoxy)phenyl]-2-hydroxy-2-methyl- propan-1-on verknüpft wird.
Als mindestens zwei Isocyanatgruppen tragende Verbindungen, insbesondere als Diisocyanate zur Umsetzung mit den genannten Polyolen kommen beispielsweise alle im Rahmen dieses Textes genannten Diisocyanate in Frage. Besonders bevorzugt sind jedoch das 2,4- und das 2,6-lsomere des TDI, wobei die Isomeren in ihrer reinen Form oder als Gemisch eingesetzt werden können.
Als Photoinitiatoren zur Herstellung der polymergebundenen Photoinitiatoren eignen sich beispielsweise alle Photoinitiatoren, die eine gegenüber Isocyanatgruppen reaktive funktionelle Gruppe aufweisen. Besonders bevorzugt ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung 1 -[4-(2-Hydroxyethoxy)phenyl]-2-hydroxy-2-methylpropan-1 - on (Irgacure® 2959), das über eine primär gebundene OH-Gruppe verfügt.
Gegebenenfalls können die in Komponente D einsetzbaren Photoinitiatoren auch hergestellt werden, indem eine untergeordnete Menge an gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Photoinitiatormolekülen bei der Herstellung der Komponente A oder der Komponente B oder bei beiden Herstellungsverfahren mit eingesetzt werden. Dies führt zu einer Anbindung jeweils eines Photoinitiators an ein Molekül der Komponente A oder der Komponente B.
Es ist weiterhin möglich, die Anbindung des Photoinitiators an eine Polymerkette, beispielsweise an Komponente A oder B, dadurch zu erreichen, daß der über eine entsprechende funktionelle Gruppe verfügende Photoinitiator in monomerer Form dem Klebstoff zugegeben wird, und anschließend, etwa während einer Lagerzeit des Klebstoffs, mit einer entsprechenden polymeren Komponente, beispielsweise Komponente A oder B, reagiert.
Außerdem ist es möglich, den Photoinitiator mit einer durch Bestrahlung mit UV- Licht oder mit Elektronenstrahlen polymerisierbaren funktionellen Gruppe zu versehen, wobei die mit UV-Licht oder mit Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe, beispielsweise über eine Umsetzung des Photoinitiators mit einer ungesättigten Carbonsäure, mit dem Photoinitiator verbunden werden kann. Als ungesättigte Carbonsäuren eignen sich beispielsweise Acrylsäure oder Methacrylsäure. Besonders geeignet sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Umsetzungsprodukte von Irgacure® 2959 mit Acrylsäure oder Methacrylsäure.
Es ist demnach möglich, daß als Komponente D eine Verbindung eingesetzt wird, die sowohl einen Photoinitiator als auch eine durch Bestrahlung mit UV-Licht oder mit Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle oder eine zur Reaktion mit einer mindestens ein acides Wasserstoffatom aufweisenden Verbindung fähige, funktionelle Gruppe, oder beides, aufweist.
Neben den genannten Kombinationen der Komponenten A, B, C und D kann der Erfindungsgemäße Klebstoff als Komponente E noch weitere Zusatzstoffe enthalten.
Zu den im Rahmen der vorliegenden Erfindung in ihrer Gesamtheit als Komponente E einsetzbaren Zusatzstoffen zählen beispielsweise Weichmacher, Stabilisatoren, Antioxidantien, Farbstoffe, Füllstoffe, Katalysatoren, Beschleuniger, Entschäumer oder Verlaufshilfsmittel.
Als Weichmacher werden beispielsweise Weichmacher auf Basis von Phthalsäure eingesetzt, insbesondere Dialkylphthalate, wobei als Weichmacher Phthaisäureester bevorzugt sind, die mit einem etwa 6 bis etwa 12 Kohlenstoffatomen aufweisenden, linearen Alkanol verestert wurden. Besonders bevorzugt ist hierbei das Dioctylphthalat.
Ebenfalls als Weichmacher geeignet sind Benzoatweichmacher, beispielsweise Sucrosebenzoat, Diethylenglykoldibenzoat und/oder Diethylenglykolbenzoat, bei dem etwa 50 bis etwa 95% aller Hydroxylgruppen verestert worden sind, Phosphat- Weichmacher, beispielsweise t-Butylphenyldiphenylphosphat, Polyethylenglykole und deren Derivate, beispielsweise Diphenylether von Poly(ethylenglykol), flüssige Harzderivate, beispielsweise der Methylester von hydriertem Harz, pflanzliche und tierische Öle, beispielsweise Glycerinester von Fettsäuren und deren Polymerisationsprodukte.
Zu im Rahmen der Erfindung als Zusatzstoffe einsetzbaren Stabilisatoren oder Antioxidantien, zählen Phenole, sterisch gehinderte Phenole hohen Molekulargewichts (Mn), polyfunktionelle Phenole, schwefel- und phosphorhaltige Phenole oder Amine. im Rahmen der Erfindung als Zusatzstoffe einsetzbare Phenole sind beispielsweise Hydrochinon, Hydrochinonmethylether 2,3-(Di-tert.-butyl)hydrochinon, 1 ,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)benzol; Pentaervthrittetra- kis-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat; n-Octadecyl-3,5-di-tert-butyl-4- hydroxyphenyl)propionat; 4,4-Methylenbis(2,6-di-tert-butyl-phenol); 4,4-Thiobis(6- tert-butyl-o-cresol); 2,6-Di-tert-butylphenol; 6-(4-Hydroxyphenoxy)-2,4-bis(n-octyl- thio)-1 ,3,5-triazin; Di-n-Octadecyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate; 2- (n-Octylthio)ethyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzoat; und Sorbithexa[3-(3,5-di-tert- butyl-4-hydroxyphenyl)propionat]; sowie p-Hydroxydiphenylamin oder N,N'- diphenylendiamin oder Phenothiazin.
Weitere Zusatzstoffe können in die erfindungsgemäßen Klebstoffe mit aufgenommen werden, um bestimmte Eigenschaften zu variieren. Darunter können beispielsweise Farbstoffe wie Titandioxid, Füllstoffe wie Talcum, Ton und dergleichen sein. Gegebenenfalls können in den erfindungsgemäßen Klebstoffen geringe Mengen an thermoplastischen Polymeren vorliegen, beispielsweise Ethylenvinylacetat (EVA), Ethylenacrylsäure, Ethylenmethacrylat und Ethylen-n- butylacrylatcopolymere, die dem Klebstoff gegebenfalls zusätzliche Flexibilität, Zähigkeit und Stärke verleihen. Es ist ebenfalls möglich bestimmte hydrophile Polymere zuzugeben, beispielsweise Polyvinylalkohol, Hydroxyethylcellulose, Hydrox- ypropylcellulose, Polyvinylmethylether, Polyethylenoxid, Polyvinylpyrrolidon, Poly- ethyloxazoiine oder Stärke oder Celluloseester, insbesondere die Acetate mit einem Substitutionsgrad von weniger als 2,5, welche beispielsweise die Benetzbarkeit der Klebstoffe erhöhen. Der erfindungsgemäße Klebstoff kann die beschriebenen Komponenten gegebenenfalls alleine oder beispielsweise in den folgenden Kombinationen enthalten: Komponente A, Komponenten A und B, Komponenten A und C, Komponenten B und C, Komponenten A und D, Komponenten A und E, Komponenten A, B und C, Komponenten B, C und D, Komponenten B, C und E, Komponenten A, B, C und D, Komponenten A, B, C und E, Komponenten A, C, D und E, Komponenten B, C, D und E sowie Komponenten A, B, C, D und E.
Der erfindungsgemäße Klebstoff enthält, sofern eine Kombination enthaltend diese Komponente gewünscht ist, die Komponente A in einer Menge von bis zu etwa 100 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Schmelzklebstoff. Wenn Komponente A nicht alleine eingesetzt wird, so enthält der erfindungsgemäße Schmelzklebstoff bis zu etwa 99,99 Gew.-% Komponente A. In diesem Fall sollte die Untergrenze des Gehalts an Komponente A bei mindestens etwa 0,01 Gew.-% liegen.
Der erfindungsgemäße Klebstoff enthält, sofern eine Kombination enthaltend diese Komponente gewünscht ist, die Komponente B in einer Menge von bis zu etwa 99 Gew.-% bezogen auf den gesamten Schmelzklebstoff. In einer besonderen Ausführungsform enthält der erfindungsgemäße Schmelzklebstoff etwa 10 Gew.-% bis etwa 98 Gew.-%, insbesondere etwa 80 Gew.-% bis etwa 95 Gew.-% Komponente B. Die Untergrenze des Gehalts an Komponente B sollte im Falle von deren Einsatz bei mindestens etwa 0,01 Gew.-% liegen.
Der erfindungsgemäße Klebstoff enthält, sofern eine Kombination enthaltend diese Komponente gewünscht ist, die Komponente C in einer Menge von bis zu etwa 50 Gew.-% bezogen auf den gesamten Schmelzklebstoff. In einer besonderen Ausführungsform enthält der erfindungsgemäße Schmelzklebstoff etwa 2 Gew.-% bis etwa 40 Gew.-%, insbesondere etwa 5 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-% Komponente C. Die Untergrenze des Gehalts an Komponente C sollte im Falle von deren Einsatz bei mindestens etwa 0,01 Gew.-% liegen.
Der erfindungsgemäße Klebstoff enthält, sofern eine Kombination enthaltend diese Komponente gewünscht ist, die Komponente D in einer Menge von bis zu etwa 50 Gew.-% bezogen auf den gesamten Klebstoff, die Untergrenze sollte in diesem Fall entsprechend bei etwa 0,01 Gew.-% liegen. Bezogen auf das einzelne Photoinitiatormolekül in der Komponente D selbst, unabhängig davon, ob es an eine weitere Verbindung kovalent gebunden ist, sollte der Anteil am Klebstoff bei mindestens etwa 0,01 Gew.-% bis zu etwa 10 Gew.-% liegen, bevorzugt ist ein Anteil von etwa 0,5 bis etwa 5 Gew.-% und besonders bevorzugt etwa 1 bis etwa 3 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Klebstoff.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der erfindungsgemäße Schmelzklebstoff die Komponenten A, B, C, D und E in den oben angegebenen Kombinationen in einem solchen Verhältnis, daß ein aus dem Schmelzklebstoff bestehender Formköφer bei Raumtemperatur formstabil ist.
Unter dem Begriff "bei Raumtemperatur formstabil" wird ein Zustand verstanden, bei dem ein aus dem erfindungsgemäßen Schmelzklebstoff bestehender Formköφer bei 20°C seine äußere Form mindestens über 2 Stunden beibehält oder zumindest im wesentlichen beibehält, wobei eine unwesentliche Formänderung sich lediglich in einer Änderung von Strukturen mit geringer räumlicher Ausdehnung ausdrückt, beispielsweise in einer leichten Abrundung der Ecken eines aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellten Würfeis oder dergleichen. Der Begriff "formstabil" beinhaltet dabei jedoch, daß die Zusammensetzung gegenüber von außen einwirkenden Kräften ein plastisches Verhalten zeigen kann (Kaltverstreckung, kalter Fluß).
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines mindestens zwei Lagen umfassendes Verbundmaterials, bei dem ein erfindungsgemäßer Schmelzklebstoff auf eine erste Seite einer ersten Lage bei einer Temperatur von mindestens 40°C aufgetragen wird, anschließend eine zweite Lage auf die Klebstoffseite der ersten Lage kaschiert wird und das so erhaltene Material anschließend einer Behandlung mit UV- oder Elektronenstrahlen unterzogen wird.
Die Verarbeitung des erfindungsgemäßen Schmelzklebstoffs erfolgt beim erfindungsgemäßen Verfahren in der Regel durch Auftrag des Klebstoffs auf die erste Lage und gegebenenfalls weitere Lagen mittels üblicher Auftragsverfahren in geschmolzenem Zustand. Geeignete Auftragsverfahren sind beispielsweise der Auftrag durch Walzen, Schlitzdüsen, Sprühdüsen, Siebdruck, Tauchen oder Rasterwalzen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Behandlung mit UV- oder Elektronenstrahlen bei einer Temperatur von mehr als 30°C, insbesondere bei einer Temperatur von mehr als 50°C.
Der Klebstoff verfestigt sich nach der ersten, durch Abkühlen bedingten Verfestigungsstufe und der zweiten, durch die Elektronenbestrahlung bedingten Verfestigungsstufe, in einer dritten Verfestigungsstufe durch die Anwesenheit von mindestens einer gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktiven funktionellen Gruppe noch weiter. In der Regel wird dies auf eine Reaktion der genannten Gruppen mit Feuchtigkeit, beispielsweise Luftfeuchtigkeit zurückzuführen sein. Die weitere Verfestigung findet in der Regel über einen Längeren Zeitraum statt, der bei Umgebungstemperatur (etwa 15 bis etwa 25 °C) beispielsweise etwa einen Tag oder einige Tage bis hin zu etwa einer Woche oder mehr, beispielsweise etwa zwei Wochen, betragen kann.
Es ist jedoch ebenfalls möglich, die dritte Verfestigungsstufe beispielsweise durch Veränderung der Feuchtigkeitsbedingungen oder Erhöhung der Temperatur oder von beidem gleichzeitig oder nacheinander in ihrer Geschwindigkeit zu beeinflußen. Dies kann entwder direkt anschließend an die Elektronenstrahlbehandlung oder erst in einigem zeitlichen Abstand dazu erfolgen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein mindestens zweitägiges Verbundmaterial, mit einer Dicke, die über das Maß der in der Folienkaschierung üblicherweise eingesetzten Materialien hinausgeht, wobei eine stoffschlüssige Verbindung zwischen mindestens zwei der Lagen mittels eines Schmelzklebstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist. Die Dicke solcher Materialien beträgt in der Regel mehr als etwa 200 μm, beispielsweise mehr als etwa 250 oder etwa 300 μm. Gegebenenfalls kann die Dicke solcher Materialien sogar mehr als etwa 400, 500, 600 oder mehr als etwa 800 μm betragen.
Zweckmäßigerweise wird der erfindungsgemäße Schmelzklebstoff auch zur Herstellung und zum Verschluß von Faltschachteln bzw. Kartons für hochbeanspruchte Anwendungen verwendet, z.B. für Tiefkühlkost (ready to bake meals), Babynahrung, Kosmetika, Pharmazeutika, Getränke,
Sterilisationspackungen wie medizinische Geräte und Verbandsstoffe. Bisher wurden dafür thermoplastische Schmelzklebstoffe oder Dispersionen eingesetzt. Damit war der Nachteil verbunden, daß wegen der Thermoplastizität der Karton nur eine begrenzte Funktionalität erreichen konnte, die den Einsatz eines Innenbeutels z.B. bei Hochtemperatur- oder Tieftemperaturbelastungen nötig macht.
Durch das erfindungsgemäße vernetzte Klebstoffsystem können hochbelastete Veφackungen ohne Innenbeutel auf herkömmlichen Anlagen hergestellt, befüllt und verschlossen werden, die lediglich mit einem UV- oder Elektronenstrahler ausgerüstet werden müssen. Darüber hinaus reduziert sich der Produktionsprozeß um den Einbeutelungsvorgang. Dadurch erhält die Umveφackung oder der Umkarton den Charakter einer funktionellen Veφackung und ist damit ökonomisch und ökologisch anders zu bewerten.
Die Erfindung wird im Anschluß durch Beispiele näher erläutert.
Beispiele:
Eine erfindungsgemäßer Klebstoff wurde wie folgt hergestellt:
700 g eines ersten Polyesters (OH-Zahl = 60) und 100 g eines zweiten Polyesters (OH-Zahl = 30), hergestellt aus den Komponenten Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Hexandiol und Butandiol, und 20 g MDI wurden vorgelegt und bei 120°C für 30 Minuten einer Polyaddition unterzogen. Anschließend wurden 100 g Phenoxyethylacrylat zugegeben und die Polyadditionsreaktion wurde für weitere 20 Minuten fortgeführt. Der entstandene NCO-terminierte Präpolymere hatte eine Viskosität von ca. 10.000 mPas bei 120°C.
Das Produkt war bei Raumtemperatur formstabil und hatte einen Schmelzpunkt von mehr als etwa 80°C.
Zu einem Teil des Präpolymeren wurden 5 Gew.-% eines Fotoinitiators zugesetzt. Dieses Produkt (Beispiel 1) wurde bei 120°C auf einer SiOx-bedampfte PETP-Folie aufgetragen. Anschließend wurde mit einer PETP-Folie und mit einer SiOx- bedampften PETP-Folie verklebt und die Verklebung mit 400 Watt/400 cm2 UV-Licht (Hg-Dampf) bestrahlt (Ergebnis siehe Tabelle).
Ein zweiter Teil des Präpolymeren wurde ohne Photointiatorzugabe bei 120°C auf die obengenannten Folien aufgetragen (Beispiel 2) und nach Verklebung mit einem Elektronenstrahler mit 2 Megarad Strahlen bestrahlt (Ergebnis Tabelle). Ergebnisse UV- und EB-Härtung
1
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Aus der Tabelle geht hervor, daß die erfindungsgemäße Zusammensetzung durch den Charakter eines Schmelzklebstoffs für eine hohe Anfangshaftung sorgt. Charakteristisch ist ein schnelles Anziehen der Haftung (innerhalb weniger Sekunden) durch Bestrahlung und ein schnelles Erreichen eines vernetzten Films (Materialriß nach einem Tag). Weiterhin zeigen die so hergestellten Verbundmaterialien eine hohe Endhaftung durch die abschließende Isocya- nathärtung.

Claims

Patentansprüche
1. Schmelzklebstoff mit einem Schmelzpunkt von mindestens 40°C, enthaltend eine Komponente A oder eine Komponente A und eine Komponente B oder eine Komponente B und eine Komponente C oder eine Komponente A und eine Komponente C oder Komponenten A, B und C, wobei a) als Komponente A ein Polymeres mit einem Molekulargewicht (Mn) von mindestens 5.000, das mindestens eine gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe und eine durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe aufweist, b) als Komponente B ein Polymeres mit einem Molekulargewicht (Mn) von mindestens 5.000, das mindestens eine gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe und keine durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe aufweist und c) als Komponente C eine Verbindung mit einer durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbaren funktionellen Gruppe und einem Molekulargewicht von weniger als 5.000 enthalten ist.
2. Schmelzklebstoff nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung einen Schmelzpunkt von mindestens 60°C aufweist.
3. Schmelzklebstoff nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Viskosität von 5.000 bis 15.000 mPas (Brookfield RVT D, Spindel 27) bei 120°C bis 180°C aufweist.
. Schmelzklebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente C eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus monomeren, oligomeren oder polymeren Estern der Acrylsäure, Methylacrylsäure, Ethylacrylsäure, Propylacrylsäure oder Butylacrylsäure mit einen aromatischen oder aliphatischen monofunktionellen oder polyfunktionellen Alkohol enthalten ist, wobei der Ester einen Siedepunkt von mindestens 100°C aufweist.
5. Schmelzklebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente A oder B oder A und B ein Polyurethan enthalten ist.
6. Schmelzklebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente A oder B oder A und B ein Polyurethan, erhältlich durch Umsetzung eines mindestens difunktionellen Isocyanats mit einem kristallinen oder teilkristallinen Polyester oder einem Gemisch aus zwei oder mehr Polyestern, wobei mindestens einer der Polyester im Gemisch kristallin ist, enthalten ist.
7. Schmelzklebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Komponente A oder B oder A und B als gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe eine NCO-, Epoxy-, Anhydrid- oder Carboxylgruppe oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon trägt.
. Verfahren zur Herstellung eines mindestens zwei Lagen umfassenden Verbundmaterials aus einer ersten und einer zweiten Lage, bei dem ein Schmelzklebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auf eine erste Seite der ersten Lage bei einer Temperatur von mindestens 40°C aufgetragen wird, anschließend die zweite Lage auf die Klebstoffseite der ersten Lage kaschiert wird und das so erhaltene Material anschließend einer Behandlung mit UV- oder Elektronenstrahlen unterzogen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung mit UV- oder Eiektronenstrahlen bei einer Temperatur von mehr als 30°C erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung mit UV- oder Elektronenstrahlen bei einer Temperatur von mehr als 50°C erfolgt.
11. Mindestens zweilagiges Verbundmaterial, mit einer Dicke, die über das Maß der in der Folienkaschierung üblicherweise eingesetzten Materialien hinausgeht, wobei eine stoffschlüssige Verbindung zwischen mindestens zwei der Lagen mittels eines Schmelzklebstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellt ist.
12. Verwendung des Schmelzklebstoffes nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung und zum Verschluß von Faltschachteln bzw. Kartons für hochbeanspruchte Anwendungen.
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