DD227861A3 - PROCESS FOR PREPARING ADHESIVES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Klebstoffen, die insbesondere zum Verkleben optischer Bauelemente in der Kombination Glas/Glas oder Glas/Metall geeignet sind. Ziel der Erfindung ist es, die Verklebungen dauerhaft, klimastabil, spannungsarm und mit hoher Praezision zu gestalten. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Haerteprozess bei Klebstoffen so zu beeinflussen, dass sowohl eine schnelle Fixierung mit Korrekturmoeglichkeit als auch eine langsame vollstaendige Aushaertung steuerbar sind. Sie wird erfindungsgemaess bei einem Verfahren auf der Basis eines Polymerisationssystems dadurch geloest, dass in der Reaktionsloesung einer fluessigen Methacrylat-Komponente in einem Masseanteil von 10-50% ein radikalbildender Photoinitiator mit einem Masseanteil von 90-50% ein kationenbildender Photoinitiator in einem Masseanteil von 0,5-5% zugesetzt werden.The invention relates to a method for the production of adhesives, which are particularly suitable for bonding optical components in the combination glass / glass or glass / metal. The aim of the invention is to make the bonds permanent, climate-stable, low-stress and high precision. The object of the invention is to influence the Haerteprozess for adhesives so that both a fast fixation with Korrekturmoeglichkeit and a slow complete Aushaertung are controllable. According to the invention, in a process based on a polymerization system, it is dissolved in that in the reaction solution of a liquid methacrylate component in a mass fraction of 10-50%, a radical-forming photoinitiator with a mass fraction of 90-50% is a cation-forming photoinitiator in a mass fraction of 0 , 5-5% are added.
Description
- Λ- - Λ-
Titel der ErfindungTitle of the invention
Verfahren zur Herstellung von KlebstoffenProcess for the production of adhesives
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Klebstoffen auf der Basis eines Methacrylat-Diepoxid-Polymerisationssystems.The invention relates to a process for the preparation of adhesives based on a methacrylate-diepoxide polymerization system.
Die erfindungsgemäßen Klebstoffe eignen sich besonders zum Verkleben von optischen Bauelementen in der Kombination Glas/Glas bzw. Glas/Metall untereinander zu optischen Systemen unter Einhaltung hoher^Genauigkeitsforderungen.The adhesives of the invention are particularly suitable for bonding optical components in the combination of glass / glass or glass / metal to each other optical systems while maintaining high accuracy ^ requirements.
Sie finden deshalb vorrangig in der feinmechanisch-optischen Industrie Verwendung.They are therefore primarily used in the precision mechanical-optical industry.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Aus der Literatur sind bereits Mischungen aus difunktionellsn Epoxidharzen und Methacrylsäuremethylester für die Verwendung als nicht toxischer Klebstoff bekannt. (M. S. Ischuraratowa, L. W. Sergejew, L. A. Gerasunowa, Optiko-mech. Promys'l. 3J3 (1972), 30) Die Härtung erfolgt hier durch Dibenzoylperoxid in Gegenwart von Dimethylanilin bzw. Phenylbutazon bei Raumtemperatur ohne Lichteinwirkung. Nachteilig für die Anwendung ist hierbei die kurze Verarbeitungszeit von 45 - 55 Minuten nach Vorbereitung der Klebstoffmischungen. Problematisch ist weiter, daß bei dem genannten Kleb-The literature already discloses mixtures of difunctional epoxy resins and methyl methacrylate for use as a non-toxic adhesive. (M.S.Ischuraratova, L.W. Sergeyev, L.A. Gerasunova, Optiko-mech., Promys, J., 3J3 (1972), 30) Curing takes place here by dibenzoyl peroxide in the presence of dimethylaniline or phenylbutazone at room temperature without the action of light. The disadvantage for the application here is the short processing time of 45-55 minutes after preparation of the adhesive mixtures. A further problem is that with the mentioned adhesive
ι Π Il Iι Π Il I
* Π S h 49 0* Π S h 49 0
Stoff nur radikalbildende Initiatoren eingesetzt werden und daß deshalb das difunktionelle Epoxidharz nicht an der Polymerisation teilnimmt, sondern gewissermaßen nur als Füllstoff für das Polymethacrylat dient. (H. Dann, Epoxidharze, VSS Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie), Eine Reaktion der Epoxidgruppen mit den Estergruppen des Polymethyimethacrylats zu Esterethörw findet nur in ganz untergeordnetem Maße statt. (L. I. Komarova, 0. Polymer Sei. 16_ (1)1643)-Derartige Klebstoffe weisen beim übergang des flüssigen Klebstoffs zur ausgehärteten Klebeverbindung eine beträchtliche Volumenkontraktion zwischen 18 - 20 % auf. (H. G. Häusler, E. Klemm, K. Fricke, Ώ, Benne: Plaste und Kautschuk 27 (1980) 678),Substance only radical-forming initiators are used and that therefore the difunctional epoxy resin does not participate in the polymerization, but effectively serves only as a filler for the polymethacrylate. (H. Dann, Epoxidharze, VSS Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie), A reaction of the epoxide groups with the ester groups of Polymethyimethacrylats to Esterethörw takes place only to a very minor extent. (LI Komarova, 0. Polymer Sci. 16_ (1) 1643) Such adhesives show a considerable volume contraction between 18-20 % on the passage of the liquid adhesive to the cured adhesive bond. (HG Häusler, E. Klemm, K. Fricke, Ώ, Benne: plastic and rubber 27 (1980) 678),
Für die Verwendung als Optikklebstoff zum spannungsarmen Verkleben von optischen Bauelementen mit hoher Präzision sind sie deshalb ungeeignet.Therefore, they are unsuitable for use as an optical adhesive for stress-free bonding of optical components with high precision.
Es sind ferner photoempfindliche Epoxide als Basismaterial für lichthärtende Filrae bekannt (W. R. Watt, ACS Symposium Serie 114, Epoxy Resin Chemistry, Editor: Ronald S. Bauer, Washington DC 1979 S. 1 - 46). Als geeignete Photoinitiatoren, die aus ökonomischer Sicht eine Applikation ermöglichen, haben sich Rryliodoniumsalze erwiesen.Photosensitive epoxies are also known as a base material for light-curing filrae (W. R. Watt, ACS Symposium Series 114, Epoxy Resin Chemistry, Editor: Ronald S. Bauer, Washington DC 1979 pp. 1-46). As suitable photoinitiators, which allow an application from an economic point of view, rryliodonium salts have been found.
Nach G. H. Sraith und M. Saint Paul, DOS 2639396, kann dabei die Geschwindigkeit der Photohärtung durch Farbstoffsensibilisatoren gesteigert werden.According to G. H. Sraith and M. Saint Paul, DOS 2639396, the speed of photohardening by dye sensitizers can be increased.
Gemäß US-PS 4.026.705 und GB-PS 2.065.124 werden den Epoxidharzen auch viscosxtätsmodifizierende Agentien wie mpnofunktionelle Epoxide, Glycidylmethacrylat u. ä. zugesetzt. Außer· dem können organische Vinylmonomere, die kationisch polymerisierbar sind und dabei zu thermoplastischen Polymeren führen, als Komposita beigefügt werden.According to US Pat. No. 4,026,705 and British Pat. No. 2,065,124, the epoxy resins are also viscosity-modifying agents such as, for example, epoxide-functional epoxides, glycidyl methacrylate and the like. Ä. Added. In addition, organic vinyl monomers which are cationically polymerizable and thereby lead to thermoplastic polymers can be added as composites.
Genannt werden: Styren, Vinylacetamid, e<-Methylstyrene, Isobutylvinylether, n-Octylvinylether, Acrolein, 1,1-Oiphe= nylethylene, Vinylarene, Vinylcycloaliphaten, Diene usw. Darüber hinaus werden andere cyclische Ether als weitereStyrenes, vinylacetamide, e <-methylstyrenes, isobutylvinylethers, n-octylvinylethers, acrolein, 1,1-oxyhexylethylenes, vinylarenes, vinylcycloaliphates, dienes, etc. In addition, other cyclic ethers than others are mentioned
Monomere zugefügt. Durch Zugabe von Aryliodoniumsalzen und Farbstoffsensibilisatoren werden nach Bestrahlungszeiten von 15 s bis > 120 s ausgehärtete Polymerfilrne erhalten. Als Farbstoffe eignen sich besonders Acridinorange, Acridingelb, Haematoporphyrin, Michlers-Keton und Banzoflavin. Insgesamt tritt bei einer solchen Verfahrensweise der übergang von der flüssigen Monomerenmischung in den festen Polymerfilm in einem photoinitierten Reaktionsschritt ein. Diese einstufig härtbaren Systeme ergeben vernetzte Polymerschichten. Durch sie verbundene Optikteile lassen sich im Falle fehlerhafter Verklebungen thermisch nicht ohne weiteres trennen. Falls eine Trennbarkeit erreicht wird, se lassen sich die Optikteile nur schwer von anhaftendem unlöslichen Polymerkitt-Film vollständig befreien. Hierdurch wird die Ökonomie des Verfahrens stark beeinträchtigt. ,Added monomers. By addition of aryliodonium salts and dye sensitizers cured polymer films are obtained after irradiation times of 15 s to> 120 s. Particularly suitable dyes are acridine orange, acridine yellow, haematoporphyrin, Michler's ketone and banzoflavin. Overall, in such a procedure, the transition from the liquid monomer mixture into the solid polymer film occurs in a photoinitiated reaction step. These single-stage curable systems result in crosslinked polymer layers. Optics parts connected by them can not be readily thermally separated in the case of faulty bonds. If separability is achieved, it is difficult to completely free the optical parts from adhering insoluble polymer cement film. This greatly affects the economics of the process. .
Aus der DE-PS 3107353 A 1 sind polymerisierbar Gemische bekannt, bei denen die Polymerisation bevorzugt zweistufig erfolgt, zuerst photochemisch und anschließend thermisch oder umgekehrt.From DE-PS 3107353 A1 polymerizable mixtures are known in which the polymerization is preferably carried out in two stages, first photochemically and then thermally or vice versa.
Die bei diaser technischen Lösung verwendeten Monomere sind Epoxide ggf. im Gemisch mit ethylenisch ungesättigten Verbindungen, die nach einem kationischen Mechanismus polymerisierbar sind.The monomers used in the technical solution diacid are optionally in admixture with ethylenically unsaturated compounds which are polymerizable by a cationic mechanism.
Als Initiator wird eine Dreierkombination verwendet, bestehend aus: Aryliodoniumsalz, einem Photoinitiator aus der Reihe der aromatischen Carbonylverbindungen und einem thermischen Radikalbildner. Die Epoxide können auch im Gemisch mit radikalisch polymerisierbaren ethylenisch ungesättigten Verbindungen verwendet werden. Diese zweistufig ohne zeitlich festgelegte Reihenfolge photochemisch als auch thermisch härtbaren Gemische haben insbessondere Bedeutung für die Herstellung von Prepregs erlangt.The initiator used is a triple combination consisting of: aryliodonium salt, a photoinitiator from the series of aromatic carbonyl compounds and a thermal radical generator. The epoxides may also be used in admixture with free-radically polymerizable ethylenically unsaturated compounds. These photochemically and thermally curable mixtures, which have two stages without timed order, have gained particular importance for the production of prepregs.
Ihre denkbare Anwendung als Optikklebstoff für Bauteile hoher Präzision bringt den entscheidenden Nachteil mit sich, daß es bei der thermischen Polymerisation in dem angegebenen Temperaturbereich von 100 - 160 C während der Polyme-Their conceivable application as an optical adhesive for components of high precision entails the decisive disadvantage that, during the thermal polymerization, in the specified temperature range of 100.degree. C. to 160.degree.
risation und des anschließenden Abkühlungsprozesses auf Raumtemperatur zu Spannungen in der Polymerschicht kommt. Darüber hinaus treten durch die Polymerisation der ethylenischen Doppelbindung Volumenschrumpfungen ein; die ebenfalls zur Vergrößerung der Spannungen in der Klebstoffschicht beitragen.tion and the subsequent cooling process to room temperature to tensions in the polymer layer comes. In addition, volume shrinkages occur due to the polymerization of the ethylenic double bond; which also contribute to increase the stresses in the adhesive layer.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, diese Nachteile weitestgehend durch eine zweistufige photochemische Polymerisation des (2-Dimethyl-dioxolan-4-yl)methylaiethacrylats einzuschränken. Dabei kann die in der ersten Stufe durch radikalische Polymerisation der ethylenischen Doppelbindung auftretende Volumenschrumpfung in der zweiten Stufe bei der kationischen Ringöffnungspolymerisation durch Copolymerisation mit Spiroorthoester kompensiert werden.It has already been proposed to limit these disadvantages as far as possible by a two-stage photochemical polymerization of (2-dimethyl-dioxolan-4-yl) methyl aethacrylate. In this case, the volume shrinkage in the second stage occurring in the first stage by free-radical polymerization of the ethylenic double bond in the cationic ring opening polymerization can be compensated by copolymerization with spiroorthoester.
Ferner ist bekannt, daß Epoxidharze eine ausgezeichnete Adhäsion auf Glas besitzen, ihre geringe Flexibilität und hohe Sprödigkeit jedoch eine geringe Bruchfestigkeit des Polymer und eine geringe Beständigkeit der Klebeverbindung gegenüber großen Temperaturänderungen bewirken.Furthermore, it is known that epoxy resins have excellent adhesion to glass, but their low flexibility and high brittleness cause low breaking strength of the polymer and low resistance of the adhesive bond to large temperature changes.
Es wurde bereits vorgeschlagen, diesen Nachteil durch gezielten Einbau von Polyesterether-Segmenten auf dem Wege der Copolymerisation mit Spiroorthoester zu beheben. Die kationische Ringöffnungspolymerisation erfolgt hier thermisch mit Oxoniumsalzen als Initiator und führt zu transparenten elastifizierten Epoxidharzen.It has already been proposed to remedy this disadvantage by targeted incorporation of polyester ether segments by way of copolymerization with spiroorthoester. The cationic ring-opening polymerization takes place here thermally with oxonium salts as initiator and leads to transparent elasticized epoxy resins.
Durch den Einsatz des Spiroorthoesters gelingt es außerdem, die im Härteprozeß stattfindende Volumenkontraktion auf ein Minimum von 2 - 4 %, je nach Masseverhältnis der eingesetzten Monomere, zu reduzieren. Aufgrund dieser Eigenschaften erfüllen solche Polymere die an_einen Optikklebstoff gestellten Ansprüche relativ gut. By using the spiroorthoester it is also possible to reduce the volume contraction taking place in the hardening process to a minimum of 2-4 %, depending on the mass ratio of the monomers used. Because of these properties, such polymers meet the requirements made of an optical adhesive relatively well.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Das Ziel der Erfindung besteht darin, Klebstoffe herzustellen, die dauerhafte, klimastabile und spannungsarme Verklebungen mit hoher Präzision in hoher Gutausbeute ermöglichen.The aim of the invention is to produce adhesives that allow durable, low-carbon and low-stress bonds with high precision in high yield.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der an sich bekannten vorteilhaften Eigenschaften von Epoxidharzen auf der Basis eines Methacrylat-Diepoxid-Polvfnerisationssystams ein Verfahren zur Herstellung eines Optikklebstoffes zu schaffen, der eine technologische Beeinflussung seines Härtungsprozesses in der Weise gestattet, daß sowohl eine schnelle Teilhärtung zur Lagefixierung der justierten Optikbauteile mit eingeschlossener Korrekturraöglichkeit als auch eine anschließende langsame und vollständige Aushärtung steuerbar ist.The invention has for its object to provide while maintaining the known advantageous properties of epoxy resins based on a methacrylate Diepoxid Polvfnerisationssystams a process for producing an optical adhesive that allows a technological influence on its curing process in such a way that both a fast Partial curing for fixing the position of the adjusted optical components with included correction capability as well as a subsequent slow and complete curing is controllable.
Außerdem soll eine gute Verträglichkeit aller Klebstoffkomponenten auch mit eventuellen Zusatzstoffen zur Modifizierung der Klebstoffeigenschaften, insbesondere Spannungsarmut, Elastizität und Härtungszeit, gewährleistet sein.In addition, a good compatibility of all adhesive components should also be ensured with any additives for modifying the adhesive properties, in particular low stress, elasticity and curing time.
Die Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Herstellung von Klebstoffen auf der Basis eines Methacrylat-Diepoxid-Polymerisationssystems erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Reaktionslösung der flüssigen Methacrylat-Komponente, wie vorzugsweise Methacrylsäuremethylester oder (2,2-Di= methyl-l»3-dioxalan-4-yl-)methylmethacrylat, mit einem Masseanteil von IO - 50 % zu einer schnellen photochemischen Fixierbarkeit durch radikalische Polymerisation ein radikalbildender Photoinitiator in einem Masseanteil von 0,5 - 5 % und der Diepoxid-Koraponente, wie vorzugsweise Diandiglyci= dylether, in einem Masseanteil von 90 - 50 % ein kationenbildender Photoinitiator zu einer der Fixierung nachfolgenden photoinitiierten Klebstoffaushärtung durch kationische Ringöffnungspolymerisation in einem Masseanteil von 0,5 - 5 % zugesetzt werden.The object is achieved in a process for the preparation of adhesives based on a methacrylate-diepoxide polymerization system according to the invention in that in the reaction solution of the liquid methacrylate component, such as preferably methyl methacrylate or (2,2-Di = methyl-l »3- dioxalan-4-yl) -methyl methacrylate, with a mass fraction of IO-50 % to a rapid photochemical fixability by radical polymerization, a radical-forming photoinitiator in a mass fraction of 0.5- 5 % and the diepoxide Koraponente, preferably Diandiglyci = dylether, in a mass fraction of 90-50%, a cation-forming photoinitiator may be added to a photoinitiated adhesive curing subsequent to fixation by cationic ring-opening polymerization in a mass fraction of 0.5-5 % .
Es ist vorteilhaft, als radikalbildenden Photoinitiator vorzugsweise Benzoin oder Benzoinether, wie z. B. Benzoin= diethylether, Benzoinisopropylether oder Benzildimethylketal, und als kationenbildenden Photoinitiator vorzugsweise Di= aryliodonium- oder Triarylsulfoniumsalze, die als Gegenionen komplexe Anionen wie z. B. BF."*, AsFg", ^q" 0<^er SbF^ enthalten, verwendet werden.It is advantageous as a radical-forming photoinitiator preferably benzoin or benzoin ethers, such as. B. benzoin = diethyl ether, benzoin isopropyl ether or benzil dimethyl ketal, and as a cation-forming photoinitiator preferably Di = aryliodonium- or triarylsulfonium salts which are complex ions as counterions such. B. BF. "*, AsFg", ^ q " 0 < ^ he SbF ^ contain used.
Weiterhin ist von Vorteil, wenn in dem Methacrylat-Diepoxid-Polymerisationssystem zur Erhöhung der Klebstoffelastizität und Verminderung der Volumenkontraktion eine Spiroorthoesterkomponente, wie vorzugsweise 2,2-Bis(l,4,5-trioxa-spiro- [ 4,4]-nonan-2~msthyloxyphenyl)»propan, 2~Phenyi~oxymethyl« I,4,6~trioxa-spiro-r4,43-nonan oder 2-Isobutyloxyinethyl-1 f4,6-trioxa-spiro"-f4,4.7~nonan, in einem Masseanteil bis zu 50 % enthalten ist.It is furthermore advantageous if, in the methacrylate-diepoxide polymerization system, to increase the adhesive elasticity and reduce the volume contraction, a spiroorthoester component, such as, preferably, 2,2-bis (l, 4,5-trioxa-spiro [4,4] -nonan 2α-msthyloxyphenyl) propane , 2-phenyl-oxymethyl-1,4,6-trioxa-spiro-r4,43-nonane or 2-isobutyloxy-ethyl-1 f 4,6-trioxa-spiro-f4,4,7-nonane, in a mass fraction up to 50 % is included.
Von Vorteil ist außerdem, wenn dam Methacrylat-Diepoxid-Polymerisationssystem oligomere mehrfunktionelle Methacrylate wie vorzugsweise das Additionsprodukt von Diandiglycidylether mit Methacrylsäure in einem Masseanteil bis zu 5 %, bezogen auf die Methacrylatmenge, zur Beschleunigung der radikalischen Polymerisation der Methacrylatkomponante beigefügt werden.It is also advantageous if damacrylic methacrylate diepoxide polymerization system oligomeric polyfunctional methacrylates such as preferably the addition product of diandiglycidyl ether with methacrylic acid in a proportion by mass up to 5 %, based on the amount of methacrylate, to accelerate the free radical polymerization of Methacrylatkomponante be added.
Die vorteilhaften Eigenschaften und Verarbeitungsbedingungen des erfindungsgemäßen Klebstoffes resultieren aus der Art seiner Zusammensetzung.The advantageous properties and processing conditions of the adhesive according to the invention result from the nature of its composition.
Es wurde überraschend gefunden, daß der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Klebstoff eine homogene Lösung darstellt, deren Härteprozeß zu einer optisch klaren Klebstoffschicht mittels Photoinitiierung in zwei zeitlich aufeinanderfolgenden und weitestgehend unabhängigen Stufen gesteuert werden kann.It has surprisingly been found that the adhesive produced by the process according to the invention is a homogeneous solution whose hardening process can be controlled to an optically clear adhesive layer by means of photoinitiation in two temporally successive and largely independent stages.
Durch die erste Härtungsstufe wird zunächst nur eine schnelle photochemische Fixierung des Klebstoffes realisiert.Initially, only a rapid photochemical fixation of the adhesive is achieved by the first hardening stage.
Die aufgrund einer photoinitiierten radikalischen Polymerisation der Methacrylatkomponente "erreichten Fixierung gestattet bereits den Transport der miteinander verklebten Bauteile, ohne ihre Dustierung zu stören. Außerdem ist im Fixierstadium noch in einem Zeitraum von mehreren Tagen eine problemlose Trennung fehlerhafter Verklebungen durch thermische Behandlung einschließlich der vollständigen Entfernung der Klebstoffreste von den Teileoberflächen mit Hilfe organischer Lösungsmittel möglich.The fixation achieved due to a photoinitiated radical polymerization of the methacrylate component already allows the transport of the bonded components without disturbing their staining, and at the fixing stage, even within a period of several days, a problem-free separation of defective bonds by thermal treatment including the complete removal of the Adhesive residues from the parts surfaces possible with the help of organic solvents.
Erst mit der zweiten Härtungsstufe (photochemisch initiiert)Only with the second hardening stage (photochemically initiated)
setzt der Aushärtungsprozeß im vollen Umfang ein. In dieser Stufe führt eine kationische Ringöffnungspolymerisation der Diepoxid-Komponente zu einer Vernetzung der Polymere und damit zu einer vollständigen Klebstoffaushärtung.the curing process starts in full. At this stage, cationic ring-opening polymerization of the diepoxide component results in crosslinking of the polymers and thus complete cure of the adhesive.
Mit dem erfindungsgeiiiäßer. Verfahren wird ein Klebstoff hergestellt, der in seinem zweistufigen Härteprozeß eine Justierung und Korrektur der zu verklebenden Bauteile zuläßt und dennoch eine klimastabile Verklebung durch Vernetzung der Polymere ermöglicht und der aufgrund der genannten Eigenschaften besonders als Optikklebstoff zum Verkleben optischer Bauelemente unter Einhaltung hoher Qualitätsparameter geeignet ist.With the erfindungsgeiiiäßer. Method, an adhesive is produced, which allows in its two-stage hardening process adjustment and correction of the components to be bonded and yet enables a climate-stable bonding by crosslinking the polymers and due to the properties mentioned is particularly suitable as an optical adhesive for bonding optical components while maintaining high quality parameters.
Durch Variation der Initiatormenge,der Lichtintensität und der Bestrahlungszeit ist eine Beeinflussung der Reaktionsgeschwindigkeit der radikalischen Polymerisation je nach den technologischen Erfordernissen möglich.By varying the amount of initiator, the light intensity and the irradiation time, it is possible to influence the reaction rate of the free-radical polymerization, depending on the technological requirements.
Ausführungsbeispieleembodiments
Die nachfolgend aufgeführten Beispiele sollen die Herstellung und Anwendung des erfindungsgemäßen Klebstoffes näher erläutern, ohne die Erfindung in irgendeiner Weise einzuschränken.The following examples are intended to illustrate the preparation and use of the adhesive according to the invention, without restricting the invention in any way.
In 2 g Methacrylsäuremethylester (MMA) werden 20 mg Benzil= dimethylketal, 0,3 g DiphenyliodoniumhexafluorophosphQt sowie 5 g Diandiglycidylether (DDGE) und 5 g 2,2-Bis(l,4,6-trioxa-spiro-L4,4^-nonan-2-methyloxyphenyl)-propan gegebenenfalls unter kurzzeitigem, etwa lOminütigem Rühren und Erwärmen bis 80 0C gelöst.In 2 g of methyl methacrylate (MMA), 20 mg of benzil = dimethylketal, 0.3 g of diphenyliodonium hexafluorophosphorus and 5 g of diandiglycidyl ether (DDGE) and 5 g of 2,2-bis (1,6,6-trioxa-spiro-L4,4, - nonane-2-methyloxyphenyl) -propane optionally with brief stirring for about 10 minutes and heating to 80 0 C dissolved.
Die gebrauchsfertige Klebstofflösung wird nun zwischen die zu verklebenden Optikbauelemente gebracht. Nach exakter optischer Oustierung der Teile zueinander erfolgt mit dem ungefilterten Licht einer Ouecksilberhochdrucklampe in einem Abstand von 20 - 30 cm die Bestrahlung der KlebstoffschichtThe ready-to-use adhesive solution is now placed between the optical components to be bonded. After exact optical Oustierung of the parts to each other takes place with the unfiltered light of a high pressure Ouecksilberhochdrucklampe at a distance of 20 - 30 cm, the irradiation of the adhesive layer
durch das Glas der Optikteile hindurch für die Dauer von 60 s. Daniit sind die Optikteils in ihrer Lage fixiert und können, ohne daß die Justierung gestört wird, transportiert werden.through the glass of the optical parts for 60 s. The optics are thus fixed in their position and can be transported without the adjustment being disturbed.
Fehlerhaft verklebte Teile können durch thermische Behandlung für 120 s im Trockenschrank bei SO 0G wieder getrennt und die Klabstoffschicht mit einem organischen Lösungsmittel, wie z. 8. Aceton, Methylenchlorid oder Trichlorethylen, von der Teileoberfläche entfernt werden. Der Wiedereinsatz der zurückgewonnenen Optikteile bei der Wiederholung des Gustier- und Fixiervorganges ist möglich.Faulty bonded parts can be separated again by thermal treatment for 120 s in a drying oven at SO 0 G and the cladding layer with an organic solvent such. 8. acetone, methylene chloride or trichlorethylene, are removed from the parts surface. The reuse of the recovered optical parts in the repetition of the Gustier and fixing process is possible.
Kann von vornherein auf dia vollständige Löslichkeit der fixierten Klebstoffschicht verzichtet werden, so kann der Klebstofflösung zusätzlich 0,1 g DDGE-bis-MMA zugesetzt werden, um eine raschere Fixierung zu erzielen.If it is possible to dispense with the complete solubility of the fixed adhesive layer right from the outset, then an additional 0.1 g of DDGE-bis-MMA can be added to the adhesive solution in order to achieve faster fixation.
Durch nochmalige Bestrahlung nach der Fixierung für 120 s kann die Klebstoffaushärtestufe eingeleitet werden, die nach ca. 24stündiger Lagerung bei Raumtemperatur beendet ist. Auf diese Weise erzeugte Klebeverbindungen zeichnen sich durch hohe Präzision, Spannungsarmut und Klimastabilität aus.By repeated irradiation after fixation for 120 s, the adhesive curing stage can be initiated, which is completed after about 24 hours of storage at room temperature. Adhesive bonds produced in this way are characterized by high precision, low stress and climatic stability.
Beispiele 2—5Examples 2-5
Ein Grundansatz für die Verklebung von Optikbauteilen wird aus folgenden Substanzen analog Beispiel 1 hergestellt und verarbeitet :A basic approach for the bonding of optical components is made and processed from the following substances analogously to Example 1:
2,0 g Methacrylsäuremethylester2.0 g of methyl methacrylate
5,0 g Diandiglycidylether5.0 g of diandiglycidyl ether
5,0 g 2,2~Bis-(l,4,6-trioxa-spiro-£"4,4j-nonan-2-methyloxy= phenyl)-propan5.0 g of 2,2-bis (1,4,6-trioxa-spiro-4,4-nonan-2-methyloxy-phenyl) -propane
0,3 g Diphenyliodoniumsalz (Tab. 1) 0,02 g Benzildimethylketal .0.3 g of diphenyliodonium salt (Table 1) 0.02 g of benzil dimethyl ketal.
Die Bestrahlungszeit bis zum Erreichen des Fixierzustandes beträgt 60 s.The irradiation time until reaching the fixation state is 60 s.
Für die vollständige Aushärtung der Klebstoffschicht ist eine Bestrahlungszeit von 90 - 150 s erforderlich. Die Polymerisationszeit bis zur Verwendungsfähigkeit der verklebten Optikteile ist aus Tabelle 1 ersichtlich.For complete curing of the adhesive layer, an exposure time of 90 - 150 s is required. The polymerization time to the usefulness of the bonded optical parts is shown in Table 1.
Tabelle 1: Polymerisationszeit (Klebstoffaushärtestufe) /h/ für unterschiedliche Gegenionen x" bei Diphenyl= iodonium- bzw. Di-(4-tert.-butyl-benzen)-iodoniumsalzenTable 1: Polymerization time (adhesive curing stage) / h / for different counterions x "for diphenyl = iodonium or di (4-tert-butylbenzene) iodonium salts
Die Gesamtvolumenschrumpfung der Klebstoffschicht in den Beispielen 2-5 beträgt nach vollständiger Aushärtung 3,8 %. The total volume shrinkage of the adhesive layer in Examples 2-5 after complete cure is 3.8 %.
Kann von vornherein auf die vollständige Löslichkeit der fixierten Klebstoffschicht verzichtet werden, so kann der Klebstofflösung zusätzlich 0,1 g DDGE-bis-MMA zugesetzt werden, um eine raschere Fixierung zu erzielen.If the complete solubility of the fixed adhesive layer can be dispensed with in advance, then 0.1 g of DDGE-bis-MMA can additionally be added to the adhesive solution in order to achieve faster fixation.
Dem Grundansatz der Beispiele 2 - 5 wird 0,4 g DDGE-bis-MMA beigefügt. Die Verarbeitung erfolgt wiederum analog Beispiel 1, wobei die Fixierzeit 15 s beträgt und die Zeiten für die Aushärtestufe denen der Tabelle 1 entsprechen.The basic batch of Examples 2-5 is added with 0.4 g of DDGE-bis-MMA. The processing is again analogous to Example 1, wherein the fixing time is 15 s and the times for the curing step corresponding to those of Table 1.
1 g Methacrylsäuremethylester1 g of methyl methacrylate
0,02 g Benzildemethylketal0.02 g of benzil dimethyl ketal
5 g Diandiglycidylether5 g of diandiglycidyl ether
0,2 g Diphenyliodoniumsalz (Tab. 1)0.2 g of diphenyliodonium salt (Table 1)
Die Verarbeitung der homogenisierten Klebstofflösung ist analog Beispiele 1-5 vorzunehmen.The processing of the homogenized adhesive solution is carried out analogously to Examples 1-5.
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