DE1594230B2 - Verwendung von Isoprenpolymeren mit überwiegend 1,4-trans Konfiguration als Klebstoff - Google Patents
Verwendung von Isoprenpolymeren mit überwiegend 1,4-trans Konfiguration als KlebstoffInfo
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Description
Zur Herstellung von Klebstoffmassen ist es zweckmäßig, Stoffe einzusetzen, die sowohl eine gute
Kohäsion als auch eine zufriedenstellende Adhäsion an die verschiedensten Oberflächen haben, wie beispielsweise
Oberflächen aus Pappe, Holz, Gewebe, Kunststoffen, Gummi, Metallen oder Glas. Für bestimmte
Verwendungszwecke müssen die Klebstoffe plastisch und leicht auf die Oberflächen aufbringbar
sein, wobei sie jedoch beim Gebrauch so fest sein müssen, daß sie nicht kalt fließen. Für andere Verwendungszwecke
müssen die Klebstoffe bei niedrigen Temperaturen flexibel sein und bei erhöhten Temperaturen
eine hohe Festigkeit entwickeln, außerdem werden eine gute Wasserfestigkeit und/oder Alterungsbeständigkeit
erwartet.
Es war bisher nicht möglich, Klebstoffmassen herzustellen, welche alle vorstehend geschilderten Eigenschaften
in sich vereinigen.
Gummiartige Polymere von Kohlenwasserstoffen ergeben keine hohe Klebefestigkeit. Harzartige Kohlenwasserstoff-Polymerisate
sind andererseits bei Zimmertemperatur nicht biegsam und brüchig. Derartige Stoffe lassen sich daher nicht anwenden, wenn Flexibilität
erforderlich ist, oder sie sind nur begrenzt mit Stoffen verträglich, die in Klebstoffmassen eingesetzt
werden und besitzen' nur eine schwache Affinität gegenüber hydrophilen Oberflächen.
Die Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung von Klebstoffmassen, welche die vorstehend geschilderten
Eigenschaften in sich vereinigen.
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines kristallinen Isoprenpolymeren, das wenigstens 85%
der Isopreneinheiten in der 1,4-trans-Konfiguration enthält und ein Molekulargewicht von etwa 50 000
bis 350 000 aufweist, oder einer Lösung desselben in einem organischen Lösungsmittel, gegebenenfalls in
Mischung mit natürlichem oder synthetischem Kautschuk, einem verträglichen Harz und üblichen Zusätzen,
als nicht wäßriger Klebstoff.
Das erfindungsgemäß eingesetzte Isoprenpolymere muß bei Zimmertemperatur kristallin sein, d. h., es
muß ein charakteristisches Röntgenbeugungsbild mit diskreten Flecken ergeben, wie sie für gut geordnete
Strukturen, welche beispielsweise bei Kristallen gefunden werden, kennzeichnend sind. Das Ausmaß der
Kristallinität wird durch Messen der Flächen unterhalb der Kristallpeaks sowie der durch die amorphen
Stellen verursachten Peaks in der Röntgenbeugungskurve bestimmt und als Prozentsatz der kristallinen
Fläche zu der Summe aus kristalliner und amorpher Fläche ausgedrückt. Die Reproduzierbarkeit dieser
Methode zur Bestimmung der Kristallinität beträgt ungefähr ±2%, vorausgesetzt, daß die Proben gleichmäßig
vorbehandelt worden sind, d. h. in einer Presse bei einer Temperatur von ungefähr 10°C oberhalb
des Schmelzpunktes erhitzt und dann auf eine Temperatur von ungefähr 7O0C unterhalb des
ίο Schmelzpunktes abgekühlt worden sind. Die Kristallinität
sollte wenigstens 5% und vorzugsweise wenigstens 10% betragen. Die obere Grenze der Kristallinität
ist nicht kritisch, wobei es jedoch nicht zweckmäßig ist, Polymere zu verwenden, deren Kristallinität
oberhalb 60% liegt. Zur Erzielung der besten Ergebnisse wird eine Kristallinität von ungefähr 20 bis
40% bevorzugt. Die optimalen Kristallinitäten variieren etwas in Abhängigkeit von der Kristallart sowie
von dem Schmelzpunkt. Die Kristallinität von PoIymeren gibt einen Hinweis auf eine periodische Anordnung
längs der Polymerketten, die gewöhnlich auf nacheinander angeordnete Monomereinheiten
zurückzuführen ist, welche alle in der gleichen ste- ( rischen Konfiguration verknüpft sind. Durchschnitt-Hch
sollten Diisoprenpolymere wenigstens 85% der Monomereinheiten in einer Konfiguration aufweisen,
welche eine Kristallbildung begünstigt.
Das Molekulargewicht des erfindungsgemäß eingesetzten kristallinen Isoprenpolymeren muß in einem
Bereich zwischen 50 000 und 350 000 liegen. Polymere mit niedrigerem Molekulargewicht können ebenfalls
verwendet werden, wobei jedoch in diesem Falle nicht die Festigkeit entwickelt wird, die für manche Anwendungen
notwendig ist. In ähnlicher Weise sind Polymere mit einem höheren Molekulargewicht als
etwa 350 000 nur beschränkt anwendbar, da sie schwierig zu Massen mit guter Klebefestigkeit verarbeitbar
sind. Der bevorzugte Molekulargewichtsbereich liegt zwischen 85 000 und 200 000. Das an-
gegebene Molekulargewicht ist ein aus der Viskosität erhaltenes mittleres Molekulargewicht, das aus der
grundmolaren Viskositätszahl nach der Gleichung
[77] = 4,37 ■ ΙΟ-4 Af0-65
berechnet wird, in der [η] die in Toluol bei 300C
gemessene grundmolare Viskosität ist und M das Molekulargewicht aus dem Viskositätsmittelwert darstellt.
Das Molekulargewicht von gummiartigen Polymerisaten wird häufig durch die Mooney-Viskosität
ausgedrückt, die nach dem ASTM-Verfahren D-1646-61 gemessen wird. Die Mooney-Viskosität (ML-4 bei
1000C) von 1,4-trans-Polyisopren, wie es erfindungsgemäß
eingesetzt wird, bewegt sich zwischen etwa 5 und 30 und vorzugsweise zwischen 10 und 20.
Die erfindungsgemäß eingesetzten kristallinen Isoprenpolymeren
werden durch Polymerisation von Isopren in einem Kohlenwasserstoff- oder Halogenkohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel
in Gegenwart eines stereospezifischen Katalysators hergestellt, beispielsweise einer Mischung aus AlR3 und VCl3 oder
LiAlH4 und TiI4, wobei R vorzugsweise ein Alkylrest
ist. Diese Katalysatoren werden allgemein als Ziegler-Katalysatoren bezeichnet und sind an sich bekannt.
Das bei der Polymerisation anfallende Produkt kann unmittelbar in Form dnes Kittes oder nach Aufarbeitung
und Reinigung in fester Form verwendet
3 4
werden. Ist das Molekulargewicht zu hoch, dann Polarität erforderlich ist. Der Einsatz von Harzen
muß es auf die gewünschte Höhe verringert werden. mit polarem Charakter wird jedoch bevorzugt, da
Dies kann durch Kneten des festen Polymeren in sie eine Affinität für hydrophile Stoffe verleihen, beiGegenwart
von Luft oder durch thermischen Abbau spielsweise für Gewebe auf Zellulosebasis, Sperrholz,
erreicht werden. Das auf diese Weise behandelte 5 Pappe oder Leder. Derartige Harze sind vorzugsweise
Polymere scheint gegenüber dem nichtmastizierten in Kohlenwasserstofflösungsmitteln löslich und schmel-Polymeren
mit gleichem Molekulargewicht bei Kleb- zen oder erweichen bei Temperaturen von etwa 50
Stoffanwendungen einen Vorteil zu bieten. bis 1600C zu einer verhältnismäßigen flüssigen oder
Ein Vorteil, der bei der Verwendung der erfindungs- plastischen Form. Vertreter derartiger Harze sind
gemäß spezifizierten kristallinen Isoprenpolymeren io beispielsweise nicht hitzeempfindliche Phenol-Formerzielt
wird, besteht darin, daß keine weiteren makro- aldehyd-Harze, Kumaron-Inden-Harze, Terpen-Phemolekularen
Stoffe oder Vernetzungsmittel zur Her- nol-Harze sowie Harze auf Abietinsäurebasis, beistellung
der Klebstoffmassen mit hoher Klebefestig- spielsweise natürliche oder polymerisierte Holzharze
keit erforderlich sind. Beispielsweise kann ein 1,4-trans- und Glyzerinharz-Ester. Gegebenenfalls können auch
Polyisopren, das eine Mooney-Viskosität von etwa 15 wärmeempfindliche Phenol-Formaldehyd-Harze sowie
15 aufweist, leicht durch Kalandrieren oder Form- andere wärmehärtbare Harze, wie beispielsweise
pressen zu einem Blatt oder Streifen verformt werden. Resorcin-Formaldehyd-Harze, eingesetzt werden. Ein
Das ausgewalzte Material ist trocken, nicht klebrig Kettenvernetzungsmittel, wie beispielsweise ein PoIy-
und haftet nicht aneinander an. Es kann lange Zeit isocyanat, kann zusätzlich oder an Stelle eines wärmebei
Zimmertemperatur gelagert werden. Blätter oder 20 härtbaren Harzes zur Bildung einer wärmebestän-Streifen
können, wenn sie in Form eines Klebstoffes digen Klebstoffmasse verwendet werden,
eingesetzt werden sollen, wärmeaktiviert werden, Werden Füllstoffe als Zuschläge eingemengt, dann indem sie entweder bis oder über die Schmelztempe- können diese dem Isoprenpolymeren auf einer Zweiratur erwärmt werden. Auf diese Weise können sie walzenmühle oder auf einem Banbury-Innenmischer mit verschiedenartigen Stoffen, beispielsweise Metal- 25 zugemengt werden. Die Klebstoffmasse kann zusätzlen, hydrophilen Stoffen sowie synthetischen oder lieh zu den obenerwähnten Bestandteilen noch allgenatürlichen Gummis, verklebt werden. Das kristalline mein verwendbare Zuschläge enthalten, beispielsweise Isoprenpolymere kann auch in Form eines Klebstoff- Mittel zur Steigerung der Klebrigkeit, Weichmacher kittes eingesetzt werden. Zu diesem Zwecke wird ein und Additive, beispielsweise Antioxydantien oder Isoprenpolymeres mit beispielsweise einer Mooney- 30 Flammschutzmittel. Die nichtflüchtigen Additive wer-Viskosität von weniger als 20 in einem organischen den vorzugsweise in beschränkten Mengen verwendet. Lösungsmittel gelöst, wobei eine Lösung mit einem Bevorzugt werden weniger als 100 Gewichtsteile auf Gehalt von etwa 5 bis 20 Gewichtsprozent gebildet 100 Teile des kristallinen Isoprenpolymeren, obgleich wird. Das organische Lösungsmittel kann ein aroma- Mengen bis zu 500 Teile mit einem gewissen Verzicht tischer Kohlenwasserstoff, beispielsweise Benzol oder 35 auf Klebefestigkeit einsetzbar sind. Man nimmt an, Toluol, oder ein halogenierter Kohlenwasserstoff, bei- daß die Additive, insbesondere die verträglichen Harze, spielsweise Methylenchlorid, Chlorbenzol oder Tetra- den Grad der Kristallisation um so mehr hemmen, chlorkohlenstoff, sein. Andere geeignete Lösungsmittel je niedriger die Kristallinität des Polymeren ist.
bestehen beispielsweise aus Methyläthylketon und Die Klebstoffe lassen sich in vielfältiger Weise ver-Tetrahydrofuran. Ein aliphatischer Kohlenwasser- 40 wenden. In Form eines Kittes in einem flüchtigen stoff, beispielsweise Hexan oder Heptan, kann im Lösungsmittel werden sie zum Verkleben flexibler Verschnitt mit den obenerwähnten Lösungsmitteln Stoffe eingesetzt, beispielsweise zum Verkleben von verwendet werden, wenn man einen Kitt mit einer Kleidern, Leder, Gummi usw. sowie zur Herstellung niedrigeren Viskosität herstellen will. Wird die Her- flexibler Folien mit einer hohen Schälfestigkeit. In stellung eines stärker viskosen Klebers gewünscht, 45 Form eines sogenannten Heißklebers werden sie für der eine Viskosität von wenigstens 2000 Centipoise Dichtungspackungen, zum Etikettieren, Buchbinden bei 250C besitzt, dann läßt sich ein aromatischer sowie zur Schuhbearbeitung verwendet. Als Heiß-Kohlenwasserstoff, beispielsweise Toluol, oder ein klebstoffe zeichnen sich die erfindungsgemäß verchlorierter Kohlenwasserstoff, beispielsweise Methy- wendeten Massen durch eine Abbindezeit aus, die lenchlorid, verwenden. 50 nach Wunsch durch entsprechendes Zumischen von
eingesetzt werden sollen, wärmeaktiviert werden, Werden Füllstoffe als Zuschläge eingemengt, dann indem sie entweder bis oder über die Schmelztempe- können diese dem Isoprenpolymeren auf einer Zweiratur erwärmt werden. Auf diese Weise können sie walzenmühle oder auf einem Banbury-Innenmischer mit verschiedenartigen Stoffen, beispielsweise Metal- 25 zugemengt werden. Die Klebstoffmasse kann zusätzlen, hydrophilen Stoffen sowie synthetischen oder lieh zu den obenerwähnten Bestandteilen noch allgenatürlichen Gummis, verklebt werden. Das kristalline mein verwendbare Zuschläge enthalten, beispielsweise Isoprenpolymere kann auch in Form eines Klebstoff- Mittel zur Steigerung der Klebrigkeit, Weichmacher kittes eingesetzt werden. Zu diesem Zwecke wird ein und Additive, beispielsweise Antioxydantien oder Isoprenpolymeres mit beispielsweise einer Mooney- 30 Flammschutzmittel. Die nichtflüchtigen Additive wer-Viskosität von weniger als 20 in einem organischen den vorzugsweise in beschränkten Mengen verwendet. Lösungsmittel gelöst, wobei eine Lösung mit einem Bevorzugt werden weniger als 100 Gewichtsteile auf Gehalt von etwa 5 bis 20 Gewichtsprozent gebildet 100 Teile des kristallinen Isoprenpolymeren, obgleich wird. Das organische Lösungsmittel kann ein aroma- Mengen bis zu 500 Teile mit einem gewissen Verzicht tischer Kohlenwasserstoff, beispielsweise Benzol oder 35 auf Klebefestigkeit einsetzbar sind. Man nimmt an, Toluol, oder ein halogenierter Kohlenwasserstoff, bei- daß die Additive, insbesondere die verträglichen Harze, spielsweise Methylenchlorid, Chlorbenzol oder Tetra- den Grad der Kristallisation um so mehr hemmen, chlorkohlenstoff, sein. Andere geeignete Lösungsmittel je niedriger die Kristallinität des Polymeren ist.
bestehen beispielsweise aus Methyläthylketon und Die Klebstoffe lassen sich in vielfältiger Weise ver-Tetrahydrofuran. Ein aliphatischer Kohlenwasser- 40 wenden. In Form eines Kittes in einem flüchtigen stoff, beispielsweise Hexan oder Heptan, kann im Lösungsmittel werden sie zum Verkleben flexibler Verschnitt mit den obenerwähnten Lösungsmitteln Stoffe eingesetzt, beispielsweise zum Verkleben von verwendet werden, wenn man einen Kitt mit einer Kleidern, Leder, Gummi usw. sowie zur Herstellung niedrigeren Viskosität herstellen will. Wird die Her- flexibler Folien mit einer hohen Schälfestigkeit. In stellung eines stärker viskosen Klebers gewünscht, 45 Form eines sogenannten Heißklebers werden sie für der eine Viskosität von wenigstens 2000 Centipoise Dichtungspackungen, zum Etikettieren, Buchbinden bei 250C besitzt, dann läßt sich ein aromatischer sowie zur Schuhbearbeitung verwendet. Als Heiß-Kohlenwasserstoff, beispielsweise Toluol, oder ein klebstoffe zeichnen sich die erfindungsgemäß verchlorierter Kohlenwasserstoff, beispielsweise Methy- wendeten Massen durch eine Abbindezeit aus, die lenchlorid, verwenden. 50 nach Wunsch durch entsprechendes Zumischen von
Das kristalline Isoprenpolymere kann auch in einer kurzen, fast augenblicklichen bis zu einer langen
Mischung mit verschiedenen anderen polymeren Zeit, die zur Erreichung höchster Festigkeit mehrere
Stoffen eingesetzt werden. Beispielsweise kann es in Stunden benötigt, angepaßt werden kann. Lagen, die
verschiedenen Verhältnissen mit natürlichem Gummi, mit dem Heißklebstoff mit langer Abbindezeit über-1,4-cis-Polybutadien
sowie anderen synthetischen 55 zogen wurden, können zu einem fest verklebten geGummis
verwendet werden, wenn eine hohe Flexibili- schichteten Erzeugnis mit einer Verzögerung von bis
tat bei Temperaturen von oder unter etwa 200C ge- zu 5 Stunden angeordnet werden, wobei der Klebwünscht
wird. Die auf derartigen Mischungen be- Stoffüberzug während dieser Zeit druckempfindlich
ruhenden Klebstoffmassen sind zum Verkleben hydro- bleibt. Die erfindungsgemäß als Klebstoff verwenphober
Stoffe, wie beispielsweise Gummi, geeignet. 60 deten Massen können auch in Form eines selbst-Werden
Härte und Steifigkeit verlangt, dann kann das tragenden Bandes für Klebelaschen bei Versandkristalline
Isoprenpolymere mit verträglichen Harzen behältern oder als Finish für Ladentische verwendet
verschnitten werden. Von verträglichen Harzen kön- werden. Das Band wird zwischen die beiden Obernen
alle diejenigen verwendet werden, welche mit dem flächen eingeschoben und das Abbinden des Klebkristallinen
Isoprenpolymeren in allen Verhältnissen 65 stoffes dann durch Wärme und Druck erzielt. Die
mischbar sind. Hierzu gehören Kohlenwasserstoff- Klebstoffmasse kann auch in Form eines Kittes verharze,
wie beispielsweise Polyäthylen oder Polystyrol, wendet werden. In diesem Fall wird sie nur auf eine
die dann eingesetzt werden können, wenn keine hohe Oberfläche aufgebracht, zur Bildung von Klebrigkeit
durch Wärme aktiviert, wobei dann die beiden Oberflächen zusammengebracht werden.
Ein Klebstoffkitt wurde aus einem 1,4-trans-Polyisopren
hergestellt, das folgende Eigenschaften hatte: einen 1,4-trans-Anteil von 95% (in einem Infrarot-Spektrophotometer
bestimmt), eine Kristallinität von 27% bei 20° C, einen Schmelzpunkt von 640C und
eine Mooney-Viskosität von 14 (ML-4 bei 100° C). 50 g des Polymeren wurden in 308 g Toluol gelöst
und ergeben eine klare Lösung. Die 40 %ige Polymerlösung hatte eine Viskosität von 2200 Centipoise,
gemessen bei 25°C mit einem Brookfield-Viscometer, Modell LVF. Verwendet wurde eine Spindel Nr. 3
mit einer Geschwindigkeit von 12 U/min.
Die obige Lösung wurde mit einer Bürste auf zwei etwa 5 cm breite und 20 cm lange Streifen eines Baumwollgewebes
Nr. 8 aufgebracht. Die ersten beiden Überzüge wurden auf die Streifen aufgebürstet und
dann 30 Minuten lang getrocknet. Ein dritter Überzug wurde aufgebracht und 1 Stunde lang getrocknet. Die
überzogenen Streifen wurden dann 90 Sekunden lang mit einer Infrarotlampe zur Aktivierung des Kleb-Stoffüberzuges
erwärmt, mit ihren beschichteten Seiten 10 Sekunden lang mit einem Druck von 14 kg/cm2 aneinandergepreßt und dann 48 Stunden
lang bei Zimmertemperatur liegengelassen.
Die Klebefestigkeit der Bindung wurde anschließend durch einen »T-Abschäk-Test bestimmt, bei dem die
Folie von Hand geschält wurde, um 2,5 cm der Bänder freizulegen. Die freigelegten Bandenden wurden
dann in ein Zugprüfungsgerät eingespannt und mit einer Geschwindigkeit von 15 cm pro Minute
auseinandergezogen. Die zum Auseinanderziehen der Bänder erforderliche Kraft wird die T-Abschälfestigkeit
genannt und betrug 3,4 kg pro cm Breite.
fühlen sich bei Raumtemperatur flexibel und trocken an.
B e i s ρ i e 1 3
Zwei Klebstoffkitte wurden nach dem Verfahren des Beispiels 1 aus zwei 1,4-trans-Polyisoprenproben
hergestellt. Sie hatten eine Mooney-Viskosität von 24 bzw. 14 (ML-E bei 100°C) .Die beiden Kitte enthielten
10% Polymeres und waren ziemlich flüssig. Die Kitte wurden wie in Beispiel 1 auf ein Baumwollgewebe
Nr. 8 aufgetragen und die T-Abschälfestigkeit getestet. Der erste Kitt mit dem 24 Mooney-Polymeren
zeigte eine Festigkeit von 1 kg/cm2 Breite, während der andere eine Festigkeit von 3 kg/cm2
ergab.
Die Wirkung von 4 Typen von Harzen auf die Klebstoffeigenschaften von 1,4-trans-Polyisoprenkitt
wurde untersucht. Zu verschiedenen Teilen der im Beispiel 1 hergestellten Lösung wurden verschiedene
Mengen Harz zugesetzt. Die Kitte wurden auf Streifen aus einem Baumwollgewebe Nr. 8 aufgebracht und
die T-Abschälfestigkeit bestimmt. Die Ergebnisse gehen aus Tabelle I hervor. Die Harzmengen verstehen
sich dabei in Gewichtsteilen auf 100 Teile 1,4-trans-Polyisopren.
Eine zweite Probe eines Klebstoffkittes wurde wie im Beispiel 1 hergestellt. Abweichend davon wurde
das Polymerisat jedoch zuerst bei 700C 20 Minuten lang gewalkt, um die Mooney-Viskosität auf einen
Wert bis 12 zu verringern. Die 14%ige Lösung in Toluol hatte eine Viskosität von 1560 Centipoise bei
250C. Die Lösung wurde auf Streifen eines Baumwollgewebes
Nr. 8 aufgebracht und wie im Beispiel 1 getestet. Es ergab sich eine T-Abschälfestigkeit von
5 kg/cm2.
14 g des gleichen 1,4-trans-Polyisoprens wurden in
86 g Methylenchlorid gelöst und ergaben einen Kitt mit einer Viskosität von etwa 15 000 Centipoise bei
250C. Ein Kitt ähnlicher Viskosität wurde auch durch
Lösen von 18 g des gleichen Polymerisates in 82 g Toluol hergestellt. Eine 14%ige Lösung in einer
Mischung aus 55 Teilen Toluol und 45 Gewichtsteilen η-Hexan ergab einen Kitt mit einer Viskosität von
etwa 1000 Centipoise.
Die Beispiele 1 und 2 zeigen, daß Klebstoff kitte mit vorzüglichen Eigenschaften auch bei Abwesenheit von
Mitteln zur Steigerung der Klebrigkeit und Verstärkungsmitteln erzielt werden. Diese Klebstoffkitte
können leicht hergestellt werden. Die Viskosität kann dabei leicht auf den gewünschten Wert eingestellt
werden, der für eine bestimmte Anwendung erforderlich ist. Die Klebstoffüberzüge auf Baumwollgeweben
40
45
Tabelle I | Natürliches Holzharz | Harzmenge | T-Ablöse- |
Masse Harzait | Natürliches Holzharz | Teile pro | Festigkeit |
Nr. | Glycerin-Harz-Ester | 100 Teile | |
Cumaron-Inden | 1,4-trans- | ||
Terpen-Phenol | Polymerem | ||
Terpen-Phenol | 25 | 4,0 | |
L | Terpen-Phenol | 50 | 3,5 |
2. | Terpen-Phenol | 50 | 4,3 |
3. | 25 | 4,8 | |
4. | 25 | 5,0 | |
5. | 50 | 4,0 | |
6. | 100 | 2,5 | |
7. | 150 | 1,4 | |
8. | |||
55 Die Ablösefestigkeit der obigen Massen wurde durch die Kohäsionsfestigkeit begrenzt. Die Ergebnisse
zeigen, daß sich die obigen Harze günstig auswirken.
B e i s ρ i el 5
Fünf Klebstoffkitte wurden unter Verwendung des Polyisoprens aus Beispiel 1 hergestellt. In diese Kitte
wurden verschiedene Füllstoffe durch 15minütiges Mahlen und Verkneten in einer Labormühle bei einer
Temperatur von 7O0C einverleibt. Der Füllstoff für den Kitt Nr. 6 wurde in Toluol dispergiert und diese
Dispersion dann dem Kitt zugesetzt. Tabelle II zeigt die Zusammensetzungen des Kittes und die T-Ablösefestigkeit
der Klebstoffnaht zwischen zwei Bändern aus Baumwollgewebe Nr. 8, gemessen nach dem Verfahren
aus Beispiel 1.
Kitt Nr. Füllstoff-Typ
Zusammensetzung (Gewichtsteile)
Füllstoff Polymeres Harze
Füllstoff Polymeres Harze
Toluol
T-Ablöse-
festigkeit
(kg/cm)
1 wasserhaltige Kieselerde*)
2 leicht verarbeitbarer Kanalruß
3 wasserhaltiges Aluminiumsilikat**)
4 wasserhaltiges Aluminiumsilikat**)
5 wasserhaltiges Aluminiumsilikat**)
6 wasserhaltiges Aluminiumsilikat**)
*) Durchschnittliche Teilchengröße 0,22 μ.
**) Harter Ton.
**) Harter Ton.
2,6 | 13,4 | 4,0 | 84 | 4,6 |
2,6 | 13,4 | 4,0 | 84 | 5,0 |
2,6 | 13,4 | 4,0 | 84 | 4,5 |
7,0 | 14,0 | 4,2 | 79 | 4,8 |
12,0 | 12,0 | 3,6 | 76 | 3,6 |
18,0 | 9,0 | 2,7 | 73 | 1,6 |
Die obige Tabelle zeigt, daß die Adhäsion von Kittmassen, die bis zu 100 Teile feinverteilten Füllstoff
auf 100 Teile 1,4-trans-Polyisopren und 30 Teile Terpen-Phenol-Harz enthalten, gut ist (vgl. Kitt Nr. 5).
Bei einem Füllstoffgehalt von 200 Teilen war die Kohäsion stärker als die Adhäsion, und die Bruchstelle
war adhäsiver Natur.
Dieses Beispiel zeigt die Verwendung eines trans-Polyisoprens in einer hitzebeständigen Klebstoffmasse.
Es wurde eine Lösung von 10 Gewichtsprozent in Toluol des im Beispiel 6 beschriebenen 1,4-trans-Polyisoprens
hergestellt. Zu zwei Teilen dieser Lösung wurden 5 bzw. 10 Gewichtsteile einer 20 %igen Lösung
von Triphenylmethantriisocyanat in Methylenchlorid zugesetzt. Die »Tropfzeit« der Lösung betrug etwa
einen Tag. Jede Mischung wurde auf ein paar Streifen Baumwollgewebe Nr. 8, wie in Beispiel 1 beschrieben,
aufgebracht. Die überzogenen Streifen wurden durch Wärme aktiviert, in der Nähe ihrer Enden so zusammengebracht,
daß sie 1,3 cm lange Überlappung ergaben und dann zum Binden mit 14 kg/cm2 etwa
10 Sekunden lang gepreßt. Die zusammengeklebte Fläche betrug 3,2 cm2. Man ließ das Stück 48 Stunden
bei Zimmertemperatur liegen und testete dann die Zugfestigkeit bei 66 und 93,5°C. Bei dem Versuch
wurden die freien Enden der jeweiligen Streifen in einem Zugfestigkeitsprüfgerät festgeklammert und
mit einer Backengeschwindigkeit von 50 cm/Min, auseinandergezogen.
Die Ergebnisse sind aus Tabelle III ersichtlich.
Klebstoffmasse
Scherfestigkeit (kg/cm2) 66°C 93,5°C
trans-Polyisopren (Kontrolle) 3
100 Teile trans-Polyisopren-Lösung und 5 Teile Triisocyanat-Lösung
14
100 Teile Polyisopren-Lösung
und 10 Teile Triisocyanat-Lösung ' 16
und 10 Teile Triisocyanat-Lösung ' 16
Die Tabelle zeigt, daß die Zugabe eines Polyisocyanates
die Scherfestigkeit bei Temperaturen oberhalb dem Schmelzpunkt des Polymeren erhöht.
B e i s pi el 7
Eine Reihe von Heißklebstoffmassen wurde unter Verwendung von 1,4-trans-Polyisopren des Beispiels 1
nach den Ansätzen der Tabelle IV hergestellt. Das Harz wurde geschmolzen, Antioxidans zugesetzt und
dann das 1,4-trans-Polyisopren allmählich in das geschmolzene Harz eingerührt. Der so gebildete
Heißklebstoff wurde in einer Dicke von etwa 0,4 mm auf einen 2,5 X 15 χ 0,6 cm Streifen aus Föhrensperrholz
aufgetragen. Ein zweiter nicht überzogener Streifen Sperrholz wurde dann mit dem ersten Streifen
so zusammengebracht, daß sich die Enden der Streifen 1,3 cm überlappten. Die Streifen wurden von Hand
zusammengepreßt, und man ließ sie dann auf Zimmertemperatur abkühlen. Nach 48 Stunden wurde die
Scherfestigkeit mit einem Zugprüfungsgerät gemessen, dessen Backen sich mit 50 cm pro Minute auseinanderbewegten.
Die gleichen Klebstoffmassen wurden auch auf Baumwollgewebe Nr. 8 aufgebracht. Nach einer
Abbindezeit von 48 Stunden wurden sie von Hand geknickt und gebogen. Die Flexibilitätseigenschaften
sind ebenfalls in Tabelle IV gezeigt.
Die Werte zeigen, daß die Klebstoffmassen bei Steigerung des 1,4-trans-Polyisopren-Anteils flexibler
werden. Bei etwa 30% zeigt die Scherfestigkeit ein Maximum. Ebenfalls geht aus der Tabelle hervor, daß
Flexibilität und Festigkeit von der Art des Harzes abhängen und durch die Gegenwart eines Weichmachers
beeinflußt werden.
Die Fähigkeit des heißschmelzenden Ansatzes, druckempfindlich zu bleiben, wurde an Hand des
Ansatzes G und H untersucht. Zu diesem Zweck wurde eine Reihe von 4 Bändern eines 32 Unzen
Baumwollgewebes von 2,54 cm Breite mit jedem der obenerwähnten Ansätze bestrichen. Die überzogenen
Bänder wurden über einen zwischen 0 bis 5 Stunden variierenden Zeitraum auf Zimmertemperatur gehalten.
Hierauf wurden sie mit polierten Kohlenstoffstahlplatten zusammengebracht und mit einem Handroller gepreßt, um so eine wirkungsvolle Bindung für
eine Überlapplung von 1,3 cm zu bewirken. Das Blatt aus Baumwollgewebe und dem Kohlenstoffstahl wurde
48 Stunden bei Zimmertemperatur liegengelassen und dann die Scherfestigkeit untersucht. Die Ergebnisse
sind in Tabelle V zusammengefaßt.
ίο
Art der Zuschläge | Klebstoff-Ansatz | B | (Gewichtsteile) | D | E | F | G | H |
A | 30 | G | 30 | 25" | :30 | 25 | 30 | |
1,4-trans-Polyisopren | 20 | 2 | 50 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
di-tertiäres-Butyl-p-kresol | 2 | 70 | 2 | |||||
Glyzerin-Harz-Ester | 80 | 50 | 70 | |||||
Terpenharz | 60 | 70 | 35 | |||||
Terpenharz | 70 | |||||||
Ester von hydriertem Kolophonium | 10 | 35 | ||||||
Cumaron-Inden-Harz | 5 | 5 | ||||||
Cumaron-Inden-Öl |
Eigenschaften:
Scherfestigkeit (kg/cm2)
Flexibilität des Klebstoff-Films
Flexibilität des Klebstoff-Films
22,2
starr
starr
40,5 flexibel 34,5
sehr
flexibel
sehr
flexibel
15,8
flexibel
flexibel
30,8
flexibel
flexibel
40,8
kaum
flexibel
37,0
flexibel
flexibel
38
flexibel
flexibel
Verstrichene Zeit zwischen Scherfestigkeit (kg/cm2)
Beschichtung und
Zusammenstellung Ansatz H Ansatz G
0 | 27,1 | 19,0 |
1 Stunde | 26,0 | 16,9 |
3 Stunden | 22,5 | 16,9 |
5 Stunden | 6,3 | 14,1 |
Die Ergebnisse der Tabelle V zeigen, daß der Ansatz H in 5 Stunden abgebunden hatte und die Fähigkeit
zur wirksamen Bindung von Baumwollgewebe auf Stahl verloren hatte. Der Ansatz G behielt seine
Bindefähigkeit auch nach einer Ruhezeit von 5 Stunden. Die hohen Abbindezeiten erlauben eine verzögerte
Anordnung von Schichten, die mit solchen erfindungsgemäß als Heißklebstoff verwendeten Massen
behandelt wurden.
Der Heißklebstoff nach Ansatz H der Tabelle IV wurde auch zum Aufkleben von Polystyrolschaum auf
Stahl, einem beliebigen Polyurethanschaum, oder Schaumgummi auf Holz und Aluminiumfolie auf
Papier verwendet. In jedem Fall wurde eine Klebstoffbindung hergestellt.
Sechs selbsttragende Klebebandmassen wurden unter Verwendung des trans-Polyisoprens aus Beispiel
1 hergestellt. Die in Tabelle IV gezeigten Zuschlagstoffe wurden in einer Mühle1 bei 71° C innig vermischt.
Jede Masse wurde dann bei 65,5° C kalandriert und ein Film von etwa 0,25 mm Stärke gebildet. Ein Teil
des Films wurde zwischen eine Ladentischbelagplatte und eine Sperrholzplatte aus Föhrenholz gegeben, wobei
beide Platten 12,5 cm lang und 2,5 cm breit waren und sich 1,3 cm überlappten. Diese Platten wurden
dann aneinandergebunden, indem sie 1 Minute lang bei einer Temperatur von 93 0C mit einem Druck von
14 kg/cm2 gepreßt wurden. Nach 48stündiger Lagerung bei Zimmertemperatur wurde die Scherfestigkeit
der Bindung untersucht.
Die Prüfgeschwindigkeit des Zugprüfgeräts betrug 10 cm/Min. Die Massen und die Versuchsergebnisse
gehen aus der Tabelle VI hervor.
Masse Nr. Gewichtsteile | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
1 2 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
1,4-trans-Polyisopren 100 100 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
2,2-Methylen-bis-(4-methyl- 2 2 | |||||
6-tert. butyl-phenol) | 20 | 30 | |||
Wasserhaltige Kieselerde | 50 | ||||
Wasserhaltiges Aluminiumsilicat | 20 | ||||
Leicht verarbeitbarer Kanalruß | 30 | 30 | 100 | ||
Terpen-Phenol-Harz 30 | 30 | ||||
Cumaron-Inden-Harz | 30 | ||||
G lyceri n-Harz-Ester | 26,7 | 31,7 | 17,6 | 14,1 | 30 |
Scherfestigkeit (kg/cm2) 17,6 22,5 | |||||
Die obenstehende Tabelle zeigt, daß mit selbsttragenden Klebebändern oder Filmen auf der Basis von
1,4-trans-Polyisopren Holz und Blättchen auf Cellulosebasis fest miteinander verbunden werden können.
Verträgliche Harze und verstärkende Füllstoffe steigern die Scherfestigkeit der Klebstoffbindung.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verwendung eines kristallinen Isoprenpolymeren, das wenigstens 85% der Isopreneinheiten in der 1,4-trans-Konfiguration enthält und ein Molekulargewicht von etwa 50 000 bis 350 000 aufweist, oder einer Lösung desselben in einem organischen Lösungsmittel, gegebenenfalls in Mischung mit natürlichem oder synthetischem Kautschuk, einem verträglichen Harz und üblichen Zusätzen, als nicht wäßriger Klebstoff.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CA925114 | 1965-03-09 | ||
CA925114 | 1965-03-09 | ||
DEP0038927 | 1966-03-08 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1594230A1 DE1594230A1 (de) | 1969-08-21 |
DE1594230B2 true DE1594230B2 (de) | 1975-05-28 |
DE1594230C3 DE1594230C3 (de) | 1976-01-15 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL143941B (nl) | 1974-11-15 |
US3553051A (en) | 1971-01-05 |
GB1116850A (en) | 1968-06-12 |
DE1594230A1 (de) | 1969-08-21 |
NL6602919A (de) | 1966-09-12 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |