DE1594230B2

DE1594230B2 - Verwendung von Isoprenpolymeren mit überwiegend 1,4-trans Konfiguration als Klebstoff

Info

Publication number: DE1594230B2
Application number: DE1594230A
Authority: DE
Inventors: Eric G. Kent; Frederick B. Swinney; Wolfgang Warrach
Original assignee: Polysar Ltd
Current assignee: Polysar Ltd
Priority date: 1965-03-09
Filing date: 1966-03-08
Publication date: 1975-05-28
Also published as: NL143941B; US3553051A; GB1116850A; DE1594230A1; NL6602919A

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

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.

Beispiel 1

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.

Beispiel 4

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.

Beispiel 2

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.

Tabelle II

Kitt Nr. Füllstoff-Typ

Zusammensetzung (Gewichtsteile)
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.

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.

Beispiel 6

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.

Tabelle III

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

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

Tabelle IV

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

22,2
starr

40,5 flexibel 34,5
sehr
flexibel

15,8
flexibel

30,8
flexibel

40,8

kaum

flexibel

37,0
flexibel

38
flexibel

Tabelle V

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.

Beispiel 8

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.

Beispiel 9

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.

Tabelle VI

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

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.