DE1719194A1 - Schmelzkleber fuer thermoplastische Kunststoffe - Google Patents

Schmelzkleber fuer thermoplastische Kunststoffe

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DE1719194A1
DE1719194A1 DE19651719194 DE1719194A DE1719194A1 DE 1719194 A1 DE1719194 A1 DE 1719194A1 DE 19651719194 DE19651719194 DE 19651719194 DE 1719194 A DE1719194 A DE 1719194A DE 1719194 A1 DE1719194 A1 DE 1719194A1
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acid
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Wolfgang Dipl-Ing Dr Goetze
Otto Dipl-Chem Dr Kettenring
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Bayer Pharma AG
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Schering AG
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/12—Bonding of a preformed macromolecular material to the same or other solid material such as metal, glass, leather, e.g. using adhesives
    • C08J5/124—Bonding of a preformed macromolecular material to the same or other solid material such as metal, glass, leather, e.g. using adhesives using adhesives based on a macromolecular component
    • C08J5/128—Adhesives without diluent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description

SCHKHING AG
Pat entab t ellung
' ''. 907
19. 11. 1965
Schmelzkleber für thermoplastische Kunststoffe
(Zusatz zu Patent
Anmeldung Sch (P. 906)
Bisher erfolgte ein Verkleben von Kunststoffen, insbesondere von Pollen, meist mittels lösungsmittelhaltiger Kleber oder mit Hilfe von Polymerisationsklebern. In beiden Fällen ist eine gewisse offene Zeit notwendig, die zur Abdunstung dee Lösungsmittels oder zur Polymerisation benötigt wird.
Ein modernes Arbeiten mit schnellaufenden Maschinen wird durch diese herkömmliche Arbeitsweise gehemmt; hier fordert man eine möglichst kurze Abbindezeit der Klebung. Eine Schmelzklebung würde einen wesentlichen Portschritt bedeuten, wenn ein Schmelzkleber mit brauchbaren, guten Hafteigenschaften zur Verfügung stehen würde.
Es sind zwar schon Schmelzkleber zum Verkleben vom thermoplastischen Kunststoffen genannt worden, die aber bis jetzt noch nicht den Anforderungen der Technik genügt haben oder nicht allgemein verwendbar sind.
In der nicht zum Stand der Technik gehörenden Patentanmeldung Soh 37 817 IVc/22i sind bereits wirksame Schmelzkleber zum Verkleben von weiohgemaohtem Polyvinylchlorid vorgeschlagen worden.
In der deutsohen Patentschrift (Anmeldung der
Anaelderin Soh (P· 906) ) wird ein Schmelzkleber für thermoplastische Kunststoffe, ausgenommen weiohge-
109835/1285
1 7 ι ·:. '
-2- 19. 11. 196 [3
machtes Polyvinylchlorid, insbesondere für Folien, beschrieben, der aus einem Gemisch besteht aus
A) 95 - 70 Teilen eines Polyamids aus polymerer Fettsäure und gegebenenfalls aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Dicarbonsäuren und aus Äthylendiamin oder aus einem Diamingemisch aus Äthylendiamin und höhermolekularen, aliphatischen Diaminen, welche auch Alkylsubstltuenten tragen können und welche auch durch Sauerstoffatome in der Kette unterbrochen sein können, oder Monoalkanolaminen und
B) 5 - 30 Teilen einer aromatischen Verbindung mit kernständigen Hydroxyl-Gruppen.
Es hat sich gezeigt, daß diese Schmelzkleber nicht auf die Mitverwendung aromatischer Verbindungen mit kernständigen Hydroxyl-Gruppen beschränkt sind.
Es wurden nun in Abvandlung des Hauptpatentes Schmelzkleber für weichgemachtes Polyvinylchlorid gefunden, die anstelle der aromatischen Verbindungen mit kernständigen Hydroxyl-Gruppen aromatische Sulfonsäuren, deren Chloride, Amide oder Imide enthalten.
Als erfindungsgemäß zu verwendende aromatische Sulfonsäuren kommen insbesondere in Betracht ι p-Toluol-eulfoohlorid, p-Toluol-eulfamid, 2,4,6-Trimethylbenzoleulfonamid, Di-toluensulfonimid.
-3-
109835/1285 original inspected
19. ii. 1965
Die Polyamide für die erfindungegemäßen Schmelzkleber sind Thermoplaste mit Erweichungepunkten (Ring- und Ball-Methode) von 80 bis 200° C. Die Herstellung dieser Polyamide, für die hier kein Schutz beansprucht wird, kann in an eich bekannter Weise durch Umsetzen der polymeren Fettsäure und der gegebenenfalls mitzuverwendenden Dicarbonsäure und dem Diamingemisch bei Kondensationatemperaturen zwischen ca. 180 und 250° C erfolgen. Anstelle der freien Carbonsäuren können auch in an ™ sich bekannter W^ise ihre amidbildenden Derivate verwendet werden. Die polymere Fettsäure ist aus natürlichen, insbesondere ein- und mehrfach ungesättigten, Fettsäuren durch Polymerisation zugänglich. Das anfallende Polymerisat enthält ca. 55 bis 75 # dimere Fettsäure und entsprechende Anteile monomerer und trimerer Fettsäure und kann bevorzugt nach Abtrennen eines Anteiles an monomerer Fettsäure direkt verwendet werden. Dimere Fettsäure mit einem Gehalt von 75 bis 98 $> läßt sich durch Destillation gewinnen. M
Als geeignete Co-Dicarbonsäuren für die erfindungsgemäßen Polyamide kommen z. B. in Betracht: Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebazinsäure, Nonandicarbonsäure, Deoandioarbonsäure, Terephthalsäure, p-Phenylendieesigsäure, Dirnethyl-p-phenylendiessig-säure und p-Phenylejidipropionsäure. Durch Hitverwendung derartiger Co-Dicarbonsäuren i3t es möglich, den Erweichungspunkt der erfindungsgemäßen Polyamide zu erhöhen.
Als aliphatisohe Diamine werden Tetramethylendiamin, Pentamethylendiamin, Hexamethylendiamin, Heptamethylendiamin, Octa-
109835/1285
ORIGINAL INSPECTED
«4- " λτ. - ■ - · 10- 11. 136ϊ
methyl end iainin, Nonamethylendiamin, Decamethylendiamin, Undeca methylendiamin, Dodecamethylendlamin bevorzugt. Weiterhin kommen allphatische Diamine, die 1 bis 3 niedere Alkylsubstituenten oder einen höheren Alkylsubstituenten tragen, in Betracht: ζ. Β. 2,5-Dimethy!hexamethylendiamin, 2-Methy1-4-äthyl-hexainethylendiamin, 2-Äthyl-4-methyl-hexamethylenciiamint Gemisch aus 2,4,4-Trimethyl-hexamethylendiamin und 2,2,4-Trimethyl-hexamethylendiamin, Gemisch aus 9-Aminomethylßtearylamin und 10-Aminomethylstearylamin.
Dio für die erfindungsgemäßen Polyamide verwendbaren Diamine,
die durch Sauerstoffatome in der Kette unterbrochen sind -
und die auch Ätherdiamine genannt werden - lassen eich durch
die allgemeine Formel I
H2IT - (CH2)n - 0 - (R-O)x - (CH2)n - NH2 (I)
wiedergeben, wobei η eine Zahl von 3 bis 5 sein kann und wobei χ die Werte 0, 1, 2 und 3 aufweisen kann und wobei R einen Alkylenrest mit einer Kettenlänge von 1 bis 12 C-Atomen, der gegebenenfalls auch einen Alkylsubstituenten von 1 bis 4 C-Atomen tragen kann, bedeutet.
Beispiele für Ätherdiamine der allgemeinen Formel I sind: l,7-Dimmino-4-oxa-heptan, !,ll-Diamino-6-oxa-undeoan, 1,7-Diamino-3,5-dioxa-heptan, !,lO-Diamino^iT-dioxa-deoan, 1,10-Diamino-4»7-dioxa-5-methyldecan, !,ll-Diamino^ie-dioxa-undecan, !,ll-Diamino^ie-dioxa-S-äthylundecan, l,12-Diamino-4,9-dioxadodecan, !,^-Diamino^ilO-dioxa-trideoan, l,14-Diamino-4,ll-
109835/1285 .BI„
ORIGINAL INSPECTED "
dioxa-tetradeean, l,ll-I)iainino-4,t;-diox&-5»C--dimethyl-7-propionylundecan, l,14-I)iaiaino~4,7,10-trioxa-tctradecan, 1,13-Dianino-4,7,10-trioxa-5,0-dimethyltridecan, 1f 20-Dianino-4,17-dioxa-eicosan, l,16-I)ianino-4,7,10,13-tetraoxahexadecan.
In Frage kommende Ilonoalkanolamine haben die allgemeine Formel II
NH2-H-OH (II)
wobei R ein bivalentes aliphatisches Kohlenwaeserstoffradikal von 2 bis 8 C-Atomen ist. Insbesondere ist Äthanolamin zu nenaent weitere Beispiele sind: Propanolamin, Butanolamin, 2~Amino-3-hexanol, 2-Amino-4-pentanol, S-Amino^-octanol, 3-^mino-^- methyl-2-butanol und ähnliche.
Das Äquivalenzverhältnis zwischen Äthylendiamin und den oben aufgeführten Codiaminen soll bevorzugt zwischen 0,8 ι 0,2 und 0,5 ι 0,5 liegen.
Me erfindungegemäßen Schmelzkleber eignen sich zur Verklebung von Kunststoffen, insbesondere von Kunststoffolien, wobei je nach Kunststoff und Klebertyp Schälfestigkeitswerte zwischen 0,5 und 3»0 kg/om erreicht werden, was bisher mittels Schmelzklebung nicht erreicht werden konnte.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Schmelzkleber kann duroh einfaches Aufschmelzen des Polyamids bei ca. 40° C über dem Erweichungspunkt und Zugabe der erfindungsgemäßen aromatischen Anteile zur Schmelze und anschließendem kräftigem Rühren bis zur gleichmäßigen Verteilung geschehen.
ORIGINAL
-G-
Vj. 11. VWj
ΓΛιί. Verarbeitung ist danach eatv/uJjr uofoi't ^b0 -Iich oder zu tilnem späteren Zeitpunkt nach dom V/iedoraufachraol^uii. Der Auftraj auf der Unterlage kann nach dou üblichen Verarboitun^omethoden geschehen, vie ^. 3. durch Gießen, Häkeln oder Spritzen aus der Schmelze und durch sofortigen Andruck des zu verklebenden Überteiles, oder aber in zwei Arbeitsgängen durch nachträgliches Heißversiegeln der Klebstellen unter Druck. In dem letzten Fall kann der erfindun^sgemäße Klebstoff auch als Strang oder Film zwischen die zu verklebenden Teile gelegt werden
oder au3 einer Lösung aufgebracht werden, wobei die Lösungsmittel vor dem Versiegeln abgedunstet werden.
-7-
Beispiel 1
90 Teile eines Polyamids, hergestellt aus 400 Teilen 96 dimerer Fettsäure, 16 Teilen Sojaölfettsäure und 52 Teilen Adipinsäure und einem Gemisch aus 50,75 Teilen Hexamethylendiamin und 39,5 Teilen Äthylendiamin mit dem Erweichungspunkt 173° C werden bei ca. 210° C aufgeschmolzen und 10 Teile p-Toluolsulfonamid gleichmäßig eingerührt. Diese aufgeschmolzene Mischung wird auf Polymethacrylsäureester (Plexiglas) aufge- ^ bracht, mit dem gleichen Kunststoff abgedeckt und unter Druck und bei ca. 140° C verklebt. Nach dem Erkalten ist die Verklebung beendet.
Die Schälfestigkeit beträgt 2,2 kg/cm (Materialriß). Die.Zugscherfestigkeit beträgt 0,15 kg/mm .
Beispiel 2
ÜO Teile eines Polyamids, hergestellt aus 440 Teilen einer 55 folien dimeren Fettsäure, 17 Teilen Terephthalsäuredimethylester, 22 Teilen Adipinsäure und einem Gemisch aus 36,5 Teilen Äthylendiamin und 63,9 Teilen Trimethylhexamethylendiamin mit dem Erweichungspunkt 174 C v.erden bei ca. 210° C aufgeschmolzen und 20 Teile eines Gemisches aus o- und p-Toluolsulfonamid gleichmäßig eingerührt. Diese Mischung wird auf Polymethacrylsäureester aufgebracht und mit dem gleichen Kunststoff abgedeckt und unter Druck bei ca. 110° C verklebt. Nach dem Erkalten ist die Verklebung beendet.
Die Cohälfestigkeit beträgt 1,6 kg/cm (Materialriß). Die Zugocherfeütigkeit beträgt 0,12 kg/mm2.
,«109835/1285 ÜFiiUiMAL INSPECTED _<·,_
-8- I / ί . 19. 11. I9f.!3
Beispiel 3
95 Teile eines Polyamids, hergestellt aus 400 Teilen einer
96 $igen dimeren Fettsäure und 40,5 Teilen Äthylendiamin mit dem Krwoichungspunkt 113° C werden bei ca. 150° C aufgeschmolzen und 5 Teile eines Gemisches aus o- und p-Toluolsulfonamid gleichmäßig eingerührt. Diese Mischung wird auf eine Polyvinylfluoridfoliu aufgebracht, mit einer gleichen Folie abgedeckt und unter Druck und bei 100° C verklebt. Nach dem Erkalten ist die Verklebung beendet.
Die ochälfestigkeit beträgt 0,8 kg/cm. Die Zugscherfestigkeit beträgt 0,25 kg/mm .
Beispiel 4
95 Teile eines Polyamids, hergestellt aus 383,6 Teilen einer 75 $igen dimeren Fettsäure, 16,4 Teilen Sojaölfettsäure und 10,0 Teilen Adipinsäure und einem Gemisch aus 48,7 Teilen Trimethyl-hexamethylendiamin und 27,8 Teilen Äthylendiainin mit dem Erweichungspunkt 115° C werden bei ca. 160° C aufgeschmolzen und 5 Teile p-Toluolsulfonamid gleichmäßig eingerührt. Diese Mischung wird auf eine vorbehandelte Polyäthylenfolie aufgebracht, mit gleicher Folie abgedeckt und bei ca. 100° C unterdruck verklebt. Nach dem Erkalten ist die Verklebung beendet.
Die Schälfestigkeit beträgt 0,5 kg/cm. Die Zugscherfestigkeit beträgt 0,21 kg/mm2.
-9-109835/1285
ORIGINAL INSPECTED
Beispiel 5
90 Teile einea Polyamids, hergestellt aus 400 Teilen einer 96 $igen dimeren Fetteäure, 20 Teilen Sojaölfettsäure, 12 Teilen /dipinsäure und einem Gemisoh aus 29»6 Teilen Athylendianin und 38,2 Teilen Hexamethylendiamin mit einem Erweichungspunkt von 117° C werden bei ca. 160° C aufgeschmolzen und 10 Teile N-Cyclohexyl-p-toluolsulfonamid gleichmäßig untergerührt. Diese Mischung wird auf Polymethacrylsäureester aufgetragen, mit dem gleichen Kunststoff abgedeckt und unter Druck bei ca. 90° C verklebt. Nach dem Erkalten ist die Verklebung beendet.
Die Schälfestigkeit beträgt 2,1 kg/om (Materialriß).
Die Zugeoherfestigkeit beträgt 0,13 kg/mm .
Beispiel 6
Üb wird wie in Beispiel 5 verfahren mit dem Unterschied, daß anstelle von IJ-Cyclohexyl-p-toluolsulfonamid verwendet wird II-Äthyl-o- und p-toluolsulfonamid.
Die Sohälfestigkeit beträgt 2,5 kg om (Materialriß). Die Zugscherfeetigkeit beträgt 0,1 kg/mm .
109835/1285

Claims (1)

19.
Pa tentaiisnrucn
Vveitere Ausbildung der Schmelzkleber für thermoplastische Kunststoffe, ausgenommen weichgeinachtes Polyvinylchlorid, insbesondere für Folien, bestehend aus einem Grunasch aus
A) 95-70 Teilen eines Polyamids aus polymerer Pc ttsäure und gegebenenfalls aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Dicarbonsäuren und aus Äthylendiamin oder aus einem Diamingemiüch aus Äthylendiamin und höhermolekularen, aliphatischen Diaminen, welche auch Alkylsubstituenten tragen können und welche auch durch Sauerstoffatome in der Kette unterbrochen sein können, oder Monoalkanolaminen und
B) 5-30 Teilen einer aromatischen Verbindung mit kernständigen Hydroxyl-Gruppen
gemäß Patent (Anmeldung der Anmelderin
Sch (P. 90G) ), dadurch gekennzeichnet, daß sie
anstelle der aromatischen Verbindungen mit kernständigen Hydroxyl-Gruppen aromatische Sulfonsäuren, deren Chloride, Amide oder Imide enthalten.
109835/1285
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