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Polyvinylchloridplastisol
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Polyvinylchloridplastisol,
bestehend aus mindestens einem feinteiligen Polyvinylchloridhomo-und/oder -copolymerisat,
mindestens einem Weichmacher oder einer Weichmachermischung, ca. 1 bis ca. 12 Gewichtsteilen,
vorzugsweise 3 bis 8 Gewichtsteilen (bezogen auf 100 Gewichsteile des-Polyvinylchloridhomo-
und/oder -copolymerisates) eines Haftvermittlers sowie ggf. Füllstoffen, Stabilisatoren,
Farbstoffen und/oder Hilfsstoffen. Als Haftvermittler dienen gemäß der Erfindung
Gemische bestimmter Haftvermittler, die in einem bestimmten Gewichtsverhältnis zueinander
stehen müssen Polyvinylchloridplastisole werden in großem Umfang zur Beschichtung
der unterschiedlichsten Werkstoffen, z. 5. zur Beschichtung von Metallen, insbesondere
Eisen, eingesetzt, wobei zur Erzielung einer genügenden Haftung Haftvermittler verwendet
werden.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde zunächst in Versuchen festgestellt,
daß Plastisole unter Verwendung von Polyaminoamiden oder Ketiminen als Haft vermittler
nach dem Aufbringen und Erhitzen zwar im allgemeinen eine relativ gute, nach dem
Erhitzen bzw. Einbrennen haftende Wirkung erzielen, jedoch beim Unterwerfen von
verschärftenPrüfbedingungen, wie zum Beispiel
eines Kochtestes,
bei dem der beschichtete Gegenstand, das beschichtete Blech und dgl. in einer Flüssigkeit
erhitzt wird, sich leicht von dem Untergrund bzw. Träger lösen und somit für Verklebungen
und Beschichtungen von bestimmten Teilen je nach Anwendungsgebiet sowie von Teilen
oder Gegenständen, die der Bewitterung ausgesetzt sind und/oder die eine gewisse
Erwärmung oder Erhitzung erfahren, schlecht geeignet oder ungeeignet sind. Auch
bei der Verwendung von Gemischen von Polyaminoamiden mit Ketiminen, Gemischen von
Polyaminoamiden mit Haftvermittlern auf der Basis von Methacrylaten, Gemischen von
Ketiminen mit Trimethylolpropantrimethacrylat konnten keine zufriedenstellenden
Ergebnisse erzielt werden.
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Bei der Verwendung bestimmter Polyvinylchloridplastisole mit Haftvermittler
auf der Basis organischer Silane traten dagegen nach dem Erhitzen bzw. Einbrennen
auch ohne Anwendung verschärft er Prüfbedingungen ungenügende Haftungen der Plastisolbeschichtungen
auf.
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Ziel und Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, die vorgenannten
Nachteile zu vermeiden und ein Plastisol mit Haftvermittlern zu finden, das eine
gute HaftfEstigkeit und eine gute Beständigkeit sogar beim Erhitzen in flüssigen
Medien oder eine gute Beständigkeit der damit beschichteten Teile oder Gegenstände
bei Langzeit-Außenbeuitterung aufweist.
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Das Plastisol sollte unter Verwendung von Haftvermittlern auch bei
solchen Teilen als Klebemittel Verwendung finden können, die als schlecht verklebbar
gelten, z. 5. Glas mit Metall und dgl.
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Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß diesen Zielen und Aufgaben
ein Polyvinylchloridplastisol bestehend aus mindestens einem feinteiligen Polyvinylchloridhomo-
und/oder -copolymerisat, mindestens einem Weichmacher oder einer Weichmachermischung,
ca. 1. bis ca. 12 Gewichtsteilen, vorzugsweise 3 bis 8 Gewichtsteilen (bezogen~
auf 100 Gewichtsteile des Polyvinylchloridhomo-und/oder -copolymerisates) eines
Haftvermittlers sowie ggf. Füllstoffen, Stabilisatoren, Farbstoffen und/oder Hilfsstoffen,
gerecht wird. Als Haftvermittler ist in diesem Plastisol eine Haftvermittlermischung
enthalten, bestehend aus einer Verbindung der allgemeinen Formel R3R2Si(OR1)3 (a),
worin R eine Alkylgruppe, vorzugsweise Methyl- oder Äthylgruppe, R2 eine Alkyl-,
Aralkyl-, Aryl- oder Aminoalkylgruppe, Alkoxygruppe, Alkylcarboxylgruppe, vorzugsweise
Aminnalkylgruppe und R3 ein Wasserstoffatom, eine HS-Gruppe, ein Halogenatom, eine
Aminogruppe oder eine Aminoalkylgruppe bedeutet, in Kombination mit mindestens einem
weiteren Haftvermittler für PVC-Plastile
auf der Basis eines Polyaminoamids
(b) und/oder eines Haftvermittlers für PVC-Plastisole auf der Bais eines Ketimins
(c) im Gewichtsverhältnis von a : (b und/oder c) 1 : 1 bis 1 : 10.
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Nach einer vorzugsweisen Ausführungsform werden als Verbindungen der
allgemeinen Formel R3R2Si(OR ) (a), 13 solche eingesetzt, bei denen R1 eine Methyl-
oder Äthylgruppe, R2 eine -(CH2)2-, -(CH2)3. , (CH2)3-NH- , -(CH2)3-NH-(CH2)2- ,
23 23 22 oder -(CH2)3-NH-(CHz)2-NH- Gruppe und R3 ein Wasserstoffatom, eine HS-Gruppe,
ein Halogenatom, eine Aminogruppe, -(CH2)-NH3, -CcH2)2-H2, -(cH2) 3-NH21 oder -NH-(CH2)
2-NH2 bedeutet.
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Als verpastbare Polyvinylchloridsorten werden solche mit einem K-Wert
von ca. 60 bis 80, vorzugsweise 62 bis 75 im Falle eines Homopolymerisates und mit
einem K-Wert von ca. 60 bis 72, vorzugsweise von 65 bis 70 im Falle eines Copolymerisates
verwendet.
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Sie werden in bekannter Weise mit den obengenannten Zusatzstoffen
vermischt. Das erfindungsgemäße Plastisol wird auf die zu beschichtenden und verklebenden
Formteile, Gegenstände oder Bauteile aufgebracht und auf eine Temperatur von ca
100 bis ca. 210 C,
vorzugsweise 140 bis 180 °C, erhitzt. Das unter
Verwendung des Haftvermittlergemisches eingesetz-te Plastisol führt zu sehr gut
haftenden Beschichtungen und Verklebungen, die auch gegenüber dem Kochtest eine
erhebliche Widerstandsfähigkeit zeigen.
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Bevorzugt wird ein Emulsionsvinylchloridhomo- und/oder Emulsionsvinylchlo-ridcopolymerisat
als verpastbares Vinylchloridhomo- und/oder -copolymerisat eingesetzt. Weiterhin
kann mit als Extender-Typen geeigneten feinteiligen Suspensionstypen gemischt werden.
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Im Plastisol werden die üblichen Füllstoffe mit einem Teilchendurchmesser
-unter 100 pm, vorzugsweise mit einem Teilchendurchmesser von 1 bis -40 çm, eingesetzt.
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Bevorzugt wird als Haftvermittler der allgemeinen Formel R3RzSi(OR1)3
(a)-das N-beta-(aminuäthyl-)gamma-aminopropyl-trimethoxysilan (H2N-CH2-NH-CH2-CH2-CH2-5i(oGH3)3)
eingesetzt. Als Haftvermittler auf der Basis eines Polyaminoamids (b) wird noch
bevorzugt ein polymeres Amin mit einem Molekulargewicht von über 500 und einer Aminzahl
von mindestens 50 verwendet.
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Nach einer vorzugsweisen Ausführungsform ist im Plastisol
als
Haftvermittler auf der Basis eines Ketimins ein polymeres Ketimin enthalten.
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Nach einer anderen Ausführungsform ist der Haftvermittler auf der
Basis eines Polyaminoamids (b) und/oder auf der Basis eines Ketimins (c) bis zu
50 % (bezogen auf die einzusetzenden Massenanteile an Haftvermittler b und c), vorzugsweise
bis 30 % durch einen Haftvermittler auf der Basis eines Methacrylates ersetzt-.
Als Haft vermittler auf der Basis eines Methacrylates wird bevorzugt Trimethylolpropantrimethacrylat
eingesetzt.
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Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform besteht das Polyvinylchloridplastisol
aus je 100 Gewichtsteilen des verpastbaren Vinylchloridhomo- und/oder -copolymerisates,
0 bis ca. 350 Gewichtsteile mindestens eines feinteiligen Füllstoffes, ca. 50 bis
ca. 200 Gewichtsteile mindestens eines Weichmachers oder einer Weichmachermischung,0
bis ca. 10 Gewichtsteile mindestens eines Stabilisators, ca. 1 bis ca. 12 Gewichtsteile
des erfindungsgemäßen Haftvermittlergemisches sowie ggf. Farb-und/oder Hilfsstoffen.
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Nach einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform sind im Plastisol
je 100 Gewichtsteile des verpastbaren Vinylchloridhomo- und/oder -copolymerisats
10 bis 250 Gewichtsteile mindestens eines feinteiligen Füllstoffes mit einem mittleren
Teilchendurchmesser
unter 100 pm, vorzugsweise von 1 bis 10 pm,
60 bis 120 Gewichtsteile mindestens eines Weichmachers oder ein-er Weichmachermischung,
0,6 bis 4 Gewichtsteile mindestens eines Stabilisators; 3 bis 8 Gewichtsteile des
Gemisches der Haftvermittler im Verhältnis a : (b und/oder c) 1: 1 bis 1 : 10 sowie
ggf. Farb- und/oder Hilfsstoffe enthalten.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Beschichtung und
Verklebung von Formteilen, Gegenständen oder Bauteilen mit einem Plastisol auf der
Basis mindestens eines feinteiligen Vinylchloridhomo- und/oder -copolymerisates,
das mindestens einen üblichen Weichmacher oder eine Weichmachermischung sowie ggf.
einen feinteiligen Füllstoff, einen Stabilisator, übliche Farb- und andere Hilfsstoffe
und ca. 1 bis ca. 12 Gewichtsteile, vorzugsweise 3 bis 8 Gewichtsteile des Haftvermittlergemisches
enthält. Als Haftvermittler wird eine Verbindung der allgemeinen Formel -.
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R3RzSi(OR1)3 (a), worin R1 eine Alkylgruppe, vorzugsweise Methyl-
oder Äthylgruppe R2 eine Alkyl-, Aralkyl-, Aryl- oder Aminoalkylgruppe, Alkoxygruppe,
Alkylcarboxylgruppe, vorzugsweise Aminoalkylgruppe und R3 ein Wasserstoffatom, Halogenatom?
eine Aminogruppe oder eine Aminoalkylgruppe bedeutet, verwendet, in Kombination
mit mindestens
einem weiteren Haftvermittler für PVC-Plastisole
auf der Basis eines Polyaminoamids (b) und/oder eines Haftvermittlers für PVC-Plastisole
auf der Basis eines Ketimins (c) im Gewichtsverhältnis von a : (b) und/oder (c)
1 : 1 bis 1 : 10. Das so hergestellte Plastisol wird auf die zu beschichtenden oder
verklebenden Formteile, Gegenstände oder Bauteile aufgebracht und auf Temperaturen
von ca. 100 bis ca. 210 E, vorzugsweise 1 0 bis 180 OC, erhitzt.
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Das Plastisol dient vorzugsweise zum Verkleben von Formteilen, Gegenständen
oder Bauteilen aus Metall, Metall und Glas sowie Glas und Glas oder zum Verkleben
anderer Gegenstände, die auf die angegebenen Temperaturen erhitzt werden können.
Die Auftragung der erfindungsgemäßen Plastisole erfolgt in bekannter Weise und üblicher
Schichtdicke, zum Beispiel durch Spritzen, Rakeln, Tauchen, Streichen.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren, bei dem als verpaatbares
Vinylchloridhomopolymerisat ein solches mit einem K-Wert von ca. 60 bis 80, vorzugsweise
62 bis 75 und/oder Vinylchloridcopolymerisat mit einem H-Wert von ca. 60 bis 72,
vorzugsweise 65 bis 70, im Plastisol verwendet wird, das mit ca. 1 bis ca. 12 Gewichtsteilen,
vorzugsweise 3 bis 8 Gewichtsteilen, des Haftvermittlergemisches aus den Bestandteilen
a) und b) und/oder c) verwendet im Gewichtsverhältnis von a : (b und/oder c) 1 :
1 bis 1 : 10, getrennt oder
mit den anderen Zusatz- oder Hilfsstoffen
vermischt zugegeben und das Plastisol auf die zu beschichtenden Formteile, Gegenstände
oder Bauteile aufgebracht und auf Temperaturen von ca.
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100 bis ca. 210 C, vorzugsweise 140 bis 180 C, erhitzt wird.
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Nach einer vorzugsweisen Ausführungsform wird ein Plastisol enthaltend
-je 100 Gewichtsteile des verpastbaren Vinylchloridhomo- und/oder -copolymerisats,
10 bis 250 Gewichtsteile mindestens eines feinteiligen Füllstoffes mit einem mittleren
Teilchendurchmesser unter 100 Bm, vorzugsweise von 1 bis 10 pm, 60 bis 120 Gewichtsteile
mindestens eines Weichmachers oder einer Weichmachermischung, 0,6 bis 4 Gewichtsteile
mindestens eines Stabilisators, 3 bis 8 Gewichtsteile eines Gemisches von Haftvermittlern
aus den Bestandteilen, a, b und/oder c sowie ggf. Farb- und/oder Hilfsstoffe auf
die zu beschichtenden oder verklebenden Formteile, Gegenstände oder Bauteile aufgebracht
und auf Temperaturen von ca. 100 bis ca. 210 OC, vorzugsweise 140 bis 180 C, erhitzt.
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Nach einer Ausführungsform beträgt das vorzugsweise Gewichtsverhältnis
des Haftvermittlers a : Cb und/oder c) 1 : 2 bis 1 : 10.
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Vergleichsbeispiele a) In einem Planetenmischer wurde folgendes Plastisol
gemischt: verpastbares Polyvinylchlorid (Emulsionshomopolymerisat, K-Wert = 74)
100 Gewichtsteile feinteilige Kreide (mittlerer Teilchendurchmesser = 14 pm) 225
Weichmacher (DOP) 95 II dreibasisches Bleisulfat 2 Haftvermittler auf Ketiminbasis
2 Das erhaltene Plastisol wurde auf Blech und auf Glas aufgetragen und jeweils 20
Minuten bei 180 C eingebrannt. Anschließend wurde die Haftung beurteilt: Haftung
auf Blech : mäßig bis schlecht Haftung auf Glas : sehr schlecht.
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Unter Beibehaltung der Rezeptur nach Vergleichsbeispiel a) und der
Verarbeitungsmaßnahmen wurden die Gewichtsanteile des Haftvermittlers erhöht, und
zwar:
b) Haftvermittler auf Ketiminbasis 5 Gewichtsteile c) Haftvermittler
auf Ketiminbasis 10 Gewichtsteile die erhaltenen Plastisole wurden auf Blech und
auf Glas aufgetragen und jeweils 20 Minuten bei 180 C eingebrannt. Anschließend
wurde die Haftung beurteilt: b) Haftung auf Blech: mäßig Haftung auf Glas : sehr
schlecht c) Haftung auf Blech: gut Haftung auf Glas : sehr schlecht.
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Außerdem wurde durch die Paste eine Verklebung von Glas und Blech
nach einer 20-minütigen Gelierung bei 180 1:; hergestellt. Nach einem 24-stündigen
Kochen dieses Verbundes in Wasser wurde die Haftung geprüft.
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Ergebnisse bei b) und c): -sehr schlechte Haftung.
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Ähnliche Uergleichsversuche wurden mit den gleichen Gewichtsteilen
an Polyaminsamid durchgeführt, wobei zum Teil noch schlechtere Ergebnisse auftraten.
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Unter Beibehaltung der Rezeptur nach Vergleichsbeispiel a) und den
Verarbeitungsmaßnahmen wurde als Haftvermittler ein Gemisch eingesetzt, bestehend
aus: d) Haftvermittler auf Polyaminoamidbais 2,5 Gewichtsteile Haftvermittler auf
Ketiminbasis 2,5 Geuichtsteile Versuchsergebnisse entsprechend der im Vergleichsbeispiel
a) durchgeführten Maßnahmen: Haftung auf Blech: mäßig Haftung auf Glas : sehr schlecht
Haftung auf Glas/ Blech - Kochtest : sehr schlecht.
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e) Unter Beibehaltung der Rezeptur nach Vergleichsbeispiel a) und
der Arbeitsmaßnahmen wurden die Gewichtsanteile des Haftvermittlergemisches erhoht.
Dabei wurde ein Haftvermittlergemisch eingesetzt, bestehend aus: Haftvermittler
auf Polyaminoamidbasis 5 Gewichtsteile Haftvermittler auf Ketiminbasis 5 Gewichtsteile.
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Die Testversuche wurden wie im Beispiel a) durchgeführt:
Haftung
auf Blech: gut Haftung auf Glas : sehr schlecht Haftung auf Glas/ Blech - Kochtest
: sehr schlecht f) Es wurde ein Plastisol wie in Beispiel a hergestellt, wobei jedoch
abweichend davon anstelle der beiden Haft vermittler 2 Gewichtsteile N-beta-(aminsäthyl-)gamma-aminopropyltrimethoxysilan
eingesetzt wurden. Es erfolgten die gleichen Prüfungen wie in Beispiel a).
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Ergebnisse: Haftung auf Blech: mäßig bis schlecht Haftung auf Glas
: gut Haftung der Blech-Glas verklebung nach 24-stündigem Kochtest in Wasser: mäßig.
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g) Die Gesichts anteile des Haftvermittlers gemäß Beispiel f) wurden
unter Beibehaltung der Rezeptur er-höht.
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Anstelle von 2 Gewichtsteilen wurden -5 Gewichtsteile N-beta-(aminnäthyl-)gamma-aminopropyltrimethoxysilan
eingesetzt. Dabei mußte festgestellt werden, daß das Plastisol bei einem höheren
Silan-Haftvermittler-Gehalt nicht mehr so gut verarbeithar war.
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Das Plastisol ist bei einem höheren Silangehalt an der Luft nicht
mehr bzw. nur eingeschränkt lagerfähig. Die Vergleichsteste wurde wie im Beispiel
a) durchgeführt: Haftung auf Blech: mäßig bis schlecht Haftung auf Glas : gut Haftung
auf Glas/ Blech - Kochtest : mäßig.
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Ausführungsbeispiele: 1. Es wurde ein Plastisol wie in Beispiel a)
hergestellt, wobei jedoch abweichend davon als Haftvermittler 2,5 Gewichtsteile
des Haftvermittlers auf Polyaminoamidbasis und 2,5 Gewichtsteile des Haftvermittlers
auf Ketiminbasis sowie zusätzlich 1 Gewichtsteil N-beta-(aminsäthyl-)gamma-aminopropyltrimethoxysilan
eingesetzt wurden.
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Die analogen Prüfungen wie in Beispiel a) ergaben: Haftung auf Blech:
gut Haftung auf Glas : gut Haftung der Blech.-Glasverklebung nach 24-stündigem Kochtest
in Wasser : gut.
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2. Es wurde ein Plastisol wie im Vergleichsbeispiel 1 hergestellt,
wobei jedoch als Haftvermittler ein Gemisch aus 2 Gewichtsteilen des Haftvermittlers
auf Polyaminoamidbasis, 2 Gewichtsteile des Haftvermittlers auf Ketiminbasis sowie
zusätzlich 1 Gewichtsteile N-beta-(aminsäthyl-)gamma-aminopropyltrimethoxysilan
verwendet wurden.
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Bei analogen Prüfungen wie im Beispiel a) ergaben sich:
Haftung
auf Blech: gut Haftung auf Glas : gut Haftung der Blech-Glasverklebung nach 24-stündigem
Kochtest in Wasser : gut.
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3. Es wurde ein Plastisol wie im Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch
als Haftvermittler ein Gemisch aus 5 Gewichtsteilen des Haftvermittlers auf Polyaminoamidbasis,
5 Gewichtsteile des Haftvermittlers auf Ketiminbasis sowie zusätzlich 1 Gewichtsteil
N-beta-(aminsäthyl-)gamma-aminopropyltrimethoxysilan verwendet wurden.
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Die analogen Prüfungen wie im Beispiel a) ergaben: Haftung auf Blech:
sehr gut Haftung auf Glas : sehr gut Haftung der Blech-Glasverklebung nach 24-stündigem
Kochtest in Wasser : sehr gut.
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4. Es wurde ein Plastisol wie im Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch
ein Haftvermittlergemisch bestehend aus 10 Gewichtsteilen eines Haftvermittlers
auf Ketiminbasis und 1 Gewichtsteil des Haftvermittlers N-beta-(aminoäthyl-)gamma-aminopropyltri
methoxysilan.
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Die analogen Prüfungen wie im Beispiel a) ergaben: Haftung auf Blech:
sehr gut Haftung auf Glas : sehr gut Haftung der Blech-Glasverklebung nach 24-stündigem
Kochtest in Wasser : sehr gut.
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5. Es wurde ein Plastisol wie im Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch
abweichend als Haftvermittler 5 Gewichtsteile eines Haftvermittlers auf Polyaminoamidbasis
und 1 Gewichtsteile N-beta-(aminsäthyl-)gamma-aminopropyltrimethoxysilan verwendet
wurden.
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Die analogen Prüfungen wie im Beispiel a)ergaben: Haftung auf Blech:
gut bis mäßig Haftung auf Glas : gut Haftung der Blech-Glasverklebung nach 24-stündigem
Kochtest in Wasser : gut bis mäßig.
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6. Es wurde ein Plastisol wie im Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch
abweichend davon als Haftvermittler 3 Gewichtst-eile eines Haftvermittlers auf Polyaminoamidbasis,
3 Gewichtsteile eines Haftvermittlers auf Ketiminbasis, 0,7 Gewichtsteile N-beta-(aminzäthyl-)gamme-aminopropyltrimethoxysialn
und 0,5 Gewichtsteile Gamma-aminopropyltrimethoxid-silan verwendet wurden.
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Die analogen Prüfungen wie im Beispiel a) ergaben: Haftung auf Blech:
gut bis sehr gut Haftung auf Glas : gut Haftung der Blech-Glasverklebung nach 24-stündigem
Kochtest in Wasser : gut.
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7. Es wurde ein Plastisol wie im Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch
abweichend davon als Haftvermittler 1 Gewichtsteil N-beta-(aminsäthyl-)gamma-aminopropyltrimethoxysilan,
0,3 Gewichtsteile Gamma-aminopropyltrimethoxid-silan verwendet wurden.
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Haftung auf Blech: gut bis sehr gut Haftung auf Glas : sehr gut Haftung
der Blech-Glasverklebung nach 24-stündigem Kochtest in Wasser : sehr gut.