DD278033A3

DD278033A3 - Aktivator fuer cyanacrylatklebstoffe

Info

Publication number: DD278033A3
Application number: DD87304436A
Authority: DD
Inventors: Juergen Hartung; Gunther Weber; Siglind Pollandt; Ruthardt Deutrich; Lothar Beyer
Original assignee: Kolloidchemie Leipzig Veb
Priority date: 1987-07-02
Filing date: 1987-07-02
Publication date: 1990-04-25

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Aktivator fuer Cyanacrylatklebstoffe, der neben der Beschleunigung des Aushaertevorganges eine erhoehte Klebefestigkeit hervorruft. Erfindungsgemaess wird eine 0,1-10%ige Loesung von a-Cyano-b-aminodithioacrylsaeureestern in einem organischen Loesungsmittel zur Vorbehandlung der zu verklebenden Flaechen verwendet. Die Erfindung kann ueberall dort angewendet werden, wo eine schnellere Aushaertung von Cyanacrylaten erfolgen soll und/oder eine Erhoehung der Festigkeit der Klebeverbindung erzielt werden soll.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Klebetechnik mit Cyanacrylaten. Die Erfindung ist überall dort anwendbar, wo eine Beschleunigung des Aushärtevorgangs dieser Klebstoffe erfolgen soll und/oder eine Erhöhung der Festigkeit der Klebeverbindung erzielt werden soll.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Klebstoffe auf der Basis von Cyanacrylaten der allgemeinen Formel CH₂=C(CN)-C(O)-OR, worin R ein - gegebenenfalls substituierter - Kohlenwasserstoff rest bedeutet, sind allgemein bekannt. Die Klebstotformulierungen zählen zu den sogenannten „Sekundenklebern", auch wenn die Aushärtezeit in vielen Fällen sich im Minutenbereich bewegt. Die Härtung erfolgt durch anionische Polymerisation, die durch die Feuchtigkeit an den zu verklebenden Oberflächen, speziell durch die hier gegenwärtigen Hydroxidionen, initiiert wird.

Um solche Klebstofformulierungen lagerfähig zu machen, werden neben radikalisch wirkenden Inhibitoren vor allem saure Stoffe zur Stabilisierung zugesetzt.

Beim Klebevorgang kann nun line zu große Acidität der zu verklebenden Oberflächen die Aushärtung ebenfalls stark verlangsamen bzw. ganz verhindern. Aus diesem Grunde werden Aktivatoren zur Vorbehandlung von Oberflächen vorgeschlagen, die allgemein der Gruppe basischer Substanzen zugeordnet werden können. Aus der PS GB 2078763 sind als geeignete Verbindungen Alkalihydroxide, Verbindungen von Alkalien mit schwachen Säuren, Erdalkalihydroxide, Metallseifen und Amine bekannt.

Andererseits ist jedoch allgemein bekannt, daß mit zwangsläufigbeschleunigter Verfestigung kurzfristig erhöhte Spannungen in den Klebeschichten f üftreten, die sich über Schrumpfprozesse abbauen und zu vorzeitigen Löseerscheinungen führen können. (ENDLICH, W.: Zeitg· mäße Acrylatklebstoffe, Limeshain, 1985). Je höher die Beschleunigung ist, um so mehr verringert sich die Festigkeit der Klebeverbindung (LOCTITE.-Anwenderseminar: Kleben-die rationelle Verbindungstechnik, LOCTITE Europa GmbH, Wien).

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, mittels eines Aktpato^s eine beschleunigte Aushärtung von Cyanacrylatklebstoffen zu erreichen, wobei gleichzeitig die Festigkeit der Klebeveiuindung erhöht werden soll.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung hat die Aufgabe, mittels eines Aktivators, der die anionische Polymerisation beschleunigt und so beeinflußt, daß ein guter Haftverbund zwischen Werkstoff-Polymer-Werkstoff entsteht, eine schnellere und gleichzeitig festere Klebeverbindung beim Kleben mit Cyanacr/Iaten zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß a-Cyano-ß-aminodithioacrylsäureestbr der allgemeinen Formel

R² ,CN

R¹HN ;

S ι

R' = H, Alkyl, Aryl, substituiertes Aryl, Hetaryl,

R² = Alkyl, Aryl,

R³ = Alkyl, Carbalkoxyalkyl, Aryl, substituiertes Aryl

sein können, verwendet werden.

Diese Verbindungen sind nach Literaturvorschrift (KREUTZMANN, J.: Z. Chem. 19 [1979], 372) einfach darstellbar.

Erfindungsgemäß werden diese Verbindungen in einem organischen Lösungsmittel bzw. LösungsmiUelgemisch gelöst, so daß eine 0,1-10%ige Lösung entsteht. Als Lösungsmittel werden Ketone bzw. chlorierte Kohlenwasserstoffe bevorzugt verwendet.

Mit dieser Lösung wird mindestens eine der zu verklebenden Flächen behandelt, z. B. durch Tauchen oder Aufpinseln.

Nach dem Ablüften des Lösungsmittels wird der Cyanacrylatklebstoff auf eine Fläche aufgetragen und beide Flächen sofort miteinander in Kontakt gebracht. Dadurch erreicht man eine drastische Verkürzung der Fixierzeit, d.i. die Zeit nach der die verklebten Teile aneinander haften und nur unter Anwendung größerer Kraft wieder getrennt werden können, ohne daß schon die Endfestigkeit der Klebeverbindung erreicht ist.

Eine Prüfung der Klebestelle auf Zugscherfestigkeit nach 24h ergibt deutlich bessere Werte, als eine Verklebung ohne Aktivator.

A'jsführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert werden:

Ausführungsbeispiel 1

Zwei Aluminiumstreifen mit 25 mm χ 125 mm Fläche werden mit einer Überlappung von 10 mm verklebt (Klebefläche 250 mm²):

Um reproduzierbare Oberflächenbeschaffenheit zu erreichen, werden alle Probestreifen in einem sauren Beizbad jeweils gleich vorbehandelt.

Ein Streifen wird in eine 0,5%ige Lösung des a-Cyano-ß-aminodithioacrylsäureesters der obigen Formel mit R¹ = P(CH₃I₂N-C₆H₄-, R² = CH₃, V³ = C₂H₅ in Aceton getaucht und das Lösungsmittel anschließend abgelüftet. Auf die Klebefläche des anderen Aluminiumstreifens wird Methylcyanacrylat, stabilisiert mit 300ppm SO₂ aufgetragen und beide Klebeflächen werden in Kontakt gebracht.

Auf diese Weise erreicht man eine Fixierzeit von 5-lOs. Die nach 24h gemessene Zugscherfesligkeit beträgt 17,6Nmm~².

Als Vergleich hierzu beträgt die ^qixierzeit ohne Aktivator 3,5-4,5min und die Zugscherfestigkeit 12,1 NmnrT².

Au;iführungsbeispiel 2

Es wird wie im Beispiel 1 verfahren, mit dem Unterschied, daß als Klebstoff Ethylcyanacrylat verwendet wird.

Ergebnis: mit Aktivator: Fixierzeit: 20-3Os

Zugscherfestigkeit: 14,3 Nmm"² ohne Aktivator: Fixierzeit: 5 min

Zugscherfestigkeit: 10,4 NrnnT²

Ausführungsbeispiel 3

Es wird wie in Beispiel 1 vorgegangen, mit dem Unterschied, daß als Aktivator der a-Cyano-ß-aminodithioacrylsäureester mit R¹ = H, R² = CH₃, R³ = C₂H₅ verwendet wird.

Die Fixierzeit beträgt 15-2Os, die Zug Scherfestigkeit 15,7NmnrT².

Ausführungsbeispiel 4

Objektträger aus Glas gleicher Dicke (etwa 1 mm) mit einer Fläche von 25mm χ 75mm, die mit Chromschwefelsäure gereinigt, mit dest. Wasser gespült und an der Luft getrocknet wurden, werden auf folgende Art und Weise auf einer Länge von 30 mm verklebt:

Eine Klebefläche wird wie im Beispiel 1 mit Aktivator behandelt, auf die andere Methylcyanacrylat aufgetragen und sofort in Kontakt gebracht. Eine Zugscherbelastung wird vorgenommen, wobei nach 2s die Klebeverbindung so fest ist, daß ein Bruch des Glases eintritt. Im Vergleich dazu erfolgt ohne Aktivator der Bruch erst nach 40s Aushärtezeit, vorher wird jeweils die noch nicht feste Klebeverbindung getrennt.

Ausführungsbeispiel 5

Es wird wie im Beispiel 4 verfahren, mit dem Unterschied, daß Ethylcyanacrvlat ve.' jndetwird. Unter Verwendung von Aktivator erfolgt nach 5s Glasbruch, ohne Aktivator nach 80s.

Claims

1. Aktivator für Cyanacrylatklebstoffe, gekennzeichnet dadurch, daß eine 0,1-10%ige Lösung von a-Cyano-ß-aminodithioocrylsäureestern der allgemeinen Formel

_CN

R¹Hn' ^C-S-R³

s' ,

R¹ = H, Alkyl, Aryl, substituiertes Aryl, Hetaryl,

R² = Alkyl, Aryl

R³ = Alkyl, Carbalkoxyalkyl, Aryl, substituiertes Aryl

sein können, in einem organischen Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch, vorzugsweise aus den Klassen der Ketone und chlorierten Kohlenwasserstoffe, zur Behandlung mindestens einer der zu verklebenden Flächen vor dem üblichen Klebevorgang mit Cyanacrylatklebstoffen verwendet