EP0576453A1 - Schmelzklebstoff - Google Patents

Schmelzklebstoff

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Publication number
EP0576453A1
EP0576453A1 EP92905722A EP92905722A EP0576453A1 EP 0576453 A1 EP0576453 A1 EP 0576453A1 EP 92905722 A EP92905722 A EP 92905722A EP 92905722 A EP92905722 A EP 92905722A EP 0576453 A1 EP0576453 A1 EP 0576453A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
melt adhesive
hot melt
adhesive according
tackifier
hot
Prior art date
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Ceased
Application number
EP92905722A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Georg Kinzelmann
Regina Biele
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henkel AG and Co KGaA
Original Assignee
Henkel AG and Co KGaA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE4109104A external-priority patent/DE4109104A1/de
Priority claimed from DE4135730A external-priority patent/DE4135730A1/de
Application filed by Henkel AG and Co KGaA filed Critical Henkel AG and Co KGaA
Publication of EP0576453A1 publication Critical patent/EP0576453A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J175/00—Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J175/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2170/00—Compositions for adhesives
    • C08G2170/20—Compositions for hot melt adhesives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00—Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/02—Organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials
    • C08L2666/14—Macromolecular compounds according to C08L59/00 - C08L87/00; Derivatives thereof
    • C08L2666/22—Macromolecular compounds not provided for in C08L2666/16 - C08L2666/20

Definitions

  • the invention relates to a hot melt adhesive, its use, an adhesive process and joining parts with the hot melt adhesive.
  • Hot melt adhesive is understood to mean a one-component, water-free and solvent-free adhesive which is solid at room temperature and which is applied as a melt to produce the adhesive bond and, when it cools, causes the bond to solidify.
  • the parts to be joined are put together immediately, at most a few minutes after the adhesive melt has been applied.
  • Pressure sensitive adhesives are also known which are applied from the melt. These are adhesives that are permanently sticky at room temperature and adhere immediately to almost all substrates when lightly applied. They also allow after long waiting times a large-area gluing, but the strengths are very low. They are therefore mainly used when later separation is required, for example with adhesive plasters, labels, adhesive tapes, etc. In order to avoid unwanted gluing, the sticky surfaces must be covered with silicone paper.
  • Such hot melt adhesives are e.g. known from the brochure "Technical Information" from tivoli-Werke AG, Hamburg.
  • the product TIVOMELT 9617/11 is known from the technical information about reactive hotmelt: TIVOMELT 9600 and TIVOMELT 9617 from March 1986. It is a PUR prepolymer hot melt adhesive that reacts with moisture.
  • the product has a particularly long open time in which the gluing can be carried out. Shortly after applying the adhesive, it has adhesive properties. This means that the materials to be glued must be fixed during the setting phase. After an initial phase of approx. 10 minutes, the strength increases rapidly through crystallization. The accompanying reaction with moisture ends after 2 to 7 days, depending on the ambient temperature and the amount of moisture available.
  • the product TIVOMELT 9617/76 shows a much higher initial strength and a significantly harder film.
  • the setting speed shows a certain similarity to the usual hot melt adhesives.
  • DE-Al-32 36 313 describes a hot melt adhesive composed of the following components: prepolymer isocyanate, thermoplastic polyurethane and a low molecular weight synthetic resin. 10 seconds after it has been applied from the melt, the part to be joined is placed on and pressed on (see application example 1).
  • Japanese Patent JP 61,115,977 describes a hot melt adhesive composed of the following constituents: aromatic oil, an urethane prepolymer containing NCO groups, a tackifier, for example a coumarone, a coumarone / indene, a terpene / phenol, a styrene or terpene -Resin.
  • the object of the invention is to improve the handling of the hot melt adhesives without or without significant disadvantages with regard to the strength properties.
  • the hot melt adhesive according to the invention is solid according to the general definition at room temperature and practically nothing adheres to it without the action of pressure. It is free of water and volatile solvents.
  • Open time is understood to mean the time during which pressure can be applied. It is approximately 10 minutes and more, preferably more than one hour, in particular more than 2 hours, at a contact pressure of 5 kg / cm 2 and at a storage climate of 25 ° C. and 26% relative atmospheric humidity.
  • strengths initial strengths
  • strengths are achieved for 30 seconds, preferably more than 1.5 MPa.
  • the hot-melt adhesive according to the invention has a Shore A hardness of less than 65, in particular 10 to 55, after application to the parts to be joined and after it has cooled to room temperature within 10 minutes. Its glass transition temperature is preferably between -10 and +30, in particular between 10 and 25 ° C. In order to achieve an optimal film hardness and glass transition temperature, the hot melt adhesive in a special embodiment should contain the following components in% by weight, based on the hot melt adhesive:
  • polymer such as polyester, polyamide, polyethylene vinyl acetate, which does not crystallize within the open time.
  • the tackifier is added in an amount of 0 to 50% by weight, preferably 20 to 50% by weight, based on the total adhesive.
  • a plasticizer can be added to the adhesive - instead of or preferably together with the tackifier - in an amount of up to 30%, preferably 5 to 25% by weight, based on the hot melt adhesive as a whole.
  • a polyester diol is preferably used as the diol component.
  • the tackifier is added in an amount of 1 to 50% by weight, preferably 5 to 30% by weight, based on the total adhesive.
  • a plasticizer can also be added to the adhesive in an amount of up to 25%, preferably 1 to 10% by weight, based on the hot melt adhesive as a whole.
  • the crystallization of the polymer can be recognized from the cloudiness of the initially transparent adhesive film.
  • the components are melted together and mixed intensively, e.g. at 180 to 200 ° C.
  • the adhesive according to the invention can be used as usual, i.e. the parts to be connected are pressed together immediately after the melt has been applied.
  • the hot melt adhesive is applied as a melt to the surface of both parts to be joined and the hot melt adhesive is cooled to room temperature within about 10 minutes.
  • the hot melt adhesive according to the invention can be treated like a contact adhesive applied from the melt.
  • the hot melt adhesive according to the invention thus has the advantageous properties of a hot melt adhesive and that of a contact adhesive.
  • the disadvantages of a contact adhesive e.g. the emission of organic solvents or the long flash-off time in a water-based system combined with generally low heat resistance are avoided.
  • Zuoscherfestiokeit (ZSF) on one-piece overlapping beechwood test specimens (80 ⁇ 50 ⁇ 4 mm).
  • the adhesive was applied at 180 to 200 ° C with a doctor blade.
  • the application thickness was 100 ⁇ m in example A and 250 ⁇ m in example B. It was cooled in 10 minutes by storage at room temperature. The waiting time until pressing began immediately after the coated test specimens had cooled.
  • the glass temperature (Tg) of the uncrosslinked coating material was determined by means of dynamic-mechanical-thermal analysis.
  • the maximum of tan delta at a frequency of 1 Hz and a heating rate of 2 ° C / min is defined as Tg.
  • Type% by weight Type% by weight Type% by weight Type% by weight Type% by weight immediately hardens
  • DYNAPOL S 1229 is a medium-crystalline, saturated, linear copolyester with an average molecular weight M n of 12,200 from Hüls AG.
  • MACR0ME1T 6239 is a thermoplastic
  • Polyamide hot melt adhesive from Henkel KGaA Polyamide hot melt adhesive from Henkel KGaA.
  • the synthetic resin AP is a ketone formaldehyde resin from Hüls AG for increasing gloss in NC and
  • STAYBELITE Ester 10 is a triethylene glycol ester of hydrogenated rosin from Hercules.
  • DOP is an abbreviation for dioctyl phthalate.
  • KETJENFLEX 8 is an N-ethylbenzenesulfonamide resin from AKZO, which is offered as a plasticizer for polyamides.
  • Example B The comparative examples are identified by a preceding V in the 1st column.
  • Example B The comparative examples are identified by a preceding V in the 1st column.
  • polyester urethanes The synthesis of the polyester urethanes was carried out in a known manner from polyester diols with 2 to 2.2 equivalents of diphenylmethane-4,4'-diisocyanate in the melt. Tackifiers and optionally plasticizers were added after the theoretical NCO value had been reached and the mixture was homogenized in the melt. For more information, see Table 3. Examples 2 and 4 are according to the invention, Examples 1 and 3 are not.
  • PE 230 a linear polyester made from adipic acid, isophthalic acid and diethylene glycol

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description

"Schmelzklebstoff"
Die Erfindung betrifft einen Schmelzklebstoff, seine Verwendung, ein Klebeverfahren und Fügeteile mit dem Schmelzklebstoff.
Unter Schmelzklebstoff wird ein einkomponentiger, bei Raumtemperatur fester, wasser- und lösungsmittelfreier Klebstoff verstanden, der zur Herstellung der Verklebung als Schmelze aufgetragen wird und beim Abkühlen durch Verfestigung die Bindung bewirkt. Üblicherweise werden die zu verbindenden Fügeteile sofort, maximal nach wenigen Minuten nach der Auftragung der Klebstoff-Schmelze zusammengefügt. Man kann sie jedoch auch zunächst nur beschichten und mehr oder weniger lange Zeit lagern und schließlich den Klebstoff durch Erwärmen auf die Verarbeitungstemperatur aktivieren. Da der Schmelzklebstoff nicht nur beim Auftragen, sondern auch zum Verbinden der Fügeteile geschmolzen sein muß, ergeben sich Nachteile in seiner Handhabung. Großflächige Verklebungen mit geringer Auftragsmenge und lange Wartezeiten bis zum Fügen sind nicht ohne zusätzliche Erwärmung möglich.
Es sind auch Haftklebstoffe bekannt, die aus der Schmelze aufgetragen werden. Dabei handelt es sich um Klebstoffe, die bei Raumtemperatur permanent klebrig sind und bei leichtem Anpreßdruck sofort auf fast allen Substraten haften. Sie erlauben zwar auch nach längerer Wartezeit eine großflächige Verklebung, jedoch sind die Festigkeiten sehr gering. Sie werden daher vorwiegend dann eingesetzt, wenn eine spätere Trennung erwünscht ist, z.B. bei Heftpflaster, Etiketten, Klebebändern usw.. Um eine unerwünschte Verklebung zu vermeiden, müssen die klebrigen Flächen mit einem Silikonpapier abgedeckt werden.
Derartige Schmelzklebstoffe sind z.B. aus der Broschüre "Technische Information" der Firma tivoli-Werke AG, Hamburg, bekannt. Aus der technischen Information über Reaktiv-Hotmelt: TIVOMELT 9600 und TIVOMELT 9617 vom März 1986 ist das Produkt TIVOMELT 9617/11 bekannt. Es handelt sich dabei um ein PUR-PrepolymerSchmelzklebstoff, der mit Feuchtigkeit reagiert. Das Produkt hat eine besonders lange offene Zeit, in der die Verklebung vorgenommen werden kann. Kurz nach dem Klebstoffauftrag besitzt es haftklebende Eigenschaften. Dies bedingt, daß die zu verklebenden Materialien während der Abbindephase fixiert werden müssen. Nach einer Anfangsphase von ca. 10 Minuten tritt eine rasche Zunahme der Festigkeit durch Kristallisation ein. Die einhergehende Reaktion mit Feuchtigkeit ist je nach Umgebungstemperatur und Feuchtigkeitsangebot nach 2 bis 7 Tagen beendet. Das Produkt TIVOMELT 9617/76 zeigt eine wesentlich höhere Anfangsfestigkeit und einen deutlichen härteren Film. Die Abbindegeschwindigkeit zeigt eine gewisse Ähnlichkeit mit den üblichen Schmelzklebstoffen.
In der DE-Al-32 36 313 wird ein Schmelzklebstoff aus folgenden Bestandteilen beschrieben: prepolymeres Isocyanat, thermoplastisches Polyurethan und ein niedermolekulares Kunstharz. 10 Sekunden nach seinem Auftrag aus der Schmelze wird das zu verbindende Fügeteil aufgelegt und angepreßt (siehe Anwendungsbeispiel 1). In der japanischen Patentschrift JP 61,115,977 wird ein Schmelzklebstoff aus folgenden Bestandteilen beschrieben: aromatisches Öl, ein NCO-Gruppen-haltiges Urethanprepolymeres, ein Klebrigmacher, z.B. ein Cumaron-, ein Cumaron/Inden-, ein Terpen/Phenol-, ein Styrol- oder Terpen-Harz.
Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, die Handhabbarkeit der Schmelzklebstoffe zu verbessern, ohne oder ohne wesentliche Nachteile bezüglich der Festigkeitseigenschaften.
Die erfindungsgemäße Lösung ist den Ansprüchen zu entnehmen. Sie beruht im wesentlichen auf der Erkenntnis, daß bestimmte Schmelzklebstoffe auch wie Kontaktklebstoffe abbinden können.
Der erfindungsgemäße Schmelzklebstoff ist entsprechend der allgemeinen Definition bei Raumtemperatur fest, und es haftet ohne Druckeinwirkung praktisch nichts daran. Er ist frei von Wasser und flüchtigen Lösungsmitteln.
Unter "offener Zeit" wird die Zeit verstanden, in der unter Druckeinwirkung geklebt werden kann. Sie beträgt ca. 10 Min. und mehr, vorzugsweise mehr als eine Stunde, insbesondere mehr als 2 Stunden, bei einem Anpreßdruck von 5 kg/cm2 und bei einem Lagerklima von 25°C und 26 % relativer Luftfeuchtigkeit. Dabei werden unmittelbar nach dem Zusammenpressen bei 18 bis 23 °C für 30 Sekunden Festigkeiten (Anfangsfestigkeiten) von 1 MPa und mehr erzielt, bevorzugt mehr als 1,5 MPa.
Der erfindungsgemäße Schmelzklebstoff hat nach dem Auftragen auf die Fügeteile und nach seinem Erkalten innerhalb von 10 Minuten auf Raumtemperatur eine Shore A Härte von weniger als 65, insbesondere 10 bis 55. Seine Glastemperatur liegt vorzugsweise zwischen -10 und +30, insbesondere zwischen 10 und 25 °C. Um eine optimale Filmhärte und Glastemperatur zu erzielen, sollte der Schmelzklebstoff in einer besonderen Ausführungsform folgende Komponenten in Gew.-%, bezogen auf den Schmelzklebstoff enthalten:
1. 30 bis 95 Gew.-% Polymer wie Polyester, Polyamid, PolyEthylen-Vinylacetat, welches innerhalb der offenen Zeit nicht kristallisiert.
2. Ein Klebrigmacher mit einem Erweichungsbereich von 10 bis 150 °C. Bevorzugt werden Harze mit einem Erweichungsbereich von 50 bis 150 °C. Der Klebrigmacher wird in einer Menge von 0 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 50 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Klebstoff, zugesetzt.
3. Eventuell kann dem Klebstoff - anstelle oder vorzugsweise zusammen mit dem Klebrigmacher - noch ein Weichmacher in einer Menge bis zu 30 %, vorzugsweise 5 bis 25 Gew.-%, bezogen auf den Schmelzklebstoff insgesamt, zugegeben werden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform enthält folgende Komponenten:
1. Ein NCO-terminiertes Polyurethan/Prepolymer, welches innerhalb der offenen Zeit nicht kristallisiert. Es sollte ein Molekulargewicht Mn = 2 000 bis 10 000 g/Mol haben. Als Diolkomponente wird vorzugsweise ein Polyesterdiol eingesetzt.
2. Ein Klebrigmacher mit einem Erweichungsbereich von 40 bis 150 °C. Bevorzugt werden phenol-modifizierte Cumaron-IndenHarze mit einem Erweichungsbereich von 55 bis 105 °C. Der Klebrigmacher wird in einer Menge von 1 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Klebstoff, zugesetzt.
3. Eventuell kann dem Klebstoff noch ein Weichmacher in einer Menge bis zu 25 %, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf den Schmelzklebstoff insgesamt, zugegeben werden. Die Kristallisation des Polymeren ist an der Trübung des anfänglich transparenten Klebstoff- Films zu erkennen.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schmelzklebstoffes werden die Komponenten gemeinsam aufgeschmolzen und intensiv gemischt, z.B. bei 180 bis 200 °C.
Der erfindungsgemäße Klebstoff kann wie üblich verwendet werden, d.h. die zu verbindenden Teile werden unmittelbar nach dem Auftrag der Schmelze zusammengepreßt. Vorzugsweise trägt man jedoch den Schmelzklebstoff als Schmelze auf die Oberfläche beider Fügeteile auf und kühlt den Schmelzklebstoff innerhalb von ca. 10 Minuten auf Raumtemperatur ab. Zum Verkleben werden die Fügeteile ohne Erwärmung nach mehr als 10 Minuten zusammengedrückt. Das heißt, der erfindungsgemäße Schmelzklebstoff kann wie ein aus der Schmelze aufgetragener Kontaktklebstoff behandelt werden. Der erfindungsgemäße Schmelzklebstoff hat also die vorteilhaften Eigenschaften eines Schmelzklebstoffs sowie die eines Kontaktklebstoffs. Die Nachteile eines Kontaktklebstoffs, z.B. die Emission von organischen Lösungsmitteln oder die lange Ablüftzeit bei einem wasserbasierten System, verbunden mit im allgemeinen geringen Wärmestandfestigkeiten, werden vermieden.
Die Erfindung wird anhand folgender Beispiele näher erläutert, wobei folgende Prüfmethoden zugrunde gelegt werden:
Shore A Filmhärte nach DIN 53505 an mindestens 6 mm dicken Filmen.
Zuoscherfestiokeit (ZSF) an einschnittig überlappenden Buchenholzprüfkörpern (80×50×4 mm).
Der Klebstoffauftrag erfolgte bei 180 bis 200 °C mit einer Rakel. Die Auftragsstärke betrug 100 μm im Beispiel A und 250 μm im Beispiel B. Es wurde in 10 Minuten durch Lagerung bei Raumtemperatur abgekühlt. Die Wartezeit bis zum Verpressen begann unmittelbar nach Erkalten der beschichteten Prüfkörper.
Anpreßdruck 5 kg/cm2
Überlappungsfläche 1000 mm2
Prüfgeschwindigkeit 100 mm/min
Die Prüfung erfolgte im Beispiel Aa) sofort nach dem Verpressen (= ZSF sofort) und b) eine angegebene Anzahl von Tagen danach (= ZSFd) und im Beispiel B wenige Minuten nach dem Verpressen (= ZSF Anfang).
Die Bestimmung der Glastemperatur (Tg) der unvernetzten Besenichtungsmasse erfolgte mittels Dynamisch-Mechanischer-Thermischer-Analyse. Als Tg wird das Maximum von tan delta bei einer Frequenz von 1 Hz und einer Aufheizrate von 2 °C/min definiert.
Beispiel A:
Aa) Herstellung der Klebstoffe
Die in der Tab. 1 angegebenen Ausgangsstoffe wurden bei 180 bis
200 °C gemeinsam aufgeschmolzen und intensiv gemischt.
Die Kristallisation ist sehr leicht bei den Beispielen 1 bis 5 an
Hand der sehr deutlichen Trübung zu erkennen. Ab) Anwendung
Mit dem erhaltenen Schmelzklebstoff wurden - wie bei den Meßmethoden angegeben - Prüfkörper aus Buchenholz verklebt. In Abhängigkeit von der offenen Zeit wurde die Härte, die Anfangsfestigkeit und die Tg bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tab. 1 und 2 dargestellt.
Tabelle 1
Klebstoff-Zusammensetzung Offene Zeit Eigenschaften
Bsp.Polymer Harz Weichmacher verpreßt FilmZSF ZSFd Tg Art Gew.-% Art Gew.-% Art Gew.-% nach härte sofort
[min] [Shore A] [MPa] [MPa] [°C]
1 Dynapol 75 CI 20 DOP7) 5 10 14 1.5 51 19 S 1229-0 B1/75A
2 " 75 Kunst20 " 5 10 27 1.4 n.b 11 harz AP5) 30 53 2.3 "
3 " 75 Staybelite 20 " 5 10 11 2.6 n.b 16
Ester 106) 30 18 1.6 "
4 " 75 CI 20 " 5 10 20 1.8 51 16
B1/55A4)
5 " 75 CI 20 " 5 10 30 2.3 61 26
B1/105A4)
Tabelle 2
Klebstoff-Zusammensetzung Offene Zeit Eigenschaften
Bsp. Polymer Harz Weichmacher verpreßt FilmZSF ZSFd Tg
Art Gew.-% Art Gew.-% Art Gew.-% nach härte sofort
[min] [Shore A] [MPa] TMPal [°C]
V 1 Dynapol 100 0 0 10 nicht verpreßßbar 11
S 1229
6 Macromelt 80 0 Ketjen20 10 43 2.0 3.13
62392) flex8)
V 2 " 100 0 0 10 74 nicht verpreßbar 11
7 Escorene 50 Staybe50 0 10 53 1.0 1.55 20 UL 15019 lite Ester 106) 30 59 1.0 1.55
60 59 1.8 2.15
V 3 " 100 0 0 10 86 nicht verpreßbar -16
8 Escorene 50 Staybe50 0 10 26 1.5 n.b.
UL 40028 lite Ester 10 30 29 1.8 " 13
60 29 1.0 "
V 4 " 100 10 82 nicht verpreßbar -16
Erläuterungen: 1) DYNAPOL S 1229 ist ein mittelkristalliner, gesättigter, linearer Copolyester mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht Mn von 12200 der Firma Hüls AG.
2) MACR0ME1T 6239 ist ein thermoplastischer
Polyamid-Schmelzklebstoff der Fa. Henkel KGaA.
3) ESCORENE Ultra 15019 und 40028 CC sind
EVA-Copolymere für Klebstoffe der Fa. Esso AG.
4) CI B1/75A und 55A sowie 105A sind
alkohollösliche, phenolmodifizierte
Inden-Cumaronharze mit Erweichungspunkten bei 75, 55 und 105 °C.
5) Das Kunstharz AP ist ein Ketonformaldehydharz der Fa. Hüls AG zur Glanzerhöhung in NC- und
PVC-Lacken.
6) STAYBELITE Ester 10 ist ein Triethylenglykolester von hydriertem Kolophonium der Fa. Hercules.
7) DOP ist eine Abkürzung für Dioctylphthalat.
8) KETJENFLEX 8 ist ein N-Ethylbenzolsulfonamid-Harz der Fa. AKZO, der als Weichmacher für Polyamide angeboten wird.
n.b. = nicht bestimmt
Die Vergleichsbeispiele sind durch ein vorgesetztes V in der 1. Spalte gekennzeichnet. Beispiel B:
Ba) Vergleichsbeispiel:
TIVOMELT 9617/76, ein reaktives Polyesterurethan mit Harz der Fa.
Tivoli. verpreßt nach Shore A ZSF Anfang [MPa]
10 min <10 1.0 beginnende
Rekristallisation
30 min 30 0.5
60 min 58 nicht verpreßbar,
rekristallisiert
Bb) Herstellung
Die Synthese der Polyesterurethane erfolgte in bekannter Weise aus Polyesterdiolen mit 2 bis 2,2 Äquivalenten Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat in der Schmelze. Klebrigmacher und gegebenenfalls Weichmacher wurden nach Erreichen des theoretischen NCO-Wertes zugegeben und in der Schmelze homogenisiert. Näheres siehe Tabelle 3. Die Beispiele 2 und 4 sind erfindungsgemäß, die Beispiele 1 und 3 nicht.
Bc) Anwendung
Mit dem erhaltenen Schmelzklebstoff wurden - wie bei den Meßmethoden angegeben - Prüfkörper aus Buchenholz verklebt. In Abhängigkeit von der offenen Zeit wurde die Härte, die Anfangsfestigkeit und die Tg bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tab. 3 dargestellt. Zusätzlich sei angegeben, daß die Zugscherfestigkeit aller Proben des Beispiels 4 nach 7 Tagen so groß war, daß Materialbruch eintrat. Bestimmung der offenen Zeit von Beispiel 2 auf hart-PVC (Abmessungen und Prüfbedingungen entsprechen den Holzprüfkörpern). Lagerung bei 25 °C/26 % rel. F.
Verpreßt nach Shore A ZSF Anfang [MPa]
10 min 28 2.0
1 h 28 1.9
3 h 28 1.8
5 h 29 1.3
22 h 32 2.4
ZSF nach 7 Tagen: bei allen Proben Materialbruch
Tabelle 3:
Bsp. Polyester Harz Weichmacher Härte verpreßt ZSFAnfang[MPa] Tg [°C]
des PUR [%] [%] [%] Shore A nach [min]
1 100 Dynacoll 0 0 <10 10 0.8
73201) <10 30 0.5 5
72 60 n. verp.6)
2 4 DOP 5) 28 10 2.0
30 30 1.8 18
32 60 1.9
3 69 Dyn. 7320 D 31 CI 4) 0 61 10 0.7
PE 230 3) 65 30 n. verp.6) 30
Dynapol S14022) 66 60 n. verp.6)
12:12:1
4 85 Dyn. 7320 D 15 CI 4) 0 36 10 2.5
PE 230 3) 36 30 2.2 nicht bestimmt
Dynapol S14022) 38 60 2.2
23:23:4
Erläuterungen: 1) DYNACOLL 7320, ein teilkristalliner Copolyester zur Herstellung von reaktiven Klebstoffen mit verzögertem Abbindevermögen (Fa. Hüls AG)
2) DYNAPOL S 1402, ein gesättigter, schwach
kristalliner Copolyester (Fa. Hüls AG)
3) PE 230, ein linearer Polyester aus Adipinsäure, Isophthalsäure und Diethylenglykol
(Fa. Henkel KGaA)
4) Inden-Cumaron-Harz B1/75-A, phenol-modifiziert, alkohol-löslich, Erweichungspunkt (K.S.)
75 °C +/- 5 °C, Fa. VfT GmbH
5) DOP = Dioctylphthalat
6) n. verp. = nicht verpreßbar

Claims

Patentansprüche
1. Schmelzklebstoff, gekennzeichnet durch eine offene Zeit von mindestens 10 Minuten.
2. Schmelzklebstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Anfangsfestigkeit von mindestens 1 MPA unmittelbar nach dem Fügen.
3. Schmelzklebstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Shore A Härte sofort nach dem Erkalten auf Raumtemperatur von weniger als 65, insbesondere 10 bis 60, und durch eine Glastemperatur zwischen -10 und +30 °C, insbesondere 10 und 25.
4. Schmelzklebstoff nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Bestandteile:
a) 30 bis 95 Gew.-% eines Polymeren, welches innerhalb der
offenen Zeit nicht kristallisiert,
b) ein 0-50 Gew.-% eines Klebrigmachers mit einem Erweichungsbereich zwischen 10 und 150 °C sowie
c) 0 bis 30 Gew.-% eines Weichmachers,
wobei neben der Komponente a) zumindest eine der Komponenten a) oder b) noch vorhanden sein muß.
5. Schmelzklebstoff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebrigmacher einen Erweichungsbereich von 10 bis 150 °C hat.
6. Schmelzklebstoff nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebrigmacher in einer Menge von 20 bis 50 und/oder der Weichmacher in einer Menge von 5 bis 25, bezogen auf den Schmelzklebstoff insgesamt, zugegeben wurden.
7. Schmelzklebstoff nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgende Bestandteile: a) NCO-terminiertes PUR-Prepolymer, welches innerhalb der
offenen Zeit nicht kristallisiert,
b) einen Klebrigmacher mit einem Erweichungsbereich zwischen 40 und 150 °C sowie eventuell
c) einen Weichmacher.
8. Schmelzklebstoff nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebrigmacher ein phenol-modifiziertes Cumaron-Inden-Harz mit einem Erweichungsbereich von 55 bis 105 °C ist.
9. Schmelzklebstoff nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebrigmacher in einer Menge von 1 bis 50, bevorzugt 5 bis 30 Gew.-% und der Weichmacher in einer Menge von 0 bis 25, bevorzugt 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf den Schmelzklebstoff insgesamt, zugegeben wurden.
10. Verwendung des Schmelzklebstoffs nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man ihn wie einen Schmelzklebstoff beidseitig aufträgt und dann die Fügeteile wie bei einem Kontaktklebstoff miteinander verbindet.
11. Verfahren zum Verbinden von Fügeteilen mit Hilfe des Schmelzklebstoffs gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man den Schmelzklebstoff als Schmelze auf beide Fügeteil-Oberflächen aufträgt, ihn innerhalb von 8 Minuten auf Raumtemperatur abkühlt und dann beide Fügeteile ohne Erwärmen nach mehr als 10 Minuten zusammendrückt.
12. Fügeteil mit einem Schmelzklebstoff nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9.
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