EP4702071A1 - Kationisch härtbare klebmasse, insbesondere zur verklebung von metallischen substraten - Google Patents

Kationisch härtbare klebmasse, insbesondere zur verklebung von metallischen substraten

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EP4702071A1
EP4702071A1 EP24715814.0A EP24715814A EP4702071A1 EP 4702071 A1 EP4702071 A1 EP 4702071A1 EP 24715814 A EP24715814 A EP 24715814A EP 4702071 A1 EP4702071 A1 EP 4702071A1
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EP
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polymerizable epoxy
range
adhesive
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EP24715814.0A
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Tesa SE
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine aushärtbare Klebemasse, umfassend: i) ein oder mehrere (Co-)Polymere in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 20 bis 70 %, ii) eine oder mehrere erste polymerisierbare Epoxidverbindungen in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 10 bis 50 %, wobei die eine oder die mehreren ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus spezifischen cycloaliphatischen Diglycidylethern, iii) eine oder mehrere von den ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen verschiedene zweite polymerisierbare Epoxidverbindungen in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 10 bis 50 %, iv) ein kationisches Photoinitiatorsystem, umfassend einen oder mehrere kationische Photoinitiatoren in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 0,1 bis 5 %, wobei die aushärtbare Klebemasse einen Chlorgehalt, bestimmt nach DIN EN 14582:2016, im Bereich von 100 bis 4000 ppm aufweist, bezogen auf die Gesamtmasse der aushärtbaren Klebemasse.

Description

Kationisch härtbare Klebmasse, insbesondere zur Verklebung von metallischen Substraten
Die Erfindung betrifft eine aushärtbare Klebemasse und ein Klebeband umfassend als Klebschicht eine entsprechende aushärtbare Klebemasse und ein effizientes Verfahren zur Verbindung von zwei oder mehr Komponenten. Offenbart wird zudem die Verwendung entsprechender aushärtbarer Klebemassen und Klebebänder zur Verklebung von zwei oder mehr Komponenten.
Das Fügen separater Komponenten ist eines der zentralen Verfahren der Fertigungstechnik. Neben anderen Methoden, wie beispielsweise dem Schweißen und dem Löten, kommt dabei heutzutage insbesondere dem Kleben, d.h. dem Fügen unter Verwendung eines Klebstoffes, eine wichtige Bedeutung zu. Eine Alternative zur Verwendung formloser Klebstoffe, die beispielsweise aus einer Tube appliziert werden, stellen hierbei sogenannte Klebebänder dar. Aus dem Alltag sind insbesondere Haftklebebänder bekannt, bei denen eine Haftklebemasse für die Klebwirkung sorgt, die bei üblichen Umgebungsbedingungen dauerhaft klebrig sowie klebfähig ist. Entsprechende Haftklebebänder können durch Druck auf ein Substrat aufgebracht werden und bleiben dort haften, lassen sich später jedoch mehr oder weniger rückstandsfrei wieder entfernen.
Insbesondere für den Einsatz in der industriellen Fertigungstechnik ist jedoch auch eine weitere Art von Klebebändern von großer Bedeutung. In diesen Klebebändern, die teilweise auch als reaktive Klebebänder bezeichnet werden, wird eine aushärtbare Klebemasse eingesetzt. Entsprechende aushärtbare Klebemassen haben in dem für die Applikation vorgesehenen Zustand noch nicht ihren maximalen Vernetzungsgrad erreicht und können durch äußere Einflüsse ausgehärtet werden, indem die Polymerisation in der aushärtbaren Klebemasse initiiert und dadurch der Vernetzungsgrad erhöht wird. Hierbei verändern sich die mechanischen Eigenschaften der nunmehr ausgehärteten Klebemasse, wobei insbesondere die Viskosität, die Oberflächenhärte und die Festigkeit zunehmen. Aushärtbare Klebemassen sind im Stand der Technik bekannt und können aus chemischer Sicht sehr unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen. Diesen aushärtbaren Klebemassen ist gemein, dass die Vernetzungsreaktion durch externe Einflussfaktoren ausgelöst werden kann, beispielsweise durch Energiezufuhr, insbesondere durch Temperatur-, Plasma- oder Strahlenhärtung, und/oder den Kontakt mit einer die Polymerisation fördernden Substanz, wie es beispielsweise bei feuchtigkeitshärtenden Klebemassen der Fall ist. Beispielhafte Klebemassen sind beispielsweise in der DE 102015222028 A1 , EP 3091059 A1 , EP 3126402 B1 , EP 2768919 B1 , DE 102018203894 A1 , WO 2017174303 A1 und US 4661542 A offenbart.
Die Aushärtbarkeit entsprechender aushärtbarer Klebmassen wird regelmäßig durch den Einsatz von polymerisierbaren Verbindungen erreicht, insbesondere von vernetzbaren Monomeren, Oligomeren oder Polymeren. Diese polymerisierbaren Verbindungen, die zur Gewährleistung einer hinreichenden Aushärtbarkeit zumeist in einem signifikanten Massenanteil eingesetzt werden müssen, werden vom Fachmann teilweise auch als Reaktivharze bezeichnet.
Häufig werden Epoxidverbindungen als polymerisierbare Verbindungen in aushärtbaren Klebemassen eingesetzt. Beispielhafte Klebemassen sind beispielsweise in der EP 1073697 A1 offenbart. Die Wahl der polymerisierbaren Epoxidverbindungen und das Mischungsverhältnis zu anderen Bestandteilen der aushärtbaren Klebemasse wie z.B. (Co-)Polymere beeinflussen hierbei die Eigenschaften der aushärtbaren Klebmassen, sowohl im unausgehärteten als auch im ausgehärteten Zustand.
Aus dem Stand der Technik bekannte aushärtbare Klebemassen enthalten typischerweise einen hohen Anteil an niedermolekularen polymersierbaren Verbindungen mit einer niedrigen Viskosität, z.B. Monomere und/oder Oligomere von Epoxidverbindungen. Dies führt dazu, dass entsprechende aushärtbare Klebemassen regelmäßig selbst eine niedrige Viskosität aufweisen. Somit werden die Verarbeitungseigenschaften vieler aushärtbarer Klebemassen aus dem Stand der Technik als unzureichend empfunden und in den typischen Verarbeitungsverfahren der Klebeindustrie muss ein vergleichsweise hoher Aufwand betrieben werden, um diese aushärtbaren Klebemassen sinnvoll zu verarbeiten.
Weitergehend wird die chemische Beständigkeit von aushärtbaren Klebemassen häufig als unzureichend empfunden. Es besteht somit ein Bedürfnis nach aushärtbaren Klebemassen, die sowohl vor als auch nach der Aushärtung unter Einwirkung von Chemikalien wie bspw. Lösungsmitteln dauerhaft klebfähig sind.
Aushärtbare Klebemassen lassen sich u.a. bei Raumtemperatur mittels einer photoinitiierten Polymerisation aushärten. Die strahleninduzierte Aushärtung bei Raumtemperatur hat für eine Verklebung den Vorteil, dass sie dazu geeignet ist, temperaturempfindliche Komponenten mit unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten mit geringem Aufwand und Energieeinsatz effizient zusammenzufügen. Jedoch zeigen aus dem Stand der Technik bekannte bei Raumtemperatur härtbare Epoxidklebebänder auf einigen Komponenten (Substraten) nachteilig niedrigere Verklebungsfestigkeiten. Dies betrifft vor allem metallische Substrate, insbesondere Aluminiumsubstrate.
Insbesondere bei der Verbindung von korrosionsanfälligen metallischen Substraten bestehen zudem hohe Anforderungen an die aushärtbaren Klebemassen. Sie sollen nicht nur eine hohe Klebkraft und eine langlebige Verbindung zwischen den Komponenten ermöglichen, sondern dürfen darüber hinaus die Materialstruktur der verbundenen Komponenten nicht nachteilig beeinflussen. So besteht insbesondere in der Automobil- und Elektroindustrie ein Bedürfnis nach aushärtbaren Klebemassen bzw. nach Klebebändern umfassend aushärtbare Klebemassen als Klebschicht, die chemisch so beschaffen sind, dass sie keine Korrosion oder anderweitige nachteilige Beeinflussung von Komponenten in Fahrzeugbauteilen oder elektronischen Komponenten, insbesondere metallischen Komponenten, verursachen, zumindest nicht in einem Ausmaß, dass die Haltbarkeit und/oder die Optik dieser Komponenten nachteilig beeinflusst. Viele aushärtbare Klebemassen, insbesondere Systeme umfassend polymerisierbare Epoxidverbindungen werden diesbezüglich häufig als nachteilig empfunden und können insbesondere auf metallischen Substraten eine unerwünschte Korrosion zeigen.
Die primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen oder zumindest zu verringern.
Insbesondere war es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine aushärtbare Klebemasse anzugeben, die die Materialstruktur der zu verbindenden Komponenten nicht nachteilig beeinflusst. Insbesondere sollte die anzugebene aushärtbare Klebemasse dazu geeignet sein, korrosionsanfällige metallische Substrate in Fahrzeugbauteilen oder elektronische Komponenten effizient miteinander zu verbinden. Zudem war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mit der aushärtbaren Klebemasse eine zuverlässige und langlebige Verklebung einer Vielzahl von Komponenten, insbesondere von metallischen Subtraten, zu gewährleisten. Die anzugebene aushärtbare Klebemasse sollte sich insbesondere durch eine hohe Verklebungsfestigkeit auszeichnen. Eine hohe Verklebungsfestigkeit sollte vor allem bei der photoinitiierten Aushärtung bei Raumtemperatur sichergestellt werden und sollte insbesondere bei der Verklebung von metallischen Substraten, insbesondere Aluminiumsubstraten gewährleistet werden.
Es war eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass die anzugebende aushärtbare Klebemasse sowohl vor als auch nach der Aushärtung eine hohe Chemikalienbeständigkeit aufweist. Insbesondere sollte die anzugebene aushärtbare Klebemasse auch bei Einwirkung von Chemikalien wie bspw. Lösungsmitteln dauerhaft klebfähig sein.
Es war eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine aushärtbare Klebemasse anzugeben, die im unausgehärteten Zustand gute Verarbeitungseigenschaften aufweist und dazu geeignet ist einen effizienten Fügungsprozess zu ermöglichen.
Es war eine ergänzende Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein vorteilhaftes Klebeband bzw. Haftklebband bereitzustellen.
Es war eine zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein effizientes Verfahren zur Verbindung von zwei oder mehr Komponenten anzugeben.
Zudem war es eine sekundäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verwendung der anzugebenden aushärtbaren Klebemassen bzw. Klebebänder zur Verklebung von zwei oder mehr Komponenten bereitzustellen.
Die vorstehend genannten Aufgaben werden durch den Gegenstand der Erfindung gelöst, wie er in den Ansprüchen definiert ist. Bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgenden Ausführungen.
Solche Ausführungsformen, die nachfolgend als bevorzugt bezeichnet sind, werden in besonders bevorzugten Ausführungsformen mit Merkmalen anderer als bevorzugt bezeichneter Ausführungsformen kombiniert. Ganz besonders bevorzugt sind somit Kombinationen von zwei oder mehr der nachfolgend als besonders bevorzugt bezeichneten Ausführungsformen. Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, in denen ein in irgendeinem Ausmaß als bevorzugt bezeichnetes Merkmal einer Ausführungsform mit einem oder mehreren weiteren Merkmalen anderer Ausführungsformen kombiniert wird, die in irgendeinem Ausmaß als bevorzugt bezeichnet werden. Merkmale bevorzugter Klebebänder, Verwendungen und Verfahren ergeben sich aus den Merkmalen bevorzugter aushärtbarer Klebemassen.
Insoweit nachfolgend für ein Element, beispielsweise für die filmbildenden (Copolymere oder die polymerisierbaren Epoxid-Verbindungen, sowohl spezifische Mengen bzw. Anteile dieses Elementes als auch bevorzugte Ausgestaltungen des Elementes offenbart werden, sind insbesondere auch die spezifischen Mengen bzw. Anteile der bevorzugt ausgestalteten Elemente offenbart. Zudem ist offenbart, dass bei den entsprechenden spezifischen Gesamtmengen bzw. Gesamtanteilen der Elemente zumindest ein Teil der Elemente bevorzugt ausgestaltet sein kann und insbesondere auch, dass bevorzugt ausgestaltete Elemente innerhalb der spezifischen Gesamtmengen oder Gesamtanteile wiederum in den spezifischen Mengen bzw. Anteilen vorliegen können.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine aushärtbare Klebemasse, umfassend bezogen auf die kombinierte Gesamtmasse sämtlicher filmbildender (Copolymere und polymerisierbarer Epoxidverbindungen in der aushärtbaren Klebemasse: i) ein oder mehrere filmbildende (Co-)Polymere in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 20 bis 70 %, ii) eine oder mehrere erste polymerisierbare Epoxidverbindungen in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 10 bis 50 %, wobei die eine oder die mehreren ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus cycloaliphatischen Glycidylethern mit zwei oder mehr Epoxid-Gruppen umfassend ein oder mehrere Strukturelemente der Formel I): wobei X entweder eine Sulfonylgruppe oder CR1R2 ist, wobei Ri und R2 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,
Fluoroalkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und Phenylgruppen, iii) eine oder mehrere von den ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen verschiedene zweite polymerisierbare Epoxidverbindungen in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 10 bis 50 %, und iv) ein kationisches Photoinitiatorsystem, umfassend einen oder mehrere kationische Photoinitiatoren in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 0,1 bis 5 %, wobei die aushärtbare Klebemasse einen Chlorgehalt, bestimmt nach DIN EN 14582:2016, im Bereich von 100 bis 4000 ppm aufweist, bezogen auf die Gesamtmasse der aushärtbaren Klebemasse.
Aushärtbare Klebemassen sind dem Fachmann, wie vorstehend beschrieben, aus dem Stand der Technik umfassend bekannt, wobei auch die vorstehend angegebenen Einzelkomponenten dem Fachmann isoliert bekannt und in verschiedenen Variationen von zahlreichen verschiedenen Anbietern kommerziell erhältlich sind, wobei nachfolgend zudem bevorzugte und beispielhafte Vertreter für die einzelnen Komponenten offenbart werden.
Der Ausdruck „polymerisierbar“ bezieht sich hierbei in Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis auf die Fähigkeit dieser Verbindungen, ggf. nach geeigneter Aktivierung, eine Polymerisationsreaktion einzugehen. Im Falle der polymerisierbaren Epoxidverbindungen wird die Polymerisierbarkeit beispielsweise durch die Epoxid-Gruppen ermöglicht, welche insbesondere durch kationische Polymerisation polymerisierbar sind.
In Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis sind „Epoxidverbindungen“ solche Verbindungen, die zumindest eine Oxiran- bzw. Epoxid-Gruppe tragen. Sie können - sofern sie in der vorliegenden Erfindung nicht durch spezifische Merkmale eingeschränkt sind, wie beispielsweise bei den ersten polymerisierbare Epoxidverbindungen - aromatischer oder aliphatischer oder cycloaliphatischer Natur sein. Polymerisierbare Epoxidverbindungen können sowohl monomere als auch höhermolekulare Epoxidverbindungen umfassen, welche durch Umsetzung entsprechender monomerer Epoxidverbindungen erhalten werden können. Polymerisierbare Epoxidverbindungen weisen häufig im Durchschnitt wenigstens zwei Epoxidgruppen pro Molekül, vorzugsweise mehr als zwei Epoxidgruppen pro Molekül, auf. Diese vorstehend definierten Bestandteile werden in Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis jeweils als „ein oder mehrere“ eingesetzt. Die Bezeichnung „ein oder mehrere“ bezieht sich dabei in branchenüblicher Weise auf die chemische Natur der entsprechenden Verbindungen und nicht auf deren Stoffmenge. Beispielsweise kann die aushärtbare Klebemasse als erste polymerisierbare Epoxidverbindung ausschließlich Oligomere von cycloaliphatischen Glycidylethern mit mehreren Strukturelementen der Formel I) umfassen, wobei X eine Sulfonylgruppe ist, was bedeuten würde, dass die aushärtbare Klebemasse eine Vielzahl der entsprechenden Moleküle umfasst.
In üblicher Weise werden die Massenanteile als kombinierte Massenanteile der einen oder der mehreren Komponenten angegeben, wodurch ausgedrückt wird, dass der Massenanteil der entsprechend ausgebildeten Komponenten zusammengenommen die entsprechenden Kriterien erfüllt. Hierbei bildet - sofern nicht anders angegeben - die kombinierte Gesamtmasse sämtlicher filmbildender (Co-)Polymere und polymerisierbarer Epoxidverbindungen der aushärtbaren Klebemasse das Bezugssystem. Es entspricht der Praxis des Fachmannes im Bereich der aushärtbaren Klebemassen, die Zusammensetzung solcher aushärtbaren Klebemassen relativ zu dieser Basismasse aus den filmbildenden (Co-)Polymeren und den polymerisierbaren Epoxidverbindungen anzugeben, die zusammen entsprechend als 100 % definiert werden. Das Bezugssystem für die Definition der Massenanteile besteht dabei explizit aus sämtlichen filmbildenden (Co-)Polymeren und sämtlichen polymerisierbaren Epoxidverbindungen und nicht lediglich den vorstehend definierten Bestandteilen i), ii) und iii). Dies bedeutet, dass in nachfolgend offenbarten Ausführungsformen, in denen beispielsweise für die filmbildenden (Co-)Polymere gemäß i) bevorzugte Ausgestaltungen offenbart werden, auch sonstige, nicht-bevorzugte filmbildende (Co-)Polymere in der aushärtbaren Klebemasse für die Berechnung der Massenanteile unverändert herangezogen werden, da auch diese einen Teil der Basismasse bilden. Aus der vorstehenden Definition folgt, dass sonstige Bestandteile der aushärtbaren Klebemasse, insbesondere das kationische Photoinitiatorsystem aber auch sonstige Zusätze und Additive, beispielsweise Füllstoffe, zwar bezogen auf die Basismasse aus filmbildenden (Co-)Polymeren und den polymerisierbaren Epoxidverbindungen dosiert werden, selbst aber nicht der Basismasse zugerechnet werden und somit keinen Einfluss auf die im Rahmen der Erfindung definierten Massenanteile aufweisen. Aus der Definition, dass es sich um eine aushärtbare Klebemasse handeln muss, ergibt sich eine funktionelle Untergrenze für den Gesamtmassenanteil des Basismasse aus filmbildenden (Co-)Polymeren und den polymerisierbaren Epoxidverbindungen in der aushärtbaren Klebemasse. Der Fachmann versteht, dass eine Zusammensetzung, welche bezogen auf die Gesamtmasse der Zusammensetzung beispielsweise zu einem Massenanteil von 40 % aus Offenzeitadditiv, 50 % Lösungsmittel und lediglich zu 10 % aus den vorstehend definierten Bestandteilen i) bis iv) bestünde, für den Fachmann keine aushärtbare Klebemasse wäre, da sowohl die Aushärtbarkeit als auch die Eignung als Klebemasse fraglich wäre. In Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis wird es sich in der weit überwiegenden Zahl der Fälle um eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse handeln, wobei der kombinierte Massenanteil sämtlicher filmbildender (Co-)Polymere und sämtlicher polymerisierbaren Epoxidverbindungen 50 % oder mehr, bevorzugt 70 % oder mehr, besonders bevorzugt 80 % oder mehr, ganz besonders bevorzugt 90 % oder mehr, insbesondere bevorzugt 95 % oder mehr, beträgt, bezogen auf die Gesamtmasse der aushärtbaren Klebemasse.
Die erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse ist aushärtbar. Durch die Möglichkeit zur Härtung kann die aushärtbare Klebemasse nach der Härtung als Strukturklebstoff fungieren. Nach DIN EN 923:2016-03 sind Strukturklebstoffe nachweisbar geeignet zur Herstellung lasttragender Konstruktionen, bei denen die Klebverbindung über längere Zeiträume mit einem hohen Prozentwert der maximalen Bruchkraft ohne Versagen beansprucht werden kann (nach ASTM- Definition: „bonding agents used for transferring required loads between adherends exposed to service environments typical for the structure involved"). Es sind also Klebstoffe für chemisch und physikalisch hoch beanspruchbare Klebungen, die im ausgehärteten Zustand zur Verfestigung der Klebebänder beitragen.
Zentral für die erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse ist, dass die aushärtbare Klebemasse eine oder mehrere erste polymerisierbare Epoxidverbindungen umfasst, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus cycloaliphatischen Glycidylethern mit zwei oder mehr Epoxid-Gruppen, bevorzugt genau zwei Epoxid-Gruppen, umfassend ein oder mehrere Strukturelemente der Formel I) I)
Dieses Strukturelement umfasst zwei Cyclohexanringe, welche über eine Verbindungsgruppe X miteinander verbunden sind und sind über die Sauerstoffatome mit den weiteren Bestandteilen der ersten Epoxidverbindungen verknüpft.
Die ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen sind zunächst cycloaliphatisch, was insbesondere definiert, dass die ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen keine aromatischen Strukturelemente umfassen.
Zudem sind die polymerisierbaren Epoxidverbindungen Glycidylether mit zwei oder mehr Epoxid-Gruppen, was bedeutet, dass sie zwei oder mehr Glycidylether- Gruppen aufweisen, wie sie insbesondere durch Umsetzung von Epichlorhydrin mit einem Diol erhalten werden können, wobei Diglycidylether mit genau zwei Epoxid-Gruppen bevorzugt sind.
Bei den ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen kann es sich im einfachsten Fall um ein Diglycidylether-Monomer handeln, welches lediglich ein Strukturelement der Formel I) umfasst, wie es nachfolgend in Formel l.b) gezeigt ist:
Darüber hinaus können die ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen aber auch höhermolekulare polymerisierbare Epoxidverbindungen sein, welche durch Umsetzung von Diglycidylether-Monomere der Formel l.b) mit anderen Verbindungen, bevorzugt weiteren Glycidylethern, besonders bevorzugt mit weiteren Glycidylethern, umfassend wiederum ein oder mehrere Strukturelemente der Formel I).
In diesem Fall handelt es sich um Moleküle, die aus den vorstehend beschriebenen cycloaliphatischen Diglycidylether-Monomeren der Formel l.b) durch Reaktion des Epoxids herstellbar sind, und deren resultierende Monomerbausteine (Wiederholeinheiten) entsprechend beispielsweise durch Etherbindungen miteinander verknüpft sind.
Besonders bevorzugte höhermolekulare erste Epoxidverbindungen werden durch Umsetzung von Diglycidylether-Monomeren der Formel l.b) mit Verbindungen erhalten, die ebenfalls zumindest ein Strukturelemente der Formel I) umfassen, jedoch nur über ein Sauerstoffatom einen Glycidylether ausbilden und über das zweite Sauerstoff atom eine OH-Funktionalität besitzen, welche mit einer Epoxid- Gruppe des Diglycidylether-Monomers der Formel l.b) reagieren kann. Ebenso ist es denkbar, dass ein entsprechendes Diol nach der Reaktion mit der Epoxid- Gruppe des Diglycidylether-Monomers der Formel l.b) wiederum zu einem Glycidylether umgesetzt wird oder mit einem weiteren Diglycidylether-Monomer der Formel l.b) reagiert, wodurch höhermolekulare Epoxidverbindungen erhalten werden, die zwei bzw. drei Strukturelemente der Formel I) umfassen.
Für im Wesentlichen alle Ausführungsformen besonders bevorzugt ist eine Aushärtbare Klebemasse, wobei die eine oder die mehreren ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus cycloaliphatischen Diglycidylethern der Formel l.c):
I.C) wobei n eine natürliche Zahl (inklusive 0), bevorzugt eine natürliche Zahl im Bereich von 0 bis 2, besonders bevorzugt 0 oder 1 , ist, wobei der Einsatz einer Mischung von zwei oder mehr dieser cycloaliphatischen Diglycidylether mit unterschiedlichem n besonders bevorzugt ist, wobei das mittlere <n> sämtlicher Glycidylether der Formel l.c) bevorzugt im Bereich von 0 bis 1 , besonders bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 0,8, liegt,.
Bei allen höhermolekularen ersten Epoxidverbindungen ist es bevorzugt, wenn X für im Wesentlichen alle Strukturelemente der Formel I) identisch ist.
Eine besonders bevorzugte aushärtbare Klebemasse ist somit eine aushärtbare Klebemasse, umfassend bezogen auf die kombinierte Gesamtmasse sämtlicher filmbildender (Co-)Polymere und polymerisierbarer Epoxidverbindungen in der aushärtbaren Klebemasse: i) ein oder mehrere filmbildende (Co-)Polymere in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 20 bis 70 %, ii) eine oder mehrere erste polymerisierbare Epoxidverbindungen in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 10 bis 50 %, wobei die eine oder die mehreren ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus cycloaliphatischen Diglycidylethern der Formel l.c): wobei n eine natürliche Zahl ist, wobei der Einsatz einer Mischung von zwei oder mehr dieser cycloaliphatischen Diglycidylether mit unterschiedlichem n besonders bevorzugt ist, wobei das mittlere <n> sämtlicher Glycidylether der Formel l.c) bevorzugt im Bereich von 0 bis 1 , besonders bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 0,8, liegt, wobei X entweder eine Sulfonylgruppe oder CR1R2 ist, wobei Ri und R2 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Fluoroalkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und Phenylgruppen, iii) eine oder mehrere von den ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen verschiedene zweite polymerisierbare Epoxidverbindungen in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 10 bis 50 %, und iv) ein kationisches Photoinitiatorsystem, umfassend einen oder mehrere kationische Photoinitiatoren in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 0,1 bis 5 %, wobei die aushärtbare Klebemasse einen Chlorgehalt, bestimmt nach DIN EN 14582:2016, im Bereich von 100 bis 4000 ppm aufweist, bezogen auf die Gesamtmasse der aushärtbaren Klebemasse.
Die Erfinder haben festgestellt, dass der Einsatz der ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen, d.h. von cycloaliphatischen Glycidylethern der Formel l.b) daraus abgeleiteten höhermolekularen Epoxidverbindungen, insbesondere der Formel l.c) in der erfindungsgemäßen aushärtbaren Klebemasse insbesondere zur verbesserten Chemikalienbeständigkeit und zur verbesserten Klebkraft der ausgehärteten Klebemasse beiträgt, insbesondere auch auf metallischen Substraten. In erfindungsgemäßer Kombination mit den filmbildenden (Co-)Polymeren und den zweiten polymerisierbaren Epoxidverbindungen resultiert nach Einschätzung der Erfinder in synergistischer Weise eine gut vernetzbare und somit effektive aushärtbare Klebemasse, die mittels des kationischen Photoinitiatorsystems bei Raumtemperatur durch Bestrahlung mit geeigneter elektromagnetischer Strahlung aushärtbar ist und vorteilhafterweise zur langlebigen und starken Verklebung einer Vielzahl von Komponenten, insbesondere von metallischen Substraten, hervorragend geeignet ist. Durch den Einsatz von cycloaliphatischen Glycidylethern mit zwei oder mehr Epoxid-Gruppen und einem oder mehreren Strukturelementen der Formel I) werden aushärtbare Klebemassen erhalten, die die vorstehend beschriebenen Aufgaben besonders gut lösen.
Die Erfinder haben festgestellt, dass eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, welche die oben definierten Bestandteile in den vorstehend definierten kombinierten Massenanteilen umfasst, ein hinsichtlich der Klebkraft, der chemischen Beständigkeit, der Substrat-Flexibilität und der Verarbeitungseigenschaften gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Klebesystem darstellt. Die Art der jeweiligen Bestandteile und die Mengenverhältnisse der Bestandteile zueinander wurden dabei ausgehend von der überraschenden Grundentdeckung optimiert, sodass den hohen Anforderungen der Industrie, insbesondere der Automobil- und Elektroindustrie, entsprochen werden kann. Mittels der erfindungsgemäßen Zusammensetzung werden somit aushärtbare Klebemassen erhalten, die die vorstehend beschriebenen Aufgaben besonders gut lösen.
Wichtig für die erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse ist dabei zudem, dass diese einen bestimmten Chlorgehalt aufweisen muss, der nicht zu hoch, aber auch nicht zu tief gewählt werden darf. Der Begriff „Chlorgehalt“ bezeichnet hierbei den Gehalt an Chlor in der aushärtbaren Klebemasse, wobei der Chlorgehalt sowohl kovalent gebundenes Chlor in etwaig vorhandenen Nebenbestandteilen der eingesetzten Verbindungen umfasst als auch - wohl seltener - etwaig vorhandenes elementares Chlor und geringe Mengen an Chlorid-Anionen in Salzen. Insbesondere der Befund, dass der Gehalt an Chlor nicht zu niedrig gewählt werden sollte, ist dabei überraschend, da der Chlorgehalt in aushärtbaren Klebemassen zuweilen mit einer nachteiligen Korrosion von Metalloberflächen in Verbindung gebracht wird und im Stand der Technik zumeist eher chlorfreie Systeme angestrebt werden. Ohne an diese Theorie gebunden sein zu wollen, gehen die Erfinder der vorliegenden Erfindung davon aus, dass ein geringes Maß an Oberflächenkorrosion, welches durch die geringen Mengen an Chlor an der Grenzfläche zwischen der Metalloberfläche und der aushärtbaren Klebemasse verursacht wird, nach Art einer Oberflächenaktivierung einen vorteilhaften Einfluss auf die klebtechnischen Eigenschaften hat, analog zu vorangehenden Ätzschritten, die bei der Beschichtung von Substraten aus anderen Industrien bekannt sind, um eine optimale Verbundfestigkeit zu erreichen. Insoweit besteht nach Erkenntnis der Erfinder zumindest teilweise ein Zielkonflikt zwischen einer geringen Korrosion und hohen Beständigkeit auf der einen und vorteilhaften klebtechnischen Eigenschaften auf der anderen Seite. Nach Einschätzung der Erfinder liegt der Chlorgehalt dabei in vorteilhafter Weise noch deutlich unter dem Chlorgehalt der aus dem Stand der Technik bekannten vergleichbaren Haftklebemassen, was insbesondere durch den Einsatz spezifisch synthetisierter erster Epoxidverbindungen erreicht werden kann, wie es nachfolgend offenbart wird. Nach Einschätzung der Erfinder zeigt sich der angesprochene Zielkonflikt dabei auch erst bei vergleichsweise geringen Chlorgehalten, da die negativen Auswirkungen des Chlorgehaltes bei größeren Werten überwiegen.
In vorteilhafter und synergistischer Weise kann die gewünschte Wirkung der einzustellenden Chlorgehalte in effizienter Weise über Nebenprodukte realisiert werden, welche in der Synthese der ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen entstehen können. Auch wenn dies für den Fachmann nicht intuitiv sein mag, ergeben sich in der Herstellung erfindungsgemäßer Klebemassen Effizienzvorteile, wenn nur eine teilweise Aufreinigung zur Entfernung des Chlors erfolgt, wobei in besonders vorteilhafter Weise auch auf eine Aufreinigung verzichtet werden kann, wenn die nachfolgend als bevorzugt offenbarte Syntheseroute verwendet wird.
Beispiele für bei der Synthese der ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen entstehenden Nebenbestandteile mit kovalent gebundenem Chlor sind Moleküle der Formel N1 ) und N2), sowie höhermolekulare Umsetzungsprodukte dieser Moleküle: wobei K entweder eine Sulfonylgruppe oder CRKI RK2 ist, wobei RKI und RK2 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Fluoroalkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und Phenylgruppen,
N2) wobei L entweder eine Sulfonylgruppe oder CRLI RL2 ist, wobei Rn und RL2 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Fluoroalkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und Phenylgruppen.
Moleküle der Formel N1) und N2) entstehen als Nebenprodukte bei der Synthese von cycloaliphatischen Diglycidylethern der Formel l.b) und dort insbesondere durch Nebenreaktionen mit Epichlorhydrin. Bevorzugt ist in der Zusammenschau eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, umfassend als chlorhaltige Verbindung Moleküle der Formel N1) oder N2) sowie höhermolekulare Umsetzungsprodukte dieser Moleküle.
Bevorzugt ist nach Einschätzung der Erfinder hinsichtlich der Gesamtchlorgehalte eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, wobei die aushärtbare Klebemasse einen Chlorgehalt, bestimmt nach DIN EN 14582:2016, im Bereich von 100 bis 3000 ppm, bevorzugt im Bereich von 100 bis 2000 ppm, besonders bevorzugt im Bereich von 100 bis 1500 ppm, aufweist, bezogen auf die Gesamtmasse der aushärtbaren Klebemasse.
Bevorzugt wird der Chlorgehalt aber auch nicht zu gering gewählt. Bevorzugt ist entsprechend zusätzlich oder alternativ eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, wobei die aushärtbare Klebemasse einen Chlorgehalt, bestimmt nach DIN EN 14582:2016, von 150 ppm oder mehr, bevorzugt von 200 ppm oder mehr, besonders bevorzugt von 250 ppm oder mehr, aufweist, bezogen auf die Gesamtmasse der aushärtbaren Klebemasse. In der erfindungsgemäßen aushärtbaren Klebemasse ist bevorzugt der Chlorgehalt der einen oder der mehreren ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen, nämlich bevorzugt im Bereich von 500 bis 3000 ppm und somit in vorteilhafter Weise gering aber zugleich spürbar. Dies ist im Hinblick auf mittels der erfindungsgemäßen aushärtbaren Klebemasse verbundenen korrosionsanfälligen Komponenten aus Metall oder Komponenten mit metallischen Oberflächen besonders vorteilhaft. Bevorzugt ist entsprechend eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, wobei die eine oder die mehreren ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen einen Chlorgehalt, bestimmt nach DIN EN 14582:2016, im Bereich von 500 bis 3000 ppm, besonders bevorzugt im Bereich von 600 bis 2500 ppm, besonders bevorzugt im Bereich von 700 bis 2000 ppm, aufweisen, bezogen auf die Masse der bei der Herstellung der Klebemasse eingesetzte Komponente umfassend die erste polymerisierbare Epoxidverbindungen.
Der Fachmann versteht, dass der spezifische Chlorgehalt der ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen für die aushärtbaren Klebemassen bzw. insbesondere deren Herstellung ein bevorzugter Aspekt ist, der sich insbesondere über die nachfolgend offenbarte Synthesemethode realisieren lässt, dieser Wert der Klebemasse aber nur schwer anzusehen ist. Insoweit kann der vorteilhafte Einsatz der ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen mit spezifisch kontrolliertem Chlorgehalt vor allem über das Herstellungsverfahren definiert werden. Bevorzugt ist entsprechend eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, hergestellt oder herstellbar durch Mischen einer ersten Epoxidkomponente mit einer oder mehreren weiteren Komponenten, wobei die erste Epoxidkomponente bezogen auf die Masse der ersten Epoxidkomponente zu 90 % oder mehr, bevorzugt zu 95 % oder mehr, besonders bevorzugt zu 98 % oder mehr, aus ersten Epoxidverbindungen besteht, und wobei die erste Epoxidkomponente bezogen auf die Masse der ersten Epoxidkomponente einen Chlorgehalt, bestimmt nach DIN EN 14582:2016, im Bereich von 500 bis 3000 ppm, besonders bevorzugt im Bereich von 600 bis 2500 ppm, besonders bevorzugt im Bereich von 700 bis 2000 ppm, aufweist.
Die Erfinder haben festgestellt, dass überraschenderweise der wie vorstehend beschriebene geringe Chlorgehalt in der aushärtbaren Klebemasse bzw. insbesondere auch in der einen oder den mehreren ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen nicht nur positive Auswirkungen auf die korrodierenden Eigenschaften der aushärtbaren Klebemasse hat, die gegenüber Klebmassen mit einem höheren Chloranteil deutlich verringert wird, sondern vielmehr auch die Klebefestigkeit, und die chemische Beständigkeit der Verklebung nach Aushärtung der aushärtbaren Klebemasse verbessert. Überraschenderweise hat eine Verringerung des Chlorgehalts in der aushärtbaren Klebemasse bzw. insbesondere auch in der einen oder den mehreren ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen gemäß der oben definierten erfindungsgemäßen und bevorzugten Bereiche somit einen positiven Einfluss auf die Performance der aushärtbaren Klebemassen. In vorteilhafter Weise können so insbesondere metallische Komponenten, insbesondere Aluminiumsubstrate, langlebig und fest verbunden werden, ohne dass die Verklebung eine Korrosion dieser korrosionsanfälligen Komponenten bzw. Substrate verursacht oder beschleunigt. Durch den geringen Chlorgehalt werden aushärtbare Klebemassen erhalten, die die vorstehend beschriebenen Aufgaben besonders gut lösen.
Den Erfindern der vorliegenden Erfindung ist es gelungen, für die erfindungsgemäß einzusetzenden ersten Epoxidverbindungen bevorzugte Verbindungen zu identifizieren bzw. besonders vorteilhafte Massenanteile anzugeben, mit denen sich nach Einschätzung der Erfinder besonders vorteilhafte aushärtbare Klebemasse erhalten lassen, die insbesondere über ein günstiges Eigenschaftsprofil in den klebtechnischen Eigenschaften verfügen.
Bevorzugt ist zunächst eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, umfassend die eine oder die mehreren ersten polymerisierbare Epoxidverbindungen in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 15 bis 45 %, bevorzugt im Bereich von 20 bis 40 %.
Bevorzugt ist zusätzlich oder alternativ eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, wobei die eine oder die mehreren ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus cycloaliphatischen Glycidylethern mit zwei oder mehr Epoxid-Gruppen, bevorzugt Diglycidylether, umfassend ein oder mehrere Strukturelemente der Formel I), wobei X CR1R2 ist und wobei Ri und R2 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff und Methylgruppen, wobei Ri und R2 besonders bevorzugt Methylgruppen sind. Die vorgenannten cycloaliphatischen Glycidylether mit zwei oder mehr Epoxid-Gruppen sind besonders vorteilhaft in Bezug auf i) die Vernetzungsfähigkeit zur Ausbildung eines kohäsiv belastbaren Klebeverbunds und ii) die Chemikalienbeständigkeit nach Aushärtung. Besonders bevorzugt ist dabei eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, wobei die eine oder die mehreren ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus hydrierten Bisphenol-A- Diglycidylethern und höhermolekularen Umsetzungsprodukten von hydrierten Bisphenol-A-Diglycidylethern mit zwei oder mehreren weiteren von hydriertem Bisphenol-A abgeleiteten Verbindungen, hydrierten Bisphenol-F-Diglycidylethern und höhermolekularen Umsetzungsprodukten von hydrierten Bisphenol-F- Diglycidylethern mit zwei oder mehreren weiteren von hydriertem Bisphenol-F abgeleiteten Verbindungen, bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus hydrierten Bisphenol-A-Diglycidylethern und höhermolekularen Umsetzungsprodukten von hydrierten Bisphenol-A-Diglycidylethern mit zwei oder mehreren weiteren von hydriertem Bisphenol-A abgeleiteten Verbindungen. Die vorgenannten cycloaliphatischen Glycidylether basierend auf hydrierten Bisphenol-A-Diglycidylethern bzw. hydrierten Bisphenol-F-Diglycidylethern sind besonders vorteilhaft in Bezug auf i) die Vernetzungsfähigkeit zur Ausbildung eines kohäsiv belastbaren Klebeverbunds und ii) die Chemikalienbeständigkeit nach Aushärtung. Nach fachmännischem Verständnis handelt es sich beispielsweise bei „hydriertem Bisphenol-A-Diglycidylether“ um ein Molekül der Formel l.b), wobei X CR1R2 ist und wobei Ri und R2 Methylgruppen sind und welches mittels Hydrierung von Bisphenol-A-Diglycidylether erhalten wurde bzw. erhalten werden kann.
Bevorzugt ist somit in anderen Worten auch eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, wobei die eine oder die mehreren ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen herstellbar sind durch Hydrierung von Bisphenol-A- Diglycidylethern und höhermolekularen Umsetzungsprodukten von Bisphenol-A- Diglycidylethern mit zwei oder mehreren weiteren von Bisphenol-A abgeleiteten Verbindungen oder Bisphenol-F-Diglycidylethern und höhermolekularen Umsetzungsprodukten von hydrierten Bisphenol-F-Diglycidylethern mit zwei oder mehreren weiteren von hydriertem Bisphenol-F abgeleiteten Verbindungen, bevorzugt Bisphenol-A-Diglycidylethern und höhermolekularen Umsetzungsprodukten von hydrierten Bisphenol-A-Diglycidylethern mit zwei oder mehreren weiteren von hydriertem Bisphenol-A abgeleiteten Verbindungen.
Ganz besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, wobei die eine oder die mehreren ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus cycloaliphatischen Diglycidylethern, welche herstellbar sind mit einem Verfahren umfassend die folgenden Verfahrensschritte: a) Umsetzen zumindest eines Bisphenols, bevorzugt von Bisphenol-A und/oder Bisphenol-F, besonders bevorzugt von Bisphenol-A, mit Epichlorhydrin in einer ersten Reaktion zum Erhalt eines aromatischen Diglycidylethers als Zwischenprodukt, und b) Hydrieren des in der ersten Reaktion erhaltenen aromatischen Diglycidylethers in einer zweiten Reaktion zum Erhalt des cycloaliphatischen Diglycidylethers, wobei das Hydrieren bevorzugt mittels H2 in Anwesenheit eines Katalysators erfolgt.
Es hat sich gezeigt, dass erste polymerisierbare Epoxidverbindungen, welche aus einem wie vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt wurden, beim Einsatz in erfindungsgemäßen aushärtbaren Klebemassen besonders vorteilhafte Eigenschaften in Bezug auf i) die Vernetzungsfähigkeit zur Ausbildung eines kohäsiv belastbaren Klebeverbunds und ii) die Chemikalienbeständigkeit nach Aushärtung aufweisen. Zudem führt die vorstehend beschriebene Syntheseroute zur Herstellung der einen oder der mehreren ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen in vorteilhafter Weise zu einem optimalen Chlorgehalt des einen oder der mehreren ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen, durch den es in vorteilhafter Weise möglich ist, die für erfindungsgemäße aushärtbare Klebemassen notwendigen Chlorgehalte in synergistischer Weise über eines der zur Herstellung der aushärtbare Klebemassen verwendeten Edukte zu realisieren. Hierbei unterscheidet sich das vorstehend beschriebene Verfahren hinsichtlich der realisierbaren Chlorgehalte und der grundsätzlichen Eignung des Syntheseproduktes für den Einsatz in erfindungsgemäßen aushärtbaren Klebemassen erheblich von hydrierten Epoxidverbindungen, welche mit dem im Stand der Technik ganz überwiegend angewandten Verfahren hergestellt werden, in dem die Hydrierung des Bisphenols vor der Umsetzung mit Epichlorhydrin erfolgt.
Der Fachmann versteht, dass die Erfindung somit auch im Zusammenhang mit einem Verfahren zur Herstellung einer aushärtbaren Klebemasse, bevorzugt einer erfindungsgemäßen Klebemasse, steht, umfassend die Verfahrensschritte: v1 ) Umsetzen zumindest eines Bisphenols, bevorzugt von Bisphenol-A und/oder Bisphenol-F, besonders bevorzugt von Bisphenol-A, mit Epichlorhydrin in einer ersten Reaktion zum Erhalt eines Zwischenprodukts umfassend aromatische Diglycidylether und optional höhermolekulare Umsetzungsprodukte der aromatischen Diglycidylether mit dem Bisphenol oder aromatischen mono-Glycidylethern, und v2) Hydrieren des in der ersten Reaktion erhaltenen aromatischen Diglycidylethers in einer zweiten Reaktion zum Erhalt des cycloaliphatischen Diglycidylethers in einer ersten Epoxidkomponente, wobei das Hydrieren bevorzugt mittels H2 in Anwesenheit eines Katalysators erfolgt, v3) Mischen der ersten Epoxidkomponente mit einer oder mehreren weiteren Komponenten, umfassend ein oder mehrere filmbildenden (Co-)Polymere, eine oder mehrere von den ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen verschiedene zweite polymerisierbare Epoxidverbindungen und ein kationisches Initiatorsystem, wobei die erste Epoxidkomponente bezogen auf die Masse der ersten Epoxidkomponente bevorzugt zu 90 % oder mehr, besonders bevorzugt zu 95 % oder mehr, ganz besonders bevorzugt zu 98 % oder mehr, aus ersten Epoxidverbindungen besteht, und wobei die erste Epoxidkomponente bezogen auf die Masse der ersten Epoxidkomponente bevorzugt einen Chlorgehalt, bestimmt nach DIN EN 14582:2016, im Bereich von 500 bis 3000 ppm, besonders bevorzugt im Bereich von 600 bis 2500 ppm, besonders bevorzugt im Bereich von 700 bis 2000 ppm, aufweist.
Bevorzugt ist zusätzlich oder alternativ zu den vorstehenden Ausführungen eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, wobei die eine oder die mehreren ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen bei 25 °C eine Flüssigkeit mit einer dynamischen Viskosität, bestimmt nach DIN 53019-1 aus 2008, von 40 Pa s oder weniger, bevorzugt von 30 Pa s oder weniger, besonders bevorzugt von 20 Pa s oder weniger, ganz besonders bevorzugt von 10 Pa s oder weniger, sind. Bei dieser bevorzugten Ausgestaltung der einen oder der mehreren ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen handelt es sich um niedrigviskose Flüssigkeiten, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung über eine Obergrenze der dynamischen Viskosität bei 25 °C definiert werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die dynamische Viskosität dabei gemäß der DIN 53019-1 aus 2008; bei 25 °C, mit einer Schergeschwindigkeit von 1 s-1 bestimmt. Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die eine oder die mehreren ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen in flüssiger Form mit einer wie vorstehend definierten dynamischen Viskosität vorliegen. Dies hat insbesondere vorteilhafte Auswirkungen auf die Verarbeitbarkeit und Applikationsfähigkeit der aushärtbaren Klebemasse.
Es entspricht dem fachmännischen Verständnis, dass die Viskosität einer Verbindung, die sowohl Monomere, Oligomere als auch Polymere umfasst im Wesentlichen durch das gewichtsmittlere Molekulargewicht bestimmt wird. In der Regel führt hierbei ein geringes gewichtsmittleres Molekulargewicht eher zur Bildung flüssiger Verbindungen und ein hohes gewichtsmittleres Molekulargewicht zur Bildung zähflüssiger bzw. fester Verbindungen. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht ist insbesondere abhängig vom Polymerisationsgrad der Verbindung(en), d.h. ein hoher Anteil an Oligomeren und Polymeren führt zu einem höheren gewichtsmittleren Molekulargewicht.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist deshalb eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse bevorzugt, wobei die eine oder die mehreren ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen ein gewichtsmittleres Molekulargewicht Mw, bestimmt mittels GPC, im Bereich von 150 bis 2000 g/mol, bevorzugt im Bereich von 200 bis 1500 g/mol, aufweisen. Der Fachmann ist hierbei mit üblichen Methoden zur Bestimmung des gewichtsmittlern Molekulargewichts, wie beispielsweise der Bestimmung per Gelpermeationschromatographie (GPC), vertraut.
Die erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse umfasst neben der einen oder der mehreren ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen auch zumindest eine von den ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen verschiedene zweite polymerisierbare Epoxidverbindung. In Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff „von den ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen verschiedene“, dass die eine oder die mehreren zweiten polymerisierbaren Epoxidverbindungen keine cycloaliphatischen Diglycidylether der Formel I) bzw. deren Oligomere oder Polymere sind, so dass eine entsprechende Überschneidung in der Definition vermieden werden kann.
Den Erfindern der vorliegenden Erfindung ist es auch insoweit gelungen, für die erfindungsgemäß einzusetzenden zweiten Epoxidverbindungen bevorzugte Verbindungen zu identifizieren bzw. besonders vorteilhafte Massenanteile anzugeben, mit denen sich nach Einschätzung der Erfinder besonders vorteilhafte aushärtbare Klebemassen erhalten lassen.
Bevorzugt ist insbesondere eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, umfassend die eine oder die mehreren von den ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen verschiedene zweite polymerisierbare Epoxidverbindungen in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 12 bis 45 %, bevorzugt im Bereich von 15 bis 42 %.
Polymerisierbare Epoxidverbindungen, die als eine oder mehrere von den ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen verschiedenen zweiten polymerisierbaren Epoxidverbindungen im Rahmen dieser Erfindung eingesetzt werden können sind beispielsweise Glycidylethermonomere, wie sie beispielsweise in der US 3,018,262 offenbart sind. Beispiele sind die Glycidylether von mehrwertigen Phenolen, die durch Reaktion eines mehrwertigen Phenols mit einem Überschuss an Chlorhydrin, wie Epichlorhydrin (z. B. der Diglycidylether von 2,2-Bis-(2,3- epoxypropoxyphenol)propan), erhalten werden. Insbesondere Diglycidylether von Bisphenolen, wie z.B. Bisphenol-A (4,4'-(Propan-2,2-diyl)diphenol) und Bisphenol- F (Bis(4-hydroxyphenyl)methan). Solche Reaktionsprodukte sind kommerziell in unterschiedlichen Molekulargewichten und Aggregatzuständen erhältlich (beispielsweise sogenannte Typ 1 bis Typ 10 BADGE-Harze). Typische Beispiele für flüssige Bisphenol-A-Diglycidylether sind Produkte mit den Handelsnamen Epikote 828, D.E.R.331 und Epon 828. Typische feste BADGE-Harze sind Produkte mit den Handelsnamen Araldite GT6071 , GT7072, Epon 1001 und D.E.R. 662. Weitere Umsetzungsprodukte von Phenolen mit Epichlorhydrin sind die Phenol- und Cresolnovolakharze wie z.B. die Produkte mit den Handelsnamen Epiclon oder Araldite EPN und ECN (z.B. ECN1273).
Bevorzugt ist dabei eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, wobei die eine oder die mehreren zweiten polymerisierbaren Epoxidverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus aromatischen Diglycidylethern, und deren höhermolekularen Umsetzungsprodukten mit entsprechenden Vorläufermolekülen des Herstellungsprozesses, wie es vorstehend für die cycloaliphatischen Glycidylether offenbart ist.
Es hat sich gezeigt, dass der Einsatz von aromatischen Diglycidylethern und den entsprechenden höhermolekularen Umsetzungsprodukten, zu besonders vorteilhaften Eigenschaften der aushärtbaren Klebemasse in Bezug auf i) die Vernetzungsfähigkeit zur Ausbildung eines kohäsiv belastbaren Klebeverbunds und ii) die Chemikalienbeständigkeit nach Aushärtung führt. Die Erfinder haben festgestellt, dass die Kombination der Eigenschaften von ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen mit den Eigenschaften von zweiten polymerisierbaren Epoxidverbindungen sowohl den Aushärtungsprozess als auch die resultierenden Eigenschaften der ausgehärteten Klebemasse positiv beeinflussen. Die strukturelle Diversität der voneinander unterschiedlichen Epoxidkomponenten führt dabei nach Einschätzung der Erfinder in synergistischer Weise zu einer Verbesserung der Klebefestigkeit und der Chemikalienbeständigkeit der aushärtbaren Klebemasse. Durch die erfindungsgemäße Kombination zumindest zweier unterschiedlicher Epoxidverbindungen werden aushärtbare Klebemassen erhalten, die die vorstehend beschriebenen Aufgaben besonders gut lösen.
Besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, wobei die eine oder die mehreren zweiten polymerisierbaren Epoxidverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Bisphenol Diglycidylethern und höhermolekularen Umsetzungsprodukten von Bisphenol Diglycidylethern mit zwei oder mehreren weiteren von Bisphenol abgeleiteten Verbindungen. Diese Diglycidylether sind besonders vorteilhaft in Bezug auf i) die Vernetzungsfähigkeit zur Ausbildung eines kohäsiv belastbaren Klebeverbunds und ii) die Chemikalienbeständigkeit nach Aushärtung.
Ganz besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, wobei die eine oder die mehreren von den ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen verschiedenen zweiten polymerisierbaren Epoxidverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus aromatischen Diglycidylethern umfassend ein oder mehrere Strukturelemente der Formel II) wobei Y entweder eine Sulfonylgruppe oder CR3R4 ist, wobei R3 und R4 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Fluoroalkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und Phenylgruppen, bevorzugt ist Y dabei CR3R4, wobei R3 und R4 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff und Methylgruppen, wobei R3 und R4 besonders bevorzugt Methylgruppen sind. Analog zu den vorstehenden Ausführungen sind monomere Verbindungen bevorzugter zweite polymerisierbare Epoxidverbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus aromatischen Diglycidylethern der Formel II. b):
Bevorzugt höhermolekulare Umsetzungsprodukte dieser monomeren Verbindungen sind analog zu den vorstehenden Ausführungen zweite polymerisierbare Epoxidverbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus aromatischen Diglycidylethern der Formel II. c): wobei n eine natürliche Zahl (inklusive 0) ist.
Insbesondere bevorzugt ist eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, wobei die eine oder die mehreren von den ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen verschiedenen zweiten polymerisierbaren Epoxidverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Bisphenol- A-Diglycidylether und höhermolekularen Umsetzungsprodukten von Bisphenol-A- Diglycidylethern mit zwei oder mehreren weiteren von Bisphenol-A abgeleiteten Verbindungen, Bisphenol-F-Diglycidylether und höhermolekularen Umsetzungsprodukten von Bisphenol-F-Diglycidylethern mit zwei oder mehreren weiteren von Bisphenol-F abgeleiteten Verbindungen, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Bisphenol-A-Diglycidylethern und höhermolekularen Umsetzungsprodukten von Bisphenol-A-Diglycidylethern mit zwei oder mehreren weiteren von Bisphenol-A abgeleiteten Verbindungen.
Die vorgenannten spezifischen Bisphenol Diglycidylether, insbesondere Bisphenol-A-Diglycidylether und Bisphenol-F-Diglycidylether sowie deren und höhermolekularen Umsetzungsprodukten sind besonders vorteilhaft in Bezug auf i) die Vernetzungsfähigkeit zur Ausbildung eines kohäsiv belastbaren Klebeverbunds und ii) die Chemikalienbeständigkeit nach Aushärtung. Zudem sind Bisphenol-A-Diglycidylether und Bisphenol-F-Diglycidylether sowie deren und höhermolekularen Umsetzungsprodukten kommerziell leicht verfügbar und tragen somit positiv zur Kosteneffizienz bei.
Ein großer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die relativ spezifischen ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen mit einer Vielzahl an unterschiedlichen zweiten polymerisierbaren Epoxidverbindungen kombinierbar sind, wobei nach Einschätzung der Erfinder prinzipiell in jeder der Kombinationen die vorteilhaften Eigenschaften der aushärtbaren Klebemasse in Bezug auf die Verklebungsfestigkeit, die Chemikalienbeständigkeit, die gute Verarbeitbarkeit und die Kompatibilität mit korrosionsanfälligen Komponenten erhalten bleiben. In Hinblick auf unterschiedliche Anwendungsfelder und spezifische Anforderungen an die Klebebänder ist es jedoch besonders wünschenswert, dass die Viskosität der aushärtbaren Klebemasse individuell eingestellt werden kann. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es in vorteilhafter Weise möglich, durch die Auswahl der Viskosität der zweiten polymerisierbaren Epoxidverbindungen, die Viskosität der aushärtbaren Klebemasse gemäß den nachfolgenden unterschiedlichen bevorzugten Ausgestaltungen gezielt einzustellen und an die jeweiligen Bedürfnisse anzupassen, wobei sich mit Blick auf die klebtechnischen Eigenschaften als besonders bevorzugt erwiesen hat, wenn in der aushärtbaren Klebemasse neben den ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen auch zumindest eine flüssige zweite polymerisierbare Epoxidverbindung eingesetzt wird.
In einer ersten besonders bevorzugten Ausgestaltung ist entsprechend eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse bevorzugt, wobei zumindest eine, bevorzugt zumindest zwei, besonders bevorzugt sämtliche, der zweiten polymerisierbaren Epoxidverbindungen bei 25 °C eine Flüssigkeit mit einer dynamischen Viskosität, bestimmt nach DIN 53019-1 aus 2008, von 40 Pa s oder weniger, bevorzugt von 30 Pa s oder weniger, besonders bevorzugt von 20 Pa s oder weniger, ganz besonders bevorzugt von 10 Pa s oder weniger, sind.
In einer für sich genommen weniger bevorzugten Ausgestaltung ist eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse bevorzugt, wobei zumindest eine der zweiten polymerisierbaren Epoxidverbindung bei 25 °C ein Feststoff oder ein hochviskoser Stoff mit einer dynamischen Viskosität, bestimmt nach DIN 53019-1 aus 2008, von 50 Pa s oder mehr, bevorzugt von 100 Pa s oder mehr, besonders bevorzugt von 150 Pa s oder mehr, sind. Der Fachmann versteht insoweit, dass die Unterscheidung zwischen Feststoffen und entsprechenden hochviskosen Stoffen für die Anwendung in der Praxis zweckmäßig ist, da die Viskosität von Feststoffen intrinsisch mehrere Zehnerpotenzen über dem vorstehend angegebenen Wert der dynamischen Viskosität liegt, praktisch aber häufig kaum sinnvoll zu bestimmen ist, so dass es ausreichend ist festzustellen, dass es sich um einen Feststoff handelt. Durch die gewählte Definition besteht vorteilhafterweise auch keine Notwendigkeit zu unterscheiden, ob ein Stoff bei 25 °C nunmehr ein Feststoff oder ein hochviskoser Stoff mit einer entsprechenden dynamischen Viskosität ist.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung der aushärtbaren Klebemasse, mit der insbesondere hinsichtlich der Handhabungseigenschaften und der klebtechnischen Eigenschaften ausgezeichnete Ergebnisse erzielt werden, ist eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse bevorzugt, wobei die aushärtbare Klebemasse mindestens zwei von den ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen verschiedene zweite polymerisierbare Epoxidverbindung umfasst, und wobei
- zumindest eine der zweiten polymerisierbaren Epoxidverbindungen E2-1 bei 25 °C eine Flüssigkeit mit einer dynamischen Viskosität, bestimmt nach DIN 53019-1 aus 2008, von 40 Pa s oder weniger, bevorzugt von 30 Pa s oder weniger, besonders bevorzugt von 20 Pa s oder weniger, ganz besonders bevorzugt von 10 Pa s oder weniger, ist, und
- zumindest eine der zweiten polymerisierbaren Epoxidverbindungen E2-2 bei 25 °C ein Feststoff oder ein hochviskoser Stoff mit einer dynamischen Viskosität, bestimmt nach DIN 53019-1 aus 2008, von 50 Pa s oder mehr, bevorzugt von 100 Pa s oder mehr, besonders bevorzugt von 150 Pa s oder mehr, ist, wobei bevorzugt das Massenverhältnis des kombinierten Massenanteils der Epoxidverbindungen E2-1 zu dem kombinierten Massenanteil der polymerisierbaren Epoxidverbindungen E2-2 im Bereich von 2:1 bis 1 :2, besonders bevorzugt im Bereich von 1 ,5:1 bis 1 :1 ,5 und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1 ,2:1 bis 1 :1 ,2, liegt.
In den Experimenten der Erfinder hat die Kombination von ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen mit einer Mischung aus festen und flüssigen zweiten polymerisierbaren Eooxidverbindungen auch losgelöst vom Chlorgehalt bezogen auf die klebtechnischen Eigenschaften so gute Ergebnisse gezeigt, dass eine entsprechende aushärtbare Klebemasse auch losgelöst vom Chlorgehalt bevorzugt ist.
Offenbart wird entsprechend im Zusammenhang mit der Erfindung auch eine weitere aushärtbare Klebemasse, umfassend bezogen auf die kombinierte Gesamtmasse sämtlicher filmbildender (Co-)Polymere und polymerisierbarer Epoxidverbindungen in der weiteren aushärtbaren Klebemasse: i) ein oder mehrere filmbildende (Co-)Polymere in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 20 bis 70 %, ii) eine oder mehrere erste polymerisierbare Epoxidverbindungen in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 10 bis 50 %, wobei die eine oder die mehreren ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus cycloaliphatischen Glycidylethern mit zwei oder mehr Epoxid-Gruppen umfassend ein oder mehrere Strukturelemente der Formel I): wobei X entweder eine Sulfonylgruppe oder CR1R2 ist, wobei Ri und R2 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Fluoroalkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und Phenylgruppen, iii) eine oder mehrere von den ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen verschiedene zweite polymerisierbare Epoxidverbindungen in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 10 bis 50 %, und iv) ein kationisches Photoinitiatorsystem, umfassend einen oder mehrere kationische Photoinitiatoren in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 0,1 bis 5 %, wobei zumindest eine der zweiten polymerisierbaren Epoxidverbindungen E2-1 bei 25 °C eine Flüssigkeit mit einer dynamischen Viskosität, bestimmt nach DIN 53019-1 aus 2008, von 40 Pa s oder weniger, bevorzugt von 30 Pa s oder weniger, besonders bevorzugt von 20 Pa s oder weniger, ganz besonders bevorzugt von 10 Pa s oder weniger, ist, und wobei zumindest eine der zweiten polymerisierbaren Epoxidverbindungen E2-2 bei 25 °C ein Feststoff oder ein hochviskoser Stoff mit einer dynamischen Viskosität, bestimmt nach DIN 53019-1 aus 2008, von 50 Pa s oder mehr, bevorzugt von 100 Pa s oder mehr, besonders bevorzugt von 150 Pa s oder mehr, ist. Für die offenbarte weitere aushärtbare Klebemasse gelten hinsichtlich der bevorzugten Verbindungen, Anteile und sonstiger Merkmale die vorstehend und nachfolgend offenbarten Ausführungen zu der erfindungsgemäßen aushärtbaren Klebemasse.
Die erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse umfasst neben Epoxidverbindungen auch ein oder mehrere filmbildende (Co-)Polymere, denen in üblicher Weise die Rolle des Filmbildners zufällt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter filmbildenden (Co-)Polymeren solche (Co-)Polymere verstanden, die ein gewichtsmittleres Molekulargewicht Mw, bestimmt mittels GPC, von 20000 g/mol oder mehr, aufweisen. Der Fachmann ist hierbei mit üblichen Methoden zur Bestimmung des gewichtsmittlern Molekulargewichts, wie beispielsweise der Bestimmung per Gelpermeationschromatographie (GPC), vertraut.
Ein großer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die polymerisierbaren Epoxidverbindungen mit einer Vielzahl an unterschiedlichen filmbildenden (Co-)Polymeren kombinierbar sind. Diese Flexibilität erlaubt es, die aushärtbare Klebemasse auf die spezifischen Bedürfnisse des Einzelfalls anzupassen. Die Erfinder haben festgestellt, dass bei einer Vielzahl an Kombinationen mit unterschiedlichen filmbildenden (Co-)Polymeren jeweils die vorteilhaften Eigenschaften der aushärtbaren Klebemasse in Bezug auf die Verklebungsfestigkeit, die Chemikalienbeständigkeit, die gute Verarbeitbarkeit und die Kompatibilität mit korrosionsanfälligen Komponenten gewährleistet werden können, so dass die erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse hinsichtlich der chemischen Natur der filmbildenden (Co-)Polymere nicht beschränkt sind.
Geeignete filmbildende (Co-)Polymere sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik umfassend bekannt und in verschiedenen Variationen von zahlreichen verschiedenen Anbietern kommerziell erhältlich. Nachfolgend werden bevorzugte und beispielhafte Vertreter für die filmbildenden (Co-)Polymere offenbart. Geeignete filmbildende (Co-)Polymere sind dabei regelmäßig frei von Epoxid- Gruppen. Bevorzugt ist zunächst eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, umfassend das eine oder die mehreren filmbildenden (Co-)Polymere in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 25 bis 60 %, bevorzugt im Bereich von 30 bis 50 %.
Bevorzugt ist hinsichtlich der chemischen Natur der filmbildenden (Co)Polymere eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, wobei das eine oder die mehreren filmbildenden (Co-)Polymere ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Poly(meth)acrylaten, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, (Meth)acrylat-Block-Copolymer, Polyurethanen, Nitrilkautschuken, Polyvinylbutyralen und Polyvinylalkoholen, bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Poly(meth)acrylaten, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, (Meth)acrylat-Block-Copolymeren, Polyvinylbutyralen und Polyvinylalkoholen, besonders bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Poly(meth)acrylaten, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren und Acrylat-Block- Copolymeren.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Ausdruck „Poly(meth)acrylate“ in Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis Polyacrylate und Polymethacrylate sowie Copolymere dieser Polymere. Der Begriff „(Meth)acrylat“ umfasst entsprechend sowohl Acrylate als auch Methacrylate.
Zudem bevorzugt ist eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, wobei das eine oder die mehreren filmbildenden (Co-)Polymere Phenylgruppen-haltige Monomereinheiten umfassen und der Massenanteil an Phenylgruppen-haltige Monomereinheiten bevorzugt mindestens 15 %, besonders bevorzugt mindestens 25 %, ausmacht, bezogen auf die Masse sämtlicher Monomereinheiten der filmbildenden (Co-)Polymere.
Die erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse umfasst neben Epoxidverbindungen und filmbildenden (Co-)Polymeren auch ein kationisches Photoinitiatorsystem, umfassend einen oder mehrere kationische Photoinitiatoren in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 0,1 bis 5 %. In Übereinstimmung mit dem üblichen Vorgehen im Bereich der Technik bezieht sich der vorstehend definierte Massenanteil dabei auf die Verbindungen, die tatsächlich als kationische Photoinitiatoren wirksam sind, so dass etwaige Verdünnungen, wie sie in manchen Handelsprodukten vorkommen, unbeachtlich sind. Mit Blick auf die späteren Handhabungseigenschaften ist das erfindungsgemäße kationische Photoinitiatorsystem, umfassend einen oder mehrere kationische Photoinitiatoren, nach Einschätzung der Erfinder besonders vorteilhaft, da die dadurch realisierte Strahlungsaktivierung große handhabungstechnische Vorteile liefert. Die kationischen Photoinitiatoren werden typischerweise einzeln oder als Kombination von zwei oder mehreren Photoinitiatoren eingesetzt. Der Einsatz eines kationischen Photoinitiatorsystems/Photoinitiators anstelle eines anionischen oder radikalischen Systems ergibt sich hierbei insbesondere aus dem erfindungsgemäßen Einsatz von polymerisierbaren Epoxidverbindungen im Reaktivharz, welche in vorteilhafter Weise mittels kationischer Polymerisation der Epoxidgruppen vernetzt werden können.
Als kationische Photoinitiatoren für eine kationische strahlungsinduzierte, insbesondere UV induzierte, Härtung von Epoxidverbindungen sind insbesondere Sulfonium, lodonium und Metallocen basierende Systeme einsetzbar. Für Beispiele für Sulfonium basierende Kationen sei auf die Ausführungen in US 6,908,722 B1 verwiesen. Als Beispiele für Anionen, die als Gegenionen für die oben genannten Kationen dienen, seien Tetrafluoroborat, Tetraphenylborat, Hexafluorophosphat, Perchlorat, Tetrachloroferrat, Hexafluoroarsenat, Hexafluoroantimonat, Pentafluorohydroxyantimonat, Hexachloroantimonat, Tetrakispentafluorophenylborat, Tetrakis-(pentafluoromethylphenyl)-borat, Bi- (trifluoromethylsulfonyl)-amide und Tris-(trifluoromethylsulfonyl)-methide genannt. Zudem sind insbesondere für lodonium-basierende Initiatoren auch Chlorid, Bromid oder lodid als Anionen denkbar, wobei aber Initiatoren, die im Wesentlichen frei von Chlor und Brom sind, bevorzugt sind. Ein leistungsfähiges Beispiel für ein solches System ist beispielsweise Triphenylsulfoniumhexafluoroantimonat. Weitere geeignete Initiatoren sind beispielsweise in der US 3,729,313 A, US 3,741 ,769 A, US 4,250,053 A, US 4,394,403 A, US 4,231 ,951 A, US 4,256,828 A, US 4,058,401 A, US 4,138,255 A und US 2010/063221 A1 offenbart.
Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, wobei das kationische Photoinitiatorsystem ein oder mehrere Sensitizer umfasst, bevorzugt in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 0,1 bis 3 %.
Beim Einsatz von kationischen Photoinitiatoren sind Kombinationen mit sogenannten Sensitizern für die Anpassung der Aktivierungswellenlänge des kationischen Photoinitiationssystems an das gewählte Emissionsspektrum sehr hilfreich, für die auf dem Fachmann bekannte Literatur, wie z.B. „Industrial Photoinitiators: A technical guide“ 2010 von A.W. Green, verwiesen wird. Typischerweise beträgt in diesen Fällen der Massenanteil von kationischen Photoinitiatoren an der aushärtbaren Klebemasse nicht mehr als 4 % aber mindestens 0,1 %, und liegt bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 2 %. Der Massenanteil von Sensitizern beträgt üblicherweise nicht mehr als 3 % und liegt bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 2 %.
Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, wobei der eine oder die mehreren kationischen Photoinitiatoren und/oder der eine oder die mehreren Sensitizer ein Absorptionsmaximum für elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 290 nm bis 400 nm, bevorzugt im Bereich von 350 nm bis 380 nm, aufweisen, und/oder wobei der eine oder die mehreren kationischen Photoinitiatoren und/oder der eine oder die mehreren Sensitizer ein Absorptionsmaximum für elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge von weniger als 400 nm, bevorzugt von weniger als 380 nm, aufweisen.
Die vorgenannten bevorzugten Absorptionsmaxima der einen oder der mehreren kationischen Photoinitiatoren und/oder der einen oder der mehreren Sensitizer sind insbesondere vorteilhaft bei der Verwendung von UV-Licht zur Initiierung der kationischen Polymerisation, d.h. dem Start der Aushärtung der aushärtbaren Klebemasse. Die Strahlungsaktivierung mit UV-Licht liefert große handhabungstechnische Vorteile, da sie im Fügungsprozess zielgerichtet eingesetzt werden kann. Bei Einsatz von kationischen Photoinitiatoren und/oder Sensitizern mit den vorgenannten bevorzugten Absorptionsmaxima kann so sichergestellt werden, dass die Aushärtung der aushärtbaren Klebemasse effektiv und zielgerichtet dann erfolgt, wenn es gewünscht ist, also beispielsweise nach Applikation des Klebebands auf einer Komponente.
Besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, wobei der eine oder die mehreren kationischen Photoinitiatoren ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Sulfonium-Salzen und lodonium-Salzen.
Konkrete Beispiele für einsetzbare Sulfonium-Salze sind Triphenylsulfoniumhexafluoroarsenat, Triphenylsulfoniumhexafluoroborat, Triphenylsulfoniumtetrafluoroborat, Triphenylsulfoniumtetrakis-
(pentafluorobenzyl)-borat, Methyldiphenylsulfoniumtetrafluoroborat, Methyldi- phenylsulfoniumtetrakis-(pentafluorobenzyl)-borat, Dimethylphenyl- sulfoniumhexafluorophosphat, T riphenylsulfoniumhexafluorophosphat, T riphenyl- sulfoniumhexafluoroantimonat, Diphenylnaphthylsulfoniumhexafluoroarsenat, Tritolylsulfoniumhexafluorophosphat, Anisyldiphenylsulfoniumhexafluoro- antimonat, 4-Butoxyphenyldiphenylsulfoniumtetrafluoroborat, 4-Chlorophenyl- diphenylsulfoniumhexafluoroantimonat, Tris-(4-phenoxyphenyl)-sulfonium- hexafluorophosphat, Di-(4-ethoxyphenyl)-methylsulfoniumhexafluoroarsenat, 4- Acetylphenyldiphenylsulfoniumtetrafluoroborat, 4-Acetylphenyldiphenylsulfonium- tetrakis-(pentafluorobenzyl)-borat, Tris-(4-thiomethoxyphenyl)-sulfoniumhexa- fluorophosphat, Di-(methoxysulfonylphenyl)-methylsulfoniumhexafluoroantimonat, Di-(methoxynaphthyl)-methylsulfoniumtetrafluoroborat, Di-(methoxynaphthyl)- methylsulfoniumetrakis-(penta-fluorobenzyl)-borat, Di-(carbomethoxyphenyl)- methylsulfoniumhexafluorophosphat, (4-Octyloxyphenyl)-diphenylsulfonium- tetrakis-(3,5-bis-trifluoromethylphenyl)-borat, Tris-[4-(4-acetylphenyl)-thiophenyl]- sulfoniumtetrakis-(pentafluorophenyl)-borat, Tris-(dodecyl-phenyl)- sulfoniumtetrakis-(3,5-bis-trifluoromethylphenyl)-borat, 4-Acetamidphenyldiphe- nylsulfoniumtetrafluoroborat, 4-Acetamidphenyldiphenylsulfoniumtetrakis-(penta- fluoro-benzyl)-borat, Dimethylnaphthylsulfoniumhexafluorophosphat, T rifluoro- methyldiphenyl-sulfoniumtetrafluoroborat, Trifluoromethyldiphenylsulfonium- tetrakis-(pentafluorobenzyl)-borat, Phenylmethylbenzylsulfoniumhexafluoro- phosphat, 5-Methylthianthreniumhexa-fluorophosphat, 10-Phenyl-9,9-dimethyl- thioxantheniumhexafluorophosphat, 10-Phenyl-9-oxothioxantheniumtetrafluoro- borat, 10-Phenyl-9-oxothioxantheniumtetrakis-(pentafluoro-benzyl)-borat, 5- Methyl-10-oxothianthreniumtetrafluoroborat, 5-Methyl-10-oxothianthreni- umtetrakis-(pentafluorobenzyl)-borat und 5-Methyl-10,10-dioxothianthrenium- hexafluorophosphat,
Konkrete Beispiele für einsetzbare lodonium-Salze sind Diphenyliodoniumtetrafluoroborat, Di-(4-methylphenyl)-iodoniumtetrafluoroborat, Phenyl-4-methylphenyliodoniumtetrafluoroborat, Di-(4-chlorphenyl)-iodonium- hexafluorophosphat, Dinaphthyliodoniumtetrafluoroborat, Di-(4-trifluormethyl- phenyl)-iodoniumtetrafluoroborat, Diphenyliodoniumhexafluorophosphat, Di-(4- methylphenyl)-iodoniumhexafluorophosphat, Diphenyliodoniumhexafluoro- arsenat, Di-(4-phenoxyphenyl)-iodoniumtetrafluoroborat, Phenyl-2-thienyl- iodoniumhexafluorophosphat, 3,5-Dimethylpyrazolyl-4-phenyliodoniumhexa- fluorophosphat, Diphenyliodoniumhexafluoroantimonat, 2,2'-Diphenyliodonium- tetrafluoroborat, Di-(2,4-dichlorphenyl)-iodoniumhexafluorophosphat, Di-(4- bromphenyl)-iodoniumhexafluorophosphat, Di-(4-methoxyphenyl)-iodoniumhexa- fluorophosphat, Di-(3-carboxyphenyl)-iodoniumhexafluorophosphat, Di-(3- methoxycarbonylphenyl)-iodoniumhexafluorophosphat, Di-(3-methoxysulfonyl- phenyl)-iodoniumhexafluorophosphat, Di-(4-acetamidophenyl)-iodoniumhexa- fluorophosphat, Di-(2-benzothienyl)-iodoniumhexafluorophosphat, Diaryl- iodoniumtristrifluormethylsulfonylmethid wie Diphenyliodoniumhexafluoro- antimonat, Diaryliodoniumtetrakis-(pentafluorophenyl)-borat wie Diphenyl- iodoniumtetrakis-(pentafluorophenyl)-borat, [4-(2-Hydroxy-n-tetradesiloxy)- phenyl]-phenyliodoniumhexafluoroantimonat, [4-(2-Hydroxy-n-tetradesiloxy)- phenyl]-phenyliodoniumtrifluorosulfonat, [4-(2-Hydroxy-n-tetradesiloxy)-phenyl]- phenyliodoniumhexafluorophosphat, [4-(2-Hydroxy-n-tetradesiloxy)-phenyl]- phenyliodoniumtetrakis-(pentafluorophenyl)-borat, Bis-(4-tert-butylphenyl)- iodoniumhexafluoroantimonat, Bis-(4-tert-butylphenyl)-iodoniumhexafluoro- phosphat, Bis-(4-tert-butylphenyl)-iodoniumtrifluorosulfonat, Bis-(4-tert- butylphenyl)-iodoniumtetrafluoroborat, Bis-(dodecylphenyl)-iodoniumhexafluoro- antimonat, Bis-(dodecylphenyl)-iodoniumtetrafluoroborat, Bis-(dodecylphenyl)- iodoniumhexafluorophosphat, Bis-(dodecylphenyl)-iodoniumtrifluoro- methylsulfonat, Di-(dodecylphenyl)-iodoniumhexafluoroantimonat, Di-(dodecyl- phenyl)-iodoniumtriflat, Diphenyliodoniumbisulfat, 4,4'-Dichlorodiphenyl- iodoniumbisulfat, 4,4'-Dibromodiphenyliodoniumbisulfat, 3,3'-Dinitrodiphenyl- iodoniumbisulfat, 4,4'-Dimethyldiphenyliodoniumbisulfat, 4,4'-Bis-succinimido- diphenyliodoniumbisulfat, 3-Nitrodiphenyliodoniumbisulfat, 4,4'-Dimethoxy- diphenyliodoniumbisulfat, Bis-(dodecylphenyl)-iodoniumtetrakis-(pentafluoro- phenyl)-borat, (4-Octyloxyphenyl)-phenyliodoniumtetrakis-(3,5-bis-trifluoromethyl- phenyl)-borat und (Tolylcumyl)-iodoniumtetrakis-(pentafluorophenyl)-borat, und Ferrocenium-Salze (siehe zum Beispiel EP 0 542 716 B1 ) wie r]5-(2,4- cyclopentadien-1 -yl)-[(1 ,2,3,4,5,6,9)-(1 -methylethyl)-benzol]-eisen.
Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, wobei die aushärtbare Klebemasse zusätzlich ein oder mehrere Offenzeitadditive umfasst, bevorzugt in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 0,1 bis 15 %, besonders bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 10 %, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 5 %, bezogen auf die kombinierte Gesamtmasse sämtlicher filmbildender (Co-)Polymere und polymerisierbarer Epoxidverbindungen in der aushärtbaren Klebemasse.
Als Offenzeitadditiv umfasst die erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse bevorzugt mindestens eine Substanz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyethylenglykol (PEG), Polypropylenglykol (PPG), tertiären Aminen und Kronenethern (wie zum Bespiel 18-Krone-6); insbesondere mindestens eine Substanz ausgewählt aus PEG mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 400 bis 10.000 g/mol, zum Beispiel bis 5.000 g/mol, ganz besonders bevorzugt bis 1.000 g/mol, und insbesondere PEG 600. Diese Substanzen bewirken, dass nach der Initiierung der Härtung der Klebemassen noch eine so genannte offene Zeit verbleibt, während derer die Härtung noch nicht oder zumindest noch nicht in signifikantem Ausmaß einsetzt, und lassen sich daher als „Offenzeitadditiv“ bezeichnen. Wie sich gezeigt hat, lassen sich mit den hier aufgeführten Offenzeitadditiven insbesondere für UV-härtbare Klebemassen offene Zeiten von wenigstens einer Minute, häufig von 1 bis 5 Minuten erreichen, wobei die Dunkelreaktion bei einer Temperatur von 25 °C nach 24 Stunden abgeschlossen ist. Eine Reaktion im Sinne dieser Erfindung wird als „abgeschlossen“ bezeichnet, wenn die Verklebungsfestigkeit des Klebebands nach 24h wenigstens 2 MPa beträgt.
Es kann als weiterer Vorteil erfindungsgemäßer aushärtbarer Klebemassen angesehen werden, dass diese hinsichtlich des Einsatzes von typischen Additiven sehr flexibel sind, sodass die physikalisch-chemischen Eigenschaften gezielt an die Anforderungen des jeweiligen Anwendungszwecks weiter angepasst werden können.
Bevorzugt ist deshalb eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, wobei die aushärtbare Klebemasse ein oder mehrere weitere Additive umfasst, bevorzugt in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 0,1 bis 50 %, bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 40 %, bezogen auf die kombinierte Gesamtmasse der sämtlicher filmbildender Polymere und polymerisierbarer Epoxidverbindungen in aushärtbaren Klebemasse, wobei das eine oder die mehreren weiteren Additive bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Klebharzen, Alterungsschutzmitteln, Lichtschutzmitteln, UV-Absorbern und rheologischen Additiven.
Ein besonderer Fall von Zusätzen, welche der Einstellung der Eigenschaften von Klebemassen dienen, sind unlösliche Füllstoffe, die der aushärtbaren Klebemasse zugesetzt werden können, um eine gefüllte aushärtbare Klebemasse zu erhalten. Bei diesen handelt es sich um partikuläre Füllstoffe mit einem mittleren Partikeldurchmesser (D50) von 5 pm oder mehr, bevorzugt 10 pm oder mehr, besonders bevorzugt 20 pm oder mehr, die in der aushärtbaren Klebemasse nicht löslich sind und in dieser entsprechend als Dispersion vorliegen sowie um makroskopische Füllstoffe wie beispielsweise Fasern. Bevorzugt sind die unlöslichen Füllstoffe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus partikulären Füllstoffen. Besonders bevorzugt sind die unlöslichen Füllstoffe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus expandierbaren Polymerhohlkugeln, nicht expandierbaren Polymerhohlkugeln, Polymervollkugeln, Glashohlkugeln, Glasvollkugeln, keramische Hohlkugeln, keramische Vollkugeln und/oder Kohlenstoffvollkugeln. In Frage kommen als unlösliche Füllstoffe beispielsweise jedoch auch Fasern, Gelege, Plättchen und Stäbchen aus in der aushärtbaren Klebemasse unlöslichen Materialien. Durch ihre teilweise schon makroskopischen Abmessungen und die fehlende Löslichkeit haben diese im Wesentlichen keinen Einfluss auf die vorstehend offenbarten Zusammenhänge der Zusammensetzungschemie der aushärtbaren Klebemassen, sondern liegen vielmehr in heterogener Mischung mit der aushärtbaren Klebemasse vor. Entsprechend werden diese unlöslichen Füllstoffe im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht der aushärtbaren Klebemasse zugerechnet und werden entsprechend bei der Berechnung von Massenanteilen relativ zur Masse der aushärtbaren Klebemasse nicht berücksichtigt. Wie vorstehend beschrieben, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielmehr definiert, dass der Zusatz von unlöslichen Füllstoffen zu einer erfindungsgemäßen aushärtbaren Klebemasse in einer gefüllten aushärtbaren Klebemasse resultiert, d.h. einer gefüllten aushärtbaren Klebemasse, umfassend: x) eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, bevorzugt wie vorstehend als bevorzugt offenbart, und y) einen oder mehrere unlösliche Füllstoffe.
Besonders bevorzugt liegt der kombinierte Massenanteil der unlöslichen Füllstoffe dabei im Bereich von 1 bis 50 %, bevorzugt im Bereich von 2 bis 40 %, besonders bevorzugt im Bereich von 5 bis 30 %, bezogen auf die Gesamtmasse der aushärtbaren Klebemasse.
Für den späteren Einsatz in der Endanwendung ist es für die Handhabungseigenschaften vorteilhaft, wenn die aushärtbare Klebemasse eine intrinsische Haftklebrigkeit aufweist und somit als Haftklebemasse klassifiziert werden kann. Durch die vorteilhaft hohe Kohäsion in erfindungsgemäßen aushärtbaren Klebemassen ist es dabei besonders leicht, diese Eigenschaften in erfindungsgemäßen aushärtbaren Klebemassen einzustellen. Die Haftklebrigkeit erlaubt vor der Aushärtung der aushärtbaren Klebemassen eine zuverlässige und sichere Applikation der reaktiven Klebebänder am Substrat. Bevorzugt ist deshalb eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, wobei die aushärtbare Klebemasse eine Haftklebemasse ist. Die ist für den Fachmann insbesondere dadurch erkennbar, dass die Klebkraft der unausgehärteten Haftklebmasse gemäß ISO 29862:2007 (Methode 3) bei 23 °C auf Stahl mehr als 1 N/cm beträgt und die Kohäsion ausreichend hoch ist, dass die Klebmasse rückstandsfrei (adhäsiv) entfernt werden kann.
Nachfolgend werden beispielhafte aushärtbare Klebemassen offenbart, die nach Einschätzung der Erfinder besonders vorteilhaft sind und die insbesondere aufgrund von spezifisch ausgewählten Verbindungen und/oder Massenanteilen der einzelnen Bestandteile besonders bevorzugte Merkmalskombinationen beschreiben.
Bevorzugt ist nämlich insbesondere eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, umfassend bezogen auf die kombinierte Gesamtmasse sämtlicher filmbildender (Co-)Polymere und polymerisierbarer Epoxidverbindungen in der aushärtbaren Klebemasse:
- ein oder mehrere filmbildende (Co-)Polymere in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 25 bis 60 %, bevorzugt im Bereich von 30 bis 50 %, und
- eine oder mehrere erste polymerisierbare Epoxidverbindungen in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 15 bis 45 %, bevorzugt im Bereich von 20 bis 40 %, und
- eine oder mehrere von den ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen verschiedene zweite polymerisierbare Epoxidverbindungen in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 12 bis 45 %, bevorzugt im Bereich von 15 bis 42 %, und
- ein kationisches Photoinitiatorsystem, umfassend einen oder mehrere kationische Photoinitiatoren in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 0,2 bis 2,0 %, bevorzugt im Bereich von 0,3 bis 1 ,0 %, und optional
- ein oder mehrere Offenzeitadditive in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 0,2 bis 10 %, bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 5 %.
Besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, umfassend bezogen auf die kombinierte Gesamtmasse sämtlicher filmbildender (Co-)Polymere und polymerisierbarer Epoxidverbindungen in der aushärtbaren Klebemasse:
- ein oder mehrere filmbildende (Co-)Polymere in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 25 bis 60 %, bevorzugt im Bereich von 30 bis 50 %, wobei das eine oder die mehreren filmbildenden (Co-)Polymere ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Poly(2-Phenoxyethylacrylat), (Meth)acrylat-Block- Copolymer und Poly(Benzylacrylat), und
- eine oder mehrere erste polymerisierbare Epoxidverbindungen in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 15 bis 45 %, bevorzugt im Bereich von 20 bis 40 %, wobei die eine oder die mehreren ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus cycloaliphatischen Diglycidylethern der Formel l.c), wobei X CR1R2 ist und wobei Ri und R2 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff und Methylgruppen, wobei Ri und R2 besonders bevorzugt Methylgruppen sind, und
- eine oder mehrere von den ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen verschiedene zweite polymerisierbare Epoxidverbindungen in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 12 bis 45 %, bevorzugt im Bereich von 15 bis 42 %, wobei die eine oder die mehreren zweiten polymerisierbaren Epoxidverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Bisphenol-A-Diglycidylether und höhermolekularen Umsetzungsprodukten von hydrierten Bisphenol-A- Diglycidylethern mit zwei oder mehreren weiteren von hydriertem Bisphenol-A abgeleiteten Verbindungen, und
- ein kationisches Photoinitiatorsystem, umfassend einen oder mehrere kationische Photoinitiatoren in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 0,2 bis 2,0 %, bevorzugt im Bereich von 0,3 bis 1 ,0 %, wobei der eine oder die mehreren kationischen Photoinitiatoren ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Sulfonium-Salzen und lodonium-Salzen, und optional
- ein oder mehrere Offenzeitadditive in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 0,2 bis 10 %, bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 5 %, wobei das eine oder die mehreren Offenzeitadditive ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyethylenglykol (PEG), Polypropylenglykol (PPG), tertiären Aminen und Kronenethern. Ebenfalls bevorzugt ist zusätzlich oder alternativ zu anderen bevorzugten Merkmalen eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, wobei das Massenverhältnis des kombinierten Massenanteils der ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen zu dem kombinierten Massenanteil der von den ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen verschiedenen zweiten polymerisierbaren Epoxidverbindungen im Bereich von 1 :5 bis 5:1 liegt, bevorzugt im Bereich von 1 :3 bis 3:1 , besonders bevorzugt im Bereich von 1 :2,5 bis 2,5:1 .
Bevorzugt ist zusätzlich oder alternativ auch eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, wobei das Massenverhältnis des kombinierten Massenanteils der ersten und zweiten polymerisierbaren Epoxidverbindungen zu dem kombinierten Massenanteil der filmbildenden (Co-)Polymere im Bereich von 80:20 bis 30:70 liegt, bevorzugt im Bereich von 75:25 bis 40:60, besonders bevorzugt im Bereich von 70:30 bis 50:50.
Erfindungsgemäße aushärtbare Klebemassen können beispielsweise direkt als Klebemassen eingesetzt werden, wobei sie je nach Applikationsmethode insbesondere in Form von Bändern bereitgestellt werden können.
Die Erfindung betrifft somit auch ein Klebeband, insbesondere ein reaktives Klebeband, umfassend als Klebeschicht eine erfindungsgemäße aushärtbare Klebemasse, wobei das Klebeband bevorzugt eine Trägerschicht umfasst.
Mit Blick auf möglichst günstige Handhabungseigenschaften werden besonders vorteilhafte Resultate regelmäßig dann erzielt, wenn erfindungsgemäße aushärtbare Klebemassen als Klebeschicht eines ein- oder doppelseitigen Klebebandes eingesetzt werden, welches zudem eine Trägerschicht umfasst oder wenn die Klebeschicht auf einer Trennschicht, beispielweise einem Liner, angeordnet wird, von dem die Klebeschicht einfach abgelöst werden kann.
Der Begriff Klebeband ist für den Fachmann im Bereich der Klebetechnik klar. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Ausdruck Band alle dünnen, flächigen Gebilde, d.h. Gebilde mit einer überwiegenden Ausdehnung in zwei Dimensionen, insbesondere Folien, Folienabschnitte und Etiketten, bevorzugt Bänder mit ausgedehnter Länge und begrenzter Breite sowie entsprechende Bandabschnitte.
Die Trägerschicht bezeichnet zumeist die Schicht eines solchen mehrschichtigen Klebebandes, die die mechanischen und physikalischen Eigenschaften des Klebebandes, wie beispielsweise die Reißfestigkeit, Dehnbarkeit, Isolations- oder Rückstellvermögen, maßgeblich bestimmt. Übliche Materialien für die Trägerschicht sind beispielsweise Gewebe, Gelege und Kunststofffolien, zum Beispiel PET-Folien und Polyolefin-Folien. Die Trägerschicht kann jedoch auch selbst haftklebrig sein. Das erfindungsgemäße Klebeband kann in einer bevorzugten Ausführungsform ein doppelseitiges Klebeband sein, dessen Trägerschicht auf beiden Seiten mit einer erfindungsgemäßen aushärtbaren Klebemasse versehen ist.
In erfindungsgemäßen Klebebändern können die Klebeschichten mit einer Trennabdeckung, einem sogenannten Releaseliner, abgedeckt sein, um ein problemloses Abwickeln zu ermöglichen und die Haftklebemasse vor Verschmutzung zu schützen. Solche Releaseliner bestehen üblicherweise aus einer ein- oder beidseitig silikonisierten Kunststofffolie (z.B. PET oder PP) oder einem silikonisierten Papierträger.
Die Erfindung betrifft im Lichte der vorstehenden Ausführungen auch ein Verfahren zur Verbindung von zwei oder mehr Komponenten vor weiteren Bearbeitungsschritten, mit dem sich vorteilhafte Taktungen und eine ausgezeichnete Zeit- und Kosteneffizienz realisieren lassen.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Verfahrensschritte: a) Herstellen oder Bereitstellen eines erfindungsgemäßen Klebebandes, b) Applizieren des erfindungsgemäßen Klebebandes auf mindestens einer Komponente, c) Initiieren der kationischen Aushärtung der aushärtbaren Klebemasse durch Aktivierung des kationischen Photoinitiatorsystems, d) Verbinden mindestens einer weiteren Komponente, sodass eine Verbindung von zwei oder mehr Komponenten mit dem Klebeband durch Aushärtung der Klebemasse resultiert, wobei das Initiieren der kationischen Aushärtung insbesondere auch vor dem Applizieren des erfindungsgemäßen Klebebandes erfolgen kann.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Initiierung vor der Fügung des mit dem Klebeband ausgerüsteten ersten Substrates mit dem zweiten Substrat. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei mindestens eine, bevorzugt sämtliche, der zwei oder mehr mit dem Klebeband verbundenen Komponenten ein korrosionsanfälliges Substrat, bevorzugt ein metallisches Substrat, besonders bevorzugt ein Aluminiumsubstrat, ist.
Ebenso bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei mindestens eine, bevorzugt sämtliche, der zwei oder mehr mit dem Klebeband verbundenen Komponenten ein Fahrzeugbauteil oder eine elektronische Komponente, bevorzugt eine elektronische Komponente, ist.
Offenbart wird ausgehend von der erfindungsgemäßen aushärtbaren Klebemasse und dem erfindungsgemäßen Klebeband zudem die Verwendung einer erfindungsgemäßen aushärtbaren Klebemasse oder eines erfindungsgemäßen Klebebandes, zur Verklebung von zwei oder mehr Komponenten durch Aushärtung der aushärtbaren Klebemasse, bevorzugt in einem erfindungsgemäßen Verfahren.
Bevorzugt ist die Verwendung einer erfindungsgemäßen aushärtbaren Klebemasse oder eines erfindungsgemäßen Klebebandes, wobei mindestens eine, bevorzugt sämtliche, der zwei oder mehr mit der Klebemasse oder mit dem Klebeband verklebten Komponenten ein korrosionsanfälliges Substrat, bevorzugt ein metallisches Substrat, besonders bevorzugt ein Aluminiumsubstrat, ist.
Ebenso bevorzugt ist die Verwendung einer erfindungsgemäßen aushärtbaren Klebemasse oder eines erfindungsgemäßen Klebebandes, wobei mindestens eine, bevorzugt sämtliche, der zwei oder mehr mit der Klebemasse oder mit dem Klebeband verklebten Komponenten ein Fahrzeugbauteil oder eine elektronische Komponente, bevorzugt eine elektronische Komponente, ist.
Nachfolgend werden die Erfindung und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf Experimente weiter erläutert und beschrieben.
A. Verwendete Rohstoffe
Filmbildende (Co-)Polymere:
CP1 : Poly(2-Phenoxyethylacrylat)
CP2: (Meth)acrylat-Block-Copolymer (Handelsname: Kurarity LA3320, Fa. Kuraray,) CP3: Poly(Benzylacrylat)
Erste polymerisierbare Epoxidverbindungen:
EP1.1 : Mischung aus hydrierten Bisphenol-A-Diglycidylethern und höhermolekularen Umsetzungsprodukten von hydrierten Bisphenol-A- Diglycidylethern mit zwei oder mehreren weiteren von hydriertem Bisphenol-A abgeleiteten Verbindungen gemäß Formel l.c) mit einem Chlorgehalt, bestimmt nach DIN EN 14582:2016, von ungefähr 40000 ppm und einer dynamischen Viskosität bestimmt bei 25 °C nach DIN 53019-1 aus 2008, von 2,1 Pa s, <n> < 0,2 (Handelsname: Eponex Resin 1510, Fa. Westlake Epoxy). EP1.1 wurde hergestellt durch Hydrierung der Bisphenol-A-Verbindungen und anschließende Umsetzung mit Epichlorhydrin.
EP1.2: Mischung aus hydrierten Bisphenol-A-Diglycidylethern und höhermolekularen Umsetzungsprodukten von hydrierten Bisphenol-A- Diglycidylethern mit zwei oder mehreren weiteren von hydriertem Bisphenol-A abgeleiteten Verbindungen gemäß Formel l.c) mit einem Chlorgehalt, bestimmt nach DIN EN 14582:2016, von 1500 ppm und einer dynamischen Viskosität, bestimmt bei 25 °C nach DIN 53019-1 aus 2008, von 1 ,8 Pa s, <n> < 0,2 (Handelsname: jER YX8000D, Fa. Mitsubishi Chemical Group). EP1 .2 wurde hergestellt durch Umsetzen der Bisphenol-A-Verbindungen mit Epichlorhydrin in einer ersten Reaktion und anschließender Hydrierung.
Zweite polymerisierbare Epoxidverbindungen:
EP2.1 : Mischung aus Bisphenol-A-Diglycidylether und höhermolekularen
Umsetzungsprodukten von Bisphenol-A-Diglycidylethern mit zwei oder mehreren weiteren von Bisphenol-A abgeleiteten Verbindungen gemäß Formel II. c), Oligomeren von Bisphenol-A-Diglycidylether und Polymeren von Bisphenol-A-Diglycidylether mit einer dynamischen Viskosität, bestimmt nach DIN 53019-1 aus 2008, von 10-14 Pa s, <n> < 0,2 (Handelsname: D.E.R.331 , Fa. Olin, CAS RN 1675-54-3)
EP2.2: Festes BADGE Harz, Mischung aus Bisphenol-A-Diglycidylether und höhermolekularen Umsetzungsprodukten von Bisphenol-A- Diglycidylethern mit zwei oder mehreren weiteren von Bisphenol-A abgeleiteten Verbindungen aemäß Formel II. c), mit einem DSC-Tg von 47°C, <n> > 2 (Handelsname: Araldite GT 7072 N, Fa. Huntsman, CAS-Nr. 25068-38-6)
Kationischer Photoinitiator:
PI: Triarylsulfonium tetrakis(pentafluorophenyl)borat (Handelsname: Irgacure 290, Fa. BASF)
Offenzeitadditiv:
OA: 1 ,4,7,10,13,16-Hexaoxacyclooctadecan, [18]Krone-6 (Fa. Sigma-
Aldrich, CAS-Nr. 17455-13-9)
B. Herstellung der aushärtbaren Klebemassen Die Herstellung der aushärtbaren Klebemassen erfolgte im Labor gemäß den Mengenangaben in der untenstehenden Tabelle 1. Zu dem in Lösungsmittel vorliegenden (Co-)Polymer wurden die Epoxidverbindungen und im Anschluss daran der kationische Photoinitiator und das Offenzeitadditiv mittels Rührens zugegeben. Tabelle 1. Zusammensetzungen der aushärtbaren Klebemassen. Erfindungsgemäße Zusammensetzung tragen die Bezeichnung E1 bis E4, nicht erfindungsgemäße Vergleichsbeispiele tragen die Bezeichnung V1 bis V4. C. Herstellung der Klebebänder
Zur Herstellung der aushärtbaren Klebemasseschichten wurden die verschiedenen aushärtbaren Klebemassen E1 bis E4 und V1 bis V4 jeweils aus einer Lösung auf einen konventionellen Liner (silikonisierte Polyesterfolie) mittels eines Laborstreichgeräts aufgebracht und getrocknet. Die Größe der Klebemassenschicht betrug ungefähr 21 cm x 30 cm und die Klebmassenschichtdicke nach dem Trocknen betrug 100 ± 5 pm. Die Trocknung erfolgte jeweils zunächst bei RT für 15 Minuten und 15 Minuten bei 80 °C in einem Labortrockenschrank. Die getrockneten Klebemasseschichten wurden jeweils unverzüglich nach dem Abkühlen mit einem zweiten Liner (silikonisierte Polyesterfolie mit geringerer Trennkraft) auf der offenen Seite laminiert.
D. Prüfmethoden und Test-Ergebnisse
Push-Out (PC-PC) - initial:
Der Push-Out-Test ermöglicht Aussagen über die Verklebungsfestigkeit eines Klebeprodukts in Richtung der Klebschichtnormalen. Bereitgestellt werden ein kreisförmiges erstes Substrat (Polycarbonat, Macrolon 099, Dicke 3 mm) mit Durchmesser 21 mm, ein quadratisches zweites Substrat (Polycarbonat, Macrolon 099, Dicke 3 mm) mit 40 mm Seitenlänge - mit einer kreisförmigen, zentral angeordneten Öffnung (Bohrung) von 9 mm Durchmesser, sowie die zu untersuchenden Klebefilmprobe, die ringförmig mit einem Außendurchmesser von 18 mm und einem Innendurchmesser von 13 mm gestanzt wurde, so dass ein Ring mit einer Stegbreite von 5 mm entstand.
Aus den vorgenannten drei Bauteilen wird ein Prüfkörper hergestellt, indem das Klebeprodukt nach Entfernen des Liners mit geringer Trennkraft mit der freien Oberfläche mittig auf das erste Substrat verklebt wird. Dann wird die temporäre Schutzfolie (silikonisierter PET-Liner) entfernt und mit mindestens 4500 mJ/cm2 einer 365 nm UV-LED (Hönle AG) aktiviert. Dieser Verbund wird mit der nun freiliegenden Seite des Klebeproduktes innerhalb von 2 Minuten auf das zweite Substrat konzentrisch appliziert, also derart, dass die kreisrunde Aussparung des zweiten Substrats genau mittig über dem kreisrunden ersten Substrat angeordnet ist (Verklebungsfläche ist somit 122 mm2) und mit einem Druck von mindestens 8 bar für mindestens 10 Sekunden verpresst, wobei der Prüfkörper entsteht.
Nach dem Verpressen werden die Prüfkörper für 72 Stunden bei 23 °C / 50 % relativer Feuchte (r.F.) konditioniert. Nach der Lagerung wird der Klebeverbund in eine Probenhalterung gespannt, so dass der Verbund waagerecht ausgerichtet ist. Der Prüfkörper wird mit der Polycarbonatscheibe (erstes Substrat) nach unten in die Probenhalterung eingelegt und in einer Universalprüfmaschine der Fa. Zwick vom Typ Z020 die Verklebungsfestigkeit gemessen. Dazu wird ein Stahlstempel mit einem Durchmesser von 7 mm durch die kreisförmige Öffnung im zweiten Substrat gefahren und die Kraft bestimmt, die benötigt wird das kreisförmige erste Substrat vom quadratischen zweiten Substrat zu trennen. Als Ausgabewert wird die bestimmte Kraft durch die Verklebungsfläche geteilt und die Kraft in MPa angegeben.
Es werden drei Proben pro Produkt getestet und der Mittelwert als Kennzahl für die Verklebungsfestigkeit angegeben.
Push-Out (PC-PC) - nach 72h bei 65°C in Isopropanol/Wasser:
Zur Bestimmung der chemischen Beständigkeit der Verklebung wurden Push-Out Prüfkörper, die wie weiter oben beschrieben, aufgebaut sind und bereits 72 h nach Aktivierung bei RT gelagert wurden, für 72 h in ein 65 °C warmes Bad aus Isopropanol/Wasser (70/30, d.h. 70 % Volumenanteile zu 30 % Volumenanteile) gelegt. Nach der Entnahme wurden die Testkörper bei 23 °C und 50 % r.F. für eine Stunde reklimatisiert. Danach erfolgte die Messung der Verklebungsfestigkeit, wie vorstehend unter Push-Out - initial beschrieben.
Zur Bestimmung der Verklebungsfestigkeit auf Aluminium wurden als erstes Substrat eine 2 mm dicke kreisrunde Aluminiumscheibe (Durchmesser 21 mm) und als zweites Substrat ein 1 mm dickes quadratförmiges Aluminiumsubstrat mit 40 mm Seitenlänge und mit einer kreisförmigen, zentral angeordneten Öffnung (Bohrung) von 9 mm Durchmesser gewählt. Die Aluminiumsubstrate sind eloxierte E6 EV1 (Legierung 5005A [AIMgl ])
Zur Bestimmung der Verklebungsfestigkeit auf Stahl wurden als erstes Substrat eine 2 mm dicke kreisrunde Stahlscheibe (Durchmesser 21 mm) und als zweites Substrat ein ca. 3 mm dickes quadratförmiges Stahlsubstrat mit 40 mm Seitenlänge und mit einer kreisförmigen, zentral angeordneten Öffnung (Bohrung) von 9 mm Durchmesser gewählt. Die Stahlsubstrate sind aus VA-1.4301 Stahl (einseitig spiegelpoliert).
Push-Out (Al-Al) - initial: Methode analog zu Push-Out (PC-PC) - initial, wobei das erste Substrat und das zweite Substrat jeweils aus Aluminium bestehen (Dicke rundes Al-Substrat = 2 mm; Dicke quadratisches Al-Substrat = 1 mm; s.o.)
Klebkraft (auf Stahl): Die Klebkraft wird hierbei auf Stahl analog ISO 29862:2007 (Methode 3) bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchte bei einer Abzugsgeschwindigkeit von 300 mm/min und einem Abzugswinkel von 180° bestimmt. Als Verstärkungsfolie wird eine geätzte PET-Folie mit einer Dicke von 36 pm verwendet, wie sie von der Firma Coveme (Italien) erhältlich ist. Die Verklebung eines 2 cm breiten Messstreifens wird dabei mittels einer Anrollmaschine mit 4 kg bei einer Temperatur von 23 °C vorgenommen. Das Klebeband wird sofort nach der Applikation abgezogen. Der Messwert (in N/cm) ergibt sich als Mittelwert aus drei Einzelmessungen.
Die chemische Beständigkeit wird als relatives Verhältnis der erhaltenen Werte vor und nach der Lagerung erhalten. Die Testergebnisse von E1 bis E4 und V1 bis V4 sind in Tabelle 2 dargestellt.
Tabelle 2. Ergebnisse der Tests zu Push-Out, Klebkraft und chemischer Beständigkeit.
AF = adhäsives Versagen n.b. = nicht bestimmt
# = nicht bestimmbar, da sich die Verklebung während der Lagerung löste.
Alle erfindungsgemäßen Klebemassen E1 bis E4 zeigen hervorragende initiale Verklebungsfestigkeiten (Push-Out initial). Dies betrifft sowohl Verklebungen auf Polycarbonatsubstraten als insbesondere auch auf Aluminiumsubstraten, für die sich besonders vorteilhafte klebtechnische Eigenschaften zeigen. Auch nach Immersion in einer Mischung aus Isopropanol und Wasser für 72 Stunden (Push- Out PC-PC nach 72h) sind die Verklebungsfestigkeiten noch ausreichend hoch bzw. ausgezeichnet, so dass die erfindungsgemäßen Klebemassen E1 bis E4 ein gute bis sehr gut chemische Beständigkeit aufweisen.
Die Vergleichsklebemassen V1 bis V4 wiesen zwar akzeptable initiale Verklebungsfestigkeiten im Push-Out Test auf Polycarbonatsubstraten auf, jedoch war die Verklebungsfestigkeit hierbei bis auf eine Ausnahme deutlich geringer als die Verklebungsfestigkeit der erfindungsgemäßen Klebemassen.
Insbesondere der direkte Vergleich zwischen erfindungsgemäßen Klebemassen und Vergleichsklebemassen, welche eine mit Ausnahme der ersten Epoxidverbindung und somit hinsichtlich des Chlorgehaltes identischen Zusammensetzung (siehe Tabelle 1 ) aufweisen, zeigt, dass die erfindungsgemäßen Klebemassen enthaltend eine erste polymerisierbare Epoxidverbindung und einen Chlorgehalt, bestimmt nach DIN EN 14582:2016, im Bereich von 100 bis 4000 ppm, eine deutlich verbesserte Verklebungsfestigkeit aufweisen als die Vergleichsklebemassen, z.B. im Vergleich der Werte von V1 und E1 . Es ist insbesondere vorteilhaft, dass die erfindungsgemäßen Klebemassen im Vergleich zu den jeweiligen Vergleichsklebemassen eine deutlich höhere Verklebungsfestigkeit auf Aluminiumsubstraten zeigen.
Die Verklebung mit der Vergleichsklebmasse V2 hat sich nach Immersion in einer Mischung aus Isopropanol und Wasser für 72 Stunden gelöst und es konnte keine Verklebungsfestigkeit Push-Out PC-PC nach 72h bestimmt werden, sie zeigte somit keine chemische Beständigkeit. Auch die anderen Vergleichsklebemassen V1 , V3 und V4 zeigten im Vergleich zu den jeweiligen erfindungsgemäßen Klebemassen eine (teils deutlich) geringere Verklebungsfestigkeit nach Immersion in einer Mischung aus Isopropanol und Wasser für 72 Stunden. Somit wird deutlich, dass die erfindungsgemäßen Klebemassen eine erhöhte Chemikalienbeständigkeit aufweisen.

Claims

Patentansprüche
1. Aushärtbare Klebemasse, umfassend bezogen auf die kombinierte Gesamtmasse sämtlicher filmbildender (Co-)Polymere und polymerisierbarer Epoxidverbindungen in der aushärtbaren Klebemasse: i) ein oder mehrere filmbildende (Co-)Polymere in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 20 bis 70 %, ii) eine oder mehrere erste polymerisierbare Epoxidverbindungen in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 10 bis 50 %, wobei die eine oder die mehreren ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus cycloaliphatischen Glycidylethern mit zwei oder mehr Epoxid-Gruppen umfassend ein oder mehrere Strukturelemente der Formel I):
I) wobei X entweder eine Sulfonylgruppe oder CR1R2 ist, wobei Ri und R2 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Fluoroalkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und Phenylgruppen, iii) eine oder mehrere von den ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen verschiedene zweite polymerisierbare Epoxidverbindungen in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 10 bis 50 %, und iv) ein kationisches Photoinitiatorsystem, umfassend einen oder mehrere kationische Photoinitiatoren in einem kombinierten Massenanteil im Bereich von 0,1 bis 5 %, wobei die aushärtbare Klebemasse einen Chlorgehalt, bestimmt nach DIN EN 14582:2016, im Bereich von 100 bis 4000 ppm aufweist, bezogen auf die
Gesamtmasse der aushärtbaren Klebemasse.
2. Aushärtbare Klebemasse nach Anspruch 1 , wobei die aushärtbare Klebemasse einen Chlorgehalt, bestimmt nach DIN EN 14582:2016, im Bereich von 100 bis 3000 ppm aufweist, bezogen auf die Gesamtmasse der aushärtbaren Klebemasse.
3. Aushärtbare Klebemasse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die eine oder die mehreren ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus cycloaliphatischen Diglycidylethern der Formel l.c): wobei n eine natürliche Zahl (inklusive 0) ist, wobei X entweder eine Sulfonylgruppe oder CR1R2 ist, wobei Ri und R2 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Fluoroalkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und Phenylgruppen.
4. Aushärtbare Klebemasse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die eine oder die mehreren ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen bei 25 °C eine Flüssigkeit mit einer dynamischen Viskosität, bestimmt nach DIN 53019-1 aus 2008, von 40 Pa s oder weniger sind.
5. Aushärtbare Klebemasse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die eine oder die mehreren zweiten polymerisierbaren Epoxidverbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus aromatischen Diglycidylethern umfassend ein oder mehrere Strukturelemente der Formel II) wobei Y entweder eine Sulfonylgruppe oder CR3R4 ist, wobei R3 und R4 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Fluoroalkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und Phenylgruppen, bevorzugt ist Y dabei CR3R4, wobei R3 und R4 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff und Methylgruppen, wobei R3 und R4 besonders bevorzugt Methylgruppen sind.
6. Aushärtbare Klebemasse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zumindest eine der zweiten polymerisierbaren Epoxidverbindungen E2-1 bei 25 °C eine Flüssigkeit mit einer dynamischen Viskosität, bestimmt nach DIN 53019-1 aus 2008, von 40 Pa s oder weniger ist, und/oder wobei zumindest eine der zweiten polymerisierbaren Epoxidverbindungen E2-2 bei 25 °C ein Feststoff oder ein hochviskoser Stoff mit einer dynamischen Viskosität, bestimmt nach DIN 53019-1 aus 2008, von 50 Pa s oder mehr ist.
7. Aushärtbare Klebemasse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das eine oder die mehreren filmbildenden (Co-)Polymere ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Poly(meth)acrylaten, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, (Meth)acrylat-Block-Copolymer, Polyurethanen, Nitrilkautschuken, Polyvinylbutyralen und Polyvinylalkoholen, und/oder wobei das eine oder die mehreren filmbildenden (Co-)Polymere Phenylgruppenhaltige Monomereinheiten umfassen.
8. Aushärtbare Klebemasse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Massenverhältnis des kombinierten Massenanteils der ersten polymerisierbaren Epoxidverbindungen zu dem kombinierten Massenanteil der zweiten polymerisierbaren Epoxidverbindungen im Bereich von 1 :5 bis 5:1 liegt.
9. Klebeband, umfassend als Klebeschicht eine aushärtbare Klebemasse nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Verfahren zur Verbindung von zwei oder mehr Komponenten, umfassend die Verfahrensschritte: a) Herstellen oder Bereitstellen eines Klebebandes nach Anspruch 9, b) Applizieren des Klebebandes auf mindestens einer Komponente, c) Initiieren der kationischen Aushärtung der aushärtbaren Klebemasse durch Aktivierung des kationischen Photoinitiatorsystems, d) Verbinden mindestens einer weiteren Komponente, sodass eine Verbindung von zwei oder mehr Komponenten mit dem Klebeband durch Aushärtung der Klebemasse resultiert.
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