WO2014131757A1 - Zweikomponentige zusammensetzung - Google Patents

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Steffen Kelch
Urs Burckhardt
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Sika Technology AG
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Definitions

  • the invention relates to room temperature curable two-component compositions based on silane-functional polymers, and their uses, in particular as an adhesive, sealant or coating.
  • Curable compositions based on silane-functional polymers are known. They are characterized by a bubble-free curing and high adhesive forces. Most of the known compositions of this type are formulated as one-component compositions which cure with atmospheric moisture. These systems cure relatively slowly and are limited in terms of maximum achievable strength. Often they have a relatively low tear propagation resistance and are therefore quite brittle. In addition, they are thermally relatively unstable.
  • Combinations of silane-functional polymers with epoxy resins are known, for example from EP 0 186 191. These are usually two-component systems in which typically the silane-functional polymer is present in one component and the epoxy resin in the other component. Such systems have significantly higher strengths and toughness. During application, however, a pronounced, unpleasant smell of amines is usually perceptible. In addition, the amines tend to form salts with carbon dioxide (CO 2 ) from the air, especially at high humidity and low temperatures, which can result in slow or incomplete cure with reduced strength buildup.
  • CO 2 carbon dioxide
  • EP 1 090 960 discloses two-component systems in which a silane-functional polymer and an epoxy resin are present in one component, while the other component contains inter alia a silane, in particular an aminosilane.
  • the compositions described have a long gelation time (surface curing time). Presentation of the invention
  • the object of the present invention is to overcome the disadvantages of the prior art and thus to provide a composition based on silane-functional polymers, which can be applied without pronounced amine odor, quickly, regardless of the prevailing humidity and without leaving a sticky surface cures and in the cured state has a high strength and toughness, good adhesion to various substrates and a high thermal resistance has. Furthermore, the composition should have a good storage stability before application and the two components should be readily miscible and then easy to apply, especially at room temperature.
  • Component A comprises at least one silane-functional polymer and at least one epoxy resin.
  • Component B comprises water and at least one amine-epoxide adduct. Both components are each exceptionally stable in storage. The amine-epoxy adduct has only a very moderate or no amine odor, whereby the composition can be processed virtually odorless, which is a great advantage for the processor.
  • no compatibility problems occur, especially when component B contains considerable amounts of water.
  • the components can be mixed very well with simple mixers, resulting in an optically homogeneous, readily applied mass, which quickly builds strength and cures regardless of the climatic conditions, in particular independent of the prevailing humidity.
  • the cured composition typically has a non-tacky, even surface, is free of bubbles, and has excellent mechanical properties, particularly high strength and toughness, and high recovery. It has good adhesion to a variety of substrates and high resistance to thermal and hydrolytic stress.
  • the mechanical properties of the composition can be varied within a wide range without that incompatibilities are observed.
  • the mixed or hardened composition also has only a slight, nonfunctionally critical shrinkage even in the presence of considerable amounts of water.
  • the mixing ratio of the two components can vary within a wide range, wherein the crosslinking density of the epoxy resin can be adjusted via the metered amount of component B.
  • the invention relates to a two-component composition
  • a component A comprising
  • amino group denotes a silyl group bonded to an organic radical having one to three, in particular two or three, hydrolyzable alkoxy group (s) on the silicon atom, ie an alkoxysilyl group carries at least one silane group.
  • silane-functional polymer denotes a polymer which carries at least one silane group, “polymer” also being understood as meaning oligomers and prepolymers.
  • silanes are referred to, which carry a corresponding functional group on the organic radical, ie an amino group, hydroxyl group, isocyanate group, etc.
  • polyurethane polymer includes all polymers which according to the so-called Diisocyanate polyaddition process can be prepared.
  • polyurethane polymer also includes polyurethane polymers containing isocyanate groups, such as are obtainable from the reaction of polyisocyanates and polyols and themselves are polyisocyanates and are often also called prepolymers.
  • primary amino group is meant an NH 2 group which is bonded to an organic radical and "secondary amino group” is an NH group which is bonded to two organic radicals, which may also be part of a ring together ,
  • amine hydrogen refers to the hydrogen atoms of primary and secondary amino groups.
  • amine hydrogen equivalent weight refers to the weight fraction of a hardener or of an amine per amine hydrogen present in the hardener or in the amine.
  • molecular weight is meant in this document the molar mass (in grams per mole) of a molecule.
  • Average molecular weight is the number average molecular weight M n of an oligomeric or polymeric Mixture of molecules referred to, which is usually determined by GPC against polystyrene as a standard.
  • room temperature is referred to in this document a temperature of 23 ° C.
  • Component A of the composition according to the invention comprises at least one silane-functional polymer.
  • the silane-functional polymer has an average molecular weight in the range of 1 ⁇ 00 to 30 ⁇ 00 g / mol, preferably 2 ⁇ 00 to 25 ⁇ 00 g / mol, more preferably 3 ⁇ 00 to 20 ⁇ 00 g / mol, and in particular from 4 ⁇ 00 to 15 ⁇ 00 g / mol.
  • Such a polymer allows high strength with high ductility.
  • the silane-functional polymer preferably contains polyoxyalkylene units, more preferably polyoxyethylene and / or polyoxypropylene units, in particular polyoxypropylene units.
  • polyoxyalkylene units more preferably polyoxyethylene and / or polyoxypropylene units, in particular polyoxypropylene units.
  • Such a polymer has a particularly low viscosity and allows particularly good extensibilities.
  • the silane-functional polymer preferably has at least one, in particular at least two, end groups of the formula (I).
  • the radical R 1 is a linear or branched alkylene or cycloalkalkylenrest C 1 -C 12, optionally with aromatic moieties, and optionally with one or more heteroatoms, in particular one or more nitrogen atoms.
  • R 1 is a linear or branched alkylene radical having 1 to 6 C atoms, preferably methylene or 1, 3-propylene, particularly preferably 1, 3-propylene.
  • R 2 is an acyl or alkyl radical having 1 to 10 C atoms, which optionally has one or more ether oxygens.
  • R 2 is methyl or ethyl or isopropyl or hept-3,6-dioxa-1-yl, preferably methyl or ethyl.
  • the radical R 3 is an alkyl radical having 1 to 6 C atoms, in particular methyl.
  • the index x stands for a value of 0 or 1 or 2, in particular for 0.
  • Such a silane-functional polymer is very stable in storage, hydrolyzes rapidly on contact with moisture and allows good mechanical properties, in particular high strength with high ductility.
  • R 2 and R 3 are each independently of one another the radicals described.
  • the end groups of the formula (I) are in particular predominantly bound to cycloaliphatic radicals.
  • a polymer has particularly low viscosities and is particularly lightfast.
  • the silane-functional polymer preferably has 1 to 4, more preferably 1 to 3, in particular 2 or 3, most preferably 2, end groups of the formula (I).
  • Such a polymer allows good mechanical properties, in particular a high elasticity.
  • the silane-functional polymer is free of isocyanate groups.
  • Such a silane-functional polymer is toxicologically advantageous.
  • a suitable silane-functional polymer in a first embodiment is a silane-functional polymer P1 which is obtainable by reacting an isocyanate-functional polyurethane polymer with at least one silane which has at least one isocyanate-reactive group. This reaction is preferably carried out in a stoichiometric ratio of the isocyanate-reactive groups to the isocyanate groups of 1: 1 or with a slight excess of isocyanate-reactive groups, so that the resulting silane-functional polymer P1 is free of isocyanate groups.
  • the reaction is preferably carried out at a temperature in the range from 20 ° C. to 120 ° C., in particular from 50 ° C. to 100 ° C., if appropriate in the presence of at least one catalyst.
  • the silane which has at least one isocyanate-reactive group can in principle, although not preferred, also be used in a substoichiometric amount relative to the isocyanate groups of the polyurethane polymer, a silane-functional polymer having both silane groups and isocyanate groups being obtained.
  • the silane which has at least one isocyanate-reactive group is, in particular, a mercaptosilane, a hydroxysilane or an aminosilane, preferably an aminosilane.
  • Suitable aminosilanes are, on the one hand, primary aminosilanes, in particular 3-aminopropyltrimethoxysilane and 3-aminopropyldimethoxymethylsilane, and also secondary aminosilanes, in particular 3- (n-butylamino) propyltrimethoxysilane, 3- (phenylamino) propyltrimethoxysilane, bis (trimethoxysilylpropyl) amine , the products of the Michael-type addition of primary aminosilanes, in particular 3-aminopropyltrimethoxysilane and 3-aminopropyldimethoxymethylsilane, to Michael acceptors such as acrylonitrile, (meth) acrylic esters, (meth) acrylamides, maleic acid esters and maleic acid amides, fumaric diesters, citraconic diesters and itaconic diester; and analogs of said aminosilanes with ethoxy groups in place of
  • Preferred for the preparation of a silane-functional polymer P1 are secondary aminosilanes.
  • Particularly preferred are the products of Michael-type addition, in particular with acrylates such as n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate or isobornyl acrylate, and in particular with maleic acid dialkyl esters.
  • N- (3-trimethoxysilyl-propyl) -amino-succinic acid diethyl ester is most preferred.
  • silane-functional polymers P1 are accessible, which allow particularly high ductility.
  • Manganese acceptor in the present document denotes compounds which, owing to the double bonds which are activated by electron acceptor radicals, are capable of undergoing nucleophilic addition reactions with primary amino groups in a manner analogous to Michael addition (hetero-Michael addition).
  • a suitable isocyanate group-containing polyurethane polymer for preparing a silane-functional polymer P1 is obtainable in particular by reacting at least one polyol with at least one polyisocyanate, in particular at least one diisocyanate.
  • This reaction can be carried out by reacting the polyol and the polyisocyanate with customary processes, in particular at from 50 ° C. to 100 ° C., if appropriate with concomitant use of suitable catalysts, the polyisocyanate being metered in such a way that its isocyanate groups in the Relative to the hydroxyl groups of the polyol in the stoichiometric excess are present.
  • the excess of polyisocyanate is chosen so that in the resulting polyurethane polymer after reaction of all hydroxyl groups, a content of free isocyanate groups of 0.1 to 5 wt .-%, preferably 0.1 to 2.5 wt .-%, particularly preferably 0.2 to 1 wt .-%, based on the total polymer remains.
  • Preference is given to polyurethane polymers having the stated content of free isocyanate groups wel che from the reaction of diisocyanates with high molecular weight diols in an NCO / OH ratio of 1 .5 to 2.2, in particular 1 .8 to 2.0, are obtained.
  • the polyurethane polymer can be prepared with the concomitant use of plasticizers, wherein the plasticizers used contain no isocyanate-reactive groups.
  • polyol for the preparation of an isocyanate group-containing polyurethane polymer are the following commercially available polyols or any mixtures thereof:
  • Polyoxyalkylenpolyole also called polyether polyols or oligoetherols, which are polymerization of ethylene oxide, 1, 2-propylene oxide, 1, 2- or 2,3-butylene oxide, oxetane, tetrahydrofuran or mixtures thereof, possibly polymerized with the aid of a starter molecule having two or more active Hydrogen atoms such as water, ammonia or compounds having several OH or NH groups such as 1, 2-ethanediol, 1, 2- and 1, 3-propanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, the isomeric dipropylene glycols and tripropylene glycols , the isomeric butanediols, pentanediols, hexanediols, heptanediols, octanediols, nonanediols, decaned
  • polyoxyalkylene polyols which have a low degree of unsaturation (measured according to ASTM D-2849-69 and expressed in milliequivalents of unsaturation per gram of polyol (mEq / g)) prepared, for example, by means of so-called double metal cyanide complex Catalysts (DMC catalysts).
  • DMC catalysts double metal cyanide complex Catalysts
  • polyoxyalkylenediols or polyoxyalkylenetriols are particularly suitable, in particular polyoxyethylene and polyoxypropylene di- and triols.
  • ethylene oxide-terminated (EO endcapped) polyoxypropylene polyols are also particularly suitable.
  • the latter are polyoxyethylene-polyoxypropylene mixed polyols which are obtained, for example, by reacting polyoxypropylene polyols after completion of the polypropoxylation reaction be further alkoxylated with ethylene oxide and thereby have primary hydroxyl groups.
  • Polyesterpolyols also called oligoesterols, prepared by known methods, in particular the polycondensation of hydroxycarboxylic acids or the polycondensation of aliphatic and / or aromatic polycarboxylic acids with dihydric or polyhydric alcohols.
  • polyester polyols are those which are prepared from dihydric to trihydric, especially dihydric, alcohols, for example ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, neopentyl glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 3-methyl -1, 5-hexanediol, 1, 6-hexanediol, 1, 8-octanediol, 1, 10-decanediol, 1, 12-dodecanediol, 1, 12-hydroxystearyl alcohol, 1, 4-cyclohexanedimethanol, dimer fatty acid diol (diol diol ), Hydroxypivalate neopentyl glycol esters, glycerol, 1,1,1-trimethylolpropane or mixtures of the abovementioned alcohols, with organic dicarboxylic tricarboxylic acids, especially dicarboxylic acids, especially
  • polyester polyols are polyester diols.
  • Polycarbonate polyols as they are accessible by reacting, for example, the above-mentioned - used to build the polyester polyols - alcohols with dialkyl carbonates, diaryl carbonates or phosgene.
  • At least two hydroxyl-bearing block copolymers which have at least two different blocks having a polyether, polyester and / or polycarbonate structure of the type described above, in particular polyetherpolyesterpolyols. Polyacrylate and polymethacrylate polyols.
  • Polyhydroxy-functional fats and oils for example natural fats and oils, especially castor oil; or obtained by chemical modification of natural fats and oils - so-called oleochemical - polyols, for example, the Epoxypolyesters obtained by epoxidation of unsaturated oils and subsequent ring opening with carboxylic acids or alcohols or Epoxypolyether, or by hydroformylation and hydrogenation of unsaturated oils obtained polyols; or from natural fats and oils by degradation processes such as alcoholysis or ozonolysis and subsequent chemical linkage, for example by transesterification or dimerization, the resulting degradation products or derivatives thereof obtained polyols.
  • oleochemical - polyols for example, the Epoxypolyesters obtained by epoxidation of unsaturated oils and subsequent ring opening with carboxylic acids or alcohols or Epoxypolyether, or by hydroformylation and hydrogenation of unsaturated oils obtained polyols; or from natural fats and oils by degradation processes such as alcoholys
  • Suitable degradation products of natural fats and oils are in particular fatty acids and fatty alcohols and fatty acid esters, in particular the methyl esters (FAME), which can be derivatized for example by hydroformylation and hydrogenation to hydroxy fatty acid esters.
  • FAME methyl esters
  • Polyhydrocarbyl polyols also called oligohydrocarbonols, such as, for example, polyhydroxy-functional polyolefins, polyisobutylenes, polyisoprenes; polyhydroxy-functional ethylene-propylene, ethylene-butylene or ethylene-propylene-diene copolymers, such as those produced by Kraton Polymers; polyhydroxy-functional polymers of dienes, in particular of 1, 3-butadiene, which may in particular also be prepared from anionic polymerization; polyhydroxy-functional copolymers of dienes such as 1, 3-butadiene or diene mixtures and vinyl monomers such as styrene, acrylonitrile, vinyl chloride, vinyl acetate, vinyl alcohol, isobutylene and isoprene, for example polyhydroxy-functional acrylonitrile / butadiene copolymers, such as those from epoxides or amino alcohols and carboxyl-terminated acrylonitrile / butadiene copo
  • Preferred polyoxyalkylene polyols are polyoxypropylene polyols and polyoxyethylene-polyoxypropylene mixed polyols.
  • the polyol preferably has an average molecular weight in the range from 1 ⁇ 00 to 20 ⁇ 00 g / mol, more preferably from 2 ⁇ 00 to 15 ⁇ 00 g / mol.
  • the polyol is preferably a diol.
  • small amounts of low molecular weight dihydric or polyhydric alcohols such as 1, 2-ethanediol, 1, 2- and 1, 3-propanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, the isomeric dipropylene glycols and tripropylene glycols, the isomeric butanediols, pentanediols, hexanediols, heptanediols, octanediols, nonanediols, decanols, undecanediols, 1,3- and 1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, dimeric fatty alcohols, 1,1,1-trimethylolethane, 1, 1, 1 -Trimethylolpro pan, glycerol, pentaerythritol, sugar alcohols such as xylitol,
  • Suitable polyisocyanates for the preparation of an isocyanate group-containing polyurethane polymer are, in particular, the following commercially available polyisocyanates or any mixtures thereof:
  • Aliphatic isocyanates such as, in particular, 1,4-tetramethylene diisocyanate, 2-methylpentamethylene-1,5-diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate (HDI), 2,2,4- and 2,4,4-trimethyl-1,6-hexamethylene diisocyanate (cf.
  • Preferred polyisocyanates are diisocyanates. Particularly preferred are IPDI, HDI, MDI and TDI, in particular IPDI. On the basis of IPDI, silane-functional polymers P1 are available which have a low viscosity and allow good mechanical properties and a low tendency to yellow under the influence of light.
  • silane-functional polymers P1 are commercially available under the trade name Polymer ST from the company Hanse Chemie AG, Germany, for example, as a polymer ST50, and under the trade name Desmoseal ® from Bayer MaterialScience AG, Germany.
  • a silane-functional polymer P2 which is obtainable by reacting a polymer having isocyanate-reactive functional end groups, in particular hydroxyl groups, mercapto groups and / or amino groups, with at least one isocyanatosilane is suitable as a silane-functional polymer.
  • This implementation takes place preferably in the stoichiometric ratio of the isocyanate groups to the isocyanate-reactive functional end groups of 1: 1, or with a slight excess of isocyanate-reactive functional end groups, so that the resulting silane-functional polymer P2 is free from isocyanate groups.
  • the reaction is preferably carried out at a temperature in the range from 20 ° C. to 120 ° C., in particular from 50 ° C. to 100 ° C., if appropriate in the presence of at least one suitable catalyst.
  • isocyanatosilanes are isocyanatomethyltrimethoxysilane, isocyanatomethyldimethoxymethylsilane, 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyldimethoxymethylsilane; and their analogues with ethoxy groups in place of the methoxy groups on the silicon.
  • the polymer having isocyanate-functional functional end groups preferably has hydroxyl groups as isocyanate-reactive functional end groups.
  • hydroxyl-containing polymer are the aforementioned polyols, preferably high molecular weight polyoxyalkylene, especially Poly oxypropylendiole with a degree of unsaturation lower than 0.02 meq / g and an average molecular weight in the range of 2 ⁇ 00 to 20 ⁇ 00 g / mol, in particular 4 ⁇ 00 to 15 ⁇ 00 g / mol.
  • Polyurethane polymers having hydroxyl end groups are also suitable as polymer having hydroxyl groups. These are similar to the previously described isocyanate-containing polyurethane polymers lent by the reaction of at least one polyisocyanate with at least one polyol, but the polyol is metered so that its hydroxyl groups are present in stoichiometric excess relative to the isocyanate groups of the polyisocyanate. Preference is given to a ratio of hydroxyl groups to isocyanate groups of from 1.3: 1 to 4: 1, in particular from 1.8: 1 to 3: 1.
  • Suitable for this reaction are the same polyols and polyisocyanates already mentioned as being suitable for the preparation of an isocyanate group-containing polyurethane polymer.
  • suitable silane-functional polymers P2 are commercially available under the trade names SPUR + ® 101 OLM, 1015LM and 1050MM from Momentive, USA, and sold under the trade name Geniosil ® STP E10, STP-E15, STP-E30 and STP E35 from the firm Wacker Chemie AG, Germany.
  • a silane-functional polymer P3 which is obtainable by a hydrosilylation reaction of polymers having terminal double bonds, in particular poly (meth) acrylate polymers and allyl-terminated polyether polymers, described, for example, in US Pat. Nos. 3,971,751 and 6,207,766, is suitable as the silane-functional polymer. the entire disclosure of which is hereby incorporated by reference.
  • silane functional polymers P3 are commercially available under the tradenames MS Polymer TM S203H, S303H, S227, S810, MA903 and S943, Silyl TM SAX220, SAX350, SAX400 and SAX725, Silyl TM SAT350 and SAT400, and XMAP TM SA100S and SA310S from Kaneka Corp., Japan, and sold under the trade name Excestar ® S2410, S2420, S3430, S3630, W2450 and MSX931 of Asahi Glass Co, Ltd., Japan.
  • silane-functional polymers are silane-functional polymers P1. This achieves particularly rapid curing and particularly good mechanical strengths.
  • the silane-functional polymer is preferably present in the total composition in an amount of from 10 to 85% by weight, more preferably from 20 to 80% by weight, especially from 30 to 75% by weight.
  • Component A of the composition according to the invention furthermore comprises at least one epoxy resin.
  • epoxy resin customary technical epoxy resins are suitable. These are obtained in a known manner, for example from the oxidation of the corresponding olefins or from the reaction of epichlorohydrin with the corresponding polyols, polyphenols or amines.
  • liquid resin So-called polyepoxide flux resins, hereinafter referred to as "liquid resin", which have a glass transition temperature below 25 ° C., are particularly suitable as epoxy resin.
  • an epoxy resin are so-called solid resins, which have a glass transition temperature above 25 ° C and can be comminuted at 25 ° C pourable powders.
  • Suitable epoxy resins are in particular aromatic epoxy resins, in particular the glycidylation products of:
  • Dihydroxybenzene derivatives such as resorcinol, hydroquinone and pyrocatechol;
  • bisphenols or polyphenols such as bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) methane, 2,2-bis (4-hydroxy-3-methylpyhenyl) propane (bisphenol C), bis (3,5-bis) dimethyl-4-hydroxyphenyl) methane, 2,2-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3,5-dibromo-4-hydroxyphenyl) propane, 2, 2-bis (4-hydroxy-3-tert-butylphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) butane (bisphenol B), 3,3-bis (4-hydroxyphenyl) pentane, 3,4-bis (4-hydroxyphenyl) hexane, 4,4-bis (4-hydroxyphenyl) heptane, 2,4-bis (4-hydroxyphenyl) -2-methylbutane, 2,4-bis (3 , 5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -2-methylbutane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohe
  • aromatic amines such as aniline, toluidine, 4-aminophenol, 4,4'-methylenediphenyldiamine, 4,4'-methylenediphenyl-di (N-methyl) amine, 4,4 '- [1,4-phenylene bis ( 1-methylethylidene)] bisaniline (bisaniline-P), 4,4 '- [1,3-phenylene-bis (1-methylethylidene)] bisaniline (bisaniline-M).
  • epoxy resins are aliphatic or cydoaliphatic poly epoxides, in particular
  • Glycidyl ethers of a saturated or unsaturated, branched or unbranched, cyclic or open-chain C2 to C30-D10IS in particular ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, hexanediol, octanediol, polypropylene glycol, dimethylolcyclohexane, neopentyl glycol or dibromo-neopentyl glycol;
  • N-glycidyl derivatives of amides or heterocyclic nitrogen bases such as triglycidyl cyanurate and triglycidyl isocyanurate, as well as reaction products of epichlorohydrin and hydantoin.
  • epoxy resins are bisphenol A, bisphenol F or bisphenol A / F diglycidyl liquid resins, as are commercially available, for example from Dow, Huntsman and Momentive are available. These liquid resins have a low viscosity for epoxy resins and high strengths in the cured state. They may optionally be present in combination with other epoxy resins.
  • the epoxy resin may also contain proportionally monofunctional epoxides, so-called reactive diluents, such as in particular phenylglycidyl ether, cresylglycidyl ether, benzylglycidyl ether, pn-butylphenylglycidyl ether, p-tert-butylphenylglycidyl ether, nonylphenylglycidyl ether, allylglycidyl ether, butylglycidyl ether, hexylglycidyl ether, 2 -Ethylhexylglycidylether, and glycidyl ethers of natural alcohols, such as C 8 - to C -o-alkyl glycidyl ether or Ci 2 - to C 4 alkyl glycidyl ether.
  • reactive diluents such as in particular phenylglycidyl
  • the ratio between the silane-functional polymer and the epoxy resin can be varied within a wide range.
  • a high proportion of silane-functional polymer gives compositions with a particularly high extensibility, while a high proportion of epoxy resin gives compositions with particularly high strengths.
  • the weight ratio between the silane-functional polymer and the epoxy resin is in the range of 10: 1 to 1: 3.
  • the weight ratio between the silane-functional polymer and the epoxy resin is in the range from 8: 1 to 1: 2, more preferably 5: 1 to 1: 1.
  • Such a composition allows very high elongations at high strength and has pronounced elastic properties with excellent recovery.
  • Component B of the composition according to the invention comprises at least one amine-epoxide adduct which has at least 3 amine hydrogens.
  • the amine-epoxide adduct is in particular obtainable from the reaction of at least one polyamine and at least one epoxide, in particular a mono- or diepoxide.
  • the term "amine-epoxide adduct" refers to the product of this reaction without further work-up, this product typically containing unreacted polyamine.
  • the amine-epoxy adduct is preferably prepared by mixing the polyamine with the epoxide and reacting it at a temperature in the range of 20 to 150 ° C, preferably 50 to 100 ° C.
  • the polyamine and the epoxide are used in such an amount that the amino groups are present in excess relative to the epoxide groups.
  • the amine-epoxide adduct is in particular obtainable by reacting the polyamine and the monoepoxide in a molar ratio in the range from 1 / 0.8 to 1/1 .5, in particular 1 / 0.9 to 1/1 .2.
  • the amine-epoxide adduct is in particular obtainable by reacting the polyamine and the diepoxide in a molar ratio in the range from 2 / 0.8 to 2/1 .2, in particular 2 / 0.9 to 2 / 1 .1.
  • the amine-epoxide adduct is a reaction product of at least one polyamine and at least one monoepoxide.
  • Particularly suitable polyamines for this purpose are polyamines having two primary amino groups, in particular the following:
  • aliphatic, cycloaliphatic or arylaliphatic primary diamines especially 2,2-dimethyl-1,3-propanediamine, 1,3-pentanediamine (DAMP), 1,5-pentanediamine, 1,5-diamino-2-methylpentane (MPMD), 2-butyl-2-ethyl-1, 5-pentanediamine (C1 1 -Neodiamin), 1, 6-hexanediamine, 2,5-dimethyl-1,6-hexanediamine, 2,2,4- and 2,4 , 4-trimethylhexamethylenediamine (TMD), 1, 7-heptanediamine, 1, 8-octanediamine, 1, 9-nonanediamine, 1, 10-decanediamine, 1,1,1-undecanediamine, 1,12-dodecanediamine, 1 , 2-, 1, 3- and 1, 4-diaminocyclohexane, bis (4- aminocyclohexyl) methane, bis (4-amino-3-ethy
  • secondary amino-containing polyamines having two primary aliphatic amino groups in particular 3- (2-aminoethyl) aminopropylamine, bis (hexamethylene) triamine (BHMT), diethylenetriamine (DETA), triethylenetetramine (TETA), tetraethylenepentamine (TEPA), pentaethylenehexamine (PEHA) and higher homologs of linear polyethyleneamines such as polyethylenepolyamine with 5 to 7 ethyleneamine units (so-called "higher ethylene polyamine", HEPA), products of the multiple cyanoethylation or cyanobutylation followed by hydrogenation of primary di- and polyamines having at least two primary amino groups, such as Dipropylenetriamine (DPTA), N- (2-aminoethyl) -1, 3-propanediamine (N3-amine), N, N'-bis (3-aminopropyl) ethylenediamine (N4-amine), N, N'-bis (3-aminopropyl) -1,4-d
  • tertiary amino group-containing polyamines having two primary aliphatic amino groups especially N, N'-bis (aminopropyl) piperazine, N, N-bis (3-aminopropyl) methylamine, N, N-bis (3-aminopropyl) ethylamine, N, N Bis (3-aminopropyl) propylamine, N, N-bis (3-aminopropyl) cyclohexylamine, N, N-bis (3-aminopropyl) -2-ethylhexylamine, as well as the products of the double cyanoethylation and subsequent reduction of fatty amines which are derived from natural fatty acids, such as N, N-bis (3-aminopropyl) dodecyl amine and N, N-bis (3-aminopropyl) tallow alkylamine, available as Triameen ® Y12D and Triameen YT ® (ex Akzo
  • Particularly useful polyoxypropylene diamines are Jeffamine ® D-230, Jeffamine ® D-400, Jeffamine ® D-2000, Jeffamine ® EDR-104, Jeffamine ® EDR 148 and Jeffamine ® EDR-176, and corresponding amines by BASF or Nitroil, and in particular suitable polyoxyethylenediamines are Jeffamine ® ED-600, Jeffamine ® ED-900 and Jeffamine ® ED of 2003.
  • Preferred monoepoxide is an aromatic monoepoxide, in particular the glycidyl ether of a phenol, in particular the glycidyl ethers of phenol, cresol, tert-butylphenol or cardanol.
  • cresyl glycidyl ether is cresyl glycidyl ether.
  • cresyl glycidyl ether are all isomeric cresyl glycidyl ether, and mixtures thereof, in particular commercially available types, such as Araldite ® DY-K, in particular (from Huntsman), Polypox TM R6 (from Dow), Heloxy TM KR (of Momen- tive) or Erisys GE ® -10 (by Emerald Performance Materials).
  • Araldite ® DY-K in particular (from Huntsman), Polypox TM R6 (from Dow), Heloxy TM KR (of Momen- tive) or Erisys GE ® -10 (by Emerald Performance Materials).
  • Such an amine-epoxide adduct is comparatively low-viscosity and has good compatibility with component A.
  • a particularly preferred amine-epoxide adduct is the reaction product of 1, 5-diamino-2-ethylpentane or a mixture of 2,2,4- and 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine with cresyl glycidyl ether in a molar ratio of 1 / 0.8 to 1 / 1 .5, in particular 1 / 0.9 to 1/1 .2.
  • the amine-epoxide adduct is a reaction product of at least one polyamine and at least one diepoxide.
  • Preferred diepoxide is an aromatic diepoxide, in particular a bisphenol A, bisphenol F or bisphenol A / F diglycidyl liquid resin.
  • polyamines for this purpose are the aforementioned polyamines having two primary amino groups, and also polyamines having one primary and one secondary amino group, in particular N-butyl-1,2-ethanediamine, N-hexyl-1,2-ethanediamine, N (2-ethylhexyl) -1,2-ethanediamine, N-cyclohexyl-1,2-ethanediamine, 4-aminomethylpiperidine, N- (2-aminoethyl) piperazine, N-methyl-1,3-propanediamine, N-butyl-1,3-propanediamine, N- (2-ethylhexyl) -1,3-propanediamine, N-cyclohexyl-1,3-propanediamine, 3-methylamino-1-pentylamine, 3-ethylamino-1 - pentylamine, -pentylamine 3-cyclohexylamino-1, fatty diamines such as in particular N-cocoal
  • Preferred polyamines for the reaction with at least one monoepoxide or with at least one diepoxide are selected from the group consisting of 1, 5-diamino-2-methylpentane, 2,2,4- and 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine, isophoronediamine, 1 , 3- and 1,4-bis (aminomethyl) cyclohexane, 1, 3-bis (aminomethyl) benzene, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, N- (2-aminoethyl) -1,3-propanediamine (N3- amine), ⁇ , ⁇ '- bis (3-aminopropyl) ethylenediamine (N4-amine), and polyoxyethylene polyoxypropylene ethylene diamines having an average molecular weight in the range of 200 to 3000 g / mol, in particular the types Jeffamine ® D-230, Jeffamine ® D-400, Jeff
  • reaction product of a polyoxypropylenediamine having a molecular weight in the range from 200 to 300 g / mol and a bisphenol A diglycidyl liquid resin in a molar ratio in the range from 2 / 0.9 to 2/1 .1 is very particularly preferred.
  • component B contains at least as much water as is needed for the crosslinking of the silane-functional polymer of component A, in particular a multiple thereof.
  • the component B particularly preferably contains 5 to 30, in particular 5 to 25,% by weight of water. In one aspect of the invention, the component B contains in particular at least 10% by weight of water.
  • component B typically introduces multiple water into the blended composition than the silane functional polymer requires for cure. As a result, the composition hardens quickly after mixing the two components regardless of the prevailing humidity.
  • component B additionally comprises at least one polyamine PA having at least two primary amino groups, which is not identical to the polyamines used to prepare the amine-epoxide adduct.
  • Such a component B represents, in particular, an aqueous hardener for epoxy resins and preferably contains at least 10% by weight, in particular at least 15% by weight, of water.
  • An aqueous epoxy resin hardener is also referred to as a "water-based hardener” or “water-thinnable hardener” for epoxy resins.
  • the water is preferably present in such a component B in the form of a water-in-oil or an oil-in-water emulsion.
  • a component B in the form of an aqueous hardener for epoxy resins is surprisingly very well miscible with the component A, without causing compatibility problems occur.
  • the two components can be mixed very well with simple mixers, resulting in an optically homogeneous, readily applied mass, which rapidly builds strength and cures largely independently of the climatic conditions, in particular independent of the prevailing ambient humidity.
  • the mixed or hardened composition has only a slight, nonfunctionally critical shrinkage.
  • the polyamine PA having at least two primary amino groups is in particular selected from the group consisting of 1, 5-diamino-2-methylpentane, 2-butyl-2-ethyl-1, 5-pentanediamine, 1, 6-hexanediamine, 2.5- Dimethyl 1,6-hexanediamine, 2,2,4- and 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine, 1,7-heptanediamine, 1,8-octanediamine, 1,9-nonanediamine, 1,10-decanediamine, 1 , 1,1-undecanediamine, 1,1-dodecanediamine, 1,2-, 1,3- and 1,4-diaminocyclohexane, bis (4-aminocyclohexyl) methane, bis (4-amino-3-methylcyclohexyl) methane, Isophoronediamine, 2- and 4-methyl-1,3-diaminocyclohexane and mixtures thereof, 1,3,3- and 1,4-bis (
  • Such a component B allows a particularly rapid curing and very high strengths.
  • polyamines preferred are 1, 5-diamino-2-methylpentane, 1, 6-hexanediamine, 2,2,4- and 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine, 1, 7-heptanediamine, 1, 8-octanediamine, Isophoronediamine, 1, 3- and 1, 4-bis (aminomethyl) cyclohexane, 1, 3-bis (aminomethyl) benzene, 3- (2-aminoethyl) aminopropylamine, bis (hexamethylene) triamine, diethylenetriamine and N- (2 -Aminoethyl) -1, 3-propanediamine.
  • component B additionally comprises, in addition to the stated polyamine PA, at least one amine hydrogen-containing emulsifier.
  • an emulsifier improves the water compatibility of hydrophobic portions of the composition and is incorporated into the cured epoxy resin upon cure.
  • a suitable amine hydrogen-containing emulsifier is in particular a reaction product of at least one diepoxide, at least one fatty amine and at least one hydrophilic polyamine, in particular in a molar ratio of approximately 1: 1: 1.
  • Particularly suitable hydrophilic polyamines are polyoxyalkylenediamines, in particular polyoxyethylenediamines, and polyalkyleneamines, in particular N 4 -amine, TETA, TEPA and PEHA.
  • a suitable amine hydrogen-containing emulsifier is furthermore, in particular, a reaction product of at least one polyethylene glycol, at least a diepoxide and at least one primary diamine, in particular in a molar ratio of about 1: at least 2: at least 2.
  • a suitable amine-hydrogen-containing emulsifier is furthermore, in particular, a reaction product of at least one diepoxide and at least one polyalkyleneamine, in particular in a molar ratio of about 1: at least 2.
  • a suitable amine-hydrogen-containing emulsifier is furthermore in particular a reaction product of at least one polyethylene glycol monoglycidyl ether, at least one polyamine having two primary amino groups and at least one hydrophobic monoglycidyl ether, in particular a butyl or cresyl glycidyl ether, in particular in a molar ratio of approximately 1: at least 1: 1 ,
  • component B which contains as amine hydrogen-containing emulsifier
  • reaction product of at least one diepoxide, at least one fatty amine and at least one polyoxyalkylene diamine in a molar ratio of approximately 1: 1: 1,
  • reaction product of at least one diepoxide, at least one fatty amine and at least one polyalkyleneamine in a molar ratio of approximately 1: 1: 1
  • reaction products have a particularly good emulsifying effect, as a result of which component B is particularly compatible with component A.
  • component B is particularly compatible with component A.
  • well-tolerated the property is characterized in that from the two components with simple mixers after a short mixing time, an optically homogeneous, streak-free mass is obtained which has no signs of segregation even after curing.
  • diepoxides are bisphenol A, bisphenol F or bisphenol A / F diglycidyl liquid resins.
  • Suitable as fatty amine are, in particular dodecylamine, tetradecylamine, decylamine hexa-, octadecylamine, eicosylamine, docosylamine, as well as derived from natural fatty acid mixtures fatty amines, in particular Cocoalkylannin, Ci6-C 2 2-Alkylannin, Soyaalkylamin, oleylamine, and tallow alkylamine, for example, available under the trade name Armeen ® (from Akzo Nobel) or Rofamine ® (from Ecogreen Oleochemicals), in particular Armeen® 12D, Armeen® 18D, Armeen® CD, Armeen® HT, Armeen® M, Armeen® OD, Armeen® OVD and Armeen® TD, and Rofamin ® KD, Rofamin ® LD, Rofamin ® STD, Rofamin ® TD, Rofamin ® RD,
  • component B is comprised
  • At least one reaction product of at least one diepoxide and at least one polyoxypropylenediamine having an average molecular weight in the range from 200 to 300 g / mol in a molar ratio of approximately 1: 2, and
  • Such a component B represents an aqueous curing agent for epoxy resins, which is excellent storage stability, even at temperatures below freezing. It is particularly well miscible with the component A, which quickly creates an optically homogeneous, well-applied mass which quickly builds strength and cures largely independent of the climatic conditions, in particular independent of the prevailing ambient humidity.
  • the mixed or hardened composition has only a particularly low shrinkage that is not critical to its function.
  • the cured composition has a non-sticky, particularly beautiful, even surface and is free of bubbles.
  • Component A and component B may contain further constituents, in particular fillers and reinforcers, pigments, plasticizers or thinners, hardeners and crosslinkers, accelerators and catalysts, stabilizers, adhesion promoters, rheological aids, drying agents and the like.
  • further constituents in particular fillers and reinforcers, pigments, plasticizers or thinners, hardeners and crosslinkers, accelerators and catalysts, stabilizers, adhesion promoters, rheological aids, drying agents and the like.
  • the composition comprises at least one catalyst for the crosslinking of the silane-functional polymer by means of moisture.
  • Such catalysts are preferably selected from the group consisting of organotin (IV) compounds, titanates, zirconates, aluminates, titanium, zirconium or aluminum chelates, tertiary amines, amidines and guanidines, for example dibutyltin dilaurate, dioctyltin dilaurate, dibutyltin diacetyl acetonate and dioctyltin diacetylacetonate, tetraisobutoxy titanate and diisobutoxytitanium bis (ethylacetoacetate), ⁇ , ⁇ -dimethylbenzylamine, N, N-dimethylcyclohexylamine and 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, 1,8-diazabicyclo [5.4.0 ] undec-7-ene and 1,1,3,3-tetramethylguanidine; and mixtures of the catalysts mentioned. While organotin
  • component B of the composition does not contain a metal-containing catalyst. This has the advantage that during the storage of the component B no complexing between a metal-containing catalyst and components of the component B containing amine groups can occur, which is undesirable.
  • the entire composition is free of tin (II) compounds, or free of bivalent tin compounds.
  • the composition furthermore comprises in particular at least one amino silane or epoxysilane or mercaptosilane, an epoxy silane preferably being present as constituent of component A and an amino or mercaptosilane preferably being present as constituent of component B.
  • Particularly suitable are 3-aminopropyldialkoxyalkylsilanes, 3-aminopropyltrialkoxysilanes, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyldialkoxyalkylsilanes, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrialkoxysilanes, Glycidoxypropyltrialkoxysilanes and 3-mercaptopropyltrialkoxysilanes.
  • silane can accelerate hardening and, after mixing the components, bring about improved compatibility of the different phases and covalent bonding of the silane-functional polymer with the epoxy resin.
  • the composition particularly preferably contains at least one epoxysilane, which is present in particular as a constituent of component A.
  • This embodiment has the advantage that the epoxysilane does not come into contact with water before mixing the two components, whereby it does not change in its reactivity during storage.
  • the composition furthermore comprises in particular at least one filler, in particular as a constituent of component A.
  • the filler influences both the rheological properties of the uncured composition and the mechanical properties and the surface quality of the cured composition.
  • Suitable are inorganic and organic fillers, in particular natural, ground or precipitated calcium carbonates, which are optionally coated with fatty acids, in particular stearic acid, barite, talc, quartz flour, quartz sand, dolomites, wollastonites, kaolins, calcined kaolins, mica (potassium).
  • Aluminum silicate molecular sieves, aluminum oxides, aluminum hydroxides, magnesium hydroxide, silicic acids including highly dispersed silicas from pyrolysis processes, industrially produced carbon blacks, graphite, metal powders such as aluminum, copper, iron, silver or steel, PVC powder, hollow spheres or glass spheres.
  • Preferred fillers are calcium carbonates, calcined kaolins, carbon black, finely divided silicas and flame-retardant fillers, such as hydroxides or hydrates, in particular aluminum hydroxide. It is quite possible and may even be advantageous to use a mixture of different fillers.
  • a suitable amount of filler in the composition is preferably in the range of 10 to 70 wt .-%, in particular 20 to 60 wt .-%.
  • composition may contain additional ingredients, in particular the following:
  • Plasticizers in particular carboxylic esters, such as phthalates, in particular dioctyl phthalate, diisononyl phthalate or diisodecyl phthalate, hydrogenated phthalates, adipates, in particular dioctyl adipate, azelates, sebacates, polyols, in particular polyoxyalkylene polyols or polyester polyols, glycol ethers, glycol esters, organic phosphoric and sulfonic acid esters or polybutenes;
  • carboxylic esters such as phthalates, in particular dioctyl phthalate, diisononyl phthalate or diisodecyl phthalate, hydrogenated phthalates, adipates, in particular dioctyl adipate, azelates, sebacates, polyols, in particular polyoxyalkylene polyols or polyester polyols, glycol ethers, glycol esters, organic phosphoric
  • Fibers in particular glass fibers, carbon fibers, metal fibers, ceramic fibers or plastic fibers such as polyamide fibers or polyethylene fibers;
  • Pigments in particular titanium dioxide or iron oxides
  • Adhesion promoters and / or crosslinkers in particular silanes, such as the abovementioned aminosilanes, epoxysilanes and mercaptosilanes, and aminosilanes with secondary amino groups, (meth) acrylatosilanes, anhydridosilanes, carbamatosilanes, alkylsilanes and iminosilanes, as well as oligomeric forms of these silanes, and adducts of primary Aminosilanes with epoxysilanes or (meth) acrylatosilanes or anhydridosilanes;
  • silanes such as the abovementioned aminosilanes, epoxysilanes and mercaptosilanes, and aminosilanes with secondary amino groups, (meth) acrylatosilanes, anhydridosilanes, carbamatosilanes, alkylsilanes and iminosilanes, as well as oligomeric forms of
  • Desiccants in particular tetraethoxysilane, vinyltrimethoxy- or vinyltriethoxysilane, and organoalkoxysilanes which have a functional group in the ⁇ -position relative to the silane group, in particular N- (methyldimethoxysilylmethyl) -O-methyl-carbamate, (methacryloxymethyl) -silanes, methoxy - Methylsilane, Orthoameisenklaer, and calcium oxide or molecular sieves;
  • Rheology modifiers in particular thickeners, in particular
  • Phyllosilicates derivatives of castor oil, hydrogenated castor oil, polyamides, polyurethanes, urea compounds, fumed silicas, cellulose ethers and hydrophobically modified polyoxyethylenes; - stabilizers against oxidation, heat, light and UV radiation;
  • non-reactive polymers in particular homopolymers or copolymers of unsaturated monomers, in particular from the group comprising ethylene,
  • Propylene, butylene, isobutylene, isoprene, vinyl acetate and alkyl (meth) acrylates in particular polyethylenes (PE), polypropylenes (PP), polyisobutylenes, ethylene-vinyl acetate copolymers (EVA) and atactic poly- ⁇ -olefins
  • PE polyethylenes
  • PP polypropylenes
  • EVA ethylene-vinyl acetate copolymers
  • Flame retardant substances in particular the already mentioned fillers aluminum hydroxide and magnesium hydroxide, and in particular organic phosphoric acid esters such as in particular triethyl phosphate, tricresyl phosphate, triphenyl phosphate, diphenyl cresyl phosphate, isodecyldiphenyl phosphate, tris (1,3-dichloro-2-propyl) phosphate, tris (2 -chloroethyl) phosphate, tris (2-ethylhexyl) phosphate, tris (chloroisopropyl) phosphate, tris (chloropropyl) - phosphate, isopropylated triphenyl phosphate, mono-, bis- and tris (isopropylphenyl) phosphates of different isopropylation degree, resorcinol bis (diphenyl phosphate ), Bisphenol A bis (diphenyl phosphate) and ammonium poly
  • Biocides in particular algicides, fungicides or fungal growth inhibiting substances;
  • Component A of the bicomponent composition is prepared and stored in the absence of moisture.
  • Component A is storage-stable, that is to say it can be stored in the absence of moisture in a suitable packaging or arrangement over a period of several months to one year and longer, without being reflected in its application properties or in its properties the curing changed to a degree that is relevant to their use.
  • Component B is likewise storage-stable in a closed container.
  • the components A and B for example by stirring, kneading rollers or the like, but in particular via a static mixer or with the aid of a dynamic mixer, mixed together.
  • the amine-epoxide adduct and further amine hydrogens optionally present in component B come into contact with the epoxy resin of component A, which leads to crosslinking of the epoxy resin in the composition.
  • the water present in component B comes in contact with the silane functional polymer, resulting in crosslinking of the silane functional polymer in the composition.
  • the two components are preferably used in such a ratio that the weight ratio between the component A and the component B in the range from 1: 1 to 50: 1, preferably 1: 1 to 25: 1, particularly preferred 1: 1 to 10: 1.
  • the mixing of the components A and B and the curing are preferably carried out at ambient conditions, in particular at a temperature in the range of 10 to 30 ° C.
  • curing at higher temperatures is also possible and leads to a faster achievement of the maximum hardness.
  • the curing of the composition proceeds in such a way that on the one hand a sufficient pot or open time is ensured in order to apply the composition properly, and on the other hand, the cure has progressed so fast that the composition processed further can be or is a carrying out with the composition adhesive self-supporting and can be transported.
  • the present invention comprises the use of the two-component composition as an adhesive, sealant or coating.
  • the two-component composition according to the invention is particularly suitable for bonding, sealing or coating substrates
  • metals and alloys such as aluminum, iron, steel and non-ferrous metals, including surface-treated metals and alloys, such as galvanized and chromium-plated metals;
  • Plastics in particular hard and soft PVC, ABS, polycarbonate (PC), polyamide (PA), polyester, PMMA, epoxy resins, PUR, POM, PO, PE, PP, EPM and EPDM, the plastics optionally being replaced by plasma, Corona or flames are surface treated;
  • CFRK glass fiber reinforced plastics
  • SMC sheet molding compounds
  • coated substrates such as powder-coated metals or alloys
  • the substrates can be pretreated prior to application of the composition, in particular by physical and / or chemical cleaning methods or the application of an adhesion promoter, a primer solution or a primer.
  • the two-component composition for elastic to semi-structural adhesive and sealing applications in the construction and manufacturing industry and in vehicle construction, for example for the self-sealing, roof sealing, parquet bonding, facade element bonding, attachment bonding, seam sealing, cavity sealing, assembly, body bonding, windshield bonding, composite bonding.
  • the two-component composition is particularly advantageous if isocyanate-free products are to be used for reasons of occupational health and safety.
  • the invention relates to a cured composition obtained from the above-described two-component composition by mixing component A with component B.
  • the invention relates to an article which has an at least partially cured composition according to the above description, this article being in particular a building, an industrial good or a means of transport, or a part thereof.
  • An illustrative list of such articles includes houses, glass facades, windows, bathrooms, bathrooms, kitchens, roofs, bridges, tunnels, roads, automobiles, trucks, rail vehicles, buses, ships, wind turbines, mirrors, windows, tubs, whitewares, household appliances, Dishwashers, washing machines, ovens, floodlights, fog lights and solar panels such as photovoltaic or solar thermal modules.
  • the composition described is characterized in particular by special mechanical properties, which can be varied to a large extent, from flexible with high ductility and good strength to tough elastic with lower ductility and very high strength.
  • the variation of the mechanical properties can be influenced in particular by the ratio between silane-functional polymer and epoxy resin in component A and by the nature and amount of component B.
  • component B which is an aqueous hardener for epoxy resins as described, a particularly good miscibility of the two components is obtained, and the surface of the cured composition is homogeneous, tack-free and dry, without matt coating or the like.
  • amine-epoxy adduct based on an aromatic monoepoxide also excellent properties are achieved, in particular very high strengths; and the surface of the cured composition is also homogeneous and absolutely tack-free and dry, with no dull coating or the like.
  • AHEW stands for the amine hydrogen equivalent weight.
  • the viscosity was measured on a thermostated Rheotec RC30 cone-plate viscometer (cone diameter 50 mm, cone angle 1 °, cone tip-to-plate distance 0.05 mm, shear rate 10-100 s -1 ).
  • the odor was qualitatively judged by smelling the nose of the mixed composition, and an unpleasant pungent smell of amines was judged to be “strong", a light odor to be “light” and a barely or imperceptibly odor to be “no".
  • a small part of the mixed room temperature-warm composition was applied in a layer thickness of about 3 mm on cardboard and in the standard atmosphere ("NK", 23 + 1 ° C, 50 + 5% relative humidity) determines the time it It took until the slightest tap of the surface of the composition by means of a pipette made of LDPE for the first time left no residues on the pipette more.
  • the tensile strength, the elongation at break, and the elastic modulus (modulus of elasticity) at 0.5 to 5% elongation were determined according to DIN EN 53504 (pulling speed 200 mm / min) on dumbbells with a length of 75 mm, with a web length of 30 mm and a Web width of 4 mm, which were prepared by punching out of films of about 3 mm thickness of the cured under the specified conditions composition.
  • INCOREZ 148/300 from Incorez Ltd.
  • a polyamine-epoxy adduct hardener having an AHEW of 140 g / eq and a water content of 20% by weight containing tetraethylene pentamine.
  • Reaction product of 1 16.0 parts by weight of 1, 5-diamino-2-methylpentane, and 182 parts by weight of Araldite ® DY-K (monoglycidyl ethers of cresol with EEW about 182 g / eq, from Huntsman). Yellowish liquid with a viscosity at 20 ° C of 5.8 Pa s and a theoretical AHEW of 99.4 g / eq.
  • Table 1 Composition of components A-1 to A-8.
  • Table 2 Composition of components B-1 to B-7.
  • the cured compositions all show excellent resilience.
  • Table 3 Composition and properties of Z-1 to Z-8.
  • Component A-1 100 100 100 100 100 100 100 - - -
  • Component B-5 20 35 - - - - - - - -
  • Table 4 Composition and properties of Z-9 to Z-16.
  • Component A-5 100 100 - - - -
  • Component A-7 100 - - - - - - - -
  • Modulus of elasticity 1 .2 0.4 0.4 0.4 0.3 9.3 n.b.
  • Table 5 Composition and properties of Z-17 to Z-23.

Landscapes

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Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt eine zweikomponentige Zusammensetzung bestehend aus einer Komponente A umfassend mindestens ein silanfunktionelles Polymer und mindestens ein Epoxidharz, und einer Komponente B umfassend Wasser und mindestens ein Amin-Epoxid-Addukt. Die Zusammensetzung härtet schnell zu einem elastischen Material von hoher Festigkeit und Beständigkeit aus und ist insbesondere geeignet als Klebstoff und/oder Dichtstoff.

Description

ZWEIKOMPONENTIGE ZUSAMMENSETZUNG
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft bei Raumtemperatur härtbare zweikomponentige Zusam- mensetzungen auf Basis silanfunktioneller Polymere, sowie deren Verwendungen, insbesondere als Klebstoff, Dichtstoff oder Beschichtung.
Stand der Technik
Härtbare Massen auf Basis von silanfunktionellen Polymeren sind bekannt. Sie zeichnen sich durch eine blasenfreie Aushärtung sowie durch hohe Haftkräfte aus. Die meisten der bekannten Zusammensetzungen dieser Art werden als einkomponentige Zusammensetzungen formuliert, welche mit Luftfeuchtigkeit aushärten. Diese Systeme härten relativ langsam aus und sind bezüglich maximal erreichbarer Festigkeit limitiert. Oft weisen sie eine relativ geringe Weiter- reissfestigkeit auf, sind also recht spröde. Ausserdem sind sie thermisch relativ unbeständig.
Kombinationen von silanfunktionellen Polymeren mit Epoxidharzen sind bekannt, beispielsweise aus EP 0 186 191 . Es handelt sich meist um zweikomponentige Systeme, in denen typischerweise das silanfunktionelle Polymer in der einen Komponente und das Epoxidharz in der andern Komponente vorliegen. Solche Systeme weisen wesentlich höhere Festigkeiten und Zähelastizität auf. Bei der Applikation ist aber meist ein ausgeprägter, unangenehmer Aminge- ruch wahrnehmbar. Zudem neigen die Amine dazu, mit Kohlendioxid (CO2) aus der Luft Salze zu bilden, insbesondere bei hoher Luftfeuchtigkeit und tiefen Temperaturen, was eine langsame oder unvollständige Aushärtung mit vermindertem Festigkeitaufbau zur Folge haben kann.
Aus EP 1 090 960 sind zweikomponentige Systeme bekannt, bei welchen ein silanfunktionelles Polymer und ein Epoxidharz in der einen Komponente vorliegen, während die andere Komponente unter anderem ein Silan, insbeson- dere ein Aminosilan, enthält. Die beschriebenen Zusammensetzungen weisen eine lange Gelierzeit (surface curing time) auf. Darstellung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und somit eine Zusammensetzung auf Basis silanfunktionel- ler Polymere bereitzustellen, welche ohne ausgeprägten Amingeruch appliziert werden kann, schnell, unabhängig von der herrschenden Luftfeuchtigkeit und ohne eine klebrige Oberfläche zu hinterlassen aushärtet und im ausgehärteten Zustand über eine hohe Festigkeit und Zähelastizität, gute Haftung auf verschiedenartigen Substraten sowie eine hohe thermische Beständigkeit verfügt. Weiterhin soll die Zusammensetzung vor der Applikation eine gute Lagerstabili- tät aufweisen und die beiden Komponenten gut mischbar und dann gut applizierbar sein, insbesondere bei Raumtemperatur.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass eine zweikomponentige Zusammensetzung gemäss Anspruch 1 diese Aufgabe sehr gut löst. Die Komponente A umfasst mindestens ein silanfunktionelles Polymer und mindestens ein Epo- xidharz. Die Komponente B umfasst Wasser und mindestens ein Amin-Epoxid- Addukt. Beide Komponenten sind jede für sich hervorragend lagerstabil. Das Amin-Epoxid-Addukt weist nur einen sehr moderaten oder gar keinen Amingeruch auf, wodurch die Zusammensetzung praktisch geruchsfrei verarbeitet werden kann, was für den Verarbeiter einen grossen Vorteil darstellt. Beim Vermischen der beiden Komponenten treten überraschenderweise keinerlei Verträglichkeitsprobleme auf, insbesondere auch dann, wenn die Komponente B erhebliche Anteile an Wasser enthält. Die Komponenten können mit einfachen Mischern sehr gut vermischt werden, wobei eine optisch homogene, gut applizierbare Masse entsteht, welche rasch Festigkeit aufbaut und unabhängig von den klimatischen Bedingungen, insbesondere unabhängig von der herrschenden Luftfeuchtigkeit, aushärtet. Die ausgehärtete Zusammensetzung verfügt typischerweise über eine nichtklebrige, ebenmässige Oberfläche, ist frei von Blasen und weist ausgezeichnete mechanische Eigenschaften auf, insbesondere eine hohe Festigkeit und Zähelastizität und ein hohes Rückstellvermö- gen. Sie verfügt über eine gute Haftung zu verschiedensten Substraten und eine hohe Beständigkeit gegenüber thermischer und hydrolytischer Belastung. Durch Variation des Epoxidharz-Gehaltes lassen sich die mechanischen Eigenschaften der Zusammensetzung in einem breiten Bereich variieren, ohne dass Unverträglichkeiten beobachtet werden. Die vermischte bzw. ausgehärtete Zusammensetzung verfügt auch beim Vorhandensein von erheblichen Mengen an Wasser überraschenderweise nur über einen geringen, nicht funktionskritischen Schwund. Das Mischungsverhältnis der beiden Komponenten kann in einem weiten Bereich variieren, wobei über die eindosierte Menge der Komponente B auch die Vernetzungsdichte des Epoxidharzes eingestellt werden kann.
Dass die Kombination aus den beiden Komponenten zu so guten Materialien führt, war aus dem Stand der Technik nicht abzuleiten. Weder die Verwendung von Amin-Epoxid-Addukten noch die Verwendung von wässrigen Härtern sind im Stand der Technik zur Aushärtung einer Mischung aus silanfunktionellem Polymer und Epoxidharz ausgeführt. Überraschend wurde gefunden, dass der Einsatz von Amin-Epoxid-Addukten gegenüber unadduktierten Polyaminen ein schnelleres Erreichen der Endhärte ermöglicht. Weiterhin überraschend ist der Befund, dass bei der Verwendung von wässrigen Härtern deren hoher Wassergehalt, welcher ein Mehrfaches des zur Vernetzung der Silangruppen benötigten Wassers ausmachen kann, weder zu Verträglichkeitsproblemen und ungenügenden mechanischen Eigenschaften, noch zu einem merklichen Schwund führt.
Weitere Aspekte der Erfindung sind Gegenstand weiterer unabhängiger Ansprüche. Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Gegenstand der Erfindung ist eine zweikomponentige Zusammensetzung bestehend aus einer Komponente A umfassend
- mindestens ein silanfunktionelles Polymer, und
- mindestens ein Epoxidharz,
und einer Komponente B umfassend
- Wasser, und
- mindestens ein Amin-Epoxid-Addukt, welches mindestens drei Amin- wasserstoffe aufweist. Der Begriff„SNangruppe" bezeichnet eine an einen organischen Rest gebundene Silylgruppe mit einer bis drei, insbesondere zwei oder drei, hydrolysier- baren Alkoxygruppe(n) am Silicium-Atom, d.h. eine Alkoxysilylgruppe. Als „Süan" wird entsprechend eine Verbindung bezeichnet, welche mindestens eine Silangruppe trägt. Der Begriff„silanfunktionelles Polymer" bezeichnet ein Polymer, welches mindestens eine Silangruppe trägt, wobei unter„Polymer" auch Oligomere und Prepolymere zu verstehen sind.
Als„Aminosilan",„Hydroxysilan",„Isocyanatosilan" usw. werden Silane bezeichnet, welche am organischen Rest eine entsprechende funktionelle Gruppe tragen, also eine Aminogruppe, Hydroxylgruppe, Isocyanatgruppe usw. Der Begriff„Polyurethanpolymer" umfasst sämtliche Polymere, welche nach dem sogenannten Diisocyanat-Polyadditions-Verfahren hergestellt werden. Der Begriff„Polyurethanpolymer" umfasst auch Isocyanatgruppen aufweisende Polyurethanpolymere, wie sie aus der Umsetzung von Polyisocyanaten und Poly- olen erhältlich sind und selber Polyisocyanate darstellen und oft auch Prepolymere genannt werden.
Als„primäre Aminogruppe" wird eine NH2-Gruppe bezeichnet, die an einen organischen Rest gebunden ist und als„sekundäre Aminogruppe" wird eine NH-Gruppe bezeichnet, die an zwei organische Reste, welche auch gemeinsam Teil eines Rings sein können, gebunden ist.
Mit„Poly" beginnende Substanznamen wie Polyol, Polyamin oder Polyisocya- nat bezeichnen Substanzen, die formal zwei oder mehr der in ihrem Namen vorkommenden funktionellen Gruppen pro Molekül enthalten.
Als„Aminwasserstoff" werden die Wasserstoffatome von primären und sekundären Aminogruppen bezeichnet.
Als„Aminwasserstoff-Equivalentgewicht" wird der Gewichtsanteil eines Härters oder eines Amins pro im Härter oder im Amin vorhandenen Aminwasserstoff bezeichnet.
Unter„Molekulargewicht" versteht man im vorliegenden Dokument die molare Masse (in Gramm pro Mol) eines Moleküls. Als„mittleres Molekulargewicht" wird das zahlenmittlere Molekulargewicht Mn einer oligomeren oder polymeren Mischung von Molekülen bezeichnet, welches üblicherweise mittels GPC gegen Polystyrol als Standard bestimmt wird.
Als„Raumtemperatur" wird im vorliegenden Dokument eine Temperatur von 23 °C bezeichnet.
Die Komponente A der erfindungsgemässen Zusammensetzung umfasst mindestens ein silanfunktionelles Polymer.
Bevorzugt weist das silanfunktionelle Polymer ein mittleres Molekulargewicht im Bereich von 1 Ό00 bis 30Ό00 g/mol, bevorzugt 2Ό00 bis 25Ό00 g/mol, besonders bevorzugt 3Ό00 bis 20Ό00 g/mol, und insbesondere von 4Ό00 bis 15Ό00 g/mol, auf. Ein solches Polymer ermöglicht hohe Festigkeiten bei hoher Dehnbarkeit.
Bevorzugt weist das silanfunktionelle Polymer mehrheitlich Polyoxyalkylenein- heiten, besonders bevorzugt Polyoxyethylen- und/oder Polyoxypropyleneinhei- ten, insbesondere Polyoxypropyleneinheiten, auf. Ein solches Polymer weist eine besonders tiefe Viskosität auf und ermöglicht besonders gute Dehnbarkeiten.
Bevorzugt weist das silanfunktionelle Polymer mindestens eine, insbesondere mindestens zwei, Endgruppen der Formel (I) auf.
Figure imgf000006_0001
Dabei steht der Rest R1 für einen linearen oder verzweigten Alkylen- oder Cy- cloalkylenrest mit 1 bis 12 C-Atomen, gegebenenfalls mit aromatischen Anteilen, und gegebenenfalls mit einem oder mehreren Heteroatomen, insbesondere einem oder mehreren Stickstoffatomen.
Insbesondere steht R1 für einen linearen oder verzweigten Alkylenrest mit 1 bis 6 C-Atomen, bevorzugt für Methylen oder 1 ,3-Propylen, besonders bevorzugt für 1 ,3-Propylen.
Der Rest R2 steht für einen Acyl- oder Alkylrest mit 1 bis 10 C-Atomen, welcher gegebenenfalls eine oder mehrere Ether-Sauerstoffe aufweist. Insbesondere steht R2 für Methyl oder Ethyl oder Isopropyl oder Hept-3,6- dioxa-1 -yl, bevorzugt für Methyl oder Ethyl.
Der Rest R3 steht für einen Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen, insbesondere für Methyl.
Der Index x steht für einen Wert von 0 oder 1 oder 2, insbesondere für 0.
Ein solches silanfunktionelles Polymer ist sehr gut lagerstabil, hydrolysiert bei Kontakt mit Feuchtigkeit schnell und ermöglicht gute mechanische Eigenschaften, insbesondere eine hohe Festigkeit bei hoher Dehnbarkeit.
Innerhalb einer Silangruppe der Formel (I) stehen R2 und R3 jeweils unabhängig voneinander für die beschriebenen Reste. So sind beispielsweise auch si- lanfunktionelle Polymere mit Endgruppen der Formel (I) möglich, welche Etho- xydimethoxysilan-Endgruppen (R2 = Methyl, R2 =Methyl, R2 = Ethyl) aufweisen.
Die Endgruppen der Formel (I) sind insbesondere mehrheitlich an cycloaliphati- sche Reste gebunden. Ein solches Polymer weist besonders tiefe Viskositäten auf und ist besonders lichtecht. Bevorzugt weist das silanfunktionelle Polymer 1 bis 4, besonders bevorzugt 1 bis 3, insbesondere 2 oder 3, am meisten bevorzugt 2, Endgruppen der Formel (I) auf. Ein solches Polymer ermöglicht gute mechanische Eigenschaften, insbesondere eine hohe Dehnbarkeit. Bevorzugt ist das silanfunktionelle Polymer frei von Isocyanatgruppen. Ein solches silanfunktionelles Polymer ist toxikologisch vorteilhaft.
Als silanfunktionelles Polymer geeignet ist in einer ersten Ausführungsform ein silanfunktionelles Polymer P1 , welches erhältlich ist durch die Umsetzung eines Isocyanatgruppen aufweisenden Polyurethanpolymers mit mindestens einem Silan, welches mindestens eine gegenüber Isocyanatgruppen reaktive Gruppe aufweist. Diese Umsetzung wird bevorzugt in einem stöchiometrischen Verhältnis der gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Gruppen zu den Isocyanatgruppen von 1 :1 oder mit einem leichten Überschuss an gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Gruppen durchgeführt, so dass das resultierende silanfunktionelle Poly- mer P1 frei von Isocyanatgruppen ist. Die Umsetzung wird bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 20 °C bis 120 °C, insbesondere 50 °C bis 100 °C, durchgeführt, gegebenenfalls in Anwesenheit von mindestens einem Katalysator.
Das Silan, welches mindestens eine gegenüber Isocyanatgruppen reaktive Gruppe aufweist, kann prinzipiell, wenn auch nicht bevorzugt, auch in einer unterstöchiometrischen Menge gegenüber den Isocyanatgruppen des Polyurethanpolymers eingesetzt werden, wobei ein silanfunktionelles Polymer erhalten wird, welches sowohl Silangruppen als auch Isocyanatgruppen aufweist. Das Silan, welches mindestens eine gegenüber Isocyanatgruppen reaktive Gruppe aufweist, ist insbesondere ein Mercaptosilan, ein Hydroxysilan oder ein Aminosilan, bevorzugt ein Aminosilan.
Geeignete Aminosilane sind einerseits primäre Aminosilane, insbesondere 3- Aminopropyltrimethoxysilan und 3-Aminopropyldimethoxymethylsilan, sowie weiterhin sekundäre Aminosilane, insbesondere 3-(n-Butylamino)propyl-trime- thoxysilan, 3-(Phenylamino)propyl-trimethoxysilan, Bis(trimethoxysilylpropyl)- amin, die Produkte aus der Michael-artigen Addition von primären Aminosi- lanen, insbesondere 3-Aminopropyltrimethoxysilan und 3-Aminopropyldime- thoxymethylsilan, an Michael-Akzeptoren wie Acrylnitril, (Meth)acrylsäureester, (Meth)acrylsäureamide, Maleinsäureester und Maleinsäureamide, Fumarsäurediester, Citraconsäurediester und Itaconsäurediester; sowie Analoga der genannten Aminosilane mit Ethoxygruppen anstelle der Methoxygruppen am Silicium.
Bevorzugt zur Herstellung eines silanfunktionellen Polymers P1 sind sekundäre Aminosilane. Besonders bevorzugt sind die Produkte aus der Michael-artigen Addition, insbesondere mit Acrylaten wie n-Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Laurylacrylat oder Isobornylacrylat, und insbesondere mit Maleinsäuredialkylestern.
Insbesondere bevorzugt sind die Produkte aus der Michael-artigen Addition von 3-Aminopropyltrimethoxysilan, 3-Aminopropyltriethoxysilan, 3-Aminopro- pyldimethoxymethylsilan und 3-Aminopropyldiethoxymethylsilan mit Maleinsäuredialkylestern, insbesondere mit Maleinsäurediethylester.
Am meisten bevorzugt ist N-(3-Trimethoxysilyl-propyl)-amino-bernsteinsäure- diethylester.
Mit diesen Aminosilanen sind silanfunktionelle Polymere P1 zugänglich, die besonders hohe Dehnbarkeiten ermöglichen.
Der Begriff„Michael-Akzeptor" bezeichnet im vorliegenden Dokument Verbindungen, welche aufgrund der in ihnen enthaltenen, durch Elektronenakzeptor- Reste aktivierten Doppelbindungen befähigt sind, mit primären Aminogruppen in einer der Michael-Addition analogen Weise nucleophile Additionsreaktionen einzugehen (Hetero-Michael-Addition).
Ein geeignetes Isocyanatgruppen aufweisendes Polyurethanpolymer zur Her- Stellung eines silanfunktionellen Polymers P1 ist insbesondere erhältlich durch Umsetzung von mindestens einem Polyol mit mindestens einem Polyisocyanat, insbesondere mindestens einem Diisocyanat.
Diese Umsetzung kann dadurch erfolgen, dass das Polyol und das Polyisocyanat mit üblichen Verfahren, insbesondere bei Temperaturen von 50 °C bis 100 °C, gegebenenfalls unter Mitverwendung geeigneter Katalysatoren, zur Reaktion gebracht werden, wobei das Polyisocyanat so dosiert ist, dass dessen Isocyanatgruppen im Verhältnis zu den Hydroxylgruppen des Polyols im stöchio- metrischen Uberschuss vorhanden sind. Insbesondere wird der Uberschuss an Polyisocyanat so gewählt, dass im resultierenden Polyurethanpolymer nach Umsetzung aller Hydroxylgruppen ein Gehalt an freien Isocyanatgruppen von 0.1 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0.1 bis 2.5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0.2 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Polymer, verbleibt. Bevorzugt sind Polyurethanpolymere mit dem genannten Gehalt an freien Isocyanatgruppen, wel- che aus der Umsetzung von Diisocyanaten mit hochmolekularen Diolen in einem NCO/OH-Verhältnis von 1 .5 bis 2.2, insbesondere 1 .8 bis 2.0, erhalten werden. Gegebenenfalls kann das Polyurethanpolymer unter Mitverwendung von Weichmachern hergestellt werden, wobei die verwendeten Weichmacher keine gegenüber Isocyanaten reaktive Gruppen enthalten.
Als Polyol für die Herstellung eines Isocyanatgruppen-haltigen Polyurethanpolymers geeignet sind insbesondere die folgenden handelsüblichen Polyole oder beliebige Mischungen davon:
- Polyoxyalkylenpolyole, auch Polyetherpolyole oder Oligoetherole genannt, welche Polymerisationsprodukte von Ethylenoxid, 1 ,2-Propylenoxid, 1 ,2- oder 2,3-Butylenoxid, Oxetan, Tetrahydrofuran oder Mischungen davon sind, eventuell polymerisiert mit Hilfe eines Startermoleküls mit zwei oder mehreren aktiven Wasserstoffatomen wie beispielsweise Wasser, Ammoni- ak oder Verbindungen mit mehreren OH- oder NH-Gruppen wie beispielsweise 1 ,2-Ethandiol, 1 ,2- und 1 ,3-Propandiol, Neopentylglykol, Diethylengly- kol, Triethylenglykol, die isomeren Dipropylenglykole und Tripropylenglykole, die isomeren Butandiole, Pentandiole, Hexandiole, Heptandiole, Octandiole, Nonandiole, Decandiole, Undecandiole, 1 ,3- und 1 ,4-Cyclohexandimetha- nol, Bisphenol A, hydriertes Bisphenol A, 1 ,1 ,1 -Trimethylolethan, 1 ,1 ,1 -Tri- methylolpropan, Glycerin, Anilin, sowie Mischungen der vorgenannten Verbindungen. Bevorzugt sind Polyoxyalkylenpolyole, die einen niedrigen Un- gesättigtheitsgrad aufweisen (gemessen nach ASTM D-2849-69 und angegeben in Milliequivalent Ungesättigtheit pro Gramm Polyol (mEq/g)), herge- stellt beispielsweise mit Hilfe von sogenannten Double Metal Cyanide Com- plex-Katalysatoren (DMC-Katalysatoren).
Besonders geeignet sind Polyoxyalkylendiole oder Polyoxyalkylentriole, insbesondere Polyoxyethylen- und Polyoxypropylendi- und -triole.
Weiterhin besonders geeignet sind sogenannte Ethylenoxid-terminierte (EO- endcapped) Polyoxypropylenpolyole. Letztere sind Polyoxyethylen-polyoxy- propylen-Mischpolyole, die beispielsweise dadurch erhalten werden, dass Polyoxypropylenpolyole nach Abschluss der Polypropoxylierungsreaktion mit Ethylenoxid weiter alkoxyliert werden und dadurch primäre Hydroxylgruppen aufweisen.
Styrol-Acrylnitril- oder Acrylnitril-Methylmethacrylat-gepfropfte Polyether- polyole.
Polyesterpolyole, auch Oligoesterole genannt, hergestellt nach bekannten Verfahren, insbesondere der Polykondensation von Hydroxycarbonsäuren oder der Polykondensation von aliphatischen und/oder aromatischen Poly- carbonsäuren mit zwei- oder mehrwertigen Alkoholen.
Als Polyesterpolyole insbesondere geeignet sind solche, welche hergestellt sind aus zwei- bis dreiwertigen, insbesondere zweiwertigen, Alkoholen, wie beispielsweise Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol, Dipropylen- glykol, Neopentylglykol, 1 ,4-Butandiol, 1 ,5-Pentandiol, 3-Methyl-1 ,5-hexan- diol, 1 ,6-Hexandiol, 1 ,8-Octandiol, 1 ,10-Decandiol, 1 ,12-Dodecandiol, 1 ,12- Hydroxystearylalkohol, 1 ,4-Cyclohexandimethanol, Dimerfettsäurediol (Di- merdiol), Hydroxypivalinsäureneopentylglykolester, Glycerin, 1 ,1 ,1 -Trimethy- lolpropan oder Mischungen der vorgenannten Alkohole, mit organischen Dioder Tricarbonsäuren, insbesondere Dicarbonsauren, oder deren Anhydride oder Ester, wie beispielsweise Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Trimethyladipinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Dodecandi- carbonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Dinnerfettsäure, Phthalsäure, Phthalsäureanhydrid, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Dimethylterephtha- lat, Hexahydrophthalsäure, Trimellithsäure und Trimellithsäureanhydrid, oder Mischungen der vorgenannten Säuren, sowie Polyesterpolyole aus Lactonen wie beispielsweise aus ε-Caprolacton und Startern wie den vorgenannten zwei- oder dreiwertigen Alkoholen.
Besonders geeignete Polyesterpolyole sind Polyesterdiole.
Polycarbonatpolyole, wie sie durch Umsetzung beispielsweise der oben genannten - zum Aufbau der Polyesterpolyole eingesetzten - Alkohole mit Di- alkylcarbonaten, Diarylcarbonaten oder Phosgen zugänglich sind.
Mindestens zwei Hydroxylgruppen tragende Blockcopolymere, welche mindestens zwei verschiedene Blöcke mit Polyether-, Polyester- und/oder Poly- carbonatstruktur der oben beschriebenen Art aufweisen, insbesondere Poly- etherpolyesterpolyole. Polyacrylat- und Polymethacrylatpolyole.
Polyhydroxyfunktionelle Fette und Öle, beispielsweise natürliche Fette und Öle, inbesondere Ricinusöl; oder durch chemische Modifizierung von natürlichen Fetten und Ölen gewonnene - sogenannte oleochemische - Polyole, beispielsweise die durch Epoxidierung ungesättigter Öle und anschliessender Ringöffnung mit Carbonsäuren bzw. Alkoholen erhaltenen Epoxypolyes- ter bzw. Epoxypolyether, oder durch Hydroformylierung und Hydrierung ungesättigter Öle erhaltene Polyole; oder aus natürlichen Fetten und Ölen durch Abbauprozesse wie Alkoholyse oder Ozonolyse und anschliessender chemischer Verknüpfung, beispielsweise durch Umesterung oder Dimerisie- rung, der so gewonnenen Abbauprodukte oder Derivaten davon erhaltene Polyole. Geeignete Abbauprodukte von natürlichen Fetten und Ölen sind insbesondere Fettsäuren und Fettalkohole sowie Fettsäureester, insbesondere die Methylester (FAME), welche beispielsweise durch Hydroformylierung und Hydrierung zu Hydroxyfettsäureestern derivatisiert werden können. Polykohlenwasserstoffpolyole, auch Oligohydrocarbonole genannt, wie beispielsweise polyhydroxyfunktionelle Polyolefine, Polyisobutylene, Polyiso- prene; polyhydroxyfunktionelle Ethylen-Propylen-, Ethylen-Butylen- oder Ethylen-Propylen-Dien-Copolymere, wie sie beispielsweise von der Firma Kraton Polymers hergestellt werden; polyhydroxyfunktionelle Polymere von Dienen, insbesondere von 1 ,3-Butadien, welche insbesondere auch aus anionischer Polymerisation hergestellt sein können; polyhydroxyfunktionelle Copolymere aus Dienen wie 1 ,3-Butadien oder Diengemischen und Vinyl- monomeren wie Styrol, Acrylonitril, Vinylchlorid, Vinylacetat, Vinylalkohol, Isobutylen und Isopren, beispielsweise polyhydroxyfunktionelle Acrylonitril/ Butadien-Copolymere, wie sie beispielsweise aus Epoxiden oder Aminoal- koholen und carboxylterminierten Acrylonitril/Butadien-Copolymeren (beispielsweise kommerziell erhältlich unter dem Namen Hypro® (früher Hycar®) CTBN und CTBNX und ETBN von Nanoresins AG, Deutschland, bzw. Eme- rald Performance Materials LLC) hergestellt werden können; sowie hydrierte polyhydroxyfunktionelle Polymere oder Copolymere von Dienen. Als Polyol bevorzugt sind Polyoxyalkylenpolyole, Polyesterpolyole, Polycarbo- natpolyole und Polyacrylatpolyole. Besonders bevorzugt sind Polyoxyalkylenpolyole.
Bevorzugte Polyoxyalkylenpolyole sind Polyoxypropylenpolyole und Polyoxy- ethylen-polyoxypropylen-Mischpolyole.
Das Polyol weist bevorzugt ein mittleres Molekulargewicht im Bereich von 1 Ό00 bis 20Ό00 g/mol, besonders bevorzugt 2Ό00 bis 15Ό00 g/mol, auf. Das Polyol ist bevorzugt ein Diol.
Zusätzlich zu diesen genannten Polyolen können kleine Mengen von niedrigmolekularen zwei- oder mehrwertigen Alkoholen wie beispielsweise 1 ,2-Ethan- diol, 1 ,2- und 1 ,3-Propandiol, Neopentylglykol, Diethylenglykol, Triethylengly- kol, die isomeren Dipropylenglykole und Tripropylenglykole, die isomeren Bu- tandiole, Pentandiole, Hexandiole, Heptandiole, Octandiole, Nonandiole, De- candiole, Undecandiole, 1 ,3- und 1 ,4-Cyclohexandimethanol, hydriertes Bisphenol A, dimere Fettalkohole, 1 ,1 ,1 -Trimethylolethan, 1 ,1 ,1 -Trimethylolpro- pan, Glycerin, Pentaerythrit, Zuckeralkohole wie Xylit, Sorbit oder Mannit, Zucker wie Saccharose, andere höherwertige Alkohole, niedrigmolekulare Alkoxylierungsprodukte der vorgenannten zwei- und mehrwertigen Alkohole, sowie Mischungen der vorgenannten Alkohole bei der Herstellung des Iso- cyanatgruppen aufweisenden Polyurethanpolymers mitverwendet werden.
Als Polyisocyanat für die Herstellung eines Isocyanatgruppen aufweisenden Polyurethanpolymers geeignet sind insbesondere die folgenden handelsüblichen Polyisocyanate oder beliebige Mischungen davon:
Aliphatische Isocyanate wie insbesondere 1 ,4-Tetramethylendiisocyanat, 2- Methylpentamethylen-1 ,5-diisocyanat, 1 ,6-Hexamethylendiisocyanat (HDI), 2,2,4- und 2,4,4-Trimethyl-1 ,6-hexamethylendiisocyanat (TMDI), 1 ,10-Deca- methylendiisocyanat, 1 ,12-Dodecamethylendiisocyanat, Lysin- und Lysinester- diisocyanat, Cyclohexan-1 ,3- und -1 ,4-diisocyanat, 1 -Methyl-2,4- und -2,6-di- isocyanatocyclohexan und beliebige Gemische dieser Isomeren (HTDI oder H6TDI), 1 -lsocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexan (=lsopho- rondiisocyanat oder IPDI), Perhydro-2,4'- und -4,4'-diphenylmethandiisocyanat (HMDI oder H 2MDI), 1 ,4-Diisocyanato-2,2,6-trimethylcyclohexan (TMCDI), 1 ,3- und 1 ,4-Bis-(isocyanatomethyl)cyclohexan, m- und p-Xylylendiisocyanat (m- und p-XDI), Tetramethyl-1 ,3- und -1 ,4-xylylendiisocyanat (m- und p- TMXDI), Bis-(1 -lsocyanato-1 -methylethyl)naphthalin, Dinner- und Trimerfett- säureisocyanate wie 3,6-Bis-(9-isocyanatononyl)-4,5-di-(1 -heptenyl)cyclohexen (Dimeryldiisocyanat) und a,a,a',a',a",a"-Hexannethyl-1 ,3,5-mesitylentriisocya- nat, sowie weiterhin aromatische Isocyanate wie insbesondere 2,4- und 2,6- Toluylendiisocyanat und beliebige Gemische dieser Isomeren (TDI), 4,4'-, 2,4'- und 2,2'-Diphenylmethandiisocyanat und beliebige Gemische dieser Isomeren (MDI), Gemische aus MDI und MDI-Homologen (polymeres MDI oder PMDI), 1 ,3- und 1 ,4-Phenylendiisocyanat, 2, 3, 5, 6-Tetramethyl-1 ,4-diisocyanatobenzol, Naphthalin-1 ,5-diisocyanat (NDI), 3,3'-Dimethyl-4,4'-diisocyanatodiphenyl (TODI), Dianisidindiisocyanat (DADI), 1 ,3,5-Tris-(isocyanatomethyl)benzol, Tris-(4-isocyanatophenyl)methan und Tris-(4-isocyanatophenyl)thiophosphat, sowie Oligomere und Polymere der vorgenannten Isocyanate, sowie beliebige Mischungen der vorgenannten Isocyanate.
Bevorzugte Polyisocyanate sind Diisocyanate. Besonders bevorzugt sind IPDI, HDI, MDI und TDI, insbesondere IPDI. Auf der Basis von IPDI sind silanfunktio- nelle Polymere P1 erhältlich, welche eine niedrige Viskosität aufweisen und gute mechanische Eigenschaften und eine geringe Vergilbungsneigung unter Lichteinfluss ermöglichen.
Beispielsweise sind geeignete silanfunktionelle Polymere P1 kommerziell erhältlich unter dem Handelsnamen Polymer ST von der Firma Hanse Chemie AG, Deutschland, beispielsweise als Polymer ST50, sowie unter dem Handelsnamen Desmoseal®von der Firma Bayer MaterialScience AG, Deutschland.
Als silanfunktionelles Polymer geeignet ist in einer weiteren Ausführungsform ein silanfunktionelles Polymer P2, welches erhältlich ist durch die Umsetzung eines Polymers mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven funktionellen Endgruppen, insbesondere Hydroxylgruppen, Mercaptogruppen und/oder Amino- gruppen, mit mindestens einem Isocyanatosilan. Diese Umsetzung erfolgt be- vorzugt im stöchiometrischen Verhältnis der Isocyanatgruppen zu den gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven funktionellen Endgruppen von 1 :1 , oder mit leichtem Überschuss der gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven funktionellen Endgruppen, so dass das resultierende silanfunktionelle Polymer P2 frei von Isocyanatgruppen ist. Die Umsetzung wird bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 20 °C bis 120 °C, insbesondere 50 °C bis 100 °C, durchgeführt, gegebenenfalls in Anwesenheit von mindestens einem geeigneten Katalysator.
Als Isocyanatosilan geeignet sind insbesondere Isocyanatomethyltrimethoxy- silan, Isocyanatomethyldimethoxymethylsilan, 3-lsocyanatopropyltrimethoxy- silan, 3-lsocyanatopropyldimethoxymethylsilan; sowie deren Analoga mit Ethoxygruppen anstelle der Methoxygruppen am Silicium.
Das Polymer mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven funktionellen End- gruppen weist als gegenüber Isocyanatgruppen reaktive funktionelle Endgruppen bevorzugt Hydroxylgruppen auf.
Als Hydroxylgruppen aufweisendes Polymer eignen sich die bereits genannten Polyole, bevorzugt hochmolekulare Polyoxyalkylenpolyole, insbesondere Poly- oxypropylendiole mit einem Ungesättigtheitsgrad tiefer als 0.02 mEq/g und einem mittleren Molekulargewicht im Bereich von 2Ό00 bis 20Ό00 g/mol, insbesondere 4Ό00 bis 15Ό00 g/mol.
Als Hydroxylgruppen aufweisendes Polymer eignen sich weiterhin Polyurethanpolymere mit Hydroxylendgruppen. Diese sind ähnlich wie die vorgängig beschriebenen Isocyanatgruppen aufweisenden Polyurethanpolymere erhält- lieh durch die Umsetzung von mindestens einem Polyisocyanat mit mindestens einem Polyol, wobei aber das Polyol so dosiert ist, dass dessen Hydroxylgruppen im Verhältnis zu den Isocyanatgruppen des Polyisocyanates im stöchiometrischen Überschuss vorhanden sind. Bevorzugt ist ein Verhältnis von Hydroxylgruppen zu Isocyanatgruppen von 1 .3:1 bis 4:1 , insbesondere von 1 .8:1 bis 3:1 .
Für diese Umsetzung geeignet sind dieselben Polyole und Polyisocyanate, die bereits als geeignet zur Herstellung eines Isocyanatgruppen aufweisenden Polyurethanpolymers erwähnt wurden. Beispielsweise sind geeignete silanfunktionelle Polymere P2 kommerziell erhältlich unter den Handelsnamen SPUR+® 101 OLM, 1015LM und 1050MM von der Firma Momentive, USA, sowie unter den Handelsnamen Geniosil® STP- E10, STP-E15, STP-E30 und STP-E35 von der Firma Wacker Chemie AG, Deutschland.
Als silanfunktionelles Polymer geeignet ist in einer weiteren Ausführungsform ein silanfunktionelles Polymer P3, welches erhältlich ist durch eine Hydrosilylie- rungsreaktion von Polymeren mit endständigen Doppelbindungen, insbesondere von Poly(meth)acrylatpolymeren und allylterminierten Polyetherpolymeren, beschrieben beispielsweise in US 3,971 ,751 und US 6,207,766, deren gesamte Offenbarung hiermit eingeschlossen ist.
Beispielsweise sind geeignete silanfunktionelle Polymere P3 kommerziell erhältlich unter den Handelsnamen MS Polymer™ S203H, S303H, S227, S810, MA903 und S943, Silyl™ SAX220, SAX350, SAX400 und SAX725, Silyl™ SAT350 und SAT400, sowie XMAP™ SA100S und SA310S von der Firma Kaneka Corp., Japan, sowie unter den Handelsnamen Excestar® S2410, S2420, S3430, S3630, W2450 und MSX931 von der Firma Asahi Glass Co, Ltd., Japan.
Als silanfunktionelles Polymer bevorzugt sind silanfunktionelle Polymere P1. Damit werden eine besonders schnelle Aushärtung und besonders gute mechanische Festigkeiten erreicht.
Das silanfunktionelle Polymer ist in der gesamten Zusammensetzung bevorzugt in einer Menge von 10 bis 85 Gew.-%, besonders bevorzugt 20 bis 80 Gew.-%, insbesondere 30 bis 75 Gew.-%, vorhanden.
Die Komponente A der erfindungsgemässen Zusammensetzung umfasst weiterhin mindestens ein Epoxidharz. Als Epoxidharz sind übliche technische Epoxidharze geeignet. Diese werden auf bekannte Art und Weise erhalten, zum Beispiel aus der Oxidation der entsprechenden Olefine oder aus der Reaktion von Epichlorhydrin mit den entsprechenden Polyolen, Polyphenolen oder Aminen.
Als Epoxidharz besonders geeignet sind sogenannte Polyepoxid-Flussigharze, im folgenden als„Flüssigharz" bezeichnet. Diese weisen eine Glasübergangstemperatur unterhalb von 25°C auf.
Ebenfalls möglich als Epoxidharz sind sogenannte Festharze, welche eine Glasübergangstemperatur oberhalb von 25°C aufweisen und sich zu bei 25°C schüttfähigen Pulvern zerkleinern lassen.
Geeignete Epoxidharze sind insbesondere aromatische Epoxidharze, insbesondere die Glycidylisierungsprodukte von:
- Bisphenol-A, Bisphenol-F oder Bisphenol-A/F, wobei A für Aceton und F für Formaldehyd steht, welche als Edukte zur Herstellung dieser Bisphenole dienten. Im Fall von Bisphenol-F können auch Stellungsisomere vorhanden sein, insbesondere abgeleitet von 2,4'- und 2,2'-Hydroxyphenylmethan.
- Dihydroxybenzol-Derivaten wie Resorcin, Hydrochinon und Brenzkatechin;
- weiteren Bisphenolen oder Polyphenolen wie Bis-(4-hydroxy-3-methylphe- nyl)methan, 2,2-Bis-(4-hydroxy-3-methylyphenyl)propan (Bisphenol-C), Bis- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)methan, 2,2-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphe- nyl)propan, 2,2-Bis-(3,5-dibromo-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis-(4-hydro- xy-3-tert.butylphenyl)propan, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)butan (Bisphenol-B), 3,3-Bis-(4-hydroxyphenyl)pentan, 3,4-Bis-(4-hydroxyphenyl)hexan, 4,4-Bis- (4-hydroxyphenyl)heptan, 2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 2,4-Bis- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 1 ,1 -Bis-(4-hydroxyphenyl)- cyclohexan (Bisphenol-Z), 1 ,1 -Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclo- hexan (Bisphenol-TMC), 1 ,1 -Bis-(4-hydroxyphenyl)-1 -phenylethan, 1 ,4-Bis- [2-(4-hydroxyphenyl)-2-propyl]benzol (Bisphenol-P), 1 ,3-Bis-[2-(4-hydroxy- phenyl)-2-propyl]benzol (Bisphenol-M), 4,4'-Dihydroxydiphenyl (DOD), 4,4'- Dihydroxybenzophenon, Bis-(2-hydroxynaphth-1 -yl)methan, Bis-(4-hydroxy- naphth-1 -yl)methan, 1 ,5-Dihydroxynaphthalin, Tris(4-hydroxyphenyl)methan, 1 ,1 ,2,2-Tetrakis(4-hydroxyphenyl)ethan, Bis-(4-hydroxyphenyl)ether und Bis-(4-hydroxyphenyl)sulfon;
- Kondensationsprodukten von Phenolen mit Formaldehyd, die unter sauren Bedingungen erhalten werden, wie Phenol-Novolaken oder Kresol-Novo- laken, auch Bisphenol-F-Novolake genannt;
- aromatischen Aminen, wie Anilin, Toluidin, 4-Aminophenol, 4,4'-Methylendi- phenyldiamin, 4,4'-Methylendiphenyldi-(N-methyl)amin, 4,4'-[1 ,4-Phenylen- bis(1 -methylethyliden)]bisanilin (Bisanilin-P), 4,4'-[1 ,3-Phenylen-bis(1 -me- thylethyliden)]bisanilin (Bisanilin-M).
Weitere geeignete Epoxidharze sind aliphatische oder cydoaliphatische Poly- epoxide, insbesondere
- Glycidylether eines gesättigten oder ungesättigten, verzweigten oder unverzweigten, zyklischen oder offenkettigen C2- bis C30-D10IS, insbesondere Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Hexandiol, Octandiol, Polypro- pylenglykol, Dimethylolcyclohexan, Neopentylglykol oder Dibromo-neopen- tylglykol;
- Glycidylether eines tri- oder tetrafunktionellen, gesättigten oder ungesättigten, verzweigten oder unverzweigten, zyklischen oder offenkettigen Polyols, insbesondere Rizinusöl, Trimethylolpropan, Trimethylolethan, Pentaerythrol, Sorbit oder Glycerin, sowie alkoxyliertes Glycerin oder alkoxyliertes Trimethylolpropan;
- hydrierte Bisphenol-A-, -F- oder -A/F-Flüssigharze, beziehungsweise die Glycidylisierungsprodukte von hydriertem Bisphenol-A, -F oder -A F;
- N-Glycidylderivate von Amiden oder heterocyclischen Stickstoffbasen, wie Triglycidylcyanurat und Triglycidylisocyanurat, sowie Umsetzungsprodukte von Epichlorhydrin und Hydantoin.
- Epoxidharze aus der Oxidation von Olefinen, wie insbesondere Vinylcylo- hexen, Dicyclopentadien, Cyclohexadien, Cyclododecadien, Cyclododeca- trien, Isopren, 1 ,5-Hexadien, Butadien, Polybutadien oder Divinylbenzol.
Als Epoxidharz besonders bevorzugt sind Bisphenol A-, Bisphenol F- oder Bisphenol A/F-Diglycidyl-Flüssigharze, wie sie kommerziell beispielsweise von Dow, Huntsman und Momentive erhältlich sind. Diese Flüssigharze weisen eine für Epoxidharze niedrige Viskosität und im ausgehärteten Zustand hohe Festigkeiten auf. Sie können gegebenenfalls in Kombination mit weiteren Epoxidharzen vorhanden sein.
Das Epoxidharz kann anteilig auch monofunktionelle Epoxide, sogenannte Re- aktivverdünner,enthalten, wie insbesondere Phenylglycidylether, Kresylglyci- dylether, Benzylglycidylether, p-n-Butyl-phenylglycidylether, p-tert.Butyl-phe- nylglycidylether, Nonylphenylglycidylether, Allylglycidylether, Butylglycidylether, Hexylglycidylether, 2-Ethylhexylglycidylether, sowie Glycidylether von natürlichen Alkoholen, wie zum Beispiel C8- bis C-io-Alkylglycidylether oder Ci2- bis Ci4-Alkylglycidylether.
Das Verhältnis zwischen dem silanfunktionellen Polymer und dem Epoxidharz lässt sich in einem breiten Bereich variieren. Ein hoher Anteil an silanfunktio- nellem Polymer ergibt Zusammensetzungen mit einer besonders hohen Dehnbarkeit, während ein hoher Anteil an Epoxidharz Zusammensetzungen mit besonders hohen Festigkeiten ergibt.
Bevorzugt liegt das Gewichtsverhältnis zwischen dem silanfunktionellen Polymer und dem Epoxidharz im Bereich von 10:1 bis 1 :3.
Insbesondere liegt das Gewichtsverhältnis zwischen dem silanfunktionellen Polymer und dem Epoxidharz im Bereich von 8:1 bis 1 :2, besonders bevorzugt 5:1 bis 1 :1 . Eine solche Zusammensetzung ermöglicht sehr hohe Dehnbarkeiten bei hoher Festigkeit und weist ausgeprägt elastische Eigenschaften mit hervorragendem Rückstellvermögen auf.
Die Komponente B der erfindungsgemässen Zusammensetzung umfasst mindestens ein Amin-Epoxid-Addukt, welches mindestens 3 Aminwasserstoffe aufweist. Das Amin-Epoxid-Addukt ist insbesondere erhältlich aus der Umsetzung von mindestens einem Polyamin und mindestens einem Epoxid, insbesondere einem Mono- oder Diepoxid. Dabei wird als„Amin-Epoxid-Addukt" das Produkt aus dieser Umsetzung ohne weitere Aufarbeitung bezeichnet, wobei dieses Produkt typischerweise Anteile von nicht umgesetztem Polyamin enthält.
Das Amin-Epoxid-Addukt wird bevorzugt hergestellt, indem das Polyamin mit dem Epoxid vermischt und bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 150 °C, bevorzugt 50 bis 100 °C, zur Reaktion gebracht werden.
Dabei werden das Polyamin und das Epoxid in einer solchen Menge einge- setzt, dass die Aminogruppen gegenüber den Epoxidgruppen im Überschuss vorliegen.
Für den Fall, dass als Epoxid ein Monoepoxid verwendet wird, ist das Amin- Epoxid-Addukt insbesondere erhältlich durch Umsetzung des Polyamins und des Monoepoxids in einem Molverhältnis im Bereich von 1/0.8 bis 1/1 .5, ins- besondere 1/0.9 bis 1/1 .2.
Für den Fall, dass als Epoxid ein Diepoxid verwendet wird, ist das Amin- Epoxid-Addukt insbesondere erhältlich durch Umsetzung des Polyamins und des Diepoxids in einem Molverhältnis im Bereich von 2/0.8 bis 2/1 .2, insbesondere 2/0.9 bis 2/1 .1 .
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Amin-Epoxid-Addukt ein Umsetzungsprodukt aus mindestens einem Polyamin und mindestens einem Monoepoxid. Als Polyamin geeignet sind dafür insbesondere Polyamine mit zwei primären Aminogruppen, insbesondere die folgenden:
- aliphatische, cycloaliphatische oder arylaliphatische primäre Diamine, insbesondere 2,2-Dimethyl-1 ,3-propandiamin, 1 ,3-Pentandiamin (DAMP), 1 ,5- Pentandiamin, 1 ,5-Diamino-2-methylpentan (MPMD), 2-Butyl-2-ethyl-1 ,5- pentandiamin (C1 1 -Neodiamin), 1 ,6-Hexandiamin, 2,5-Dimethyl-1 ,6-hexan- diamin, 2,2,4- und 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin (TMD), 1 ,7-Heptandi- amin, 1 ,8-Octandiamin, 1 ,9-Nonandiamin, 1 ,10-Decandiamin, 1 ,1 1 -Undecan- diamin, 1 ,12-Dodecandiamin, 1 ,2-, 1 ,3- und 1 ,4-Diaminocyclohexan, Bis(4- aminocyclohexyl)methan, Bis(4-amino-3-nnethylcyclohexyl)nnethan, Bis(4- amino-3-ethylcyclohexyl)nnethan, Bis(4-amino-3,5-dimethylcyclohexyl)me- than, Bis(4-amino-3-ethyl-5-methylcyclohexyl)methan, 1 -Amino-3-aminome- thyl-3,5,5-trinnethylcyclohexan (= Isophorondiamin oder IPD), 2- und 4-Me- thyl-1 ,3-diaminocyclohexan und Mischungen davon, 1 ,3- und 1 ,4-Bis(amino- methyl)cyclohexan, 2,5(2,6)-Bis(aminomethyl)bicyclo[2.2.1 ]heptan (NBDA), 3(4), 8(9)-Bis(aminomethyl)tricyclo[5.2.1 .02'6]decan, 1 ,4-Diamino-2,2,6-tri- methylcyclohexan (TMCDA), 1 ,8-Menthandiamin, 3,9-Bis(3-aminopropyl)- 2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecan sowie 1 ,3- und 1 ,4-Bis(aminonnethyl)- benzol;
sekundäre Aminogruppen aufweisende Polyamine mit zwei primären aliphatischen Aminogruppen, insbesondere 3-(2-Aminoethyl)aminopropylamin, Bis(hexamethylen)triamin (BHMT), Diethylentriamin (DETA), Triethylentetr- amin (TETA), Tetraethylenpentamin (TEPA), Pentaethylenhexamin (PEHA) und höhere Homologe linearer Polyethylenamine wie Polyethylenpolyamin mit 5 bis 7 Ethylenamin-Einheiten (sogenanntes„higher ethylene polyamine", HEPA), Produkte aus der mehrfachen Cyanoethylierung oder Cyanobutylie- rung und anschliessender Hydrierung von primären Di- und Polyaminen mit mindestens zwei primären Aminogruppen, wie Dipropylentriamin (DPTA), N- (2-Aminoethyl)-1 ,3-propandiamin (N3-Amin), N,N'-Bis(3-aminopropyl)ethy- lendiamin (N4-Amin), N,N'-Bis(3-aminopropyl)-1 ,4-diaminobutan, N5-(3- Aminopropyl)-2-methyl-1 ,5-pentandiamin, N3-(3-Aminopentyl)-1 ,3-pentan- diamin, N5-(3-Amino-1 -ethylpropyl)-2-methyl-1 ,5-pentandiamin und Ν,Ν'- Bis(3-amino-1 -ethylpropyl)-2-methyl-1 ,5-pentandiamin;
tertiäre Aminogruppen aufweisende Polyamine mit zwei primären aliphatischen Aminogruppen, insbesondere N,N'-Bis(aminopropyl)-piperazin, N,N- Bis(3-aminopropyl)methylamin, N,N-Bis(3-aminopropyl)ethylamin, N,N-Bis(3- aminopropyl)propylamin, N,N-Bis(3-aminopropyl)cyclohexylamin, N,N-Bis(3- aminopropyl)-2-ethyl-hexylamin, sowie die Produkte aus der doppelten Cyanoethylierung und nachfolgender Reduktion von Fettaminen, welche abgeleitet sind von natürlichen Fettsäuren, wie N,N-Bis(3-aminopropyl)dodecyl- amin und N,N-Bis(3-aminopropyl)talgalkylamin, erhältlich als Triameen® Y12D und Triameen® YT (von Akzo Nobel); - Ethergruppen-haltige aliphatische primäre Diamine, insbesondere Bis(2- aminoethyl)ether, 3,6-Dioxaoctan-1 ,8-diamin, 4,7-Dioxadecan-1 ,10-diamin, 4,7-Dioxadecan-2,9-diamin, 4,9-Dioxadodecan-1 ,12-diamin, 5,8-Dioxadode- can-3,10-diamin, 4,7,10-Trioxatridecan-1 ,13-diamin und höhere Oligomere dieser Diamine, Bis(3-aminopropyl)polytetrahydrofurane und andere Poly- tetrahydrofurandiamine, cycloaliphatische ethergruppenhaltige Diamine aus der Propoxylierung und nachfolgenden Aminierung von 1 ,4-Dimethylolcyclo- hexan, erhältlich insbesondere als Jeffamine® RFD-270 (von Huntsman), sowie Polyoxyalkylendiamine, welche typischerweise Produkte aus der Aminie- rung von Polyoxyalkylendiolen darstellen und beispielsweise erhältlich sind unter dem Namen Jeffamine® (von Huntsman), unter dem Namen Polyether- amine (von BASF) oder unter dem Namen PC Amine® (von Nitroil). Insbesondere geeignete Polyoxypropylendiamine sind Jeffamine® D-230, Jeffamine® D-400, Jeffamine® D-2000, Jeffamine® EDR-104, Jeffamine® EDR- 148 und Jeffamine® EDR-176, sowie entsprechende Amine von BASF oder Nitroil, und insbesondere geeignete Polyoxyethylendiamine sind Jeffamine® ED-600, Jeffamine® ED-900 und Jeffamine® ED-2003.
Besonders bevorzugt sind 1 ,5-Diamino-2-methylpentan, 2,2,4- und 2,4,4-Tri- methylhexamethylendiamin, Diethylentriamin und Polyoxypropylendiamine mit einem mittleren Molekulargewicht im Bereich von 200 bis 300 g/mol.
Als Monoepoxid bevorzugt ist ein aromatisches Monoepoxid, insbesondere der Glycidylether eines Phenols, insbesondere der Glycidylether von Phenol, Kre- sol, tert.Butylphenol oder Cardanol.
Als Monoepoxid besonders bevorzugt ist Kresylglycidylether. Als Kresylgly- cidylether geeignet sind alle isomeren Kresylglycidylether und Gemische davon, insbesondere kommerziell erhältliche Typen wie insbesondere Araldite® DY-K (von Huntsman), Polypox™ R6 (von Dow), Heloxy™ KR (von Momen- tive) oder Erisys® GE-10 (von Emerald Performance Materials). Ein solches Amin-Epoxid-Addukt ist vergleichsweise niedrigviskos und weist eine gute Verträglichkeit mit der Komponente A auf. Ein besonders bevorzugtes Amin-Epoxid-Addukt ist das Umsetzungsprodukt von 1 ,5-Diamino-2-nnethylpentan oder einer Mischung aus 2,2,4- und 2,4,4-Tri- methylhexamethylendiamin mit Kresylglycidylether im Molverhältnis 1/0.8 bis 1/1 .5, insbesondere 1/0.9 bis 1/1 .2.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Amin- Epoxid-Addukt ein Umsetzungsprodukt aus mindestens einem Polyamin und mindestens einem Diepoxid.
Als Diepoxid bevorzugt ist ein aromatisches Diepoxid, insbesondere ein Bis- phenol A-, Bisphenol F- oder Bisphenol A/F-Diglycidyl-Flüssigharz.
Als Polyamin dafür geeignet sind insbesondere die bereits genannten Polyamine mit zwei primären Aminogruppen, sowie weiterhin Polyamine mit einer primären und einer sekundären Aminogruppe, insbesondere N-Butyl-1 ,2-ethandi- amin, N-Hexyl-1 ,2-ethandiamin, N-(2-Ethylhexyl)-1 ,2-ethandiamin, N-Cyclohe- xyl-1 ,2-ethandiamin, 4-Aminomethyl-piperidin, N-(2-Aminoethyl)piperazin, N- Methyl-1 ,3-propandiamin, N-Butyl-1 ,3-propandiamin, N-(2-Ethylhexyl)-1 ,3-pro- pandiamin, N-Cyclohexyl-1 ,3-propandiamin, 3-Methylamino-1 -pentylamin, 3- Ethylamino-1 -pentylamin, 3-Cyclohexylamino-1 -pentylamin, Fettdiamine wie insbesondere N-Cocoalkyl-1 ,3-propandiamin, erhältlich beispielsweise als Duomeen® CD (von Akzo Nobel) und weiterhin Produkte aus der partiellen reduktiven Alkylierung von primären Diaminen mit Aldehyden oder Ketonen.
Bevorzugte Polyamine zur Umsetzung mit mindestens einem Monoepoxid oder mit mindestens einem Diepoxid sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 1 ,5-Diamino-2-methylpentan, 2,2,4- und 2,4,4-Trimethylhexamethylendi- amin, Isophorondiamin, 1 ,3- und 1 ,4-Bis(aminomethyl)cyclohexan, 1 ,3-Bis(ami- nomethyl)benzol, Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin, Pentaethylenhexamin, N-(2-Aminoethyl)-1 ,3-propandiamin (N3-Amin), Ν,Ν'- Bis(3-aminopropyl)ethylendiamin (N4-Amin), Polyoxypropylen- und Polyoxy- ethylendiamine mit einem mittleren Molekulargewicht im Bereich von 200 bis 3000 g/mol, insbesondere die Typen Jeffamine® D-230, Jeffamine® D-400, Jeffamine® D-2000, Jeffamine® EDR-104, Jeffamine® EDR-148, Jeffamine® EDR-176, Jeffamine^ ED-600, Jeffamine^ ED-900 und Jeffamine^ ED-2003, sowie entsprechende Amine von BASF oder Nitroil.
Mit diesen Polyaminen wird eine besonders hohe Festigkeit und Beständigkeit erhalten.
Davon besonders bevorzugt sind 1 ,5-Diamino-2-methylpentan, 2,2,4- und 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin, Isophorondiamin, 1 ,3- und 1 ,4-Bis(ami- nomethyl)cyclohexan, 1 ,4-Bis(aminomethyl)benzol und Polyoxypropylendi- amine mit einem Molekulargewicht im Bereich von 200 bis 300 g/mol, insbe- sondere Jeffamine® D-230 oder entsprechende Amine von BASF oder Nitroil. Mit diesen Polyaminen wird zusätzlich eine besonders trockene und ebenmäs- sige Oberfläche erhalten.
Ganz besonders bevorzugt ist das Umsetzungsprodukt aus einem Polyoxypro- pylendiamin mit einem Molekulargewicht im Bereich von 200 bis 300 g/mol und einem Bisphenol A-Diglycidyl-Flüssigharz in einem Molverhältnis im Bereich von 2/0.9 bis 2/1 .1 .
Bevorzugt enthält die Komponente B mindestens soviel Wasser, wie für die Vernetzung des silanfunktionellen Polymers der Komponente A benötigt wird, insbesondere ein Mehrfaches davon.
Besonders bevorzugt enthält die Komponente B 5 bis 30, insbesondere 5 bis 25, Gewichts-% Wasser. In einem Aspekt der Erfindung enthält die Komponen- te B insbesondere mindestens 10 Gewichts-% Wasser.
Über eine solche Komponente B gelangt typischerweise ein mehrfaches an Wasser in die vermischte Zusammensetzung, als das silanfunktionelle Polymer zur Aushärtung benötigt. Dadurch härtet die Zusammensetzung nach dem Vermischen der beiden Komponenten unabhängig von der herrschenden Luft- feuchtigkeit rasch aus. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Komponente B zusätzlich mindestens ein Polyamin PA mit mindestens zwei primären Ami- nogruppen, welches nicht identisch ist mit den zur Herstellung des Amin-Epo- xid-Adduktes verwendeten Polyaminen. Eine solche Komponente B stellt ins- besondere einen wässrigen Härter für Epoxidharze dar und enthält bevorzugt mindestens 10 Gewichts-%, insbesondere mindestens 15 Gewichts-%, Wasser.
Ein wässriger Härter für Epoxidharze wird auch als„wasserbasierter Härter" oder„wasserverdünnbarer Härter" für Epoxidharze bezeichnet.
Das Wasser liegt in einer solchen Komponente B bevorzugt in Form einer Wasser-in-ÖI oder einer Öl-in-Wasser Emulsion vor.
Eine Komponente B in Form eines wässrigen Härters für Epoxidharze ist überraschenderweise sehr gut mit der Komponente A vermischbar, ohne dass dabei Verträglichkeitsprobleme auftreten. Die beiden Komponenten können mit einfachen Mischern sehr gut vermischt werden, wobei eine optisch homogene, gut applizierbare Masse entsteht, welche rasch Festigkeit aufbaut und weitgehend unabhängig von den klimatischen Bedingungen, insbesondere unabhängig von der herrschenden Umgebungsfeuchte, aushärtet. Die vermischte bzw. ausgehärtete Zusammensetzung verfügt dabei überraschenderweise nur über einen geringen, nicht funktionskritischen Schwund.
Das Polyamin PA mit mindestens zwei primären Aminogruppen ist insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 1 ,5-Diamino-2-methylpentan, 2-Butyl-2-ethyl-1 ,5-pentandiamin, 1 ,6-Hexandiamin, 2,5-Dimethyl-1 ,6-hexandi- amin, 2,2,4- und 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin, 1 ,7-Heptandiamin, 1 ,8- Octandiamin, 1 ,9-Nonandiamin, 1 ,10-Decandiamin, 1 ,1 1 -Undecandiamin, 1 ,12- Dodecandiamin, 1 ,2-, 1 ,3- und 1 ,4-Diaminocyclohexan, Bis(4-aminocyclohe- xyl)methan, Bis(4-amino-3-methylcyclohexyl)methan, Isophorondiamin, 2- und 4-Methyl-1 ,3-diaminocyclohexan und Mischungen davon, 1 ,3- und 1 ,4-Bis(ami- nomethyl)cyclohexan, 1 ,3-Bis(aminomethyl)benzol, 3-(2-Aminoethyl)aminopro- pylamin, Bis(hexamethylen)triamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetra- ethylenpentamin, Pentaethlenhexamin, Dipropylentriamin, N-(2-Aminoethyl)- 1 ,3-propandiamin, N,N'-Bis(3-aminopropyl)ethylendiamin, N,N'-Bis(3-amino- propyl)-1 ,4-diaminobutan, N5-(3-Aminopropyl)-2-nnethyl-1 ,5-pentandiamin, N3- (3-Aminopentyl)-1 ,3-pentandiamin, N5-(3-Amino-1 -ethylpropyl)-2-methyl-1 ,5- pentandiamin, N,N'-Bis(3-annino-1 -ethylpropyl)-2-methyl-1 ,5-pentandiamin und Polyoxypropylend iam inen mit einem mittleren Molekulargewicht im Bereich von 200 bis 300 g/mol.
Eine solche Komponente B ermöglicht eine besonders schnelle Aushärtung und besonders hohe Festigkeiten.
Von diesen Polyaminen bevorzugt sind 1 ,5-Diamino-2-methylpentan, 1 ,6-He- xandiamin, 2,2,4- und 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin, 1 ,7-Heptandiamin, 1 ,8-Octandiamin, Isophorondiamin, 1 ,3- und 1 ,4-Bis(aminomethyl)cyclohexan, 1 ,3-Bis(aminomethyl)benzol, 3-(2-Aminoethyl)aminopropylamin, Bis(hexame- thylen)triamin, Diethylentriamin und N-(2-Aminoethyl)-1 ,3-propandiamin.
Besonders bevorzugt sind 1 ,5-Diamino-2-methylpentan, 2,2,4- und 2,4,4-Tri- methylhexamethylendiamin, Isophorondiamin, 1 ,3- und 1 ,4-Bis(aminomethyl)- cyclohexan und 1 ,3-Bis(aminomethyl)benzol.
Mit diesen Polyaminen wird nach der Aushärtung eine besonders homogene, nichtklebrige Oberfläche erhalten. Besonders bevorzugt umfasst die Komponente B neben dem genannten Poly- amin PA zusätzlich mindestens einen Aminwasserstoff-haltigen Emulgator. Ein solcher Emulgator verbessert die Wasserverträglichkeit von hydrophoben Anteilen der Zusammensetzung und wird bei der Aushärtung ins ausgehärtete Epoxidharz eingebaut.
Ein geeigneter Aminwasserstoff-haltiger Emulgator ist insbesondere ein Umsetzungsprodukt aus mindestens einem Diepoxid, mindestens einem Fettamin und mindestens einem hydrophilen Polyamin, insbesondere im Molverhältnis von ungefähr 1 : 1 : 1 . Als hydrophiles Polyamin geeignet sind insbesondere Polyoxyalkylendiamine, insbesondere Polyoxyethylendiamine, sowie Polyal- kylenamine, insbesondere N4-Amin, TETA, TEPA und PEHA.
Ein geeigneter Aminwasserstoff-haltiger Emulgator ist weiterhin insbesondere ein Umsetzungsprodukt aus mindestens einem Polyethylenglykol, mindestens einem Diepoxid und mindestens einem primären Diamin, insbesondere im Molverhältnis von ungefähr 1 : mindestens 2 : mindestens 2.
Ein geeigneter Aminwasserstoff-haltiger Emulgator ist weiterhin insbesondere ein Umsetzungsprodukt aus mindestens einem Diepoxid und mindestens einem Polyalkylenamin, insbesondere im Molverhältnis von ungefähr 1 : mindestens 2.
Ein geeigneter Aminwasserstoff-haltiger Emulgator ist weiterhin insbesondere ein Umsetzungsprodukt aus mindestens einem Polyethylenglykolmonoglycidyl- ether, mindestens einem Polyamin mit zwei primären Aminogruppen und min- destens einem hydrophoben Monoglycidylether wie insbesondere Butyl- oder Kresylglycidylether, insbesondere im Molverhältnis von ungefähr 1 : mindestens 1 : 1 .
Als„ungefähr" in Zusammenhang mit den in diesem Dokument erwähnten Molverhältnissen wird eine Abweichung von bis zu ±10 % bezeichnet.
Besonders bevorzugt ist eine Komponente B, welche als Aminwasserstoff- haltigen Emulgator
- ein Umsetzungsprodukt aus mindestens einem Diepoxid, mindestens einem Fettamin und mindestens einem Polyoxyalkylendiamin im Molverhältnis von ungefähr 1 :1 :1 ,
und/oder
- ein Umsetzungsprodukt aus mindestens einem Diepoxid, mindestens einem Fettamin und mindestens einem Polyalkylenamin im Molverhältnis von ungefähr 1 :1 :1
umfasst.
Diese Umsetzungsprodukte haben eine besonders gute emulgierende Wirkung, wodurch die Komponente B besonders gut mit der Komponente A verträglich ist. Als„gut verträglich" wird dabei die Eigenschaft bezeichnet, dass aus den beiden Komponenten mit einfachen Mischern bereits nach kurzer Mischzeit eine optisch homogene, schlierenfreie Masse erhalten wird, welche auch nach der Aushärtung keine Anzeichen von Entmischung aufweist. Als Diepoxid geeignet sind insbesondere Bisphenol A-, Bisphenol F- oder Bisphenol A/F-Diglycidyl-Flüssigharze.
Als Fettamin geeignet sind insbesondere Dodecylamin, Tetradecylamin, Hexa- decylamin, Octadecylamin, Eicosylamin, Docosylamin, sowie von natürlichen Fettsäuregemischen abgeleitete Fettamine, wie insbesondere Cocoalkylannin, Ci6-C22-Alkylannin, Soyaalkylamin, Oleylamin und Talgalkylamin, erhältlich beispielsweise unter den Handelsnamen Armeen® (von Akzo Nobel) oder Rof- amin® (von Ecogreen Oleochemicals), insbesondere Armeen® 12D, Armeen® 18D, Armeen® CD, Armeen® HT, Armeen® M, Armeen® OD, Armeen® OVD und Armeen®TD, sowie Rofamin® KD, Rofamin® LD, Rofamin® STD, Rofamin® TD, Rofamin® RD, Rofamin® TD40, Rofamin® OD80, Rofamin® OD85 und Rofamin® OD90, sowie N-Dodecyl-1 ,3-propandiamin, N-Cocoalkyl-1 ,3-propandi- amin, N-Oleyl-1 ,3-propandiamin, N-Soyaalkyl-1 ,3-propandiamin, N-Talgalkyl- 1 ,3-propandiamin oder N-(C i6-22_Alkyl)-1 ,3-propandiamin, insbesondere erhältlich als Duomeen® CD, Duomeen® M, Duomeen® O, Duomeen® OV oder Duo- meen® T (Akzo Nobel), sowie weiterhin von Fettaminen abgeleitete Triamine und Tetramine, wie insbesondere Cocoalkyldipropylentriamin, Oleyldipropy- lentriamin, Talgalkyldipropylentriamin, Oleyltripropylentetramin und Talgalkyl- tripropylentetramin, erhältlich beispielsweise als Triameen® C, Triameen® OV, Triameen® T, Tetrameen® OV und Tetrameen® T (Akzo Nobel).
Davon bevorzugt sind die Mono und die Diamine, insbesondere Cocoalkylamin und N-Cocoalkyl-1 ,3-propandiamin. Als Polyoxyalkylendiamin geeignet sind insbesondere solche auf Basis von propoxyliertem Polyethylenglykol mit einem mittleren Molekulargewicht im Bereich von 500 bis 3000 g/mol, insbesondere die Typen Jeffamine® ED-600, Jeffamine® ED-900 und Jeffamine® ED-2003 (von Huntsman). Als Polyalkylenamin geeignet sind insbesondere Triethylentetramin, Tetraethy- lenpentamin, Pentaethylenhexamin und N,N'-Bis(3-aminopropyl)ethylendiamin. Am meisten bevorzugt ist eine Komponente B umfassend
- mindestens 10 Gewichts-% Wasser,
- mindestens ein Umsetzungsprodukt aus mindestens einem Diepoxid, mindestens einem Fettamin und mindestens einem Polyoxyalkylendiamin im Molverhältnis von ungefähr 1 :1 :1 ,
- mindestens ein Umsetzungsprodukt aus mindestens einem Diepoxid, mindestens einem Fettamin und mindestens einem Polyalkylenamin im Molverhältnis von ungefähr 1 :1 :1 ,
- mindestens ein Umsetzungsprodukt aus mindestens einem Diepoxid und mindestens einem Polyoxypropylendiamin mit einem mittleren Molekulargewicht im Bereich von 200 bis 300 g/mol im Molverhältnis von ungefähr 1 :2, und
- mindestens ein Polyamin PA mit mindestens zwei primären Aminogruppen. Eine solche Komponente B stellt einen wässrigen Härter für Epoxidharze dar, welcher hervorragend lagerstabil ist, auch bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt. Sie ist ganz besonders gut mit der Komponente A vermischbar, wobei schnell eine optisch homogene, gut applizierbare Masse entsteht, welche rasch Festigkeit aufbaut und weitgehend unabhängig von den klimatischen Bedingungen, insbesondere unabhängig von der herrschenden Umgebungs- feuchte, aushärtet. Die vermischte bzw. ausgehärtete Zusammensetzung verfügt dabei überraschenderweise nur über einen besonders geringen, nicht funktionskritischen Schwund. Die ausgehärtete Zusammensetzung verfügt über eine nichtklebrige, besonders schöne, ebenmässige Oberfläche und ist frei von Blasen.
Die Komponente A und die Komponente B können weitere Bestandteile enthalten, wie insbesondere Füllstoffe und Verstärker, Pigmente, Weichmacher bzw. Verdünner, Härter und Vernetzer, Beschleuniger und Katalysatoren, Sta- bilisatoren, Haftvermittler, Rheologiehilfsmittel, Trocknungsmittel und dergleichen. Beim Einsatz derartiger weiterer Bestandteile ist darauf zu achten, dass diese untereinander sowie mit der jeweiligen Komponente verträglich sind und keine vorzeitigen Reaktionen, insbesondere mit dem silanfunktionellen Polymer bzw. mit dem Epoxidharz, eingehen.
Die Zusammensetzung umfasst insbesondere mindestens einen Katalysator für die Vernetzung des silanfunktionellen Polymers mittels Feuchtigkeit.
Derartige Katalysatoren sind bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Organozinn(IV)-Verbindungen, Titanaten, Zirkonaten, Aluminaten, Titan-, Zirkonium- oder Aluminium-Chelaten, tertiären Aminen, Amidinen und Guanidi- nen, beispielsweise Dibutylzinndilaurat, Dioctylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetyl- acetonat und Dioctylzinndiacetylacetonat, Tetraisobutoxytitanat und Diisobut- oxytitan-bis-(ethylacetoacetat), Ν,Ν-Dimethylbenzylamin, N,N-Dimethylcyclo- hexylamin und 1 ,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan, 1 ,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en und 1 ,1 ,3,3-Tetramethylguanidin; sowie Mischungen der genannten Katalysatoren. Während Organozinnverbindungen, Titanate, Zirkonate, Aluminate und die Chelate bevorzugt in der Komponente A eingesetzt werden, werden tertiäre Amine, Amidine und Guanidine bevorzugt in der Komponente B eingesetzt.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Komponente B der Zusammensetzung keinen metallhaltigen Katalysator. Dies weist den Vorteil auf, dass während der Lagerung der Komponente B keine Komplexierung zwischen einem metallhaltigen Katalysator und amingruppen-haltigen Bestandteilen der Komponente B auftreten können, was unerwünscht ist.
Weiterhin bevorzugt ist die gesamte Zusammensetzung frei von Zinn(ll)-Ver- bindungen, bzw. frei von bivalenten Zinnverbindungen.
Die Zusammensetzung umfasst weiterhin insbesondere mindestens ein Amino- silan oder Epoxysilan oder Mercaptosilan, wobei ein Epoxysilan bevorzugt als Bestandteil der Komponente A und ein Amino- oder Mercaptosilan bevorzugt als Bestandteil der Komponente B vorhanden ist. Besonders geeignet sind da- bei 3-Aminopropyl-dialkoxyalkylsilane, 3-Aminopropyl-trialkoxysilane, N-(2- Aminoethyl)-3-aminopropyl-dialkoxyalkylsilane, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopro- pyl-trialkoxysilane, 3-Glycidoxypropyltrialkoxysilane und 3-Mercaptopropyl-tri- alkoxysilane. Bevorzugt sind 3-Aminopropyl-thnnethoxysilan, 3-Aminopropyl-dimethoxyme- thylsilan, 3-Aminopropyl-triethoxysilan, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyl-dime- thoxymethylsilan, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyl-trimethoxysilan, N-(2-Ami- noethyl)-3-aminopropyl-triethoxysilan, 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan und 3- Glycidoxypropyltriethoxysilan.
Der Einsatz eines solchen Silans kann eine beschleunigte Aushärtung und nach dem Vermischen der Komponenten eine verbesserte Verträglichkeit der unterschiedlichen Phasen sowie eine kovalente Verknüpfung des silanfunktio- nellen Polymers mit dem Epoxidharz bewirken.
Besonders bevorzugt enthält die Zusammensetzung mindestens ein Epoxysi- lan, welches insbesondere als Bestandteil der Komponente A vorliegt. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass das Epoxysilan vor dem Vermischen der beiden Komponenten nicht mit Wasser in Kontakt kommt, wodurch es in seiner Reaktivität bei der Lagerung nicht verändert wird.
Die Zusammensetzung umfasst weiterhin insbesondere mindestens einen Füllstoff, insbesondere als Bestandteil der Komponente A. Der Füllstoff beeinflusst sowohl die Theologischen Eigenschaften der nicht ausgehärteten Zusammensetzung als auch die mechanischen Eigenschaften und die Oberflächenbe- schaffenheit der ausgehärteten Zusammensetzung. Geeignet sind anorganische und organische Füllstoffe, insbesondere natürliche, gemahlene oder gefällte Calciumcarbonate, welche gegebenenfalls mit Fettsäuren, insbesondere Stearinsäure, beschichtet sind, Baryt (Schwerspat), Talke, Quarzmehle, Quarzsand, Dolomite, Wollastonite, Kaoline, calcinierte Kaoline, Glimmer (Kalium- Aluminium-Silikat), Molekularsiebe, Aluminiumoxide, Aluminiumhydroxide, Magnesiumhydroxid, Kieselsäuren inklusive hochdisperse Kieselsäuren aus Pyrolyseprozessen, industriell hergestellte Russe, Graphit, Metall-Pulver wie Aluminium, Kupfer, Eisen, Silber oder Stahl, PVC-Pulver, Hohlkugeln oder Glaskugeln.
Bevorzugte Füllstoffe sind Calciumcarbonate, calcinierte Kaoline, Russ, hochdisperse Kieselsäuren sowie flammhemmende Füllstoffe, wie Hydroxide oder Hydrate, insbesondere Aluminiumhydroxid. Es ist durchaus möglich und kann sogar von Vorteil sein, eine Mischung verschiedener Füllstoffe einzusetzen.
Eine geeignete Menge Füllstoff in der Zusammensetzung liegt bevorzugt im Bereich von 10 bis 70 Gew.-%, insbesondere 20 bis 60 Gew.-%.
Weiterhin kann die Zusammensetzung zusätzliche Bestandteile enthalten, insbesondere die folgenden:
- Weichmacher, insbesondere Carbonsäureester wie Phthalate, insbesondere Dioctylphthalat, Diisononylphthalat oder Diisodecylphthalat, hydrierte Phtala- te, Adipate, insbesondere Dioctyladipat, Azelate, Sebacate, Polyole, insbesondere Polyoxyalkylenpolyole oder Polyesterpolyole, Glykolether, Glykol- ester, organische Phosphor- und Sulfonsäureester oder Polybutene;
- Lösemittel;
- Fasern, insbesondere Glasfasern, Kohlefasern, Metallfasern, Keramikfasern oder Kunststofffasern wie Polyamidfasern oder Polyethylenfasern;
- Farbstoffe;
- Pigmente, insbesondere Titandioxid oder Eisenoxide;
- Haftvermittler und/oder Vernetzer, insbesondere Silane wie die bereits erwähnten Aminosilane, Epoxysilane und Mercaptosilane, sowie Aminosilane mit sekundären Aminogruppen, (Meth)acrylatosilane, Anhydridosilane, Car- bamatosilane, Alkylsilane und Iminosilane, sowie oligomere Formen dieser Silane, sowie Addukte aus primären Aminosilanen mit Epoxysilanen oder (Meth)acrylatosilanen oder Anhydridosilanen;
- Trocknungsmittel, insbesondere Tetraethoxysilan, Vinyltrimethoxy- oder Vi- nyltriethoxysilan und Organoalkoxysilane, welche in α-Stellung zur Silan- gruppe eine funktionelle Gruppe aufweisen, insbesondere N-(Methyldime- thoxysilylmethyl)-O-methyl-carbamat, (Methacryloxymethyl)silane, Methoxy- methylsilane, Orthoameisensäureester, sowie Calciumoxid oder Molekularsiebe;
- Rheologie-Modifizierer, insbesondere Verdickungsmittel, insbesondere
Schichtsilikate, Derivate von Rizinusöl, hydriertes Rizinusöl, Polyamide, Polyurethane, Harnstoffverbindungen, pyrogene Kieselsäuren, Cellulose- ether und hydrophob modifizierte Polyoxyethylene; - Stabilisatoren gegen Oxidation, Wärme, Licht und UV-Strahlung;
- natürliche Harze, Fette oder Öle wie Kolophonium, Schellack, Leinöl,
Rizinusöl und Sojaöl;
- nicht-reaktive Polymere, wie insbesondere Homo- oder Copolymere von un- gesättigten Monomeren, insbesondere aus der Gruppe umfassend Ethylen,
Propylen, Butylen, Isobutylen, Isopren, Vinylacetat und Alkyl(meth)acrylate, insbesondere Polyethylene (PE), Polypropylene (PP), Polyisobutylene, Ethylenvinylacetat-Copolymere (EVA) und ataktische Poly-a-Olefine
(APAO);
- flammhemmende Substanzen, insbesondere die bereits genannten Füllstoffe Aluminiumhydroxid und Magnesiumhydroxid, sowie insbesondere organische Phosphorsäureester wie insbesondere Triethylphosphat, Trikresyl- phosphat, Triphenylphosphat, Diphenylkresylphosphat, Isodecyldiphenyl- phosphat, Tris(1 ,3-dichlor-2-propyl)phosphat, Tris(2-chlorethyl)phosphat, Tris(2-ethylhexyl)phosphat, Tris(chlorisopropyl)phosphat, Tris(chlorpropyl)- phosphat, isopropyliertes Triphenylphosphat, Mono-, Bis- und Tris(isopropyl- phenyl)phosphate unterschiedlichen Isopropylierungsgrades, Resorcinol- bis(diphenylphosphat), Bisphenol-A-bis(diphenylphosphat) und Ammoniumpolyphosphate;
- oberflächenaktive Substanzen, insbesondere Netzmittel, Verlaufsmittel, Entlüftungsmittel oder Entschäumer;
- Biozide, insbesondere Algizide, Fungizide oder das Pilzwachstum hemmende Substanzen;
sowie weitere üblicherweise in silanvernetzenden und/oder Epoxidharz-basier- ten Zusammensetzungen eingesetzte Substanzen.
Die Komponente A der zweikomponentigen Zusammensetzung wird unter Ausschluss von Feuchtigkeit hergestellt und aufbewahrt. Die Komponente A ist lagerstabil, das heisst, sie kann unter Ausschluss von Feuchtigkeit in einer ge- eigneten Verpackung oder Anordnung über einen Zeitraum von mehreren Monaten bis zu einem Jahr und länger aufbewahrt werden, ohne dass sie sich in ihren Anwendungseigenschaften oder in ihren Eigenschaften nach der Aushär- tung in einem für ihren Gebrauch relevanten Ausmass verändert. Die Komponente B ist in einem geschlossenen Gebinde ebenfalls lagerstabil.
Bei der Applikation der zweikomponentigen Zusammensetzung werden die Komponenten A und B, beispielsweise durch Rühren, Kneten Walzen oder dergleichen, insbesondere jedoch über einen Statikmischer oder mit Hilfe eines dynamischen Mischers, miteinander vermischt.
Dabei kommt das Amin-Epoxid-Addukt und weitere gegebenenfalls in der Komponente B vorhandene Aminwasserstoffe in Kontakt mit dem Epoxidharz der Komponente A, was zu einer Vernetzung des Epoxidharzes in der Zusammensetzung führt. Das in der Komponente B vorhandene Wasser kommt in Kontakt mit dem silanfunktionellen Polymer, was zur Vernetzung des silan- funktionellen Polymers in der Zusammensetzung führt. Bei der Applikation der zweikomponentigen Zusammensetzung werden die beiden Komponenten vorzugsweise in einem solchen Verhältnis eingesetzt, dass das Gewichtsverhältnis zwischen der Komponente A und der Komponente B im Bereich von 1 :1 bis 50:1 , bevorzugt 1 :1 bis 25:1 , besonders bevorzugt 1 :1 bis 10:1 , liegt.
Die Vermischung der Komponenten A und B und die Aushärtung erfolgen bevorzugt bei Umgebungsbedingungen, insbesondere bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 30 °C. Eine Aushärtung bei höheren Temperaturen ist aber durchaus auch möglich und führt zu einer schnelleren Erreichung der maxima- len Härte. In gewissen Fällen kann es vorteilhaft sein, die teilgehärtete Zusammensetzung mit Hilfe von erhöhter Temperatur, beispielsweise im Bereich von 40 bis 100°C, nachzuhängen bzw. vollständig auszuhärten.
Insbesondere verläuft die Aushärtung der Zusammensetzung in der Art, dass einerseits eine ausreichende Topf- bzw. Offenzeit gewährleistet ist, um die Zusammensetzung richtig zu applizieren, und dass andererseits die Aushärtung schnell soweit fortgeschritten ist, dass die Zusammensetzung weiter bearbeitet werden kann bzw. eine mit der Zusammensetzung ausgeführte Verklebung selbsttragend ist und transportiert werden kann.
Weiterhin umfasst die vorliegende Erfindung die Verwendung der zweikompon- entigen Zusammensetzung als Klebstoff, Dichtstoff oder Beschichtung.
Die erfindungsgemasse zweikomponentige Zusammensetzung eignet sich insbesondere zum Verkleben, Abdichten oder Beschichten von Substraten aus
- Glas, Glaskeramik, Beton, Mörtel, Backstein, Ziegel, Gips und Natursteinen wie Granit oder Marmor;
- Metallen und Legierungen, wie Aluminium, Eisen, Stahl und Buntmetalle, inklusive oberflächenveredelte Metalle und Legierungen, wie verzinkte und verchromte Metalle;
- Leder, Textilien, Papier, Holz, mit Harzen, beispielsweise Phenol-, Melamin- oder Epoxidharzen, gebundenen Holzwerkstoffen, Harz-Textil-Verbundwerk- Stoffen und weiteren sogenannten Polymer-Composites;
- Kunststoffen, insbesondere Hart- und Weich-PVC, ABS, Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polyester, PMMA, Epoxidharze, PUR, POM, PO, PE, PP, EPM und EPDM, wobei die Kunststoffe gegebenenfalls mittels Plasma, Corona oder Flammen oberflächenbehandelt sind;
- Faserverstärkten Kunststoffen (Komposits), wie Kohlefaser-verstärkten
Kunststoffen (CFK), Glasfaser-verstärkten Kunststoffen (GFK) und Sheet Moulding Compounds (SMC);
- beschichteten Substraten, wie pulverbeschichteten Metallen oder Legierungen;
- Farben und Lacken, insbesondere Automobildecklacken.
Die Substrate können bei Bedarf vor dem Applizieren der Zusammensetzung vorbehandelt werden, insbesondere durch physikalische und/oder chemische Reinigungsverfahren oder das Aufbringen eines Haftvermittlers, einer Haftvermittlerlösung oder eines Primers.
Bevorzugt ist die Verwendung der zweikomponentigen Zusammensetzung für elastische bis semistrukturelle Klebe- und Abdichtungsanwendungen in der Bau- und Fertigungsindustrie sowie im Fahrzeugbau, beispielsweise für die Fu- genabdichtung, Dachabdichtung, Parkettverklebung, Fassadenelementverkle- bung, Anbauteilverklebung, Nahtabdichtung, Hohlraunnversiegelung, Montage, Karosserieverklebung, Scheibenverklebung, Komposit-Verklebung. Die zweikomponentige Zusannnnensetzung ist insbesondere auch dann vorteilhaft, wenn aus Gründen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes isocyanatfreie Produkte eingesetzt werden sollen.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine ausgehärtete Zusannnnensetzung, erhalten aus der vorhergehend beschriebenen zweikomponentigen Zusannnnensetzung durch Mischen der Komponente A mit der Komponente B.
Weiterhin betrifft die Erfindung einen Artikel, welcher eine zumindest teilweise gehärtete Zusammensetzung gemäss vorhergehender Beschreibung aufweist, wobei es sich bei diesem Artikel insbesondere um ein Bauwerk, ein Industriegut oder ein Transportmittel, oder einen Teil davon, handelt.
Eine beispielhafte Aufzählung derartiger Artikel sind Häuser, Glasfassaden, Fenster, Bäder, Badezimmer, Küchen, Dächer, Brücken, Tunnels, Strassen, Automobile, Lastkraftwagen, Schienenfahrzeuge, Busse, Schiffe, Windkraft- anlagen, Spiegel, Scheiben, Wannen, Weisswaren, Haushaltsapparate, Geschirrspüler, Waschmaschinen, Backöfen, Scheinwerfer, Nebelleuchten und Solarpanels wie Photovoltaik- oder Solarthermie-Module.
Die beschriebene Zusammensetzung zeichnet sich insbesondere durch spezielle mechanische Eigenschaften aus, welche in einem breiten Ausmass variiert werden können, von weichelastisch mit hoher Dehnbarkeit und guter Festigkeit bis zu zähelastisch mit geringerer Dehnbarkeit und sehr hoher Festigkeit. Die Variation der mechanischen Eigenschaften kann dabei insbesondere durch das Verhältnis zwischen silanfunktionellem Polymer und Epoxidharz in der Komponente A sowie durch die Art und Menge der Komponente B beein- flusst werden. Mit einer Komponente B, welche einen wässrigen Härter für Epoxidharze darstellt wie beschrieben, wird eine besonders gute Mischbarkeit der beiden Komponenten erhalten, und die Oberfläche der ausgehärteten Zusammensetzung ist homogen, klebfrei und trocken, ohne matten Belag oder derglei- chen.
Mit dem beschriebenen Amin-Epoxid-Addukt auf Basis eines aromatischen Monoepoxids werden ebenfalls ausgezeichnete Eigenschaften erreicht, insbesondere sehr hohe Festigkeiten; und die Oberfläche der ausgehärteten Zusammensetzung ist ebenfalls homogen und absolut klebfrei und trocken, ohne matten Belag oder dergleichen.
Beispiele
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele aufgeführt, welche die beschriebene Erfindung näher erläutern sollen. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf diese beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
„AHEW" steht für das Aminwasserstoff-Equivalentgewicht.
„EEW" steht für das Epoxid-Equivalentgewicht. Beschreibung der Prüfmethoden
Die Viskosität wurde auf einem thermostatisierten Kegel-Platte-Viskosimeter Rheotec RC30 (Kegeldurchmesser 50 mm, Kegelwinkel 1 °, Kegelspitze-Plat- ten-Abstand 0.05 mm, Scherrate 10-100 s"1) gemessen.
Der Geruch wurde qualitativ durch Riechen mit der Nase an der vermischten Zusammensetzung beurteilt, wobei ein unangenehmer, stechender Aminge- ruch als„stark", ein leichter Geruch als„leicht" und ein kaum oder nicht wahrnehmbarer Geruch als„kein" bewertet wurde.
Zur Messung der Gelierzeit wurde ein kleiner Teil der vermischten raumtemperaturwarmen Zusammensetzung in einer Schichtdicke von ca. 3 mm auf Pappkarton aufgetragen und im Normklima („NK"; 23+1 °C, 50+5% relative Luftfeuchtigkeit) die Zeit bestimmt, die es dauerte, bis beim leichten Antippen der Oberfläche der Zusammensetzung mittels einer Pipette aus LDPE erstmals keine Rückstände auf der Pipette mehr zurückblieben. Die Zugfestigkeit, die Bruchdehnung, und der Elastizitätsmodul (E-Modul) bei 0.5 bis 5 % Dehnung wurden nach DIN EN 53504 (Zuggeschwindigkeit 200 mm/min) bestimmt an Hanteln mit einer Länge von 75 mm, bei einer Steglänge von 30 mm und einer Stegbreite von 4 mm, welche durch Ausstanzen aus Filmen von ca. 3 mm Dicke der bei den jeweils angegebenen Bedingungen ausgehärteten Zusammensetzung hergestellt wurden.
Der Aspekt wurde folgendermassen beurteilt:„sw" für schneeweiss,„w" für weiss,„g" für gelb,„k" für klebrig und„l.k" für leicht klebrig. Silanfunktionelle Polymere:
Polymer-1 :
Unter Feuchtigkeitsausschluss wurden 1000 g Polyol Acclaim® 12200 (von Bayer; low monol Polyoxypropylendiol, OH-Zahl 1 1 .0 mg KOH/g, Wassergehalt ca. 0.02 Gew.-%), 43.6 g Isophorondiisocyanat (Vestanat® IPDI von Degussa), 126.4 g Diisodecylphthalat und 0.12 g Dibutylzinndilaurat unter stetigem Rühren auf 90°C aufgeheizt und auf dieser Temperatur belassen, bis der titrime- trisch bestimmte Gehalt an freien Isocyanatgruppen einen Wert von 0.63 Gew.- % erreicht hatte. Anschliessend wurden 62.3 g N-(3-Trimethoxysilyl-propyl)- amino-bernsteinsäurediethylester eingemischt und die Mischung bei 90°C so- lange gerührt, bis mittels FT-IR-Spektroskopie kein freies Isocyanat mehr nachgewiesen wurde. Das silanfunktionelle Polymer wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und unter Ausschluss von Feuchtigkeit aufbewahrt.
Polymer-2:
SPUR+® 1015LM von Momentive.
Polymer-3:
MS Polymer™ S203H von Kaneka. Amin-Epoxid-Addukte bzw. wässrige Härter
Härter-1 :
In einem Rundkolben wurden unter Stickstoffatmosphäre 76.60 g Jeffamine® ED-2003 (von Huntsman; Polyoxyalkylendiamin auf Basis von propoxyliertem Polyethylenglykol, Molekulargewicht ca. 2000 g/mol) und 7.66 g Armeen CD (von Akzo Nobel; Cocosalkylamin (Ci2-Fettamin) mit Molekulargewicht ca. 200 g/mol) bei einer Temperatur von 90 °C vorgelegt. Unter gutem Rühren wurden langsam 14.36 g Araldite® GY 250 (Huntsman; Bisphenol-A-Diglycidylether, EEW ca. 187 g/Eq) zugegeben, wobei darauf geachtet wurde, dass die Temperatur nicht über 105 °C stieg, und anschliessend während 2 Stunden bei 90 °C gerührt. Dann wurden 3.83 g 2,4-Pentandion zugegeben und während 15 Min. bei 90 °C eingerührt. Darauf wurden 19.99 g N4-Amin (BASF; Ν,Ν'- Bis(3-aminopropyl)ethylendiamin) und anschliessend weitere 1 1 .49 g 2,4-Pen- tandion zu gegeben und während 15 Min. bei 90 °C eingerührt. Darauf wurden weitere 22.98 g Armeen® CD und dann weitere 43.09 g Araldite® GY 250 zugegeben, wobei darauf geachtet wurde, dass die Temperatur nicht über 105 °C stieg, und anschliessend während 2 Stunden bei 90 °C gerührt. Anschliessend wurde die Reaktionsmischung mit 126.5 g Jeffamine® D-230 (Huntsman; Poly- propylenglykoldiamin mit Molekulargewicht ca. 240 g/mol) versetzt und unter gutem Rühren langsam weitere 98.5 g Araldite® GY 250 zugegeben, wobei darauf geachtet wurde, dass die Temperatur nicht über 105 °C stieg, und während 90 Min. bei 90 °C gerührt. Anschliessend wurden 75 g Isophorondiamin (Evonik; 1 -Amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexan) zugegeben und zum Schluss wurde die Reaktionsmischung mit 194.5 g Wasser versetzt, abgekühlt und der Härter in einem verschlossenen Gefäss aufgewahrt. Erhalten wurde eine gelbliche Flüssigkeit mit einer Viskosität bei 20 °C von 42 Pa s, einem theoretischen AHEW von 160 g/eq und einem Wassergehalt von 20 Gewichts-%.
Härter-2:
INCOREZ 148/300 (von Incorez Ltd.), ein Härter auf Basis von Polyamin- Epoxid-Addukten mit einem AHEW von 140 g/eq und einem Wassergehalt von 20 Gewichts-%, enthaltend Tetraethylenpentamin.
Härter-3:
Umsetzungsprodukt aus 1 16.0 Gewichtsteilen 1 ,5-Diamino-2-methylpentan und 182 Gewichtsteilen Araldite® DY-K (Monoglycidylether von Kresol mit EEW ca. 182 g/Eq, von Huntsman). Gelbliche Flüssigkeit mit einer Viskosität bei 20 °C von 5.8 Pa s und einem theoretischen AHEW von 99.4 g/eq.
Herstellung von Komponenten A und Komponenten B
Für jede Komponente A und jede Komponente B wurden die in der Tabelle 1 bzw. 2 angegebenen Inhaltsstoffe in den angegebenen Mengen (in Gewichtsteilen) mittels eines dynamischen Mischers vermischt und unter Ausschluss von Feuchtigkeit aufbewahrt.
Figure imgf000040_0001
Tabelle 1 : Zusammensetzung der Komponenten A-1 bis A-8.
1 Dibutylzinndilaurat 10 Gewichts-% in Diisodecylphtalat
2 Dibutylzinndiacetylacetonat 10 Gewichts-% in Diisodecylphtalat
3 3-Glycidoxypropyl-trimethoxysilan
Figure imgf000040_0002
Tabelle 2: Zusammensetzung der Komponenten B-1 bis B-7.
1 N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan
2 1 ,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en Herstellung von vermischten Zusammensetzungen
Für jede Zusammensetzung wurden die in den Tabellen 3 bis 5 angegebenen Komponenten A und B in den angegebenen Mengen (in Gewichtsteilen) mittels eines dynamischen Mischers zu einer homogenen Flüssigkeit vermischt und diese unverzüglich wie vorgängig beschrieben geprüft:
Die Resultate sind in den Tabellen 3 bis 5 angegeben.
Die ausgehärteten Zusammensetzungen zeigen alle ein ausgezeichnetes Rückstellvermögen.
Figure imgf000041_0001
Tabelle 3: Zusammensetzung und Eigenschaften von Z-1 bis Z-8.
„n.b." steht für„nicht bestimmt" Zusammensetzung Z-9 Z-10 Z-11 Z-12 Z-13 Z-14 Z-15 Z-16
Komponente A-1 100 100 100 100 100 - - -
Komponente A-4 - - - - - 100 100 100
Komponente B-1 - - - - - 10 30 -
Komponente B-4 - - - - - - - 30
Komponente B-5 20 35 - - - - - -
Komponente B-6 - - 16 25 - - - -
Komponente B-7 - - - - 16 - - -
Geruch leicht leicht kein kein kein kein kein kein
Gelierzeit (min.) 240 95 130 80 90 75 50 15
Mechanische Eigenschaften (14 Tage NK):
Zugfestigkeit (MPa) 1 .7 1 .7 6.2 5.6 5.2 1 .4 2.7 2.4
Bruchdehnung (%) 200 75 210 140 240 230 165 165
E-Modul 3.7 12.6 2.5 3.8 2.1 0.5 1 .9 1 .9
Aspekt w w sw sw sw w w w
Mechanische Eigenschaften (14 Tage NK + 2 Tage 80°C):
Zugfestigkeit (MPa) 2.7 2.4 5.8 4.0 5.1 2.4 3.1 2.1
Bruchdehnung (%) 1 10 45 125 45 125 170 140 125
E-Modul 9.1 22.6 5.1 8.0 4.6 1 .7 3.1 2.5
Tabelle 4: Zusammensetzung und Eigenschaften von Z-9 bis Z-16.
Zusammensetzung Z-17 Z-18 Z-19 Z-20 Z-21 Z-22 Z-23
Komponente A-5 - 100 100 - - - -
Komponente A-6 - - - 100 100 - -
Komponente A-7 100 - - - - - -
Komponente A-8 - - - - - 100 100
Komponente B-1 20 20 - 20 - 20 40
Komponente B-4 - - 20 - 20 - -
Geruch kein kein kein kein kein kein kein
Gelierzeit (min.) 45 70 60 240 170 230 200
Mechanische Eigenschaften (14 Tage NK):
Zugfestigkeit (MPa) 2.0 1 .2 1 .3 1 .2 1 .1 1 .6 0.6
Bruchdehnung (%) 230 590 550 660 600 69 1
E-Modul 1 .2 0.4 0.4 0.4 0.3 9.3 n.b.
Aspekt w w, k g w, k w, l.k w w
Mechanische Eigenschaften (14 Tage NK + 2 Tage 80°C):
Zugfestigkeit (MPa) 2.0 1 .5 1 .6 1 .5 1 .3 4.7 4.1
Bruchdehnung (%) 195 510 430 430 440 21 9
E-Modul 1 .1 0.6 0.5 0.6 0.4 40.4 66.5
Tabelle 5: Zusammensetzung und Eigenschaften von Z-17 bis Z-23.

Claims

Patentansprüche:
1 . Zweikomponentige Zusammensetzung bestehend aus einer Komponente A umfassend
- mindestens ein silanfunktionelles Polymer, und
- mindestens ein Epoxidharz;
und einer Komponente B umfassend
- Wasser, und
- mindestens ein Amin-Epoxid-Addukt, welches mindestens drei
Aminwasserstoffe aufweist.
Zweikomponentige Zusammensetzung gemäss Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis zwischen dem silanfunktio- nellen Polymer und dem Epoxidharz im Bereich von 10:1 bis 1 :3 liegt.
Zweikomponentige Zusammensetzung gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Amin-Epoxid-Addukt ein Umsetzungsprodukt aus mindestens einem Polyamin und mindestens einem Mono- epoxid ist.
Zweikomponentige Zusammensetzung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Amin-Epoxid-Addukt ein Umsetzungsprodukt aus mindestens einem Polyamin und mindestens einem Di- epoxid ist.
Zweikomponentige Zusammensetzung gemäss Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamin ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 1 ,5-Diamino-2-methylpentan, 2,2,4- und 2,4,4-Trimethyl- hexamethylendiamin, Isophorondiamin, 1 ,3- und 1 ,4-Bis(aminomethyl)cy- clohexan, 1 ,3-Bis(aminomethyl)benzol, Diethylentriamin, Triethylentetra- min, Tetraethylenpentamin, Pentaethylenhexamin, N-(2-Aminoethyl)-1 ,3- propandiamin, N,N'-Bis(3-aminopropyl)ethylendiamin und Polyoxypropy- len- und Polyoxyethylendiaminen mit einem mittleren Molekulargewicht im Bereich von 200 bis 3000 g/mol.
Zweikomponentige Zusammensetzung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente B 5 bis 30 Ge- wichts-% Wasser enthält.
Zweikomponentige Zusammensetzung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente B zusätzlich mindestens ein Polyamin mit mindestens zwei primären Aminogruppen um- fasst, welches nicht identisch ist mit den zur Herstellung des Amin-Epo- xid-Adduktes verwendeten Polyaminen.
Zweikomponentige Zusammensetzung gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente B zusätzlich mindestens einen Aminwasserstoff-haltigen Emulgator umfasst.
Zweikomponentige Zusammensetzung gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Aminwasserstoff-haltige Emulgator
- ein Umsetzungsprodukt aus mindestens einem Diepoxid, mindestens einem Fettamin und mindestens einem Polyoxyethylendiamin im Molverhältnis von ungefähr 1 :1 :1 ,
und/oder
- ein Umsetzungsprodukt aus mindestens einem Diepoxid, mindestens einem Fettamin und mindestens einem Polyalkylenamin im Molverhältnis von ungefähr 1 :1 :1
darstellt.
Zweikomponentige Zusammensetzung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich mindestens einen Katalysator für die Vernetzung des silanfunktionellen Polymers mittels Feuchtigkeit umfasst. 1 1 Zweikomponentige Zusannnnensetzung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich mindestens ein Aminosilan oder Epoxysilan oder Mercaptosilan umfasst. 12. Zweikomponentige Zusammensetzung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich mindestens einen Füllstoff umfasst.
13. Zweikomponentige Zusammensetzung gemäss einem der vorhergehen- den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis zwischen der Komponente A und der Komponente B im Bereich von 1 :1 bis 50:1 liegt.
14. Verwendung einer zweikomponentigen Zusammensetzung gemäss
einem der Ansprüche 1 bis 13 als Klebstoff, Dichtstoff oder Beschichtung.
15. Ausgehärtete Zusammensetzung erhalten aus einer zweikomponentigen Zusammensetzung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 13 durch Mischen der Komponente A mit der Komponente B.
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