DE4429679A1 - Reaktiver Polyurethan-Schmelzklebstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen feuchtigkeitshärtenden Polyurethan-Schmelzklebstoff mit einem niedrigen Anteil an monomeren Diisocyanaten, sowie seine Herstellung und seine Verwendung.

Feuchtigkeitshärtende bzw. feuchtigkeitsvernetzende Poly­ urethan-Schmelzklebstoffe sind Klebstoffe, die bei Raum­ temperatur fest sind und in Form ihrer Schmelze appli­ ziert werden, und deren polymere Bestandteile Urethan- Gruppen sowie reaktionsfähige Isocyanat-Gruppen enthalten. Durch das Abkühlen dieser Schmelze erfolgt zunächst eine rasche physikalische Abbindung des Schmelzklebstoffes, ge­ folgt von einer chemischen Reaktion der noch vorhandenen Isocyanatgruppen mit Feuchtigkeit zu einem vernetzten unschmelzbaren Klebstoff. Erst nach dieser chemischen Aus­ härtung mit Feuchtigkeit unter Molekülvergrößerung bzw. Vernetzung erhält der Klebstoff seine endgültigen Eigen­ schaften. Polyurethan-Schmelzklebstoffe im engeren Sinne sind lösungsmittelfreie Klebstoffe.

Die Hauptvorteile von Schmelzklebstoffen gegenüber anderen Klebstoff-Systemen sind das sehr schnelle Abbinden und das Fehlen von Wasser und Lösungsmitteln.

Reaktive Polyurethan-Schmelzklebstoffe zeichnen sich durch ein sehr hohes Leistungsprofil aus. Daher konnten in den letzten Jahren zunehmend neue Anwendungen für diese Klebstoffe erschlossen werden. Derartige feuch­ tigkeitshärtende Polyurethan-Schmelzklebstoffe für die Verklebung der verschiedensten Substrate sind bereits aus sehr vielen Patentanmeldungen und sonstigen Veröffentli­ chungen bekannt.

Neben den vielen Vorteilen weisen die Polyurethan-Schmelz­ klebstoffe auch einige systembedingte Nachteile auf. Einer der gravierendsten Nachteile ist der Restmonomer-Gehalt an Polyisocyanaten, insbesondere der flüchtigeren Diisocya­ nate. Üblicherweise werden die Schmelzklebstoffe bei er­ höhter Temperatur zwischen etwa 100°C und 170°C verarbei­ tet, in diesem Temperaturbereich weisen die monomeren Diisocyanate einen merklichen Dampfdruck auf. Diese Iso­ cyanatdämpfe sind wegen der reizenden und sensibilisieren­ den Wirkung toxisch, daher müssen Schutzmaßnahmen zur Ver­ hütung von Gesundheitsschäden für die mit der Verarbeitung beauftragten Personen ergriffen werden. Diese Maßnahmen, wie zum Beispiel die Überwachungspflicht, ob die maximale Arbeitsplatzkonzentration nicht überschritten wird, Absau­ gung der Dämpfe an der Entstehungs- und Austrittsstelle sind sehr kostenintensiv und behindern zudem einige Auf­ tragsverfahren wie zum Beispiel den Sprühauftrag von reak­ tiven Polyurethan-Schmelzklebstoffen.

Die Entwicklung von Polyurethan-Schmelzklebstoffen mit drastisch reduziertem Anteil an monomeren Diisocyanaten ist daher im hohen Maße wünschenswert und ermöglicht deren Einsatz bei vielen Applikationen, bei denen aus den oben erläuterten Gründen bisher der Einsatz von Polyurethan- Schmelzklebstoffen nicht möglich ist.

Zur Lösung dieses Problems wurden bisher bereits mehrere Wege beschritten:
Nach der Schulz-Flory-Statistik ist bei der Verwendung von Diisocyanaten mit Isocyanat-Gruppen gleicher Reaktivität der Gehalt an monomerem Diisocyanat im Reaktionsprodukt vom NCO/OH-Verhältnis bei der Prepolymer-Synthese abhängig:

wobei β der Gehalt an monomerem Diisocyanat und α das NCO/OH-Verhältnis ist (Siehe z. B. R. Bonart, P. Demmer, GPC-Analyse des Gehaltes an monomerem Diisocyanat in Prepolymeren von segmentierten Polyurethanen, Colloid & Polymer Sci. 260, 518-523 (1982)). Bei einem NCO/OH-Ver­ hältnis von 2, wie es häufig in Schmelzklebstoffen anzu­ treffen ist, verbleiben 25% des eingesetzten Diiso­ cyanates als Monomer im Schmelzklebstoff. Werden bei­ spielsweise 10 Gew.-% Diphenylmethan-Diisocyanat (MDI) zur Prepolymersynthese bei einem NCO/OH-Verhältnis von 2 ein­ gesetzt, so findet man in Übereinstimmung mit der obigen statistischen Abschätzung größenordnungsmäßig ca. 2 Gew.-% monomeres MDI in Prepolymeren. Bei einer Applikationstem­ peratur von 150°C hat das MDI bereits einen Dampfdruck von etwa 0,8 mbar. Bei den oben beschriebenen Applikationsbe­ dingungen, insbesondere bei der großflächigen-Applikation des Schmelzklebstoffes in dünner Schicht, gelangen erheb­ liche Mengen dieses Restmonomers in den darüberliegenden Luftraum und müssen durch Absaugung entfernt werden.

Um diesen Monomergehalt um eine Zehnerpotenz zu reduzie­ ren, müßte das NCO/OH-Verhältnis drastisch auf etwa 1,19 reduziert werden. Dies ist aber in der Praxis in aller Re­ gel nicht durchführbar, weil das durchschnittliche Moleku­ largewicht dann exponentiell ansteigen würde und die dar­ aus resultierenden Polyurethan-Schmelzklebstoffe extrem hochviskos würden und nicht mehr zu verarbeiten wären.

In der Praxis geht man daher bei der Prepolymer-Synthese auch andere Wege. So wird zum Beispiel mit einem ausrei­ chend hohen NCO/OH-Verhältnis synthetisiert und das mono­ mere Di- oder Polyisocyanat nach der Prepolymerisierung in einem 2. Schritt entfernt, zum Beispiel

• - Destillation im Vakuum (Dünnschichtverdampfer), siehe z. B. Kunststoff-Handbuch Band 7, Polyurethane G.W. Becker (Herausgeber), Hanser Verlag München, 3. Auflage 1993, Seite 425,
• - Nachträgliche chemische Bindung des monomeren Di- bzw. Polyisocyanates z. B. durch partielle Trimerisierung und Aufarbeitung des Reaktions­ gemisches siehe zum Beispiel K.C. Frisch, S.L. Reegen (Herausgeber): Advances in Urethane Science and Technologie, Band 1-7, Technomic, Westport Conn., 1971-1979.

Diese Verfahren werden zum Beispiel bei der Herstellung von niederviskosen Addukten bzw. lösungsmittelhaltigen Addukten wie beispielsweise Härtern für Lackbindemittel angewendet. Im Falle der hochviskosen Polyurethan-Schmelz­ klebstoffe haben sie wegen des notwendigen hohen techni­ schen Aufwandes keine Bedeutung erlangt.

In der EP-A-125008 wird ein Verfahren zum Kleben von Soh­ len an Schuhoberteilen beschrieben, bei dem eine Schicht eines feuchtigkeitshärtenden, schmelzbaren Polyurethan­ klebstoffes auf die zu verbindenden Teile aufgetragen wird. Bei diesem Klebstoff wird zunächst ein Diisocyanat mit einem im wesentlichen linearen hydroxyfunktionellen Polyesters so umgesetzt, daß ein Prepolymer mit reaktiven Isocyanat-Endgruppen entsteht. Als weitere Komponente ent­ hält dieser Schmelzklebstoff eine monofunktionelle Verbin­ dung. Diese monofunktionelle Verbindung ist in dem Schmelzklebstoff in einer Menge enthalten, die ausreicht, um mit bis zu 40 Mol-% der Isocyanatgruppen des Prepolymers zu reagieren. Es wird angegeben, daß die monofunktionelle Verbindung einen wesentlichen Einfluß auf den Erhalt der Hitzeaktivierbarkeit der dort beschriebenen Klebstoff­ schicht hat. Durch dieses Verfahren wird der Gehalt an mo­ nomerem Diisocyanat jedoch nur in sehr untergeordnetem Ma­ ße reduziert, da die monofunktionelle Verbindung in erster Näherung gleich schnell sowohl mit den monomeren Iso­ cyanatgruppen als auch mit den polymer-gebundenen Iso­ cyanatgruppen reagiert.

Es bestand daher die Aufgabe, einen Schmelzklebstoff be­ reitzustellen, dessen Gehalt an monomeren, flüchtigen Isocyanaten (im wesentlichen Diisocyanaten) so niedrig ist, daß bei deren Anwendung aus Gründen der Arbeitssi­ cherheit keine aufwendige Absaugung oder andere Schutz­ maßnahme notwendig ist.

Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Schmelzklebstoff aus Polyisocyanaten, die eine Iso­ cyanatfunktionalität von 3 ± 0,7 haben und weniger als 20 Gew.-% an Diisocyanat, bezogen auf das eingesetzte Polyiso­ cyanat, enthalten und Polyolen sowie gegebenenfalls mono­ funktionellen Verbindungen (Abbrechern) mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Gruppen hergestellt wird.

Überraschenderweise führt die Verwendung von derartigen Polyisocyanaten mit einer Funktionalität deutlich über 2 bei der Prepolymerherstellung nicht zu einer vorzeitigen Vernetzung bzw. Gelbildung, so daß diese Prepolymeren für die Herstellung von Schmelzklebstoffen geeignet sind.

Als Polyisocyanate kommen dabei hauptsächlich aromatische Triisocyanate in Frage wie zum Beispiel der Thiophosphor­ säure-tris-(p-Isocyanato-Phenylester), das Triphenylme­ than-4,4′,4′′-Triisocyanat sowie insbesondere die ver­ schiedenen isomeren trifunktionellen Homologen des Diphen­ ylmethandiisocyanats (MDI). Zu den letzteren gehören hauptsächlich das Isocyanto-bis-((4-Isocyanatophenyl)= methyl)-benzol, das 2-Isocyanato-4-((3-Isocyanatophenyl)= methyl)-1-((4-Isocyanatophenyl)methyl)-benzol, das 4-Iso­ cyanato-1,2-bis((4-Isocyanatophenyl)methyl)-benzol, das 1- Isocyanato-4-((2-Isocyanatophenyl)methyl)-2-((3-Isocyana­ tophenyl)methyl)benzol, das 4-isocyanato-α-1-(o-Isocyana­ tophenyl)-α 3(p-Isocyanatophenyl)-m-Xylol, das 2-Isocyana­ to-α-(o-Isocyanatophenyl)-α′(p-Isocyanatophenyl)m-Xylol, das 2-Isocyanato-1,3-bis-((2-Isocyanatophenyl)methyl)-ben­ zol, das 2-Isocyanato-1,4-bis((4-Isocyanato-phenyl)meth­ yl)-benzol, das Isocyanato-bis((Isocyanatophenyl)methyl)- benzol, das 1-Isocyanato-2,4-bis((bis((4-Isocyanatophenyl) methyl)-benzol sowie deren Mischungen, gegebenenfalls mit einem geringfügigem Anteil an höherfunktionellen Homolo­ gen. Da die trifunktionellen Homologen des Diphenylmethan­ diisocyanates analog zum Diphenylmethandiisocyanat durch Kondensation von Formaldehyd mit Anilin mit nachfolgender Phosgenierung hergestellt werden, sind im technischen Ge­ misch der trifunktionellen Homologen des MDI auch noch An­ teile an Diisocyanat vorhanden, dieser darf jedoch nicht mehr als 20 Gew.-%, bezogen auf die Isocyanatmischung, be­ tragen. Der Anteil an Tetraisocyanaten in diesem Homolo­ gen-Gemisch darf nicht mehr als 12 Gew.-% und der Anteil an Polyisocyanaten mit einer Funktionalität < 4 nicht mehr als 2 Gew.-% betragen.

Weiterhin sind als Triisocyanate auch Addukte aus Diiso­ cyanaten und niedermolekularen Triolen geeignet, insbeson­ dere die Addukte aus aromatischen Diisocyanaten und Triolen wie zum Beispiel Trimethylolpropan oder Glycerin. Auch bei diesen Addukten gelten die oben genannten Einschränkungen bezüglich des Diisocyanatgehaltes sowie des Gehaltes an Polyisocyanaten mit einer Funktionalität <3.

Auch aliphatische Triisocyanate wie zum Beispiel das Biuretisierungsprodukt des Hexamethylendiisocyanates (HDI) oder das Isocyanuratisierungsprodukt des HDI oder auch die gleichen Trimerisierungsprodukte des Isophorondiisocyanats (IPDI) sind für die erfindungsgemäßen Schmelzklebstoffe geeignet, sofern der Anteil an Diisocyanaten <0,5 Gew.-% beträgt und der Anteil an Tetra- bzw. höherfunktionellen Isocyanaten nicht mehr als 14 Gew.-% ist.

Als Polyole eignen sich alle für Polyurethan-Schmelzkleb­ stoffe an sich bekannten hydroxyfunktionellen Verbindungen mit einer Funktionalität größer oder gleich 2, insbeson­ dere Polyetherdiole, Polyesterdiole, hydroxyfunktionelle Polybutadiene oder Naturprodukte wie das Rizinusöl. Obwohl für die Polyole die difunktionellen Verbindungen bevorzugt sind, können auch, zumindest in untergeordneten Mengen, höherfunktionelle Polyole verwendet werden.

Als monofunktionelle Verbindungen (Abbrecher) sind solche Verbindungen geeignet, die gegenüber Isocyanaten reaktive Gruppen mit einer Funktionalität von 1 haben. Grundsätz­ lich sind hierfür alle monofunktionellen Alkohole, Amine oder Mercaptane verwendbar, wegen der geringeren Flüchtig­ keit sollten diese Verbindungen jedoch mindestens vier Kohlenstoffatome haben. Dies sind insbesondere monofunkti­ onelle Alkohole mit 4 bis 36 Kohlenstoffatomen, monofunk­ tionelle primäre und/oder sekundäre Amine mit 4 bis 36 Kohlenstoffatomen oder monofunktionelle Mercaptane mit 4 bis 36 Kohlenstoffatomen. Besonders bevorzugt sind zum Beispiel Monoalkohole wie Benzylalkohol, Fettalkohole mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wie sie zum Beispiel unter dem Handelsnamen Lorol der Fa. Henkel erhältlich sind, Abi­ etylalkohol bzw. hydrierter Abietylalkohol. Die Abietyl­ alkohole erfüllen dabei die Doppelfunktion des Ketten­ abbruchs und dienen gleichzeitig als chemisch gebundene "Tackifier". Auch der Zusatz von Mercapto- oder Aminosila­ nen kann eine Doppelfunktion als Kettenabbrecher und als Haftvermittler erfüllen.

Mit Hilfe der oben genannten Abbrecher kann die effektive Funktionalität des Trisosocyanats auf einen Wert zwischen 1,2 und 3,45 eingestellt werden, wobei die Funktionalität des ursprünglich eingesetzten Triisocyanates von dessen Gehalt an difunktionellen Homologen sowie Homologen mit einer Funktionalität < 3 abhängig ist. Bei den besonders bevorzugten trifunktionellen Homologen-Gemischen des MDI liegt die Funktionalität des ursprünglich eingesetzten Triisocyanatgemisches zwischen 2,3 und 3,7, vorzugsweise zwischen 2,55 und 3,45. Grundsätzlich kann das Triisocya­ nat jedoch auch ohne Zusatz von Abbrechern eingesetzt werden. Art und Menge der eingesetzten Abbrecher hängen von der gewünschten Vernetzungsdichte des ausgehärteten Klebstoffes und/oder der gewünschten Applikationsviskos­ ität ab.

Die Umsetzung des Polyisocyanates mit dem Abbrecher kann in einem separaten Schritt erfolgen oder vorzugsweise im "One-shot-Verfahren" bei der Prepolymersynthese aus Polyisocyanat und Polyol. Dabei ist es nicht notwendig, die Umsetzungsprodukte mit dem Abbrecher aus dem Hotmelt zu entfernen. Eine nachfolgende Aufarbeitung der Reakti­ onsmischung, wie sie bei der Herstellung vieler niedrig­ viskoser Addukte des Standes der Technik notwendig ist, ist hier also nicht erforderlich. Die Reaktionsmischung kann ohne Reinigungsoperationen zu dem entsprechenden Klebstoff konfektioniert werden. Dadurch wird die Herstel­ lung von Polyurethan-Schmelzklebstoffen mit geringem Ge­ halt an monomeren Diisocyanaten und geeignet niedriger Viskosität sehr wirtschaftlich.

Der erfindungsgemäße Schmelzklebstoff kann ggf. zusätzlich Katalysatoren enthalten, die die Bildung des Polyurethan- Prepolymeren bei seiner Herstellung beschleunigen und/oder die Feuchtigkeitsvernetzung nach der Applikation des Schmelzklebstoffs beschleunigen. Als Katalysatoren eignen sich die normalen Polyurethan-Katalysatoren wie z. B. Ver­ bindungen des 2- bzw. 4-wertigen Zinns, insbesondere die Dicarboxylate des 2-wertigen Zinns bzw. die Dialkylzinn- Dicarboxylate bzw. -Dialkoxylate. Beispielhaft seien ge­ nannt Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetat, Dioctyl­ zinndiacetat, Dibutylzinnmaleat, Zinn(II)-Octoat, Zinn= (II)-Phenolat oder auch die Acetylacetonate des 2- bzw. 4-wertigen Zinns. Weiterhin können die hochwirksamen ter­ tiären Amine oder Amidine als Katalysatoren verwendet wer­ den, ggf. in Kombination mit den oben genannten Zinnver­ bindungen. Als Amine kommen dabei sowohl acyclische als auch insbesondere cyclische Verbindungen in Frage. Bei­ spiele sind das Tetramethylbutandiamin, Bis(Dimethylamino­ ethyl)ether, 1,4-Diaza-bicyclooctan (DABCO), 1,8-Diaza-bi­ cyclo-(5.4.0)-Undecen, 2,2′-Dimorpholinodiethylether oder Dimethylpiperazin oder auch Mischungen der vorgenannten Amine.

Weiterhin kann der erfindungsgemäße Schmelzklebstoff ggf. zusätzlich Stabilisatoren enthalten. Als "Stabilisatoren" im Sinne dieser Erfindung sind einerseits Stabilisatoren zu verstehen, die eine Viskositätsstabilität des Polyure­ thanprepolymeren während der Herstellung, Lagerung bzw. Applikation bewirken. Hierfür sind z. B. monofunktionelle Carbonsäurechloride, monofunktionelle hochreaktive Iso­ cyanate, aber auch nicht-korrosive anorganische Säuren geeignet, beispielhaft seien genannt Benzoylchlorid, Tolu­ olsulfonylisocyanat, Phosphorsäure oder phosphorige Säure. Des weiteren sind als Stabilisatoren im Sinne dieser Er­ findung Antioxidantien, UV-Stabilisatoren oder Hydrolyse- Stabilisatoren zu verstehen. Die Auswahl dieser Stabilisa­ toren richtet sich zum einen nach den Hauptkomponenten des Schmelzklebstoffs und zum anderen nach den Applikations­ bedingungen sowie den zu erwartenden Belastungen der Ver­ klebung. Wenn das Polyurethanprepolymer überwiegend aus Polyetherbausteinen aufgebaut ist, sind hauptsächlich Antioxidatien, ggf. in Kombination mit UV-Schutzmitteln, notwendig. Beispiele hierfür sind die handelsüblichen sterisch gehinderten Phenole und/oder Thioether und/oder substituierten Benzotriazole.

Bestehen wesentliche Bestandteile des Polyurethanprepoly­ mers aus Polyesterbausteinen, werden vorzugsweise Hydro­ lyse-Stabilisatoren, z. B. vom Carbodiimid-Typ, eingesetzt.

Gegebenenfalls können die erfindungsgemäßen Schmelzkleb­ stoffe noch klebrigmachende Harze, wie z. B. Abietinsäure, Abietinsäure-Ester, Terpenharze, Terpenphenolharze oder Kohlenwasserstoffharze sowie Füllstoffe (z. B. Silikate, Talk, Kalziumkarbonate, Tone oder Ruß), Weichmacher, wie z. B. Phthalate oder Thixotropiermittel (z. B. Bentone, py­ rogene Kieselsäuren, Harnstoffderivate, fibrilierte oder Pulp-Kurzfasern) oder Farbpasten bzw. Pigmente enthalten.

Die erfindungsgemäßen Schmelzklebstoffe eignen sich für alle gängigen Anwendungen, bei denen reaktive Schmelz­ klebstoffe Verwendung finden. Beispielhaft seien die Montageverklebung genannt, z. B. die sog. Clipsklebung bei der Montage von Innenverkleidungsteilen im Automobilbau oder die Kantenverklebung bei der Möbelherstellung. Außer­ dem eignen sich die erfindungsgemäßen Schmelzklebstoffe für die flächige Verklebung wie sie z. B. bei der Kaschie­ rung in der Autoindustrie oder bei der Profilummantelung in der Holz- und Möbelindustrie und in anderen Anwendungs­ bereichen Verwendung finden. Andere Anwendungsbeispiele sind die Verwendung bei der Herstellung von Büchern zur Buchrückenbeleimung sowie die Verwendung als Beschich­ tungsmaterial, um beispielsweise Autospiegel mit einem Splitterschutz zu versehen. Auch zur Herstellung von Luft- und Ölfiltern können die erfindungsgemäßen Schmelzkleb­ stoffe eingesetzt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Mengenangaben in den Beispielen sind Gewichtsteile, wenn nicht anders angegeben.

Beispiel 1

In einem heizbaren Rührkessel mit Vakuumanschluß werden 133,4 Teile Dynacoll 7360 (kristalliner Polyester, Fa. Hüls), 66,6 Teile Dynacoll 7250 (flüssiger Polyester, Fa. Hüls), 10,79 Teile Benzylalkohol vorgelegt und unter Va­ kuum 30 Min. bei 130°C entwässert, bis der Wassergehalt unter 250 ppm liegt. Danach wird der Kessel mit Stickstoff begast und anschließend werden 50,37 Teile Thiophosphor­ säure-Tris-(p-Isocyanato-Phenylester) zugegeben und Vakuum angelegt. Die Temperatur wird langsam auf 150°C gesteigert und die Reaktion fortgeführt, bis die Isocyanat-Titration einen konstanten Wert ergibt. Anschließend wird das Reak­ tionsprodukt bei mindestens 140°C bis 150°C in feuchtig­ keitsdichte Behälter abgefüllt und diese Behälter sofort verschlossen.

Der Kettenabbruch führt hier zu einer rechnerischen Funktionalität des Isocyanats von 2,0 und bei der Prepo­ lymer-Herstellung lag ein effektives NCO/OH-Verhältnis von 2,1 bezogen auf Polyol-OH vor. Beide Reaktionen erfolgten in diesem Beispiel im Einstufenverfahren.

Der Schmelzklebstoff hatte folgende Eigenschaften:
Viskosität bei 150°C: 57,5 Pas (Brookfield-Viskosimeter), der Haftungstest zeigte folgende Resultate (1: sehr gut, 5: unzureichend):
ABS: 1
Hart-PVC: 1
Polystyrol: 1-2
Buchenholz: 1

Beispiel 2

Analog zu Beispiel 1 wurden aus 133,4 Teilen Dynacoll 7360, 66,6 Teilen Dynacoll 7250, 14,4 Teilen Benzylalkohol und 47,9 Teilen Triphenylmethan-4,4′, 4′′-Triisocyanat ein Schmelzklebstoff im Einstufenverfahren hergestellt. Durch die Zugabe des Benzylalkohols als Abbrecher wird die Funktionalität des Isocyanats von f = 3,0 auf f = 1,89 reduziert. Das NCO/OH-Verhältnis bezogen auf Polyol und Isocyanat beträgt 2,28/1,0.

Der Schmelzklebstoff hatte bei 150°C eine Viskosität von 30,0 Pas (Brookfield-Viskosität).

Der Restmonomergehalt an monomerem Triphenylmethantriiso­ cyanat betrug 0,3 bis 0,4 Gew.% bezogen auf die Kleb­ stoff-Zusammensetzung. Die Bestimmung erfolgte per Gelper­ meationschromatographie (GPC) mit Hilfe von Eichsubstan­ zen.

Um die Haftungseigenschaften des Schmelzklebstoffes beur­ teilen zu können, wurden Verklebungen von ABS/ABS, Hart PVC/Hart PVC, Holz/Holz gemacht.

Fläche A: 25 × 15 × 0,2 mm
Auftragstemperatur: 150°C-170°C.

In Anlehnung an DIN 53283 wurden die Zugscherfestigkeiten mit einer Reißgeschwindigkeit von v = 100 mm/min bestimmt.

Schälfestigkeiten (180° T-peel-off-Test)

In Anlehnung an DIN 53278 wurde die Schälfestigkeit (bei v = 100 mm/min) bestimmt.
Verklebtes Material: geschäumtes Weich-PVC.
Nach 1 h Raumtemperatur, bei RT:
8,25-9,125 N/mm

Vergleichsbeispiel

Analog zu Beispiel 1 wurde ein Schmelzklebstoff aus 133,4 Teilen Dynacoll 7360, 66,6 Teilen Dynacoll 7250 und 24,96 Teilen MDI hergestellt.

Dieser Schmelzklebstoff hatte bei 150°C eine Viskosität von 4,7 Pa·s (Brookfield). Mit Hilfe der GPC wurde ein Restmonomergehalt von 2,15 Gew.-% MDI gefunden.

Bei dem Vergleichsversuch gemäß Stand der Technik wird also ein wesentlich höherer Gehalt an monomerem Isocyanat gefunden. Außerdem ist der Dampfdruck dieses Isocyanats (MDI) noch um etwa eine Größenordnung höher als bei dem erfindungsgemäß eingesetzten Polyisocyanat des Beispiels 2.

Claims (9)

1. Schmelzklebstoff auf der Basis von Polyolen, Polyisocyanaten und gegebenenfalls monofunktionellen Verbindungen (Abbrechern) mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Gruppen dadurch gekennzeichnet, daß das Polyisocyanat eine Isocyanat-Funktionalität von 3,0 ± 0,7 hat und weniger als 20 Gew.-% an Diisocyanat, bezogen auf das eingesetzte Polyisocyanat, enthält.

2. Schmelzklebstoff nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Polyisocyanat aus der Gruppe der

• - trifunktionellen Homologen des Diphenylmethandiisocyanat (MDI)
• - Triphenylmethan-4,4′,4′′triisocyanat
• - Thiophosphorsäure-tris-(p-isocyanato-)phenylester
• - Trimerisationsprodukte des MDI, oder Toluylendiisocyanat (TDI)
• - aliphatischen Triisocyanate
  • - Biuretisierungsprodukt des Hexamethylendiisocyanat (HDI)
  • - Trimerisierungsprodukt (Isocyanurat) des HDI
  • - Isocyanurat des Isophorondiisocyanats (IPDI)
• - Addukten aus Diisocyanaten und niedermolekularen Triolen,
  ausgewählt wird, wobei der Anteil Diisocyanat nicht mehr als 20 Gew.-% des Polyisocyanat-Gemisches beträgt und der Anteil an tetrafunktionellen Isocyanaten nicht mehr als 12 Gew.-% und der Anteil an höherfunktionellen Polyisocyanaten nicht mehr als 2 Gew.-% beträgt.

3. Schmelzklebstoff nach mindestens einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionalität des Polyisocyanats durch Zusatz von Abbrechern auf einen Wert zwischen 1,3 und 3,45 ein­ gestellt wird.

4. Schmelzklebstoff nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Abbrecher monofunktionelle Alkohole mit bis zu 36 C-Atomen verwendet werden.

5. Schmelzklebstoff nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Abbrecher monofunktionelle primäre und/oder sekundäre Amine und/oder Mercaptane mit bis zu 36 C-Atomen verwendet werden.

6. Schmelzklebstoff nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Abbrecher Mischungen aus Poly-Alkoholen und/oder Poly-Aminen und/oder Poly-Mercaptanen mit einer Funktionalität kleiner als 2 verwendet werden.

7. Schmelzklebstoff nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyole Polyetherdiole und/oder Polyethertriole und/oder lineare und/oder schwach verzweigte Polyesterpolyole verwendet werden.

8. Verfahren zur Herstellung von Schmelzklebstoffen nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung des Polyisocyanats mit dem Polyol und dem Abbrecher in einem Ein- oder Zweistufenverfahren erfolgt.

9. Verwendung von Schmelzklebstoffen nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche zur Montageverkle­ bung, flächigen Verklebung und/oder Beschichtung.