DE60100160T2

DE60100160T2 - Haftvermittlerzusammensetzung zum Kaltverkleben von Verbundwerkstoffen

Info

Publication number: DE60100160T2
Application number: DE60100160T
Authority: DE
Inventors: Stephane Fouquay; Jean-Pierre Lallier; Michel Miskovic
Original assignee: Bostik Findley SA
Current assignee: Bostik SA
Priority date: 2000-08-01
Filing date: 2001-07-23
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2021-07-24
Also published as: FR2812651A1; FR2812651B1; EP1178094B1; EP1178094A1; DK1178094T3; FR2816317A1; ATE236228T1; DE60100160D1; FR2816317B3; ES2195983T3; JP2002060704A; US20030062124A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine flüssige Zusammensetzung, die bei der Herstellung von Verbundmaterialien auf kaltem Wege verwendbar ist, durch die Verbundmaterialien ohne vorheriges Schleifen oder Schmirgeln einen Oberflächenzustand erhalten, der günstig für ein Verkleben mit Klebern vom Polyurethantyp ist.
Verbundmaterialien umfassen vor allem zwei Bestandteile, ein Harz vom Typ der ungesättigten Polyester und mindestens einen verstärkenden Füllstoff, der aus Glasfasern besteht.
Diese Verbundmaterialien liegen meistens in Form von Masseverbundmatertalien oder in Form von Verbundmaterialien mit Schichtaufbau vor.
Die Masseverbundmaterialien enthalten in erster Linie drei Bestandteile: einen ungesättigten Polyesterharz UP, der etwa 30 Gew.-% ausmacht, und zwei Typen von Füllstoffen (etwa 70%), von denen der eine ein verstärkender Füllstoff ist, der aus Fasern, im allgemeinen Glasfasern, besteht (etwa 20%), und der andere ein inerter, als Füllmaterial dienender Füllstoff ist (etwa 50%), der dafür vorgesehen ist, die Gestehungskosten des Materials zu senken, der häufig aus Calciumcarbonat besteht. Selbstverständlich können weitere Zusatzstoffe zugegeben werden, wie z. B. thermoplastische Zusatzstoffe, wie Polyvinylacetat (PVAc), zum einen, um das Schwinden des Harzes bei der Polymerisation zu begrenzen, und zum anderen, um glatte Oberflächen zu erhalten; außerdem können innere Entformungsmittel zugegeben werden; beispielsweise wird/werden Zinkstearat und/oder Calciumstearat zusätzlich zugegeben, um das Entformen der Teile zu erleichtern.
Diese Verbundmaterialien sind Produkte, die entweder auf kaltem Wege und/oder unter Vakuum geformt werden, man spricht dann von einem Kontakt-Polyester, oder die warm abbindend geformt werden, die dann mit einer Reihe von Abkürzungen amerikanischer Herkunft bezeichnet werden, wie SMC (Sheet Molding Compound), BMC (Bulk Molding Compound), RTM (Resin Transfert Molding), AMC (Adapted Molding Compound), RIM (Resin Injection Molding), etc....
Die Automobilindustrie ist repräsentativ für Anwender dieses Typs von Verbundmaterialien. So werden diese Materialien in diesem Industriezweig immer häufiger als Ersatz für Karosseriebleche verwendet, um das Gewicht zu verringern, Korrosionsprobleme zu lösen, aber auch um eine größere Freiheit bei der Entwicklung neuer Formen zu erhalten. Die Verbindung durch Kleben stellt dann die einzige Möglichkeit dar, die für den Zusammenbau zur Verfügung steht, während die herkömmlichen Techniken, wie Falzen, Bördeln, Schrauben, nicht mehr geeignet sind. Im übrigen muß die Oberflächennachbehandlung nach der Lackierung zu einem glatten Aussehen führen, das mit dem Aussehen des Blechs identisch sein muß, wenn beide Materialien auf dem Fahrzeug vorhanden sind.
Unter Verbundmaterialien mit Schichtaufbau vom PRV-Typ (glasfaserverstärkte Kunststoffe) oder FRP-Typ (Fiber Reinforced Polymers) werden alle Verbundmaterialien oder Verbundteile verstanden, die eine Matrix aus einem Harz vom Typ der ungesättigten Polyester und eine Faserverstärkung, insbesondere aus Glasfasern, aufweisen. Bei der Herstellung des Teils aus PRV beginnt die Herstellung des Schichtstoffs im Anschluß an das Verlegen und während der Phase der Härtung der Beschichtung, die als Gel-coat-Schicht bezeichnet wird. Der Verfahrensschritt besteht darin, auf dem Gel-coat eine Reihe von aufeinanderfolgenden Schichten aus Harzen und Verstärkung aufzubringen, um nach dem "Entgasen" eine kompakte und gehärtete Konstruktion zu erhalten, die dem Teil seine Struktureigenschaften gibt.
Die Verstärkung kann in Form einer Glasmatte, von geschnittenen Glasfasern oder Glasgeweben, vorliegen, wobei die geeignete Wahl der Verstärkung es ermöglicht, dem geformten Gegenstand die optimalen Struktureigenschaften zu geben. Fasern auf der Basis synthetischer Polymere (in Form von Rovings, Matten oder Faservliesen), anorganische Materialien oder Verbindungen, wie Bor, aus Kohlenstoff (Graphit) oder aus Kieselsäure (in Form von Rovings oder Matten) werden ebenfalls verwendet. Unter den Glasfaserverstärkungen, die am häufigsten verwendet werden und dem Fachmann bekannt sind, werden unterschieden:

– Glasmatten oder Glasvliese,
– Matten aus geschnittenen Fasern/Drähten,
– Rovings oder Stratifils,
– Roving-Gewebe,
– Glasgewebe,
– Sandwich-Materialien.

Für ein Harz, das für die Schichtbildung verwendet wird, erfolgt die Wahl des Verstärkungsmittels in Abhängigkeit von den gewünschten mechanischen Eigenschaften, die insbesondere von der Zahl der Schichten, der Dicke des Schichtstoffs und seinem Glasgehalt abhängen.
Das Harz kann von Hand, mit einer Bürste, durch Spritzen oder Injizieren aufgetragen werden, wobei die Wahl der Technik in Abhängigkeit von der Form, der Größe und der Zahl der herzustellenden Teile variiert.
Polyesterharze werden in großem Umfang verwendet und geben hervorragende Ergebnisse beim Kontaktpressen. Bei bestimmten Anwendungen, bei denen spezielle mechanische Eigenschaften erforderlich sind, werden außerdem Vinylesterharze, Epoxidharze verwendet. Unabhängig vom verwendeten Harztyp stellt diese Umwandlung auf kaltem Wege für das gegossene Harz einen irreversiblen Übergang vom flüssigen Zustand in den festen Zustand dar, bei dem das Material durch eine chemische Reaktion seine endgültigen Eigenschaften erhält. Diese Umwandlung stellt demnach einen wichtigen Schritt dar, der selbstverständlich das Verhalten und die Eigenschaften des Formteils, aber auch seines Oberflächenzustands bestimmt.
Der industrielle Jachtbau ist repräsentativ für diese als Kontaktpressen oder "contact molding" bezeichnete Technik. Dieses Verfahren zur Herstellung von Schichtstoffen in einer offenen Form, das von Hand oder unter gleichzeitigem Aufspritzen von Glas und Harz durchgeführt wird, wird auch als Herstellung von Schichtstoffen bei niedrigem Druck bezeichnet. Auf diesem industriellen Gebiet werden häufig Schichtstoffe auf der Basis von Harzen aus ungesättigten Polyestern verwendet, um den Schiffsrumpf herzustellen, der anschließend vor der Montage der Brücke eine bestimmte Zahl von Trennwänden aufnehmen muß, die je nach dem gewünschten Modell unterschiedlich positioniert werden können. Der Zusammenbau durch Verkleben stellt dann die einzige verfügbare Möglichkeit für den Zusammenbau der Teile dar, weil herkömmliche Techniken, wie Falzen und Schrauben, ungeeignet sind.
Man verwendet im allgemeinen einen Polyurethankleber, der ein Kleber vom Typ der Einkomponentenkleber (PU1K oder HMPUR) oder vom Typ der Zweikomponentenkleber (PU2K) ist.
Die Aufgabe, die sich im Zusammenhang mit der Qualität der klebenden Verbindung zwischen zwei Teilen stellt, von denen mindestens ein Teil aus einem Verbundmaterial besteht, ist daher von wesentlicher Bedeu tung, wobei man sich gleichzeitig darum bemühen muß, die Kosten für die Vorbereitung der zu verklebenden Oberflächen zu senken.
Die Qualität der klebenden Verbindung wird durch Versuche ermittelt, in denen die Beständigkeit gegenüber einem Bruch unter Zug-Scherbeanspruchung unter Anwendung einer Methode untersucht wird, die als Keilmethode bezeichnet wird, bei der die ausgebildeten Bruchflächen bewertet werden. Man unterscheidet zwischen adhäsivem Bruch (Abk. RA, von "rupture adhesive", der als schlecht eingestuft wird, bei dem sich der Kleber vom Träger löst, kohäsivem Bruch (Abk. RC, von "rupture cohésive"), der als gut eingestuft wird, bei dem der Bruch innerhalb der Kleberschicht erfolgt, und den Bruch des Trägers (Abk. RS, von "rupture du support"), der unabhängig vom Kleber stattfindet, bei dem es eine Variante gibt, die als Aufblättern des Trägers bezeichnet wird (Abk. DEL, von "delamination", der/die als hervorragend eingestuft wird. Bei den letzten beiden Bruchtypen kann man von Brüchen vom "strukturellen oder halb-strukturellen" Typ sprechen. Es gibt eine ganze Reihe von Übergangstypen zwischen diesen Grundtypen verschiedener Brüche, die unter Angabe des prozentualen Anteils der davon betroffenen Oberflächen eingestuft werden.
Im Fall von Verbundmaterialien mit Schichtaufbau stellt der Schichtstoff den größten Teil jedes Teils aus PRV dar, und es ist daher der Schichtstoff, der dem Formteil die mechanische Festigkeit verleiht. Dies erfordert die Vermeidung von Bereichen, die geringe oder große Harzmengen enthalten, durch eine homogene Verteilung des Harzes und des Verstärkungsmaterials und eine strenge Kontrolle des Harz/Glas-Verhältnisses. Schließlich wird die Zahl der Luftblasen und/oder kleinen Krater in der Oberfläche durch eine sorgfältige "Entgasung" gesenkt, wodurch das Formteil sein glasartiges Aussehen erhält. Die sehr geschlossene Poly esterstruktur beeinflußt die Eigenschaften der Oberfläche des Verbundmaterials und demzufolge auch deren Klebeverhalten.
Für die Behandlung der Oberflächen der zu verklebenden Teile wird im allgemeinen ein Lösemittel verwendet, insbesondere Methylethylketon, Dichlormethan, Aceton, das als Entfettungsmittel, für die teilweise Solubilisierung und/oder Grobentfernung der inneren Entformungsmittel und der thermoplastischen Phase, die auf der Oberfläche vorhanden sind, sorgt. Diese Behandlung ist jedoch nicht so wirkungsvoll, als daß auf ein vorheriges Schleifen oder Schmirgeln der zu verklebenden Teile vor der "Entfettung" verzichtet werden könnte, wobei das Schleifen oder Schmirgeln zur Bildung von Staub führt. Das Schleifen oder Schmirgeln ist im übrigen um so schwieriger durchzuführen, je komplizierter die Form der zu verklebenden Teile ist.
Es wurden außerdem chemische Behandlungen des Trägers, die an die verwendeten Kleber angepaßt sind, vorgeschlagen.
In dem Patent US 5792203 wird die Verwendung von Zusammensetzungen auf der Basis von Aminen in einem nicht-flüchtigen fluiden Lösemittel beschrieben, die das Verkleben von Kunststoffen mit Kleberzusammensetzungen auf der Basis von Cyanoacrylaten fördern sollen.
In dem Patent US 4397707 wird ein Verfahren zum Verkleben von Materialien auf der Basis von Polyestern mit Hilfe einer reaktiven Isocyanat/-Aminoharz-Schicht (Harnstoff-Formaldehyd- oder Melamin-Formaldehyd-Harz) beschrieben.
Die Anmelderin hat die überraschende Feststellung gemacht, daß es bei Verwendung einer flüssigen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung auf kaltem Wege möglich ist, auf das Schleifen bzw. Schmir geln und das Trocknen vor dem Auftragen des Klebers vom Polyurethantyp zu verzichten.
Gegenstand der Erfindung ist eine Zusammensetzung für die Vorbereitung auf kaltem Wege von Verbundmaterialien auf der Basis von Polyesterharzen, durch die der Oberflächenzustand dieser Verbundmaterialien für ein Verkleben mit Klebern vom Polyurethantyp verbessert wird, die enthält:

(a) mindestens ein aprotisches polares Lösemittel (TPA)
(b) mindestens einen Ether (TE), der aus der Familie der Ether, der Etherester, der Etherketone ausgewählt ist,
– die ein Molvolumen unter 200 und vorzugsweise unter 160 aufweisen,
– deren Molekül keine Hydroxygruppe enthält, und
(c) mindestens einen Aktivator (TA), der mindestens eine reaktive stickstoffhaltige Gruppe vom Typ -NH₂ und/oder -NH- enthält, mit einem Molvolumen unter 100.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält ein polares aprotisches Lösemittel (TPA) oder ein Gemisch dieser Lösemittel, die unter Dimethylsulfoxid (DMSO), Dimethylformamid (DMF), 1-Methyl-2-pyrrolidinon (NMP), N-Methylmorpholin (NMm), γ-Butyrolacton (BLo) Acetonitril (AcN), Ethylencarbonat und Propylencarbonat ausgewählt werden.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält einen Ether oder ein Gemisch von Ethern (TE), deren Molvolumen kleiner als 200 und vorzugsweise kleiner als 160 ist. Unter Molvolumen wird in der vorliegenden Anmeldung das Verhältnis Molmasse/Dichte verstanden.
Als TE werden nicht einschränkend die folgenden Ether angegeben: 1,4-Dioxan (Dx), Methyl-tert.-butylether (MTBE), Diethylether, tert.-Amyl methylether (TAME), 2-Methoxy-1,3-dioxolan, 1,3,5-Trioxan, Methylmethoxyacetat, Methyl-3-methoxypropionat (MMP), Dipropylenglykoldimethylether (DPGDME), Propylenglykolmethyletheracetat (PGMA), Tetrahydrofuran (THF), Benzyloxid (OB), Dibenzylether (DBE), 1,3-Dimethoxybenzol, 1,4-Dimethoxybenzol, 1,2,3-Trimethoxybenzol, 2-Methoxy-l,3-dioxolan, 1,3-Dioxolan, Anisol, 1,2-Dimethoxybenzol, 2-Methoxy-3,4-dihydropyran, 2,5-Dimethoxytetrahydrofuran, Ethylenglykoldimethylether, 1-tert.-Butoxy-2-methoxyethan, 1,4-Dioxan, 1,3-Dioxan und die Gemische dieser Ether.
Nach einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform werden die Ether mit einem Flammpunkt oberhalb von 0°C bevorzugt. Der hohe Flammpunkt von Benzyloxid (OB) oder Dibenzylether (oberhalb von 100°C) ermöglicht insbesondere das Arbeiten bei Temperaturen von mehr als 40°C.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält einen Aktivator (TA) oder ein Gemisch von Aktivatoren, die eine oder mehrere reaktive stickstoffhaltige Gruppe vom Typ -NH₂ und/oder -NH- enthalten, die aus der Familie der primären und/oder sekundären Amine mit einem Molvolumen unter 100 ausgewählt werden. Als Beispiele für TA-Verbindungen werden insbesondere angegeben: Pyrrol, Imidazol, Pyrazol, 3-Pyrrolin und die Gemische dieser Verbindungen angegeben.
Zu der ternären Zusammensetzung gehören die Zusammensetzungen mit einem Gesamtgehalt an aprotischem polarem Lösemitteln (TPA), einem Gesamtgehalt an Ethern (TE) und einem Gesamtgehalt an Aktivatoren (TA), die im ternären Diagramm durch die folgenden Koordinaten
TPA* = [TPA/(TPA + TE + TA)]·10²
TE* = [TE /(TPA + TE + TA) ]·10²
TA* = [TA/(TPA + TE + TA) ]·10² wiedergegeben werden, für die die auf 100% der Zusammensetzung bezogene Abstimmungsgleichung TPA* + TE* + TA* = 100 erfüllt ist, wobei es sich bei den Mengenangaben TPA, TE, TA um Volumina und bei den Mengenangaben um Volumenprozent handelt.
Erfindungsgemäße Zusammensetzungen sind die Zusammensetzungen, die die folgenden Beziehungen erfüllen:
10% ≤ TPA* ≤ 40%
55% ≤ TE* ≤ 85%
1% ≤ TA* ≤ 25%.
Nach einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform sind das aprotische polare Lösemittel (TPA) oder das Gemisch dieser Lösemittel, der Ether (TE) oder das Gemisch von Ethern und der Aktivator (TA) oder das Gemisch von Aktivatoren in der Zusammensetzung in einer Menge von 20 bis 30 Vol.-%, 65 bis 75 Vol.-% bzw. 2 bis 10 Vol.-% enthalten.
Nach einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Variante ist die aprotische polare Fraktion (TPA) ein Gemisch aus Dimethylsulfoxid (DMSO) und Dimethylformamid (DMF). Nach dieser Variante liegt das Volumenverhältnis dieses Gemischs vorteilhaft im Bereich von 40/60 bis 60/40 und beträgt vorzugsweise 50/50.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Vorbereitung der Oberfläche von Trägern aus Verbundmaterialien mit Schichtaufbau auf kaltem Wege für ihr Verkleben, das darin besteht, die Oberfläche dieser Träger vor dem Auftragen eines Klebers vom Polyurethantyp mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung zu behandeln.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen kann durch einfaches Vermischen der verschiedenen Bestandteile mit Hilfe eines Rührers oder jedes sonstigen geeigneten Geräts erfolgen.
Das Verfahren zur Vorbereitung der Oberfläche wird durch Aufbrtigen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung auf den Teil der Oberfläche des Gegenstands, der mit dem Kleber bestrichen werden soll, durchgeführt. Das Aufbringen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann auf jede beliebige Weise erfolgen. Hiervon können das Eintauchen, Bespritzen, Besprühen, Bestreichen mit Hilfe eines Pinsels, eines Lappens oder eines Schwamms etc. angegeben werden. Die Zusammensetzung wird bei einer Temperatur von 5 bis 50°C und vorteilhaft bei Umgebungstemperatur, die im allgemeinen bei 15 bis 30°C liegt, aufgebracht. Die Kontaktzeit vor dem Auftragen des Klebstoffs liegt im Bereich von 1 bis 60 min.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden detaillierter durch die Beispiele beschrieben, die die Erfindung veranschaulichen, jedoch keinesfalls als einschränkend für die vorliegende Erfindung zu verstehen sind, von der dem Fachmann zahlreiche Abwandlungen ohne weiteres zugänglich sind.
BEISPIELE
In den Beispielen wird das Bruchmuster des Trägers nach Zugbeanspruchung/Reißen eines Verbunds aus zwei Probekörpern, und zwar eines Probekörpers aus einem Polyester, der Glasfasern als Füllstoff enthält (SMC), und eines Probekörpers aus PRV auf der Basis eines ungesättigten Polyesterharzes, charakterisiert. Das Verfahren besteht darin, in der Kälte (23°C) einen Streifen (10 cm × 0,8 cm; Dicke: 1 mm) eines Klebers vom Typ der Polyurethan-Zweikomponentenkleber auf einen der beiden Probekörper aufzutragen, bevor der zweite Probekörper mit dem ersten verbunden wird, wobei beide Probekörper zuvor über einen Zeitraum von mindestens einer Minute bei Umgebungstemperatur (23°C) mit einer er findungsgemäßen Zusammensetzung in Kontakt gebracht wurden. Der Verbund der beiden Probekörper wird dann über einen Zeitraum von 2 min 30 bei 150°C in einem Behälter gehalten. Nach Absinken der Temperatur auf Umgebungstemperatur (23°C) wird der Verbund einer Zug/Reiß-Beanspruchung unterzogen, bis sich die beiden Probekörper voneinander lösen.
Die Qualität der Verbindung zwischen dem Kleber und dem Träger wird anschließend anhand des Bruchtyps bewertet: adhäsiver Bruch (RA), kohäsiver Bruch (Abk. RC), oberflächlicher kohäsiver Bruch (RCS) und Aufblättern des Trägers (DEL). Es kann beobachtet werden, daß die verschiedenen Bruchtypen bei einem einzigen Zug/ Bruch-Versuch gleichzeitig vorkommen. Die Brüche, bei denen es zu einem Aufblättern des Trägers kommt (DEL oder DEL/RC), stellen die erwünschten Bruchtypen dar.
Der für die Veranschaulichung der Erfindung verwendete Polyurethan-Zweikomponentenkleber ist ein Kleber mit halbweicher Konsistenz, dessen Komponenten in einem Verhältnis von 100 Volumenteilen Harz (Gemisch von Polyolen) auf 100 Teile Härter (Gemisch von Isocyanaten) verwendet werden. Die innige Vermischung der beiden Komponenten wird mit Hilfe eines statischen Mischers erzielt, der mit einer zwei Kartuschen umfassenden Auftragspistole verbunden wurde, wobei es sich hierbei um eine für die Anwendung dieser Kleber übliche Anordnung handelt.
Es wurden verschiedenen Formulierungen getestet, die es ermöglichten, synergistische Effekte, die zwischen den verschiedenen Bestandteilen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorhanden sind, nachzuweisen.
Im folgenden werden die Ergebnisse angegeben, die bei Verwendung einer Auswahl bevorzugter Bestandteile, die einzeln oder in Form von er- findungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet wurden, sowie bei Einwirkung einer Methylethylketon-Lösung (MEK) des Stands der Technik erhalten wurden.
Die entsprechenden Effekte, die für SMC-Probekörper und PRV-Probekörper, die nicht geschliffen (oder nicht geschmirgelt) wurden, in Abhängigkeit von der getesteten Zusammensetzungen beobachtet wurden, werden in der folgenden Tabelle angegeben:

– wenn nur ein aprotisches polares Lösemittel oder ein Gemisch aprotischer polarer Lösemittel verwendet wird, wird keine Verbesserung gegenüber Vergleich 1 und Vergleich 2 festgestellt;
– wenn nur ein Ether oder ein Gemisch von Ethern verwendet wird, wird keine Verbesserung gegenüber Vergleich 1 und Vergleich 2 festgestellt;
– wenn ein polares aprotisches Lösemittel oder ein Gemisch polarer aprotischer Lösemittel in Kombination mit einem Ether oder einem Gemisch von Ethern verwendet wird, wird keine Verbesserung gegenüber Vergleich 1 und Vergleich 2 festgestellt;
– wenn ein polares Lösemittel oder ein Gemisch polarer Lösemittel in Kombination mit einem Aktivator oder einem Gemisch von Aktivatoren verwendet wird, wird keine Verbesserung gegenüber Vergleich 1 und Vergleich 2 festgestellt;
– wenn ein Ether oder ein Gemisch von Ethern in Kombination mit einem Aktivator oder einem Gemisch von Aktivatoren verwendet wird, wird keine Verbesserung gegenüber Vergleich 1 und Vergleich 2 festgestellt;
– wenn ein aprotisches polares Lösemittel oder ein Gemisch aprotischer polarer Lösemittel, ein Ether oder ein Gemisch von Ethern und einen Aktivator oder ein Gemisch von Aktivatoren in den erfindungsgemäßen Volumenanteilen kombiniert werden, wird eine deutliche Verbesserung gegenüber Vergleich 1 und Vergleich 2 festgestellt;
– wenn der aprotische polare Anteil einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung aus einem 50/50-Gemisch aus Dimethylsulfoxid (DMSO) und Dimethylformamid (DMF) besteht, wird eine leichte Verbesserung gegenüber den entsprechenden Zusammensetzungen, die nur DMSO oder DMF enthalten, festgestellt.

Mit den vorliegenden Zusammensetzungen können höhere Leistungsfähigkeiten (Wirksamkeit – Entzündbarkeit) erzielt werden. Von diesen Zusammensetzungen werden insbesondere die Zusammensetzungen auf Benrylether- oder Benzyloxidbasis (OB) angegeben, deren Flammpunkt oberhalb von 100 °C liegt.

Claims

Zusammensetzung für die vorbereitende Behandlung auf kaltem Wege von Verbundmaterialien mit Schichtaufbau auf der Basis von Polyesterharzen, durch die die Verbundmaterialien ohne vorheriges Schleifen oder Schmirgeln einen Oberflächenzustand erhalten, der günstig für ein Verkleben mit Klebern vom Polyurethan-Typ ist, die enthält: (a) mindestens ein aprotisches polares Lösemittel (TPA), (b) mindestens einen Ether (TE), der aus der Familie der Ether, der Etherester, der Etherketone ausgewählt ist, • die ein Molvolumen unter 200 und vorzugsweise unter 160 aufweisen, • deren Molekül keine Hydroxygruppe enthält, (c) mindestens einen Aktivator (TA), der mindestens eine reaktive stickstoffhaltige Gruppe vom Typ -NH₂ und/oder -NH- enthält, mit einem Molvolumen unter 100.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, in der das aprotische polare Lösemittel (TPA) unter Dimethylsulfoxid (DMSO), Dimethylformamid (DMF), 1-Methyl-2-pyrrolidinon (NMP), N-Methylmorpholin (NMm), γ-Butyrolacton (BLo) Acetonitril (AcN), Ethylencarbonat und Propylencarbonat ausgewählt ist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 und 2, in der der Ether (TE) ausgewählt ist unter 1,4-Dioxan (Dx), Methyl-tert.-butylether (MTBE), Diethylether, tert.-Amylmethylether (TAME), 2-Methoxy-l,3-dioxolan, 1,3,5-Trioxan, Methylmethoxyacetat, Methyl-3-methoxypropionat (MMP), Dipropylenglykoldimethylether (DPGDME), Propylenglykolmethyletheracetat (PGMA), Tetrahydrofu ran (THF), Benzyloxid (OB), Dibenzylether (DBE), 1,3-Dimethoxybenzol, 1,4-Dimethoxybenzol, 1,2,3-Trimethoxybenzol, 2-Methoxy-1,3-dioxolan, 1,3-Dioxolan, Anisol, 1,2-Dimethoxybenzol, 2-Methoxy-3,4-dihydropyran, 2,5-Dimethoxytetrahydrofuran, Ethylenglykoldimethylether, 1-tert.-Butoxy-2-methoxyethan, 1,4-Dioxan und 1,3-Dioxan.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in der der Aktivator (TA) unter Pyrrol, Imidazol, Pyrazol und 3-Pyrrolin ausgewählt ist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin der Gesamtgehalt an aprotischem polarem Lösemittel (TPA), der Gesamtgehalt an Ether (TE) und der Gesamtgehalt an Aktivator (TA), die durch die Koordinaten TPA* = [TPA/(TPA + TE + TA) · 10² TE* = [TE/(TPA + TE + TA)] · 10² TA* = [TA/(TPA + TE + TA)] · 10² beschrieben werden, im ternären Diagramm durch die folgenden Beziehungen 10% ≤ TPA* ≤ 40% 55% ≤ TE* ≤ 85% 1% ≤ TA* ≤ 25%, miteinander verknüpft sind, für die die auf 100% der Zusammensetzung bezogene Abstimmungsgleichung TPA* + TE* + TA* = 100 erfüllt ist, wobei es sich bei den Größen TPA, TE, TA um Volumina und bei den Größen TPA*, TE* und TA* um Volumenprozent handelt.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 und 2, in der das aprotische polare Lösemittel (TPA) ein Gemisch aus Dimethylsulfoxid (DMSO) und Dimethylformamid (DMF) ist, deren Volumenverhältnis im Bereich von 40/60 bis 60/40 liegt und vorzugsweise 50/50 beträgt.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 und 3, in der der Ether ein Ether mit einem Flammpunkt oberhalb von 100°C ist, nämlich Benzyloxid (OB) oder Dibenzylether.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in der der Ether (TE) unter den Ethern ausgewählt ist, die eine oder mehrere Methoxygruppen aufweisen.
Verfahren zur Herstellung der Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch einfaches Vermischen der verschiedenen Bestandteile mit Hilfe eines Rührers oder jedes sonstigen geeigneten Geräts hergestellt werden.
Verfahren zur Vorbereitung auf kaltem Wege der Verklebung von Verbundmaterialien mit Schichtaufbau, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche dieser Materialien mit einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 behandelt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundmaterialien Materialien vom SMC- (Sheet Molding Compounds), BMC- (Bulk Molding Compounds), RTM- (Resin Transfer Molding), AMC- (Adapted Molding Compound), RIM-Typ (Resin Injection Molding) sind.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundmaterialien Materialien mit Schichtaufbau vom Typ der glasfaserverstärkten Kunststoffe (Plastiques Renforcés Verre, Abk.: PRV) oder vom Typ der faserverstärkten Polymere (Fiber Reinforced Polymers, Abk.: FRP) auf der Basis eines Harzes aus ungesättigten Polyestern ist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung des zu verklebenden Trägers bei einer Temperatur von 5 bis 50°C und vorzugsweise 15 bis 30°C durchgeführt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber weniger als 60 min nach der Anwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ohne vorheriges Trocknen der behandelten Oberfläche aufgetragen wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Inkontaktbringen des vorzubereitenden Gegenstands oder der vorzubereitenden Oberfläche, das Bestreichen des Trägers, mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung auf jede geeignete Weise erfolgt, wie insbesondere durch Eintauchen, Besprühen, Bestreichen mit einem Pinsel, einem Tuch oder einem Schwamm.
Verfahren nach den Ansprüchen 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Verbundmaterialien vor einem Verkleben oder Zusammenfügen behandelt wird, bei dem Polyurethan-Kleber eingesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyurethan-Kleber ein Kleber vom Einkomponenten-Typ (PU 1 K oder HMPUR) oder Zweikomponenten-Typ (PU2K) ist.