DE102015107174A1

DE102015107174A1 - Cyclodextrinhaltige Heißschmelzklebe-, Heißschmelzdicht- und Heißklebebeschichtungsmassen

Info

Publication number: DE102015107174A1
Application number: DE102015107174.6A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Fischer
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2015-05-07
Filing date: 2015-05-07
Publication date: 2016-11-10
Anticipated expiration: 2035-05-08
Also published as: DE102015107174B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Isocyanatgruppen-haltige Heißschmelzklebemassen, Heißschmelzdichtungsmassen bzw. Heißschmelzbeschichtungsmassen enthaltend zumindest einen Polyurethan- oder Polyolefin-Heißschmelzklebe-, -Heißschmelzdicht- bzw. -Heißschmelzbeschichtungsstoff und zumindest eine Isocyanatgruppen-haltige Komponente (Isocyanat) sowie ein oder mehrere Cyclodextrine.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Isocyanatgruppen-haltige Heißschmelzklebemassen, Heißschmelzdichtungsmassen bzw. Heißschmelzbeschichtungsmassen enthaltend zumindest eine Polyurethan-Heißschmelzklebe-, -Heißschmelzdicht- bzw. -Heißschmelzbeschichtungsmasse sowie zumindest eine Isocyanatgruppen-haltige Komponente (Polyisocyanat) und ein Cyclodextrin zur Aufnahme nicht abreagierter Isocanatgruppen-haltiger Moleküle, Verfahren zur Herstellung der genannten Massen und deren Verwendung.
Stand der Technik
Reaktive, insbesondere einkomponentige feuchtigkeitshärtende Isoccyanat-haltige Heißschmelzklebemassen Heißschmelzdichtmassen bzw. Heißschmelzbeschichtungsmassen enthalten in der Regel bei Raumtemperatur flüssige Polymere mit Urethangruppen, ggf. Harnstoffgruppen und Komponenten mit reaktiven Isocyanatgruppen. Für viele Anwendungsfälle sind diese Zusammensetzungen lösungsmittelfrei und sehr hochviskos oder pastös; sie werden in der Regel bei Raumtemperatur oder bei leicht erhöhter Temperatur zwischen etwa 50°C und etwa 100°C verarbeitet.
Reaktive, einkomponentige, feuchtigkeitshärtende Polyurethan-Heißsschmelzklebemassen oder -Heißschmelzdichtmassen bzw. -Heißschmelzbeschichtungsmassen sind feuchtigkeitshärtende bzw. feuchtigkeitsvernetzende Klebemassen, Dicht- oder Beschichtungsmassen, die bei Raumtemperatur fest sind und in Form ihrer Schmelze appliziert werden können.
Derartige Massen bzw. Systeme enthalten in ihren polymeren Bestandteilen Urethangruppen sowie Komponenten, die reaktionsfähige Isocyanatgruppen aufweisen. Durch das Abkühlen der erwähnten Schmelze nach dem Auftrag und Fügen der zu verbindenden Substrat-Teile wird zunächst eine rasche physikalische Abbindung des Schmelzklebstoffes bzw. der Beschichtung durch dessen Erstarren erreicht. Daran schließt sich eine chemische Reaktion der noch vorhandenen Isocyanatgruppen mit der Feuchtigkeit aus der Umgebung zu einem vernetzten unschmelzbaren Klebstoff an.
Reaktive Polyurethan-Klebemassen, oder -Dichtmassen bzw. Beschichtungsmassen zeichnen sich durch ein sehr hohes Leistungsprofil aus. Aufgrund dieses Umstands wurde in den letzten Jahren eine immer größere Zahl von Anwendungen für diese Massen erschlossen. Verschiedenartigste Zusammensetzungen für derartige Klebe-, Dichtungs- oder Beschichtungsmassen bzw. -Systeme sind daher bereits aus einer großen Anzahl von Patentanmeldungen und anderen Veröffentlichungen bekannt.
Gegenüber anderen aus dem Stand der Technik bekannten Systemen – anders, wie zum Beispiel, bei der Verwendung von Dispersionsklebstoffen – wird bei der Verarbeitung von Polyurethanschmelzklebstoffen oder Polyolefinschmelzklebstoffen (bzw. der entsprechenden Dicht- oder Beschichtungsmassen) meist zu 100 Festkörper aufgetragen, wodurch eine aufwändige und kostenintensive Trocknung des Klebstofffilmes bzw. der Beschichtung, die ggf. den Einsatz einer großen Trocknungsanlage erforderlich macht, entfällt.
Beispielsweise finden diese Polyurethan-Systeme im industriellen Maßstab u. a. bei der Flächenkaschierung Verwendung. So verkörpert die Kaschierung ebener Werkstücke mit Furnieren, Folien oder Papieren auf Kaltkaschier- bzw. Thermokaschieranlagen mittels der genannten Systeme ein etabliertes Verfahren in der holzwerkstoffverarbeitenden Industrie. Daneben finden diese Systeme seit langem in der Kantenverklebung Anwendung.
Des Weiteren werden diese Systeme beim Einsatz von Leichtbauplatten in der Bauindustrie angewandt. So werden diese Systeme bei der Befestigung von Decklagen – z. B. Wabeneinlagen – aus Gründen der Materialersparnis und der Gewichtsreduktion eingesetzt. Daneben wird in einer neueren Anwendungsform dieses Systems bei der Flächenbeschichtung in Bauindustrie z. B. bei der Versiegelung von größeren Flächen (HotCoating) – beispielsweise bei der Versiegelung von Fußböden – eingesetzt.
In der Automobilindustrie finden die auf reaktiven Polyurethanschmelzkleber basierenden Systeme nicht nur im Innenausbau, sondern neuerdings auch in der Karosserieveredelung Verwendung. Im Innenausbau der Automobile wird mittels dieser Systeme eine Vielzahl von Montageverklebungen durchgeführt – wie z. B. Verklebungen des Stahlschiebedachrahmens oder der Fensterschachtleisten, sog. Retainerverklebungen, der Fensterschachtleisten usw. Dabei können durch ein entsprechendes Design dieser Systeme die unterschiedlichsten Werkstoffe wie Textilien, Kunststoffe, Lacke, Holzwerkstoffe sowie Metalle unter Erfüllung der Anforderungen der Produktionssicherheit miteinander verbunden werden. Die schnelle Abkühlung der aufgetragenen Klebstoffraupe ermöglicht dabei kurze Taktzeiten. Die nachgeschaltete Reaktion der eingesetzten Polyisocyanate mit Feuchtigkeit gewährleistet eine hohe Temperatur- und Klimabeständigkeit der auf diese Weise hergestellten Verbindungen. Derartige Verbindungen behalten auch bei tiefen Temperaturen ihren flexiblen Charakter bei und neigen nicht zu Versprödungserscheinungen. Ein weiterer Vorzug – insbesondere bei der Auftragung durch Industrieroboter – besteht darin, dass die Klebstoffraupe fadenfrei abreißt. Dadurch wird eine Verschmutzung der Dekorfläche nahezu ausgeschlossen.
Ein Nachteil der Verklebungen, die mit den aus dem Stand der Technik bekannten Zusammensetzungen erhalten werden, liegt jedoch darin, dass es bereits bei oder nach dem Herstellen der Klebeverbindungen zu einem unerwünschten Ausgasungsverhalten der so hergestellten Beschichtungen, Dichtungen oder Klebenähten kommt, welches insbesondere die Fertigung von kaschierten Bauteilen nachteilig beeinflusst bzw. deren Herstellung verzögert.
So führt die Ausgasung beim frühzeitigen Aufbringen der Kaschierung auf diesem Wege zu einer unerwünschten Blasenbildung, so dass in derartigen Fällen eine lange Abklingzeit für das Ausgasen einzukalkulieren ist. Neben der langen Abklingzeit der Ausgasung bzw. der Freisetzung nicht umgesetzter Isocyanate können letztere auch durch Zersetzung der bereits gebildeten Polymere oder Copolymere (Depolymerisation) entstehen.
Isocyanate bzw. Polyisocyanate stehen allerdings unter dem Verdacht, unter gesundheitlichen Aspekten nicht unbedenklich zu sein, da Isocyanate eine sehr reaktionsfreudige Spezies verkörpern, die mit Amino- und Hydroxylgruppen der Zellmembranen reagieren können und somit zu Veränderungen innerhalb der Zellmembranen führen können. Daneben wurden toxische Wirkungen dieser Stoffgruppe auch mit einer in vitro nachgewiesenen Hemmung der Acetylcholesterinase erklärt.
Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, Isocyanatgruppen-haltige Heißschmelzklebemassen, Heißschmelzdichtmassen oder Heißschmelzbeschichtungsmassen bereitzustellen, in welchen das Ausgasen derart vermindert oder unterdrückt wird, dass das die Klebung, Dichtung oder Beschichtung aufweisende Produkt bzw. Werkstück ohne zusätzliche Entgasungsbehandlung weiterverarbeitet – beispielsweise kaschiert – werden kann und von dem – auf lange Sicht betrachtet – durch eine ggf. anschließende Alterung oder Zersetzung – beispielsweise durch die bereits angesprochene Depolymerisation – keine gesundheitlichen Beeinträchtigungen ausgehen können.
Die erfindungsgemäße Lösung ist den unabhängigen Patentansprüchen 1, 15, 16, 17 und 18 zu entnehmen. Die vorteilhaften Ausführungsformen sind Gegenstände der abhängigen Patentansprüche.
Polyurethane im eigentlichen Sinne sind nach dem Diisiocyanat-Polyadditionsverfahren hergestellte Polymeraddukte aus mehrwertigen Isocyanaten und Polyolen. Verallgemeinert werden als Polyurethane, Isocanatfolgeprodukte oder Oligomere verstanden, die als Strukturelemente Harnstoff-, Carbodiimid-, Uretdion- oder Isocyanuratgruppen aufweisen.
Der Aufbau von thermoplastischen Polyurethanen erfolgt meist durch die Umsetzung von di- und höherfunktionellen Isocyanaten beispielsweise mit kurzkettigen Di- und/oder Polyolen, hydroxyfunktionalisierten Polymeren auf der Basis von Polyestern, Polyethern, Polyacrylaten, Polycarbonaten sowie auf der Basis von Polyaminen. – Weitere mögliche Reaktionspartner können Carbonsäuren, Carbonsäureanhydride, Epoxide, Mercaptane und bestimmte CH-acide Verbindungen – wie z. B. Ester der Malonsäure – sein.
Heißschmelzklebemassen auf der Basis von Polyurethanen sind aus dem Stand der Technik in großer Zahl für die verschiedensten Anwendungsfelder bekannt und kommerziell erhältlich.
So werden beispielsweise – wie eingangs erwähnt – im Stand der Technik seit langem Schmelzklebstoffe auf der Basis von feuchtigkeitshärtendem Polyurethan eingesetzt. Hierbei handelt es sich um weitgehend lösungsmittelfreie Klebstoffe, die Urethan-Gruppen aufweisen. Derartige Klebstoffe sind bei Raumtemperatur fest. Nach der Applikation in Form ihrer Schmelze binden diese Stoffe nicht nur durch Abkühlen – also nicht nur auf physikalischem Wege –, sondern auch durch die chemische Reaktion von noch vorhandenen Isocyanatgruppen mit der in der aus der Umgebung vorhandenen Feuchtigkeit. Erst nach dieser chemischen Aushärtung, die mit einer Vergrößerung der polymeren Moleküle einhergeht, erhält der Klebstoff seine letztendlich charakteristischen Eigenschaften.
Derartige feuchtigkeitshärtende Polyurethan-Schmelzklebstoffe sind für verschiedene Substrate erhältlich: In der EP 0 421 154 wird – beispielsweise – ein schnell kristallisierendes, Isocyanatgruppen-enthaltendes Polyurethan-System beschrieben, das auf einem Polyesterdiol mit einem Schmelzpunkt von 30 bis 60 0°C und einem Polyesterdiol mit einem Schmelzpunkt von 65 bis 150°C sowie einem Polyisocyanat basiert. Es kann auch noch als Kettenverlängerer ein Diol mit einem Molekulargewicht von kleiner 400 enthalten. Das Polyurethan-System kann direkt aus diesen Komponenten in einer einzigen Stufe hergestellt werden, aber auch mehrere Stufen der Herstellung sind möglich. Das so erhaltene Polyurethan-System ist teilkristallin und kann zum Beispiel als Montage-Klebstoff eingesetzt werden.
Daneben wird in der DE 32 36 313 ein Schmelzklebstoff beschrieben, der aus 20 bis 90 Gew.-% eines prepolymeren Isocyanats und 5 bis 50 Gew.-% – eines niedermolekularen Keton-Harzes besteht, und der noch 0 bis 75 Gew.-% eines thermoplastischen Polyurethans enthalten kann. Bei dem prepolymeren Isocyanat handelt es sich um ein reaktives Polyurethanprepolymer aus einem aromatischen Diisocyanat und/oder einem Prepolymeren dieses Isocyanats sowie aus einem Polyether oder einem Polyester mit freien OH-Gruppen sowie einem kurzkettigen Diol.
Die oben beschriebenen Systeme dienen nur als Beispiele von Systemen auf Polyurethan-Basis, die so oder in abgewandelter Form erfindungsgemäß einsetzbar sind. Daneben ist eine große Palette anderer geeigneter Systeme – die beispielsweise als Polymeromponente ein Polyolefin aufweisen – und die auch kommerziell verfügbar und zur Lösung der dieser Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben einsetzbar sind.
Alle Cyclodextrine, die erfindungsgemäß eingesetzt werden können, sind ebenfalls aus dem Stand der Technik wohlbekannt. Cyclodextrine der allgemeinen Formel I – mit 6 < n < 20 verkörpern eine Klasse von organischen Verbindungen, die zu den cyclischen Oligosacchariden gehören.
Sie bestehen aus α-1,4-glykosidisch verknüpften Glucosemolekülen. Dadurch entsteht eine toroidale Struktur mit einem zentralen Hohlraum.
Die aus dem Stand der Technik geläufigsten Cyclodextrine sind
α-Cyclodextrin: n = 6 Glucosemoleküle,
β-Cyclodextrin: n = 7 Glucosemoleküle,
γ-Cyclodextrin: n = 8 Glucosemoleküle,
δ-Cyclodextrin: n = 9 Glucosemoleküle.
Daneben werden im Stand der Technik Cyclodextrine mit wesentlich mehr Glucoseeinheiten detailliert beschrieben.
Cyclodextrine sind enzymatisch aus stärkehaltigen Rohstoffen wie zum Beispiel Mais oder Kartoffeln herstellbar. Die ringförmige, dreidimensionale Struktur bildet im Innern einen hydrophoben Hohlraum der in der Lage ist, ein lipophiles Molekül als „Gastmolekül” in Form eines Komplexes aufzunehmen – vorausgesetzt, dessen Größe und Form sind kompatibel. Der Dampfdruck leichtflüchtiger Substanzen wird zum Beispiel durch die Komplexbildung erheblich verringert. Gemäß dem Stand der Technik sind für technische Anwendungen die folgenden Effekte der Komplexbildung mit Cyclodextrinen von entscheidender Bedeutung:
Stabilisierung licht-, oxidations-, wärme- und/oder hydrolyseempfindlicher Substanzen, Reduzierung des Dampfdruckes von leichtflüchtigen Substanzen, Verzögerung der Wirkstofffreisetzung von pharmazeutischen Wirksubstanzen und eine daraus resultierende längere Wirksamkeit, Erhöhung der Löslichkeit und Bioverfügbarkeit schwer wasserlöslicher Substanzen, Abtrennung von einzelnen Komponenten aus Gemischen und Maskierung von Geruchs- und Geschmacksstoffen.
In der Mehrzahl werden die Cyclodextrine für die oben genannten Anwendungen chemisch an ein Substrat gebunden. So ist z. B. die permanente Fixierung der Cyclodextrine auf unterschiedlichen textilen Materialien bekannt [H.-J. Buschmann, D. Knittel, E. Schollmeyer, DE 4036328 ; DE 4035378 und DE 10060710 ]. Die Anbindung der Cyclodextrine erfolgt in einer Weise, dass ihre Entfernung durch Waschprozesse nicht möglich ist. Durch den Waschprozess werden die Hohlräume der fixierten Cyclodextrinmoleküle geleert.
Die Entfernung von Gerüchen bzw. die Beduftung von textilen Materialien mit Hilfe von Cyclodextrinen bzw. Cyclodextrinderivaten ist ebenfalls bekannt [siehe z. B. T. Trinh, J. M. Gardlik, T. J. Ranks und F. Benvegnu US 5094761 , J. M. Gardlik, T. Trinh, T. J. Ranks und F. Benvegnu US 5234610 , T. Trinh, J. M. Gardlik, T. J. Ranks und F. Benvegnu EP 0392607 und J. M. Gardlik, T. Trinh, T. J. Ranks und F. Benvegnu, EP 0392606 ].
Da Cyclodextrine wasserlöslich sind, sind bisher im Stand der Technik eine Reihe von Arbeiten bekannt geworden, die sich mit der Immobilisierung von Cyclodextrinen befassen. Sie können danach auch in Wasser als Komplexbildner verwendet werden. Dazu wurden eine Vielzahl von cyclodextrinhaltigen Polymeren synthetisiert [z. B. DE 196 12 768 bzw. WO 97/36948 ] und die dort zitierten Literaturstellen und Patente). Alle Synthesewege haben jedoch den entscheidenden Nachteil, dass die Cyclodextrine für den Einsatz zur Herstellung der Polymeren derivatisiert werden müssen, häufig unter wasserfreien Bedingungen.
Solms und Egli synthetisierten ein Harz durch Vernetzung von Cyclodextrinen mit Epichlorhydrin (J. Solms und R. H. Egli, Hel. Chim. Acta 48 (1965), S. 1225–1228). Sie konnten aufzeigen, dass die Cyclodextrine im Harz für eine Reihe von Substanzen zugänglich sind.
Szejtlj et al. haben bereits 1982 ein Verfahren zur Herstellung von Cyclodextrin-Schaumpolymeren patentieren lassen ( DD 202295 ). Allerdings wurden Polymere synthetisiert, indem Cyclodextrine mit Epichlorhydrin umgesetzt wurden. Der Schaum wurde gebildet, indem vor bzw. während der Reaktion ein Überdruck eines zum Schäumen verwendeten Gases die in Reaktionslösung gepresst wurde und vor Aushärtung wieder expandiert wurde. Dieses Verfahren ist im Vergleich zu Polyurethanschäumen, wie sie heute hergestellt werden, industriell nicht anwendbar, da dieses Verfahren im Batch-Betrieb nicht realisiert werden kann. Darüber hinaus müssen die von Szejtlj et al. hergestellten Schäume nach der Synthese neutral gewaschen werden, was bei Polyurethanschäumen nicht notwendig und heute bei der Produktion ebenfalls nicht realisierbar ist.
Die Deutsche Offenlegungsschrift DE 4009840 offenbart die Herstellung von Cycladextringelen, die in Wasser quellen. Allerdings muss die Synthese als relativ aufwendig und für die industrielle Verwendung als zu kompliziert angesehen werden. Wasserfreie Lösemittel sind technisch nur bei Synthesen mit einem hohen Grad an Wertschöpfung vertretbar. Ähnliches gilt für die von Huff et al. in ihrem Patent beschriebene Synthese zur Herstellung eines cycladextrinhaltigen Gels [ DE 19612768, 1997 ]. Auch hier müssen wasserfreie Lösemittel eingesetzt werden.
Die WO 98/22197 lehrt die Herstellung von Cycladextrinhaltigen Polymeren, die unter anderem durch Reaktion von Cyclodextrinen mit Diisacyanaten synthetisiert werden.
Dagegen sind dem Stand der Technik keine Mischungen von Polymeren – wie Polyurethanen oder Polyalefinen – mit Cyclodextrinen zu entnehmen, die für eine Komplexierung von Polyisocynaten mittels der in das Polymer eingelagerten Cyclodextrine erfolgt.
Die erfindungsgemäßen Massen mit einem oder mehreren Cyclodextrin(en) können daneben ggf. Stabilisatoren enthalten, welche die physikalischen Eigenschaften der Mischung konstant halten sollen. Aus dem Stand der Technik sind beispielsweise folgende stabilisierende Zusätze bekannt:
Phosphorsäure, phosphorige Säure und Toluol-sulfonylisocyanat. In Abhängigkeit von dem zu stabilisierenden System und des Stabilisators werden gewöhnlich 0 bis 0,5, insbesondere 0,01 bis 0,1 Gew.-% des Stabilisators eingesetzt.
Daneben können die erfindungsgemäßen Heißschmelzmassen UV-Stabilisatoren oder Temperaturstabilisatoren enthalten.
Zur Beschleunigung der Härtungsreaktion können die aus dem Stand der Technik wohlbekannten Polyurethan-Katalysatoren zugesetzt werden – wie z. B. Diorganozinn Verbindungen oder etwa Dibutylzinn-dilaurat bzw. eine Mercaptozinn-Verbindung. Die eingesetzte Menge reicht gewöhnlich von 0 bis 1,5, insbesondere von 0,5 bis 1 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des Prepolymers.
Des Weiteren können die erfindungsgemäßen Heißschmelzklebe-, Heißschmelzdichtungs- oder Heißschmelzbeschichtungsmassen Fließverbesserer und Färbemittel enthalten. – In einer besonderen Ausführungsform weisen die Polymerkomponente und die Polyisocyanatkomponente jeweils unterschiedliche Farben auf, so dass nach dem Mischvorgang visuell an der Mischfarbe unschwer zu erkennen ist, dass bereits die gewünschte Mischung vorliegt, womit der Applikation nur einer Komponente bzw. einer versehentlich doppelten Zugabe der zweiten Komponente (z. B. des Härters) vorgebeugt werden kann.
Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Schmelzklebstoffe im Wesentlichen keinerlei flüchtige Lösungsmittel.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit u. a. Heißschmelz-Klebemassen (Hotmelt-Klebstoffe) enthaltend zumindest ein Polymer, ein Polyisocyanat und ein oder mehrere Cyclodextrine zur Aufnahme von – insbesondere überschüssigem oder freigesetzten – Polyisocyanat, wobei das Polymer ein zur Herstellung einer Klebeverbindung auf der Basis einer Heißschmelz-Klebemasse geeignetes Polymer ist. Dabei sind unter Heißschmelz-Klebemassen im Sinne der Erfindung auch Heißschmelzdicht- sowie Heißschmelzbeschichtungsmassen zu verstehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung Heißschmelz-Klebemassen, in denen das Polymer ein Polyurethan und/oder ein Polyolefin ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung Heißschmelz-Klebemassen, in denen das Polymer ein vernetztes oder unvernetztes Polyurethan und/oder Polyolefin verkörpert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung Heißschmelz-Klebemassen wobei das Polyisocyanat durch ein aliphatisches oder aromatisches Polyisocyanat oder durch ein Polyisocyanat verkörpert wird, das aromatische und/oder aliphatische Partialstrukturen als auch Mischungen beider Partialstrukturen in einem Baustein aufweist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung Heißschmelz-Klebemassen in denen das Polyisocyanat ein aliphatisches oder aromatisches Diisocyanat oder Triisocyanat ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung Heißschmelz-Klebemassen, in denen die Isocyanat-Komponente ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Diphenylmethandiisocyanat (MDI), polymeres Diphenylmethandiisocyanat (PMDI,) Toluol-2,3-Diisocyanat (TDI), Toluol-2,6-Diisocyanat, 2,4,6-Toluoltriisocyanat und/oder 4,4',4''-Triphenylmethan-triisocyanat, 1,5-Naphthylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat (HDI), Isophorondiisocyanat (IPDI) und 1,4-Cyclohexyldiisocyanat (CHDI).
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung Heißschmelz-Klebemassen, in denen das Cyclodextrin ein cyclisches Oligosaccharid von α-1,4-verknüpften Glucosemolekülen der allgemeinen Formel I verkörpert,
worin n eine ganze Zahl von 6 bis 20 bedeutet.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform verkörpert das Cyclodextrin ein cyclisches Oligosaccharid von α-1,4-verknüpften Glucosemolekülen der allgemeinen Formel I, worin n eine ganze Zahl von 6 bis 15 bedeutet.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform verkörpert das Cyclodextrin ein cyclisches Oligosaccharid von α-1,4-verknüpften Glucosemolekülen der allgemeinen Formel I, worin n eine ganze Zahl von von 6 bis 9 bedeutet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung Heißschmelz-Klebemassen, in denen das Cyclodextrin in Form von Partikeln mit einer Partikelgröße in einem Bereich von 0,1 bis 50 μm, vorzugsweise mit einer Partikelgröße in einem Bereich von 10 bis 30 μm und besonders bevorzugt in einem Bereich von 15 bis 25 μm (bestimmt nach ISO 13320) vorliegt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung Heißschmelz-Klebemassen, in denen das Gewichtsverhältnis von Polymer zu Cyclodextrin in einem Intervall von 90,000 bis 99,999 Gewichtsprozent zu 0,001 bis 10 Gewichtsprozent und vorzugsweise in einem Intervall von 95,0 bis 99,9 Gewichtsprozent zu 0,1 zu 5,0 Gewichtsprozent liegt.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer der oben beschrieben Heißschmelz-Klebemasse, welches die folgenden Schritte umfasst:

a) Vermischen des Polymers mit dem Cyclodextrins bei einer Temperatur, die über der Erweichungstemperatur (Schmelztemperatur) des Polymers liegt;
b) Zugabe und Einmischen des Polyisocyanats vor dem Heißschmelzklebevorgang.

Daneben kann – in einem alternativen Verfahren – das Cyclodextrin auch der Polyisocyanat-Komponente vor dem Vermischen mit der Polymerkomponente – beispielsweise der Polyurethan/Polyolefin-Komponente – zugefügt werden, woraus ein Verfahren mit folgenden Schritten resultiert:

a') Vermischen des Polyisocyanats mit dem Cyclodextrin bei einer Temperatur, die über der Erweichungstemperatur (Schmelztemperatur) des Polymers liegt;
b') Zugabe und Einmischen des Polymers in die erste Mischung vor dem Heißschmelzvorgang.

In einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Heißschmelz-Klebemassen zur Herstellung einer Heißschmelz-Klebeverbindung, Heißschmelz-Dichtung oder Heißschmelz-Beschichtung.
Daneben betrifft die vorliegende Erfindung Fügeteile umfassend eine Heißschmelz-Klebeverbindung, eine Heißschmelz-Dichtung oder Heißschmelz-Beschichtung, die mit einer der erfindungsgemäßen Heißschmelz-Klebemassen hergestellt worden ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0421154 [0019]
DE 3236313 [0020]
DE 4036328 [0027]
DE 4035378 [0027]
DE 10060710 [0027]
US 5094761 [0028]
US 5234610 [0028]
EP 0392607 [0028]
EP 0392606 [0028]
DE 19612768 [0029]
WO 97/36948 [0029]
DD 202295 [0031]
DE 4009840 A [0032]
DE 196127681997 [0032]
WO 98/22197 [0033]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

J. Solms und R. H. Egli, Hel. Chim. Acta 48 (1965), S. 1225–1228 [0030]
ISO 13320 [0049]

Claims

Heißschmelz-Klebemasse (Hotmelt-Klebstoff) enthaltend zumindest ein Polymer, ein Polyisocyanat und mindestens ein Cyclodextrin zur Aufnahme von Polyisocyanat, wobei das Polymer ein zur Herstellung einer Klebeverbindung, einer Dichtung oder einer Beschichtung auf der Basis einer Heißschmelz-Klebemasse geeignetes Polymer ist.
Heißschmelz-Klebemasse nach Anspruch 1, wobei das Polymer ein Polyurethan und/oder ein Polyolefin ist
Heißschmelz-Klebemasse nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Polymer ein vernetztes oder unvernetztes Polyurethan und/oder Polyolefin ist.
Heißschmelz-Klebemasse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Polyisocyanat ein aliphatisches oder aromatisches Polyisocyanat oder ein Polyisocyanat, das sowohl aromatische und/oder aliphatische Partialstrukturen aufweist, ist.
Heißschmelz-Klebemasse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Polyisocyanat ein aliphatisches oder aromatisches Diisocyanat oder Triisocyanat ist.
Heißschmelz-Klebemasse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Polyisocyanat ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Diphenylmethandiisocyanat (MDI), polymeres Diphenylmethandiisocyanat (PMDI,) Toluol-2,3-Diisocyanat (TDI), Toluol-2,6-Diisocyanat, 2,4,6-Toluoltriisocyanat und/oder 4,4',4''-Triphenylmethan-triisocyanat, 1,5-Naphthylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat (HDI), Isophorondiisocyanat (IPDI) und 1,4-Cyclohexyldiisocyanat (CHDI).
Heißschmelz-Klebemasse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Cyclodextrin ein cyclisches Oligosaccharid von α-1,4-verknüpften Glucosemolekülen der allgemeinen Formel I ist,
worin n eine ganze Zahl von 6 bis 20 bedeutet.
Heißschmelz-Klebemasse nach Anspruch 7, worin n eine ganze Zahl von 6 bis 15 bedeutet.
Heißschmelz-Klebemasse nach Anspruch 8, worin n eine ganze Zahl von 6 bis 9 bedeutet.
Heißschmelz-Klebemasse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Cyclodextrin in Form von Partikeln mit einer Partikelgröße in einem Bereich von 0,1 bis 50 μm vorliegt.
Heißschmelz-Klebemasse nach Anspruch 10, wobei das Cyclodextrin in Form von Partikeln mit einer Partikelgröße in einem Bereich von 10 bis 30 μm vorliegt.
Heißschmelz-Klebemasse nach Anspruch 11, wobei das Cyclodextrin in Form von Partikeln mit einer Partikelgröße in einem Bereich von 15 bis 25 μm vorliegt.
Heißschmelz-Klebemasse nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Gewichtsverhältnis von Polymer zu Cyclodextrin in einem Intervall von 90,000 bis 99,999 Gewichtsprozent zu 0,001 bis 10 Gewichtsprozent liegt.
Heißschmelz-Klebemasse nach Anspruch 13, wobei das Gewichtsverhältnis von Polymer zu Cyclodextrin in einem Intervall von 95,0 bis 99,9 Gewichtsprozent zu 0,1 zu 5,0 Gewichtsprozent liegt.
Verfahren zur Herstellung einer Heißschmelz-Klebemasse nach einem der Ansprüche 1 bis 14 umfassend folgende Schritte a) Vermischen des Polymers mit dem Cyclodextrin bei einer Temperatur, die über der Erweichungstemperatur (Schmelztemperatur) des Polymers liegt; b) Zugabe und Einmischen des Polyisocyanats in die erste Mischung vor dem Heißschmelzvorgang.
Verfahren zur Herstellung einer Heißschmelz-Klebemasse nach einem der Ansprüche 1 bis 14 umfassend folgende Schritte a) Vermischen des Cyclodextrins mit dem Polyisocyanat; b) Zugabe und Einmischen des Polymers in die erste Mischung vor dem Heißschmelzvorgang bei einer Temperatur, die über der Erweichungstemperatur (Schmelztemperatur) des Polymers liegt.
Verwendung einer Heißschmelz-Klebemasse nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Herstellung einer Heißschmelz-Klebeverbindung, Heißschmelz-Dichtung oder Heißschmelz-Beschichtung.
Fügeteile umfassend eine Heißschmelz-Klebeverbindung oder Beschichtung hergestellt mit einer Heißschmelz-Klebemasse nach einem der Ansprüche 1 bis 14.