DE19513627A1 - Adsorbens/organische Matrix-Zusammensetzung hergestellt unter Verwendung von gesättigten Olefinpolymeren - Google Patents
Adsorbens/organische Matrix-Zusammensetzung hergestellt unter Verwendung von gesättigten OlefinpolymerenInfo
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Description
Anorganische Adsorbensmaterialien wie Molekularsiebe, Zeolithe
usw. sind seit langem verwendet worden, um unerwünschte Bestand
teile aus Fluiden (gasförmig und/oder flüssig) zu entfernen.
Zeolithe wie Zeolith A und Zeolith X werden weit verbreitet bei
Trocknungen und Gasbehandlungen verwendet.
In vielen Fällen wird das Adsorbensmaterial in Form eines
freifließenden, teilchenförmigen Stoffes (z. B. Kügelchen)
eingesetzt, der mit dem zu behandelnden Fluid in Kontakt gebracht
wird. In anderen Fällen kann das Adsorbens in einer starren,
monolithischen Struktur wie einer Honigwabe eingebettet sein. Bei
vielen Anwendungen können diese Formen des Adsorbens praktisch
nicht verwendet werden. In den kürzlich entwickelten Fenster
abstandshalterstrukturen, die in den US-A-5 177 916 und 5 255 481
offenbart sind, ist das Adsorbensmaterial beispielsweise in eine
organische Matrix eingeführt, die dann an den Abstandshalter
angeheftet wird.
Bei solchen Fensterabstandshalteranwendungen gibt es viele
Erfordernisse, die das verwendete Adsorbens/organische Matrix-
System erfüllen muß. Das System muß leicht an dem Abstandshalter
anbringbar sein und muß während der Herstellung und des Betriebs
lebens des Fensters mechanisch stabil sein. Außerdem muß das
System in der Lage sein, seine adsorbierende Funktion ohne
Zersetzung bei Einwirkung von Temperaturveränderungen, Sonnen
licht usw. effektiv zu erfüllen.
Während einige Systeme für die
oben beschriebene Art von Abstandshalteranwendungen vorgeschlagen
worden sind, besteht weiterhin ein Bedarf an effektiveren und
verläßlicheren Adsorbens/organische Matrix-Systemen.
Die Erfindung liefert verbesserte Adsorbens/organischer Matrix
kleber-Zusammensetzungen. Die Zusammensetzungen sind insbesondere
für das Haften an Metallsubstraten wie Fensterabstandshaltern
geeignet.
Gemäß einem Aspekt umfaßt die Erfindung Zusammensetzungen, die
eine organische, klebrige Matrixkomponente und eine Adsorbenskom
ponente umfassen, wobei die organische Matrix gesättigtes
Olefinpolymer umfaßt. Das Olefinpolymer ist vorzugsweise ein
Copolymer oder Terpolymer, das vollständig aus Olefinmonomeren
gebildet ist. Am meisten bevorzugt ist das Olefinpolymer ein
Ethylen/Buten/Propylen-Terpolymer. Die organische Matrix kann
auch andere Komponenten wie Klebrigmacher enthalten.
Gemäß einem anderen Aspekt umfaßt die Erfindung Adsorbens/
organische Matrix-Zusammensetzungen, die gesättigte Olefinpolyme
re verwenden, wobei die Adsorbenskomponente ein erstes Adsorbens,
das daran angepaßt ist, primär Wasserdampf zu entfernen, und ein
zweites Adsorbens umfaßt, das daran angepaßt ist, primär
flüchtige organische Komponenten zu entfernen.
Die Zusammensetzungen sind vorzugsweise für die Verwendung
zusammen mit Isolierglasfensterabstandshaltern geeignet. Diese
und andere Aspekte der Erfindung sind im folgenden ausführlicher
beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Diagramm, in dem für die Zusammensetzung des
Beispiels die Wasseradsorption gegen die Zeit aufge
tragen ist.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm, in dem für die Zusammensetzung des
Beispiels die Viskosität gegen die angewendete Scher
rate aufgetragen ist.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen umfassen im allgemeinen
eine organische Matrixkomponente und eine Adsorbenskomponente.
Die Erfindung umfaßt Adsorbens/organischer Matrixkleber-Zusammen
setzungen, bei denen die primäre Komponente der organischen
Matrix ein Olefinterpolymer ist. Diese Zusammensetzungen sind
insbesondere geeignet für die Verwendung zusammen mit Fenster
abstandshaltern.
Die erfindungsgemäße organische Matrix kann aus jedem geeigneten
klebrigen, gesättigten Olefinpolymer sein, das für die Verwendung
als Heißschmelzklebstoff geeignet ist. Das Olefinpolymer ist
vorzugsweise ein Copolymer oder Terpolymer, das vollständig aus
Olefinmonomeren gebildet worden ist. Das Olefinpolymer weist
vorzugsweise eine Brookfield-Viskosität (bei 190°C - ASTM
D 3236) von etwa 3000 bis 4000 cP (3,0 bis 4,0 Pa·s), bevorzugter
etwa 3000 bis 3500 cP auf. Am meisten bevorzugt ist das
Olefinpolymer ein Ethylen/Buten/Propylen-Terpolymer wie EASTOFLEX
T1035, das von Eastman Chemical Company verkauft wird.
Die organische Matrix enthält vorzugsweise auch einen Klebrig
macher. Ein bevorzugter Klebrigmacher ist Polyisobutylen. Der
bevorzugte Polyisobutylen-Klebrigmacher weist ein Molekularge
wicht von etwa 8000 bis 15 000, bevorzugter etwa 10 000 bis 12 000
auf. Die am meisten bevorzugten Polyisobutylene sind diejenigen,
die von Exxon Chemical Company unter dem Warenzeichen VISTANEX
verkauft werden wie VISTANEX LM-MH. Die organische Matrix enthält
außerdem vorzugsweise ein Antioxidans. Jedes kommerziell
erhältliche Antioxidans kann verwendet werden, solange es die
Eigenschaften der Zusammensetzung nicht in einem signifikanten
Ausmaß nachteilig beeinträchtigt. Ein bevorzugtes Antioxidans,
Tetrakis[methylen-3(3′,5′-di-tert.-butyl-4′-hydroxyphenyl)pro
pionat]methan wird von Ciba-Geigy Co. als IRGANOX 1010 verkauft.
In gewissem Ausmaß können auch die Anteile der Materialien, die
in der organischen Matrix enthalten sind, variiert werden, was
von der Natur des Endgebrauches abhängt. Vorzugsweise umfaßt die
Matrix etwa 38 bis 45 Gewichtsteile des Olefinterpolymers,
bevorzugter etwa 40 bis 42 Gewichtsteile und etwa 2 bis 6 Ge
wichtsteile Klebrigmacher, bevorzugter etwa 3 bis 5 Gewichts
teile. Die Menge Antioxidans in der Matrix beträgt vorzugsweise
etwa 0,1 bis 0,5 Gewichtsteile, bevorzugter etwa 0,3 Gewichts
teile.
Die Adsorbenskomponente kann jedes geeignete Adsorbens oder jede
geeignete Kombination von Adsorbentien umfassen. Vorzugsweise
umfaßt die Adsorbenskomponente mindestens zwei verschiedene
Adsorbentien, wobei das erste Adsorbens daran angepaßt ist,
primär Wasserdampf zu entfernen, und das zweite Adsorbens daran
angepaßt ist, primär flüchtige organische Komponenten zu
entfernen. Ein bevorzugtes wasserentfernendes Adsorbens ist
Zeolith 3A, wobei jedoch andere Zeolithe mit ähnlichem oder etwas
kleinerem Porendurchmesser verwendet werden können. Der organi
sches Material entfernende Zeolith weist vorzugsweise einen
Porendurchmesser auf, der groß genug ist, um cyclische organi
sche Verbindungen wie Benzol oder Toluol zu adsorbieren.
Bevorzugte organische Materialien entfernende Adsorbentien sind
Zeolithe, die einen durchschnittlichen Porendurchmesser von
mindestens etwa 7 Å aufweisen. Zeolith Na-X (Zeolith 13X) ist im
allgemeinen bevorzugt.
Die Adsorbenskomponente umfaßt vorzugsweise etwa 37 bis 52 Ge
wichtsteile wasseradsorbierendes Adsorbens, bevorzugter etwa 42
bis 48 Gewichtsteile und etwa 3 bis 7 Gewichtsteile des organi
sches Material entfernenden Adsorbens, bevorzugter etwa 4 bis
5 Gewichtsteile.
Die Gesamtzusammensetzung umfaßt vorzugsweise etwa 40 bis
55 Gew.-% Adsorbenskomponente, bevorzugter etwa 45 bis 50 Gew.-%.
Die Zusammensetzung kann andere bekannte Hilfsmittel wie
Färbemittel, Dispergiermittel usw. enthalten, solange sie das
Verhalten der Zusammensetzung nicht in einem signifikanten Ausmaß
nachteilig beeinträchtigen.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können durch jedes
herkömmliche Mischverfahren gebildet werden. Vorzugsweise werden
die Bestandteile der organischen Matrix miteinander kombiniert,
bevor die Adsorbenskomponente zugegeben wird. Da die erfindungs
gemäßen Olefinpolymere Heißschmelzeigenschaften besitzen, wird
das Vermischen vorzugsweise unter Erhitzen (etwa 180 bis 310°F)
durchgeführt, um die Viskosität des Olefinpolymers zu verringern.
Die Adsorbenskomponenten werden vorzugsweise thermisch aktiviert,
wobei Bedingungen verwendet werden, die in der Technik bekannt
sind, bevor sie mit der organischen Matrix kombiniert werden.
Wenn mehrere Adsorbentien verwendet werden, werden die Adsorben
tien vorzugsweise physikalisch miteinander gemischt, bevor sie
zu der erhitzten Matrix gegeben werden.
Wenn die erhitzte Zusammensetzung einmal gebildet worden ist,
kann sie sofort auf das gewünschte Substrat aufgebracht werden
oder kann sie abgekühlt werden und für eine spätere Aufbringung
auf ein Substrat mittels herkömmlicher Heißschmelztechniken
gelagert werden.
451 lbs. Ethylen/Buten/Propylen-Terpolymer (EASTMAN T1035) wurden
mit 45 lbs. Polyisobutylen (VISTANEX LM-MH), 3,3 lbs. Antioxidans
(IRGANOX 1010) und 49,5 lbs. mittelgrauem Färbemittel (TiO₂ und
Ruß), das von Standridge Color Corp. verkauft wird, in einem
Nauta-Mischer kombiniert, der mit einem Ölmantel auf etwa 180°F
erhitzt wurde. Das anfängliche Vermischen führte zu einem
Ansteigen der Temperatur der Mischung auf etwa 250°F. Es wurden
495 lbs. Zeolith 3A (Grace Davison) und 55 lbs. Zeolith 13X
(Grace Davison) aktiviert und in den Mischer gegeben. Während des
folgenden Vermischens wurde durch den Mischvorgang Wärme erzeugt,
so daß die Temperatur der Mischung ein Maximum von etwa 310°F
erreichte. Die Gesamtmischzeit betrug etwa 8 Stunden.
Die resultierende Zusammensetzung hatte ausgezeichnete adsorbie
rende, rheologische und mechanische Eigenschaften. Die Wasser
adsorption der Zusammensetzung ist in Fig. 1 gezeigt. Die
Viskosität der Zusammensetzung als Funktion der Scherrate ist in
Fig. 2 gezeigt.
Claims (18)
1. Adsorbens/Klebstoff-Zusammensetzung, die eine organische,
klebrige Matrixkomponente und eine Adsorbenskomponente
umfaßt, wobei die organische Matrix gesättigtes Olefin
polymer umfaßt.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der die Matrix ferner
Klebrigmacher umfaßt.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der die Adsorbenskom
ponente ein erstes Adsorbens, das daran angepaßt ist, primär
Wasser zu adsorbieren, und ein zweites Adsorbens umfaßt, das
daran angepaßt ist, primär flüchtige organische Stoffe zu
adsorbieren.
4. Zusammensetzung nach Anspruch 2, bei der der Klebrigmacher
Polyisobutylen umfaßt.
5. Zusammensetzung nach Anspruch 3, bei der mindestens ein Teil
des ersten Adsorbens Zeolith 3A ist.
6. Zusammensetzung nach Anspruch 3, bei der mindestens ein Teil
des zweiten Adsorbens Zeolith 13X ist.
7. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das Olefinpolymer
ein Copolymer oder Terpolymer ist.
8. Zusammensetzung nach Anspruch 7, bei der das Copolymer oder
Terpolymer vollständig aus Olefinmonomeren gebildet worden
ist.
9. Zusammensetzung nach Anspruch 8, bei der das Olefinpolymer
ein Ethylen/Buten/Propylen-Terpolymer ist.
10. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der die Zusammensetzung
etwa 40 bis 55 Gew.-% der Adsorbenskomponente umfaßt.
11. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der die Matrix außerdem
Antioxidans umfaßt.
12. Zusammensetzung nach Anspruch 3, bei der die Trocknungskom
ponente etwa 37 bis 52 Gewichtsteile des ersten Adsorbens
und 3 bis 7 Gewichtsteile des zweiten Adsorbens umfaßt.
13. Zusammensetzung nach Anspruch 12, bei der die Trocknungskom
ponente etwa 42 bis 48 Gewichtsteile des ersten Adsorbens
und 4 bis 5 Gewichtsteile des zweiten Adsorbens umfaßt.
14. Zusammensetzung nach Anspruch 2, bei der die organische
Matrix etwa 38 bis 45 Gewichtsteile des Olefinpolymers und
etwa 2 bis 6 Gewichtsteile Klebrigmacher umfaßt.
15. Zusammensetzung nach Anspruch 14, bei der die organische
Matrix etwa 40 bis 42 Gewichtsteile des Olefinpolymers und
etwa 3 bis 5 Gewichtsteile Klebrigmacher umfaßt.
16. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das Olefinpolymer
bei 190°C eine Brookfield-Viskosität von etwa 3000 bis
4000 mPa·s aufweist.
17. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der die Zusammensetzung
ferner ein Färbemittel umfaßt.
18. Beschichtetes Metallsubstrat, das für die Verwendung als
Fensterabstandshalter geeignet ist, wobei das Substrat mit
einer Zusammensetzung beschichtet ist, die eine Adsorbens
komponente in einer organischen Matrix umfaßt, die ein
gesättigtes Olefinpolymer enthält.
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