Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betrifft das Gebiet der Scheibenreinigung insbesondere im Fahrzeugbau
und in der Fahrzeugreparatur. Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Zusammensetzung
umfassend mindestens ein Trägermaterial und mindestens eine Kieselsäure und/oder mindestens
ein Silicat zur Entfernung von Silikonverbindungen auf einer Glas- oder Glaskeramikoberfläche.
Stand der Technik
[0002] Beim Verkleben von Scheiben mit einem Substrat sind Verunreinigungen auf Glasscheiben
ein grosses Problem. Insbesondere Rückstände von Schmiermitteln und Ölen oder Silikonverbindungen
auf Glasscheiben, welche oft während des Herstellprozesses oder dem Transport von
Scheiben auftreten, können zu fehlerhaften Verklebungen führen, da Klebstoffe auf
silikonartigen Verschmutzungen oder auf einer öligen Oberfläche nicht haften.
[0003] Eine Reihe von Reinigungsmittel und -verfahren werden verwendet, um Verunreinigungen
auf Scheiben zu entfernen. Dazu gehören zum Beispiel Lösungsmittel wie Alkohole oder
wässrige Zusammensetzungen mit Tensiden. Solche Lösungsmittel sind aber nicht geeignet,
um silikonhaltige Verschmutzungen oder Öle zu lösen. Deshalb werden stärkere Lösungsmittel
wie z.B. aliphatische Lösungsmittel, Aromate oder Ketone eingesetzt. Aufgrund von
arbeitshygienischen und sicherheitstechnischen Gründen sind derartige Lösungsmittel
basierende Reinigungsmittel jedoch vielfach nicht erwünscht. Zusätzlich sind Lösungsmittel
nicht geeignet, um Silikonverbindungen zuverlässig zu entfernen. Weiterhin sind physikalische,
beziehungsweise physikochemische, Reinigungsverfahren bekannt. Dazu zählen insbesondere
diverse Plasma-Behandlungen, Behandlung mit Trockeneis oder Behandlung mit Schleifmittel
wie zum Beispiel aus der Serie von Scotch-Brite
™, kommerziell erhältlich von der Firma 3M
™. Alle diese Verfahren weisen aber erhebliche Nachteile auf. So ist eine Plasma-Behandlung
sehr aufwendig und teuer und nicht mobil, weil die Plasma-Apparatur in der Regel an
einem festen Ort installiert ist. Die Behandlung mit Trockeneis ist ebenfalls sehr
teuer. Zudem kann der starke Temperaturunterschied auf der Scheibe zu Glasbruch führen.
Schleifmittel können die Scheibe zerkratzen, was einerseits aus optischen und/oder
aus ästhetischen Gründen nicht erwünscht ist und zudem zu Glasbruch und zur Entfernung
der Keramikschicht und somit des UV-Schutzes der Verklebung führen kann.
[0004] Es besteht daher das Bedürfnis nach Zusammensetzungen, welche Silikonverunreinigungen
effizient, einfach und kostengünstig entfernen.
Darstellung der Erfindung
[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Zusammensetzungen für die Reinigung
von Scheibenoberflächen, insbesondere für die Entfernung von Silikonverbindungen,
zur Verfügung zu stellen, welche die Nachteile des Standes des Technik überwinden.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass eine Verwendung und eine Zusammensetzung
gemäss den unabhängigen Ansprüchen diese Aufgabe löst.
[0006] Die Verwendung derartiger Zusammensetzungen umfassend mindestens ein Trägermaterial
und mindestens eine Kieselsäure und/oder mindestens ein Silicat führt zur effizienten
Entfernung von Silikonverbindungen von einer Glas- oder Glaskeramikoberfläche, ohne
die Glas- oder Glaskeramikoberfläche zu beschädigen. Zudem weisen derartige Zusammensetzungen
eine hervorragende Verarbeitbarkeit auf.
[0007] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Weg zur Ausführung der Erfindung
[0008] Ein Aspekt der vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer Zusammensetzung
umfassend ein Trägermaterial und Kieselsäure, vorzugsweise eine pyrogene Kieselsäure,
und/oder Silicate zur Entfernung von unerwünschten Verunreinigungen, insbesondere
Silikonverbindungen oder Öle, welche sich als Verunreinigungen auf einer Glas- oder
Glaskeramikoberfläche befinden.
[0009] Als Trägermaterial der erfindungsgemässen Zusammensetzung kommt ein Lösungsmittel
oder ein Werkstoff, insbesondere ein Faserwerkstoff oder eine Polymermatrix in Frage.
[0010] Als eingesetzte Lösungsmittel geeignet sind Wasser und organische Lösungsmittel.
Die Auswahl erfolgt nach technischen, bevorzugt aber auch nach ökologischen Gesichtspunkten,
wie beispielsweise die Toxizität, Wassergefährdungsklassen oder biologische Abbaubarkeit.
[0011] Als organische Lösungsmittel sind besonders geeignet Alkohole, vorzugsweise Methanol,
Ethanol, Propanol, Isopropanol, Butanol, höhere Alkohole, wie Ethylenglykol, Glycerin,
Polyetherpolyole wie Polyethylenglykole und Etheralkohole, wie Butylglykol, Methoxypropanol,
und Alkylpolyethylenglykole, aber auch Aldehyde, Ester, Ether, Amide oder Ketone,
insbesondere Aceton, Methylethylketon, Kohlenwasserstoffe, insbesondere Methylester,
Ethylester, Isopropylester, Heptan, Cyclohexan, Xylol, Toluol, White Spirit sowie
deren Mischungen. Als bevorzugt gelten Ethylacetat, Ethanol, Isopropanol oder Heptan,
sowie Mischungen davon.
[0012] Insbesondere bevorzugt ist Wasser als Lösungsmittel. Weiterhin bevorzugt sind Gemische
von Wasser mit Alkoholen mit einem Wasseranteil von mehr als 50 Gew.-%, bevorzugt
mehr als 65 Gew.-%, insbesondere mehr als 80 Gew.-%.
[0013] Der Gehalt an Lösungsmittel beträgt üblicherweise zwischen 90 und 99.9 Gew.-%, insbesondere
zwischen 95 und 99.9 Gew.-%, bevorzugt zwischen 99 und 99.9 Gew.-%, bezogen auf das
Gewicht der Zusammensetzung.
[0014] Das Lösungsmittel dient in der vorliegenden Erfindung nicht dazu, die Kieselsäure
oder die Silicate zu lösen, sondern wird für diese Komponenten als Trägermaterial
eingesetzt. Weitere Zusatzstoffe, welche die erfindungsgemässe Zusammensetzung umfasst,
können hingegen im Lösungsmittel gelöst vorliegen.
[0015] In einer Ausführungsform ist das Trägermaterial ein Faserwerkstoff. Unter Faserwerkstoff
ist im ganzen vorliegenden Dokument ein Werkstoff zu verstehen, welcher aus Fasern
aufgebaut ist. Die Fasern umfassen oder bestehen aus organischem oder synthetischem
Material. Insbesondere handelt es sich um Zellulose-, Baumwollfasern, Proteinfasern
oder um synthetische Fasern. Als synthetische Fasern sind vor allem bevorzugt Fasern
aus Polyester oder aus einem Homo- oder Copolymeren von Ethylen und/oder Propylen
oder aus Viskose zu nennen. Die Fasern können hierbei Kurzfasern oder Langfasern,
gesponnene, gewebte oder ungewebte Fasern oder Filamente sein. Weiterhin können die
Fasern gerichtete oder gestreckte Fasern sein. Weiterhin kann es vorteilhaft sein,
unterschiedliche Fasern, sowohl in Geometrie als auch Zusammensetzung, miteinander
zu verwenden.
[0016] Weiterhin umfasst der Faserwerkstoff Hohlräume. Diese Hohlräume werden durch geeignete
Herstellverfahren aufgebaut. Hierbei ist bevorzugt, dass die Hohlräume nicht vollständig
abgeschlossen sind, sondern dass sie mit der Umgebung direkt oder über Kanäle in Verbindung
stehen. Damit soll eine schwammartige Struktur geschaffen werden, die insbesondere
eine hohe Aufnahmekapazität von Flüssigkeiten ermöglicht.
[0017] Der aus Fasern aufgebaute Körper kann auf die verschiedensten dem Fachmann bekannten
Verfahren hergestellt werden. Insbesondere kommen Körper zum Einsatz, die ein Gewebe,
Gelege oder Gewirke sind.
[0018] Der Faserwerkstoff kann ein lockereres Material aus Spinnfasern oder Filamenten sein,
deren Zusammenhalt im Allgemeinen durch die den Fasern eigene Haftung gegeben ist.
Hierbei können die Einzelfasern eine Vorzugsrichtung aufweisen oder ungerichtet sein.
Der aus Fasern aufgebauter Körper kann mechanisch verfestigt werden durch Vernadeln,
Vermaschen oder durch Verwirbeln mittels scharfer Wasserstrahlen.
[0019] Besonders bevorzugt als Faserwerkstoff ist ein Tuch, vorzugsweise ein Tuch aus Zellulose-
oder Baumwollfasern, wie zum Beispiel ein Papiertuch, wie Tela®, kommerziell erhältlich
bei Tela-Kimberly Switzerland GmbH, oder Kleenex®, kommerziell erhältlich bei Hakle-Kimberly
Schweiz. Aber auch ein Mikrofasertuch, Wolle, Filze oder Vliese können verwendet werden.
[0020] Zur Herstellung einer Zusammensetzung umfassend einen Faserwerkstoff sowie Kieselsäure
und/oder Silicate wird der Faserwerkstoff bevorzugt in eine Suspension umfassend Kieselsäure
und/oder Silicate und ein Lösungsmittel, vorzugsweise ein wässriges Lösungsmittel,
getaucht. Als Lösungsmittel eignen sich solche, wie sie oben bereits für das Lösungsmittel
als Trägermaterial beschrieben wurden. Besonders geeignet sind Wasser oder ein organisches
Lösungsmittel. Der Gehalt an Kieselsäure und/oder Silicate in der Suspension beträgt
vorzugsweise zwischen 0.01 und 10 Gew.-%, zwischen 0.01 und 5 Gew.-%, bevorzugt zwischen
0.1 und 1 Gew.-%, insbesondere zwischen 0,1 und 0.5 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen
0.2 und 0.4 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Suspension.
[0021] Der Faserwerkstoff kann sofort verwendet werden oder nach dem Eintauchen in die Suspension
getrocknet werden. Die Dauer während der ein getrockneter Faserwerkstoff umfassend
Kieselsäure und/oder Silicate aufbewahrt wird, hat keinen Effekt auf das Resultat
der Reinigung. Zur verbesserten Haftung der Kieselsäure und/oder Silicate auf dem
Faserwerkstoff kann die Suspension zusätzlich ein Bindemittel umfassen. Als Bindemittel
kommen natürliche oder synthetische Stoffe in Frage. Wird der Faserwerkstoff getrocknet,
wird vorzugsweise entweder der Faserwerkstoff oder die zu reinigende Oberfläche vor
Gebrauch benetzt, vorzugsweise mit Wasser oder einem herkömmlichen Reinigungsmittel,
insbesondere mit einem Glasreinigungsmittel. Besonders bevorzugt ist die Benetzung
der zu reinigenden Oberfläche oder des Faserwerkstoffs mit einer Zusammensetzung umfassend
eine Haftvermittlerzusammensetzung.
[0022] Der Vorteil der Verwendung einer Zusammensetzung umfassend einen Faserwerkstoff mit
Kieselsäure und/oder Silicate besteht darin, dass ein solcher Faserwerkstoff mit der
Kieselsäure und/oder Silicate verkauft werden kann und bei der Anwendung eine beliebige
Flüssigkeit wie Wasser, ein organisches Lösungsmittel oder ein gewöhnlicher Glasreiniger
verwendet werden kann, welcher auf jede beliebige Weise auf die Oberfläche oder den
Faserwerkstoff aufgetragen werden, also auch aufgesprüht werden kann.
[0023] In einer weiteren Ausführungsform ist das Trägermaterial eine Polymermatrix. Besonders
geeignet ist eine Matrix aus Polymeren, welche natürliche oder synthetische elastische
Polymere, Gummi aus vulkanisiertem Kautschuk oder Thermoplaste umfasst oder daraus
besteht. Eine geeignete Polymermatrix ist bei Gebrauchstemperatur, das heisst bei
Temperaturen zwischen -20 bis 50°C, vorzugsweise zwischen 0 bis 40°C, besonders bevorzugt
zwischen 10 bis 30°C, insbesondere bei 20°C, elastisch.
[0024] Beispiele für geeignete Polymere sind Aushärtungsprodukte von Polymeren, welche Isocyanat-Gruppen,
Acrylat-Gruppen, Epoxy-Gruppen und/oder Silan-Gruppen aufweisen oder deren Mischungen,
insbesondere Polymere basierend auf Polyurethanen.
[0025] In einer ersten Ausführungsform handelt es sich beim Polymer um ein Polymer basierend
auf Polyurethan. Polyurethan basierende Polymere werden aus Polyisocyanat, vorzugsweise
aus mehreren Isocyanat-Gruppen aufweisenden Polyurethanprepolymeren hergestellt.
[0026] Das Polyurethanprepolymer wird aus der Umsetzung mindestens eines Polyisocyanates
mit einer Verbindung, welche zwei oder mehrere NCO-reaktive funktionelle Gruppen aufweist
erhalten. Derartige NCO-reaktive Gruppen sind insbesondere Hydroxyl-, Merkapto- und
primäre oder sekundäre Amino-Gruppen.
[0027] Als Verbindung, welche zwei oder mehrere NCO-reaktive funktionelle Gruppen aufweist,
gelten insbesondere Polyole, Polyamine, oder Polyaminoalkohole.
[0028] Beispiele für Polyaminoalkohole sind Diethanolamin, Ethanolamin, Triethanolamin sowie
Reaktionsprodukte von Epoxiden mit Aminen, insbesondere von Diglycidylethern mit Polyaminen.
[0029] Als Polyole sind insbesondere Polyetherpolyole, Polycarbonatdiole und Polyesterpolyole
bevorzugt.
[0030] Besonders geeignet sind Polyoxyalkylendiole oder Polyoxyalkylentriole, insbesondere
Polyoxypropylendiole oder Polyoxypropylentriole.
[0031] Als Polyesterpolyole sind insbesondere jene geeignet, welche hergestellt sind beispielsweise
aus zwei- bis dreiwertigen Alkoholen, wie beispielsweise 1,2-Ethandiol, Diethylenglykol,
1,2-Propandiol, Dipropylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglykol,
Glycerin, 1,1,1-Trimethylolpropan oder Mischungen der vorgenannten Alkohole, mit organischen
Dicarbonsäuren oder deren Anhydride oder Ester, wie beispielsweise Bernsteinsäure,
Glutarsäure, Adipinsäure, Korksäure, Sebacinsäure, Dodecandicarbonsäure, Maleinsäure,
Fumarsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure und Hexahydrophthalsäure
oder Mischungen der vorgenannten Säuren, sowie Polyesterpolyole aus Lactonen wie beispielsweise
aus ε-Caprolacton.
[0032] Besonders bevorzugte Polyesterpolyole sind Polyesterpolyole aus Adipinsäure, Sebacinsäure
oder Dodecandicarbonsäure als Dicarbonsäure und aus Hexandiol oder Neopentylglycol
als zweiwertigen Alkohol. Die Polyesterpolyole weisen bevorzugt ein Molekulargewicht
von 1500 bis 15'0000 g/mol, insbesondere von 1500 bis 8000 g/mol, bevorzugt von 2000
bis 5500 g/mol, auf.
[0033] Besonders bevorzugte Polyesterpolyole sind Adipinsäure/Hexandiol-Polyester und Dodecandicarbonsäure/Hexandiol-Polyester.
[0034] Die Herstellung der Polyurethanprepolymere erfolgt in einer bekannten Art und Weise
direkt aus den Polyisocyanaten und den NCO-reaktiven Verbindungen, beispielsweise
den Polyolen, oder durch schrittweise Adduktionsverfahren.
[0035] Bevorzugt sind Polyurethanprepolymere aus Polyolen und Polyisocyanten, insbesondere
aus Diolen, Triolen oder Diol/Triol-Mischungen sowie aus Diisocyanaten, Trisocyanaten
oder Diisocyanat/Trisocyanat-Mischungen.
[0036] Besonders geeignet als Trägermaterial ist eine thermoplastische Polymermatrix umfassend
oder bestehend aus mindestens einem Thermoplasten, welcher ein Copolymer aus mindestens
zwei Monomeren umfasst oder daraus besteht. Bevorzugt sind Homo- oder Copolymere von
ungesättigten Monomeren, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe umfassend Ethylen,
Propylen, Styrol, (Meth)acrylsäure, Ethylenterephthalat, Amide, Carbonate, Enylensulfid,
Imid, und deren Ester, Vinylacetat, Vinylester und Vinylalkohol. Insbesondere eignen
sich Ethylenvinylacetat (EVA) sowie ataktische Poly-α-olefine(APAO), Polypropylen
(PP), Polyethylen (PE), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Acrylonitril-Butadien-Styrol-Copolymere
(ABS), Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polyester (PE), Polyoxymethylen (POM), insbesondere
Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) oder deren Mischungen. Besonders bevorzugt
wird eine Polymermatrix basierend auf thermoplastischem Polyurethan.
[0037] Auch Mischungen von zwei oder mehreren Polymeren, sogenannte Polymerblends, können
verwendet werden.
[0038] Neben dem Trägermaterial umfasst die erfindungsgemässe Zusammensetzung mindestens
eine Kieselsäure oder mindestens ein Silicat oder deren Mischungen. Insbesondere sind
diejenigen Kieselsäuren, oder Silicate bevorzugt, welche eine Mohs'sche Härte von
weniger als diejenige von Glas, vorzugsweise weniger als 7, bevorzugt weniger als
6.6, insbesondere bevorzugt weniger als 6 haben, damit die Glas- oder Glaskeramikoberfläche
nicht zerkratzt wird.
[0039] Beispiele für geeignete Kieselsäuren sind amorphe oder kolloidale Kieselsäuren, wie
pyrogene Kieselsäuren oder Silicagel. Besonders bevorzugt ist eine pyrogene Kieselsäure,
z.B. kommerziell erhältlich als Aerosil® von Degussa.
[0040] Zu den Silicaten gehören die Salze und Ester der Orthokieselsäure. Als Silicate besonders
geeignet sind die Schichtsilicate, insbesondere die zu den Schichtsilicaten gehörenden
Tonminerale, wie beispielsweise Kaolinit, Dickit, Nakrit, Smektite, Glaukonit, Vermiculit
oder Bentonit. Besonders bevorzugt sind Bentonite.
[0041] Ist das Trägermaterial ein Lösungsmittel, wird bevorzugt eine pyrogene Kieselsäure
als Kieselsäure eingesetzt, wegen ihrem sehr langsamen Sedimentationsverhalten.
[0042] Der Gehalt an Kieselsäure oder Silicate beträgt in einer Zusammensetzung umfassend
Lösungsmittel als Trägermaterial üblicherweise zwischen 0.01 und 10 Gew.-%, zwischen
0.01 und 5 Gew.-%, bevorzugt zwischen 0.1 und 1 Gew.-%, insbesondere zwischen 0,1
und 0.5 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 0.2 und 0.4 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Zusammensetzung.
[0043] Der Gehalt an Kieselsäure oder Silicate beträgt in einer Zusammensetzung umfassend
eine Polymermatrix als Trägermaterial üblicherweise zwischen 0.1 und 50 Gew.-%, insbesondere
zwischen 1 und 30 Gew.-%, bevorzugt zwischen 1 und 20 Gew.-%, besonders bevorzugt
zwischen 5 und 10 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
[0044] Die Kieselsäure oder Silicate können beispielsweise im Trägermaterial als Suspension
oder am Trägermaterial gebunden vorliegen.
[0045] In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Zusammensetzung zusätzlich ein Netzmittel.
Netzmittel-umfassende Zusammensetzungen sind besonders bevorzugt, wenn das Trägermaterial
der Zusammensetzung ein Lösungsmittel, insbesondere Wasser, ist. Als Netzmittel können
natürliche oder synthetische Stoffe verwendet werden, welche in Lösungen die Oberflächenspannung
des Wassers oder anderer Flüssigkeiten herabsetzen. Als Netzmittel, auch Tenside genannt,
können anionische, kationische, nichtionische oder ampholytische Tenside oder deren
Mischungen verwendet werden.
[0046] Beispiele für anionische Tenside sind Carboxylat-, Sulfat-, Phosphat-oder Sulfonat-Gruppen
aufweisende Tenside, wie zum Beispiel Aminsäurederivate, Alkylbenzolsulfonate, insbesondere
Dodecylbenzolsulfonate, Fettalkoholethersulfate, Fettalkoholsulfate, Seifen, Alkylphenolethoxylate,
Fettalkoholethoxylate, aber auch Alkansulfonate, Olefinsulfonate oder Alkylphosphate.
[0047] Zu den nichtionischen Tensiden, den sogenannten Niotensiden, gehören beispielsweise
Ethoxylate, wie zum Beispiel ethoxylierte Additionsprodukte von Alkoholen, Amine,
Fettsäuren, Fettsäureamide, Alkylphenole, Ethanolamide, Fettamine, Polysiloxane oder
Fettsäureester, aber auch Alkyl- oder Alkylphenyl-polyglykolether, wie zum Beispiel
Fettalkoholpolyglykolether, oder Fettsäureamide, Alkylglykoside, Zuckerester, Sorbitanester,
Polysorbate oder Trialkylaminoxide.
[0048] Beispiele für kationische Tenside sind quartäre Ammonium- oder Phosphoniumverbindungen,
wie zum Beispiel Tetraalkylammoniumsalze, N-,N-dialkylimidazolinverbindungen, Dimethyldistearylammoniumverbindungen
oder N-Alkylpyridinverbindungen, insbesondere Ammoniumchloride.
[0049] Zu den ampholytischen oder amphoterischen Tensiden gehören amphotere Elektrolyte,
sogenannte Ampholyte, wie zum Beispiel Aminocarbonsäuren oder Betaine.
[0050] Als Netzmittel können aber auch Polypropylenglycole, Siliconbasierende Tenside oder
Fluortenside verwendet werden.
[0051] Besonders geeignete Netzmittel der erfindungsgemässen Zusammensetzung sind anionische
Tenside, insbesondere Alkylbenzolsulfonate, oder nichtionische Tenside, insbesondere
Ethoxylate. Speziell geeignete Netzmittel sind ethoxylierte Polysiloxane, ethoxylierte
Fluortenside, Dodecylbenzolsulfonate oder Nonylphenol Ethoxylate.
[0052] Der Gehalt an Netzmittel beträgt üblicherweise zwischen 0 und 10 Gew.-%, insbesondere
zwischen 0 und 5 Gew.-%, bevorzugt zwischen 0.01 und 1 Gew.-%, besonders bevorzugt
zwischen 0,1 und 0.5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
[0053] In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Zusammensetzung mindestens eine Haftvermittlerzusammensetzung,
insbesondere eine Haftvermittlerzusammensetzung umfassend mindestens eine hydrolysierbare
Haftvermittlersubstanz enthaltend oder bestehend aus einer Silan- und/oder Titanatverbindung.
[0054] Die mindestens eine hydrolysierbare Haftvermittlersubstanz kann eine Organo-Siliziumverbindung
sein. Grundsätzlich sind alle dem Fachmann bekannte Organo-Siliziumverbindungen, welche
als Haftvermittler eingesetzt werden, geeignet. Bevorzugt trägt diese Organo-Siliziumverbindung
mindestens eine, insbesondere mindestens zwei, Alkoxygruppe, welche über eine Sauerstoff-Silizium-Bindung
direkt an ein Siliziumatom gebunden ist oder sind. Weiterhin trägt die Organo-Siliziumverbindung
mindestens einen Substituenten, welcher über eine Silizium-Kohlenstoffbindung an das
Siliziumatom gebunden ist, und welcher gegebenenfalls eine funktionelle Gruppe aufweist,
welche ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Oxiran-, Hydroxy-, (Meth)acryloxy-,
Amino-, Mercapto- und Vinylgruppe. Insbesondere handelt es sich bei der hydrolysierbaren
Haftvermittlersubstanz um eine Verbindung der Formel (I)

[0055] Der Substituent R
1 steht hierbei für eine lineare oder verzweigte, gegebenenfalls cyclische, Alkylengruppe
mit 1 bis 20 C-Atomen, gegebenenfalls mit aromatischen Anteilen, und gegebenenfalls
mit einem oder mehreren Heteroatomen, insbesondere Stickstoffatomen.
[0056] Der Substituent R
2 steht für eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 C-Atomen, insbesondere für Methyl oder Ethyl.
[0057] Weiterhin steht der Substituent R
3 für eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 C-Atomen, insbesondere Methyl und der Substituent
X steht für ein H, oder eine funktionelle Gruppe, welche ausgewählt ist aus der Gruppe
umfassend Oxiran, OH, (Meth)acryloxy, Amin, SH und Vinyl.
[0058] Schliesslich steht a für einen der Werte 0,1 oder 2. Bevorzugt ist a = 0.
[0059] Als Substituenten R
1 bevorzugt ist Methylen-, Propylen-, Methylpropylen-, Butylen- oder Dimethylbutylengruppe.
Bevorzugt ist R
1 eine Propylengruppe.
[0060] Geeignete Organo-Siliziumverbindungen sind kommerziell gut erhältlich und sind insbesondere
bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend Methyltriacetoxysilan, Ethyltriacetoxysilan,
3-Methacryloxypropyltrialkoxysilane, 3-Aminopropyltrialkoxysilane, Bis-[3-(trialkoxysilyl)-propyl]-amine,
Tris-[3-(trialkoxysilyl)-propyl]-amine, 3-Aminopropyltrialkoxysilane, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyl-trialkoxysilane,
N-(2-Aminoethyl)-N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyl-trialkoxysilane, 3-Glycidyloxypropyltrialkoxysilane,
3-Mercaptopropyltrialkoxysilane, Vinyltrialkoxysilane, Methyltrialkoxysilane, Octyltrialkoxysilane,
Dodecyltrialkoxysilane und Hexadecyltrialkoxysilane, insbesondere geeignet sind die
Methoxy- und Ethoxysilane der oben genannten Verbindungen.
[0061] Die mindestens eine hydrolysierbare Haftvermittlersubstanz kann weiterhin eine Organo-Titanverbindung
sein. Grundsätzlich sind alle dem Fachmann bekannte Organo-Titanverbindungen, welche
als Haftvermittler eingesetzt werden, geeignet.
[0062] Insbesondere geeignet sind Organo-Titanverbindung, welche mindestens eine funktionelle
Gruppe trägt, welche ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Alkoxygruppe, Sulfonatgruppe,
Phosphate, Carboxylatgruppe Acetylacetonat, oder Mischungen davon trägt, und welche
über ein Sauerstoff-Titan-Bindung direkt an ein Titanatom gebunden ist.
[0063] Als Alkoxygruppen haben sich insbesondere Isopropoxy- und sogenannte Neoalkoxy-Substituenten,
insbesondere der folgenden Formel besonders geeignet erwiesen

[0064] Als Sulfonsäuren haben sich insbesondere aromatische Sulfonsäuren, deren Aromaten
mit einer Alkylgruppe substituiert sind, besonders geeignet erwiesen. Als bevorzugte
Sulfonsäuren gelten Reste der folgenden Formel

[0065] Als Carboxylatgruppen haben sich insbesondere Carboxylate von Fettsäuren besonders
geeignet erwiesen. Als bevorzugte Carboxylate gelten Stearate und Isostearate.
[0066] In allen den obigen Formel zeigt die gestrichelte Bindung hierbei die Verbindung
zum Titanatom an.
[0067] Organo-Titanverbindungen sind kommerziell erhältlich, beispielsweise bei der Firma
Kenrich Petrochemicals oder DuPont. Beispiele für geeignete Organo-Titanverbindungenverbindungen
sind beispielsweise Ken-React® KR TTS, KR 7, KR 9S, KR 12, KR 26S, KR 33DS, KR 38S,
KR 39DS, KR44, KR 134S, KR 138S, KR 158FS, KR212, KR 238S, KR 262ES, KR 138D, KR 158D,
KR238T, KR 238M, KR238A, KR238J, KR262A, LICA 38J, , KR 55, LICA1, LICA 09, LICA 12,
LICA 38, LICA 44, LICA 97, LICA 99, KR OPPR, KROPP2, von Kenrich Petrochemicals oder
Tyzor ® ET, TPT, NPT, BTM AA, AA-75, AA-95, AA-105, TE, ETAM von DuPont. Bevorzugt
gelten Ken-React® KR 7, KR 9S, KR 12, KR 26S, KR 38S, KR44, LICA 09, LICA 44 sowie
Tyzor® ET, TPT, NPT, BTM, AA, AA-75, AA-95, AA-105, TE, ETAM von DuPont.
[0068] Die mindestens eine hydrolysierbare Haftvermittlersubstanz kann weiterhin eine Organo-Zirkoniumverbindung
sein. Grundsätzlich sind alle dem Fachmann bekannte Organo-Zirkoniumverbindungen,
welche als Haftvermittler eingesetzt werden, geeignet. Insbesondere geeignet sind
Organo-Zirkoniumverbindungen, welche mindestens eine funktionelle Gruppe trägt, welche
ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Alkoxygruppe, Sulfonatgruppe, Carboxylatgruppe,
Phosphat oder Mischungen davon trägt, und welche über ein Sauerstoff-Zirkonium-Bindung
direkt an ein Zirkoniumatom gebunden ist.
[0069] Als Alkoxygruppen haben sich insbesondere Isopropoxy- und sogenannte Neoalkoxy-Substituenten,
insbesondere der folgenden Formel besonders geeignet erwiesen

[0070] Als Sulfonsäuren haben sich insbesondere aromatische Sulfonsäuren, deren Aromaten
mit einer Alkylgruppe substituiert sind, besonders geeignet erwiesen. Als bevorzugte
Sulfonsäuren gelten Reste der folgenden Formel

[0071] Als Carboxylatgruppen haben sich insbesondere Carboxylate von Fettsäuren besonders
geeignet erwiesen. Als bevorzugte Carboxylate gelten Stearate und Isostearate.
[0072] In allen den obigen Formel zeigt die gestrichelte Bindung hierbei die Verbindung
zum Zirkoniumatom an.
[0073] Organo-Zirkoniumverbindungen sind kommerziell erhältlich, beispielsweise bei der
Firma Kenrich Petrochemicals. Beispiele für geeignete Organo-Zirkoniumverbindungen
sind beispielsweise Ken-React® NZ 38J, NZ TPPJ, KZ OPPR, KZ TPP, NZ 01, NZ 09, NZ
12, NZ38, NZ 44, NZ 97.
[0074] Weiterhin kann die Haftvermittlersubstanz der erfindungsgemässen Zusammensetzung
Mischungen von mindestens einer Organo-Siliziumverbindung mit mindestens einer Organo-Titanverbindung
und/oder mit mindestens einer Organo-Zirkoniumverbindung enthalten. Ebenso sind Mischungen
von mindestens einer Organo-Titanverbindung mit mindestens einer Organo-Zirkoniumverbindung
möglich. Bevorzugt sind Mischungen von mindestens einer Organo-Siliziumverbindung
mit mindestens einer Organo-Titanverbindung.
[0075] Besonders bevorzugt sind Mischungen von mehreren Organo-Siliziumverbindungen oder
Mischungen von einer Organo-Siliziumverbindung mit einer Organo-Titanverbindung, bzw
Organo-Zirkoniumverbindung.
[0076] Als Mischungen von Organo-Siliziumverbindungen haben sich besonders gut Mischungen
von Haftvermittlersubstanzen der Formeln (1) erwiesen, wobei mindestens eine dieser
Substituenten H als Substituenten X trägt und mindestens eine dieser Substanzen eine
funktionelle Gruppe, welche ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Oxiran, (Meth)acryloxy,
Amin, SH und Vinyl, als Substituenten X trägt. Bevorzugt handelt es sich bei diesen
Mischungen um mindestens ein Alkyl-Trialkoxysilan mit einem Aminoalkyl-Trialkoxysilan
und/oder Mercaptoalkyl-Trialkoxysilan.
[0077] Die Haftvermittlerzusammensetzung kann neben den beschriebenen hydrolysierbaren Haftvermittlersubstanzen
weitere Bestandteile umfassen. Solche Haftvermittlerzusammensetzungen umfassen, für
den Fall, dass das Trägermaterial der erfindungsgemässen Zusammensetzung kein organisches
Lösungsmittel ist, neben der hydrolysierbaren Haftvermittlersubstanz bevorzugt mindestens
ein organisches Lösungsmittel. Dabei eignen sich insbesondere solche organische Lösungsmittel,
wie sie oben für das Trägermaterial beschrieben wurden.
[0078] Als weitere Komponente in der Haftvermittlerzusammensetzung kann ein reaktives Bindemittel
vorhanden sein, wobei insbesondere Polyurethanprepolymere mit Isocyanatgruppen und
/ oder Silangruppen erwähnt werden sollen; oder es können Polyisocyanate vorhanden
sein, zum Beispiel Tris-(4-isocyanatophenyl)-methan, Tris-(4-isocyanatophenyl)-thiophosphat,
die bereits erwähnten monomeren MDI, TDI, HDI und IPDI, sowie Oligo-, Poly- oder Copolymere
dieser Monomere, wie polymeres HDI, polymeres MDI, beispielsweise kommerziell erhältlich
als Voranate
® M 229 (Dow), Desmodur
® VL R 20 (Bayer), oder Allophanate, Biurete, Uretdione und Isocyanurate dieser Monomere,
insbesondere HDI-Biurete, wie beispielsweise kommerziell erhältlich als Desmodur
® N-100 (Bayer), Luxate
® HDB 9000 (Lyondell/Bayer), HDI-Trimere, wie beispielsweise kommerziell erhältlich
als Desmodur
® N-3300 (Bayer), Desmodur
® N-3600 (Bayer), Luxate
® HT 2000 (Lyondell/Bayer), Desmodur
® XP 2410, HDI-Dimere, wie beispielsweise kommerziell erhältlich als Desmodur
® N-3400 (Bayer), Luxate
® HD 100 (Lyondell/Bayer), IPDI-Trimere, wie beispielsweise kommerziell erhältlich
als Desmodur
® Z 4470 (Bayer), Vestanat
® T 1890 (Degussa), Luxate
® IT 1070 (Lyondell/Bayer), HDI- und IPDI-Allophanate, TDI-Trimere, wie beispielsweise
kommerziell erhältlich als Desmodur® IL (Bayer), TDI-Addukte, wie beispielsweise kommerziell
erhältlich als Desmodur® L (Bayer), TDI-/HDI-Polymere, wie beispielsweise kommerziell
erhältlich als Desmodur® HL (Bayer), Polurene
® IK D (Sapici), Hartben AM 29 (Benasedo).
[0079] Ebenfalls als Bestandteil der Haftvermittlerzusammensetzung verwendet werden können
Katalysatoren für die Hydrolyse z.B. von Silangruppen, und zwar beispielsweise in
der Form von organischen Carbonsäuren wie Benzoesäure oder Salicylsäure, organischen
Carbonsäureanhydriden wie Phthalsäureanhydrid oder Hexahydrophthalsäureanhydrid, Silylester
organischer Carbonsäuren, organische Sulfonsäuren wie p-Toluolsulfonsäure oder 4-Dodecylbenzolsulfonsäure,
oder andere organische oder anorganische Säuren, oder Mischungen der vorgenannten
Säuren; sowie Katalysatoren für die Reaktion von Isocyanatgruppen, beispielsweise
Zinnverbindungen wie Zinn(II)-octoat, Monobutylzinntrichlorid, Dibutylzinndichlorid,
Dibutylzinnoxid, Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetylacetonat,
Dibutylzinndicarboxylate, Dioctylzinndicarboxylate, Alkylzinnthioester, Bismutverbindungen
wie Bismut(III)-octoat, Bismut(III)-neodecanoat, Zinkverbindungen wie Zink(II)-octoat,
sowie aminogruppenhaltige Verbindungen wie beispielsweise 2,2'-Dimorpholinodiethylether,
1,4-Diaza-bicyclo[2.2.2]octan, 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en; sowie weitere Katalysatoren
wie Titanate und Zirkonate.
[0080] Weiterhin können in der Primerchemie übliche Netzmittel, Füllstoffe und Additive
eingesetzt werden. Beispiele nicht limitierender Art hierfür sind Talk, Russ, organische
und anorganische Pigmente, Stabilisatoren, sowie chemische und physikalische Trocknungsmittel.
[0081] Die beschriebene Haftvermittlerzusammensetzung wird unter Ausschluss von Feuchtigkeit
hergestellt und aufbewahrt.
[0082] Eine erfindungsgemässe Zusammensetzung umfassend eine Haftvermittlerzusammensetzung
ist besonders vorteilhaft, wenn das Trägermaterial ein organisches Lösungsmittel ist.
Die Haftvermittlerumfassende Zusammensetzung bringt den Vorteil, dass ein Anwendungsschritt
eingespart werden kann, weil die gereinigte Oberfläche, auf die ein Klebstoff aufgetragen
werden soll, vor dem Applizieren des Klebstoffs nicht mehr mit einer Haftvermittlerzusammensetzung
vorbehandelt werden muss, da die Vorbehandlung mit Haftvermittler bereits mit der
Reinigung mit der erfindungsgemässen Zusammensetzung umfassend einer Haftvermittlerzusammensetzung
erfolgt. Wird ein Klebstoff verwendet, der auch ohne Haftvermittler gut auf der Oberfläche
haftet, ist kein Haftvermittler notwendig, weder in der erfindungsgemässen Zusammensetzung,
noch als Vorbehandlung auf der gereinigten Oberfläche.
[0083] Weiterhin kann die Zusammensetzung bei Bedarf übliche Additive, insbesondere Verlaufsmittel,
Entschäumer, Tenside, Biozide, Antiabsetzmittel, Stabilisatoren, Inhibitoren, Pigmente,
Farbstoffe oder Geruchsstoffe, enthalten.
[0084] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Zusammensetzung zur Verwendung
als Reinigungsmittel zur Entfernung von unerwünschten Verunreinigungen Wasser, pyrogener
Kieselsäure sowie einem Netzmittel, oder sie umfasst ein organisches Lösungsmittel,
pyrogene Kieselsäure und einen silanhaltigen Haftvermittler. Vorzugsweise besteht
die Zusammensetzung aus Wasser, pyrogener Kieselsäure sowie einem Netzmittel, oder
aus einem organisches Lösungsmittel, pyrogener Kieselsäure und einem silanhaltigen
Haftvermittler. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Zusammensetzung,
vorzugsweise besteht die Zusammensetzung aus, Polymermatrix basierend auf Polyurethan
und pyrogener Kieselsäure.
[0085] In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Zusammensetzung, vorzugsweise besteht
die Zusammensetzung aus, Faserwerkstoff und pyrogener Kieselsäure. Diese Zusammensetzung
wird zur Reinigung einer Oberfläche benetzt, vorzugsweise mit einer Lösung, welche
eine Haftvermittlerzusammensetzung umfasst.
[0086] Die vorgängig beschriebene Zusammensetzung wird bevorzugt zur Entfernung von unerwünschten
Verunreinigungen, insbesondere von Silikonverbindungen oder Ölen, welche sich als
Verunreinigungen auf einer Scheibenoberfläche, insbesondere auf einer Glas- oder Glaskeramikoberfläche
befinden, verwendet. Beispiele solcher Verunreinigungen nicht limitierender Art sind
Laminierungsprozesse, wo silikonhaltige Dichtungen auf einer Glas- oder Glaskeramikoberfläche
verwendet werden; Trennmittel und Schmiermittel basierend auf Mineralölen oder silikonartigen
Verschmutzungen; Herstellungsprozesse, z.B. "Pressbending", und Stäuben, die sich
mit der Zeit oder während des Transportes ablagern; Fingerabdrücke oder Handcremes.
[0087] Unter "Scheibe" wird in der gesamten vorliegenden Beschreibung eine flache oder gekrümmte
Platte aus Glas oder einem im Wesentlichen durchsichtigen Kunststoff verstanden. Es
kann sich hier um einschichtige oder mehrschichtige Platten handeln, insbesondere
auch Scheiben mit Folien zwischen den Glasplatten, wie sie als Sicherheitsglasscheiben
im Automobilbau zum Beispiel für die Windschutzscheibe zu Einsatz kommen und/oder
um Scheiben mit einer Keramikbeschichtung, vorzugsweise Glasscheiben mit Keramikbeschichtung.
[0088] In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer
pyrogenen Kieselsäure als Reinigungsmittel, insbesondere als Reinigungsmittel zur
Entfernung von Öl, Fett oder Silikon. Besonders bevorzugt ist die Verwendung einer
pyrogenen Kieselsäure zur Entfernung von Silikonverbindungen von einer Glas- oder
Glaskeramikoberfläche.
[0089] Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen
einer Oberfläche eines Substrats
S1, vorzugsweise einer Glas-oder Glaskeramikoberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Oberfläche des Substrats S1 mit einer erfindungsgemässen Zusammensetzung gereinigt
wird.
[0090] In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Verkleben
von Substraten
S1 und
S2 umfassend die Schritte (a) Reinigung der Oberfläche des Substrates
S1 mit einer erfindungsgemässen Zusammensetzung; (b) Applikation eines Klebstoffs auf
die Oberfläche des Substrates
S1 oder
S2; (c) Kontaktieren der Oberfläche des Substrates
S2 mit dem Klebstoff, welcher auf dem Substrat
S1 angeordnet ist, oder Kontaktieren der Oberfläche des Substrates
S1 mit dem Klebstoff, welcher auf dem Substrat
S2 angeordnet ist; und (d) Aushärtung des Klebstoffs.
[0091] Die Substrate
S1 und
S2 sind gleich oder verschieden voneinander. Vorzugsweise ist das Substrat
S1 eine Scheibe, vorzugsweise aus Glas, vorzugsweise mit einer Keramikbeschichtung.
Das Substrat
S2 kann eine Vielzahl von Materialien darstellen. Insbesondere eignen sich Kunststoffe,
organische Materialien wie Leder, Stoffe, Papier, Holz, Harz gebundene Holzwerkstoffe,
Harz-Texil-Compositewerkstoffe, Glas, Porzellan, Keramik sowie Metalle, insbesondere
lackierte Metalle.
[0092] Als Kunststoffe eignen sich insbesondere Polyvinylchlorid (PVC), Acrylonitril-Butadien-Styrol-Copolymere
(ABS), SMC (Sheet Molding Compound), Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polyester (PE),
Polyoxymethylen (POM), Polyolefine, insbesondere Polyethylen (PE) oder Polypropylen
(PP), bevorzugt mit Plasma, Corona oder Flammen oberflächenbehandeltes PP oder PE.
Somit kann das erfindungsgemässe Verfahren vorzugsweise im Fahrzeugbau, wo Glas mit
einer mit Lack beschichteten Karosserie verklebt wird, oder im Tür- oder Fensterbau,
wo Glas mit einem Rahmen aus Holz oder Kunststoff verklebt wird, eingesetzt werden.
[0093] Unter "Reinigung" oder "reinigen" wird in der gesamten vorliegenden Anmeldung die
Säuberung einer Oberfläche, vorzugsweise einer Glas- oder Glaskeramikoberfläche, das
heisst die Entfernung unerwünschter Stoffe von einer Oberfläche, vorzugsweise die
Entfernung von Silikonverbindungen verstanden. Zur Reinigung wird die erfindungsgemässe
Zusammensetzung über eine zu reinigende Oberfläche ein oder mehrere Male, vorzugsweise
2 bis 40 Mal, noch mehr bevorzugt 4 bis 30 Mal, noch mehr bevorzugt 10 bis 20 Mal,
besonders bevorzugt 20 Mal, gerieben. Einmal Reiben bedeutet, dass die erfindungsgemässe
Zusammensetzung in Berührung mit der zu reinigenden Oberfläche einmal ohne Absetzen
oder Unterbruch in eine Richtung bewegt wird. Wird mehrmals gerieben, kann immer in
die gleiche Richtung oder in unterschiedliche Richtung gerieben werden. Vorzugsweise
wird abwechselnd in entgegengesetzte Richtung gerieben. Das Reiben kann manuell oder
mechanisch, insbesondere mittels Roboter erfolgen. Vorzugsweise wird beim Reiben leichter
Druck auf die zu reinigende Oberfläche ausgeübt. Vorzugsweise wird so lange gerieben,
bis die zu reinigende Oberfläche im Wesentlichen vollständig benetzt wird, wenn mit
einem, mit einer wässrigen Lösung benetzten, Tuch darüber gerieben wird.
[0094] Für den Fall, dass die erfindungsgemässe Zusammensetzung ein Lösungsmittel als Trägermaterial
umfasst, wird die Zusammensetzung vorzugsweise auf einen Faserwerkstoff oder Schwamm
appliziert und dann wird mit dem befeuchteten Faserwerkstoff oder Schwamm über die
zu reinigende Oberfläche gerieben.
[0095] Umfasst die erfindungsgemässe Zusammensetzung einen Werkstoff, vorzugsweise eine
Polymermatrix oder einen Faserwerkstoff, als Trägermaterial, wird vorzugsweise direkt
mit der Zusammensetzung über die zu reinigende Oberfläche gerieben. Ist das Trägermaterial
ein Faserwerkstoff, wird bevorzugt der Faserwerkstoff oder die zu reinigende Oberfläche
zur Reinigung benetzt, vorzugsweise mit einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser oder
einer Lösung umfassend eine Haftvermittlersubstanz.
[0096] Als Test, ob die unerwünschte Verunreinigung von der Oberfläche entfernt ist, kann
die Oberfläche mit einer wässrigen Lösung benetzt werden. Ist die Benetzung gut, so
ist die Oberfläche an der benetzten Stelle im Wesentlichen frei von öligen, fettigen
oder Silikonhaltigen Verunreinigungen. Es kann auch ein Haftungstest mit einem auf
die gereinigte Oberfläche geklebten Klebstoff durchgeführt werden, wie er in den Beispielen
als ,Raupentest' beschrieben wird.
[0097] Zu einem Zeitpunkt nach der Reinigung des Substrats
S1 mit der erfindungsgemässen Zusammensetzung wird ein Klebstoff verwendet. Hierbei
wird in einer ersten Ausführungsform der Klebstoff auf das gereinigte Substrat
S1 appliziert und dann mit dem Substrat
S2 kontaktiert. In einer zweiten Ausführungsform wird der Klebstoff auf das Substrat
S2 appliziert und dann mit dem gereinigten Substrat
S1 kontaktiert.
[0098] Es hat sich gezeigt, dass sich Polyurethanklebstoffe, (Meth)acrylatklebstoffe, Epoxidharzklebstoffe
oder Klebstoffe auf Basis von Alkoxysilan-funktionellen Prepolymeren bestens für eine
Verklebung eignen.
[0099] Als Polyurethanklebstoffe sind einerseits einkomponentige feuchtigkeitshärtende Klebstoffe
oder zweikomponentige Polyurethanklebstoffe geeignet. Derartige Klebstoffe enthalten
Polyisocyanate, insbesondre in Form von Isocyanat-Gruppen aufweisenden Prepolymeren.
Bevorzugt werden Polyurethanklebstoffe, wie sie von Sika Schweiz AG unter den Produktelinien
Sikaflex®, SikaPower® und SikaForce® kommerziell verkauft werden.
[0100] Als (Meth)acrylatklebstoffe sind zweikomponentige Klebstoffe zu verstehen, deren
erste Komponente Acrylsäure und/oder Methacrylsäure und/oder deren Ester umfasst,
und deren zweite Komponente ein Radikalbildner, insbesondere ein Peroxid, umfasst.
Bevorzugte derartige Klebstoffe sind unter der Produktelinie SikaFast® kommerziell
von Sika Schweiz AG erhältlich.
[0101] Als Epoxidharzklebstoffe werden Klebstoffe verstanden, welche auf Basis von Glycidylethern,
insbesondere von Diglycidylether von Bisphenol-A und/oder Bisphenol-F, formuliert
sind. Besonderes geeignete sind zweikomponentige Epoxidharzklebstoffe, deren eine
Komponente Diglycidylether von Bisphenol-A und/oder Bisphenol-F enthalten und deren
zweite Komponente Polyamine und/oder Polymerkaptane enthalten. Bevorzugt werden zweikomponentige
Epoxidharzklebstoffe, wie sie unter der Produktelinie Sikadur® kommerziell von Sika
Schweiz AG erhältlich sind. Als besonders geeignet zum Verkleben von Folien haben
sich die zweikomponentigen Epoxidharzklebstoffe Sikadur®-Combiflex®, Sikadur®-31,
Sikadur®-31DW und Sikadur®-33, bevorzugt Sikadur®-Combiflex®, von Sika Schweiz AG
gezeigt.
[0102] Als Klebstoffe auf Basis von Alkoxysilan-funktionellen Prepolymeren werden insbesondere
Klebstoffe auf Basis von MS-Polymeren oder SPUR (Silane terminated Polyurethanes)-Prepolymeren
verstanden. Derartige Alkoxysilan-funktionelle Prepolymere lassen sich beispielsweise
über eine Hydrosilyierungsreaktion aus mindestens zwei C=C-Doppelbindung aufweisenden
Polyether, insbesondere aus allylterminierten Polyoxyalkylenpolymeren, und mit einem
Hydrosilan oder über eine Additionsreaktion von Isocyanatoalkylalkoxysilanen an Polyole
oder an Hydroxy-funktionelle Polyurethanprepolymere oder über eine Additionsreaktion
von Aminoalkylalkoxysilanen an Isocyanat-funktionelle Polyurethanprepolymere herstellen,
wobei die Polyurethanprepolymere ihrerseits über eine Reaktion von Polyisocyanaten
und Polyolen und/oder Polyaminen in bekannter Art und Weise zugänglich sind. Klebstoffe
auf Basis von Alkoxysilan-funktionellen Prepolymeren sind feuchtigkeitshärtend und
reagieren bei Raumtemperatur.
[0103] Grundsätzlich können auch reaktive Heissschmelzklebstoffe eingesetzt werden, wie
sie von Sika Schweiz AG unter der Produktelinie SikaMelt® kommerziell verkauft werden.
Bevorzugt werden jedoch raumtemperaturhärtende Klebstoffe.
[0104] In einer anderen Ausführungsform umfasst das Verfahren zum Verkleben einen weiteren
Schritt (a') zwischen Schritt (a) und Schritt (b). Dieser Schritt (a') umfasst die
Applikation einer Haftvermittlerzusammensetzung auf die Oberfläche des Substrates
S1. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, wenn die erfindungsgemässe Zusammensetzung
zum Reinigen der Oberfläche des Substrates
S1 keine Haftvermittlerzusammensetzung umfasst. Als Haftvermittlerzusammensetzungen
können dieselben Haftvermittlerzusammensetzungen verwendet werden, wie sie vorgängig
für die erfindungsgemässe Zusammensetzung beschrieben wurden. Die Haftvermittlerzusammensetzung
wird mittels Pinsel, Filz, Tuch oder Schwamm auf das Substrat aufgetragen. Dieser
Auftrag kann manuell oder automatisch, insbesondere mittels Roboter, erfolgen. Weiterhin
können auch mehrere Schichten der Haftvermittlerzusammensetzung appliziert werden.
[0105] Es kann auch von Vorteil sein, dass die Oberfläche des Substrats
S2 vor dem Verkleben vorbehandelt wird. Dies können ein Aufbringen einer Haftvermittlerzusammensetzung
und/oder ein mechanisches Reinigen sein.
[0106] Nach dem Kontaktieren des Klebstoffs mit dem Substrat
S2 erfolgt die Aushärtung des Klebstoffes. Es ist dem Fachmann jedoch selbstverständlich
bewusst, dass die Vernetzung des Klebstoffs bei zweikomponentigen Klebstoffen bereits
nach dem Mischen, beziehungsweise bei einkomponentigen Polyurethanklebstoffen oder
auf Alkoxysilan-funktionellen Prepolymeren basierenden Klebstoffen unmittelbar nach
dem Kontakt mit Luftfeuchtigkeit, beginnt. Somit ist der Term des Aushärtens in Schritt
(d) nicht als Beginn des Aushärtens, sprich Beginn der Vernetzung, zu verstehen, sondern
dahin gehend, dass die Vernetzung bereits genügend weit fortgeschritten ist, dass
der Klebstoff bereits eine so grosse Festigkeit aufgebaut hat, dass er Kräfte übertragen
kann, und die sogenannte Frühfestigkeit erreicht hat. Die Aushärtung ist abgeschlossen,
wenn der Klebstoff seine Endfestigkeit erreicht hat.
[0107] In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Zusammensetzung
umfassend mindestens einen Faserwerkstoff und mindestens eine Kieselsäure, vorzugsweise
eine pyrogene Kieselsäure, und/oder mindestens ein Silicat. Als Faserwerkstoff eignen
sich insbesondere solche, wie sie bereits vorgängig für das Trägermaterial beschrieben
wurden, insbesondere ein Zellulose-, Baumwoll-, oder Mikrofasertuch.
[0108] Als Kieselsäure oder Silicate sind insbesondere diejenigen bevorzugt, welche eine
Mohs'sche Härte von weniger als diejenige von Glas, vorzugsweise weniger als 7, bevorzugt
weniger als 6.6, insbesondere bevorzugt weniger als 6 haben, damit die Glas- oder
Glaskeramikoberfläche nicht zerkratzt wird.
[0109] Beispiele für geeignete Kieselsäuren sind amorphe oder kolloidale Kieselsäuren, wie
pyrogene Kieselsäuren oder Silicagel. Besonders bevorzugt ist eine pyrogene Kieselsäure,
z.B. kommerziell erhältlich als Aerosil® von Degussa.
[0110] Zu den Silicaten gehören die Salze und Ester der Orthokieselsäure. Als Silicate besonders
geeignet sind die Schichtsilicate, insbesondere die zu den Schichtsilicaten gehörenden
Tonminerale, wie beispielsweise Kaolinit, Dickit, Nakrit, Smektite, Glaukonit, Vermiculit
oder Bentonit. Besonders bevorzugt sind Bentonite.
[0111] Die vorliegende Erfindung betrifft weiter eine Zusammensetzung, welche frei von einem
organischen Polymer oder Präpolymer ist und welche mindestens ein Lösungsmittel und
mindestens eine Kieselsäure und/oder mindestens ein Silicat umfasst.
[0112] Als Kieselsäure oder Silicate werden diejenigen Kieselsäuren oder Silicate bevorzugt,
wie sie vorgängig für die Zusammensetzung umfassend einen Faserwerkstoff und mindestens
eine Kieselsäure und/oder mindestens ein Silicat beschrieben wurden. Besonders bevorzugt
ist eine pyrogene Kieselsäure.
[0113] Als Lösungsmittel sind solche Lösungsmittel geeignet, wie sie vorgängig für das Trägermaterial
beschrieben wurden, insbesondere Wasser oder ein organisches Lösungsmittel. Besonders
bevorzugt ist ein organisches Lösungsmittel.
[0114] In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Zusammensetzung
bestehend aus
(a) mindestens einem Lösungsmittel A in einer Menge von w = 100 Gew.-%- (x+y+z);
(b) mindestens einer hydrolysierbaren Haftvermittlersubstanz B ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus mindestens einer Silan- und/oder mindestens
einer Titanatverbindung in einer Menge x, wobei x die Gewichtssumme aller Haftvermittlersubstanzen B ist und x einen Wert von 0 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0.1 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 1
bis 3 Gew.-% aufweist;
(c) mindestens einer Substanz C, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus mindestens einer Kieselsäure, vorzugsweise
einer pyrogenen Kieselsäure, und/oder mindestens einem Silicat, in einer Menge y,
wobei y die Gewichtssumme aller Substanzen C ist und y einen Wert von 0.001 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0.01 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt
0.1 bis 3 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 1 bis 2 Gew.-% aufweist; und
(d) gegebenenfalls mindestens einem Additiv D in einer Menge z, wobei z die Gewichtssumme aller Additive D ist und z einen Wert von 0 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0.1
bis 0.5 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 0.1 bis 0.2 Gew.-% aufweist;
unter der Voraussetzung, dass x = 0 ist, falls das Lösungsmittel Wasser ist.
[0115] Die Gew.-%
w, x, y und
z sind jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung aus
A, B,
C und gegebenenfalls
D. Insbesondere enthält die vorliegende Zusammensetzung aus
A,
B,
C und gegebenenfalls
D kein organisches Polymer oder Prepolymer. Es ist für den Fachmann selbstverständlich,
dass die mindestens eine Haftvermittlersubstanz B in der Zusammensetzung aus
A,
B,
C und gegebenenfalls
D in vernachlässigbarer Menge hydrolysiert oder oligomerisiert vorliegen kann.
[0116] Als Lösungsmittel
A sind solche Lösungsmittel geeignet, wie sie vorgängig für das Trägermaterial beschrieben
wurden, insbesondere Wasser oder ein organisches Lösungsmittel. Besonders bevorzugt
ist ein organisches Lösungsmittel. Wenn das Lösungsmittel
A ein organisches Lösungsmittel ist, ist die Haftvermittlersubstanz
B vorzugsweise in einer Menge von
x > 0 vorhanden. Als hydrolysierbare Haftvermittlersubstanzen
B können solche Haftvermittlersubstanzen verwendet werden, wie sie vorgängig für die
Haftvermittlerzusammensetzungen beschrieben wurden. Als Substanz
C ausgewählt aus der Gruppe umfassend Kieselsäure oder Silicate werden diejenigen Kieselsäuren
oder Silicate bevorzugt, wie sie vorgängig für die Zusammensetzung umfassend einen
Faserwerkstoff und mindestens eine Kieselsäure und/oder mindestens ein Silicat beschrieben
wurden. Insbesondere bevorzugt ist die pyrogene Kieselsäure oder das Silicagel. Als
Additiv
D können übliche Additive, insbesondere Verlaufsmittel, Entschäumer, Tenside, Biozide,
Antiabsetzmittel, Stabilisatoren, Inhibitoren, Pigmente, Farbstoffe oder Geruchsstoffe
eingesetzt werden.
[0117] Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass die vorgängig beschriebene erfindungsgemässe
Zusammensetzung hervorragend geeignet ist, um Silikonverbindungen von Scheibenoberflächen
zu entfernen. Zudem hat sich gezeigt, dass sich die, wie vorgängig beschrieben, mit
einer erfindungsgemässen Zusammensetzung behandelte, insbesondere gereinigte, Oberfläche
eines Substrats, insbesondere einer Glas- oder Glaskeramikoberfläche, über eine stark
verbesserte Verklebbarkeit verfügt. Dies ist auch möglich, ohne dass zusätzliche Vorbehandlungen,
wie das Auftragen von Haftvermittlerzusammensetzungen benötigt werden.
Beispiele
[0118] Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen näher erläutert. Diese sollen die Erfindung
weiter veranschaulichen, den Umfang der Erfindung aber in keiner Weise beschränken.
Tabelle 1: Eingesetzte Rohstoffe
| Verwendete Rohstoffe |
| Kommerzieller Name |
Lieferant |
Art |
Abkürzung |
| Bentone® |
Rheox Inc., Hightstown, NJ, USA |
|
Bentone |
| Silicagel |
Fluka, Schweiz |
Kieselgel 60 für die Flash-Chromatographie |
|
| Aerosil® 90, Aerosil® 200, Aerosil® R 972 V |
Degussa AG, Schweiz |
Pyrogene Kieselsäure |
Aerosil 90, Aerosil 200, Aerosil 972 |
| Rhodoclean® EFC Rhodoclean® MSC |
Rhodia, Inc. USA |
EO/PO Terpen |
EFC MSC |
| Zonyl® FSO-100 |
DuPont, Schweiz |
Ethoxyliertes Fluortensid |
Zonyl |
| Natrium-dodecyl benzolsulfonat |
Fluka, Schweiz |
|
Na-DBS |
| Tergitol® TMN-6 |
The Dow Chemical Company, Schweiz |
Verzweigtes sekundäres Alkoholethoxylat |
Tergitol |
| BYK®-333 |
Byk Chemie GmbH, Wesel, Deutschland |
Polyether-modifiziertes Dimethylpolysiloxan |
BYK-333 |
| Sika® CleanGlass |
Sika Schweiz AG, Schweiz |
Alkoholbasierender Glasreiniger |
|
| Silquest® A-1110 Silane |
GE Silicones, Deutschland |
Aminopropyltrimethoxysilan |
A1110 |
| Sika® Aktivator |
Sika Schweiz AG, Schweiz |
|
|
| Dibutylzinn-dilaurat |
Fluka, Schweiz |
|
DBTL |
| Scotch-Brite™ High Performance Cloth |
3M™ |
Polyester, Nylon |
Mikrofasertuch |
1. Zusammensetzung mit Lösungsmittel als Trägermaterial
[0119] Netzmittel beziehungsweise Haftvermittlersubstanzen wurden zum Lösungsmittel (LM)
gegeben und anschliessend wurde der Feststoff aus Kieselsäure oder Silicate dazugegeben.
Die Menge an zugegebenen Stoffen ist in Tabelle 2 angegeben. Es wurde je eine Zusammensetzung
von total 20 g hergestellt. Ein fuselfreies Zellulosetuch wurde mit der hergestellten
Zusammensetzung getränkt und damit wurde 4 bzw. 20 Mal über die Stellen eines Substrats
gerieben, welche mit Silikonverbindungen verunreinigt waren. Anschliessend wurde mit
einem trockenen fuselfreien Tuch nachgerieben. Alle Reinigungs- und Klebstoffapplikationsversuche
erfolgten bei 23°C und 50% relativer Luftfeuchtigkeit. Als Substrat wurde eine Frontscheibe
von Opel Corsa mit sichtbaren Silikonverunreinigungen auf dem Glaskeramikrand verwendet.
Die Scheibe war vom Typ Opel Corsa 1855C Saint-Gobain SEKURIT DOT 215 ML61 SA1 43R-0030005.
[0120] Falls die Zusammensetzung keine Haftvermittlersubstanz A111 enthielt, wurde die Glasoberfläche
nach der Behandlung mit der erfindungsgemässen Zusammensetzung mit dem Sika® Aktivator
(kommerziell erhältlich bei Sika Schweiz AG) aktiviert.
[0121] Nach der Behandlung der Oberfläche mit der erfindungsgemässen Zusammensetzung und
gegebenenfalls der Aktivierung durch den Sika® Aktivator wurde ein Klebstoff auf die
gereinigte Glaskeramikoberfläche aufgetragen. Es wurden jeweils Dreiecksraupen des
einkomponentigen, feuchtigkeitshärtenden Polyurethanklebstoffs SIKATACK®-MOVE GOES
COOL (kommerziell erhältlich bei Sika Schweiz AG) mittels Auspresskartusche und Düse
aufgetragen. Die Dreiecksraupen wurden mittels Polyethylen-Folie (kommerziell erhältlich
bei Prodinger Verpackung AG, Schweiz) verpresst.
[0122] Der Klebstoff wurde nach einer Aushärtezeit von 7 Tagen Klimaraumlagerung (,KL')
(23°C, 50% rel. Luftfeuchtigkeit) getestet.
[0123] Hierbei wird die Raupe am Ende knapp über der Klebefläche eingeschnitten. Das eingeschnittene
Ende der Raupe wird mit einer Rundzange festgehalten und vom Untergrund gezogen. Dies
geschieht durch vorsichtiges Aufrollen der Raupe auf die Zangenspitze, sowie Plazieren
eines Schnittes senkrecht zur Raupenziehrichtung bis auf den blanken Untergrund. Die
Raupenabziehgeschwindigkeit ist so zu wählen, dass ca. alle 3 Sekunden ein Schnitt
gemacht werden muss. Die Teststrecke muss mindestens 8 cm entsprechen. Beurteilt wird
der nach dem Abziehen der Raupe auf dem Untergrund zurückbleibende Klebestoff (Kohäsionsbruch).
Die Bewertung der Hafteigenschaften erfolgt durch Abschätzen des kohäsiven Anteils
der Haftfläche:
1 = > 95 % Kohäsionsbruch
2 = 75 - 95 % Kohäsionsbruch
3 = 25 - 75 % Kohäsionsbruch
4 = < 25 % Kohäsionsbruch
5 = 0% Kohäsionsbruch (rein adhäsiver Bruch)
[0124] Testresultate mit Kohäsionsbrüchen von weniger als 75% gelten typischerweise als
ungenügend.
[0125] Die Haftresultate aus Tabelle 3 zeigen, dass die Haftung des Klebstoffs auf der Glaskeramikoberfläche,
welche vor der Klebstoffapplikation mit einer Zusammensetzung umfassend Aerosil®,
Silicagel oder Bentone® gereinigt wurde, stark verbessert wird. Tabelle 4 zeigt, dass
die Referenzzusammensetzungen Ref 1, Ref 2, Ref 3 und Ref 4 die Silikonverunreinigungen
nicht komplett von Glaskeramikoberflächen entfernen können und der Klebstoff somit
nicht oder nicht gut auf der mit Silikonverbindungen verunreinigten Oberfläche haftet.
Tabelle 2. Zusammensetzungen (total 20g) umfassend Lösungsmittel und Klebstoffhaftung auf einer
mit dieser Zusammensetzung gereinigten Glaskeramikoberfläche
| Nr. |
LM |
Netzmittel |
Haftvermittler |
Feststoff |
Resultat Raupentest bei xMal reiben |
| x = 4 |
x = 20 |
| 1 |
19.84g H2O |
0.08g MSC |
|
0.08g Aerosil 200 |
4 |
1 |
| 2 |
19.84g H2O |
0.08g MSC |
|
0.08g Aerosil 90 |
4 |
1 |
| 3 |
19.84g H2O |
0.08g MSC |
|
0.08g Silicagel |
4 |
2 |
| 4 |
19.84g H2O |
0.08g MSC |
|
0.08g Bentone |
4 |
3 |
| 5 |
19.9g H2O |
0.08g MSC |
|
0.02g Aerosil 200 |
4 |
3 |
| 6 |
19.72g H2O |
0.08g MSC |
|
0.2g Aerosil 200 |
2 |
1 |
| 7 |
19.84g H2O |
0.08g EFC |
|
0.08g Aerosil 200 |
3 |
1 |
| 8 |
19.84g H2O |
0.08g BYK-333 |
|
0.08g Aerosil 200 |
4 |
1 |
| 9 |
19.84g H2O |
0.08g Zonyl |
|
0.08g Aerosil 200 |
4 |
2 |
| 10 |
19.84g H2O |
0.08g Na-DBS |
|
0.08g Aerosil 200 |
4 |
1 |
| 11 |
19.84g H2O |
0.08g Tergitol |
|
0.08g Aerosil 200 |
3 |
1 |
| 12 |
19.9g H2O |
0.02g MSC |
|
0.08g Aerosil 200 |
1 |
1 |
| 13 |
19.88g H2O |
0.04g MSC |
|
0.08g Aerosil 200 |
4 |
1 |
| 14 |
19.72g H2O |
0.2g MSC |
|
0.08g Aerosil 200 |
4 |
1 |
| 15 |
19.9g H2O |
0.02g BYK-333 |
|
0.08g Aerosil 200 |
1 |
1 |
| 16 |
19.88g H2O |
0.04g BYK-333 |
|
0.08g Aerosil 200 |
4 |
1 |
| 17 |
19.72g H2O |
0.2g BYK-333 |
|
0.08g Aerosil 200 |
4 |
1 |
| 18 |
19.84g Heptan |
0.08g MSC |
|
0.08g Aerosil 200 |
3 |
1 |
| 19 |
17.98g Heptan |
|
2g A1110 |
0.02g Aerosil 200 |
5 |
1 |
Tabelle 3. Referenzzusammensetzungen (total 20g) und Klebstoffhaftung auf einer mit dieser Zusammensetzung
gereinigten Glaskeramikoberfläche
| Nr. |
Zusammensetzung |
Resultat Raupentest bei xMal reiben |
| x = 4 |
x = 20 |
| Ref 1 |
20g Sika CleanGlass |
|
4 |
| Ref 2 |
18g Heptan + 2g A1110 |
5 |
5 |
| Ref 3 |
20g Sika Aktivator |
5 |
5 |
| Ref 4 |
20g H2O auf Mikrofasertuch |
5 |
4 |
2. Zusammensetzung mit Faserwerkstoff als Trägermaterial
[0126] Ein Zellulosetuch wurde in eine Suspension aus Aerosil® und Heptan getaucht und dann
bei Raumtemperatur 1 h getrocknet. Das getrocknete Tuch wurde mit einer Haftvermittlerlösung
benetzt, und mit dem benetzten Tuch wurde 4 bzw. 20 Mal über die Stellen eines Substrats
gerieben, welche mit Silikonverbindungen verunreinigt waren. Anschliessend wurde mit
einem trockenen fuselfreien Tuch nachgerieben. Alle Reinigungs- und Klebstoffapplikationsversuche
erfolgten bei 23°C und 50% relativer Luftfeuchtigkeit. Als Substrat wurde eine Frontscheibe
von Opel Corsa mit sichtbaren Silikonverunreinigungen auf dem Glaskeramikrand verwendet.
Die Scheibe war vom Typ Opel Corsa 1855C Saint-Gobain SEKURIT DOT 215 ML61 SA1 43R-0030005.
Nach der Behandlung wurde die Glasoberfläche mit dem Sika® Aktivator (kommerziell
erhältlich bei Sika Schweiz AG) aktiviert und Dreiecksraupen des einkomponentigen,
feuchtigkeitshärtenden Polyurethanklebstoffs SIKATACK®-MOVE GOES COOL (kommerziell
erhältlich bei Sika Schweiz AG) mittels Auspresskartusche und Düse auf die gereinigte
Glaskeramikoberfläche aufgetragen. Die Dreiecksraupen wurden mittels Polyethylenfolie
(erhältlich bei Prodinger Verpackung AG, Schweiz) verpresst.
[0127] Der Klebstoff wurde nach einer Aushärtezeit von 7 Tagen Klimaraumlagerung (,KL')
(23°C, 50% rel. Luftfeuchtigkeit) getestet. Die Haftung des Klebstoffes wurde mittels
,Raupentest', wie vorgängig beschrieben, getestet.
Tabelle 4. Klebstoffhaftung auf einer Glasoberfläche, welche mit einem Zellulosetuch, welches
zuerst in eine Suspension umfassend Aerosil® getaucht, getrocknet und anschliessend
in eine Haftvermittlerlösung getaucht wurde, gereinigt wurde und gleichzeitig mit
der Reinigung in einem Schritt aktiviert wurde.
| Nr. |
Suspension |
Haftvermittlerlösung |
Resultat Raupentest bei xmal reiben |
| 4Mal |
20Mal |
| |
19.8g Heptan + 0.2g |
|
|
|
| 20 |
Aerosol 200 |
18g Heptan + 2g A1110 |
1 |
1 |
[0128] Tabelle 4 zeigt, dass ein Zellulosetuch, welches mit Aerosil® beschichtet ist, Silikonverunreinigungen
effizient von einer Glasoberfläche entfernen kann und somit eine gute Haftung vorliegt.
3. Zusammensetzung mit einer Polymermatrix als Trägermaterial
[0129] Verschiedene Feststoffe, z.B. Kieselsäure oder Silicate, wurden in das Polyurethanprepolymer
PP1 oder PP2 eingerührt. Die Zusammensetzung umfassend PP1 wurde während 7 Tagen Klimaraumlagerung
(,KL') (23°C, 50% rel. Luftfeuchtigkeit) aushärten gelassen. Die Zusammensetzung umfassend
PP2 wurde während 7 Tagen Klimaraumlagerung (,KL') (50°C, 50% rel. Luftfeuchtigkeit)
aushärten gelassen.
[0130] Das Polyurethanprepolymer PP1 wurde wie folgt hergestellt: 885 g Polyol Acclaim
® 4200 N (Bayer; Polypropylenoxid-Diol, OH-Zahl 28.5 mg KOH/g) und 115 g 4,4'-Methylendiphenyldiisocyanat
(MDI; Desmodur® 44 MC L, Bayer) wurden nach bekanntem Verfahren bei 80 °C zu einem
NCOterminierten Polyurethanpolymeren umgesetzt. Das Reaktionsprodukt hatte einen titrimetrisch
bestimmten Gehalt an freien Isocyanat-Gruppen von 1.86 Gewichts-% und eine Viskosität
bei 20 °C von 37 Pa·s.
[0131] Das Polyurethanprepolymer PP2 wurde wie folgt hergestellt:
Unter Stickstoffatmosphäre wurden 1000 g Polyol Acclaim® 12200 (Bayer; low monol Polyoxypropylendiol, OH-Zahl 11.0 mg KOH/g, Wassergehalt
ca. 0.02 Gewichts-%), 43.6 g Isophorondiisocyanat (IPDI; Vestanat® IPDI, Degussa), 126.4 g Diisodecylphthalat (DIDP; Palatinol® Z, BASF) und 0.12 g Di-n-butyl-zinndilaurat unter stetigem Rühren auf 90 °C aufgeheizt
und auf dieser Temperatur belassen, bis der titrimetrisch bestimmte Gehalt an freien
Isocyanatgruppen einen Wert von 0.63 Gewichts-% erreicht hatte. Anschliessend wurden
62.3 g N-(3-Trimethoxysilyl-propyl)-amino-bernsteinsäure-diethylester eingemischt
und die Mischung während 4 Stunden bei 90 °C gerührt, bis kein freies Isocyanat mittels
IR-Spektroskopie mehr nachgewiesen wurde. Das Produkt wurde auf Raumtemperatur abgekühlt
und unter Ausschluss von Feuchtigkeit aufbewahrt (theoretischer Polymergehalt = 89.7%).
N-(3-Trimethoxysilyl-propyl)-amino-bernsteinsäure-diethylester wurde wie folgt hergestellt:
51.0 g 3-Aminopropyl-trimethoxysilan (Silquest® A-1110, GE Advanced Materials) wurden vorgelegt. Unter gutem Rühren wurden bei Raumtemperatur
langsam 49.0 g Maleinsäure-diethylester zugegeben und die Mischung während 8 Stunden
bei Raumtemperatur gerührt.
[0132] Die Menge an zugegebenen Stoffen ist in Tabelle 5 angegeben. Es wurde je eine Zusammensetzung
von total 50 g hergestellt. Mit der ausgehärteten Polymermatrix wurde 20 Mal über
die Stellen eines Substrats gerieben, welche mit Silikonverbindungen verunreinigt
waren. Anschliessend wurde mit einem trockenen fuselfreien Tuch nachgerieben. Alle
Reinigungs-und Klebstoffapplikationsversuche erfolgten bei 23°C und 50% relativer
Luftfeuchtigkeit. Als Substrat wurde eine Frontscheibe von Opel Corsa mit sichtbaren
Silikonverunreinigungen auf dem Glaskeramikrand verwendet. Die Scheibe war vom Typ
Opel Corsa 1855C Saint-Gobain SEKURIT DOT 215 ML61 SA1 43R-0030005.
[0133] Nach der Behandlung mit einer Zusammensetzung umfassend eine Polymermatrix wurde
die Glasoberfläche mit dem Sika® Aktivator (kommerziell erhältlich bei Sika Schweiz
AG) aktiviert und danach ein Klebstoff auf die gereinigte Glaskeramikoberfläche aufgetragen.
Es wurden jeweils Dreiecksraupen des einkomponentigen, feuchtigkeitshärtenden Polyurethanklebstoffs
SIKATACK®-MOVE GOES COOL (kommerziell erhältlich bei Sika Schweiz AG) mittels Auspresskartusche
und Düse aufgetragen. Die Dreiecksraupen wurden mittels Polyethylenfolie (kommerziell
erhältlich bei Prodinger Verpackung AG, Schweiz) verpresst.
[0134] Der Klebstoff wurde nach einer Aushärtezeit von 7 Tagen Klimaraumlagerung (,KL')
(23°C, 50% rel. Luftfeuchtigkeit) getestet.
[0135] Die Haftung des Klebstoffes wurde mittels 'Raupentest' wie vorgängig beschrieben
getestet.
Tabelle 5. Zusammensetzung umfassend Polymermatrix sowie Klebstoffhaftung auf einer mit dieser
Zusammensetzung gereinigten Glaskeramikoberfläche
| Nr. |
Polymermatrix |
Feststoff |
A1110 |
DBTL |
Resultat Raupentest nach 20Mal reiben |
| 21 |
35g PP1 |
15g Silicagel |
|
|
2 |
| 22 |
45g PP1 |
5g Aerosil 972 |
|
|
1 |
| 23 |
42.5g PP1 |
7.5g Aerosil 200 |
|
|
1 |
| 24 |
35g PP1 |
15g Bentone |
|
|
2 |
| 25 |
46.95g PP2 |
2.5g Aerosil 200 |
0.5g |
0.05g |
1 |
| 26 |
44.45g PP2 |
5g Aerosil 200 |
0.5g |
0.05g |
1 |
| 27 |
46.95g PP2 |
2.5g Aerosil 972 |
0.5g |
0.05g |
1 |
| 28 |
44.45g PP2 |
5g Aerosil 972 |
0.5g |
0.05g |
1 |
| 29 |
46.95g PP2 |
2.5g Silicagel |
0.5g |
0.05g |
2 |
| 30 |
39.45g PP2 |
10g Silicagel |
0.5g |
0.05g |
1 |
| 31 |
46.95g PP2 |
2.5g Bentone |
0.5g |
0.05g |
3 |
[0136] Tabelle 5 zeigt, dass eine gute Haftung auf einer Glaskeramikoberfläche, vorliegt,
wenn vor Klebstoffapplikation die Silikonverunreinigungen am Ort des Einsatzes des
Klebstoffs auf der Frontscheibe durch die Behandlung mit einer erfindungsgemässen
Polymermatrix effizient entfernt wurden. Mit der erfindungsgemässen Polymermatrix
werden die Verunreinigungen aus Silikonverbindungen bevorzugt wegradiert.
[0137] Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Modifikationen,
Kombinationen und Abänderungen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen
der Erfindung zu verlassen.