Wässrige, lagerstabile Emulsion α-silyl terminierter Polymere, deren Herstellung und Verwendung

Die vorliegende Erfindung betrifft wässrige, lagerstabile Emulsionen α-silyl terminierter Polymere, deren Herstellung und Verwendung als Klebstoffe, Dichtungsmassen und Beschichtungsmittel.

Silylterminierte, feuchtigkeitshärtende Polymermassen werden im zunehmenden Maße als Beschichtungs-, Dichtungs- und Klebemassen im Bauwesen und in der Automobilindustrie verwendet. Bei solchen Anwendungen werden hohe Anforderungen an das Dehn- und Adhäsionsvermögen sowie an die Aushärtegeschwindigkeit gestellt. Weiterhin weisen solche silylterminierten Polymere oft Wasser abstoßende Eigenschaften auf, die den daraus hergestellten Dicht-, Beschichtungs- oder Klebemassen ausgezeichnete Wasserfestigkeit und Wärmestandfestigkeit verleihen.

Aus dem Stand der Technik sind alkoxysilanterminierte Polymere bekannt, die als weichelastische Dichtungs-, Beschichtungs- und Klebemassen eingesetzt werden.

So beschreibt die EP-B 0 549 626 alkoxysilylterminierte, feuchtigkeitshärtende Einkomponenten- Polyurethane, die beispielsweise als Fugendichtungsmassen Verwendung finden. Die offenbarten Verbindungen weisen eine schnelle Hautbildung und schnelle Klebefreiheit, auch nach längerer Lagerung auf. Nachteilig bei den beschriebenen Verbindungen ist jedoch, dass sie unter Feuchtigkeitsausschluss gelagert werden müssen und über einen längeren Lagerzeitraum die Gefahr irreversibler Eigenschaftsänderungen besteht.

Um diesem Nachteil Abhilfe zu schaffen, wurden in der Vergangenheit Versuche unternommen, Emulsionen oder Emulsionen silylterminierter Polymere herzustellen.

US 5 919 860 und US 5 041 494 beschreiben wässrige Polyurethan Dispersionen für Beschichtungen, welche Alkoxysilane enthalten. Die Polyurethane werden hierbei mit ionischen Gruppen modifiziert.

Die beschriebenen Emulsionen weisen jedoch zumeist einen geringen Feststoffgehalt auf. Werden solche Emulsionen zur Verklebung von saugfähigen Materialien benutzt, so führt der hohe Wassergehalt zu einer hohen Belastung des Substrats mit Wasser. Dies kann beispielsweise bei Papierverklebungen zu unerwünschten Formveränderungen des Substrats führen.

Die WO 91/08244 betrifft beispielsweise Steinschutzmittel, die alkoxysilylterminierte Polyurethane enthalten. Die Polymergehalte der beschriebenen Emulsionen sind jedoch sehr gering, und liegen

zwischen 5 und 30 Gew.-%. Die beschriebenen Emulsionen sind weder als Oberflachenbeschichtungsmittel im Sinne einer Herstellung von mechanisch belastbaren überzügen, noch als Dicht- oder Klebstoff brauchbar.

Problematisch wirkt sich bei den meisten aus dem Stand der Technik bekannten Emulsionen von silylterminierten Polymeren aus, dass lediglich geringe Feststoffgehalte erzielt werden können. Solche geringen Feststoffgehalte sind jedoch, neben dem oben beschriebenen Nachteil der Substratbelastung mit Wasser mit einer Reihe von Nachteilen wie beispielsweise sehr langsame Verklebung von nicht augfähigen Substraten behaftet.

Eine Möglichkeit der überwindung dieser Nachteile offenbart die WO 00/35981 , welche Emulsionen silylterminierter Polymere mit hohem Feststoffgehalt bereitstellt.

Da im Stand der Technik jedoch bislang nur Dispersionen bzw. Emulsionen der vergleichsmäßig reaktionsträgen γ-silylterminierten Polymere offenbart sind, war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung wässrige Emulsionen der wesentlich reaktiveren α-silylterminierten Polymere bereitzustellen, die neben einem hohen Feststoffgehalt eine bislang unerreichte Lagerstabilität aufweisen. Der Begriff „Feststoffgehalt" wird im Folgenden als gewichtsprozentualer Anteil der Emulsionsbestandteile abzüglich des in der Emulsion enthaltenen Gewichtsanteils an Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht der Emulsion verstanden. Diese Aufgabe wird durch die Bereitstellung wässriger, lagerstabiler Emulsionen eines oder mehrerer α-silyl terminierter Polymere, der allgemeinen Formel (I):

worin R ¹ eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe oder Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist, R ² und R ³ unabhängig voneinander eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen sind, R ⁴ und R ⁶ unabhängig voneinander, divalente organische Verbindungsgruppen sind, R ⁵ ein hydrophober divalenter Polymer-Rest ist; und R ⁷ ein Rest CH ₂ SiR ¹ (OR ² )(OR ³ ) ist, worin R ¹ , R ² und R ³ obige Bedeutung besitzen oder R ⁷ für einen Rest steht, der dem Polymer der allgemeinen Formel (I) die Eigenschaft verleiht in Wasser unter Bildung einer öl-In-Wasser-Emulsion selbst zu emulgieren; und wobei die Emulsion einen pH-Wert von 2 bis 11 und einen Festkörpergehalt von 40 bis 95 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Emulsion besitzt, und die Emulsion einen oder mehrere anionische und/oder nicht-ionische

Emulgatoren enthält, die zur Bildung einer öl-in-Wasser-Emulsion befähigt sind; und wobei, für den Fall, dass R ⁷ für einen Rest steht, der dem Polymer der allgemeinen Formel (I) die Eigenschaft verleiht in Wasser unter Bildung einer öl-In-Wasser-Emulsion selbst zu emulgieren, zumindest ein Teil des Emulgators oder der Emulgatoren durch Polymere der Formel (I) ersetzt ist.

Derartige Emulsionen sind erhältlich durch das Zumischen der wässrigen Emulsionsanteile zu einer Mischung aus dem oder den Emulgatoren und dem oder den Polymeren der allgemeinen Formel (I).

In der allgemeinen Formel (I) steht bevorzugt R ¹ für Methyl, Ethyl, Methoxy oder Ethoxy und R ² und R ³ stehen bevorzugt und unabhängig voneinander für Methyl oder Ethyl. Besonders bevorzugt steht R ¹ für Methyl oder Methoxy und R ² und R ³ für Methyl. Hierunter sind, sofern eine erhöhte Reaktivität und Vernetzungsneigung erwünscht sind, die Trimethoxy-Verbindungen bevorzugt.

R ⁴ und R ⁶ können unabhängig voneinander beliebige divalente Verbindungsgruppen darstellen. Der Begriff „divalent", wie er in der vorliegenden Erfindung durchgehend verwendet wird, bedeutet, dass der entsprechende Rest Valenzen für die Bindung der zwei Gruppen, die zur entsprechenden Gruppe direkt benachbart sind, besitzt. Für R ⁶ bedeutet dies beispielsweise, dass dieser Rest je eine Valenz für die Bindung zu R ⁵ und R ⁷ besitzt. Ungeachtet dessen kann es sich beim Rest R ⁶ jedoch auch um einen weiter verzweigten Rest handeln. Dies gilt analog für die Reste R ⁴ und R ⁵ .

Eine der einfachsten Gruppen R ⁴ entsteht beispielsweise wenn ein isocyanat-terminiertes α-Silan direkt an ein hydroxyterminiertes Polymer gebunden wird. Hierbei entsteht als Verbindungsgruppe R ⁴ eine Urethangruppe. Es kommen jedoch auch indirekte Verknüpfungen des α-Silans mit dem Polymerrückgrat des Polymers der Formel (I) in Betracht. So kann der Rest R ⁴ auch aus einem Verbindungsmolekül gebildet werden, welches einerseits zur kovalenten Reaktion mit einer funktionellen Gruppe des α-Silans und andererseits zur kovalenten Reaktion mit dem Polymerrückgrat befähigt ist. So können beispielsweise Diisocyanate mit einem Aminosilan unter Ausbildung einer Harnstoffgruppe einerseits und mit einem hydroxyterminierten Polymer unter Ausbildung einer Urethangruppe andererseits reagieren, wobei eine Harnstoff- und Urethan- Gruppen enthaltende divalente Verbindungsgruppe R ⁴ gebildet wird. Das für die Anbindung des α- Silans Gesagte gilt in gleicher Weise auch für die Gruppe R ⁷ .

Verbindungsgruppen R ⁴ und R ⁶ , welche Harnstoff- und/oder Urethangruppen enthalten, sind in der vorliegenden Erfindung bevorzugt. Die Verbindungsgruppen R ⁴ und R ⁶ können jedoch beliebige andere funktionelle Gruppen enthalten oder aus diesen gebildet sein. So können beispielsweise auch Estergruppen oder Amidgruppen an der Anbindung des Silans und/oder des Rests R ⁷ an das Polymergrückgrat R ⁵ beteiligt sein.

Besonders bevorzugt stehen die Reste R ⁴ und R ⁶ für einen Rest -NR ⁹ -(CO)-R ¹⁰ -, wobei der Rest R ¹⁰ an R ⁵ gebunden ist, und R ⁹ für Wasserstoff, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkylgruppe mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Arylgruppe mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen steht; und R ¹⁰ für eine Einfachbindung oder einen Rest -NR ¹¹ -R ¹² - steht, wobei der Rest R ¹² an R ⁵ gebunden ist, und R ¹¹ für Wasserstoff, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkylgruppe mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Arylgruppe mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen steht; und R ¹² für eine Gruppe -R ¹³ -(NH) _r - (CO)- mit r = 0 oder 1 steht, worin R ¹³ für eine Alkylaryl-Gruppe mit 6 bis 11 Kohlenstoffatomen, eine Aralkylgruppe mit 6 bis 11 Kohlenstoffatomen oder eine Arylgruppe mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen steht, wobei die CO-Gruppe an R ⁵ gebunden ist.

Besonders bevorzugt stehen R ⁴ und R ⁶ unabhängig voneinander für eine Gruppe der Formel (II):

R ¹

wobei die Bindung zu R ⁵ über die Urethangruppe erfolgt und R ¹⁴ für Wasserstoff, eine geradkettige oder verzeigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkylgruppe mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Arylgruppe mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen steht.

Der Rest R ⁵ steht für den divalenten Rest eines hydrophoben Polymers. Unter einem hydrophoben Polymer wird ein im Wesentlichen wasserunlösliches Polymer verstanden. Der Rest R ⁵ steht für den divalenten Rest eines Polyalkylenglycols, wie Polypropylenglycol, für den divalenten Rest eines Polytetrahydrofurans, Polyesters, Polyacrylats, Polymethacrylats, Polycyanacrylats, Polystyrols, Polyamids, Polyethers Polyvinylacetats, Polycaprolactams, Polycaprolactons, Polybutadiens, Polyalkylkens wie beispielsweise Polyethylens, Polyvinylchlorids, Polyacrylamids, Polyacrylnitrils, Polyethylenterephthalats, Polycarbonats, Polysulfids, Polyetherketons, Epoxidharzes, Phenolformaldehydharzes, Polyurethans, Polysiloxans oder eines Copolymers aus Monomeren der genannten Polymere, wie beispielsweise für den divalenten Rest eines Ethylen/α-

Olefin-Copolymers, Styrol/Butadien-Copolymers, Styrol/Acrylnitril-Copolymers, Ethylen/Vinylacetat- Copolymers. Als Copolymere sind Copolymere beliebiger Architektur aus mindestens 2 verschiedenen, den obigen Polymeren zugrunde liegenden Monomeren, zu verstehen, wie beispielsweise Blockcopolymere, statistische Copolymere oder Gradientencopolymere. Verschiedene Polymerteile, wie beispielsweise die einzelnen Blöcke in Blockcopolymeren können hierbei über divalente organische Verbindungsgruppen verknüpft sein. Als divalente organische Verbindungsgruppen eignen sich unter anderem die oben genannten, als R ⁴ und R ⁶ definierten Gruppen. In untergeordneter Menge können auch hydrophile Monomere, Oligomere oder Polymere in den Rest R ⁵ einpolymerisiert sein, solange die hydrophobe Gesamtcharakteristik des dem Rest R ⁵ zugrundeliegenden Polymers erhalten bleibt.

Der Molmassenbereich der zugrunde liegenden Polymere kann in weiten Bereichen variieren und ist im Wesentlichen unbeschränkt. Er richtet sich hauptsächlich nach der Verarbeitbarkeit der Polymere. Hochviskose Polymere können der Verarbeitung beispielsweise auch durch Zusatz geeigneter Lösungsmittel zugänglich gemacht werden.

Die Herstellung derartiger Polymere ist dem Fachmann geläufig und beispielsweise in der DE 199 58 525 A1 beschrieben. Eine Verknüpfung dieser Polymere mit der Silylgruppe bzw. dem Rest R ⁷ über die Verbindungsgruppen R ⁴ und R ⁶ erfolgt üblicherweise über reaktive α,ω-ständige Endgruppen des Polymers. Besitzt das Polymer beispielsweise in α,ω-Stellung OH-Gruppen oder NH ₂ -Gruppen, so kann dieses beispielsweise mit einer NCO-, Halogenid-, Oxiran-, Säureanhydridoder Säurehalogenidgruppe des Silans oder des der Gruppe R ⁷ zugrundeliegenden Moleküls oder mit entsprechenden Gruppen der den Verbindungsgliedern R ⁴ und R ⁶ zugrundeliegenden Verbindungsmolekülen, reagieren.

Bevorzugt ist R ⁵ ein divalenter Polyalkylenglycol-Rest, insbesondere Polypropylenglycol-Rest, ein Polyester-Rest oder ein Polytetrahydrofuran-Rest. Die Polyester- und Polytetrahydrofuran-Reste sind insbesondere dann bevorzugt, wenn die mittels der Emulsionen herstellbaren Verklebungen auch auf nichtporösen Substraten hohe Zugscherfestigkeiten besitzen sollen. Im Hinblick auf Langzeitstabilitäten sind die Polyalkylenglycol-basierten Polymere der Formel (I) bevorzugt.

Die erfindungsgemäße Emulsion enthält anionische und/oder nicht-ionische Emulgatoren. Die eingesetzten Emulgatoren müssen zur Herstellung von öI-in-Wasser-Emulsionen geeignet sein. Nach dem Römpp-Chemie-Lexikon (9. erweiterte und neubearbeitete Auflage, Georg Thieme Verlag Stuttgart, Bd. 3 (1995), Seite 1812-1813) handelt es sich hierbei im Wesentlichen um Emulgatoren mit einem Hydrophilie-Lipophilie-Balance-Wert (HLB-Wert) von 8 bis 18. Unter einem HLB-Wert wird ein Maß für die Wasser- bzw. öllöslichkeit von Tensiden verstanden. Der HLB-Wert eines Tensid- oder Emulgatorgemischs lässt sich aus den Werten seiner Bestandteile additiv berechnen. Ausführliche Listen von HLB-Werten von im Handel erhältlichen Emulgatoren finden

sich beispielsweise bei Fiedler, Lexikon der Hilfsstoffe für Pharmazie, Kosmetik oder angrenzende Gebiete oder bei Kirk-Othmer (3.) 8, 910-918. Bevorzugt sind in der vorliegenden Erfindung Emulgatoren mit einem HLB-Wert von 8 bis 15.

Beispiele für anionische Emulgatoren sind Alkylsulfate, insbesondere solche mit einer Kettenlänge von etwa 8 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen, Alkyl- und Alkarylethersulfate mit etwa 8 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen im hydrophoben Rest und 1 bis etwa 40 Ethylenoxid (EO) oder Propylenoxid (PO) Einheiten, oder deren Gemisch, im hydrophilen Teil des Moleküls, Sulfonate, insbesondere Alkylsulfonate, mit etwa 8 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen, Alkylarylsulfonate mit etwa 8 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen, Tauride, Ester und Halbester der Sulfobernsteinsäure mit einwertigen Alkoholen oder Alkylphenolen mit 4 bis etwa 15 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls mit 1 bis etwa 40 EO-Einheiten ethoxyliert sein können, Alkali- und Ammoniumsalze von Carbonsäuren, beispielsweise von Fettsäuren oder Harzsäuren mit etwa 8 bis etwa 32 Kohlenstoffatomen oder deren Gemischen, Phosphorsäurepartialester und deren Alkali- und Ammoniumsalze. Als anionische Emulgatoren können jedoch beispielsweise auch Alkyl- und Alkarylphosphate mit etwa 8 bis etwa 22 Kohlenstoffatomen im organischen Rest, Alkylether- oder Alkaryletherphosphate mit etwa 8 bis etwa 22 Kohlenstoffatomen im Alkyl- bzw. Alkarylrest und 1 bis etwa 40 EO-Einheiten eingesetzt werden. Bevorzugt sind die Alkalisalze der Alkylethersulfate. Besonders bevorzugte anionische Emulgatoren sind Disponile (Cognis) der FES Reihe wie beispielsweise 32 IS, 993 IS, 77 IS und 61 IS. Die anionischen Emulgatoren können einzeln oder als Mischungen anionischer Emulgatoren oder Mischungen mit nichtionischen Emulgatoren eingesetzt werden.

Beispiele für nichtionische Emulgatoren sind Polyvinylalkohol, der beispielsweise noch 5 bis etwa 50%, beispielsweise etwa 8 bis etwa 20% Acetateinheiten und einen Polymerisationsgrad von etwa 200 bis etwa 5.000 aufweist, Alkylpolyglykolether, vorzugsweise solche mit etwa 8 bis etwa 40 EO- Einheiten und Alkylresten mit etwa 8 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen, Alkylarylpolyglykolether, vorzugsweise solche mit etwa 8 bis etwa 40 EO-Einheiten und etwa 8 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen in den Alkyl- oder Arylresten, Ethylenoxid/Propylenoxid (EO/PO)- Blockcopolymere, vorzugsweise solche mit etwa 8 bis etwa 40 EO- bzw. PO-Einheiten, Additionsprodukte von Alkylaminen mit Alkylresten von etwa 8 bis etwa 22 C- Atomen mit Ethylenoxid oder Propylenoxid, Fett- und Harzsäuren mit etwa 6 bis etwa 32 Kohlenstoffatomen, Alkylpolyglykoside mit linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkylresten mit im Mittel etwa 8 bis etwa 24 Kohlenstoffatomen und einem Oligoglykosidrest mit etwa 1 bis etwa 10 Hexose- oder Pentoseeinheiten im Mittel oder Gemische aus zwei oder mehr davon, Naturstoffe und deren Derivate wie Lecithin, Lanolin, Sarkosin, Cellulose, Cellulosealkylether und Carboxyalkylcellulosen, deren Alkylgruppen jeweils 1 bis etwa 4 Kohlenstoffatome aufweist, polare Gruppen enthaltende lineare Organo(poly)siloxane, insbesondere solche mit Alkoxygruppen mit bis zu etwa 24 Kohlenstoffatomen und bis zu etwa 40 EO- oder PO-Gruppen. Besonders bevorzugte nichtionische Emulgatoren sind die alkoxylierten, insbesondere ethoxylierten Fettalkohole. Die

nichtionischen Emulgatoren können einzeln oder als Mischungen nichtionischer Emulgatoren oder Mischungen mit anionischen Emulgatoren eingesetzt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die folgenden Emulgatoren eingesetzt: die Alkalisalze, insbesondere das Na-SaIz der C ₁₂ /i ₄ - Fettalkoholethersulfate, Alkylphenolethersulfate, insbesondere deren Alkali- oder NH ₄ -Salze, Na-n- Dodecylsulfat, Di-K-ölsäuresulfonat (Ci ₈ ), Na-n-alkyl- (C ₁₀ C ₁₃ )-benzolsulfonat, Na-2- Ethylhexylsulfat, NH ₄ -Laurylsulfat (C _8/14 ), Na- Laurylsulfat (C ₁₂ /i ₄ ), Na-Laurylsulfat (C ₁₂ Zi ₆ ), Na- Laurylsulfat (C _12/ ^), Na- Cetylstearylsulfat (C ₁₆ /^), Na-Oleylcetylsulfat (C ₁₆ /^), Nonylphenolethoxylate, Octylphenolethoxylate, C _12/ i ₄ -Fettalkoholethoxylate, Oleylcetylethoxylate, C _16/18 - Fettalkoholethoxylate, Cetylstearylethoxylate, ethoxylierte Triglyceride, Sorbitanmonolaurat, Sorbitanmonooleat, Sorbitan-20EO-monooleat, Sorbitan- 20EO-monostearat,

Sulfobernsteinsäuremonoester-di-Na-Salz, Fettalkoholsulfosuccinat-di-Na-Salz,

Dialkylsulfosuccinat-Na-Salz oder Di-Na- Sulfosuccinamat oder Gemische aus zwei oder mehr davon. Ebenfalls einsetzbar sind Gemische aus an- und nichtionischen Tensiden, Gemische nichtionischer Tenside, Alkylaryletherphosphate und deren saure Ester, Dihydroxystearinsäure- NH ₄ -SaIz, Iso-Eicosanol, Arylpolyglykolether, Glycerinmonostearat. Besonders bevorzugte nichtionische Emulgatoren sind Disponile (Cognis) der A Reihe z.B. 3065 und 4065.

Ganz besonders bevorzugt ist der Einsatz nicht-ionischer Emulgatoren oder einer Mischung eines oder mehrerer anionischer Emulagtoren mit einem oder mehreren nicht-ionischen Emulgatoren.

Eine besonders bevorzugte Gruppe unter den nicht-ionischen Emulgatoren kann durch die allgemeine Formel (III)

dargestellt werden, worin R ¹ eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe oder Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist, R ² und R ³ unabhängig voneinander eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen sind, R ⁶ eine divalente organische Verbindungsgruppe ist; und R ⁷ für einen Rest steht, welcher der Verbindung der allgemeinen Formel (III) die Eigenschaft verleiht in Wasser als öl-In-Wasser-Emulgator zu wirken.

Vorzugsweise steht R ⁷ für einen Rest, der sich von einer Verbindung ableitet, die einen HLB-Wert von 8 bis 18, vorzugsweise 8 bis 15 besitzt. Besonders bevorzugt steht R ⁷ für einen Rest - [Propylenoxy] _n [Ethylenoxy] _m -R ⁸ , wobei n, m und R ⁸ so gewählt sind, dass der HLB-Wert des

entsprechenden Amins H ₂ N-[Propylenoxy] _n [Ethylenoxy] _m -R ⁸ 8 bis 15 beträgt, und R ⁸ ein aliphatischer Rest, eine Hydroxy-Gruppe oder eine Amino-Gruppe ist. Ein zur Herstellung des Emulgators der allgemeinen Formel (III) geeignetes Amin der Formel H ₂ N-[Propylenoxy] _n [Ethylenoxy] _m -R ⁸ ist beispielweise das Jeffamin M2070 (Huntsman; n=10, m=31 , R ⁸ =Methyl) mit einem HLB-Wert von 13.

Da diese Emulgatoren bei der Aushärtungsreaktion der Klebstoffe, Dichtmassen und Beschichtungsmittel durch teilweise oder vollständige Hydrolyse der Alkoxygruppen in das härtende Netzwerk einbaubar sind kann man diese als Reaktivemulgatoren bezeichnen. Der Einsatz von Reaktiv-Emulgatoren ist insbesondere bei Verwendung Polyester- und Polytetrahydrofuran-basierter Polymere der Formel (I) bevorzugt, wenngleich keine Beschränkung auf diese Systeme besteht.

Der Emulgatorgehalt der erfindungsgemäßen Emulsionen ist vorzugsweise kleiner als 25 Gew.-%, bevorzugter kleiner als 20 Gew.-% besonders bevorzugt kleiner als 15 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Emulsion.

Der Emulatoranteil der Emulsion kann in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Null betragen, wenn es sich beim eingesetzten Polymer der allgemeinen Formel (I) um ein Polymer handelt, bei welchem der Rest R ⁷ für einen Rest steht, der dem Polymer der allgemeinen Formel (I) die Eigenschaft verleiht in Wasser unter Bildung einer öl-In-Wasser-Emulsion selbst zu emulgieren.

Vorzugsweise steht R ⁷ in Formel (I) für einen Rest, der sich von einer Verbindung ableitet, die einen HLB-W ert von 8 bis 18, vorzugsweise 8 bis 15 aufweist. Besonders bevorzugt steht R ⁷ in Formel (I) für einen Rest -[Propylenoxy] _n [Ethylenoxy] _m -R ⁸ , wobei n, m und R ⁸ so gewählt sind, dass der HLB-Wert des entsprechenden Amins H ₂ N-[Propylenoxy] _n [Ethylenoxy] _m -R ⁸ einen Wert von 8 bis 15 besitzt, und R ⁸ ein aliphatischer Rest, eine Hydroxy-Gruppe oder eine Amino-Gruppe ist. Emulsionen die ein Polymer mit einem derartigen Rest R ⁷ enthalten besitzen im Allgemeinen selbstemulgierende Eigenschaften und benötigen zumeist keine weiteren anionischen und/oder nichtionischen Emulgatoren.

Die vorliegende Erfindung stellt daher auch α-silyl-terminierte Polymere der allgemeinen Formel (I) bereit:

worin R ¹ eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe oder Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist, R ² und R ³ unabhängig voneinander eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen sind, R ⁴ und R ⁶ unabhängig voneinander, divalente organische Verbindungsgruppen sind, R ⁵ ein hydrophobes divalentes Polymerrückgrat ist; und R ⁷ für einen Rest steht, der dem Polymer der allgemeinen Formel (I) die Eigenschaft verleiht in Wasser unter Bildung einer öl-In-Wasser-Emulsion selbst zu emulgieren

Vorzugsweise steht R ⁷ in Formel (I) für einen Rest, der sich von einer Verbindung ableitet, die einen HLB-Wert von 8 bis 18, vorzugsweise 8 bis 15 aufweist. Besonders bevorzugt steht R ⁷ in Formel (I) für einen Rest -[Propylenoxy] _n [Ethylenoxy] _m -R ⁸ , wobei n, m und R ⁸ so gewählt sind, dass der HLB-Wert des entsprechenden Amins H ₂ N-[Propylenoxy] _n [Ethylenoxy] _m -R ⁸ einen Wert von 8 bis 15 besitzt, und R ⁸ ein aliphatischer Rest, eine Hydroxy-Gruppe oder eine Amino-Gruppe ist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Emulsion sowie das darin enthaltene Polymer der allgemeinen Formel (I) bereitgestellt, wobei R ¹ für Methyl, Ethyl, Methoxy oder Ethoxy steht, und R ² und R ³ unabhängig voneinander für Methyl oder Ethyl stehen, R ⁴ und R ⁶ unabhängig voneinander für eine Harnstoff- und/oder Urethan-Gruppen enthaltende divalente Verbindungsgruppe stehen, R ⁵ ein divalenter Polytetrahydrofuran- oder Polyester-Rest ist und R ⁷ für einen Rest -[Propylenoxy] _n [Ethylenoxy] _m -R ⁸ steht, wobei n, m und R ⁸ so gewählt sind, dass der Hydrophilie-Lipophilie-Balance-Wert des entsprechenden Amins H ₂ N-[Propylenoxy] _n [Ethylenoxy] _m -R ⁸ einen Wert von 8 bis 15 besitzt, und R ⁸ ein aliphatischer Rest, eine Hydroxy-Gruppe oder eine Amino-Gruppe ist.

Die erfindungsgemäße Emulsion besitzt einen pH-Wert von 2 bis 11. Vorzugsweise, insbesondere um das Substrat nicht zu schädigen, wird ein pH-Wert von 3 bis 10, bevorzugter 4 bis 9 und noch bevorzugter im leicht saueren Bereich von 4 bis 6 oder 7 eingestellt. Insbesondere bei der Herstellung lagerstabiler, selbstemulgierende Polymere und/oder Reaktivemulatoren enthaltender Systeme hat sich ein pH-Wert von 4 bis 7, besser noch 4 bis 6 als vorteilhaft herausgestellt. Der pH-Wert kann beispielsweise unter Verwendung herkömmlicher Puffersubstanzen stabilisiert werden und mit organischen oder anorganischen Säuren und Basen eingestellt werden.

Die erfindungsgemäßen Emulsionen können zusätzlich zu obligatorischen Verbindungen der allgemeinen Formel (I) und den nicht-ionischen und/oder anionischen Emulgatoren eine oder

mehrere Komponenten als Zusatzstoffe enthalten, die gegebenenfalls auch zum Feststoffgehalt von 40 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 50 bis 95 Gew.-%, besonders bevorzugt 70 bis 95 oder 80 bis 95 Gew.-% beitragen können. Zu diesen gehören beispielsweise Füllstoffe, Pigmente, Schutzkolloide, pH-Regler wie beispielsweise organische und anorganische Säuren und Basen, Puffersubstanzen, Haftvermittler wie beispielsweise niedermolekulare Silane, Tackifier, Katalysatoren, Filmbildner, Weichmacher, Redoxstabiliatoren, UV-Stabilisatoren oder Mittel zur Viskositätsbeeinflussung. Da die genannten Zusatzstoffe unterschiedlichste Zusammensetzungen aufweisen können, werden, um die Stabilität der erfindungsgemäßen Emulsionen nicht zu beeinträchtigen üblicherweise solche ausgewählt, die sich möglichst inert gegenüber den zwingenden Emulsionsbestandteilen verhalten.

Die erfindungsgemäße Emulsion kann daher bis zu etwa 70 Gew.-%, beispielsweise etwa 30 Gew.-%, an Füllstoffen enthalten. Als Füllstoffe geeignet sind beispielsweise gegenüber Silanen inerte anorganische Verbindungen wie Titandioxid, Kreide, Kalkmehl, gefällte Kieselsäure, pyrogene Kieselsäure, Zeolithe, Bentonite, gemahlene Mineralstoffe, Glaskugeln, Glasmehl, Glasfasern und Glasfaserkurzschnitte sowie weitere, dem Fachmann bekannte anorganische Füllstoffe, sowie organische Füllstoffe, insbesondere Faserkurzschnitte oder Kunststoffhohlkugeln. Gegebenenfalls können Füllstoffe eingesetzt werden, die der Zubereitung Thixotropie verleihen, beispielsweise quellbare Kunststoffe wie PVC.

In einer besonderen Ausführungsform können auch oberflächenmodifizierte Füllstoffe eingesetzt werden.

Als Pigmente sind generell alle organischen und anorganischen Pigmente einsetzbar, sofern sie die Emulsion nicht durch Interaktion mit den Emulsionsbestandteilen destabilisieren. Beispielsweise kann feinteiliges Silica (Aerosile, wie R202, Aeroxide, wie T05 oder Sipernate, wie S22) eingesetzt werden.

Als Schutzkolloide können beispielsweise Polyvinylalkohole (wie Mowiole z.B. 5-88 oder 4-88), Methylcellulose und Methylcellulosederivate (wie Culminal) oder Polyvinvlpyrrolidone und Copolymere derselben mit Vinylacetat (wie Luviskole z.B. VA64) eingesetzt werden.

Als pH-Regler sind grundsätzlich alle anorganischen und organischen Säuren und Basen geeignet, welche die Stabilität der erfindungsgemässen Emulsion nicht nachteilig beeinflussen. Zur Einstellung basischer pH-Werte (pH-Wert > 7) ist beispielsweise Natriumhydrogencarbonat oder Natriumhydroxid geeignet, die Einstellung saurer pH-Werte (pH-Wert < 7) wird beispielsweise mit Salzsäure durchgeführt. Die erfindungsgemässe Emulsion enthält die pH-Regler gegebenenfalls in einer Menge von bis zu etwa 10 Gew.-%, beispielsweise etwa 1 bis etwa 5 Gew.-% oder etwa 0,01 bis etwa 1 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Emulsion.

Darüber hinaus können übliche Puffersysteme, wie beispielweise Phosphatpuffer- oder Citratpuffer-Systeme eingesetzt werden.

Als Haftvermittler eignen sich beispielsweise niedermolekulare Silane mit einem Molekulargewicht von weniger als etwa 200, die eine oder mehrere Silangruppen aufweisen.

Die erfindungsgemässe Zubereitung kann, bis zu etwa 50 Gew.-% an üblichen Tackifiern enthalten. Als Tackifier geeignet sind beispielsweise Harze, Terpen- Oligomere, Cumaron-/Inden- Harze, aliphatische, petrochemische Harze und modifizierte Phenolharze. Geeignet sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise Kohlenwasserstoffharze, wie sie durch Polymerisation von Terpenen, hauptsächlich Pinen, Dipenten oder Limonen gewonnen werden. Die Polymerisation dieser Monomeren erfolgt in der Regel kationisch unter Initiierung mit Friedel- Crafts-Katalysatoren. Zu den Terpenharzen werden beispielsweise auch Copolymere aus Terpenen und anderen Monomeren, beispielsweise Styrol, α-Methylstyrol, Isopren und dergleichen, gerechnet. Die genannten Harze finden beispielsweise als Tackifier für Haftklebstoffe und Beschichtungsmaterialien Verwendung. Ebenfalls geeignet sind die Terpen-Phenol-Harze, die durch säurekatalysierte Addition von Phenolen an Terpene oder Kolophonium hergestellt werden. Terpen-Phenol-Harze sind in den meisten organischen Lösemitteln und ölen löslich und mit anderen Harzen, Wachsen und Kautschuk mischbar. Ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Zusatzstoff im oben genannten Sinne geeignet sind die Kolophoniumharze und deren Derivate, beispielsweise deren Ester oder Alkohole. Weitere Beispiele finden sich in der WO 93/23490

Die erfindungsgemäße Zubereitung kann weiterhin bis zu etwa 10 Gew.-% Katalysatoren zur Steuerung der Härtungsgeschwindigkeit enthalten. Als Katalysatoren geeignet sind beispielsweise metallorganische Verbindungen wie Eisen- oder Zinnverbindungen geeignet, insbesondere die 1 ,3- Dicarbonylverbindungen des Eisens oder des 2- bzw. 4-wertigen Zinns, insbesondere die Sn(II)- Carboxylate bzw. die Dialkyl-Sn-(IV)-Dicarboxylate oder die entsprechenden Dialkoxylate, beispielsweise Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetat, Dioctylzinndiacetat, Dibutylzinnmaleat, Zinn(ll)octoat, Zinn(ll)phenolat oder die Acetylacetonate des 2- bzw. 4-wertigen Zinns.

Als Weichmacher geeignet sind beispielsweise Ester wie Abietinsäureester, Adipinsäureester, Azelainsäureester, Benzoesäureester, Buttersäureester, Essigsäureester, Ester höherer Fettsäuren mit etwa 8 bis etwa 44 Kohlenstoffatomen, Ester OH-Gruppen tragender oder epoxidierter Fettsäuren, Fettsäureester und Fette, Glykolsäureester, Phosphorsäureester, Phthalsäureester, von 1 bis 12 Kohlenstoffatomen enthaltenden linearen oder verzweigten Alkoholen, Propionsäureester, Sebacinsäureester, Sulfonsäureester, Thiobuttersäureester, Trimellithsäureester, Zitronensäureester sowie Ester auf Nitrocellulose- und Polyvinylacetat-Basis, sowie Gemische aus zwei oder mehr davon. Besonders geeignet sind die asymmetrischen Ester der difunktionellen, aliphatischen Dicarbonsäuren, beispielsweise das Veresterungsprodukt von

Adipinsäuremonooctylester mit 2-Ethylhexanol (Edenol DOA, Fa. Henkel, Düsseldorf). Ebenfalls als Weichmacher geeignet sind die reinen oder gemischten Ether monofunktioneller, linearer oder verzweigter C ₄ . ₁₆ -Alkohole oder Gemische aus zwei oder mehr verschiedenen Ethern solcher Alkohole, beispielsweise Dioctylether (erhältlich als Cetiol OE, Fa. Henkel, Düsseldorf). Des weiteren können als Weichmacher endgruppenverschlossene Polyethylenglykole oder Diurethane eingesetzt werden.

Die erfindungsgemässe Zubereitung kann weiterhin bis zu etwa 10 Gew.-%, insbesondere bis zu etwa 1 Gew.-% Redoxstabilisatoren bzw. Antioxidantien enthalten.

Die erfindungsgemässe Zubereitung kann bis zu etwa 5 Gew.-%, beispielsweise etwa 1 Gew.-% an UV-Stabilisatoren enthalten. Als UV-Stabilisatoren besonders geeignet sind die sogenannten Hindered Amine Light Stabilisators (HALS). Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, dass die erfindungsgemässe Zubereitung einen UV-Stabilisator enthält, der eine Silangruppe trägt und beim Vernetzen bzw. Aushärten in das Endprodukt eingebaut wird. Hierzu besonders geeignet sind die Produkte Lowilite 75, Lowilite 77 (Fa. Great Lakes, USA).

Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Emulsionen zur Verfügung, wobei zunächst eine Mischung eines oder mehrerer Polymere der allgemeinen Formel (I)

worin R ¹ eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe oder Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist, R ² und R ³ unabhängig voneinander eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen sind, R ⁴ und R ⁶ unabhängig voneinander, divalente organische Verbindungsgruppen sind, R ⁵ ein hydrophober divalenter Polymer-Rest ist; und R ⁷ ein Rest CH ₂ SiR ¹ (OR ² )(OR ³ ) ist, worin R ¹ , R ² und R ³ obige Bedeutung besitzen oder oder R ⁷ für einen Rest steht, der dem Polymer der allgemeinen Formel (I) die Eigenschaft verleiht in Wasser unter Bildung einer öl-In-Wasser-Emulsion selbst zu emulgieren; mit einem oder mehreren anionischen und/oder nicht-ionischen Emulgatoren, die zur Bildung einer öl-in-Wasser-Emulsion befähigt sind; und wobei, für den Fall, dass R ⁷ für einen Rest steht, der dem Polymer der allgemeinen Formel (I) die Eigenschaft verleiht in Wasser unter Bildung einer öl- In-Wasser-Emulsion selbst zu emulgieren,

zumindest ein Teil des Emulgators oder der Emulgatoren durch Polymere der Formel (I) ersetzt sind, hergestellt wird.

In einem weiteren Schritt werden dieser Mischung die wässrigen Emulsionsbestandteile zugemischt, wobei ein pH-Wert von 2 bis 11 , vorzugsweise 3 bis 10, bevorzugter 4 bis 9 und noch bevorzugter 4 bis 6 oder 7 und ein Feststoffgehalt von 40 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Emulsion eingestellt wird. Es entsteht hierbei eine lagerstabile öl-in-Wasser- Emulsion.

Bei der Mischung des oder der Polymere der Formel (I) mit dem Emulgator bzw. Emulgatorgemisch können weitere nicht-wässrige Bestandteile zugegen sein. Entscheidend ist, dass die wässrigen Bestandteile, wie Wasser, Puffer oder wässrige pH-Regler erst nach Vermischen des Polymers oder der Polymere der Formel (I) mit dem Emulgator oder den Emulgatoren zugefügt werden.

Als Lagerstabilität wird in der vorliegenden Erfindung die Eigenschaft der erfindungsgemäßen Emulsionen verstanden bei einer Temperatur von 23 ⁰ C mindestens 1 Woche, vorzugsweise mindestens 2 Wochen ohne Entmischung lagerfähig zu sein und nach der Lagerung Klebeverbunde zu erzeugen, die verglichen mit der Herstellung eines Klebeverbunds direkt nach Herstellung der Emulsion eine Zugscherfestigkeit aufweisen, die mindestens 20 % der Zugscherfestigkeit ohne Lagerung entspricht. üblicherweise zeigen die erfindungsgemäßen Emulsionen jedoch beträchtlich längere Lagerstabilitäten (keine Entmischung nach Zeiträumen von 4 bis 6 Monaten) bei deutlich höheren Temperaturen (40 ⁰ C). üblicherweise beträgt der Wert der Zugscherfestigkeit von Klebeverbunden, die mit mehrwöchig (beispielsweise 2 Wochen) gelagerten Emulsionen hergestellt wurden, mehr als 30 %, meist mehr als 50 % des Werts ohne Lagerung der Emulsion.

In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Emulsionen zur Herstellung von Klebstoffen, Dichtmassen, Beschichtungsmitteln und polymere Formmassen oder als Klebstoffe, Dichtmassen, Beschichtungsmittel und polymere Formmassen bereit. Bevorzugt ist insbesondere die Verwendung von solchen Emulsionen für die genannten Zwecke, die das erfindungsgemäße selbstemulgierende α-silyl-terminierte Polymer und/oder den erfindungsgemäßen Reaktiv-Emulgator enthalten.

Die erfindungsgemässen Emulsionen sind für ein breites Feld von Anwendungen im Bereich der Oberflächenbeschichtungen, Kleb- und Dichtstoffe geeignet. Besonders geeignet sind die erfindungsgemässen Emulsionen beispielsweise als Kontaktklebstoff, 1 K-Klebstoff, 2K-Klebstoff, Montageklebstoff, Sprühklebstoff, Klebestift, Dichtmasse, insbesondere Fugendichtmasse, und zur Oberflächenversiegelung.

Gegenstand der Erfindung ist daher auch die Verwendung der erfindungsgemässen Emulsionen als Klebstoff, Dichtmasse, Oberflächenbeschichtungsmittel, Spachtelmasse oder zur Herstellung von Formteilen.

Die erfindungsgemässen Emulsionen und die erfindungsgemäßen selbstemulgierenden α-silyl- terminierten Polymere sind beispielsweise als Klebstoff für Kunststoffe, Metalle, Spiegel, Glas, Keramik, mineralische Untergründe, Holz, Leder, Textilien, Papier, Pappe und Gummi geeignet, wobei die Materialien jeweils mit sich selbst oder beliebig untereinander verklebt werden können.

Im Rahmen einer Ausführungsform der Erfindung werden die erfindungsgemässen Emulsionen beispielsweise als Sprühkleber formuliert. Hierzu wird die erfindungsgemässe Zubereitung zusammen mit einem entsprechenden Treibmittel in eine entsprechende Sprühkartusche eingebracht.

Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die erfindungsgemässen Emulsionen als Klebestift formuliert. Hierzu werden den erfindungsgemässen Emulsionen entsprechende Verdickungsmittel zugemischt. Geeignete Verdickungsmittel sind beispielsweise Carbopol 672 (BF Goodrich), Softisan Gel (Contensio), Aerosil (Degussa), Sipernat (Degussa), Rilanit HT extra (Henkel), Rilanit spez. micro. (Henkel), Cutina HR (Henkel), GENUVISCO carrageen TPH-1 (Hercules), Klucel MF (Hercules), Millithix 925 (Milliken), Rheolate 204 (Rheox), Disorbene LC (Roquette), Disorbene M (Roquette), Permutex RM 4409 (Stahl), Stockosorb (Stockhausen), FAVOR PAC 230 (Stockhausen), T 5066 (Stockhausen), Wacker HDK H2000 (Wacker) und Wacker HDK V 15 (Wacker).

Weiterhin eignen sich die erfindungsgemässen Emulsionen und die erfindungsgemäßen selbstemulgierenden α-silyl-terminierten Polymere beispielsweise als Dichtstoff für Kunststoffe, Metalle, Spiegel, Glas, Keramik, mineralische Untergründe, Holz, Leder, Textilien, Papier, Pappe und Gummi, wobei die Materialien jeweils mit sich selbst oder beliebig gegeneinander abgedichtet werden können.

Die erfindungsgemässen Emulsionen und die erfindungsgemäßen selbstemulgierenden α-silyl- terminierten Polymere können beispielsweise auch als Oberflächenbeschichtungsmittel für Oberflächen aus Kunststoff, Metall, Glas, Keramik, mineralischen Materialien, Holz, Leder, Textilien, Papier, Pappe und Gummi verwendet werden.

Die erfindungsgemässen Emulsionen und die erfindungsgemäßen selbstemulgierenden α-silyl- terminierten Polymere sind weiterhin zur Herstellung von Formteilen beliebiger Raumform geeignet.

Ein weiteres Anwendungsgebiet für die erfindungsgemässen Emulsionen und die erfindungsgemäßen selbstemulgierenden α-silyl-terminierten Polymere ist die Verwendung als Dübel-, Loch- oder Rißspachtelmasse.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind ein Klebstoff, ein Oberflächenbeschichtungsmittel oder eine Dichtmasse, hergestellt unter Verwendung einer erfindungsgemässen Emulsion.

BEISPIELE

Herstellung des Polymers A

1530 g Acclaim Polyol 18200 N (Polypropylenglykol mit einer OH-Zahl von 5,5) wurden bei 60 ⁰ C und 0,6 mbar für 30 Minuten entwässert. Anschließend wurde mit Stickstoff belüftet und unter Stickstoff-überleitung 0,3 g Tinstab BL 277 (=DBTL, Dibutylzinndilaurat) und anschließend 25,28 g Geniosil XL 42 (Isocyanatomethyldimethoxy(methyl)silan) zugegeben. Es wurde 1 Stunde bei 80 ⁰ C bis zur quantitativen Umsetzung nachgerührt. Polymer A wurde noch heiß in Kunststoffkartuschen luftdicht abgefüllt. Die Schmelzviskosität bei 80°C beträgt 4,0 Pa s (Methode Kegel/Platte, Brookfield CAP 2000 Viscometer, Cone 6, 50 Upm, 25 Sek.).

Herstellung des Polymers B

650,40 g PE (Liofol Polyester 218) wurden bei 6O ⁰ C und 1 ,2 mbar für 45 Minuten entwässert. Anschließend wurde mit Stickstoff belüftet und unter Stickstoff-überleitung 400 g Lupranat MCI (Diphenylmethan-2,4'-diisocyanat) zugegeben. Nach 60 Minuten wurde auf 60 ⁰ C abgekühlt. Anschließend wurde 345,50 g Geniosil XL 973 (N-Phenylaminomethyltrimethoxysilan) zugegeben. Es wurde 1 Stunde bei 80 ⁰ C bis zur quantitativen Umsetzung nachgerührt. Polymer B wurde noch heiß in Kunststoffkartuschen luftdicht abgefüllt. Die Schmelzviskosität bei 80°C beträgt 4,6 Pa s (Methode Kegel/Platte, Brookfield CAP 2000 Viscometer, Cone 6, 50 Upm, 25 Sek.).

Herstellung des Polymers C

409,14 g PTHF 650 (Polytetrahydrofuran mit einer OH-Zahl von 175, erhältlich von BASF) wurden bei 8O ⁰ C und 3 mbar für 60 Minuten unter Argonzuleitung entwässert. Anschließend wurde mit Argon belüftet und auf 60 ⁰ C abkühlen gelassen. Unter Argon-überleitung wurden 319,07 g Lupranat MCI (Diphenylmethan-2,4'-diisocyanat) zugegeben. Es wurde 10 Minuten auf eine Temperatur von 75 ⁰ C erhitzt. Nach Abklingen der exothermen Reaktion wurde 110 Minuten bei 75 ⁰ C nachgerührt. Anschließend wurde bei einer Temperatur von 70 ⁰ C unter Argon 275,60 g Geniosil XL 973 (N-Phenylaminomethyltrimethoxysilan) zugegeben. Es wurde bei 80 °C bis zur quantitativen Umsetzung nachgerührt. Polymer C wurde in Kartuschen abgefüllt. Die Schmelzviskosität bei 80°C beträgt 3,4 Pa s (Methode Kegel/Platte, Brookfield CAP 2000 Viscometer, Cone 6, 50 Upm, 25 Sek.).

Herstellung des Polymers D

59,86 g PTHF 650 (Polytetrahydrofuran mit einer OH-Zahl von 179, erhältlich von BASF) und 24,69 g PEG 600 (Clariant Polyethylenglycol 600 PU) mit einer OH-Zahl von 186) wurden bei 80°C und 3 mbar für 60 Minuten unter Argonzuleitung entwässert. Anschließend wurde mit Argon belüftet und

auf 58 ⁰ C abkühlen gelassen. Unter Argon-überleitung wurden 68,21 g Lupranat MCI (Diphenylmethan-2,4'-diisocyanat) zugegeben. Nach Abklingen der exothermen Reaktion wurde auf eine Temperatur von 80 °C für 80 Minuten erhitzt. Anschließend wurden bei einer Temperatur von 60 ⁰ C unter Argon 50,26 g Wacker SL 449025 (N-Phenylamino-methyldimethoxy(methyl)silan) und 4,85 g Geniosil XL 973 (N-Phenylamino-methyltrimethoxysilan) zugegeben. Es wurde bei 75 ⁰ C bis zur quantitativen Umsetzung nachgerührt. Polymer D wurde unter Argon in Tuben abgefüllt.

Herstellung des Polymers E

150 g PE (Liofol Polyester 218) und 50 g Jeffamin M-2070 (Methoxy- poly(oxyethylen/oxypropylen)-2-propylamin) wurden bei 6O ⁰ C und 0,8 mbar für 30 Minuten entwässert. Anschließend wurde mit Stickstoff belüftet und unter Stickstoff-überleitung 98,05 g Lupranat MCI (Diphenylmethan-2,4'-diisocyanat) zugegeben. Nach 60 Minuten wurde auf 60 ⁰ C abgekühlt. Anschließend wurde 84,69 g Geniosil XL 973 (N-Phenylaminomethyltrimethoxysilan) zugegeben. Es wurde 1 Stunde bei 80 ⁰ C bis zur quantitativen Umsetzung nachgerührt. Polymer E wurde noch heiß in beschichtete Aluminiumtuben abgefüllt. Die Schmelzviskosität bei 8O ⁰ C beträgt 2,7 Pa s (Methode Kegel/Platte, Brookfield CAP 2000 Viscometer, Cone 6, 50 Upm, 25 Sek.).

Herstellung des Polymers F

95,16 g PTHF 650 (Polytetrahydrofuran mit einer OH-Zahl von 174, erhältlich von BASF) und 30 g Jeffamin M-2070 (Methoxy-poly(oxyethylen/oxypropylen)-2-propylamin, erhältlich von Huntsman) wurden bei 80 ⁰ C und 3 mbar für 60 Minuten unter Argonzuleitung entwässert. Anschließend wurde mit Argon belüftet und auf 78 ⁰ C abkühlen gelassen. Unter Argon-überleitung wurden 77,57 g Lupranat MCI (Diphenylmethan-2,4'-diisocyanat) zugegeben. Nach Abklingen der exothermen Reaktion wurde bei einer Temperatur von 80 ⁰ C für 110 Minuten erhitzt. Anschließend wurde bei einer Temperatur von 70 ⁰ C unter Argon 66,97 g Geniosil XL 973 (N- Phenylaminomethyltrimethoxysilan) zugegeben. Es wurde bei einer Temperatur von 80 ⁰ C bis zur quantitativen Umsetzung (ca. 2 Stunden) nachgerührt. Polymer F wurde unter Argon in Tuben abgefüllt. Die Schmelzviskosität bei 8O ⁰ C beträgt 1 ,6 Pa s (Methode Kegel/Platte, Brookfield CAP 2000 Viscometer, Cone 6, 50 Upm, 25 Sek.).

Herstellung des (Reaktiv)-Emulgators I

199,81 g Jeffamin M-2070 (Methoxy-poly(oxyethylen/oxypropylen)-2-propylamin, 10PO/31 EO, erhältlich von Huntsman,) und 16,26 g Geniosil XL 42 (Isocyanatomethyldi-methoxy(methyl)silan) wurden unter Argonzuleitung bei Raumtemperatur eingewogen. Bei einer Temperatur von 80 ⁰ C wurde 240 Minuten nachgerührt. Das Produkt I wurde unter Argon in Tuben gefüllt. Die

Schmelzviskosität bei 80°C beträgt 0,9 Pa s (Methode Kegel/Platte, Brookfield CAP 2000 Viscometer, Cone 6, 50 Upm, 25 Sek.).

π υuoOT rυ i

19

Tabelle 1 : Polymere der allgemeinen Formel (I):

Me: Methyl; MeO: Methoxy

Ph: Phenyl; oPh: ortho-Phenylen; pPh: para-Phenylen

PPG: Polypropylenglycol-Rest; PE: Polyester-Rest; PTHF: Polytetrahydrofuran-Rest; PEG: Polyethylenglycol

PO: Propylenoxy-Rest; EO: Ethylenoxy-Rest

Allgemeines Herstellungsbeispiel für die erfindungsgemäßen Emulsionen

10 g des erfindungsgemäßen Polymers A, B, C oder D werden mit dem oder den Emulgatoren (Mengen siehe Tabelle 2) und gegebenenfalls weiteren nicht-wässrigen Additiven (Mengen siehe Tabelle 2) mit einem Speedmixer (DAC 150 FVZ, erhältlich bei der Firma Hauschild) für 20 Sekunden bei 2000 U/min homogenisiert. Anschließend wird 1 g Puffer oder sofern kein Puffer verwendet wird Wasser zugegeben und weitere 20 Sekunden verrührt. Dann wird portionsweise der restliche Puffer und/oder das restliche Wasser zugegeben, worauf jeweils 20 Sekunden verrührt wird, wobei sich eine homogene Creme bildet.

Die fakultativ enthaltenen Zusatzstoffe können entweder zu Beginn oder auch nachträglich, je nach Art des Zusatzstoffes zugegeben werden. Nicht wässrige Bestandteile können daher bereits in der Emulgator-Polymer-Mischung eingearbeitet sein, bevor wässrige Bestandteile zugefügt werden, während wässrige Bestandteile immer dem zunächst hergestellten Emulgator-Polymer-System zugemischt werden.

In Falle des Einsatzes der selbstemulgierenden Polymere E und F wird wie oben verfahren, jedoch gegebenenfalls auf den Zusatz von Emulgatoren verzichtet.

I I uuocju rυ ι

21

Tabelle 2

n UOOSO rυ ι

22

Fortsetzung - Tabelle 2

π uuGSJO rυ ι

23

Fortsetzung - Tabelle 2

n UUO3O rυ ι

24

Fortsetzung - Tabelle 2

Abkürzungen in Tabelle 2:

Polymere A, B, C, D, E und F: siehe Tabelle 1

G: Fettalkohol mit 30 Ethylenoxideinheiten (Disponil A3065, Firma Cognis);

H: Natriumlaurylethersulfat (Disponil FES77, Firma Cognis);

I: Addukt aus Methoxy(polyoxyethylen/polyoxypropylen-2-propylamin (Jeffamin M2070, Firma

Huntsman) mit Isocyanatomethyl-dimethoxy-methyl-silan (Geniosil XL42, Firma Wacker);

PufferA: Kaliumdihydrogenphosphat/Dinatriumhydrogenphosphat (92:8, 5 gew.%-ig in Wasser);

PufferB: Dinatriumhydrogenphosphat (5 gew.-%ig in Wasser) / Citronensäure (10 gew.-%ig in Wasser)

2,2 : 1 ;

PufferC: Kaliumdihydrogenphosphat/Dinatriumhydrogenphosphat (1 :1 , 5 gew.%-ig in Wasser);

NaOH: Natronlauge (8 gew.-%ig);

HCl: Salzsäure (10 gew.-%ig);

Kronos: Titandioxid (Kronos 1001 , Firma Kronos);

K30: Polyvinylpyrrolidon (K30, Firma Fluka, 40 gew.-%ig);

Acusol: Polyacrylat (Acusol 801 S, Firma Rohm/Haas, 2 gew.-%ig);

Mowiol: Polyvinylalkohol (Mowiol 4-98, Firma Kuraray, 10 gew.-%ig);

GF91 : N-Aminoethyl, aminopropyltrimethoxysilan (GF91 , Firma Wacker);

HPU: Polyurethan-Polymer (HPU DSX 1514, Firma Cognis, 40 gew.-%ig);

DBTL: Dibutylzinndilaurat (Tinstab BL277, Firma Akzo);

Dynasylan: Siloxanoligomer (Dynasylan HS 2627, Firma Degussa); nb: nicht bestimmt

„ ^* ": Vergleichsbeispiel

Beurteilung der Emulsionen aus Beispielen 1 bis 48

Laqerstabilität

Die Proben wurden für unterschiedlich lange Zeiträume bei 23 ⁰ C bzw. 40 ⁰ C in Glasbehältern mit luftdichtem Schraubverschluss in einem Klimaschrank gelagert.

Nach erfolgter Lagerung wurden die Proben visuell hinsichtlich der Stabilität der Emulsion untersucht. Die Emulsion wurde als lagerstabil bezeichnet, wenn keine sichtbare Phasentrennung erkennbar war und die Fließfähigkeit keine signifikanten Unterschiede aufweist.

Tabelle 3 zeigt die Lagerzeiten in Wochen bzw. Monaten an, in denen keine Trennung der entsprechenden Emulsion erfolgt ist. Bei den angegebenen Zeiten handelt es sich um Mindestzeiten. Da einige Emulsionen erst kurz vor Einreichung der vorliegenden Anmeldung Lagertest unterzogen wurden, sagt eine Lagerzeit von beispielsweise „1 Woche" nur aus, dass die Emulsion nach 1 Woche der Lagerung stabil war. Sollte ein Zerfall nach einer bestimmten Lagerzeit stattgefunden haben, so ist dies in Tabelle 3 kenntlich gemacht.

Zusätzlich wurde als Parameter die Zugscherfestigkeit eines mittels der Emulsionen hergestellten Klebeverbunds direkt nach Herstellung der Emulsion bzw. nach erfolgter 1- oder 2-wöchiger Lagerung bei 25 ⁰ C - wie im Folgenden beschrieben wird - ermittelt.

Zugscherfestigkeit

Die Zugscherfestigkeit wurde zur Bestimmung der Reißfestigkeit von Verklebungen wurde in Anlehnung an DIN 53283 und DIN 53281 durchgeführt.

Hierfür werden je zwei Prüfkörper (25 x 100 mm) aus massivem Buchenholz bereit gelegt. Die zu verklebende Fläche (25 x 100 mm) wird einseitig mit der zu prüfenden Emulsion bestrichen und mit zwei Wäscheklammern fixiert. Die Probekörper werden bei Raumtemperatur (25 "C) für 7 Tage gelagert. Anschließend werden sie mit einer Zerreißmaschine der Firma Zwick, Modell Universalprüfmaschine (Typennummer 144501 , Kraftaufnahme 10 kN) sowie Buchenholz Prüflingen mit einer überlappung von 20mm Länge und 25mm Breite und einer Geschwindigkeit von 15 mm/Minute zerrissen. Die sich ergebende Zugscherfestigkeit wird in N/mm ² bestimmt.

Tabelle 4 gibt das Verhältnis der Zugscherfestigkeit der Klebeverbunde, die nach Lagerung der Emulsionen hergestellt wurden, bezogen auf die Zugscherfestigkeit von Klebeverbunden, die sofort nach Herstellung der Emulsionen hergestellt wurden in „% des Ausgangswerts" an. Ein Wert von 80 % bedeutet hierbei, dass 80 % der Zugscherfestigkeit bei Verwendung einer gelagerten Emulsion im Vergleich zu einer sofort verwendeten Emulsion erreicht werden.

Tabelle 3 - Laqerstabilitäten/Mindestlaqerzeiten

Tabelle 4

Erreichte Zuqscherfestigkeiten im prozentualen Vergleich mit Klebeverbünden aus nichtqelaqerten

Emulsionen

nb: nicht bestimmt