Neuer Polycarbodiimid-Vernetzer ermöglicht lange Topfzeit

„Vor allem Rolle-zu-Rolle-Klebeprozesse in der Verpackungs- und Textilindustrie können davon profitieren“, sagt Klebrohstoff-Experte Jörg Büchner von Bayer MaterialScience.

Üblicherweise werden Polyurethan-Klebstoffdispersionen mit Isocyanat-Vernetzern verarbeitet. Formulierungen mit dem neuen Polycarbodiimid-Vernetzer Desmodur XP 2802 zeichnen sich laut Unternehmen jedoch durch zwei Eigenschaften aus, die sich bei Isocyanat-Vernetzern nicht miteinander kombinieren ließen: Zum einen hätten die reaktiven Formulierungen eine hohe Lagerstabilität und seien einige Monate gebrauchsfähig. Wenn als Polyurethan-Dispersion beispielsweise Dispercoll U 2824 XP verwendet werde, seien Topfzeiten von sechs Monaten erreichbar, so heißt es. „Diese Dispersion haben wir eigens für die Kombination mit dem Polycarbodiimid-Vernetzer entwickelt“, so Büchner. Zum anderen verlaufe die Vernetzungsreaktion unmittelbar nach dem Trocknen in der Klebstoffschicht bei Raumtemperatur mit hoher Geschwindigkeit ab. Das ermögliche es, die geklebten Teile sehr schnell weiterzuverarbeiten.

Das Unternehmen hat nach eigenen Angaben die viskoelastischen Eigenschaften der Klebstoffpolymere vor und nach ihrer Vernetzung untersucht und die Wärmebeständigkeit der entsprechenden Klebverbindungen ermittelt. Die Vernetzung mit Desmodur XP 2802 liefere bei richtiger Dosierung der Vernetzerkomponente auch nach mehrmonatiger Lagerung der Klebstoffdispersion sehr beständige Klebeverbindungen, so Bayer.

Nach Angaben des Unternehmens verlaufe der Fügeprozess wie folgt: In der Klebstoffdispersion liegen das Polymer aus Dispercoll U 2824 XP sowie der Polycarbodiimid-Vernetzer aus Desmodur XP 2802 als separate Tröpfchen nebeneinander vor. Nachdem die Formulierung auf die Folie oder auf ein anderes Substrat aufgebracht wurde, wird die Klebstoffschicht getrocknet. Während der Trocknung nähern sich die Polymer- und Vernetzertröpfchen einander an, bis sie schließlich ineinander verfließen und sich ein einheitlicher Klebefilm bildet.

Mit der Filmbildung wird auch die Vernetzungsreaktion gestartet. Wird die Klebstoffschicht vor dem Fügeprozess abgekühlt, dann kristallisiert das Polymer innerhalb weniger Minuten und es entsteht ein nicht-klebriger Polymerfilm. Um mit ihm zwei Folien oder andere Substrate verkleben zu können, muss er innerhalb einer Stunde aktiviert werden. Dies geschieht mittels kurzfristiger Wärmezufuhr, die die kristallinen Segmente in der Polymerkette zum Schmelzen bringt. Nach dem Zusammenpressen der Substrate verfestigt sich der Klebstoff bei Raumtemperatur innerhalb kürzester Zeit sowohl durch Kristallisation der kristallinen Segmente des Polymers als auch durch die Vernetzungsreaktion zwischen Polymer und Polycarbodiimid-Vernetzer.