EP-3887468-B1 - PROCESS FOR PRODUCING A LATENTLY REACTIVE POLYURETHANE-BASED ADHESIVE FILM

Inventors

• KELSCH, Annette
• AST, Jana
• Schindler, Kerstin

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20181129

Claims (6)

1. A method of manufacturing a latently reactive polyurethane-based adhesive film exhibiting a melting point of 50 ± 10°C, wherein - up to 98 wt.-% of a crystalline and/or crystalline and amorphous polyurethane dispersion are mixed with 2 to 65 wt.-%, of an electrically conductive filler and a cross-linking agent, wherein the cross-linking agent is an isocyanate-containing component, which is dispersed into the polyurethane dispersion and exhibits an activation temperature of 70-120°C, - the polyurethan dispersion together with the dispersed electrically conductive adhesive and the cross-linking agent is applied onto a carrier, in particular a conductive carrier or a release liner, creating a laminate, - drying the laminate.
2. Method according to claim 1, characterized in that the cross-linking agent comprises blocked isocyanate groups or isocyanate groups which are deactivated on a surface area of the isocyanate particles.
3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the adhesive film comprises up to 40 wt.-% of a cross-linking agent, up to 5 wt.-% of a thickening agent, and/or up to 5 wt.-% of a dispersing additive.
4. Method according to any of the preceding claims, characterized in that the electrically conductive filler comprises metals, silver-enhanced metals, metal oxides, carbon-containing materials and/or conductive polymers.
5. Latently reactive polyurethane-based adhesive film manufactured using the method according to any of the preceding claims.
6. Usage of the latently reactive polyurethane-based adhesive film according to claim 5, wherein the adhesive film is applied onto the application area or the parts to be bonded and achieves its final bonding strength after applying an activation temperature of 70-120°C.

Description

Technisches Gebiet Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines latent reaktiven Klebefilms auf Polyurethanbasis. Stand der Technik Die Anforderungen an Klebeverbindungen werden immer höher, so dass die Kräfte, die Haftklebebänder aufnehmen können, immer häufiger nicht mehr ausreichen. Auch das Anwendungsspektrum für Klebeverbindungen nimmt stetig zu. Abhilfe schaffen unter anderem hitzeaktivierbare, reaktive Klebefilme auf Polyurethanbasis. Polyurethanklebstoffe zeichnen sich aufgrund der hohen Polarität der Polymermoleküle und der teilweise kristallinen Struktur innerhalb der Polymerketten durch sehr gute Haftungseigenschaften auch auf schwierig zu verklebenden Oberflächen aus. Darüber hinaus besitzen Polyurethanklebstoffe eine hohe Beständigkeit gegenüber Weichmachern, Ölen, Fetten, Feuchtigkeit, Wärme und zum Teil auch Lösungsmitteln. Mittels Polyurethanklebstoffen können einkomponentige Systeme bereitgestellt werden, die direkt zum Einsatz kommen können, d. h. ein Mischen der Komponenten unmittelbar vor der Anwendung ebenso wie eine Topfzeit bis zur endgültigen Aushärtung ist nicht erforderlich. Nichtsdestotrotz entspricht die Klebkraft der einkomponentigen, latent reaktiven Systeme durchaus derjenigen von Zweikomponenten-Systemen. Demnach können mit den einkomponentigen, latent reaktiven Klebesystemen quasistatische Scherfestigkeiten auf Polycarbonat (PC) von >12 MPa erzielt werden. Latent reaktiv bedeutet in diesem Zusammenhang, dass eine wässrige, z.B. nur 100 µm dünne Polyurethan-Dispersionsschicht bereits einige Zeit vor dem eigentlichen Verkleben auf ein zu verklebendes Teil aufgebracht und getrocknet werden kann. Bei Raumtemperatur bleibt diese Schicht lagerstabil und blockfrei und erst beim späteren Erhitzen erfolgt die Aktivierung des Klebstoffs und damit die Verklebung der beiden zu verklebenden Teile. Dadurch können für den Anwender die Klebstoffapplikation und die finale Herstellung der Klebeverbindung nicht nur zeitlich, sondern auch räumlich getrennt werden. Bei quasistatischen Prüfverfahren wird die Belastung langsam, stoßfrei und stetig ansteigend bis zum Bruch des verwendeten Prüfkörpers aufgebracht, in diesem Falle wird so die Scherfestigkeit ermittelt und in MPa (Megapascal) gemessen Die Scherfestigkeit ist der Widerstand, den ein Festkörper tangentialen Scherkräften entgegensetzt. Latent reaktive, hitzeaktivierbare Klebesysteme sind beispielsweise aus der DE 10 2010 013 145 A1 und der DE 10 2011 008 430 A1 bekannt. Die in DE 10 2010 013 145 A1 gezeigte Klebmasse erfüllt eine Kombination von unterschiedlichen Anforderungsprofilen, die so bis dato nicht in einem einzigen Klebstoffsystem vereint waren, nämlich zum einen das eines latent reaktiven, bereits bei Raumtemperatur leicht haftklebrigen Klebstoffes, der unter Einwirkung von Hitze aushärtet und eine strukturelle Verklebung der beiden Fügepartner ermöglicht. "Strukturelle Verklebung" bedeutet, dass die beiden Fügepartner durch den Klebstoff zu einer einzigen Struktur gefügt werden, die dadurch auszeichnet, dass im Fall einer versuchten späteren Trennung der beiden Fügepartner nicht die Klebenaht die Schwachstelle im Verbund bildet, sondern vielmehr einer der beiden Fügepartner. DE 10 2011 008 430 A1 zeigt einen "trockenen", hitzeaktivierbaren, latent reaktiven, einkomponentigen Polyurethanfilm, der bei Raumtemperatur keinerlei Klebkraft aufweist und auch nach seiner Aktivierung infolge Wärmezugabe und anschließender Abkühlung nicht mehr klebrig ist, sondern Bestandteil einer strukturellen Verbindung zweier Fügepartner, wie vorstehend beschrieben. Ein wesentlicher Vorteil des in beiden genannten Anmeldungen beschriebenen Systems liegt in der Möglichkeit, Substratoberflächen lagerstabil mit einer reaktiven Klebstoffschicht auszurüsten, d. h. der Klebstoffauftrag lässt sich aus dem eigentlichen Herstellungsprozess des gewünschten Endprodukts auslagern. Prozessabläufe werden so vereinfacht und damit auch kostengünstiger. Darüber hinaus ist seit einiger Zeit der Trend zu verzeichnen Klebstoffe mit zusätzlichen Eigenschaften zu versehen. So sind Klebstoffe bekannt, die neben einer Klebkraft auch leitfähige Eigenschaften aufweisen. Leitfähige Klebstoffe sind aus dem Stand der Technik bekannt, auch leitfähige Urethanenthaltende bzw. auf Urethan basierende Klebmassen. So beschreibt beispielsweise WO 2014/122866 A1 eine wärmeleitfähige Licht-härtbare Klebmasse umfassend Polyurethan und ein fotopolymerisierbares Monomer mit einer (Meth)acryloyl-Gruppe sowie einen anorganischen Füllstoff und einen Fotoinitiator. WO 2009/090997 A1 zeigt eine härtbare elektromagnetisch abschirmende klebende Konstruktion bestehend aus einer elektrisch-leitfähige Füllstoffen enthaltenden Schicht auf Basis Polyurethan- Polyharnstoff und Epoxidharz sowie einer härtbaren isolierenden Schicht auf Basis einer zweiten Polyurethan-Polyharnstoff-Verbindung und Epoxidharz ohne Füllstoffe. Gegenstand der WO 2016/002780 A1 ist eine leitfähige Kleb