КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ
ADHESIVE COMPOSITION

Изобретение относится к клеям на основе водной дисперсии винилацетатного полимера и может быть использовано в различных отраслях промышленности: строительной, мебельной, текстильной, полиграфической, в производстве товаров массового потребления, в быту и в других отраслях для склеивания деревянных, целлюлозно-бумажных, кожаных и прочих материалов.
Общеизвестна дисперсия поливинилацетатная гомополимерная грубодисперсная, ГОСТ 18992-80, которая применяется в качестве универсального клея для дерева, обладающая невысокой адгезией по сравнению с предлагаемой клеевой композицией.
Модификация клеевых композиций на основе водной дисперсии винилацетатного полимера альдегидами, позволяет повысить прочность клеевого соединения склеенных двух деталей.
За прототип приняты клеевые композиции на основе дисперсии винилацетатного полимера, в состав которых входят параформальдегид и низкомолекулярные поликонденсационные смолы на основе формальдегида (Патент РФ на изобретение №2202585), имеющие общую формулу:
2
n
где R: -Н; -[-СН-O-].
За аналоги приняты двухкомпонентные клеи, состоящие из дисперсии поливинилацетата, поликонденсационных формальдегидных смол (Фрейдин А.С. Полимерные водные клеи. - М.: Химия, 1985. - С.82-83) и дисперсия полимера с сшивающей смолой, ее получение и применение (патент РФ №2267505; опубл. 10.01.2006, Бюл. №21. 18 с).
3
Основными недостатками прототипа и аналогов является наличие в составе клеевых композиций формальдегида и поликонденсационных смол на основе формальдегида. Данные недостатки объясняются тем, что при формировании полимерной пленки (клеевого шва) клеевых композиций будет происходить выделение токсичных паров формальдегида в атмосферу, что приведет к нарушению санитарно-эпидемиологических норм при изготовлении клеевой композиции и эксплуатации склеенных изделий. Известно, что формальдегид относится к 2 классу опасности, ПДК рабочей зоны - 0,5 мг/м (ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ воздухе рабочей зоны»).
Поставлена задача - уменьшить токсичность клеевой композиции в процессе ее приготовления и эксплуатации склеенных изделий, увеличить прочность клеевого соединения склеенных двух деталей при отрыве, уменьшить время формирования клеевого шва, а также повысить универсальность и, как следствие, расширить область использования клеевой композиции в промышленности.
Поставленная задача решается за счет введения глиоксаля, этиленгликоля и глиоксалевой кислоты в водную дисперсию винилацетатного полимера.
Глиоксаль имеет структурную формулу:
3
Использование глиоксаля позволит снизить токсичность клеевой композиции и склеенных изделий (На основании реестра продукции прошедшей государственную регистрацию, №свидетельства 77.99.27.8. У. 554.6.06 от 27.06.2006 г. заключения об опасных свойствах ФГУЗ Российского регистра, глиоксаль является умеренно опасным веществом, которое относится к 3 классу опасности - ОБУВ рабочей зоны 2 мг/м), повысить прочность клеевого шва и сократить продолжительность склеивания изделий за счет уменьшения времени отверждения клеевого шва,.
Данная клеевая композиция включает в себя 45-55% водную дисперсию винилацетатного полимера, глиоксаля, глиоксалевой кислоты и этиленгликоля.
Предлагаемая клеевая композиция содержит, мас.ч.:
Винилацетатный полимер
45,00 55,00
Глиоксаль
0,50-10,00
Этиленгликоль
0,01-0,20
Глиоксалевая кислота
0,02-0,35
Вода
55,00 45,00
Использование предлагаемой клеевой композиции позволит уменьшить токсичность клеевой композиции в процессе ее приготовления и эксплуатации склеенных изделий, увеличить прочность клеевого соединения, сократить время формирования клеевого шва, а также повысить универсальность и, как следствие, расширить область использования клеевой композиции в промышленности.
В таблицах 1-3 представлены составы и характеристики клеевых композиций.
Клеевую композицию готовят в металлической (стеклянной, пластмассовой) емкости при последовательном вводе компонентов и их перемешивании при температуре 25±5°С.
Пример 1
К 50,00 кг 50%-ного водного раствора винилацетатного полимера при постоянном перемешивании последовательно добавляют 3,00 кг глиоксаля, 0,05 кг этиленгликоля и 0,10 кг глиоксалевой кислоты. Клеевую композицию перемешивают в течении 30 минут до получения однородной массы.
Пример 2
К 50,00 кг 50%-ного водного раствора винилацетатного полимера при постоянном перемешивании последовательно добавляют 7,50 кг 40%-го водного раствора глиоксаля, 0,05 кг этиленгликоля и 0,10 кг глиоксалевой кислоты. Клеевую композицию перемешивают в течении 30 минут до получения однородной массы.
Композиция проявляет высокую клеящую способность и широкую область применения: кроме традиционных материалов дерева, бумаги, текстиля, кожи она предназначена еще для склеивания разнородных материалов: дерева с пенопластами, с древесно-стружечными плитами и т.д.
Технический результат - уменьшение токсичности клеевой композиции в процессе ее приготовления и эксплуатации склеенных изделий, увеличение прочности клеевого соединения склеенных двух деталей из деревянных, целлюлозно-бумажных, кожаных и прочих материалов при отрыве, уменьшение времени формирования клеевого шва. Помимо этого предлагаемая клеевая композиция пожаробезопасна.
Таблица 1
Состав и свойства клеевых композиций
№ образца
Состав клеевой композиции
Мас.ч.
Прочность клеевого шва при равномерном отрыве, МПа
Время отверждения клеевого шва, мин
1
Полимер винилацетата
45,00
0,9
28
Глиоксаль
0,50
Этиленгликоль
0,01
Глиоксалевая кислота
0,02
Вода
55,00
2
Полимер винилацетата
45,00
1,1
25
Глиоксаль
1,00
Этиленгликоль
0,02
Глиоксалевая кислота
0,04
Вода
55,00
3
Полимер винилацетата
45,00
1,3
20
Глиоксаль
3,00
Этиленгликоль
0,05
Глиоксалевая кислота
0,10
Вода
55,00
4
Полимер винилацетата
45,00
1,5
18
Глиоксаль
5,00
Этиленгликоль
0,09
Глиоксалевая кислота
0,18
Вода
55,00
5
Полимер винилацетата
45,00
1,6
15
Глиоксаль
7,00
Этиленгликоль
0,15
Глиоксалевая кислота
0,26
Вода
55,00
6
Полимер винилацетата
45,00
2,0
15
Глиоксаль
10,00
Этиленгликоль
0,20
Глиоксалевая кислота
0,35
Вода
55,00
7
Полимер винилацетата
45,00
0,70
35
Этиленгликоль
0,20
Глиоксалевая кислота
0,35
Вода
55,00
Таблица 2
Состав и свойства клеевых композиций
№ образца
Состав клеевой композиции
Мас.ч.
Прочность клеевого шва при равномерном отрыве, МПа
Время отверждения клеевого шва, мин
1
Полимер винилацетата
50,00
1,7
28
Глиоксаль
0,50
Этиленгликоль
0,01
Глиоксалевая кислота
0,02
Вода
50,00
2
Полимер винилацетата
50,00
2,1
25
Глиоксаль
1,00
Этиленгликоль
0,02
Глиоксалевая кислота
0,04
Вода
50,00
3
Полимер винилацетата
50,00
2,6
20
Глиоксаль
3,00
Этиленгликоль
0,05
Глиоксалевая кислота
0,10
Вода
50,00
4
Полимер винилацетата
50,00
2,9
17
Глиоксаль
5,00
Этиленгликоль
0,09
Глиоксалевая кислота
0,18
Вода
50,00
5
Полимер винилацетата
50,00
3,1
16
Глиоксаль
7,00
Этиленгликоль
0,15
Глиоксалевая кислота
0,26
Вода
50,00
6
Полимер винилацетата
50,00
>3,5
15
Глиоксаль
10,00
Этиленгликоль
0,20
Глиоксалевая кислота
0,35
Вода
50,00
7
Полимер винилацетата
50,00
0,85
38
Этиленгликоль
0,20
Глиоксалевая кислота
0,35
Вода
50,00
Таблица 3
Состав (мас.ч.) и свойства клеевых композиций
№ образца
Состав клеевой композиции
Мас.ч.
Прочность клеевого шва при равномерном отрыве, МПа
Время отверждения клеевого шва, мин
1
Полимер винилацетата
55,00
2,0
22
Глиоксаль
0,50
Этиленгликоль
0,01
Глиоксалевая кислота
0,02
Вода
45,00
2
Полимер винилацетата
55,00
2,3
21
Глиоксаль
1,00
Этиленгликоль
0,02
Глиоксалевая кислота
0,04
Вода
45,00
3
Полимер винилацетата
55,00
2,8
18
Глиоксаль
3,00
Этиленгликоль
0,05
Глиоксалевая кислота
0,10
Вода
45,00
4
Полимер винилацетата
55,00
3,0
16
Глиоксаль
5,00
Этиленгликоль
0,09
Глиоксалевая кислота
0,18
Вода
45,00
5
Полимер винилацетата
55,00
3,2
14
Глиоксаль
7,00
Этиленгликоль
0,15
Глиоксалевая кислота
0,26
Вода
45,00
6
Полимер винилацетата
55,00
>3,5
13
Глиоксаль
10,00
Этиленгликоль
0,20
Глиоксалевая кислота
0,35
Вода
45,00
7
Полимер винилацетата
55,00
1,30
45
Этиленгликоль
0,20
Глиоксалевая кислота
0,35
Вода
45,00