КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИУРЕТАНОВОГО КАУЧУКА
ADHESIVE COMPOSITION BASED ON POLYURETHANE RUBBER

Изобретение относится к области производства клеев и может быть использовано в обувной промышленности для склеивания низа обуви с верхом из искусственной, натуральной и синтетической кожи. Клеевая композиция может быть использована в быту для склеивания разных изделий, включая изделий из поливинилхлорида (ПВХ).
Известна клеевая композиция [Патент РФ №2096437, МПК C09J 175/06, 1997] для склеивания резиновых, кожаных и полиуретановых подошв с верхом из натуральных и синтетических кож. Клеевая композиция для крепления деталей обуви содержит уретановый сложноэфирный каучук 18-20%, полиизоцианат (в качестве отвердителя) 0,6-1,7%, глицерофосфат кальция 0,5-4,01% и полярный органический растворитель - остальное. В качестве уретанового сложноэфирного каучука используют раствор каучука «Десмоколл 400» в этилацетате, а также каучук УК-1. Отвердитель - полиизоцианат вводят непосредственно перед применением клеевой композиции. Известная клеевая композиция характеризуется повышенной термостойкостью.
Недостатком известной клеевой композиции является нестабильность характеристик в течение жизненного цикла клея, недостаточная прочность клеевого шва.
Известна клеевая композиция [Заявка №2003120847, МПК C09J 175/06, 2003] на основе полиуретанового каучука для склеивания деталей обуви, содержащая уретановые каучуки «Десмоколл» 540 и «Десмоколл» 406 14-85-19,68%, стабилизирующие добавки - малоновую кислоту 0,81-0,72% и тинувин В75 0,09-0,12%, полиизоцианат Десмодур RFE 1,5-2,0% и растворитель сложного состава.
Недостатком известной клеевой композиции является нестабильность характеристик в течение жизненного цикла клея из-за использования уретанового каучука марки «Десмоколл» 540 высокой вязкости.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является клеевая композиция для склеивания низа обуви с верхом из искусственной, синтетической и натуральной кож [Патент РФ №2047637, МПК C09J 175/06, 1995], содержащая уретановый каучук «Десмоколл» на основе сложных полиэфиров 15-16%, полиизоцианат 1,5-2,5% в качестве отвердителя, моноалкил-фениловый эфир полиэтиленгликоля 0,04-0,50%, растворитель этилацетат - остальное. Технологический процесс приготовления известной клеевой композиции включает растворение расчетных количеств алкилфенилового эфира полиэтиленгликоля в этилацетате и растворение в полученном растворе уретанового каучука. Композиция хранится в таком составе. Перед употреблением в клеевую композицию вводят отвердитель - полиизоцианат.
Недостатком данной клеевой композиции является нестабильность характеристик в течение жизненного цикла клея, недостаточная прочность клеевого шва. Недостатком является также введение в композицию отвердителя и последующее тщательное смешение с целью достижения равномерности состава композиции, что усложняет процесс.
Задачей предлагаемого изобретения является создание клеевой композиции, обеспечивающей прочное склеивание материалов при обеспечении стабильности ее характеристик на всем жизненном цикле.
Поставленная задача решается созданием клеевой композиции на основе полиуретана, включающую уретановые каучуки «Десмоколл» на основе сложных полиэфиров, органический растворитель, отвердитель и стабилизирующую добавку, причем композиция содержит смесь уретанового каучука марки «Десмоколл» 540 (средневязкого) с вязкостью не более 1600 спз, уретанового каучука марки «Десмоколл» 540 (низковязкого) с вязкостью не более 890 спз, уретанового каучука «Десмоколл» 406 при массовом соотношении двух видов каучуков «Десмоколл» 540 и «Десмоколл» 406 равным 9:1, в качестве отвердителя полиизоцианат марки «Десмодур RFE», в качестве растворителя смесь, содержащую 3,8-5,0 масс.% - толуола, 0,7-0,8 масс.% - метилэтилкетона, 1,8-2,2 масс.% - этилацетата и остальное - ацетона, и дополнительно малоновую кислоту и тинувин В 75, при следующем соотношении компонентов, масс.%:
уретановый каучук «Десмоколл» 540 (средневязкий)
8,5-15,5
уретановый каучук «Десмоколл» 540 (низковязкий)
3,5-4,5
уретановый каучук «Десмоколл» 406
1,3-2,2
малоновая кислота
0,1-0,2
тинувин В 75
0,05-0,1
полиизоцианат «Десмодур RFE»
1,5-2,0
смесь растворителей
остальное
Качественные характеристики исходных компонентов.
Десмоколлы:
Вязкость 15%-ного раствора в МЭК при 23°С «Десмоколла» 540 (средневязкий) - не более 1600 спз, «Десмоколла» 540 (низковязкий) - не более 890 спз.
3
Тинувин В 75 (импортный продукт). Состав: тинувин 765 - 40%, тинувин 571 -40%, ирнаколс Л 135 - 20%. Внешний вид - жидкость желтого цвета. Плотность при 20°С - 0,95-1,0 г/см.
3
4
4
Малоновая кислота: химическая формула - CHO. Внешний вид: белый кристаллический порошок. Температура плавления 132-136°С. «Десмодур RFE» - изоцианатофенилтиофосфат.
Растворители:
Ацетон по ГОСТ 2768 - 84
Толуол по ГОСТ 14710 - 78
Метилэтилкетон по ТУ 38.102.43 - 80
Этилацетат по ГОСТ 8981 - 78.
Технологический процесс приготовления клеевой композиции заключается в следующем: Смесь органических растворителей закачивают в смеситель, при перемешивании добавляют уретановые каучуки «Десмоколл» 540 средней и низкой вязкости и «Десмоколл» 406, тинувин в качестве стабилизирующей добавки. Через 5 часов после начала смешивания вводят малоновую кислоту в качестве стабилизатора вязкости, полиизоцианат «Десмодур RFE» в качестве отвердителя. Продолжительность технологического процесса 8 часов.
Качественные и физико-механические показатели клеевой композиции:
внешний вид: однородная прозрачная жидкая масса; вязкость по Брукфильду при 20°С - 2500±500 спз, условная вязкость по визкозиметру ВЗ - 1 (диаметр сопла 5,4 мм) при температуре 20°С 300 спз, массовая доля сухого остатка 14-23%.
В таблице 1 представлены составы по прототипу и предлагаемой клеевой композиции, результаты испытаний прочности клеевых композиций представлены в таблице 2.
Измерение прочности исследуемых образцов проводилось на разрывной машине с учетом требований ГОСТ 9292-82. Разрыву подвергалась обувь:
низ - пористая резина, верх - хром;
низ - пористая резина, верх - искусственная кожа;
низ - пористая резина, верх - синтетическая кожа
низ - микропора, верх - искусственная кожа;
низ - полиуретан, верх - хром;
низ - полиуретан, верх - рантовая юфть;
низ - термоэластопласт, верх - искусственная кожа;
низ - термоэластопласт, верх - синтетическая кожа, а также изделие
низ - материал из ПВХ, верх - материал из ПВХ.
Для проведения испытаний на прочность склеивания низа обуви с верхом, образцы приготовлялись по известной технологии, предусматривающей двукратную намазку клеевой композицией. Испытанию подвергались также образцы изделий из ПВХ. '
Испытания показали, что оптимальное содержание уретанового каучука «Десмоколл» 540 средней вязкости в пределах 8,5-15,5%, «Десмоколл» 540 низкой вязкости 3,5-4,5% и «Десмоколл» 406 1,3-2,2%, выдерживание массового соотношения между двумя видами каучуков «Десмоколл» 540 и 406 равным 9:1, использование в качестве отвердителя полиизоцианата «Десмодур RFE» в количестве 1,5-2,0% обеспечивает прочность склеивания клеевого шва на уровне 70-80 н/см. Введение в качестве стабилизурующих добавок малоновой кислоты 0,1-0,2% и тинувина В 75 в количестве 0,05-0,1% и применение смеси растворителей в указанных пределах содержания компонентов обеспечивает сохранение стабильности ее характеристик на всем жизненном цикле и гомогенность клеевой композиции при хранении. Смесь растворителей сложного состава, включающая полярные и неполярные органические соединения, обеспечивает полноту растворения компонентов клеевой композиции и стабильность ее характеристик при продолжительном хранении.
Таким образом, заявляемый состав клеевой композиции по сравнению с известным составом клея « Десмоколл» обеспечивает следующие преимущества:
- повышение прочности клеевого шва;
- стабильность ее характеристик на всем жизненном цикле клея;
- возможность склеивания изделий из термопласта и ПВХ
- упрощение технологии применения клеевой композиции, не требующей введения отвердителя перед использованием.
Таблица 1
Составы клеевых композиций
Компоненты
Содержание компонентов, масс%
прототип
Заявляемая клеевая композиция по примерам
1
2
3
4
5
6
7
8
Десмоколл
15,0
16,0
-
-
-
-
-
-
Десмоколл 540 средневязкий
-
-
8
8,5
11,5
12.0
15,5
16,0
Десмоколл 540 низковязкий
3
3.5
3,5
4,0
4,5
5
Десмоколл 406
-
-
1,1
1,2
1,5
1,8
2,0
2,3
нПАВ
0,12
0,50
-
-
-
-
-
-
Полиизоционат марки Б
1,7
2,5
-
-
-
-
-
-
Полиизоционат Десмодур RFE
-
-
1,4
1,5
1,7
1,7
2,0
2,1
Малоновая кислота
-
-
0,05
0,1
0,15
0,15
0,2
0,3
Тинувин В 75
-
-
0,04
0,05
0,07
0,8
0,1
0,14
Этилацетат
83,18
81,0
1,7
1,8
2,0
2,0
2,2
2,4
МЭК
-
-
0,6
0,7
0,7
0,7
0,8
0,9
Толуол
-
-
3,7
3,8
4,5
4,5
5,0
5,5
Ацетон
-
-
остальное
остальное
остальное
остальное
остальное
остальное