КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ
ADHESIVE COMPOSITION

Область применения
Изобретение относится к клеям на основе полиуретановых каучуков и предназначено для склеивания кожи, резины, полиуретана, ПВХ-покрытий, жестких пластиков, металла, ДСП, сочетаний перечисленного, для ремонта мебели, фанеры, шпона, оргстекла, бумаги, картона, тканей, волокнистых материалов.
Предшествующий уровень техники
6
6
Известны клеевые композиции на основе уретанового каучука для склеивания деталей обуви (патент RU № 2047637, МПК C09J 175/06, опубл. 10.11.1995; патент RU № 2096437, МПК C09J 175/06, опубл. 20.11.1997).
Недостаток известных композиций усматривается в наличии полиизоцианата в качестве отвердителя, который, будучи производным полимеризации углеводородов, является ядовитым веществом. Кроме того, композиции двухкомпонентные, после добавления отвердителя жизнеспособность клея составляет около 4-х часов. Ввиду данных недостатков известные клеевые композиции недостаточно экологичны и экономичны.
Известен клей «Анлес» (С.-Петербург) на основе сложноэфирного уретанового каучука DESMOCOLL фирмы BAYER, содержащий различные добавки и растворитель (Интернет-страница http://www.rankar.by/pages/partners/anles/klei/klei.htm).
Лабораторные исследования, данные о которых приведены в примере конкретного выполнения заявленной композиции, показывают более низкие технические характеристики известного клея по сравнению с заявляемым.
Наиболее близкой по составу к заявляемой является клеевая композиция на основе смеси сложноэфирных уретановых каучуков серии "Десмоколл", включающая отвердитель - полиизоцианат, стабилизирующие добавки - малоновую кислоту и тинувин, а также растворитель, содержащий метилэтилкетон, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Уретановый каучук "Десмоколл"
14,85-19,68
Отвердитель
1,5-2,0
Стабилизирующие добавки:
Малоновая кислота
0,81-0,72
Тинувин В75
0,09-0,12
Растворитель
остальное
7
(Заявка RU № 2003120847, МПК C09J 175/06, опубл. 27.01.2005).
Недостатком прототипа, как и предыдущих аналогов, является наличие полиизоцианата в качестве отвердителя. Кроме того, в составе растворителя применяется МЭК (метилэтилкетон), который, как известно, относится к списку наркотических средств и психотропных веществ.
Задачей изобретения является создание экологичной клеевой композиции, обладающей хорошими техническими и эксплуатационными характеристиками.
Сущность изобретения
Поставленная задача решается клеевой композицией на основе смеси сложноэфирных уретановых каучуков серии «Десмоколл», содержащей стабилизирующие добавки - малоновую кислоту и тинувин, растворитель. В отличие от прототипа, клеевая композиция дополнительно содержит целевую добавку аэросил, а ее основа представляет собой смесь сложноэфирных уретановых каучуков «Десмоколл-540/4», «Десмоколл-540/2» и «Десмоколл-406» при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сложноэфирный уретановый каучук «Десмоколл-540/4»
12-16
Сложноэфирный уретановый каучук «Десмоколл-540/2»
1-3
Сложноэфирный уретановый каучук «Десмоколл-406»
0,5-1,5
Аэросил
0,2-1
Малоновая кислота
0,1-0,2
Тинувин
0,05-0,08
Растворитель
остальное
Согласно изобретению, клеевая композиция в качестве растворителя содержит состав, включающий ацетон, этилацетат, толуол при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Ацетон
58-74
Этилацетат
2-10
Толуол
4-8
Согласно изобретению клеевая композиция содержит аэросил 200, тинувин В75.
Все сложноэфирные уретановые каучуки серии «Десмоколл», заявленные в композиции, являются длинноцепочечными линейными сложными полиэфир-полиуретанами с ОН-группами. Различаются следующим:
«Десмоколл-540/4» - содержит больше карбоновых кислот и мономеров; скорость кристаллизации высокая, термопластичность - низкая, вязкость - 1500-2100 сантипуаз.
«Десмоколл-540/2» - содержит больше карбоновых кислот и мономеров; скорость кристаллизации высокая, термопластичность - низкая, вязкость - 500-1000 сантипуаз.
«Десмоколл-406» - имеет аморфную структуру, менее разветвлен, содержит меньше карбоновых кислот и низкомолекулярных мономеров; скорость кристаллизации - низкая, термопластичность - высокая, вязкость - 400-800 сантипуаз.
Авторами на основе испытаний клеевых композиций с использованием различных уретановых каучуков серии «Десмоколл» было установлено, что наиболее оптимальные характеристики клея достигаются при указанном в сущности изобретения составе и соотношении сложноэфирных уретановых каучуков. Целевая добавка аэросил обеспечивает повышение прочности связи, ускорение фиксации и повышение температуры активации. Экологичность достигается отсутствием в составе композиции отвердителя-полиизоцианата и таких добавок, как метилэтилкетон.
Испытания показали, что при добавлении в клеевую композицию сложноэфирного уретанового каучука «Десмоколл-540/4» меньше 12% прочностные показатели клея падают, больше 16% - наблюдается высокая вязкость клея и плохая адгезия на материал, что неудобно при работе с клеем. При добавлении уретанового каучука «Десмоколл-540/2» меньше 1% прочностные показатели клея падают, больше 3% - наблюдается высокая вязкость клея и плохая адгезия на материал. При добавлении «Десмоколл-406» меньше 0,5% увеличивается вязкость клея, уменьшается первоначальная прочность; больше 1,5% - уменьшается вязкость и первоначальная прочность. При добавлении аэросила 200 меньше 0,2% происходит замедление фиксации клеевой композиции, а больше 1% - увеличивается вязкость клея и снижается прочность клеевого шва. При добавлении малоновой кислоты меньше 0,1% уменьшается стойкость к выцветанию, больше 0,2% - теряется стабильность при хранении. При добавлении тинувина В75 меньше 0,05% клеевой шов теряет эластичность, больше,0,08% - падает вязкость клея.
Из уровня техники известны клеевые композиции на основе сложноэфирного уретанового каучука «Десмоколл» (приведены в разделе «Предшествующий уровень техники»), а также известно добавление аэросила в клеевые композиции, например в водорастворимые (патент RU 2160754, МПК C09J 109/04, опубл. 20.12.2000) или на эпоксидной основе.
Технический результат изобретения достигается всей совокупностью признаков изобретения, определяющих состав и соотношение компонентов клеевой композиции.
Технология приготовления заявляемой клеевой композиции следующая.
Растворители - ацетон, этилацетат, толуол поступают в клееприготовительное отделение из склада растворителей по технологическим трубопроводам через дозатор в смеситель. Сухие компоненты - «Десмоколл 540/4», «Десмоколл 540/2», «Десмоколл-406», аэросил 200, тинувин доставляются из складов и отделения подготовки каучуков специальными навесками и загружаются в смеситель через загрузочный люк. Смеситель снабжен системой охлаждения. После загрузки всех компонентов подается оборотная вода, открывается дыхательный клапан на смесителе и включается мешалка. Через 5 часов перемешивания смеси добавляется малоновая кислота и все перемешивается еще 3 часа. После 8 часов перемешивания отключается мешалка и закрывается дыхательный клапан.
Достоинства заявляемой клеевой композиции:
- образует прочный, высокоэластичный, прозрачный, водостойкий клеевой шов;
- отлично склеивает высокопластифицированные материалы, в том числе ПВХ;
- обладает морозо-. вибро- термостойкостью, малотоксичностью;
- выпускается полностью готовой к применению.
Пример приготовления клеевой композиции (1000 г).
Для приготовления клеевой композиции брали:
Сложноэфирный уретановый каучук «Десмоколл-540/4»
13,7% - 137 г
Сложноэфирный уретановый каучук «Десмоколл-540/2»
2,9% - 29 г
Сложноэфирный уретановый каучук «Десмоколл-406»
1,1% - 11 г
Тинувин В75
0,07% - 0,7 г
Аэросил 200
0,3% - 3,0 г
Малоновая кислота
0,1% - 1 г
Ацетон
72,8% - 728 г
Этилацетат
4,23% - 42,3 г
Толуол
4.8% - 48 г
Итого
100% - 1000 г
Все ингредиенты, кроме малоновой кислоты, перемешивают 5-6 часов согласно описанию изобретения. Затем добавляют малоновую кислоту и перемешивают еше 2-3 часа, после чего проводят анализ. Технические характеристики полученного состава по сравнению с известным клеем фирмы «Анлес » приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Клей «Анлес» С.Петербург
Заявляемая клеевая композиция
1. Внешний вид - однородная прозрачная жидкость с резким запахом ацетона
1. Внешний вид - однородная прозрачная жидкость
2. Вязкость по Брукфильду - 2200 ср
2. Вязкость по Брукфильду - 3020 ср
3. Сухой остаток -18,0%
3. Сухой остаток - 18,0%
4. Прочность на расслоение:
4. Прочность на расслоение:
1) Кирза + кожвалон
1) Кирза + кожвалон
ч/з 1 мин - 18,6 н/см
ч/з 1 мин - 30,4 н/см
ч/з 24 часа - 40,8 н/см
ч/з 24 часа - 53,2 н/см
2) ПВХ + ПВХ ч/з 1 мин - 32,8 н/см
2) ПВХ + ПВХ ч/з 1 мин - 39,5 н/см
Как видно из примера, заявляемая клеевая композиция имеет высокие технические характеристики.
Таким образом, предложенное изобретение позволяет получить экологичную клеевую композицию, обладающую хорошими техническими и эксплуатационными характеристиками.