КЛЕЙ-РАСПЛАВ НА ОСНОВЕ РЕАКЦИОННОСПОСОБНОГО ПОЛИОЛЕФИНА, ОБЛАДАЮЩИЙ НИЗКОЙ АДГЕЗИЕЙ К АЛЮМИНИЕВЫМ ИНСТРУМЕНТАМ БЕЗ ПОКРЫТИЯ, И ПРИМЕНЕНИЕ УКАЗАННОГО КЛЕЯ В КАЧЕСТВЕ КЛЕЯ-РАСПЛАВА ДЛЯ ЛАМИНИРОВАНИЯ
REACTIVE POLYOLEFIN HOT-MELT ADHESIVE WITH LOW ADHESION TO UNCOATED ALUMINIUM TOOLS AND USE THEREOF AS LAMINATING HOT-MELT

Уровень техники
Композиции реакционноспособных полиолефинов, которые можно применять в качестве клеев-расплавов (также известных как термоклеи), были известны давно. Обычно они состоят из привитых силанами полиолефиновых форполимеров, получаемых путем смешивания с другими полимерами и смолами. Такие клеи развивают высокую начальную прочность сразу же после нанесения благодаря охлаждению и достигают конечных свойств, в частности, преимущественных термостойкости и стойкости к воздействиям среды, благодаря постепенно происходящему «отверждению», т.е. химической реакции силановых групп с атмосферной влагой.
Для ламинирования пленок, в частности для методов глубокой вытяжки под вакуумом, применяемых в автомобилестроении, преимущественно применяют полиуретановые (ПУ) клеи в различных формах. ПУ клеи применяют преимущественно в диспергированной или растворенной форме. Из-за высокой молекулярной массы полиуретана с такими клеевыми системами необходимо работать с использованием контактного способа, т.е. клей следует наносить на участок субстрата совместно с жидким носителем, чтобы обеспечить возможность развития хорошей адгезии к участку субстрата. Для указанной цели ламинируемую пленку предварительно обрабатывают праймером. Во время самого процесса ламинирования пленку последовательно нагревают и прижимают при помощи вакуума к участку субстрата. В указанном способе клей, расположенный на субстрате, соединяется с праймером на пленке.
Тем не менее, недостаток применения растворенных или диспергированных клеев заключается в необходимости нанесения клея на участок субстрата. Как правило, участки субстрата получены методом объемного формования. Следовательно, необходимо разбрызгивать клей на формованный субстрат, что на практике достаточно затруднительно. Кроме того, возникающее «излишнее разбрызгивание» также весьма значительно, то есть следует учитывать тот факт, что часть соответствующих клеевых композиций не может быть нанесена на участок субстрата.
Для устранения указанного недостатка в последнее время полиуретановые клеи в способах ламинирования все чаще стараются применять в виде реакционноспособных клеев-расплавов. При применении последних отсутствует необходимость разбрызгивания на трехмерный формованный участок субстрата; вместо этого достаточно нанести клей на пленку. Это значительно проще, поскольку пленка является двухмерной. Клей можно легко наносить при помощи различных способов, таких как нанесение пленки на пленку, и можно избежать «излишнего разбрызгивания».
Композиции реакционноспособных полиуретановых клеев-расплавов, подходящие для соответствующих применений, уже были описаны в уровне техники. Обычно они состоят из полиуретановых форполимеров с изоцианатными концевыми группами, получаемых при взаимодействии соответствующих пол иолов с избытком диизоцианатов. Такие клеи развивают высокую начальную прочность немедленно после нанесения благодаря охлаждению и приобретают конечные свойства, в частности преимущественные термостойкость и стойкость к воздействиям среды, благодаря постепенно происходящему «отверждению», т.е. химическому взаимодействию изоцианатных групп с атмосферной влагой. Реакционноспособный полиуретановый клей имеет заметно меньшую молекулярную массу во время обработки, чем соответствующие растворенные или диспергированные полиуретановые клеи.
Тем не менее, полиуретановые клеи, применяемые в настоящее время для ламинирования, независимо от того, наносят ли их растворенными, диспергированными или в виде клея-расплава, имеют серьезные недостатки в случае применения с олефиновыми субстратами. Так, как правило, требуется предварительная обработка соответствующих субстратов, поскольку в ином случае полярный полиуретановый клей не будет сцепляться с неполярной олефиновой поверхностью.
Указанный недостаток в виде сильного различия в полярности значительно меньше при использовании клеев на основе аморфных поли-α-олефинов в случае применения с олефиновыми субстратами благодаря большему сходству свойств клеев со свойствами обрабатываемых пленок. Несмотря на указанное преимущество, клеевые системы на основе поли-α-олефинов для применения для ламинирования на практике почти не встречаются. Причина этого заключается в том, что продаваемые в настоящее время олефиновые клеи обычно не подходят для ламинирования методом глубокой вытяжки под вакуумом или имеют другие существенные недостатки.
Кроме чисто олефиновых клеев также были описаны в качестве клеев сополимеры этилена/винилацетата, модифицированные силановыми группами. Например, в GB 2197326 А описаны клеевые композиции, изготовленные из привитых силанами сополимеров этилена/винилацетата с содержанием винилацетата в диапазоне от 18 до 40%, в комбинации с катализатором и пластификатором. Указанные клеи характеризуются особенно преимущественными стойкостью к органическим растворителям, высокой прочностью адгезии и высокой стойкостью к разрушению клеев при ползучести. Некоторые из видов применения для таких клеев, упомянутые в GB 2197326 А, представляют собой сборку, например, в мебельной и автомобильной промышленности, упаковку или маркировку.
В US 5731384 также описаны клеи-расплавы на основе модифицированных силанами сополимеров этилена-винилацетата, в которых происходит поперечная сшивка под действием влаги. Указанные клеи также характеризуются высокой прочностью адгезии к различным субстратам и преимущественными адгезионными свойствами при высоких температурах, особенно на стекле и алюминии.
Олефиновые клеи доступны, например, в виде растворенных систем; однако существует потребность в возможности отказа от работы с клеями, содержащими растворители. Кроме того, с растворителями, подходящими для растворения неполярных олефиновых клеев, особенно сложно работать, с другой стороны, клеи-расплавы на основе олефинов широко применяют, в частности в автомобильной промышленности. Обычно их применяют как термопластичные клеи, но не для ламинирования трехмерных формованных участков субстратов. Тем не менее, без химического отверждения клей в горячем виде не будет обладать достаточной когезией к участку субстрата, чтобы гарантировать долговременную стабильность.
По сравнению с известными на настоящий момент клеевыми технологиями реакционноспособные полиолефиновые клеи-расплавы представляют собой относительно недавнюю разработку, и еще не нашли широкого применения для ламинирования в автомобильной промышленности. Благодаря их химической основе, возможности обработки в качестве клея-расплава без жидкого носителя и вторичной химической сшивки посредством силанового отверждения указанная технология особенно подходит для ламинирования олефиновых субстратов. На сегодняшний день первые применения олефиновых клеев-расплавов имеют место, например, в транспортном машиностроении. Тем не менее, по сравнению с полярными (например, полиуретановыми) ламинирующими клеями недостаток доступных составов олефиновых клеев заключается в том, что они обладают очень сильной адгезией к алюминиевым поверхностям без покрытия и с тефлоновым покрытием, и это представляет проблему с точки зрения обработки при помощи соответствующих инструментов.
Следовательно, такие клеи не подходят для практического применения для ламинирования. Ламинированные детали можно только с большим трудом отделить от инструмента после ламинирования. Это делает невозможным практическое применение.
Во время ламинирования, в частности, пленок, изготовленных из термопластичных олефинов, таких как полипропилен, возникают особые сложности, заключающиеся в том, что ламинирующие клеи-расплавы не должны развивать какой-либо адгезии к ламинирующему инструменту. В случае ламинирования методом глубокой вытяжки под вакуумом клей, в случае реакционноспособного клея-расплава, наносят на заднюю сторону отделочной пленки, и после этого подвергают ламинированию методом глубокой вытяжки. Для указанной цели пленку вместе с клеем нагревают и натягивают на участок субстрата, обычно субстрата на основе полипропилена или связанных смолой природных волокон. В указанном способе расплавленный клей вступает в контакт не только с ламинируемой частью субстрата, но также и с ламинирующим инструментом в области краев участка субстрата, где пленка удерживается при помощи указанного инструмента.
Следовательно, клей, применяемый в указанном способе, не должен прилипать к инструменту, поскольку иначе указанный компонент нельзя будет впоследствии удалить непосредственно с инструмента. Указанную проблему ниже упоминают как проблему адгезии. Чтобы предотвратить адгезию пленки, ламинирующие инструменты обычно снабжают отталкивающими покрытиями. Особенно широко применяют тефлоновые покрытия, поскольку они обладают не только хорошим отталкивающим действием, но и длительным сроком эксплуатации. Кремнийорганические покрытия также применяют на соответствующих инструментах, но они менее распространены по причине меньших сроков их эксплуатации.
Недостаток указанных покрытий заключается в том, что срок эксплуатации может быть различен в зависимости от типа покрытия. Восстановление указанных покрытий связано с простоем технологических линий и высокими расходами.
Описание изобретения
Чтобы избежать проблем, связанных с дорогостоящим нанесением покрытия на инструменты, с одной стороны, и с адгезией к ламинирующим инструментам, с другой стороны, существует потребность в клее-расплаве на полиолефиновой основе, подходящем для вакуумного ламинирования с использованием алюминиевых инструментов без покрытия. Такой клей-расплав не требовал бы применения дорогостоящего покрытия и регулярного восстановления покрытия. Следовательно, целью настоящего изобретения было обеспечить эффективную композицию клея-расплава, позволяющую преодолеть недостатки, присущие известным аналогам, и представляющую собой, в частности, композицию на основе клея-расплава на основе поли-α-олефина, не обладающего адгезией к алюминиевым инструментам без покрытия во время работы с ним.
Неожиданно было обнаружено, что указанные свойства можно получить при помощи композиции клея-расплава, содержащей
a) по меньшей мере один термопластичный поли-α-олефин, содержащий силановую группу и являющийся твердым при 25°С, и
b) по меньшей мере один парафиновый воск.
В частности, композиция клея-расплава согласно настоящему изобретению связана с сильным снижением адгезии к алюминиевым поверхностям без покрытия и к алюминиевым инструментам с тефлоновым или кремнийорганическим покрытием. Это обеспечивает возможность обходиться без дорогостоящего покрытия и частой замены покрытия алюминиевых инструментов.
В контексте настоящего изобретения «поли-α-олефин», как указано, например, в определении, приведенном в Rompp Chemie Lexikon (издание 1998 г.), обозначает полимер, обладающий общей структурой
1
2
где R обозначает атом водорода и R обозначает атом водорода, линейную или разветвленную насыщенную алифатическую или циклоалифатическую группу. Таким образом, поли-α-олефины a priori не содержат гетероатомов, таких как кислород, азот или кремний, если иное не указано в контексте настоящего изобретения.
Дополнительный аспект настоящего изобретения представляет собой применение композиции клея-расплава согласно настоящему изобретению для соединения пленок или материалов подложки из природных волокон. Дополнительные аспекты настоящего изобретения относятся к композиционным элементам, содержащим первый субстрат (S1), второй субстрат (S2) и слой композиции клея-расплава согласно настоящему изобретению между указанными субстратами, а также к способу изготовления указанного композиционного элемента.
Способы осуществления настоящего изобретения
В первом аспекте настоящее изобретение относится к композиции клея-расплава, содержащей а) по меньшей мере один термопластичный поли-α-олефин, содержащий силановую группу и являющийся твердым при 25°С, и b) по меньшей мере один парафиновый воск.
Силан, жидкий при 25°С, содержит силановые соединения, в которых силан содержит по меньшей мере одну силил-алкоксильную функциональную группу. Во время отверждения композиций клея-расплава такие силановые группы первыми вступают в реакцию с выделением спирта с образованием силанолов, которые, отщепляя воду, способны взаимодействовать с дополнительными силанольными группами в композиции клея-расплава. В результате описанной конденсации в композиции клея-расплава образуются центры сшивки.
Термопластичный поли-α-олефин, содержащий силановую группу и являющийся твердым при 25°С, предпочтительно представляет собой привитый силаном поли-α-олефин.
Содержащий силановую группу поли-α-олефин предпочтительно имеет температуру размягчения от 70 до 150°С, в частности, от 80 до 120°С, и особенно предпочтительно от 90 до 110°С. Температуру размягчения в настоящем описании измеряли при помощи способа кольца и шара, описанного в DIN EN 1427.
Такие содержащие силановую группу поли-α-олефины хорошо известны специалисту в данной области техники. Их можно получить, например, путем прививки ненасыщенного силана, такого как винилтриметоксисилан, на поли-α-олефин. Подробное описание производства привитых силанами поли-α-олефинов можно найти, например, в US 5994474 и DE 4000695 А1.
Привитый силаном полиэтилен или полипропилен особенно подходит в качестве содержащего силановую группу твердого поли-α-олефина.
Дополнительными предпочтительными содержащими силановую группу поли-α-олефинами являются привитые силанами поли-α-олефины, такие как поли-α-олефины, полученные с использование катализатора Циглера-Натта, на которые были привиты силановые группы. В частности, они представляют собой привитые силанами гомополимеры полиэтилена или гомополимеры полипропилена.
Степень прививки привитого силаном поли-α-олефина преимущественно составляет более 1% по массе, в частности, более 3% по массе силана, по отношению к массе поли-α-олефина. Если в качестве привитого силаном поли-α-олефина применяют привитый силаном поли-α-олефин, полученный согласно способу Циглера-Натта, степень прививки предпочтительно составляет от 1 до 8% по массе, в частности, от 1,5 до 5% по массе. С другой стороны, если в качестве привитого силаном поли-α-олефина применяют привитый силаном поли-α-олефин, полученный при помощи металлоценовых катализаторов, степень прививки предпочтительно составляет от 8 до 12% по массе.
Особенно предпочтительно, если композиция клея-расплава согласно настоящему изобретению содержит по меньшей мере два различных поли-α-олефина, содержащих силановые группы. Наиболее предпочтительной является комбинация привитых силанами поли-α-олефинов, которые могут быть получены при помощи способа Циглера-Натта, и привитых силанами гомополимеров полипропилена, которые могут быть получены при помощи способа с металлоценовым катализатором.
В предпочтительном варианте реализации доля всех поли-α-олефинов, содержащих силановые группы, в композиции клея-расплава составляет более 40% по массе, предпочтительно от 50 до 95% по массе, и особенно предпочтительно от 60 до 80% по массе.
Композиция клея-расплава согласно настоящему изобретению содержит кроме того по меньшей мере один парафиновый воск. Парафиновый воск предпочтительно представляет собой парафиновый воск с температурой плавления или размягчения в диапазоне от 80 до 130°С, особенно предпочтительно в диапазоне от 90 до 120°С. В особенно предпочтительном варианте реализации парафиновый воск представляет собой воск Фишера-Тропша.
Относительно количества воска, включаемого в композицию клея-расплава, настоящее изобретение не накладывает ограничений, за исключением того, что доля воска не должна быть настолько велика, чтобы указанный воск оказывал заметное влияние на адгезию клея. В контексте настоящего изобретения значительное ухудшение следует понимать, как то, что адгезия композиции с парафиновым воском к одинаковому субстрату снижена более чем на 50%, чем в случае композиции, которая вместо парафинового воска содержит такое же количество поли-α-олефина, содержащего силановую группу.
В особенно предпочтительном варианте реализации композиция клея-расплава содержит до 5% по массе парафинового воска. Если доля указанного компонента выше, это заметно влияет на адгезию клея, например, к полипропилену. Подобным образом, предпочтительно, чтобы в композиции клея-расплава по меньшей мере 1% по массе, особенно предпочтительно, по меньшей мере 2% по массе, от массы композиции клея-расплава, составлял парафиновый воск.
В дополнение к парафиновому воску в композицию клея-расплава можно вводить другие воскоподобные компоненты. Воскоподобные компоненты, подходящие для композиций клеев-расплавов согласно настоящему изобретению, представляют собой, например, воски, которые могут быть получены посредством металлоценового способа, такие как полиолефины с функциональными группами малеинового ангидрида, в частности, полипропилены с функциональными группами малеинового ангидрида. Такие воски должны предпочтительно иметь температуру размягчения в диапазоне от 100 до 180°С, в частности в диапазоне от 120 до 160°С. Относительно количества указанных воскоподобных компонентов настоящее изобретение также не накладывает никаких значимых ограничений. Тем не менее, было показано, что выгодно, если доля таких дополнительных воскоподобных компонентов составляет не более 15% по массе. Предпочтительно, содержание дополнительных воскоподобных компонентов составляет от 5 до 12% по массе.
Отношение воскоподобных компонентов к парафиновому воску должно преимущественно находиться в диапазоне приблизительно от 1:1 приблизительно до 1:3, и в частности приблизительно 1:2.
Может быть выгодно, если композиция клея-расплава согласно настоящему изобретению содержит, в дополнение к поли-α-олефину, содержащему силановую группу, по меньшей мере один дополнительный термопластичный поли-α-олефин, являющийся твердым при 25°С и не содержащий силановых групп. Указанный полимер может представлять собой гомополимер или сополимер ненасыщенных мономеров, выбранных, в частности, из группы, содержащей этилен, пропилен, бутилен, изобутилен, изопрен, винилацетат и сложный виниловый эфир С3-С12 карбоновых кислот и (мет)акрилата. В контексте настоящего изобретения (мет)акрилат обозначает как акрилаты, так и метакрилаты. Особенно предпочтительными являются этилен-винилацетат (ЭВА), атактические поли-α-олефины, а также полипропилен и полиэтилен в виде гомополимеров в привитой или не привитой форме.
Указанные твердые термопластичные полимеры предпочтительно имеют температуру размягчения, измеренную методом кольца и шара, выше 90°С, в частности приблизительно между 90 и 130°С. Молекулярная масса (Mn) указанного дополнительного компонента предпочтительно находится в диапазоне приблизительно между 7000 и 250000 г/моль.
Может быть выгодно применять металлоценовые катализаторы для получения атактических поли-α-олефинов без силановых групп.
Массовое отношение твердых поли-α-олефинов, содержащих силановую группу, к твердым термопластичным полимерам без силановых групп предпочтительно находится в диапазоне приблизительно от 1:1 до 20:1. Было показано, что особенно выгодно, если доля твердых термопластичных полимеров составляет приблизительно от 5 до 35%, в частности, приблизительно от 15 до 30% по массе, от общей массы композиции клея-расплава.
Композиция клея-расплава согласно настоящему изобретению может с обеспечением преимуществ содержать в качестве дополнительного компонента катализатор, ускоряющий реакцию силановых групп. Указанный катализатор представляет собой, в частности, органическое соединение фосфора или олова, в частности, лаурат дибутилолова (ЛДБО). Подходящие органические соединения фосфора предпочтительно представляют собой сложные эфиры фосфорной кислоты, которые выгодно применять в виде смеси моно-, ди- и три-сложных эфиров фосфорной кислоты, этерифицированной алканолами, в частности, алканолами с длиной цепи в диапазоне от 12 до 24 атомов углерода. Кислотное число сложных эфиров фосфорной кислоты преимущественно находится в диапазоне приблизительно от 120 до 240 мг/КОН на грамм.
Катализатор предпочтительно следует включать в композицию клея-расплава в количестве более 0,05% по массе, но не более 5% по массе, в частности, в количестве в диапазоне приблизительно от 0,1 до 0,5% по массе.
Кроме того, композиция клея-расплава согласно настоящему изобретению может содержать дополнительные вспомогательные вещества и добавки, в частности, выбранные из группы, содержащей пластификаторы, усилители адгезии, агенты, поглощающие УФ-излучение, УФ- и термические стабилизаторы, оптические отбеливатели, пигменты, красители, наполнители и осушители. Преимущественными УФ-стабилизаторами для включения в композицию клея-расплава являются, например, стерически затрудненные фенолы. Преимущественным оптическим отбеливателем для включения в композицию является, например, 2,2-(2,5-тиофен-диил)бис[5-(1,1-диметилэтил)]бензоксазол, коммерчески доступный под торговым наименованием Odyssey ОВ.
Тем не менее, содержание таких дополнительных ингредиентов должно предпочтительно составлять не более 10% по массе. В частности, предпочтительно, чтобы суммарное количество всех вышеуказанных дополнительных ингредиентов не превышало 5% по массе от общей массы композиции клея-расплава.
В особенно предпочтительном варианте реализации композиция клея-расплава согласно настоящему изобретению состоит по существу из двух термопластичных поли-α-олефинов, содержащих силановые группы, являющихся твердыми при 25°С, до 5% по массе парафинового воска, полиолефинового воска с функциональными группами малеинового ангидрида, необязательно, твердого термопластичного полимера, необязательно, катализатора, а также, необязательно, оптического отбеливателя и, необязательно, УФ-стабилизатора.
В принципе, производство осуществляют обычным способом, известным специалисту в области клеев-расплавов.
Композиции клеев-расплавов согласно настоящему изобретению превращают в жидкость посредством плавления термопластичных ингредиентов. При этом вязкость композиций клеев-расплавов необходимо обеспечивать в соответствии с температурой нанесения. Обычно температура нанесения, при которой клей находится в форме, которую удобно перерабатывать, находится в диапазоне примерно от 90 до 200°С. В указанном диапазоне температур вязкость составляет приблизительно от 1500 до 50000 мПа⋅с. Если вязкость существенно выше, нанесение затруднено, в то время как в случае, если вязкость существенно ниже, чем 1500 мПа⋅с, клей будет иметь такую низкую вязкость, что будет стекать со связываемой поверхности за время нанесения, прежде чем произойдет отверждение благодаря охлаждению.
Схватывание и отверждение клеев-расплавов согласно настоящему изобретению, наблюдающееся благодаря охлаждению, приводит к быстрому развитию прочности и высокой начальной прочности адгезии клеевого соединения. При применении клея согласно настоящему изобретению следует позаботиться о том, чтобы соединение происходило в течение того промежутка времени, пока клей еще чрезмерно не остыл, т.е. соединение должно происходить, пока клей еще жидкий или по меньшей мере еще липкий и пластичный. В дополнение к указанному физическому типу отверждения, композиция клея-расплава согласно настоящему изобретению также продолжит подвергаться поперечной сшивке и набирать механическую прочность даже после охлаждения, благодаря воздействию воды, в частности атмосферной влаги, в течение некоторого периода времени, обычно нескольких часов или дней. В отличие от нереакционноспособных композиций клеев-расплавов, реакционноспособные композиции клеев-расплавов не могут быть нагреты обратимо и в результате опять стать жидкими. Таким образом, применение таких композиций клеев-расплавов особенно выгодно в тех видах применения, в которых связанный композиционный элемент в течение срока его использования или службы вступает в контакт с высокими температурами, поскольку соединение не получает никаких повреждений при указанных температурах. Аналогично, применение таких клеев-расплавов обеспечивает преимущества, поскольку они подвергаются значительно меньшей ползучести благодаря сшивке.
Дополнительный аспект настоящего изобретения относится к композиционному элементу, содержащему первый субстрат (S1), содержащий пластик, в частности в форме пленки, композицию клея-расплава, как описано выше, или поперечно-сшитую композицию клея-расплава, а также второй субстрат (S2), причем композиция клея-расплава или поперечно-сшитая композиция клея-расплава расположена между первым субстратом и вторым субстратом (S2).
Пленка относится в частности к гибким плоским пленкам, изготовленным из полиолефинов, толщиной от 0,05 до 5 мм, которые можно сворачивать в рулон. Таким образом, кроме «пленок» (в узком смысле, толщиной менее 1 мм), можно применять водонепроницаемые мембраны, применяемые обычно для гидроизоляции туннелей, кровель или плавательных бассейнов, толщиной обычно от 1 до 3 мм, и в отдельных случаях даже толщиной самое большее 5 мм. Такие полиолефиновые пленки обычно получают путем нанесения покрытия ножевым устройством, отливки, каландрирования или экструзии, и они обычно коммерчески доступны в рулонах или изготавливаются на месте применения. Они могут иметь однослойную или многослойную структуру. Специалисту в данной области техники понятно, что полиолефиновые пленки могут содержать дополнительные добавки и технологические агенты, такие как наполнители, УФ- и термические стабилизаторы, пластификаторы, смазывающие вещества, биоциды, антипирены, антиокислители, пигменты, такие как, например, диоксид титана или углеродная сажа, и красители. Таким образом, пленки указанного типа, не состоящие на 100% из полиолефинов, также называют полиолефиновыми пленками.
Второй субстрат (S2) может быть другого типа. Например, он также может быть изготовлен из пластика или волокнистых материалов, в частности, природных волокон. Указанный субстрат также предпочтительно представляет собой плоский субстрат, в частности, в виде пленки или в виде нетканого материала.
Описанный композиционный элемент представляет собой, например, пленку, изготовленную из термопластичного олефина, в частности, для автомобилестроения, которая обладает достаточной стабильностью для ламинирования способом глубокой вытяжки. Следовательно, согласно дополнительному аспекту настоящее изобретение относится к применению описанного выше композиционного элемента для получения трехмерных формованных объектов в контексте способа глубокой вытяжки.
Дополнительный аспект настоящего изобретения представляет собой способ изготовления композиционных элементов, описанных выше. Указанный способ включает стадии:
(i) плавления композиции клея-расплава согласно настоящему изобретению, как описано выше,
(ii) нанесения расплавленной композиции клея-расплава на первый субстрат (S1), который предпочтительно содержит пластик, в частности, пластиковую пленку,
(iii) необязательно, нагревания первого субстрата (S1),
(iv) приведения второго субстрата (S2), предпочтительно пленки или материала подложки из природного волокна, в контакт с расплавленной клеевой композицией.
При нагревании пленки (S1) последняя размягчается и следовательно имеет возможность приспособиться к геометрии субстрата без образования складок.
Применяемые в настоящем изобретении полиолефиновые пленки могут представлять собой отделочные пленки, имеющие поверхностную структуру. Указанную поверхностную структуру можно наносить, например, до, во время или после соединения.
Кроме того, предпочтительно, чтобы вышеописанный способ последовательно был дополнен стадией глубокой вытяжки композиционного элемента после стадии (iv).
При этом особенно выгодно, если клеевую композицию можно наносить непосредственно на полиолефиновую пленку, и отсутствует необходимость предварительного нанесения «праймера», как в случае, например, полиуретановых дисперсионных клеев.
В способе ламинирования в прессе расплавленную композицию клея-расплава наносят на субстрат. Соединение субстрата со вторым субстратом в данном случае происходит под действием нагревания путем соединения и давления.
Композиция клея-расплава согласно настоящему изобретению характеризуется, в частности, в случае обработки с использованием алюминиевых инструментов, отсутствием заметной адгезии к указанным инструментам. Таким образом, можно избежать дорогостоящего нанесения покрытия на указанные алюминиевые инструменты и регулярного восстановления указанного покрытия. В то же время, композиции клея-расплава согласно настоящему изобретению обеспечивают клеящее действие, сравнимое с клеящим действием обычных клеев, и было показано, в частности для соединения пленок, подвергаемых последующему способу глубокой вытяжки, что указанные композиции аналогичны обычным клеевым системам на основе полиуретана. По сравнению с последними, указанные композиции характеризуются тем, что их можно наносить на пленку даже до процесса глубокой вытяжки, и они обеспечивают возможность обойтись без дополнительного праймера для улучшения поверхностных свойств полиолефиновых пленок. Клей-расплав согласно настоящему изобретению, кроме того, отверждается быстро и полностью под действием влаги без возникновения запаха и в процессе отверждения не образует пузырьков даже при нанесении толстым слоем. После отверждения клей-расплав согласно настоящему изобретению обладает относительно высокой конечной прочностью и термической стабильностью, а также хорошей стойкостью к воздействиям окружающей среды.
Ниже настоящее изобретение проиллюстрировано примерами.
Примеры
Определяли значения сопротивления отслаиванию при качении для композиций, представленных в следующей таблице 1.
Примеры 1-4 представляют собой композиции согласно настоящему изобретению. Примеры 1-3 отличаются между собой только содержанием парафинового воска. Пример 4 отличается от примера 1 другим аморфным поли-α-олефином и введением агента, придающего липкость.
Сравнительный пример 2 основан на коммерчески доступном клее SikaMelt 9632.
Также определяли значения сопротивления отслаиванию при качении двух клеевых композиций согласно известному уровню техники, при этом состав сравнительного примера 1 сравним с примером 4, за исключением того, что парафиновый воск отсутствовал. Сравнительный пример 2, для сравнения, представлял полиуретановый клей согласно известному уровню техники, обладающий обеспечивающими преимущества свойствами с точки зрения адгезионного поведения по отношению к алюминиевым поверхностям.
Значения сопротивления отслаиванию при качении всех указанных клеев определяли следующим образом. Из соответствующего клея вытягивали пленку толщиной 100 мкм на бумагу с силиконовым покрытием и наносили способом переноса на пленку ТПО (образец 5×15 см). После этого бумагу с силиконовым покрытием удаляли с клея и пленку ТПО, покрытую клеем, помещали под ИК-излучатель и нагревали приблизительно до 200°С, пока клей не плавился. После этого пленку ТПО прижимали к алюминиевой плите в прессе в течение 40 секунд. Для оценки адгезии к алюминию определяли значение сопротивления отслаиванию при качении через 5 минут после прессования. Измеренные значения сопротивления отслаиванию при качении представлены в таблице 2 ниже.
Из полученных значений видно, что композиция согласно примеру 1 проявляла наименьшую адгезию к алюминиевой поверхности. Адгезия была ниже даже по сравнению с клеем на основе полиуретана. Для сравнения, клей согласно сравнительному примеру 1 показал наибольшее сопротивление, и, следовательно, обладал слишком сильной адгезией к алюминиевой плите. Пример 4, отличающийся от сравнительного примера 1 только наличием парафинового воска в качестве дополнительного компонента, по сравнению с последним имел меньшие значения сопротивления отслаиванию при качении.
Из приведенных примеров можно видеть, что сравнительный пример 1, несмотря на свое содержание воска, не приводил к желаемой сухости поверхности клея. После охлаждения клей, содержащий только указанный воск, имеет остаточную липкость, которая приводит к адгезии остатков клея к алюминиевому инструменту.