СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОДИСПЕРСИОННОГО КЛЕЯ ДЛЯ ПРИПРЕССОВКИ ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНОК К ПЕЧАТНОЙ ПРОДУКЦИИ Российский патент 1996 года по МПК C09J113/02 C09J109/08 

Изобретение относится к получению вододисперсионных композиций, используемых в полиграфии в качестве нетоксичных, пожаробезопасных клеев для припрессовки полимерных пленок, например полиэтилентерефталатной, триацетатной и др. к печатной продукции суперобложкам, открыткам, обложкам книг и переплетным крышкам на офсетных, обложечных и мелованных бумагах для их облагораживания и упрочнения.

Известен способ получения клея для припрессовки полимерных пленок к бумагам, заключающийся в модифицировании поливинилацетата, включающего в свой состав 0,1 0,3 мол. групп на основе ненасыщенных сульфокислот или их солей, добавками на основе этилена, полиэтиленгликоля, глицерина и др. [1] К недостаткам этого способа можно отнести невысокую степень адгезии полученного клея к различным полимерным пленкам и бумагам, а также его токсичность.

Известен способ получения вододисперсионного клея для приклеивания поливинилхлоридных пленок, способного к редиспергированию в горячей и холодной воде путем смешивания поливинилацетатной эмульсии с добавками - поливинилпирролидоном и пластификатором глицерином, сорбитом, этиленгликолем и др. [2] Недостатком способа является ограниченная область применения получаемого клея.

Известен вододисперсионный клей для припрессовки полимерных пленок к печатной пpодукции, который получают смешиванием водной дисперсии сополимера этилакрилата, диметакрилового эфира этиленгликоля и метилакриламида с водной дисперсией поливинилацетата [3] Полученный таким способом клей позволяет улучшить условия труда и технику безопасности при его использовании, улучшить качество получаемой продукции за счет снижения коробления. Однако такой клей обладает недостаточно высокой адгезией к полимерным пленкам и печатной продукции, не позволяет полностью устранить коробление, что, по-видимому, связано с недостаточной эластичностью клеевого слоя.

Целью изобретения является разработка способа получения универсального вододисперсионного клея для полиграфии, предназначенного для припрессовки полимерных пленок (полиэтилентерефталатной, триацетатной и др.) к печатной продукции, нетоксичного, пожаробезопасного, обладающего высокой адгезией к полимерным пленкам и печатным оттискам и не вызывающего коробления получаемых ламинатов.

В соответствии с изобретением способ получения вододисперсионного клея для припрессовки полимерных пленок заключается в том, что осуществляют водоэмульсионную сополимеризацию бутадиена-1,3, метилметакрилата и акриловой кислоты в присутствии в качестве регулятора молекулярной массы алифатических меркантанов или диизопропилксантогендисульфида при массовом соотношении в реакционной смеси бутадиен-1,3 метилметакрилат метакриловая кислота регулятор молекулярной массы, равном (60 80) (20 40) (0,1 3) (0,4 1) соответственно с получением латекса карбоксилсодержащего бутадиен-метилметакрилатного сополимера, который смешивают с латексом сополимера бутадиена-1,3 и стирола СКС-65ГП при массовом соотношении в расчете на сухое вещество полученного латекса и латекса СКС-65ГП, равном (0,8 1,2) (1,2 0,8) соответственно, концентрируют и вводят загуститель до достижения концентрации смеси латексов 40 50 мас. на сухое вещество и условной вязкости 20 55 с.

Согласно изобретению концентрирование смеси латексов до требуемой концентрации можно осуществлять как после смешения латексов, так и путем предварительного концентрирования исходных латексов до их смешения. Введение загустителя согласно изобретению может быть осуществлено на любой стадии приготовления клея до смешения латексов, в смесь, до концентрирования или после концентрирования. Концентрирование латекса может быть осуществлено любым известным способом, например отгонкой.

При проведении водоэмульсионной сополимеризации бутадиена-1,3, метилметакрилата ММА и акриловой кислоты МАК используют обычные для такого процесса эмульгаторы, например сульфонол, алкилсульфонат натрия, некаль - смесь натрий моно-, ди- и трибутилнафталинсульфонатов. Эмульгаторы могут быть использованы как индивидуально, так и в смеси. Для стабилизации получаемого латекса используют стабилизаторы, например лейканол натриевые и калиевые соли продукта конденсации 2-нафталинсульфокислоты с формальдегидом.

Для активации сополимеризации используют известные для подобных процессов активаторы, например ронгалит формальдегидсульфоксилат натрия.

В качестве инициатора процесса используют гидропероксиды, такие, как гидропероксид изопропилбензола, гидропероксид диизопропилбензола, гидропероксид п-изопропилциклогексилбензола, гидропероксид динитрилазодиеизомасляной кислоты и др. Сополимеризацию можно проводить как в присутствии, так и отсутствии электролита. В качестве электролитов используют неорганические соли, такие, как хлорид калия, тринайтрийфосфат и др.

Полученный латекс сополимера бутадиена-1,3, ММА и МАК смешивают, как уже было сказано с латексом СКС-65ГП, который представляет собой синтетический латекс на водной основе сополимера стирола и бутадиена-1,3, имеющего массовое соотношение бутадиена-1,3 и стирола 35 65 соответственно и содержание сухого остатка более 47 мас. (ГОСТ 10564-75).

Клей должен иметь условную вязкость 20 55 с, которую определяют по времени истечения 100 мл клея через воронку ВЗ-4 воронку с отверстием 4 мм (ГОСТ 8420).

Для доведения вязкости клея до требуемой величины в него вводят загустители, такие, например, как натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы КМЦ, поливиниловый спирт ПВС, и др.

При использовании клея на коррозионно нестойком оборудовании он должен иметь величину pH, близкую к нейтральной.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие способ получения клея в соответствии с изобретением.

Пример 1.

Синтез латекса карбоксилсодержащего бутадиен-метилметакрилатного сополимера осуществляют в стеклянных бутылках емкостью 500 мл. В бутылки заливают водную фазу, содержащую все водорастворимые компоненты: эмульгатор, стабилизатор латекса, активатор, электролит pH водной вазы 4 5, затем загружают ММА, МАК, регулятор молекулярной массы третичный додецилмеркантан-т-ДДМ, бутадиен-1,3 и инициатор. Бутылки закрывают пробками и помещают в термостат в специальных держателях, укрепленных на валу. Скорость вращения вала 60 об/мин, температуру в термостате регулируют подачей воды.

Используя описанную методику полимеризацию осуществляют при следующем соотношении компонентов, мас. ч. бутадиен-1,3 70; ММА 30; МАК 0,5; сульфонол 3; лейканол 0,5; ронгалит 0,3; т-ДДМ 0,7; ГИЦИБ 0,35; водная фаза 150, pH водной фазы 4. Температура полимеризации 20^oС, время полимеризации 10 ч, выход полимера составил 99 Полученный латекс концентрируют отгонкой до концентрации сухого остатка 48 и смешивают с латексом сополимера бутадиена и стирола СКС-65 ГП в соотношении 1 1 в расчете на сухое вещество.

Полученную смесь загущают карбоксиметилцеллюлозой КМЦ до условной вязкости 25 с, концентрация смеси латексов 48 мас. pH доводят до 6,5 добавлением щелочи.

Пример 2.

Синтез латекса карбосилсодержащего бутадиен-метилметакрилатного сополимера осуществляют аналогично описанному в примере 1 при следующем соотношении компонентов, мас. ч. бутадиен-1,3 75; ММА 25; МАК 1,0; алкилсульфонат натрия 6; лейканол 0,4; ронгалит 0,35; ГИЦИБ 0,4; т-ДДМ 0,5; водная фаза 180 мас. ч. pH водной фазы 5; температура полимеризации 30^oС, время полимеризации 8 ч, выход полимера 98 мас. Латекс концентрируют отгонкой до концентрации 47 мас. и смешивают с латексом СКС-65 ГП в соотношении 0,8 1,2 соответственно на сухое вещество латекса. Смесь загущают поливиниловым спиртом ПВС до условной вязкости 22 с по ВЗ-4 pH доводят до 6. Концентрация смеси латексов 47,6 мас.

Пример 3.

Синтез латекса карбоксилсодержащего бутадиен-метилметакрилатного сополимера проводят аналогично примеру 1 при следующем соотношении компонентов, мас. ч. бутадиен-1,3 65; ММА 35; МАК 0,5; некаль 5; лейканол 0,4; ронгалит 0,25; т-ДДМ 0,8; водная фаза 200; pH водной фазы 4,5. Температура полимеризации 25^oС, время 8 ч. Выход полимера 95 Полученный латекс концентрируют до концентрации 46 отгонкой и смешивают с латексом СКС-65ГП в соотношении в расчете на сухое вещество латекса 1,2 0,8 соответственно смесь загущают добавлением КМЦ до вязкости 50 с. Концентрация смеси латексов 46,8 мас. pH латекса доводят до 7.

Пример 4.

Синтез латекса карбоксилсодержащего бутадиен-метилметакрилатного сополимера проводят аналогично примеру 1, при следующем массовом соотношении компонентов, мас. ч. бутадиен-1,3 70; ММА 30; МАК 3; сульфонол 6; лейканол 0,3; ронгалит 0,3; гидропероксид изопропилбензола 1,0; т-ДДМ 0,6, водная фаза 220, pH водной фазы 4. Температура полимеризации 30^oС, время 8 ч. Выход полимера 97 Латекс концентрируют отгонкой до концентрации 49 смешивают с латексом СКС-65ГП в соотношении 1 1 в расчете на сухое вещество латекса и загущают поливиниловым спиртом до вязкости 25 с по ВЗ-4, pH латекса 11. Концентрация смеси латексов 48,5 мас.

Испытания полученного в примерах клея проводят на машинах "Дуофан" и "Мерлин" фирмы Евробонд. Печатную продукцию представляли образцы офсетных, обложечных, форзацных и мелованных бумаг. К этой продукции припрессовывали с помощью клея по изобретению полиэтилентерефталатную и триацетатную полимерные пленки. В процессе испытания клей наносился на валки равномерно. Припрессованные оттиски выдерживают в рулоне в течение 2 сут и проверяют затем прочность сцепления пленки с оттиском. Было установлено, что прочность сцепления пленки с оттиском высокая, адгезия хорошая, отрыв происходит по слою бумаги. Отслоение пленки и "пузырей" на переплетных крышках в готовых книгах не наблюдалось. Коробление продукции отсутствует.

В таблице приведены результаты испытания характера адгезионного отслаивания по стандартной методике (ГОСТ 15140-78).

Из данных таблицы видно, что клей по изобретению обеспечивает прочное соединение с бумагой. При нагрузках происходит либо разрыв по бумаге, либо разрыв пленки. Отслоения пленки от бумаги не происходит.

Испытание пленки с клеевым слоем на прозрачность показала, что в течение года не происходит искажение цвета печатной продукции с припрессованной пленкой.

Клей пожаробезопасен, при его сушке и припрессовке не выделяются вредные вещества, поэтому при работе с клеем не требуется применение специальных средств защиты рабочего персонала.

Вододисперсионный клей для припрессовки полимерных пленок получают смешением латекса карбоксилсодержащего бутадиен-метилметакрилатного сополимера, полученного водоэмульсионной сополимеризации 60 - 80 мас. ч. бутадиена-1,3 с 20 - 40 мас. ч. метилметакрилата и 0,1 - 3 мас. ч. и 0,1 - 3 мас. ч. метакриловой кислоты в присутствии 0,4 - 1 мас. ч. третичного додецилмеркаптана в качестве регулятора молекулярной массы с последующим концентрированием до концентрации 40 - 50 мас. %, и латекса СКС-65 ГП, являющегося латексом сополимера бутадиена-1,3 и стирола. Латексы смешивают в массовом соотношении соответственно (0,8 - 1,2) : (1,2 - 0,8) в расчете на сухое вещество и доводят вязкость смеси до условной вязкости 20 - 55 с введением загустителя. 1 табл.

Способ получения вододисперсионного клея для припрессовки полимерных пленок к печатной продукции, включающий смешение водных дисперсий сополимеров, отличающийся тем, что в качестве водных дисперсий сополимеров используют латекс карбоксилсодержащего бутадиен-метилметакрилатного сополимера, полученного водоэмульсионной сополимеризацией бутадиена-1,3, метилметакрилата и метакриловой кислоты в присутствии в качестве регулятора молекулярной массы алифатических меркаптанов или диизопропилксантогендисульфида при массовом соотношении в реакционной смеси бутадиена-1,3, метилметакрилата, метакриловой кислоты и регулятора молекулярной массы 60 80:20 40:0,1 3:0,4 1 соответственно, и латекс сополимера бутадиена-1,3 и стирола СКС-65 ГП, латексы смешивают при массовом соотношении латекса карбоксилсодержащего бутадиен-метилметакрилатного сополимера и латекса СКС-65 ГП 0,8 1,2:1,2 - 0,8 соответственно в расчете на сухое вещество и дополнительно концентрируют и вводят загуститель до достижения концентрации смеси латексов 40 50 мас. на сухое вещество и условной вязкости 20 55 с.