КЛЕЙ-РАСПЛАВ Российский патент 1996 года по МПК C09J131/04 

Изобретение относится к получению клея расплава, изготовленного на основе винилацетата, который может быть использован в ювелирной промышленности при механической обработке камнесамоцветного сырья.

При обдирке, шлифовке, полировке или огранке камнесамоцветного сырья требуется закрепление заготовки на кич-шток. С этой целью в качестве клея широко используют шеллак или его композиции1\ Шеллак вырабатывается лаковым червецом, паразитирующим на растениях семейства мимозовых (акация, альбиция) и добывается на полуостровах Индостан и Индокитай. Недостатком используемого клея является высокая стоимость и труднодоступность сырья, поступающего по импорту. Кроме того, низкая температура размягчения клеевых составов на основе шеллака (Т_p=77 85^o C) в некоторых случаях не обеспечивает достаточного эффективного закрепления камня на подложке, особенно при высокой интенсивной обработке, которая сопровождается нагревом.

Известно использование эпоксидной смолы в качестве клея /2/. Однако в этом случае для отделения камня от подложки после обработки сырья приходится долго выдерживать клеевой шов в растворителе, что очень неудобно в работе и мастера практически эту смолу не используют при обработке камней.

Наиболее близким по технической сущности к клею по изобретению является белый поливинилацетатный клей, представляющий собой водную дисперсию ПАВ (1). Недостатком данного клея является то, что при его использовании нельзя применять смазочно-охлаждающуюся жидкость, а также его большая продолжительность затвердевания при склеивании, что также весьма неудобно в работе.

Технической задачей данного изобретения является создание клея-расплава, удобного в обращении и получаемого из легко доступного отечественного сырья и работающего в интервале температур от 0 до 140^o C.

Эта техническая задача достигается тем, что в качестве клея для закрепления камнесамоцветного сырья на кич-штоке используют поливинилацетат, полученный полимеризацией винилацетата. Молекулярная масса полимера от 60 до 200 тыс. (преимущественно 100 150 тыс). Поливинилацетат термообрабатывается при 100 190^o C (преимущественно при 150 170^o C) в течение 20 180 мин (преимущественно 40 60 мин).

При использовании данного технического решения клеевой шов на основе термообработанного поливинилацетата при закреплении камнесамоцветного сырья на кич-штоке прочен в температурном интервале от 0 до 140^o C. Обработанный камень легко отделяется от подложки при нагревании кич-штока до 150^oC. Предлагаемый клей-расплав может применяться повторно.

При термообработке поливинилацетат с молекулярной массой ниже 60 тыс. наблюдается образование хрупкого не выдерживающего механической нагрузки клея, а в случае использования поливинилацетата с молекулярной массой более 200 тыс. получен неплавкий и нерастворимый продукт.

На свойства клея-расплава оказывает величине и его термообработка. Так при нагревании поливинилацетата при температуре ниже 100^o C получается продукт с низкой адгезией к металлической подложке, снижается и температура его размягчения. При термообработке поливинилацетат выше 190^oC в результате деструкции в макромолекулах образуется значительное количество двойных связей, возможно появление и межмолекулярных сшивок. В результате протекания данных процессов возрастает температура размягчения полимеров до 180 200^oC, снижается адгезия и механическая прочность клеевого соединения. Изложенное иллюстрируется примерами:
Пример 1. 500 г (5,808 молей) свежеперегнанного винилацетата растворяют в 500 г метанола и нагревают до 64 60^oС в присутствии 0,5 г (0,002 моля) перекиси бензоила в течении 6 8 ч при постоянном перемешивании. Загустевшую реакционную массу выливают в 1500 г воды. Выделенный полимер промывают водой, выход полимера 88% Молекулярная масса поливинилацетата, определенная по методу Марка-Хувинка, равна 60 100 тыс. (определение осуществляли в метаноле при Т=25^o C α=0,59, M=(4 22)•10^-4). Выделенный полимер нагревают на металлическом противне в сушильном шкафу при 100 170^o C в течение 30 40 мин. Горячий клей выливают в формы, изготовленные из фторопласта, или на влажный плоский камень. После охлаждения клей-расплав представляет собой прозрачную золотисто-желтую массу.

Способ употребления клея-расплава аналогичен составам на основе шеллака. Клей расплавляют при 100 150^oC и наносят на разогретые поверхности кич-штока и камнесамоцветиное сырье и склеивают. После остывания производят механическую обработку заготовки. По окончании обработки кич-шток с обработанным камнем нагревают до 130 -150^oC и легко отделяют склеиваемые поверхности.

Свойства клея представлены в таблице.

Пример 2. Поливинилацетат получают и выделяют аналогично примеру 1 в течение 8 10 ч. Молекулярная масса полимера, определенная по примеру 1, составляет 150 200 тыс. Выход полимера 93% Полимер прогревают при 170 - 190^o C в течение 60 130 мин. Клей-расплав выделяют и употребляют аналогично примеру 1.

Пример 3. Поливинилацетат получают и выделяют аналогично примеру 1. Процесс полимеризации протекает в течение 4 ч, количество перекиси бензоила 1,0 (0,004 моля). Молекулярная масса полимера 40 5 тыс. Полимер нагревают аналогично примеру 1 в течение 60 мин. Полученный клей-расплав с молекулярной массой 45 тыс. с выходом 70% Способ употребления аналогичен примеру 1. Клей обладает пониженной адгезией к металлической подложке и механической нагрузке.

Пример 4. Поливинилацетат получают и выделяют аналогично примеру 1 в присутствии 0,25 г (0,001 моля) перекиси бензоила в течении 10 ч. Выход полимера 95% молекулярная масса более 200 тыс. Полимер термообрабатывают аналогично примеру 1. Получают неплавкую стеклообразную массу.

Пример 5. Поливинилацетат получают и выделяют аналогично примеру 1. Термолиз полимера проводят аналогично примеру 1 при 100 130^oC в течение 10 20 мин. Молекулярная масса 60 100 тыс. Клей обладает низкой адгезией к металлической подложке.

Пример 6. Поливинилацетат получают и выделяют аналогично примеру 1. Термообработку проводят аналогично примеру 1 при 200 220^o C в течение 30 40 мин. Клей обладает повышенной температурой размягчения, неустойчив к механической нагрузке.

Использование клея-расплава позволяет обеспечить по сравнению с известными клеями следующие преимущества.

1. Быстрое размягчение и склеивание обрабатываемых деталей на кич-шток, что очень важно для ювелирной промышленности. Довольно легкое отсоединение обрабатываемых камней после их механической обработки. Устойчивость клеевого соединения при обработке камнесамоцветного сырья смазочно-охлаждающейся жидкостью.

2. Использование в качестве сырья для изготовления клея сравнительно дешевого продукта винилацетата позволяет заменить импортный и дорогостоящий шеллак на легко доступный клей-расплав, который необходим в настоящее время ювелирной промышленности.

Предложен клей-расплав для закрепления заготовки камнесамоцветного сырья на кич-штоке для обдирки, шлифовки, полировки или огранки в ювелирной промышленности. Данный клей изготовляется из поливинилацетата (М.М. полимеров от 60 до 200 тыс.), полученного полимеризацией винилацетата в спиртовом растворе, с последующей термообработкой его при 100 - 190^o C в течение 20 - 180 мин. Клеевой шов при закреплении камнесамоцветного сырья на кич-штоке прочен в интервале температур от 0 до 140^oC легко отделяется при нагревании до 150^oC. Предлагаемый клей-расплав может быть использован повторно. 1 табл.

Клей-расплав для закрепления камнесамоцветного сырья при его механической обработке, содержащий поливинилацетат, отличающийся тем, что он содержит поливинилацетат с мол.м. 60000 200000, термообработанный при 100 - 190^oС в течение 0,5 3,0 ч.