ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ КЛЕЯ-РАСПЛАВА Российский патент 1998 года по МПК C09J123/04 C09D123/04 

Изобретение относится к области органической химии, а именно, к полимерным композициям, используемым в качестве клеев-расплавов для металлов, в частности для нанесения изоляционного полимерного покрытия на металлические трубы.

Известно применение изоцианатов в клеевых композициях на основе сополимера этилена с винилацетатом (СЭВА) (см. пат. Японии N 47-518, кл. C 09 J 3/14, 1972 г). Композиция содержит, мас. ч.:
Сополимер этилена с винилацетатом (СЭВА) - 100
Полиизоционат - 0,5-10
Металлическое мыло - 0,1 -2,0
Однако такие композиции имеют низкую водостойкость при повышенных температурах 50 - 100^oC), что приводит к самоотслаиванию покрытия через 40 - 50 ч.

Более близкой к предлагаемой по составу и функциональному назначению является композиция клея-расплава на основе СЭВА (см. ав. св. СССР N 954256, кл. B 32 B 27/30, от 22.04.1981 г.). Композиция содержит, мас.%):
Сополимер этилена с винилацетатом (СЭВА) - 93,0 - 99,3
Парафин - 0,2 - 2,0
Аэросил - 0,5 - 5,0
Однако, эта композиция обладает низкой величиной адгезии к металлу (0,3 - 3,2 кг/см) и низкой водостойкостью адгезии покрытия. После выдержки 500 часов в воде при 20^oC адгезия падает до значения 0,5 - 1,0 кг/см. Кроме того, водостойкость адгезии покрытий на основе композиций СЭВА особенно резко падает в водной среде при наличии на металле катодной поляризации (потенциала). Именно в таких условиях находятся все трубопроводы при их подземной прокладке и эксплуатации.

Задачей изобретения является создание экологически чистой композиции на основе СЭВА, обладающей высокими адгезионными свойствами к металлу и сохраняющейся в условиях водных сред и катодной поляризации на металле.

Поставленная задача решается описываемой полимерной композицией клея-расплава на основе сополимера этилена с винилацетатом, содержащей неорганический наполнитель и парафин. Новым является то, что она дополнительно содержит алкилфеноламинную или инден-кумароновую смолу, при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
Сополимер этилена с винилацетатом (СЭВА) - 20 - 60
Неорганический наполнитель - 30 - 70
Алкилфеноламинная или инден-кумароновая смола - 2 - 15
Парафин - 1 - 10
Для приготовления композиции используют СЭВА, содержащий 12 - 20% винилацетатных групп, марки 11306-075 или 1150-375, с показателем текучести расплава 7,0 - 40 г/10 мин, температурой плавления 80 - 100^oC.

Предлагаемая композиция отличается от известных тем, что содержит 30 - 70% неорганического наполнителя (глина, мел, тальк и т.п.), а в качестве усилителя водостойкости при поляризации металла используют алкилфеноламинную или инден-кумароновую смолу.

Исследования патентной и научно-технической литературы показали, что подобная совокупность существенных признаков является новой и ранее не использовалась, это, в свою очередь, позволяет сделать заключение о соответствии технического решения критерию "новизна".

Использование высокого процента содержания неорганического наполнителя для получения полимерных клеевых композиций нам неизвестно. Введение белее 70% неорганического наполнителя в СЭВА увеличивает адгезию, но сильно ухудшает физико-механические показатели композиции и делает невозможным ее переработку на промышленном оборудовании. Введение парафина (ГОСТ 23683 - 89) как пластификатора, облегчает переработку композиции на обычном промышленном оборудовании.

Известно, что алкилфеноламинная смола является мягчителем (Химические добавки к полимерам. Справочник. М.,: Химия, 1981 г., стр.231) резинотехнических изделий. Использование этого вещества в качестве усилителя водостойкости в клеевых композициях нам неизвестно. Поэтому предположить заранее, что введение в полимер глины, октофора и парафина в необходимых концентрациях приведет к получению высокоадгезионной, водостойкой композиции не представляется возможным.

Таким образом, для получения клеевого слоя пленочных изделий, обладающих повышенными показателями адгезии к металлу и водостойкости при катодной поляризации металла, впервые предложено использовать полимерную композицию на основе СЭВА с высокопроцентной добавкой неорганического наполнителя, добавками алкилфеноламинной или инден-кумароновой смолы, которые существенно отличают ее от известных.

Кроме того, рассматриваемая полимерная композиция не содержит токсичных веществ, а технология ее производства и технология нанесения на металлическую поверхность не требует применения растворителей. Следовательно, предлагаемый клей-расплав экологически чистый продукт, что является еще одним важным отличием от ранее известных полимерных клеев.

Сущность предлагаемого технического решения поясняем примерами.

Пример. Берем СЭВА марки 11306 - 075, алкилфеламинную смолу октофор-N по ТУ 38-301-48-11-90 или инден-кумароновую смолу, глину каолин по ГОСТ 28177-89 или мел, или тальк и парафин по ГОСТ 23683-89. Загружаем эти компоненты в смеситель линии грануляции пластмасс ЛГП-190 в соотношениях, указанных в табл. 1. Далее гомогенизируем и гранулируем композиции.

Формирование адгезии осуществляли на стальных (Ст-З) пластинах толщиной 2 мм, шириной 20 мм, длиной 100 мм, при температуре 150^oC в течение 3 мин. Для экспериментов использовали пленку толщиной 0,4 мм.

Пленку наносили на подогретую подложку, затем выдерживали при указанной температуре с дальнейшим остыванием до комнатной температуры. Начальную адгезию измеряли через сутки после формирования (угол отрыва 180^oC). Водостойкость адгезии оценивали при выдержке в воде при 20^oC в течение 1000 часов.

В табл. 2 приведены показатели начальной адгезии, адгезии после 1000 часов выдержки в воде при температуре 20^oC и скорость отслаивания при катодной поляризации металла композиций, описанных в табл. 1. Видно, что показатели заметно улучшаются при увеличении процентного содержания неорганического наполнителя. Например, начальная адгезия (композиция 1) увеличивается с 2 до 9,4 - 9,6 кг/см (композиция 7, 8, 9) при 70 - 75% содержания каолина.

Видно также, что предлагаемая композиция имеет низкую скорость (в 35 - 45 раз меньше) отслаивания при катодной поляризации металла под нагрузкой (3 - 7 см²/ч), в то время как прототип имеет скорость отслаивания 250 см²/ч, а промышленная композиция сэвилена (N 23) марки 113-27 (ТУ 6-05-041-960-88) имеет 330 см²/ч. Благодаря этому клей-расплав не отслаивается от металла в воде при поляризации металла в обычных условиях. Следовательно, предлагаемая полимерная композиция может быть использована для создания надежных защитных антикоррозионных покрытий за счет стабильности ее свойств.

Таким образом, дополнительное введение в состав композиции алкилфеноламинной или инден-кумароновой смолы и повышение концентрации неорганического наполнителя до 30% и более обеспечивает получение экологически чистой композиции на основе СЭВА, обладающей высокими адгезионными свойствами к металлу и сохраняющимися в условиях водных сред и катодной поляризации на металле. Выпуск предлагаемой композиции осваивается на производственной базе НПО "ЗНОК и ППД".

Полимерная композиция клея-расплава для металлов, в частности, для нанесения изоляционного полимерного покрытия на металлические трубы. Клей-расплав содержит сополимер этилена с винилацетатом, неорганический наполнитель и парафин. В композицию дополнительно введены алкилфеноламинная или инден-кумароновая смолы, что обеспечивает повышение концентрации неорганического наполнителя до 30% и более, получение экологически чистой композиции, обладающей высокими адгезионными свойствами к металлу и сохраняющимися в условиях водных сред и катодной поляризации на металле. 2 табл.

Полимерная композиция клея-расплава на основе сополимера этилена с винилацетатом (СЭВА), содержащая неорганический наполнитель и парафин, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит алкилфеноламинную или инден-кумароновую смолу при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
Сополимер этилена с винилацетатом (СЭВА) - 20 - 60
Неорганический наполнитель - 30 - 70
Алкилфеноламинная или инден-кумароновая смола - 2 - 15
Парафин - 1 - 10ф