СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОДИСПЕРСИОННОГО КЛЕЯ Российский патент 1999 года по МПК C09J113/02 C08F236/14 C09J113/02 C09J101/08 

Изобретение относится к области синтеза высокодисперсной полимерной композиции на основе латексов сополимеров, содержащих в макромолекулярной цепи активные функциональные группы и используемых в качестве нетоксичных пожароопасных клеев, которые применяют:
а) для припрессовки полимерных пленок (полиэтилентерефталатной, триацетатной и др. ) к печатной продукции (суперобложки, открытки), обложкам для книг и переплетным крышкам на офсетных, обложечных и мелованных бумагах с целью облагораживания и упрочнения книжной и другой полиграфической продукции;
б) для склеивания различных сортов бумаги и картона;
в) для приклейки шпона на деревостружечные плиты;
г) для приклейки мебельной кромки к деревостружечным плитам;
д) для склеивания многослойных изделий из фанеры;
е) для склеивания изделий из натуральной и искусственной кожи;
ж) для приклейки изделий из кожи и линолеума на деревянную поверхность.

Известен способ получения модифицированных поливинилацетатных высокоплавких клеев (заявка Японии N 54-138033, C 09 J 3/14, 1979) на основе поливинилацетата, включающего в свой состав 0,1 - 0,3 мол.% групп на основе ненасыщенных сульфокислот или их солей и 5 - 60% добавок на основе этилена, гексиметиленпропилена, полиэтиленгликоля, глицерина и прочих. К недостаткам данного клея можно отнести недостаточно высокую степень адгезии к различным полимерным пленкам и бумагам, а также наличие в их составе токсичных органических продуктов.

Известен также способ получения повторно диспергируемых в воде клеев (пат. США N 4251400, C 08 L 29/04, C 08 39/06, 1981) на основе поливинилацетата, поливинилпирролидона и пластификатора (глицерин, этиленгликоль, полипропиленгликоль, диэтиленгликоль). Данный клей предназначен для приклеивания поливинилхлоридных пленок к бумаге. Недостатком является ограниченная область применения и содержание органических продуктов.

Известен также способ получения клея для припрессовки полимерных пленок (авт. св. СССР N 1518342, C 09 3/14, 1989). Данный клей предназначен для припрессовки полимерных пленок (полиэтилентерефталатной, триацетатной) к переплетным и сувенирно-рекламным материалам и состоит из смеси водной эмульсии сополимера на основе этилакрилата, диметакрилового эфира этиленгликоля, метакриламида и водной эмульсии поливинилацетата. Однако клей такого состава обладает недостаточно высокой адгезией и невысокой эластичностью клеевого слоя, что вызывает частичное коробление продукции.

Известен способ получения клеевой композиции для дерева (пат. 58-55998, Япония) на основе низкомолекулярного полибутадиена, α,β-ненасыщенных карбоновых кислот или их ангидридов, латекса натурального или синтетических каучуков, аминопластов и соединений многоатомных металлов. Данные клеи устойчивы к кипячению в воде, но обладают недостаточно высокой адгезией после обработки водой при повышенной температуре.

Известен водорастворимый клей для древесины, бумаги, пластиков, фольги и кожи на основе этилакрилата, стирола, ненасыщенной карбоновой кислоты и других компонентов. Недостатками являются сложность изготовления, недолговечность хранения и недостаточно высокая адгезия.

Наиболее близким по свойствам и областям применения является высокодисперсионный клей на основе смеси высокостирольного и карбоксилсодержащего бутадиенметилметакрилатного латексов (патент RU, 2067603, 10.10.96). Недостатком данного способа является ограниченность применения, сложность получения - две стадии получения различных латексов и их смешение.

Целью настоящего изобретения является создание универсального, нетоксичного, пожаробезопасного вододисперсионного полимерного клея, полученного в одну стадию и предназначенного для склеивания изделий из бумаги, древесины, полимерных пленок, кожи, линолеума.

Предлагается способ получения универсального вододисперсионного клея путем одностадийного синтеза модифицированного латекса карбоксилсодержащего бутадиенстиролметилметакрилатного сополимера методом эмульсионной полимеризации.

При синтезе универсального клея в процессе эмульсионной полимеризации в качестве основного эмульгатора могут применяться сульфонол, алкилсульфонат натрия и другие как индивидуально, так и в смесях. В качестве активатора полимеризации - ронгалит. В качестве инициатора - гидропероксид изопропилбензола, гидропероксид диизопропилбензола, гидропероксид п-изопропилциклогексилбензола, гидропероксид пинана и др. В качестве регуляторов молекулярной массы - алифатические меркаптаны, диизопропилксантогендисульфид. В качестве загустителей - натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), поливиниловый спирт и др.

Пример 1. Получение латекса карбоксилсодержащего бутадиенстиролметилметакрилатного сополимера проводилось в стеклянных бутылках емкостью 500 мл.

Порядок загрузки: заливалась водная фаза, содержащая все водорастворимые компоненты, затем загружались метилметакрилат, стирол, метакриловая кислота, регулятор молекулярной массы, бутадиен-1,3, инициатор. pH водной фазы 4-5.

Бутылки закрывались пробками и помещались в термостат в специальных держателях, укрепленных на валу. Скорость вращения вала 60 об/мин. Необходимая температура в термостате поддерживалась путем подачи в него промышленной воды.

Полимеризация проводилась по следующему рецепту, мас. ч: бутадиен 1,55; стирол 30; метилметакрилат 15; метакриловая кислота 0,25; сульфонол 3; лейканол 0,7; ронгалит 0,3; трет-додецилмеркаптан 0,3; гидропероксид пинана 0,35; водная фаза 150; pH водной фазы 4; температура полимеризации 20^oC.

Время полимеризации 8 ч, выход полимера 97%. Латекс отгонялся до сухого остатка 42%. Латекс загущался карбоксиметилцеллюлозой до вязкости по В3-4 30 с. pH латекса доводили до 7. Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 2. Получение латекса сополимера бутадиена, стирола, метилметакрилата и метакриловой кислоты в соотношении мономеров 50:25:25:0,3. Содержание алкилсульфоната натрия 4 мас.ч.; лейканола 0,6 мас.ч.; ронгалита 0,3 мас.ч.; трет-додецилмеркаптана 0,35 мас.ч.; гидропероксид пинана 0,35 мас.ч.; водной фазы 180 мас.ч.; pH водной фазы 5, температура 30^oC.

Время полимеризации 7 ч, выход полимера 98%. Сухой остаток после отгонки 40%. Латекс загущался поливиниловым спиртом доя вязкости 35 с по ВЗ-4. pH латекса 6,5. Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 3. Получение латекса сополимера бутадиена, стирола, метилметакрилата и метакриловой кислоты в соотношении мономеров 60:30:10:0,1. Содержание суфонола 1,5 мас.ч.; алкилсульфоната натрия 2 мас.ч.; лейканола 0,7 мас.ч.; ронгалита 0,3 мас.ч.; гидропероксида п-изопропилциклогексилбензола 0,25 мас. ч.; трет-додецилмекапнана 0,25 мас.ч.; водной фазы 140 мас.ч.; pH водной фазы 4, температура 25^oC.

Время полимеризации 10 ч, выход полимера 95%. Сухой остаток после отгонки 45%. Латекс загущался КМЦ для вязкости 40 с по В3-4. pH латекса 7,5. Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 4. Получение латекса сополимера бутадиена, стирола, метилметакрилата и метакриловой кислоты в соотношении мономеров 65:20:15:0,15. Содержание сульфонола 4 мас.ч.; лейканола 0,4 мас.ч.; ронгалита 0,35 мас.ч.; гидропероксид пинана 0,3 мас.ч.; трет-додецилмеркаптана 0,1 мас.ч.; водной фазы 160 мас.ч.; pH водной фазы 4, температура 20^oC.

Время полимеризации 10 ч, выход полимера 96%. Сухой остаток после отгонки 42%. Латекс загущался КМЦ до вязкости 35 секунд по В3-4. pH латекса 7. Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 5. Получение латекса сополимера бутадиена, стирола, метилметакрилата и метакриловой кислоты в соотношении мономеров 55:35:10:0,25. Содержание сульфонола 2,5 мас.ч.; лейканола 0,7 мас.ч.; ронгалита 0,35 мас.ч.; гидропероксида изопропилбензола 0,4 мас.ч.; дипроксида 0,2 мас.ч.; водной фазы 180 мас.ч.; pH водной фазы 4, температура 30^oC.

Время полимеризации 14 ч, выход полимера 94%. Сухой остаток после отгонки 41%. Латекс загущался КМЦ до вязкости 30 с по В3-4. pH латекса 6,5. Результаты испытаний приведены в таблице.

Применение: вододисперсионный клей для склеивания изделий из бумаги, древесины, полимерных пленок, натуральной и искусственной кожи, линолеума. Одностадийное получение водных дисперсий сополимеров, в качестве которых используют латекс карбоксилсодержащего бутадиенстиролметилметакрилатного сополимера, осуществляют водоэмульсионной сополимеризацией бутадиена-1,3, стирола, метилметакрилата и метакриловой кислоты в присутствии в качестве регулятора молекулярной массы алифатических меркаптанов или диизопропилксантогендисульфида при массовом соотношении в реакционной смеси бутадиена-1,3, стирола, метилметакрилата, метакриловой кислоты и регулятора молекулярной массы, равном (50-65): (20-35) : (10-25) : (0,1-0,3) : (0,1-0,35) соответственно. Латекст дополнительно концентрируют и вводят загуститель до достижения концентрации латекса 40-45 мас.% на сухое вещество и условной вязкости 30-40 с. Технический результат - создание универсального, нетоксичного, пожаробезопасного вододисперсионного полимерного клея, полученного в одну стадию и предназначенного для склеивания изделий из бумаги, древесины, полимерных пленок, кожи, линолеума. 1 табл.

Способ получения вододисперсионного клея для склеивания изделий из бумаги, древесины, полимерных пленок, натуральной и искусственной кожи, линолеума путем использования латекса карбоксилсодержащего бутадиенметилметакрилатного сополимера, содержащего загуститель, отличающийся тем, что в качестве указанного латекса используют латекс карбоксилсодержащего бутадиенстиролметилметакрилатного сополимера, который получают в одну стадию водоэмульсионной сополимеризацией бутадиена-1,3, стирола, метилметакрилата, метакриловой кислоты в присутствии в качестве регулятора молекулярной массы алифатических меркаптанов или диизопропилксантогендисульфида при массовом соотношении в реакционной смеси бутадиена-1,3, стирола, метилметакрилата, метакриловой кислоты и регулятора молекулярной массы, равном (50 - 65) : (20 - 35) : (10 - 25) : (0,1 - 0,3) : (0,1 - 0,35) соответственно, с последующей концентрацией латекса, введением загустителя до достижения концентрации латекса 40 - 45 мас.% на сухое вещество и условной вязкости 30 - 40 с.