КЛЕЙ ДЛЯ ЛИПКИХ ЛЕНТ Российский патент 2002 года по МПК C09J109/00 C09J7/02 C09J109/00 C09J123/20 

Изобретение относится к области получения клеев для липких лент, предназначенных для соединения различных поверхностей, а также для защиты от коррозии металлических поверхностей, в строительстве и в быту.

Липкие ленты обычно состоят из эластомера, обеспечивающего когезию пленки, веществ, придающих необходимую клейкость и различных добавок (пластификаторов, регулирующих адгезию, наполнителей, антиоксидантов и т.д. ).

Известно применение в клеях для липких лент изопренстирольных термоэластопластов [1. Лебедь Б. Е., Нефедчиков B.М. Парфененко И.Д., Юдин В.П. "Применение изопрен-стирольных термоэластопластов для изготовления склеивающих лент", ж. Каучук и резина, 7, 1974, с.51] или смесей блоксополимера структуры полистирол-полиизопрен-полистирол с термоэластопластом с концевым эластичным блоком структуры полистирол-полиизопрен - стирол [2. Патент США 3519585, 260-27, 1970]. Такие клеи характеризуются высокими физико-механическими показателями и хорошей эластичностью склеивающей ленты.

Наиболее близким к настоящему изобретению по технической сущности и достигаемому результату является состав, где повышение адгезионных свойств и стойкости клея к старению достигают за счет введения в рецептуру в качестве блоксополимера с концевыми эластичными блоками термоэластопласта одной из структур: АВ, BAB, BABA, где А-блок полистирола с молекулярным весом 10000-40000, В-блок гомополимера изопрена с молекулярным весом 1000-150000 [3. Авт. свидетельство СССР 526647, приор. 6.09.74] [Прототип].

Недостатком аналога и прототипа является многокомпонентность полимерной композиции, а использование в качество замены этой полимерной композиции технического продукта - изопрен стирольного термоэластопласта ИСТ-20 также сужает рамки использования этого вида блоксополимеров, т.к. от содержания стирольных блоков очень сильно зависят эластичность и прочность клеевого слоя.

Выбор пластификаторов позволяет регулировать прочность связи липкого слоя с подложкой, а также физико-механические и технологические свойства липкого слоя[4. Лебедь Б. Е. , Нефедчиков В.М., Парфнененко И.Д. "Влияние пластификаторов на свойства склеивающей ленты с липким слоем на основе изопрен-стирольного термоэластопласта", ж. Каучук и резина, 12, 1974, с.22].

В упомянутых рацептурах [3, 4] пластификатор представляет многокомпонентную смесь: или ланолина с трансформаторным маслом, или ланолина с трансформаторным маслом и глицерином. Это является еще одним недостатком прототипа.

Задача настоящего технического решения состоит в повышении адгезионных свойств клея при уменьшении количества компонентов и растворителя в рецептуре.

Сущность изобретения состоит в том, что вместо сложной полимерной композиции на основе блоксополимеров изопрена со стиролом предлагается применить один вид полимера - синдиотактический 1,2-полибутадиен, сочетающий свойства эластомера и пластика, относящийся к классу термоэластопластов. Свойства этого полимера зависят от кристалличности выпускаемых марок и описаны в табл. 1. Синдиотактический 1,2-полибутадиен (СПБ) является продуктом полимеризации только одного мономера, бутадиена, и это выгодно отличает технологию его получения в экологическом аспекте от технологии получения блоксополимеров изопрена со стиролом.

Используя марки СПБ с кристалличностью 10, 20, 30%, можно регулировать адгезионные свойства клея на уровне 0,57-0,62 н/мм. Снижение кристалличности СПБ до 5% сопровождается снижением его когезионной прочности и применение такой марки в клеевой композиции приводит к снижению продела прочности на отслаивание. Повышение кристалличности до 40% сопровождается повышением температуры плавления полимера и повышением вязкости раствора клея, т.е. приводит к перерасходу растворителя и снижению эластических свойств клеевой рецептуры.

Удовлетворительную эластичность клея достигают как при использовании в клеевой рецептуре в качестве пластификатора смеси ланолина с трансформаторным маслом, так и при замене этого пластификатора на фракцию олигоизобутилена с температурой кипения от 150 до 200^oС.

Фракция олигоизобутилена является достаточно доступным и дешевым побочным продуктом производства низкомолекулярного полиизобутилена. По внешнему виду - это бесцветная маслянистая жидкость. Ее среднечисловая молекулярная масса от 350 до 500 определяется составом, большая часть которого приходится на тримеры, тетрамеры и пентамеры изобутилена. Наличие двойных связей в олигоизобутилене (до 15%) придает клею дополнительную липкость и эластичность. Это позволяет снизить в клеевой композиции долю вводимого агента липкости в 3 раза. Поскольку обычно в качестве агентов липкости в клеевых композициях применяют смолообразные вещества типа канифоли или глицериновый эфир канифоли, присутствие которых в растворе клея значительно определяет вязкость последнего, то всякое снижение доли такого агента липкости способствует снижению вязкости клеевого раствора и позволяет снизить количество применяемого растворителя. В предлагаемой рецептуре количество растворителя снижено в два раза, что также способствует удешевлению рецептуры клея.

Клеевую композицию готовят в подходящем смесительном оборудовании путем последовательного растворения полимера СПБ в растворителе (бензин+этилацетат) с последующим введением пластификатора, агента липкости и стабилизатора.

Готовую смесь наносят на соответствующую поверхность, частично удаляют растворитель и слой приводят в контакт с материалом, который надо склеить.

Конкретные составы клея приведены в табл.2 и примерах 2-7 в сравнении с примером 1 по прототипу. Адгезионные свойства составов изучались после нанесения их на целлофановую основу.

Изобретение иллюстрируется ниже приведенными примерами.

Пример 1. (по прототипу)
В лабораторный смеситель загружают 80 г блоксополимера полистирол-полиизопрен-полистирол АВА (15000-120000-15000), 20 г блоксополимера ВАВА(1000-15000-120000-15000), 530 г бензина, 170 г этилацетата. Перемешивают смесь при нагревании до 80^oC в течение 2 часов, затем добавляют 105 г глицеринового эфира канифоли, 55 г трансформаторного масла, 13 г ланолина и 0,5 г неозона "Д". Смесь перемешивают еще 1 час, охлаждают до комнатной температуры.

Клей наносят на поверхность целлофановой ленты для испытаний величины адгезии к триацетатной фодоподложке (МРТУ6-17-276 -88). Предел прочности на отслаивание составляет 0,55 н/мм.

Рулон склеивающей ленты разматывается легко, без треска, липкий слой не "перелипает" на обратную сторону подложки, клеевая пленка прозрачная.

Пример 2.

В лабораторный смеситель загружают 100 г гранулированного синдиотактического 1,2-полибутадиона (СПБ) с кристалличностью 10% (свойства представлены в табл.1), 530 г бензина, 170 г этилацетата. Смесь перемешивают в течение 2 часов при нагревании до 80^oC, затем добавляют 105 г глицеринового эфира канифоли, 55 г трансформаторного масла, 13 г ланолина, 0,5 г неозона "Д". Смесь перемешивают еще 1 час, охлаждают до комнатной температуры. Клей наносят на поверхность целлофановой ленты, испытывают величину адгезии к триацетатной фотоподложке (МРТУ 6-17-276-08).

Предел прочности на отслаивание составляет 0,57 н/мм. Рулон склеивающей ленты разматывается легко, без треска, липкий слой не "перелипает" на обратную сторону подложки, клеевая пленка прозрачная.

Пример 3.

Клей готовят по примеру 2, отличие состоит в том, что в качество полимера берут 100 г СПБ с кристалличностью 30%, увеличивают количество глицеринового эфира канифоли до 150 г, трансформаторного масла до 60 г, ланолина до 15 г.

После нанесения клея на поверхность целлофановой ленты испытывают величину адгезии к триацетатной фотоподложке. Предел прочности на отслаивание составляет 0,62 н/мм. Эластические свойства склеивающей ленты не изменяются.

Пример 4.

Клей готовят по примеру 2, отличие состоит в том, что количество глицеринового эфира канифоли снижают до 50 г, а в качестве пластификатора используют фракцию олигоизобутилена с Т_{кипения}=150-200^oС в количестве 50 г.

При этом трансформаторное масло и ланолин не вводят, а количество растворителя снижают: бензина - до 250 г, этил-ацетата - до 50 г. Вводят в качестве стабилизатора неозон "Д" в количестве 0,8 г. Проведение испытаний на адгезионные свойства данного состава, нанесенного на целлофановую ленту, к триацетатной фотоподложке показали предел прочности на отслаивание 0,56 н/мм при сохранении эластических свойств склеивающей ленты.

Пример 5.

Клей готовят по примеру 3, отличие состоит в том, что количество глицеринового эфира канифоли снижают до 100 г, а вместо трансформаторного масла и ланолина вводят 80 г фракции олигоизобутилена с Т_{кипения}=150-200^oC, 350 г бензина, 70 г этилацетата, 2 г неозона "Д".

Предел прочности клейкой ленты на отслаивание от триацетатной фотоподложки составляет 0,62 н/мм.

Пример 6.

Клей готовят по примеру 5, отличие состоит в том, что снижают количество глицеринового эфира канифоли до 80 г, количество фракции олигоизобутилена до 70 г, количество неозона "Д" до 1,5 г, а в качестве полимера берут 50 г СПБ с кристалличностью 10% и 50 г СПБ с кристалличностью 30%.

Предел прочности на отслаивание полученной клейкой ленты составляет 0,58 н/мм.

Пример 7.

Клей готовят по примеру 6, отличие состоит в том, что в качестве полимера берут 100 г СПБ с кристалличностью 20%, 65 г глицеринового эфира канифоли, 65 г фракции олигоизобутилена с Т_{кипения}=150-200^oC, 300 г бензина, 70 г этилацетата, 0,5 г - неозона "Д".

Предел прочности на отслаивание полученной клейкой ленты составляет 0,6 н/мм.

Таким образом, предлагается клей для липких лент, включающий в качестве эластомера синдиотактический 1,2-полибутадиен с кристалличностью от 10 до 30%, а в качестве пластификатора - фракцию олигоизобутилена с Т_{кипения}= 150-200^oC, что позволяет улучшить адгезионные свойства липкой ленты, упростить и удешевить рецептуру клея, а также снизить расход дорогостоящего и пожароопасного растворителя.

Предлагается клей для липких лент на основе синдиотактического 1,2-полибутадиена (СПБ) с кристалличностью от 10 до 30%, относящегося к классу термоэластопластов, который содержит агент липкости, пластификатор, стабилизатор, растворитель. Адгезионные свойства клея регулируются в интервале от 0,56 до 0,62 н/мм (целлофановая подложка) сочетанием в его рецептуре определенных марок СПБ, липкого агента и пластификатора. В качестве пластификатора используют, в частности, олигоизобутиленовую фракцию с температурой кипения от 150 до 200^oС, что способствует снижению в рецептуре клея доли пожароопасного и дорогостоящего растворителя и агента липкости. 2 табл.

1. Клей для липких лент, включающий эластомер, агент липкости, пластификатор, стабилизатор и растворитель, отличающийся тем, что в качестве эластомера он содержит синдиотактический 1,2-полибутадиен с кристалличностью от 10 до 30% при следующем соотношении компонентов, мас. ч. :
Синдиотактический 1,2-полибутадиен - 100
Агент липкости - 50 - 150
Пластификатор - 50 - 80
Стабилизатор - 0,5 - 2,0
Растворитель - 300 - 700
2. Клей по п. 1, отличающийся тем, что в качестве пластификатора используют фракцию олигоизобутилена с температурой кипения от 150 до 200^oС.