ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЛИПКОЙ ПЛЕНКИ Российский патент 2003 года по МПК C09J7/02 C08L27/06 

Изобретение относится к пластифицированным и стабилизированным композициям на основе суспензионного поливинилхлорида (ПВХ) и может быть использовано для изготовления липкой пленки без адгезива. Областью применения такой пленки являются многоразовые наклейки для аппликаций на фотографии, открытки, холодильники, стекла и другие гладкие поверхности.

Известен широкий круг липких пленочных материалов на основе пластифицированного ПВХ, в которых адгезия к субстратам обеспечивается за счет адгезива - липкого слоя на основе латексов натурального или синтетического каучуков, нанесенного методом шпредирования (а. с. СССР 1770332, МКИ: C 08 L 27/06, патент РФ 2002784, МКИ: C 09 J 7/02). Недостатком таких пленок является то, что после их отклеивания на любой поверхности остаются следы.

Известна клеевая композиция (патент РФ 2021312, МКИ: C 09 J 7/02, 133/10, опубл. 15.10.94. Бюл. 19), содержащая 47-50%-ную водную эмульсию сополимера винилацетата, бутилакрилата, метакриловой кислоты и других компонентов.

Композицию используют для производства липких лент на поливинилхлоридной основе, одноразового применения при временной защите полированных стальных листов. Характеристика клея: при снятии пленки вручную на поверхности субстрата отсутствуют следы клея.

Недостатком данной композиции является невозможность многократного наклеивания пленки и ограниченная жизнеспособность полимерной эмульсии.

Наиболее близкой к предлагаемой полимерной композиции является полимерная композиция на основе гомо- или сополимеров винилхлорида и стабилизирующей смеси, содержащая поливинилхорид - 100 мас.ч., диоктилфталат - 3 мас.ч., стеараты кальция и цинка - 2,5 мас.ч., эпоксидированное соевое масло - 2 мас.ч., глицерин - 0,5 мас.ч. и антиоксидант - 0,1 мас.ч.

Недостатком данной композиции является низкая липкость пленки и невозможность ее многократного использования.

В основу настоящего изобретения положена задача создания полимерной композиции для липкой пленки, обеспечивающей за счет количественного соотношения входящих в ее состав компонентов повышение собственной липкости пленки к различным субстратам и сохранение ее после многократного приклеивания.

Поставленная задача решается тем, что в полимерной композиции для липкой пленки, включающей суспензионный поливинилхлорид, фталатный пластификатор и стабилизатор, глицерин и эпоксидированное растительное масло, согласно изобретению, компоненты входят в состав при следующем соотношении, мас.ч.:
Поливинилхлорид - 100,0
Фталатный пластификатор - 25,0 - 50,0
Стабилизатор - 1,0 - 2,0
Глицерин - 2,0 - 10,0
Эпоксидированное растительное масло - 5,0 - 10,0
Для снижения поверхностного сопротивления пленки предлагаемая композиция дополнительно содержит поверхностно-активное вещество в количестве 1,0-3,0 мас. ч. В качестве поверхностно-активного вещества используют эмульгатор (ОП-10, Е-30).

Известно, что скорость диффузии ДИ-(2-этилгексил) фталатов (ДОФ) при содержании пластификатора 40-70% (область высоких концентраций) в течение 24 ч при 50^oС увеличивается на порядок (Тиниус К. Пластификаторы. М., "Химия", 1964, с.212).

Для обеспечения липкости полужестких ПВХ пленок с нарастанием клейкости в течение 72 ч предлагается система компонентов, сочетающая их низкую совместимость с полимером (межструктурные пластификаторы) с высокой полярностью, например: глицерин, эпоксидированное растительное масло.

Присутствие в матрице ПВХ этих компонентов уже при средних концентрациях пластификатора способствует созданию ячеистой структуры аналогично механизму, рассмотренному в книге Штаркмана Б. П. "Пластификация поливинилхлорида", М., "Химия", 1975, с.154. Поскольку стенки ячеек тонки, то они обладают достаточной гибкостью, а так как сам полимер слабо сольватирован пластификатором, то материал получается гибким, но в то же время с меньшей податливаемостью. Это подтверждают результаты испытания образцов. Так, разрушающее напряжение при разрыве - не более 20 МРа вместо 35 МРа при 20% содержании пластификатора. Аналогично и относительное удлинение также ниже в полтора раза - не более 200% вместо 300-350%.

В результате сложного взаимодействия тройной системы ПВХ-ДОФ (внутриструктурный пластификатор) глицерин - эпоксидированное - растительное масло (межструктурные пластификаторы) жидкая фаза оказывается разделенной на отдельные замкнутые области (вакуоли). В этом случае появляется возможность влиять на миграцию свободного пластификатора при сохранении достаточной жесткости материала. Таким образом, удалось обеспечить адсорбционную адгезионную прочность (липкость) к стеклу, ламинированной бумаге ПВХ-П с содержанием пластификатора не более 20%, которая превышает аналогичный показатель для ПВХ-П с 40% содержанием пластификатора.

Усилие отслаивания непостоянно и зависит:
- от периодичности испытаний;
- времени контакта ПВХ-П и подложки;
- времени хранения пленки.

Известно несколько объяснений причин возникновения при этом высокого отслаивающего усилия (Берлин А.А., Басин В.Е. "Основы адгезии полимеров", М., "Химия", 1974 г., с.217-219). В частности:
- образованием двойного электрического слоя;
- накапливанием потенциальной энергии в результате упругого растяжения в адсорбционном слое и последующим переходом ее в кинетическую энергию.

При этом появляется возможность влиять на динамику собственной липкости пленки в зависимости от соотношения этих компонентов в композиции.

В предлагаемой композиции используют, например, оловоорганический или барий-цинковый, или кальций-цинковый стабилизатор, эпоксидированное соевое масло, в качестве фталатного пластификатора используют, например, ДОФ, ДБФ (дибутилфталат), ДАФ₇₈₉ (диалкилфталат), ДДДФ (диизододецилфталат).

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример
Композицию готовили в 2-стадийном турбинном смесителе путем смешивания ПВХ со стабилизаторами, пластификаторами и смазками.

Компоненты в соответствии с рецептурой (см. нижеприведенную таблицу) загружали в горячий смеситель в следующей последовательности: ПВХ дозировали в предварительно нагретый до 50-60^oС смеситель и перемешивали до температуры полимера 60-70^oС. При этой температуре дозировали стабилизаторы при непрерывном перемешивании. При достижении температуры смеси 80-85^oС дозировали ДОФ и эпоксидированное растительное масло, предварительно нагретые до 70-75^oС. Смазку, например глицерин, дозировали при температуре смеси 100^oС. При достижении температуры 110^oС смесь выгружали в холодный смеситель, где ее охлаждали до 50-60^oС. Из полученной порошкообразной смеси экструзионно-вальцево-каландровым способом в интервале температур 140-180^oС в течение 10-15 мин получали пленку толщиной 0,18-0,2 мм, которую дублировали с антиадгезионной бумагой (Бумага антиадгезионная. ТУ 011.13-002-78-861-09.90).

Липкость определяли на образцах ленты 25 х 60 мм, предварительно наклеенной на лейкопластырь. Затем образцы пленки и ламинированной бумаги прокатывали 5 раз роликом массой 10 кг. Концы пленки и бумаги помещали в зажимы разрывной машины и разрывали со скоростью 100 мм/мин. Показателем липкости считали усилие отслаивания, поделенное на площадь контакта.

Прочность и относительное удлинение при разрыве определяли в соответствии с ГОСТ 14236-81.

Полимерная композиция для липкой пленки содержит суспензионный поливинилхлорид, фталатный пластификатор, стабилизатор, глицерин и эпоксидированное растительное масло в следующем соотношении, мас.ч.: поливинилхлорид 100,0, фталатный пластификатор 25,0-50,0, стабилизатор 1,0-2,0, глицерин 2,0-10,0, эпоксидированное растительное масло 5,0-10,0. Технический результат: создание полимерной композиции для липкой пленки, обеспечивающей повышение собственной липкости к различным субстратам и сохранение ее после многократного приклеивания. 1 табл.

1. Полимерная композиция для липкой пленки, включающая суспензионный поливинилхлорид, фталатный пластификатор и стабилизатор, глицерин и эпоксидированное растительное масло, отличающаяся тем, что компоненты входят в состав при следующем соотношении, мас.ч.:
Поливинилхлорид - 100,0
Фталатный пластификатор - 25,0-50,0
Стабилизатор - 1,0-2,0
Глицерин - 2,0-10,0
Эпоксидированное растительное масло - 5,0-10,0
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит поверхностно-активное вещество в количестве 1,0-3,0 мас.ч.