КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2011 года по МПК C09J175/06 

Область применения

Изобретение относится к клеям на основе полиуретановых каучуков и предназначено для склеивания кожи, резины, полиуретана, ПВХ-покрытий, жестких пластиков, металла, ДСП, сочетаний перечисленного, для ремонта мебели, фанеры, шпона, оргстекла, бумаги, картона, тканей, волокнистых материалов.

Предшествующий уровень техники

Известны клеевые композиции на основе уретанового каучука для склеивания деталей обуви (патент RU № 2047637, МПК⁶ C09J 175/06, опубл. 10.11.1995; патент RU № 2096437, МПК⁶ C09J 175/06, опубл. 20.11.1997).

Недостаток известных композиций усматривается в наличии полиизоцианата в качестве отвердителя, который, будучи производным полимеризации углеводородов, является ядовитым веществом. Кроме того, композиции двухкомпонентные, после добавления отвердителя жизнеспособность клея составляет около 4-х часов. Ввиду данных недостатков известные клеевые композиции недостаточно экологичны и экономичны.

Известен клей «Анлес» (С.-Петербург) на основе сложноэфирного уретанового каучука DESMOCOLL фирмы BAYER, содержащий различные добавки и растворитель (Интернет-страница http://www.rankar.by/pages/partners/anles/klei/klei.htm).

Лабораторные исследования, данные о которых приведены в примере конкретного выполнения заявленной композиции, показывают более низкие технические характеристики известного клея по сравнению с заявляемым.

Наиболее близкой по составу к заявляемой является клеевая композиция на основе смеси сложноэфирных уретановых каучуков серии "Десмоколл", включающая отвердитель - полиизоцианат, стабилизирующие добавки - малоновую кислоту и тинувин, а также растворитель, содержащий метилэтилкетон, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Уретановый каучук "Десмоколл" 14,85-19,68 Отвердитель 1,5-2,0 Стабилизирующие добавки:   Малоновая кислота 0,81-0,72 Тинувин В75 0,09-0,12 Растворитель остальное

(Заявка RU № 2003120847, МПК⁷ C09J 175/06, опубл. 27.01.2005).

Недостатком прототипа, как и предыдущих аналогов, является наличие полиизоцианата в качестве отвердителя. Кроме того, в составе растворителя применяется МЭК (метилэтилкетон), который, как известно, относится к списку наркотических средств и психотропных веществ.

Задачей изобретения является создание экологичной клеевой композиции, обладающей хорошими техническими и эксплуатационными характеристиками.

Сущность изобретения

Поставленная задача решается клеевой композицией на основе смеси сложноэфирных уретановых каучуков серии «Десмоколл», содержащей стабилизирующие добавки - малоновую кислоту и тинувин, растворитель. В отличие от прототипа, клеевая композиция дополнительно содержит целевую добавку аэросил, а ее основа представляет собой смесь сложноэфирных уретановых каучуков «Десмоколл-540/4», «Десмоколл-540/2» и «Десмоколл-406» при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сложноэфирный уретановый каучук «Десмоколл-540/4» 12-16 Сложноэфирный уретановый каучук «Десмоколл-540/2» 1-3 Сложноэфирный уретановый каучук «Десмоколл-406» 0,5-1,5 Аэросил 0,2-1 Малоновая кислота 0,1-0,2 Тинувин 0,05-0,08 Растворитель остальное

Согласно изобретению, клеевая композиция в качестве растворителя содержит состав, включающий ацетон, этилацетат, толуол при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Ацетон 58-74 Этилацетат 2-10 Толуол 4-8

Согласно изобретению клеевая композиция содержит аэросил 200, тинувин В75.

Все сложноэфирные уретановые каучуки серии «Десмоколл», заявленные в композиции, являются длинноцепочечными линейными сложными полиэфир-полиуретанами с ОН-группами. Различаются следующим:

«Десмоколл-540/4» - содержит больше карбоновых кислот и мономеров; скорость кристаллизации высокая, термопластичность - низкая, вязкость - 1500-2100 сантипуаз.

«Десмоколл-540/2» - содержит больше карбоновых кислот и мономеров; скорость кристаллизации высокая, термопластичность - низкая, вязкость - 500-1000 сантипуаз.

«Десмоколл-406» - имеет аморфную структуру, менее разветвлен, содержит меньше карбоновых кислот и низкомолекулярных мономеров; скорость кристаллизации - низкая, термопластичность - высокая, вязкость - 400-800 сантипуаз.

Авторами на основе испытаний клеевых композиций с использованием различных уретановых каучуков серии «Десмоколл» было установлено, что наиболее оптимальные характеристики клея достигаются при указанном в сущности изобретения составе и соотношении сложноэфирных уретановых каучуков. Целевая добавка аэросил обеспечивает повышение прочности связи, ускорение фиксации и повышение температуры активации. Экологичность достигается отсутствием в составе композиции отвердителя-полиизоцианата и таких добавок, как метилэтилкетон.

Испытания показали, что при добавлении в клеевую композицию сложноэфирного уретанового каучука «Десмоколл-540/4» меньше 12% прочностные показатели клея падают, больше 16% - наблюдается высокая вязкость клея и плохая адгезия на материал, что неудобно при работе с клеем. При добавлении уретанового каучука «Десмоколл-540/2» меньше 1% прочностные показатели клея падают, больше 3% - наблюдается высокая вязкость клея и плохая адгезия на материал. При добавлении «Десмоколл-406» меньше 0,5% увеличивается вязкость клея, уменьшается первоначальная прочность; больше 1,5% - уменьшается вязкость и первоначальная прочность. При добавлении аэросила 200 меньше 0,2% происходит замедление фиксации клеевой композиции, а больше 1% - увеличивается вязкость клея и снижается прочность клеевого шва. При добавлении малоновой кислоты меньше 0,1% уменьшается стойкость к выцветанию, больше 0,2% - теряется стабильность при хранении. При добавлении тинувина В75 меньше 0,05% клеевой шов теряет эластичность, больше,0,08% - падает вязкость клея.

Из уровня техники известны клеевые композиции на основе сложноэфирного уретанового каучука «Десмоколл» (приведены в разделе «Предшествующий уровень техники»), а также известно добавление аэросила в клеевые композиции, например в водорастворимые (патент RU 2160754, МПК C09J 109/04, опубл. 20.12.2000) или на эпоксидной основе.

Технический результат изобретения достигается всей совокупностью признаков изобретения, определяющих состав и соотношение компонентов клеевой композиции.

Технология приготовления заявляемой клеевой композиции следующая.

Растворители - ацетон, этилацетат, толуол поступают в клееприготовительное отделение из склада растворителей по технологическим трубопроводам через дозатор в смеситель. Сухие компоненты - «Десмоколл 540/4», «Десмоколл 540/2», «Десмоколл-406», аэросил 200, тинувин доставляются из складов и отделения подготовки каучуков специальными навесками и загружаются в смеситель через загрузочный люк. Смеситель снабжен системой охлаждения. После загрузки всех компонентов подается оборотная вода, открывается дыхательный клапан на смесителе и включается мешалка. Через 5 часов перемешивания смеси добавляется малоновая кислота и все перемешивается еще 3 часа. После 8 часов перемешивания отключается мешалка и закрывается дыхательный клапан.

Достоинства заявляемой клеевой композиции:

- образует прочный, высокоэластичный, прозрачный, водостойкий клеевой шов;

- отлично склеивает высокопластифицированные материалы, в том числе ПВХ;

- обладает морозо-. вибро- термостойкостью, малотоксичностью;

- выпускается полностью готовой к применению.

Пример приготовления клеевой композиции (1000 г).

Для приготовления клеевой композиции брали:

Сложноэфирный уретановый каучук «Десмоколл-540/4» 13,7% - 137 г Сложноэфирный уретановый каучук «Десмоколл-540/2» 2,9% - 29 г Сложноэфирный уретановый каучук «Десмоколл-406» 1,1% - 11 г Тинувин В75 0,07% - 0,7 г Аэросил 200 0,3% - 3,0 г Малоновая кислота 0,1% - 1 г Ацетон 72,8% - 728 г Этилацетат 4,23% - 42,3 г Толуол 4.8% - 48 г Итого 100% - 1000 г

Все ингредиенты, кроме малоновой кислоты, перемешивают 5-6 часов согласно описанию изобретения. Затем добавляют малоновую кислоту и перемешивают еше 2-3 часа, после чего проводят анализ. Технические характеристики полученного состава по сравнению с известным клеем фирмы «Анлес » приведены в таблице 1.

Таблица 1. Клей «Анлес» С.Петербург Заявляемая клеевая композиция 1. Внешний вид - однородная прозрачная жидкость с резким запахом ацетона 1. Внешний вид - однородная прозрачная жидкость 2. Вязкость по Брукфильду - 2200 ср 2. Вязкость по Брукфильду - 3020 ср 3. Сухой остаток -18,0% 3. Сухой остаток - 18,0% 4. Прочность на расслоение: 4. Прочность на расслоение: 1) Кирза + кожвалон 1) Кирза + кожвалон ч/з 1 мин - 18,6 н/см ч/з 1 мин - 30,4 н/см ч/з 24 часа - 40,8 н/см ч/з 24 часа - 53,2 н/см 2) ПВХ + ПВХ ч/з 1 мин - 32,8 н/см 2) ПВХ + ПВХ ч/з 1 мин - 39,5 н/см

Как видно из примера, заявляемая клеевая композиция имеет высокие технические характеристики.

Таким образом, предложенное изобретение позволяет получить экологичную клеевую композицию, обладающую хорошими техническими и эксплуатационными характеристиками.

Изобретение относится к клеевой композиции на основе полиуретановых каучуков. Клеевая композиция предназначена для склеивания кожи, резины, полиуретана, ПВХ-покрытий, жестких пластиков, металла, ДСП, а также для ремонта мебели, фанеры, шпона, оргстекла, бумаги, картона, тканей, волокнистых материалов. Клеевая композиция содержит смесь сложноэфирных уретановых каучуков марки «Десмоколл», стабилизирующие добавки, целевую добавку и растворитель. Смесь сложноэфирных уретановых каучуков состоит трех сложноэфирных уретановых каучуков, различающихся вязкостью. Причем один из каучуков имеет вязкость 1500-2100 сантипуаз, другой 500-1000 сантипуаз, третий 400-800 сантипуаз. В качестве стабилизирующих добавок композиция содержит малоновую кислоту и тинувин, а в качестве целевой добавки аэросил. Растворитель представляет собой состав, включающий ацетон, этилацетат, толуол. Клеевая композиция обладает морозо-, вибро- термостойкостью, а также малотоксичностью. При использовании клеевой композиции образуется прочный, высокоэластичный, прозрачный стойкий клеевой шов. 2 з.п. ф-лы. 1 табл.

1. Клеевая композиция на основе смеси сложноэфирных уретановых каучуков серии «Десмоколл», содержащая стабилизирующие добавки - малоновую кислоту и тинувин, растворитель, отличающаяся тем, что дополнительно содержит целевую добавку аэросил, а основа клеевой композиции представляет собой смесь сложноэфирных уретановых каучуков «Десмоколл-540/4», «Десмоколл-540/2» и «Десмоколл-406» при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сложноэфирный уретановый каучук «Десмоколл-540/4» 12-16 Сложноэфирный уретановый каучук «Десмоколл-540/2» 1-3 Сложноэфирный уретановый каучук «Десмоколл-406» 0,5-1,5 Аэросил 0,2-1 Малоновая кислота 0,1-0,2 Тинувин 0,05-0,08 Растворитель Остальное

2. Клеевая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве растворителя содержит состав, включающий ацетон, этилацетат, толуол при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Ацетон 58-74 Этилацетат 2-10 Толуол 4-8

3. Клеевая композиция по п.1, отличающаяся тем, что содержит аэросил 200, тинувин В75.