САМОКЛЕЯЩИЙСЯ МАТЕРИАЛ Российский патент 2011 года по МПК C09D109/06 C09J7/02 C09J125/04 

Предлагаемое изобретение относится к области самоклеящихся материалов на основе металлической фольги в качестве подложки и клеевой композиции с постоянной липкостью, предназначенных для ремонта и эксплуатации при температурах от -60 до +80°C в авиа-, автомобиле-, судостроении и других областях техники.

Известен клей для липких лент, включающий изопренстирольный блоксополимер и термоэластопласт с концевыми эластичными блоками, агент липкости, мягчитель, стабилизатор и органический растворитель, наносимый на подложку из целлофановой пленки (авт. св. СССР №526647).

Недостатком известной клеевой композиции является низкая адгезионная прочность.

Известен самоклеящийся материал, включающий подложку с нанесенной по крайней мере на одну ее поверхность клеевой композицией, включающей полиизопрен-полистирольный блоксополимер с мол. м. 90-250 тыс. и содержанием стирола 10-24%, полиизопрен-полистирольный блоксополимер с мол. м. 60-110 тыс. и содержанием стирола 25-50%, агент липкости, пластификатор и стабилизатор, при этом в качестве подложки он содержит бумагу, ткань, пластиковую пленку, полиуретановую или полистирольную пену, металлическую фольгу или ленту. Клеевая композиция может быть использована в виде расплава или в виде раствора в органическом растворителе (патент США №5358783).

Недостатком известного самоклеящегося материала является низкая прочность при отслаивании при использовании ее в растворном варианте.

Известен самоклеящийся материал, включающий полиэтилентерефталатную основу с нанесенным на нее подслоем на основе бутадиенстирольного блоксополимера и липким слоем, в качестве которого используется композиция, содержащая бутадиенстирольный блоксополимер, агент липкости - глицериновый эфир гидрированной живичной канифоли, пластификатор, наполнитель и растворитель (авт. св. СССР №910720).

Недостатком известного самоклеящегося материала является невысокая прочность при сдвиге, реализуемая только при условии использования подслоя, наличие которого усложняет технологический процесс получения и удорожает стоимость самоклеящегося материала.

Известен многослойный материал, содержащий в качестве основы алюминиевую фольгу с нанесенным на нее защитно-декоративным слоем из нитрида титана, между слоем нитрида титана и фольгой расположен адгезионный подслой титана, а на обратной стороне фольги нанесен липкий слой на основе натурального каучука, поверх которого расположен защитный слой из антиадгезионной бумаги. Диапазон рабочих температур материала составляет -60 - +60°C (патент РФ №2141406).

Недостатками известного материала являются невысокие показатели прочности при сдвиге и отслаивании, а также недостаточно широкий диапазон рабочих температур.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является самоклеящийся материал, содержащий подложку с нанесенным на нее липким слоем, в качестве которого используется клеевая композиция, включающая, мас.ч.:

Изопрен-стирольный термоэластопласт   с содержанием стирола 5-7% 100 Агент липкости - терпенфенольная,   терпенстирольная или стирол-инденовая смола 3-15 Пластификатор - диоктилфталат,   вазелиновое масло или   низкомолекулярный полибутадиен 2-10 Органический растворитель 350-550

С целью повышения пленкообразующих свойств и обеспечения высокой эластичности самоклеящегося материала клеевая композиция дополнительно содержит 3,4-полиизопреновый каучук в количестве 5-20 мас.ч. В качестве подложки материал содержит стеклоткань, при этом привес клея составляет 50-60 г/м². Кроме того, в качестве подложки могут быть использованы алюминиевая фольга или полимерная пленка при соотношении толщин слоев подложка: липкий слой = 1:(0,25-1) (патент РФ №2346970).

Недостатками материала-прототипа являются недостаточно высокие показатели прочности при отслаивании и сдвиге, а также низкое сопротивление статическому сдвигу при повышенных температурах.

Технической задачей заявляемого изобретения является повышение адгезионной прочности (прочности при отслаивании к различным склеиваемым материалам), когезионной прочности (сопротивления динамическому сдвигу) самоклеящегося материала, а также повышение сопротивления статическому сдвигу при повышенных температурах.

Для решения поставленной технической задачи предложен самоклеящийся материал, включающий основу - алюминиевую фольгу и нанесенную на нее клеевую композицию с постоянной липкостью, содержащую изопрен-стирольный термоэластопласт с содержанием стирола 5-7%, агент липкости, пластификатор и органический растворитель, при этом композиция в качестве агента липкости содержит терпенфенольную смолу, терпенстирольную смолу или их смеси с перхлорвиниловой смолой, в качестве пластификатора - эпоксидированное растительное масло, а в качестве органического растворителя - этилацетат или его смесь с бензином и метиленхлоридом при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:

Изопрен-стирольный термоэластопласт 100 Указанный агент липкости 10-15 Указанный пластификатор 7-10 Органический растворитель 250-550

С целью повышения пленкообразующих свойств и обеспечения высокой эластичности самоклеящегося материала клеевая композиция дополнительно содержит хлорированный полиизопреновый каучук в количестве 2-5 мас.ч.

Соотношение толщин слоев основа: клеевая композиция составляет 1:(0,25-1).

Заявляемый самоклеящийся материал на алюминиевой фольге позволяет решить задачу оперативного ремонта поврежденных поверхностей из алюминиевых сплавов и стеклопластиков. Его применение обеспечивает более высокую адгезионную прочность к указанным поверхностям, повышенную контактную липкость. Кроме того, заявляемый материал имеет более широкий по сравнению с прототипом диапазон рабочих температур - от -60 до +100°C.

Предлагаемый самоклеящийся материал сочетает в себе высокие когезионные (динамический сдвиг) и адгезионные (отслаивание) свойства, что достигается качественным и количественным соотношением компонентов заявляемого материала.

В качестве изопрен-стирольного термоэластопласта используют сополимеры с содержанием стирола 5-7%, при этом предпочтительнее применять сополимеры с мол. массой 120-160 тыс. по ТУ 2294-119-00151963-2007.

В качестве агента липкости заявляемая композиция содержит терпенфенольную, терпенстирольную смолы с температурой размягчения 100-120°C по ТУ 6-05-211-895 или их смеси с перхлорвиниловой смолой ПСХЛС по ОСТ 6-01-37-88.

В качестве пластификатора, позволяющего улучшить технологические и эксплуатационные свойства заявляемого материала, используют эпоксидированное растительное масло по ТУ 075-1058.61-96, в частности, соевое по ТУ 6-10-722-86.

В качестве органического растворителя заявляемая композиция содержит этилацетат (ГОСТ 22300-76) или его смесь с бензином (ГОСТ 443-76) и метиленхлоридом.

В качестве добавки, обеспечивающей высокую эластичность и собственную липкость самоклеящемуся материалу, используют хлорированный полиизопреновый каучук с содержанием хлора 2,5-5%.

В качестве подложки предлагаемого самоклеящегося материала использована алюминиевая фольга толщиной 50-80 мкм по ГОСТ 745, ГОСТ 718, в том числе и с нанесенным на ее поверхность лаковым покрытием или системой лакокрасочных покрытий, при этом клеевая композиция наносится на сторону, не защищенную ЛКП.

Примеры осуществления

Пример 1

Клеевую композицию готовили в смесителе путем растворения термоэластопласта в органическом растворителе, затем последовательно вводили смолы и пластификаторы и тщательно перемешивали до гомогенного состояния. Затем клеевую композицию наносили на основу, сушили и защищали антиадгезионной бумагой с получением самоклеящегося материала.

Технология приготовления самоклеящегося материала по примерам 2-4 аналогична примеру 1.

Составы предлагаемого материала и прототипа приведены в таблице 1.

Для исследования свойств в качестве основы была использована алюминиевая фольга толщиной 50-80 мкм при соотношении слоев основа: клеевая композиция = 1:(0,25-1). Из полученных самоклеящихся материалов затем изготавливали клеевые соединения с использованием образцов из алюминиевого сплава Д-16 - готовый самоклеящийся материал после удаления антиадгезионной бумаги наклеивали на подготовленную металлическую поверхность и прикатывали роликом.

В таблице 2 приведены свойства клеевых соединений, изготовленных согласно изобретению, в сравнении с прототипом.

Предел прочности при динамическом сдвиге определяли по ГОСТ 14760, прочность при отслаивании - по ГОСТ 411, сопротивление статическому сдвигу - по ASTMD36-54.

Таблица 1 Показатели Примеры по изобретению Прототип 1 2 3 4 Состав клеевой композиции, мас.ч.:           Изопрен-стирольный термоэластопласт с содержанием стирола 5-7%           100 100 100 100 100 Хлорированный полиизопреновый каучук - - - 3 - Агент липкости:           Терпенфенольная смола 11 - 10 - 7 Терпенстирольная смола - 10 - 14 - Хлорированная перхлорвиниловая смола - - 2 1 - Пластификатор:           Эпоксидированное растительное масло 7 10 8 7 - Диоктилфталат - - - - 10 Органический растворитель:           Этилацетат 550 500 325 50 450 Бензин - - - 170 - Метиленхлорид - - 25 30 - Алюминиевая фольга, толщина, мкм 50 60 80 60 50 Соотношение толщин слоев основа: клеевая композиция 1:0,5 1:1 1:0,25 1:1 1:1

Изобретение не ограничивается приведенными примерами.

Из данных таблицы 2 следует, что использование заявляемого самоклеящегося материала с расширенным интервалом работоспособности (-60 - +100°C) позволяет увеличить предел прочности при динамическом сдвиге на 15-20% и одновременно увеличить прочность при отслаивании в 1,5 раза и сопротивление статическому сдвигу при повышенных температурах по сравнению с прототипом. Таким образом, применение заявляемого самоклеящегося материала дает возможность значительно снизить трудоемкость и энергозатраты на проведение ремонтных работ на поверхности планера воздушных судов и других конструкций.

Таблица 2 Наименование свойств Примеры по изобретению Прототип 1 2 3 4 Прочность при отслаивании, н/см 10 11 10,5 10,2 7,5 Предел прочности при сдвиге, КПа 900 1000 950 950 800 Сопротивление статическому сдвигу при P=0,5 кгс, при температуре, °C время, ч сползание, мм время, ч сползание, мм время, ч сползание, мм время, ч сползание, мм время, ч сползание, мм -60 6 0 12 0 6 0 12 0 6 0 20 550 0 720 0 600 0 650 0 400 0 80 0,5 2 1 1 0,5 1 0,5 0 0,4 4 100 0,4 2 0,5 2 0,4 2 0,4 1 - -

Изобретение относится к самоклеящемуся материалу на основе металлической фольги в качестве подложки и клеевой композиции с постоянной липкостью. Самоклеящийся материал включает основу - алюминиевую фольгу и нанесенную на нее клеевую композицию с постоянной липкостью, содержащую, мас.ч.: изопрен-стирольный термоэластопласт с содержанием стирола 5-7% 100, агент липкости - терпенфенольную смолу, терпенстирольную смолу или их смеси с перхлорвиниловой смолой 10-15, пластификатор - эпоксидированное растительное масло 7-10 и органический растворитель - этилацетат или его смесь с бензином и метиленхлоридом 250-550. Клеевая композиция может дополнительно содержать хлорированный полиизопреновый каучук в количестве 2-5 мас.ч. Соотношение толщин слоев основа: клеевая композиция составляет 1:(0,25-1). Самоклеящийся материал предназначен для ремонта и эксплуатации при температурах от -60 до +80°С в авиа-, автомобиле-, судостроении и других областях техники. Технический результат - повышение адгезионной прочности, когезионной прочности самоклеящегося материала, а также повышение сопротивления статическому сдвигу при повышенных температурах. Применение заявляемого самоклеящегося материала дает возможность значительно снизить трудоемкость и энергозатраты на проведение ремонтных работ на поверхности планера воздушных судов и других конструкций. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Самоклеящийся материал, включающий основу - алюминиевую фольгу и нанесенную на нее клеевую композицию с постоянной липкостью, содержащую изопрен-стирольный термоэластопласт с содержанием стирола 5-7%, агент липкости, пластификатор и органический растворитель, отличающийся тем, что в качестве агента липкости композиция содержит терпенфенольную смолу, терпенстирольную смолу или их смеси с перхлорвиниловой смолой, в качестве пластификатора - эпоксидированное растительное масло, а в качестве органического растворителя - этилацетат или его смесь с бензином и метиленхлоридом при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:
Изопрен-стирольный термоэластопласт 100 Указанный агент липкости 10-15 Указанный пластификатор 7-10 Органический растворитель 250-550

2. Самоклеящийся материал по п.1, отличающийся тем, что клеевая композиция дополнительно содержит хлорированный полиизопреновый каучук в количестве 2-5 мас.ч.

3. Самоклеящийся материал по п.1, отличающийся тем, что соотношение толщин слоев основа : клеевая композиция составляет 1:(0,25-1).