ПОЛИУРЕТАНОВАЯ АДГЕЗИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2019 года по МПК C09J175/08 C09J175/04 C09J163/00 B32B27/38 B32B27/40 B32B37/12 C09J5/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к адгезивной композиции и способу ее применения при получении слоистых материалов. В частности, настоящее изобретение относится к полиуретановой адгезивной композиции с высокой адгезионной прочностью, прочностью сварного шва и стойкостью к кипячению. Указанная полиуретановая адгезивная композиция особенно подходит для склеивания полиэтилена и металла.

Введение

В целом, функция адгезивной композиции заключается в склеивании друг с другом подложек, выбранных из полиэтилена (PE), полипропилена, сложного полиэфира, полиамида, металла, бумаги или целлофана, с получением композитных пленок, т.е. слоистых материалов различного назначения. Различные подложки и предполагаемые применения характеризуются различными предпочтениями и требованиями к адгезиву, нанесенному на них. Для склеивания полиэтиленовой подложки с металлической подложкой, например, адгезив должен иметь особенно высокие свойства адгезионной прочности (BS), прочности сварного шва (HS) и стойкости к кипячению (BBR).

Слоистые материалы, полученные из них, обычно используют в упаковочной промышленности, особенно при производстве пищевой упаковки. По причинам, связанным с экологией, охраной труда и безопасностью, предпочтительно, чтобы адгезивы были на водной основе или не содержали растворителя.

Таким образом, необходимо обеспечить полиуретановую адгезивную композицию с высокими характеристиками BS, HS и BBR, благодаря которым она особенно подходит для склеивания PE и металла.

Сущность изобретения

В настоящем изобретении предложена адгезивная композиция, содержащая, в пересчете на сухую массу от общей сухой массы адгезивной композиции, от 70% до 96% полиуретановой дисперсии, от 1% до 20% эпоксидной смолы и от 0,5% до 15% алифатического аминного сшивающего агента.

В настоящем изобретении дополнительно предложен слоистый материал, содержащий указанную адгезивную композицию.

Подробное описание изобретения

Адгезивная композиция согласно настоящему изобретению содержит, в пересчете на сухую массу от общей сухой массы адгезивной композиции, от 70% до 96%, предпочтительно от 75% до 93% и более предпочтительно от 80% до 90% полиуретановой дисперсии, от 1% до 20%, предпочтительно от 2% до 15% и более предпочтительно от 3% до 13% эпоксидной смолы и от 0,5% до 15%, предпочтительно от 0,7% до 12% и более предпочтительно от 1,0% до 10% алифатического аминного сшивающего агента.

Указанная адгезивная композиция является водной и предпочтительно не содержит растворителя, то есть указанная адгезивная композиция содержит менее 4%, предпочтительно менее 2% и более предпочтительно менее 1% органического растворителя в пересчете на сухую массу от общей сухой массы адгезивной композиции.

Органический растворитель представляет собой соединение, которое является жидким при 25°С и имеет температуру кипения менее 300°С.

Полиуретановая дисперсия

Полиуретановую дисперсию получают посредством диспергирования полиуретанового форполимера в воде с помощью ионного поверхностно-активного вещества.

Полиуретановый форполимер содержит, в качестве полимеризуемых звеньев, в пересчете на сухую массу от общей сухой массы полиуретанового преполимера, от 10% до 40%, предпочтительно от 12% до 38% и более предпочтительно от 15% до 35% мономерного ароматического диизоцианата и от 20% до 85%, предпочтительно от 25% до 80% и более предпочтительно от 30% до 75% простого полиэфирполиола.

Необязательно, полиуретановый форполимер дополнительно содержит, в качестве полимеризуемых звеньев, от 0,1% до 30%, предпочтительно от 18% до 28% и более предпочтительно от 20% до 25% сложного полиэфирполиола в пересчете на сухую массу от общей сухой массы полиуретанового форполимера.

Мономерные ароматические диизоцианаты предпочтительно имеют молекулярную массу Mw менее 500 г/моль, предпочтительно менее 300 г/моль и более предпочтительно менее 275 г/моль.

Предпочтительные мономерные ароматические диизоцианаты выбраны из метилендифенилдиизоцианата (MDI), толуолдиизоцианата (TDI) и их комбинации. TDI, в целом, можно использовать с любыми общедоступными изомерными распределениями. Наиболее общедоступный TDI имеет изомерное распределение из 80% 2,4-изомера и 20% 2,6-изомера. Также можно использовать TDI с другими изомерными распределениями. При использовании MDI при получении полиуретанового форполимера, он предпочтительно представляет собой чистый 4,4’-MDI или любые комбинации изомеров MDI. Более предпочтительно, он представляет собой чистый 4,4’-MDI и любые комбинации 4,4’-MDI с другими изомерами MDI. При использовании комбинаций 4,4’-MDI с другими изомерами MDI, предпочтительная концентрация 4,4’-MDI составляет от 25% до 75% от всех изомеров MDI.

Каждый простой полиэфирполиол и сложный полиэфирполиол имеет молекулярную массу Mw от 400 до 4000 г/моль, предпочтительно от 750 до 3500 г/моль и более предпочтительно от 800 до 3000 г/моль. Каждый простой полиэфирполиол и сложный полиэфирполиол имеет функциональность от 1,8 до 4, предпочтительно от 1,9 до 3 и более предпочтительно от 2 до 2,5.

Простые полиэфирполиолы представляют собой продукты аддитивной полимеризации и привитые продукты этиленоксида, пропиленоксида, тетрагидрофурана и бутиленоксида, продукты конденсации многоатомных спиртов и любые их комбинации. Подходящие примеры простых полиэфирполиолов включают полипропиленгликоль (PPG), полиэтиленгликоль (PEG), полибутиленгликоль, политетраметиленэфиргликоль (PTMEG) и любые их комбинации. Предпочтительно, простые полиэфирполиолы представляют собой комбинации PEG и по меньшей мере одного другого простого полиэфирполиола, выбранного из описанных выше продуктов аддитивной полимеризации и привитых продуктов, а также продуктов конденсации. Более предпочтительно, простые полиэфирполиолы представляют собой комбинации PEG и по меньшей мере одного из PPG, полибутиленгликоля и PTMEG.

Сложные полиэфирполиолы представляют собой продукты конденсации диолов и дикарбоновых кислот или их производных, и их производные.

Подходящие примеры диолов представляют собой этиленгликоль, бутиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, полиалкиленгликоли, такие как полиэтиленгликоль, 1,2-пропандиол, 1,3-пропандиол, 2-метил-1,3-пропандиол, 1,3-бутандиол, 1,4-бутандиол, 1,6-гександиол, неопентилгликоль, 3-метил-1,5-пентандиол и любые их комбинации. Для получения функциональности полиола более 2 можно использовать также триолы и/или тетраолы. Подходящие примеры таких триолов включают триметилолпропан и глицерин. Подходящие примеры таких тетраолов включают эритрит и пентаэритрит.

Дикарбоновые кислоты выбраны из ароматических кислот, алифатических кислот и их комбинаций. Подходящие примеры ароматических кислот представляют собой фталевую кислоту, изофталевую кислоту и терефталевую кислоту; а подходящие примеры алифатических кислот представляют собой адипиновую кислоту, азелаиновую кислоту, себациновую кислоту, глутаровую кислоту, тетрахлорфталевую кислоту, малеиновую кислоту, фумаровую кислоту, итаконовую кислоту, малоновую кислоту, субериновую кислоту, 2-метилянтарную кислоту, 3,3-диэтилглутаровую кислоту и 2,2-диметилянтарную кислоту. Также можно использовать ангидриды указанных кислот. Для целей настоящего изобретения ангидриды соответствующим образом включены в выражение термина «кислота». Предпочтительно, алифатические кислоты и ароматические кислоты являются насыщенными и, соответственно, представляют собой адипиновую кислоту и изофталевую кислоту. Применение монокарбоновых кислот, таких как бензойная кислота и гексанкарбоновая кислота, следует минимизировать или исключать.

Сложные полиэфирполиолы также можно получать посредством аддитивной полимеризации лактона с диолами, триолами и/или тетраолами. Подходящие примеры лактона включают капролактон, бутиролактон и валеролактон. Подходящие примеры диолов представляют собой этиленгликоль, бутиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, полиалкиленгликоли, такие как полиэтиленгликоль, 1,2-пропандиол, 1,3-пропандиол, 2-метил-1,3-пропандиол, 1,3-бутандиол, 1,4-бутандиол, 1,6-гександиол, неопентилгликоль, 3-метил-1,5-пентандиол и любые их комбинации. Подходящие примеры триолов включают триметилолпропан и глицерин. Подходящие примеры тетраолов включают эритрит и пентаэритрит.

Получение полиуретанового форполимера в любом случае хорошо известно специалистам в данной области техники и включает конденсационную полимеризацию. Полиуретановый форполимер предпочтительно представляет собой форполимер с концевой группой NCO. При получении полиуретанового форполимера предпочтительно не используют органический растворитель.

При практическом получении полиуретановой дисперсии согласно настоящему изобретению, в полиуретановый форполимер предпочтительно вводят ионное поверхностно-активное вещество перед добавлением воды, но настоящее изобретение не исключает случая, когда поверхностно-активное вещество вводят в воду перед добавлением полиуретанового форполимера.

Ионное поверхностно-активное вещество составляет от 0,5% до 10%, предпочтительно от 1% до 8% и более предпочтительно 1,5% до 6% в пересчете на сухую массу от общей сухой массы полиуретановой дисперсии.

Предпочтительно, ионное поверхностно-активное вещество является анионным. Подходящие примеры анионных поверхностно-активных веществ включают сульфонаты, фосфаты, карбоксилаты и любые их комбинации. Предпочтительно, анионное поверхностно-активное вещество представляет собой сульфонат, такой как додецилбензолсульфонат натрия, додецилсульфонат натрия, додецилдифенилоксид-дисульфонат натрия, н-децилдифенилоксид-дисульфонат натрия, додецилбензолсульфонат изопропиламина и гексилдифенилоксид-дисульфонат натрия. Более предпочтительно, анионное поверхностно-активное вещество представляет собой додецилбензолсульфонат натрия.

Затем, после добавления ионного поверхностно-активного вещества и воды для увеличения длины цепи добавляют от 0,1% до 8%, предпочтительно от 0,2% до 6% и более предпочтительно от 0,5% до 5% полиамина в пересчете на сухую массу от общей сухой массы полиуретановой дисперсии.

Предпочтительно, полиамины представляют собой диамины, в которых каждая аминная группа представляет собой первичный или вторичный амин. Подходящие примеры диаминов включают этилендиамин, 1,2- и 1,3-диаминопропан, 1,4-диаминобутан, 1,6-диаминогексан, изофорондиамин и любые их комбинации.

Предпочтительно, содержание твердых веществ в полиуретановой дисперсии составляет от 25% до 60%, предпочтительно от 30% до 55% и более предпочтительно от 35% до 50%.

Эпоксидная смола

В полиуретановую дисперсию при перемешивании добавляют эпоксидную смолу с получением стабильной смеси.

Эпоксидная смола представляет собой соединение, содержащее по меньшей мере 2, предпочтительно от 2 до 4 и более предпочтительно 2 эпоксидные группы. Эпоксидную смолу можно получить посредством взаимодействия соединений, содержащих эпоксидные группы, с диолами или полиолами. Подходящие примеры соединений, содержащих эпоксидные группы, включают соединения, которые замещены атомом галогена, в частности, атомом хлора у атома углерода, смежного с эпоксидной группой. Предпочтительным соединением, содержащим эпоксидные группы, является эпихлоргидрин. Взаимодействие указанных соединений с диолами или полиолами приводит к образованию эпоксидной смолы, содержащей концевую эпоксидную группу. Предпочтительно, диолы или полиолы представляют собой алифатические соединения. Предпочтительны полиолы. Подходящие примеры полиолов включают полигликоли, такие как полиэтиленгликоль (PEG), полипропиленгликоль (PPG), полибутиленгликоль (PBG), сополимеры полигликолей и их комбинации. Предпочтительно, алифатические полиолы представляют собой полиэтиленгликоль (PEG), полипропиленгликоль (PPG), их сополимеры и их комбинации. Более предпочтительно, полиол представляет собой полипропиленгликоль (PPG).

Особенно предпочтительные эпоксидные смолы представляют собой продукты реакции эпихлоргидрина с PPG.

Подходящие эпоксидные смолы предпочтительно имеют среднечисловую молекулярную массу от 200 до 1000 г/моль, в частности, от 300 до 800 г/моль.

Подходящие примеры эпоксидных смол могут быть доступны в продаже как эпоксидная смола D.E.R.™ 732, эпоксидная смола D.E.R.™ 734 и эпоксидная смола D.E.R.™ 736 производства компании The Dow Chemical.

Алифатический аминный сшивающий агент

Алифатический аминный сшивающий агент добавляют при перемешивании в смесь полиуретановой дисперсии и эпоксидной смолы с получением адгезивной композиции согласно настоящему изобретению.

Алифатический аминный сшивающий агент представляет собой соединение, содержащее по меньшей мере две реакционноспособные водородные группы, которые взаимодействуют с эпоксидными группами. Алифатический аминный сшивающий агент предпочтительно является эмульгируемым, диспергируемым или растворимым в воде. В частности, алифатический аминный сшивающий агент растворим в воде.

Подходящие алифатические аминные сшивающие агенты представляют собой алифатический амин, содержащий первичные или вторичные, предпочтительно и первичные, и вторичные аминогруппы.

Подходящие примеры алифатического аминного сшивающего агента представляют собой диэтилентриамин (DETA), триэтиленпентамин (TEPA), триэтилентетрамин (TETA), полиэфирамин и любые их комбинации.

Другие добавки

Полиуретановая дисперсия может дополнительно содержать усилитель адгезии, химически активно связанный со скелетом полиуретанового форполимера. Усилитель адгезии также может быть добавлен в адгезивную композицию в качестве дополнительной добавки. В данной области техники хорошо известны варианты выбора подходящего усилителя адгезии, и обычно его используют в количестве от 0,1% до 3%, предпочтительно от 0,1% до 2% и более предпочтительно от 0,1% до 1% в пересчете на сухую массу от общей сухой массы полиуретанового форполимера.

В соответствии с настоящим изобретением можно использовать любые усилители адгезии, при этом предпочтительно используют силановый усилитель адгезии. Подходящие примеры силановых усилителей адгезии включают аминосиланы, такие как аминопропилтриэтоксисилан, эпоксисиланы, такие как 3-глицидоксипропилтриэтоксисилан, и меркаптосиланы, такие как гамма-меркаптопропилтриметоксисилан.

Слоистый материал, полученный из полиуретановой адгезивной композиции

Адгезивную композицию наносят на поверхность подложек, включая металлическую фольгу, пленки из сложных полиэфиров и нейлоновые пленки. Предпочтительно, ее наносят на поверхность металлической фольги. Более предпочтительно, металлическая фольга представляет собой алюминиевую (Al) фольгу.

Затем нанесенную адгезивную композицию сушат с получением сухого слоя. Нанесенную адгезивную композицию считают сухой, если остаточное содержание воды составляет менее 10% от нанесенной адгезивной композиции.

Поверхностью полиэтиленовой пленки покрывают сухой слой нанесенной адгезивной композиции с получением композитного материала из полиэтиленовой пленки, адгезива и металлической фольги (композитные пленки, также известные как слоистые материалы). В различных применениях металлическую фольгу можно заменять на пленку из сложного полиэфира или нейлоновую пленку. Слоистый материал предпочтительно подвергают механическому усилию для еще более плотного прессования пленок. Такое механическое усилие предпочтительно обеспечивают посредством пропускания слоистого материала между валиками. Предпочтительно, валики являются нагретыми.

Слоистый материал может быть частью слоистого материала большей толщины, содержащего дополнительные пленки и дополнительные адгезивные композиции. Дополнительные пленки могут быть такими же или отличными от пленок, входящих в состав слоистого материала согласно настоящему изобретению, и могут представлять собой любые полимерные пленки, бумагу, металлические фольги, обычно используемые в промышленности слоистых материалов. Дополнительные адгезивные композиции могут быть такими же или отличными от адгезивных композиций согласно настоящему изобретению, и могут представлять собой любые адгезивные композиции, обычно используемые в промышленности слоистых материалов.

Примеры

I. Исходные материалы

Мономерный ароматический диизоцианат:

изоцианат ISONATE™ 125M (125M) представляет собой чистый 4,4’-MDI, имеющийся в продаже у компании The Dow Chemical.

Простой полиэфирполиол:

полиол VORANOL™ V1010 (V1010) представляет собой простой полиэфир полиол и имеется в продаже у компании The Dow Chemical.

полиол VORANOL™ CP450 (CP450) представляет собой простой полиэфир полиол и имеется в продаже у компании The Dow Chemical.

VORANOL™ 9287A (9287A) представляет собой простой полиэфир полиол и имеется в продаже у компании The Dow Chemical.

полиэтиленгликоль CARBOWAX™ 1000 (PEG 1000) представляет собой простой полиэфирполиол и имеется в продаже у компании The Dow Chemical.

политетраметиленэфиргликоль TERATHANE™ 2000 (PTMEG 2000) представляет собой простой полиэфирполиол и имеется в продаже у компании Invista.

Сложный полиэфирполиол:

полиол HSM-822-3 (HSM) представляет собой сложный полиэфирполиол и имеется в продаже у компании Xuchuan Chemical (Suzhou) Co. Ltd.

полиол XCP-940AD (XCP) представляет собой сложный полиэфирполиол и имеется в продаже у компании Xuchuan Chemical (Suzhou) Co. Ltd.

Эпоксидная смола:

D.E.R.™ 736 представляет собой жидкую полигликолевую диэпоксидную смолу и имеется в продаже у компании The Dow Chemical.

Алифатический аминный сшивающий агент:

D.E.H.™ 26 представляет собой алифатический аминный сшивающий агент, имеющийся в продаже у компании The Dow Chemical.

Изоцианатный сшивающий агент

CR3A представляет собой алифатический полиизоцианат, имеющийся в продаже у компании The Dow Chemical.

Полиуретановая дисперсия на основе алифатического изоцианата:

Связующий агент PRIMAL™ U-51 представляет собой полиуретановую дисперсию на основе алифатического изоцианата и имеется в продаже у компании The Dow Chemical.

Прочие:

поверхностно-активное вещество RHODACAL™ DS-4 (DS-4) представляет собой анионное поверхностно-активное вещество с содержанием твердого вещества 23% и имеется в продаже у компании Rhodia.

1,2-пропандиамин (PDA) представляет собой химически чистый удлинитель цепи и имеется в продаже у компании Sigma-Aldrich.

II. Методы испытаний:

1. Прочность склеивания (BS)

Слоистые материалы, полученные из адгезивных композиций, нарезали на полоски шириной 15 мм для ТПил-теста (T-peel test) при скорости траверсной головки 250 мм/мин., используя одноколонную настольную систему серии 5940 производства компании Instron Corporation. Во время испытания конец каждой полоски слегка натягивали пальцами, чтобы конец находился под углом 90 градусов относительно направления расслаивания. Испытывали три полоски для каждого образца и рассчитывали среднее значение. Результаты записывали в единицах Н/15 мм. Чем вышеуказанное значением, тем лучше адгезивная прочность.

2. Прочность сварного шва (HS)

Слоистые материалы, полученные из адгезивных композиций, запаивали в устройстве для термосклеивания HSG-C производства компании Brugger при температуре запаивания 140°C и давлении 300 Н в течение 1 секунды, затем охлаждали и нарезали на полоски шириной 15 мм для испытания прочности сварного шва при скорости траверсной головки 250 мм/мин., используя одноколонную настольную систему серии 5940 производства компании Instron Corporation. Испытывали три полоски для каждого образца и рассчитывали среднее значение. Результаты записывали в единицах Н/15 мм. Чем вышеуказанное значение, тем лучше прочность сварного шва.

3. Стойкость к кипячению (BBR)

Слоистые материалы, полученные из адгезивных композиций, нарезали на кусочки размером 8 см × 12 см и посредством запаивания формовали в пакеты с водой внутри. Затем помещали пакеты в кипящую воду и оставляли на 30 минут, убедившись, что все пакеты полностью погружены в воду в течение всего процесса кипячения. По завершении записывали степень продольного вспучивания, расслаивания или протекания. Образец, прошедший испытание, не должен проявлять признаков продольного вспучивания, расслаивания или протекания. Затем раскрывали пакеты, выливали содержимое и оставляли остывать, затем нарезали на полоски шириной 15 мм для ТПил-теста прочности склеивания в приборе Instron 5943. Испытывали три полоски для получения среднего значения.

III. Примеры

1. Получение сравнительных полиуретановых дисперсий 1-3 (Ср. PU 1-3) и полиуретановых дисперсий 4-6 согласно настоящему изобретению (PU 4-6).

Различные количества изоцианатов добавляли к смесям полиолов в соответствии с таблицей 1 и проводили реакции при 65-90°С в течение 4-5 часов до достижения теоретического содержания изоцианатных групп (NCO) в смесях, и получали полиуретановые форполимеры. Полученный полиуретановый форполимер переносили в пластиковый стакан и добавляли в пластиковый стакан поверхностно-активное вещество RHODACAL™ DS-4 при перемешивании при 2000-3000 об./мин. в течение 1-3 минут. При перемешивании в тот же стакан добавляли деионизированную воду при 5°С с получением однородной дисперсии. Затем в дисперсию медленно добавляли 1,2-пропандиамин (PDA) (20% водный раствор) при перемешивании при 1000-1500 об./мин в течение 15-30 минут с получением полиуретановой дисперсии. В полиуретановые дисперсии дополнительно добавляли эпоксидные смолы при перемешивании в течение 10-15 минут с получением полиуретановых дисперсий согласно настоящему изобретению. Подробные сведения о компонентах каждой полиуретановой дисперсии представлены в таблице 1.

Связующий агент PRIMAL™ U-51 представляет собой полиуретановую дисперсию на основе алифатического изоцианата, и его смешивали с добавлением или без добавления 5% эпоксидной смолы D.E.R.™ 736 с получением сравнительных полиуретановых дисперсий 8 и 7 (Ср. PU 7-8), соответственно.

Таблица 1

Сухая масса, 100% Изоцианат Полиол Эпоксидная смола Ср. PU 1 18,0% 125M 41,3 % 9287A;
36,1% PTMEG 2000;
4,6% PEG 1000 - Ср. PU 2 32,9% 125M 5,7% PEG 1000;
31,6% V1010;
27,7% HSM; - Ср. PU 3 33,1% 125M 27,9% V1010;
3,5% CP450;
5,9% PEG1000;
29,6% XCP; - PU 4 18,0% 125M 41,3 % 9287A;
36,1% PTMEG 2000;
4,6% PEG 1000; 5% D.E.R. 736 PU 5 32,9% 125M 5,7% PEG1000;
31,6% V1010;
27,7% HSM; 5% D.E.R. 736 PU 6 33,1% 125M 27,9% V1010;
3,5% CP450;
5,9% PEG 1000;
29,6% XCP; 5% D.E.R. 736 Ср. PU 7 100% связующий агент PRIMAL U-51 - Ср. PU 8 95% связующий агент PRIMAL U-51 5% D.E.R. 736

2. Получение адгезивных композиций и слоистых материалов

Полиуретановые дисперсии смешивали с 0,7% эпоксидного отверждающего агента D.E.H. 26 в пересчете на сухую массу от общей сухой массы полиуретановой дисперсии (для полиуретановых дисперсий согласно настоящему изобретению (PU 4-5) и сравнительной полиуретановой дисперсии 8 (Ср. PU 8)) или с 2% сшивающего агента CR3A в пересчете на сухую массу от общей сухой массы полиуретановой дисперсии (для сравнительных полиуретановых дисперсий (Ср. PU 1-3 и 7)) с получением сравнительных адгезивных композиций 1-3 и 7-8 (Ср. AC 1-3 и 7-8) и адгезивных композиций согласно настоящему изобретению 4-6 (AC 4-6). Затем адгезивные композиции наносили на Al фольгу с полиэтилентерефталатной подложкой (PET) и сушили в печи при 80°С в течение 40 секунд. Затем адгезивные композиции, нанесенные на Al фольгу, извлекали из печи и покрывали (или ламинировали) PE пленкой толщиной 40 мкм, используя ламинирующее устройство HL-101 производства компании Cheminstruments, Inc. Слоистый материал из Al фольги, адгезивной композиции и PE пленки отверждали в течение 48 часов при 50°С и испытывали.

IV. Результаты

Таблица 2

Адгезивные композиции Полиуретановые дисперсии BS
(Н/15 мм) HS
(Н/15 мм) BBR Ср. AC 7 Ср. PU 7 1,8 35 2,2 Ср. AC 1 Ср. PU 1 1,1 13 1,5 Ср. AC 2 Ср. PU 2 2,9 27 1,4 Ср. AC 3 Ср. PU 3 3,1 29 1,2 Ср. AC 8 Ср. PU 8 1,9 18 1,4 AC 4 PU 4 1,5 15 3,0 AC 5 PU.5 4 45 3,4 AC 6 PU.6 5 40 4,5

Адгезивная композиция 4 согласно настоящему изобретению имела такой же полиуретановый состав, как сравнительная адгезивная композиция 1; адгезивная композиция 5 согласно настоящему изобретению имела такой же полиуретановый состав, как сравнительная адгезивная композиция 2; и адгезивная композиция 6 согласно настоящему изобретению имела такой же полиуретановый состав, как сравнительная адгезивная композиция 3. Все адгезивные композиции согласно настоящему изобретению содержали предложенную эпоксидную смолу и предложенный алифатический аминный сшивающий агент, а все сравнительные адгезивные композиции не содержали их. Каждую их пару сравнивали, оценивая влияние эпоксидной смолы и алифатического аминного сшивающего агента на получаемые из них адгезивные композиции. Как показано в таблице 2, адгезивная композиция 4 согласно настоящему изобретению в сравнении со сравнительной адгезивной композицией 1, адгезивная композиция 5 согласно настоящему изобретению в сравнении со сравнительной адгезивной композицией 2, и адгезивная композиция 6 согласно настоящему изобретению в сравнении со сравнительной адгезивной композицией 3 имели существенно улучшенную прочность склеивания, прочность сварного шва и стойкость к кипячению. Полученные результаты позволяют предположить, что эпоксидная смола и алифатический аминный сшивающий агент играют весьма важную роль в соответствии с настоящим изобретением.

Улучшенные характеристики адгезива обусловлены не только выбором эпоксидной смолы и сшивающего агента, но и выбором полиуретановых композиций.

Сравнительная адгезивная композиция 8 содержала связующий агент PRIMAL™ U-51, который представляет собой имеющуюся в продаже полиуретановую дисперсию, содержащую алифатический изоцианат, предложенную эпоксидную смолу и предложенный сшивающий агент, а сравнительная адгезивная композиция 7 содержала только связующий агент PRIMAL™ U-51 и не рекомендованный сшивающий агент. Как показано в таблице 2, сравнительная адгезивная композиция 8 не проявляла улучшенную прочность склеивания, прочность сварного шва и стойкость к кипячению по сравнению со сравнительной адгезивной композицией 7. Это позволяет предположить важность выбора полиуретановой композиции.

Изобретение относится к водным адгезивным композициям для склеивания различных материалов, например полиэтилена и металла, и к слоистым материалам, содержащим ее. Адгезивная композиция содержит, в пересчете на сухую массу от общей сухой массы адгезивной композиции, от 70% до 96% полиуретановой дисперсии, от 1% до 20% эпоксидной смолы и от 0,5% до 15% алифатического аминного сшивающего агента. Изобретение обеспечивает получение адгезионной композиции с высокой прочностью, прочностью сварного шва и стойкостью к кипячению. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Адгезивная водная композиция, содержащая, в пересчете на сухую массу от общей сухой массы адгезивной композиции, от 70% до 96% полиуретановой дисперсии, от 1% до 20% эпоксидной смолы и от 0,5% до 15% алифатического аминного сшивающего агента.

2. Адгезивная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что полиуретановая дисперсия содержит полиуретановый форполимер и, в пересчете на сухую массу от общей сухой массы полиуретановой дисперсии, от 0,5% до 10% ионного поверхностно-активного вещества и от 0,1% до 8% полиамина.

3. Адгезивная композиция по п. 2, отличающаяся тем, что полиуретановый форполимер содержит, в качестве полимеризованных звеньев, в пересчете на сухую массу от общей сухой массы полиуретанового преполимера, от 10% до 40% мономерного ароматического диизоцианата и от 20% до 85% простого полиэфирполиола.

4. Адгезивная композиция по п. 3, отличающаяся тем, что полиуретановый форполимер дополнительно содержит, в качестве полимеризованных звеньев, от 0,1% до 30% сложного полиэфирполиола в пересчете на сухую массу от общей сухой массы полиуретанового форполимера.

5. Адгезивная композиция по п. 3, отличающаяся тем, что мономерный ароматический диизоцианат имеет молекулярную массу Mw менее 500 г/моль.

6. Адгезивная композиция по п. 3, отличающаяся тем, что мономерный ароматический диизоцианат выбран из метилендифенилдиизоцианата, толуолдиизоцианата и их комбинации.

7. Адгезивная композиция по п. 3, отличающаяся тем, что простой полиэфирполиол имеет молекулярную массу Mw от 400 до 4000 г/моль и функциональность от 1,8 до 4.

8. Адгезивная композиция по п. 4, отличающаяся тем, что сложный полиэфирполиол имеет молекулярную массу Mw от 400 до 4000 г/моль и функциональность от 1,8 до 4.

9. Адгезивная композиция по п. 2, отличающаяся тем, что ионное поверхностно-активное вещество выбрано из сульфонатов, фосфата, карбоксилата и их комбинации.

10. Адгезивная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что полиуретановая дисперсия содержит от 25% до 60% твердых веществ.

11. Адгезивная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что эпоксидная смола представляет собой соединение, содержащее по меньшей мере 2 эпоксидные группы.

12. Адгезивная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что эпоксидная смола может быть получена путем приведения во взаимодействие эпихлоргидрина с алифатическими диолами или полиолами.

13. Адгезивная композиция по п. 12, отличающаяся тем, что полиол представляет собой полипропиленгликоль.

14. Адгезивная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что алифатический аминный сшивающий агент выбран из диэтилентриамина, триэтиленпентамина, триэтилентетрамина, полиэфирамина и любых их комбинаций.

15. Слоистый материал, содержащий адгезивную композицию по п. 1.