АДГЕЗИОННАЯ ТЕРМОПЛАВКАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СКРЕПЛЕНИЯ АЛЮМИНИЕВО-ПЛАСТИКОВЫХ КОМПОЗИТНЫХ ПАНЕЛЕЙ Российский патент 2025 года по МПК C09J123/06 C09J151/06 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к химии полимеров и касается получения высокомолекулярной функциональной адгезионной композиции, которая используется в алюминиевых композитных панелях.

Изобретение может использоваться в качестве клеевого слоя между алюминием и пластиковым или минеральным наполнителем.

Композиция состоит из привитого малеиновым ангидридом полимера этилена, линейного полиэтилена низкой плотности, сополимера этилена и винилацетата, эпоксидной смолы, термопластичного полимера полимеризации стирола линейной структуры и антиоксидантов.

Уровень техники

Адгезионная термоплавкая композиция для алюминиево-пластиковых композитных панелей представляет собой состав для скрепления алюминиево-пластиковых композитных панелей, которые являются легким, долговечным, огнестойким и прочным материалом. Алюминиевые композитные панели с применением адгезионной термоплавкой композиции широко используются во многих сферах строительной отрасли в качестве:

• наружной отделки вентилируемых навесных фасадов новых и реконструируемых зданий;

• облицовки балконов, карнизов и навесов;

• облицовки внутренних стен и потолков;

• облицовки автозаправок, тоннелей и колонн;

• вывесок, информационных и выставочных стендов.

Алюминиевые композитные панели состоят из композитного полимерного слоя, помещенного между двумя алюминиевыми листами. Для соединения этих двух слоев используются термоплавкие адгезионные композиции, которые имеют адгезию как к алюминию, так и к полимерному слою.

Используемые термоплавкие адгезивы должны сохранять свои адгезионные свойства не только при комнатной температуре, но и при более высоких, а также отрицательных температурах, потому что данное свойство адгезива позволяет изготовленной алюминиевой композитной панели соответствовать требованиям к качеству на протяжении всего срока службы.

Имеющиеся в настоящее время на рынке адгезионные композиции не могут обеспечить остаточную адгезионную прочность после нескольких циклов морозостойкости и термостойкости, к тому же использование марок адгезионных композиций зависит от импорта, которые поставляются компаниями Du Pont, Mitsui, Guangzhou Lushan и т. д.

Наиболее близкими к заявленному изобретению по технической сущности являются композиции, описываемые в патентах:

1) Патент на изобретение, Ведомство Китай CN 114621706 А, Номер заявки 202210193195.0; Дата подачи: 28.02.2022; Дата публикации: 14.06.2022; Заявители JINSHUI SCIENCE AND TECHNOLOGY STOCK LIMITED COMPANY; JIANGSU GOLDEN HAIR RENEWABLE RESOURCE LIMITED COMPANY, «КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ИЗ ТЕРМОСТОЙКОГО ПОЛИЭТИЛЕНА ДЛЯ АЛЮМИНИЕВО-ПЛАСТИКОВЫХ ПАНЕЛЕЙ, А ТАКЖЕ СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И НАНЕСЕНИЯ КЛЕЕВОЙ КОМПОЗИЦИИ ИЗ ТЕРМОСТОЙКОГО ПОЛИЭТИЛЕНА».

Изобретение раскрывает стойкую к кипячению полиэтиленовую клеевую композицию, расплав для алюминиево-пластиковой панели, а также способ приготовления и нанесения термоплавкой клеевой композиции из стойкого к кипячению полиэтилена. Композиция клея-расплава включает следующие компоненты в весовых частях: 10-25 частей клея; полиэтилен низкой плотности от 45 до 70 частей; от 10 до 20 частей эластомера ПОЭ; от 10 до 20 частей поливинилового спирта; 1-2 части антиоксиданта; связующее представляет собой смесь привитого малеиновым ангидридом полиэтилена и EVA (этиленвинилацетат). В соответствии с клеем расплавом, раскрытым в изобретении, смесь полиэтилена с привитым малеиновым ангидридом и EVA используется в качестве клея, так что можно улучшить полярность композиции клея-расплава, и, кроме того, совместимость клея и матрицы из LDPE (полиэтилена низкой плотности) является хорошей, так что термоклеевая композиция обеспечивает превосходную адгезию; и поливиниловый спирт и эластомер ПОЭ смешивают для использования, так что устойчивость к кипячению композиции клея-расплава дополнительно улучшается. Таким образом, клеевая композиция-расплав, раскрытая в изобретении, не только обладает превосходными свойствами склеивания, но также обладает хорошей стойкостью к проникновению воды и устойчивостью к кипячению в воде. Клей-расплав можно использовать для изготовления алюминиево-пластиковой панели или пластиковой композитной трубы.

Ключевым отличием охранного документа является наличие в составе описанной композиции импортного сырья: поливинилового спирта и эластомера ПОЭ, что отличает его от предлагаемого технического решения.

2) Патент на изобретение RU 2686922 C2; Дата подачи: 18.12.2014, Дата публикации: 06.05.2019; Дата выдачи патента: 06.05.2019; Изобретатели: BANNELL Uillyam L. (US), «ТЕРМОПЛАВКИЙ АДГЕЗИВ».

Изобретение относится к вариантам композиций термоплавкого адгезива и изделиям, изготовленным с использованием данных термоплавких адгезивов, служащих для сборки структур в изделии. Один вариант композиции термоплавкого адгезива включает аморфный полиолефиновый полимер, содержащий более 40% 1-бутена, и совместимый с полиолефиновым полимером второй аморфный полимер, имеющий молекулярную массу (MWn) по меньшей мере 1000 и содержащий по меньшей мере один бутеновый мономер. При этом композиция термоплавкого адгезива, по существу, не содержит агента увеличения клейкости. Второй вариант композиции термоплавкого адгезива включает аморфный полиолефин, содержащий более 60% 1-бутена и примерно от 0,1-50 мас.% полиизобутилена. При этом плотность указанной композиции адгезива составляет менее 0,9 г/см³, и адгезивная композиция, по существу, не содержит агента увеличения клейкости. Изделия, изготовленные с использованием термоплавкого адгезива, представляют собой одноразовые изделия, например, одноразовое подгузниковое изделие, содержащие подложку, объединенную с пленкой, волокном, целлюлозным листом или нетканым материалом, имеющее адгезионную связь между ними, содержащее термоплавкий адгезив. Изобретение обеспечивает полную гомогенизации конечной адгезивной композиции и высокую когезионную/адгезионную прочность.

Отличиями данного патента от предлагаемого технического решения является то, что в составе вышеописанной адгезионной композиции используется полиизобутилен, ввод которого в экструдер весьма проблематичен, т.к. полиизобутилен является высоковязким аморфным полимером, также композиция не содержит агента увеличения клейкости.

Задачей данного изобретения является получение термоплавкой адгезионной композиции для алюминиевых композитных панелей с высокой остаточной адгезионной прочностью после нескольких циклов морозостойкости и термостойкости.

Технический результат состоит в получении отечественной термоплавкой адгезионной композиции для алюминиевых композитных панелей с использованием полимерного сырья российского производства.

Раскрытие изобретения

Целью данного изобретения является разработка адгезионной композиции для алюминиевых композитных панелей с высокой остаточной адгезионной прочностью после нескольких циклов морозостойкости и термостойкости, а также с использованием сырья, производимого отечественными производителями.

Композиция содержит полиэтилен, привитый малеиновым ангидридом, линейный полиэтилен низкой плотности с показателем текучести расплава 2-5 г/10 мин, сополимер этилена и винилацетата, нефтеполимерную смолу, термопластичный полимер полимеризации стирола линейной структуры и антиоксиданты.

В качестве привитого малеиновым ангидридом полиэтилена может использоваться полиэтилен низкого давления с массовой долей малеинового ангидрида не менее 1,0%. Привитой полимер получается по технологии ООО «ОКАПОЛ», описанной в патенте RU 2735367 C1 «СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛИЗИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ».

В качестве линейного полиэтилена низкой плотности может использоваться линейный полиэтилен с показателем текучести расплава 2-5 г/10 мин.

В качестве сополимера этилена и винилацетата может использоваться сэвилен с показателем текучести расплава 27 - 40 г/10 мин и содержанием винилацетата не менее 26%.

В качестве нефтеполимерной смолы используются термопластичные смолы с малым молекулярным весом 500-3000.

В качестве термопластичного полимера полимеризации стирола линейной структуры используется ударопрочный полистирол с показателем текучести расплава 3 - 9 г/10 мин. В результате в составе готовой композиции полиэтилен низкого давления с показателем текучести расплава 2-5 г/10 мин, привитой малеиновым ангидридом, или линейный полиэтилен высокого давления, привитой малеиновым ангидридом с показателем текучести расплава 2-5 г/10 мин, присутствует в количестве не менее 20 масс.%.

В качестве антиоксидантов используются первичные фенольные антиоксиданты и вторичные фосфитные антиоксиданты.

Соотношение описанных выше компонентов представлено в таблице 1 (см. в графической части).

Помимо полиэтилена высокой плотности, привитого малеиновым ангидридом, может использоваться линейный полиэтилен низкой плотности, привитой малеиновым ангидридом.

Помимо сополимера этилена и винилацетата, композиция может содержать термопластические сополимеры, например, сополимерный этилен-пропиленовый каучук (СКЭПТ/ EPDM/ EPM).

1. Результатом готовой композиции является адгезионная термоплавкая композиция, включающая в себя в процентном соотношении: полиэтилен низкого давления с показателем текучести расплава 2-5 г/10 мин, привитой малеиновым ангидридом, или линейный полиэтилен высокого давления, привитой малеиновым ангидридом с показателем текучести расплава 2-5 г/10 мин, полученный по способу, указанному в патенте на изобретение №2735367, линейный полиэтилен низкой плотности с показателем текучести расплава 2-5 г/10 мин в количестве не менее 30масс. %; ударопрочный полистирол с показателем текучести расплава 3-9 г/10 мин или полистирол общего назначения с показателем текучести расплава 3-9 г/10 мин в количестве не менее 10 масс.%; сополимер этилена и винилацетата с показателем текучести расплава 5-10 г/10 мин и содержанием винилацетата не менее 10% в количестве не менее 5 масс.%; нефтеполимерные термопластичные смолы с малой молекулярной массой 500-3000, в количестве не менее 0,5 масс%; первичные фенольные антиоксиданты не менее 0,1 масс.% и вторичные фосфитные антиоксиданты не менее 0,1 масс%; отличающаяся тем, что полиэтилен низкого давления с показателем текучести расплава 2-5 г/10 мин, привитой малеиновым ангидридом, или линейный полиэтилен высокого давления, привитой малеиновым ангидридом с показателем текучести расплава 2-5 г/10 мин, присутствует в количестве не менее 20 масс.%; в качестве сополимера этилена и винилацетата может использоваться сэвилен с показателем текучести расплава 27 - 40 г/10 мин и содержанием винилацетата не менее 26%; вместо сополимера этилена и винилацетата может содержать термопластические сополимеры, такие как этилен-пропиленовый каучук или тройной сополимер этилена, пропилена и диена.

Создание адгезионной композиции для алюминиевых композитных панелей

Пример 1

Полиэтилен низкого давления марки 2НТ22-12 производства ПАО «КАЗАНЬОРГСИНТЕЗ», привитый малеиновым ангидридом (не менее 1,0%), получаемый по технологии ООО «Окапол», описанной в патенте RU 2735367 C1, поступает в высокоскоростной смеситель в количестве 40%. Одновременно загружаются линейный полиэтилен низкой плотности РЕ 5118QМ производства ПАО «Нижнекамскнефтехим» в количестве 30%, этиленвинилацетат марки Сэвилен 11808-340, производства «Казаньоргсинтез» в количестве 15%, ударопрочный полистирол марки УПС 825ES производства ПАО «Нижнекамскнефтехим» в количестве 12%, нефтеполимерная смола марки «Пиропласт-2К» СП (10-30) производства ПКФ «Акрил» в количестве 2%, фенольный первичный антиоксидант и фосфитный вторичный антиоксидант в количестве 0,1-3,0 масс.% каждого. Все компоненты смешиваются в смесителе при 20-25°С в течение 10-15 минут со скоростью вращения мешалки 80-300 об/мин.

Полученная смесь выгружается через шиберный затвор и поступает в бункер экструдера, где смесь компатибилизируется в расплаве при температуре зон экструдера 110-200°C и скоростью вращения шнеков 150-500 об/мин, с дальнейшей грануляцией. В экструзионной линии может быть предусмотрена зона вакуумной дегазации. Далее полимер измельчается в гранулы, проходит через вибросито и через систему пневмотранспорта поступает в накопительный бункер.

Пример 2

Линейный полиэтилен низкой плотности РЕ 5118QМ производства ПАО

«Нижнекамскнефтехим», привитый малеиновым ангидридом (не менее 1,0 %), получаемый по технологии ООО «Окапол», описанной в патенте RU 2735367 C1, поступает в высокоскоростной смеситель в количестве 30%. Одновременно загружаются линейный полиэтилен низкой плотности LL30200 FE производства СИБУР Запсибнефтехим в количестве 30%, этилен-пропиленовый каучук СКЭПТ 50 производства «Уфаоргсинтез» в количестве 25%, ударопрочный полистирол марки УПС 825ES производства ПАО «Нижнекамскнефтехим» в количестве 11%, нефтеполимерная смола марки «Пиропласт-2К» СП (10-30) производства ПКФ «Акрил» 3%, фенольный первичный антиоксидант и фосфитный вторичный антиоксидант в количестве 0,1-3,0 мас.% каждого. Все компоненты смешиваются в смесителе при 20-25°С в течение 10-15 минут со скоростью вращения мешалки 80-300 об/мин.

Полученная смесь выгружается через шиберный затвор и поступает в бункер экструдера, где смесь компатибилизируется в расплаве при температуре зон экструдера 110-200°C и скоростью вращения шнеков 150-500 об/мин, с дальнейшей грануляцией. В экструзионной линии может быть предусмотрена зона вакуумной дегазации. Далее полимер измельчается в гранулы, проходит через вибросито и через систему пневмотранспорта поступает в накопительный бункер.

Изобретение относится к химии полимеров и касается получения высокомолекулярной функциональной адгезионной композиции, которая используется в алюминиевых композитных панелях. Предложенная адгезионная термоплавкая композиция для скрепления алюминиево-пластиковых композитных панелей включает полиэтилен, привитой малеиновым ангидридом, линейный полиэтилен низкой плотности, сополимер этилена и винилацетата или этилен-пропиленовый каучук, нефтеполимерную смолу, полистирол и антиоксиданты. Изобретение позволяет увеличить прочность, а также морозо- и термостойкость клеевого соединения. 1 табл., 2 пр.

Адгезионная термоплавкая композиция для скрепления алюминиево-пластиковых композитных панелей, включающая в себя в процентном соотношении: полиэтилен низкого давления с показателем текучести расплава 2-5 г/10 мин, привитой малеиновым ангидридом, или линейный полиэтилен высокого давления, привитой малеиновым ангидридом, с показателем текучести расплава 2-5 г/10 мин, линейный полиэтилен низкой плотности с показателем текучести расплава 2-5 г/10 мин в количестве 30-60 мас.%, ударопрочный полистирол с показателем текучести расплава 3-9 г/10 мин или полистирол общего назначения с показателем текучести расплава 3-9 г/10 мин в количестве 10-30 мас.%, нефтеполимерные термопластичные смолы с молекулярной массой 500-3000 в количестве 0,5-3 мас.%, первичные фенольные антиоксиданты – 0,1-3 мас.% и вторичные фосфитные антиоксиданты – 0,1-3 мас.%, отличающаяся тем, что полиэтилен низкого давления с показателем текучести расплава 2-5 г/10 мин, привитой малеиновым ангидридом, или линейный полиэтилен высокого давления, привитой малеиновым ангидридом, с показателем текучести расплава 2-5 г/10 мин присутствует в количестве 20-50 мас.%, при этом композиция дополнительно содержит в количестве 5-25 мас.%. сополимер этилена и винилацетата с показателем текучести расплава 5-10 г/10 мин и содержанием винилацетата не менее 10 мас.%, или сополимер этилена и винилацетата сэвилен с показателем текучести расплава 27-40 г/10 мин и содержанием винилацетата не менее 26 мас.%, или термопластический сополимер, такой как этилен-пропиленовый каучук.