Поли-(додецил)-акриламид в качестве термопластичного клея Советский патент 1984 года по МПК C08F120/54 C09J3/14 

|

СА:)

00 Изобретение относится к области термопластич 1ых клеев, используемых в строительстве, приборо- и машиностроении, авиации, легкой и деревообрабатывающей промышленности, радио- и электротехнике. Известны клеи на основе полиамидов l . Недостатком этих клеев является то, что они используются для склеивания только бумаги и картона. Наиболее близкими к изобретению являются клеи на основе полимеров амида акриловой кислоты 2 . Эти клеи применяются в виде раст воров , эмульЪий или в виде полимерно-.мономерных смесей. Они затвердевают под влиянием ультрафиолетового излучения, нагревания или с помощью инициаторов радикальной полимеризации. Температура размягчения этих полиакриламидных клеев составляет . Молекулярная масса колеблется в пределах 2,24.10 - 1,95.10. Наиболее существенными недостат, камй известных полиамидных клеев являются низкая адгезия к пластмассе, металлу, дереву; хрупкость обра 3 ЦОВ. Целью изобретения является создание нового термопластичного клея обладающего повышенной адгезией к различным }аториалам. Поставленная цель достигается синтезом поли-N-(додецил)-акриламид ФОРМУЛЫ / . ). . снз где г 63-68. Поли-N-(додецил)-акриламид получают полимеризацией N -(додецил)-ак риламида в присутствии радикальных инициаторов полимеризации-перекиси бензоила или азо-бис-изобутиронитрила. Полимер представляет собой прозрачную резиноподобную эластичную массу Светло-желтого цвета и является термопластичным клеем. Адгезионные свойства полимера проверяют по прочности на сдвиг, отслаивание и расслаивание. Прочность на отслаивание определяют на разрывной машине ZE 40 со скоростью 50-60 мм/мин, а прочность на сдвиг - на разрывной машине РМИ-250 со скоростью 500 мм/мин. N -(Додецил)-акриламид синтезируют из акрилонитрила и фракции альфа-олефинов С|2 N-(Додецил)-акриламид-белое кристаллическое вещество, растворимое в органических раствор1 телях (бензоле, толуоле, тетрагидрофуране). Изобретение иллюстрируется ниже следующим примером. Пример 1.В колбу загружают 117 г (1 моль) 84,5%-ной серной кислоты и при температуре 5с по каплям добавляют 53, г (1 лолъ) акрилонитрила, стабилизированного гидрохиноном. Через 10 мин в реакционную смесь вводят 136 г.(1 моль) додецена-1. Температура реакции 80°С, время - 1 ч. Полученную реакционную смесь обрабатывают 5-6-кратным количеством воды и экстрагируют серным эфиром. После отгонки серного эфира и непрореагировавших исходных веществ ыделяют 144,8 г М-додецилакриламида. Выход целевого продукта составляет 7о1 (от теории). Характеристика полученного мономераММ - 219, - 40° С. ИК-спектр подтверждает структуру олученного N-додецилакриламида. О наличии двойной связи () свиетельствует полоса поглощения в Обасти 1640 . О наличии карбонильной группы -() свидетельствует пооса поглощения 1720 , амидной руппы (-NH-CO-) - 3350 см . 35 г полученного N-(додецил)-акиламида полимеризуют в присутствии О ,2 г (0,6 моль.% ) инициатора азоис-изобутиронитрила или перекиси ензоила при температуре 80-100с течение 1,5ч. Характеристика полимера представена в табл. 1.

Т а

лица

Поли-Ц-(додецил)-акрйламид формулы -tOil-CHij со / . (СНг),, СНэ . где п 63-68J в качестве термопластичного клея.

Поли-Н( додецилУ-акриламид 14000-15000 ИК-спектр подтверждает структуру полученного полимера. Полосы поглощения в области 1375, 2880, . 2965 см относятся к метильным группамиot-олеФина. Полосы поглоще|ния В Областях 1210 см , 2860 см , III rlfl t 1.Л n .L о. Si f . f 2940 характерны для структуры NH-( GH) h-CH , полосы поглощения Адгезионные свойства поли-К-(додец Склеиваемые материалы

кгс/см

- Fe

25,2 - 35,0252 - 350

,-

16,8 - 19,,2168 - 192

- ПЭ

13,9 фольга рвется 139 фольга рвется - Ф

. 1792 - 2,14-19,2 - 21,4

,1(-«КЧ

9,14 пленка рвется 91,4 пленка рвется -пл

I

2,121,0 пл

Л1

25 - 30250 - 300

- анодированное железо; -к«1ф медная фольга; .

0,01-0,005 30 4,0

8,42

н/см

f

- полиэтиленовая пластина; .ПЛ - полиэтиленовая пленка.

Таблица 3

50 1215 и 1720 см - для сложных карбонильных групп (). Данные ДТА показывают термостойкость полимера. Потеря веса наблюдается при 170 С и составляет око- л ж ло 2 ,1% при 260°с-8,4%,при 320с-17,9%, Адгезионные свойства полимера представлены в табл. 2, 3 и 4. - акриламида Таблица 2 чность на сдвиг

Прочность на расслаивание кгс/см I н/см

Данные табл. 2 показывал)Т, что прочность при сдвиге склеенных анодированных,-: , металлов составляет 212 250 н/см , пластмасс - 168.192 н/см. Сравнение адгезионных свойств

ДЕ - Л5 25-30 20-25

(250-300) (200-250)

25,2-35,0

Сталь (252-350) 2 , с. 259. Полиакриламид ггрименяют для склеивания

Экономический эффект от замены полиакриламида на поли- додецил-акриламид рассчитывается, исходя из следующих исходных положений:

1- удельное капитальные вложения

и затраты на стадии полимеризации этих мономеров приняты равными}

2- удельные капитальные вложения

на стадии синтеза акриламида и

Таблица 4

Г

В табл. 5 проведено сравнение адгезионных свойств полученного клея с известными термопластичными клеями. Как видно из таблицы, полученный клей обладает повьпиенной адгезией к пластмассе ц металлу.

5,2-3,1

4,1-1,4 (52-31) (41-14)

М - (додецил) -акриламида также

приняты равными, учитывая аналогичность этих процессов. Себестоимость производства N-(додеЦил)-акриламида и акриламида рассчитана с принятых расходных коэффициентов по оптовым ценам на основные и вспомогательные материалы. Калькуляция себестоимости указанных мономеров - приведена в таблице 6. предложенного и известных клеев. ,Таблица бумаги L2J / с. 260. .: .Базовый мономер Сырье и Оптовая Расход Сумма, матери- цена 1т, на. 1 т руб алы руб мономера, т 1.Сырье . акрило-. нитрил 1315 0,78 -1025-70 .. - 2.ВСПО- . . могательные т. - 102,5 материалы - (10%) . . З.Произ- водствен-.... ная себестоимость1410-25. , ,

Ожидаемый экономический эффект от внедрения изобретения oпpeJc eляется по формуле

э (С, -СО +E(.A

себестоимость производде С.-и C/j ства 1 т акриламида и 40 1 т N -(додецил)-акриламида J . Ic и 2 удельные капитальные

вложения в производство

акриламида и il-(додецил)-45 ,. -акриламида; приняты равными, как указано ВЕлие; ..

Е нормативный коэффициент

экономической эффектив- JQ ности, равный 0,15;

А - объем производства, условно принимаемый равным 100 т/г.

9 (1410,25 - 1131,1:9)

1000 179060 руб.

Таким образом, предложенный полимёр обладает более высокой адгезией к различным материалам , чем известные.:

Базовым объектом в настоящее время является полйакриламид. Он имеет худшие адгезионные свойства и более высокую себестоимость, чем предложенный .no-i лимер. . ,j Таблица Предложенный мономер Сырье и Оптовая це-Расход на Сумма, руб MaTepji- на 1т,1т мономеаль РУб ра, т . 1.акрило- 1315 0,385 506-27 нитрил. 320 0,989 316-48 ДОДё-: . цен-1822-75 -, 2.ВСПОМОгательныематериалы82-20 - (10%) . . З.Произ- . . . водственная себестоимость 1131-19 . ...