Клеевая композиция Советский патент 1985 года по МПК C09J3/14 C08L25/06 

Изобретение относится к синтетическим клеям, а именно к материалам для соединения пластмасс и, в частности, может бьпь применено для .склеивания полистирольных деталей при ремонте холодильников и других изделий бытовой химии. Известен клей на основе полиурета на ПУ-2, используемый для склеива- ния полистирола Л . Известен клей на основе растворов полистирола и его сополимеров в активных растворителях типа стирола и хлорстирола, отверждаемый перекисями 2. Недостатком этих клеев, предназначенных для соединения полистирола, является высокая токсичность, много,1компонентность и низкая жизнеспособность, что делает их неприемлемыми для ремонта бытовык изделий. Известна клеевая композиция ПС з предназначенная для склеивания изделий из полистирола, обеспечиванэдая прочность склеивания 0,49 МПа и пред ставляющая собой однокомпонентный раствор полистирола в толуоле в следукицих соотношениях, мае.ч.: Блочный полистирол (основа)18 Толуол 82 Однако клей характеризуется высоко токсичностью используемого растворителя - ПДКр,, 50 мг/м , недостаточ ной адгезионной прочностью при склеивании полистирола, а также значительной величиной внутренних напряжений, снижающих прочность склеивани и долговечность клеевого соединения, особенно в условиях низких температу и вибращ й, присущих хододильным установкам. Все это приводит к разруше нию клеевых соединений уже через месяц после ремонта пластмассовых деталей холодильников. Наиболее близкой по технической сущности и получаемому результату к изобретению является клеевая композиция, включающая ударопрочный полистирол; АБС-пластик и органический растворитель метилэтилкетон 42, Однако композиция не обладает дос таточными морозостойкостью, адгезией, долговечностью, характеризуется высокими остаточными напряжениями. Цель изобретения - повышение адгезионной прочности, морозостойкости и долговечности. Поставленная цель достигается тем что клеевая композиция, содержащая ударопрочньш полистирол и ос-ганический растворитель, содержит в качестве последнего этилацетат и дополнительно - олигооксипропиленгликоль с мол. мае. 500-1000, моноалкиловый эфир полиэтиленгликоля и жирных кислот и дивинил (изопрен)стирольный термоэластопласт при следующем соотношении компонентов, мае„ч: Ударопрочный полистирол100Этилацетат 185,7-300 Олигооксипропиленгликоль с мол. мае. 500- 10002-4 Моноалкиловый эфир полиэтиленгликоля и жирных кислот 2-4 Дивинил (изопрен) стирольньй термоэластопласт2,0-3,5 В качестве основы клеевой компози ции применяется ударопрочный полистирол экструзионных и литьевых марок, отличающихся от блочного полистирола большей ударной вязкостью, например марки УПС-0803, Э, УПС0803 Л, УПС-0703 Э, УПС-0703 Л, УПС0503, УПС-1002 (ОСТ 6-05-406-80). Наряду с первичным полистиролом можно использовать вторичные отходы, что значительно удешевляет клеевой материал. Ударопрочный полистирол используется в виде гранул со следующими свойствами: показатель текучести 1,5-5,0 г/10 мин, ударная вязкость 4,9-8,3 кДж/м, содержание остаточного стирола 0,1-0,3%. Выбор в качестве растворителя зтилацетата обусловлен его малой токсичностью (ПДКр 200 мг/м) иВЫСОКОЙ скоростью испарения по сравнению с другими растворителями для полистирола (М.м 88,1, Т,(ип 350,1 К, плотность 0,900 г/м). В композиции используются модифицирующие добавки, которые выполняют в клеевой композиции следующие функции: олигооксипропиленгликоль (функциональность 2, М.м. 500ЮОО) марки ООПГ - вязкая жидкость, содержание гидроксильных групп 33;5%, кислотное число 0,1-0,3 мг КОН/Л, вязкость по Хеплеру при 293 К 12Q-500 . 6-05-221-466-79) - значительно снижает внутренние напряжения в клеевой композиции и повышает ее морозостойкость, моноалкиловый эфир полиэтиленгликоля и жирных кислот марки ОС-20 - пастообразная белая масса, йодное число 0,5, температура вспьшки 444 К, температура застывания 306 309 К, вязкость при 313 К 0,1 Па-с (ГОСТ 8433-57) используется в качестве поверхностно-активного вещества стабилизирующего морфологическую (5тр структуру клеевой композиции, а также дополнительно снижающего остаточные напряжения .и повьппающего адгезионную прочность материала, дивинил стирольный или изопренстирольный тер моэластопласты марок ДСТ-30 или ИСТ-30 - резиноподобная масса, со(держание связанного стирола 28-29%, плотность 0,932-0,934 г/см, показатель текучести расплава 22,2-22,6 г/ 10 мин (ТУ 38-108-267-80) - повьшает ударную вязкость и когезионную прочность клеевой композиции. В комплексе модифицирующие добавки химически не взаимодействуют друг с другом, но оказьтают специфическое воздействие на свойства полимера-основы, образуя гетерофазные включения, на границах которых происходит релаксация внутренних напряжений. Пример . Для приготовления клеевой композиции 100 мае.ч. ударопрочного полистирола в виде гранул загружают в смеситель закрытого типа ЗЛ-4. Затем последовательно вво дят в него 3 мае. ч. моноалкилового эфира, 3 мае. ч. дивинилстирольного или изопренстирольного каучука и 3 мае. ч. олигооксипропиленгликоля. Смесь заливают 233 мае.ч. этилацетата и перемешивают в течение 1 ч с помо щью Z -образной мешалки (скорость 50-80 об/мин) до получения однородной белой и вязкой жидкости. После гомогенизации клей в виде одного компонента готов к применению. Конкретные рецептуры и их свойства представлены в таблице. Клеевая композиция испытана на адгезионную прочность при отрыве (ГОСТ 14760-69) и сдвиге (ГОСТ 1475969) с помощью разрывной машины VtPH. Стандартные образцы, изготовленные из полистирола, склеивались внахлестку и встык-после однослойного нанесения клея и совмещения подложек без дополнительной открытой выдержки. При этом достаточно применение контактного давления (0,001-0,01 МПа) в течение нескольких секунд. Через 15-16 с склеенные образцы прочно фикеируютея, а через 24 ч происходит их полное отверждение при комнатной (293 К) температуре. Испытания образцов проводились через 1 сутки после склеивания. Для оценки остаточных напряжений использовался метод консольно закрепленной балки - метод Санжаровского 5 . Когезионную прочность пленки, толщиной 200-300 мкм, приготовленной из клеевой композиции методом полива, оценивали по стандартной методике (ГОСТ 11262-76). Ударная вязкость образцов испытана на приборе Динстат. по ГОСТ 17036-71, морозостойкость по ГОСТ 18446-73. Вязкость клея по ВЗ-4 его жизнеспособность и долговечность измеряли стандартными методами.

c in

О

1Л

СП

«

ч

о

s

CM

КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ,содержащая ударопрочный полистирол и органический растворитель,о т л и ч а ющ а я с я.тем,что,с целью повышения адгезионной.прочности,морозостойкос;ти и долговечности,она содержит в качестве органического растворителя этилацетат и дополнительно - олигооксипропиленгликоль с мол.мае.500-1000, моноалкиловый эфир полиэтиленгликоля и жирных кислот и дивинил (изопрен) , стирольный термоэластопласт при следующем соотношении компонентов, мае.ч:: Ударопрочный поли100 стирол 185,7-300,0 Этилацетат Олигооксипропиленгликоль с (Л мол. мае.5001000 2-4 Моноалкиловый эфир« полиэтиленгликоля и 2-4 жирных кислот Дивинил (изопрен) стирольный термоэласто2,0-3,5. пласт

о

VO

00

ю sf

о

-

г

ъ

f

m го

м

со со

f

со

со u-i

со со sr гм

сч

С4 Как следует из таблицы, кo moзиция по изобретению обладает повышенными физико-механическими свойст вами; адгезионной прочностью, морозостойкостью, долговечностью. Компо зиция не токсична, имеет достаточно высокую жизнеспособность (12 мес), верждается в течение 12ч при 293 К при давлении 0,01-0,03 Ша (минимальное время, необходимое для фиксации 14-15 с). .. Использрвание в клеевой комгшзиции малотоксичиого растворителя и нетоксичных модифищ1рующих добавок ; делает возможным ее применение для склеивания деталей и пластмасс, например, при ремонте холодильников бытового назначения, а также других изделий, контактирующих с пи,девыми продуктами. Клеевая композиция удобна для ремонта, поскодь-ку представляет собой однокомпонент ную массу, режим ее отверзкдения не . требует дополнительного воздействия повышенных температур и давления, а также особой подготовки поверхности и многостадийного многослойного на- несения с открытой выдержкой. Применение предлагаемой клеевой композиции при ремонте полистирольных деталей бытовых хододильников позволит избежать замены таких дорогостоящих изделий, как крышки морозильных камер и дверцы холодильников. . Ранее такой ремонт был невозможен из-за токсичности, низкой жизнеспособности или неэффективности существующих клеев. Кроме того, исполь зование предлагаемой композиции обеспечит улучшение санитарно-гигиенических условий труда мастерских службы быта, а также позволит уменьшить расходы первичного полистирола за счет пр1тенения отходов.