Клеевая композиция Советский патент 1992 года по МПК C09J109/08 C09J109/08 C09J125/08 

Изобретение относится к водоразбав- ляемым клеевым композициям на основе латексов и может быть использовано в быту для склеивания бумаги, фотобумаги, картона и изделий из них.

Известна клеевая композиция - клеящая мастика, содержащая латекс синтетического каучука, адгезионную добавку, наполнитель и модификатор при следующем соотношении компонентов, мас.%: Латекс синтетического каучука45-75

Адгезионная добавка1,5-25

Модификатор1-10

НаполнительОстальное

В качестве латекса синтетического каучука композиция содержит латексы сополимеров бутадиена со стиролом,

пипериленом, изопреном и нитрилом акриловой кислоты. В качестве адгезионной добавки композиция может содержать этиленгликоль. поливиниловый спирт, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, и в качестве модификатора - метиленхлорид.

Недостатком указанной композиции является ее низкая морозостойкость: она выдерживает 10 циклов попеременного замораживания - оттаивания при (-20)- (+25°С). Кроме того, использование в составе клеевой композиции метиленхлорида делает ее производство взрыво- и пожароопасным. Метиленхлорид оказывает также наркотическое действие на организм человека.

Известна также клеевая композиция, включающая латекс синтетического каучука.

VI 1

О W 4 О

мочевину, загуститель, морозостойкую добавку и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Латекс синтетического каучука65-96

Мочевина1-12

Загуститель0,1-4,5

Морозостойкая добавка1-8

Вода1,9-10,5

В качестве латекса синтетического кау- чука композиция содержит латексы сополимеров бутадиена со стиролом. В качестве загустителя композиция содержит карбок- симетилцеллюлозу, а в качестве морозостойкой добавки - этиленгликоль (2).

Недостатком указанной композиции также является ее низкая морозостойкость и, кроме того, относительно невысокая склеивающая способность даже при соединении таких материалов, как: бумага - бумага 30 бумага - фотобумага 90 картон - картон 120 Склеивающая способность измеряется в секундах.

Наиболее близкой к заявляемому решению по технической сущности и достигаемому эффекту является клеевая композиция, включающая бутадиенстирольный латекс, мочевину, загуститель, морозостойкую до- бавку, гидролизат белковый, поли-1,2-диме- тил-5-винил-пиридиний метилсульфат и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Бутадиенстирольный латекс

(в пересчете на сухое вещество)28,8-45,7

Мочевина1,0-12,0

Загуститель0,1-4,5

Морозостойкая

добавка1,0-8,0

Гидролизат белковый 0,3-1,2 Поли-1,2-диметил-5-винил- пиридиний метилсульфат (в пересчете на сухое

вещество)0,23-0,9

ВодаОстальное

В качестве загустителя композиция содержит натриевую соль карбоксиметилцел- люлозы, в качестве морозостойкой добавки - этиленгликоль или глицерин (3).

По сравнению с композицией (2) данная композиция имеет удовлетворительную склеивающую способность при соединении таких материалов, как бумага - фольга алюминиевая - 100 с, бумага - стекло - 60 с.

Недостатками указанной композиции являются ее относительно низкая морозостойкость.

Целью изобретения является повышение морозостойкости композиции,

Поставленная цель достигается тем, что известная клеевая композиция, включающая бутадиенстирольный латекс, мочевину, загуститель, морозостойкую добавку и воду, в качестве морозостойкой добавки содержит натриевую соль продукта этерификации стиромаля жирными спиртами фракции С Сэ с молекулярной массой 5200-10000, степенью этерификации 0,4-0,6 и кислотным числом 190-220 мг КОН/г при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Бутадиенстирольный латекс

(на сухое вещество)100

Указанная натриевая

соль низкомолекулярного

продукта этерификации

стиромаля жирными

спиртами Cj-Cg2-20

Мочевина2-42,5

Загуститель0,2-25,5

Вода115-230

В качестве бутадиенстирольного латекса используют латексы следующих сополимеров, например, 65 мас.ч. стирола с 35 мас.ч. бутадиена или 30 мас.ч. стирола с 70 мас.ч. бутадиена.

С целью улучшения склеивающей способности в качестве латекса композиция может содержать латекс карбоксилированного бу-тадиенстирольного каучука, например, латекс сополимера 65 мас.ч. стирола с 35 мас.ч. бутадиена с 0,7-4 мас.ч. метакрило- всй кислоты или 70 мас.ч. стирола с 30 мас.ч. бутадиена с 2 мас.ч. метакриловой кислоты.

Целесообразно вводить в композицию антисептик в количестве 0,05-0,2.

В качестве загустителя композиция может содержать рыбный клей, казеин или поливинилпирролидон 400 (ТУ 64-5-4-84).

Рыбный клей является продуктом переработки отходов производства кож рыб тресковых пород (ОСТ 15-146-76) - Клей рыбный особых кондиций. В качестве антисептика композиция может содержать формалин, пентахлорфенояят натрия или фенол.

Использование приема введения натриевой соли низкомолекулярного продукта этерификации стиромаля жирными спиртами фракции в клеевую композицию неизвестно.

Способ ее получения состоит в следующем. Вначале проводят сополимериэацию стирола с малеиновым ангидридом в молярном соотношении 1:1 при 140°С в течение 1 ч в присутствии регулятора молекулярной массы - триэтаноламина - в количестве 0,1 мас.% на 100 мас.ч. суммы мономеров, инициатора - азобисизобутиронитрила - в количестве 3 мас.% на 100 мас.ч. суммы мономеров в среде растворителя циклогексанона, причем в течение всего процесса осуществляется дозированная по- дача инициатора. Полученный в результате низкомолекулярный продукт - стиромаль - имеет концентрацию 10-15% и характеризуется мол.м. 5000-10000.

Затем проводят отгонку растворителя и увеличивают концентрацию стиромаля до 75-85%. После этого проводят этерифика- цию стиромаля жирными спиртами фракции при мольном соотношении стиро- маль-спирт 1:1,3 при 150-160°С в течение 6-6,5 ч, а затем проводят омыление полученного эфира 18-20%-ным раствором едкого натра при температуре 80-1000C в течение 30 мин и доводят рН реакционной смеси до значения 10.

Проведением отгонки с острым паром освобождаются от остатков циклогексанона и доводят содержание непрореагировавших спиртов в смеси до значения 5-10%,

Таким образом, конечный продукт представляет собой однородную вязкую массу коричневого цвета с массовой долей сухого вещества 40-50% и рН 10 + 0,5.

Полученный продукт характеризуется следующими показателями: степенью эте- рификации эфира стиромаля и кислотным числом эфира стиромаля. Степень этерифи- кации определяется весовым способом, Кислотное число определяется по методике, разработанной в ЦНИЛХИ. Методика состо- ит в следующем. Навеску эфира кипятят в течение 30 мин в смеси пиридина с водой, затем добавляют 40 мл нейтрализованного по тимолово-синему ацетона и титруют 0,1 н. раствором NaOH до синей окраски с по- следующим расчетом кислотного числа.

Соблюдение указанных условий при проведении стадии полимеризации стирола с малеиновым ангидридом и стадии этери- фикации полученного стиромаля позволяет получить эфир стиромаля со степенью эте- рификации 0,4-0,6 и кислотным числом 190-220.

Авторами установлено, что только использование натриевой соли низкомолеку- парного эфира стиромаля с вышеуказанными характеристиками молекулярной массы, степени этерификации и кислотного числа позволяет достигнуть указанной цели изобретения.

Использование натриевой соли эфира стиромаля с мол.м. 5100, степенью этерификации 0,3 и кислотным числом 260 (эфир получается за счет сокращения времени этерификации до 3 ч) значительно ухудшает морозостойкость клеевой композиции.

Невозможно получить натриевую соль эфира стиромаля со степенью этерификации больше 0.6 и кислотным числом меньше 190.

В этом случае требуется видоизменить способ и на стадии этерификации ввести в реакционную смесь катализатор {серную кислоту), но полученный продукт не омыля- ется щелочью.

Примеры, иллюстрирующие изобретение, представлены в табл. 1 (составы клеевых композиций), и в табл. 2 (их свойства).

Приведенные примеры свидетельствуют о том, что заявленная клеевая композиция обладает повышенной морозостойкостью по сравнению с клеевой композицией по прототипу. Способ получения композиции прост и она является технологичной при использовании.

Формула изобретения

1.Клеевая композиция, включающая бу- тадиенстирольный латекс, мочевину, загуститель, морозостойкую добавку и воду, о т- личающаяся тем, что, с целью повышения морозостойкости, она содержит в качестве морозостойкой добавки натриевую соль низкомолекулярного продукта этерификации стиромаля жирными спиртами фракции с мол.м. 5200-10000, степенью этерификации 0,4-0,6 и кислотным числом 190-220 мг КОН/г при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

бутадиенстирольный латекс

(на сухое вещество)100

указанная натриевая

соль низкомолекулярного

продукта этерификации

стиромаля жирными

спиртами фракции Су-Сэ2-20

мочевина2,0-42,5

загуститель0,2-25,5

вода115-230

2.Композиция по п.1, от л и ч а ю щ а я- с я тем, что, с целью повышения склеивающей способности, она содержит в качестве бутадиенстирольного латекса латекс кар- боксилированного бутадиенстирольного каучука.

Таблица 1 Составы клеевых композиций по примерам 1-14

КомпонентыСодержание компонента в композиции, мае.ч.

.J.51,§ ZL§L§Ll2 J ll- ..1.1«К

Латекс 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

Натриевая соль низкомолекулярного эфира сти- ромаля 1,5 2,0 2,5 25,5 20 20 20 11 8,0 20 20 - 20

Мочевина2,0 2,0 10,0 42,5 42,5 42,5 43,5 22,0 10,542,5 42,5-20,016,422,0

Казеин0,2 10,0 0,2 ----- 2,4--6,0Рыбный клей ... 25,5 25,5 25,5 25,5 - -25,5 25,510,0-25,5

Поливинилпирролидон - -..- о,2-

Вода .115 115 И5 230 230 230 230 130 140230 230170137230

чЬ

Гидролизат белковый - ...--- . 2,

Поли-1,2-диметил-5 ви-w

нилпиридиний метилсуль-Q

фат- --.. .lf6

В примерах 1,2,3 карбоксилированный бутадиенстирольный латекс марки БС-65 сополимера 65 мае.ч. стирола, 35 мае.ч. бутадиена с 0,7 мае.ч. метакриловой кислоты (МАК) ТУ 38.103550-84.

В примерах 4,5,12,13,14 - латекс марки СС-65-01 с таким же составом сополимера ТУ 38.03543-86. В примере 6 - латекс марки СКС-65ГП ГОСТ 10564-75 сополимера 65 мае.ч. стирола с 35 мае.ч. бутадиена В примере 7 - латекс марки БС-30 ГОСТ 11808.-88 сополимера 30 мае.ч. стирола с 70 мае.ч. бутадиена В примерах 8,9,12 - латекс марки БСК-65/4 ТУ 38.403467-83 сополимера 65 мае.ч. стирола с 35 мае.ч. бутадиена с 4 мае.ч, ПАК.

8 примере 10 - латекс марки БСК-70/2 ТУ 38.103541-83 сополимера 70 мае.ч. стирола, 30 мае.ч. бутадиена С t-2 мае.ч. МАК.

В призере 11 - латекс марки БСК-30/4 ТУ 38.403542-83 сополимера 30 мае,ч. стирола, 70 мае.ч.бутадиена с 1-4 мае.ч.МАК. Количество латекса дано в пересчете на 100% сухого вещества.

и i,

В примере 14 использован специально синтезированный эфир стиромаля со степенью этерификации 0,3.

Свойства композиций по примерам 1-Й

Таблица

Использование: для склеивания бумаги, фотобумаги, картона и изделий из них. Сущность изобретения: клеевая композиция содержит, мае.ч.: бутадиенстирольный латекс 100, натриевая соль продукта этерификации стиромаля жирными спиртами фракции Су- Сэ с мол.м. со степенью, этерификации 0.4- 0,6 и кислотным числом 190-200 мг КОН/г 2-20, мочевина 2-42,5, загуститель 0,2-25,5. вода - 115-230. Клей получают простым смешением компонентов. Характеристики клея: склеивающая способность при соединении бумаги 8-40 с, при соединении картона 15-60 с, при соединении фотобумаги с картоном 15-80 с, бумаги со стеклом 20-40 с, соединения выдерживают 90 циклов попеременного замораживания - оттаивания при -20°С и -30°С. 2 табл. сл С