Клеевая композиция Советский патент 1992 года по МПК C08J3/00 

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в электронной, приборостроительной, электротехнической, машиностроительной и других отраслях, в которых используются изделия из пенополимерных материалов.

Основным недостатком изделий из пенополимеров является их малая механическая прочность, что затрудняет и ограничивает их эксплуатацию.

Известен способ переработки дефектных изделий из пенополистирола путем их механического дробления с последующим добавлением этой массы, не более 10 мас.%, в исходный пенополистирол при изготовлении новых вспененных формованных изделий. Способ изготовления вспененных формовочных изделий из отходов, получаемых при формовке изделий из пенополистирола. Недостатком этого способа является то, что требуется громоздкое и энергоемкое оборудование. При этом иск лючается возможность восстановления дефектных изделий.

Наиболее близким техническим решением к предполагаемому изобретению является клеевая композиция на основе эпоксидной смолы, содержащей в качестве заполнителя шарики диаметром 1-10 мм из пенополистирола, пенополиуретана, в которой в качестве отвердителя используется полиамид или политол, и которая предназначена для соединения отдельных элементов из полимерных материалов или их облицовки.

Недостатком этой клеевой композиции является невозможность ее использования для восстановления крупногабаритных изделий из пенополимеров сложной объемной формы. Восстановление заключается в соединении отломленных частей или восполнении недостающих объемов.

Большая жесткость полимерных масс на основе эпоксидной смолы делает их неVIVJ

00

Ч)

пригодными для восстановления изделий, используемых для упаковки стеклянных предметов и приборов.

Целью изобретения является восстановление дефектных изделий из пенополи- меров путем соединения отдельных частей и восполнения недостающих объемов, что позволяет исключить захоронение полимерных материалов, а соответственно улучшить экологическую обстановку.

Поставленная цель достигается тем, что клеевая композиция, включающая полиме- рообразователь и наполнитель, с целью вос- становления дефектных изделий из пенополимеров путем соединения отдельных частей и восполнения недостающих объемов, в качестве полимерообразователя содержит смесь продукта А-317 на основе продукта синтеза окиси пропилена и водных растворов этилендиамина, диметилэта- ноламина и дифенилметандиизоцианата при массовом соотношении (52-56):(1,5- 1,7):(37-42), соответственно, а в качестве наполнителя - пенополистирольную крошку, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

пенополистирольная крошка 4-6 полимерообраэователь указанного составаостальное

Продукт А-317 (ТУ-05-221-885-86) представляет сложную смесь веществ следующего состава, мае.ч.:

Лапромол 2949,46

Лапромол 80523,06

Лапрол 50314,0

КПЭ-1 (кремнеорганический пенорегулятор)0,6

Этиленгликоль3,0

Вода0,6

Глицерин5,3

Диметилциклогексиламин 1,0 Фреон - ,2

Трихлорэтилфосфат 11,7

Лапромол 294, Лапромол 805 и Лапрол 503 представляют собой продукты синтеза окиси пропилена и водных растворов этилендиамина.

Применение данной композиции для восстановления дефектных вкладышей из пенополистирола, например, отломленный угол или недостающие объемы между отдельными деформированными частями изделия иллюстрируется следующими примерами.

Пример1.В нижнюю часть разъемной формы, соответствующей объемному профилю восстанавливаемого изделия, вставляется дефектный вкладыш комплекта

упаковки. Пенополимерное изделие, подлежащее восстановлению, имеет дефект в виде отломленного угла, взвешивается на технических весах. При этом определяется

недостающая масса объема, которая определяется как разница между номинальной массой бездефектного вкладыша и массой восстановленного изделия. В частном случае эта разница в массах составила 30 г при

0 номинальной массе бездефектного вкладыша 600 г. На этих же весах в металлическую емкость объемом 0,5 л отвешивается: продукт А-317 16 г

наполнитель из пенополи5 стирола1,75 г

Масса жидкой и твердой фаз смешивается в течение 0,5 - 1 мин.

После предварительного смешивания добавляют дифенилметандиизоцианат 0 12,25 г. Емкость со всеми тремя компонентами после отвешивания последнего снимается с весов и содержимое в течение 5 - 6 с перемешивается. В качестве эффективного быстродействующего гомогенизатора ис5 пользовался РТ-2 (лабораторный размягчи- тель тканей ТУ-64-1-1506-72).

После смешения компонентов масса суспензии заливается в место дефекта восстанавливаемой пенололимерной детали.

0 Верхняя часть формы соединяется с нижней и фиксируется. Время отверждения композиции и уплотнения пенополимера составляет 5-7,5 мин, при выдерживании которого форма раскрывается и восстановленное из5 делив - пенополимерный вкладыш вынимается.

В этом и последующих примерах использовались: продукт А-317 (ТУ-05-221- 885-86), который предварительно

0 заправлялся диметилэтаноламином (ТУ-6- 02-1086-77), и дифенилметандииэоцианат (ПИЦ) марки Д (ТУ-113-03-29-6-84).

В данном примере использовалась композиция, содержащая 1,5 мас.% диметилэ5 таноламина. В качестве наполнителя во всех примерах применена крошка из пенополимера, полученная путем механического измельчения дефектных вкладышей, изготовленных из вспененного полистирола

0 марки ПСВ-65С (ТУ-6-05-1905-81). Полистирольная крошка не классифицировалась и

размер частиц с эквивалентным диаметром

более 10 мм составил не менее 50 мас.%.

Из восстановленных вкладышей в мес5 тах заполнения композицией вырезались образцы, которые подвергались физико-химическим испытаниям. Результаты испытаний этих образцов и образцов, полученных при варьировании соотношений полимеро- образующих компонентов и наполнителя в

последующих примерах представлены в таблице.

Анализ показателей физико-механических испытаний образцов для восстановления пенополистирольных вкладышей комплекта упаковки стеклянных электровакуумных приборов подтверждает регламен- тированное соотношение между составляющими клеевой композиции. Определяющим показателем, характеризую- щим соответствие восстановленных пенополимерных вкладышей требованиям их эксплуатации, являются напряжение 10% сжатия и разрушающее напряжение на растяжение и изгиб.

Напряжение 10% сжатия является определяющим фактором жесткости пенопо- лимера и его пригодности как амортизационного материала для упаковки стеклоизделий. Соответственно, разрушаю- щие напряжения на изгиб и растяжение ха- рактеристизуют прочностные свойства изделия. Оба эти напряжения должны быть идентичны напряжениям основного пено- полимера. Соответственно образцы пено- полистирола, приготовленные из элементов упаковки электровакуумных приборов, имели напряжение 10% сжатия в пределах 25- 56 кПа; разрушающее напряжение на изгиб 0,2-0,25 мПа; на сжатие 0,35-0,4 мПа; плот- ность 10,5-11,6 кг/м .

Естественно, что эти напряжения в восстановленном изделии в основном определя - КУГСЯ свойствами компонентов, входящих в композицию. Массовая доля катализатора в 1.5-1,7 мас.% регламентирована практической возможностью точно дозировать диме- тилэтаноламин при предварительном его смешении с продуктом А-317. Она существенно не влияет на свойства пенополимера, но определяет время формирования и отверждения пенополимера. Нижний предел содержания продукта А-317 и соответственно верхний предел ПИЦ-Д в композиции ограничивается соотношением этих компонентов, в котором увеличение ПИЦ- Д приводит к образованию более жесткого и хрупкого полимера (10% сжатие 70 кПа), что является неприемлемым для амортизационных полимерных материалов. Верхний предел содержания продукта А-317 и соответственно нижний предел ПИЦ-Д в композиции приводит к соотносительному уменьшению ПИЦ-Д, которое способствует усадке пенополимера и соответственно при дальнейшем его уменьшении происходит неполное заполнение формы. Верхний предел содержания в композиции наполнителя дробленого полистирола ограничивается условиями смешения двух фаз,

имеющих различие в плотностях в 20-25 раз.

Плохая смачиваемость полистирольной крошки продуктом А-317 при предварительном смешении приводит к расслоению формирующейся пенополимерной массы, а следовательно, ухудшению прочностных свойств восстанавливаемого изделия. Нижний предел содержания наполнителя в композиции не ограничивается условиями ее применения, а определяется практической возможностью точно дозировать пенополи- мерную крошку при ее относительно небольшой массе и большом объеме.

Предлагаемая композиция имеет ряд существенных преимуществ перед известными, в том числе и прототипом:

Формирующая масса пенополимера по своим эксплуатационным показателям идентична свойствам пенополимера восстанавливаемого изделия.

Формирование и отверждение полимерной массы при восстановлении изделий происходит без ее подогрева, которое, например, характерно для композиций на основе эпоксидных смол, а также значительно снижаются временные показатели от нескольких часов до десятков секунд.

Доступность полимерообразующих компонентов композиции, выпускаемых отечественной промышленностью.

Применение предлагаемой композиции позволяет исключить захоронение полимеров на полигонах и улучшить экологическую обстановку, экономить материальные ресурсы в производстве пенополистирольных деталей и вкладышей комплекта упаковки электровакуумных приборов.

Экономическая целесообразность применения предлагаемой композиции для во- становления пенополистирольных вкладышей комплекта упаковки стеклянных электровакуумных приборов характеризуются следующими показателями:

-стоимость одной тонны продукта А- 317, заправленного диметилэтаноламином - 2000 руб., соответственно ПИЦ-Д - 2000 руб.;

-стоимость одного пенополимерного элемента из комплекта упаковки -1,5 руб.;

-средний расход этих компонентов на восстановление одного элемента продукта А-317 - 50 г, ПИЦ - Д - 35 г;

-трудовые затраты на приготовление крошки из пенополистирольных элементов и на операции, непосредственно связанные с приготовлением композиции, не превышают 0,3 руб.;

-энергетические затраты и амортизационные отчисления в среднем составляют 0,05 руб.:

-условно годовое количество восстанавливаемых полистирольных вкладышей - 10000шт.

При этом экономический эффект составляет:

(1,5 - 0,05x2 - 0,035x2 - 0,3 - 0,05) х 10000 9800руб.

Промышленное применение предлагаемой композиции подготавливается к внедрению на Воронежском заводе электровакуумных приборов для восстановления полистирольных упаковок электровакуумных приборов.

Формула изобретения

Клеевая композиция, включающая пол- имерообразователь и наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью восстановления дефектных изделий из пенополимеров путем соединения отдельных частей и восполнения недостающих объемов, она в качестве пол- имеробразователя содержит смесь продукта А-317 на основе продукта синтеза окиси пропилена и водных растворов этилендиа- мина, диметилэтаноламина и дифенилме- тандиизоцианата при массовом соотношении 52-56:1,5-1,7:37-42 соответственно, а в качестве наполнителя - пенопо- листирольную крошку при следующем соотношении компонентов, мас.%:

пенополистирольная крошка - 4-6

полимерообразователь

указанного состава- остальное.

Использование: в химической промышленности при восстановлении дефектных изделий из пенополимеров путем клеевого соединения отдельных частей и восполнения недостающих объемов. Сущность изобретения: клеевая композиция содержит, мас.%: полистирольная крошка 4-6 и пол- имеробразователь - смесь продукта А- 317 на основе продукта синтеза окиси пропилена и водных растворов этилендиа- мина, диметилэтаноламина и дифенилме- тандиизоцианата при массовом соотношении (52-56):(1,5-1,7):(37-42) - остальное. 1 табл.