Водный дисперсионный клей

 

Изобретение относится к водному дисперсионному клею на основе дисперсии сополимера или терполимера с огнезащитным средством на основе соединений бора или алюминия. Дисперсия сополимера или терполимера содержит, % на общий вес клея: огнезащитное средство - 40-75; твердые добавки: способствующий переработке и сгущающий агент - 0,3-0,8; смачиватель - 0,1-0,2; суспендирующий агент - 0,03-0,09. Клей обеспечивает хорошую адгезию к различным материалам при незначительной воспламеняемости материалов. 19 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к водному дисперсионному клею, представляющему собой дисперсию сополимера, содержащую огнезащитное средство на основе соединений бора или алюминия.

Вещество как средство, повышающее адгезию поверхностного слоя, с такого рода клеем известно из европейского патента EP-B-0109663, в котором описывается трудновоспламеняющийся подобойный слой /Untertapete/ из жесткого пенополистирола, который по меньшей мере на одной из своих поверхностей содержит покрытие для улучшения адгезии между подобойным слоем и воспламеняющимися обоями. Это покрытие содержит полуогнестойкую добавку и клей из сополимера или терполимера с преобладающими винилацетатными звеньями. Полуогнестойкая добавка состоит из негорючего неорганического соединения алюминия и бора. Весовое соотношение клея к полуогнестойкой добавке составляет от 1:3 до 1: 8. Покрытие имеет вес единицы поверхности 100-400 г/м², в особенности 200-300 г/м², в сухом состоянии. Полуогнестойкая добавка представляет собой смесь гидроокиси алюминия с боратом цинка в весовом соотношении от 1:1 до 7: 1. в особенности от 2:1 до 5:1. Клей также может представлять собой терполимер с преобладающими винилацетатными звеньями, а также этиленовыми и винилхлоридными звеньями.

Подобные слои из жесткого пенополистирола описаны, например, в европейском патенте EP-A-0036156 и в патенте ФРГ U-7931745.

Пластины или пленки для облицовки стен из жесткого пенополистирола общеизвестны и служат в качестве так называемых подобойных слоев для облицовки стен перед наклеиванием обоев. Наряду с пластинами в сложенном (гофрированном) или несложенном виде также используют рулоны пленки. С помощью такого рода пластин или пленок можно облицовывать, например, трещины в стенках, достигать известной теплоизоляции и предотвращать образование конденсата.

Из европейского патента EP-A-0036156 также известно при оклеивании обоями покрытий из пенополистирола применение клеящего вещества, которое содержит известный клейкий компонент и дополнительно 20-80 вес.% в расчете на содержание клеящего вещества, полуогнестойкого средства. Пригодными полуогнестойкими средствами являются соединения на основе фосфата аммония и сульфамата аммония.

В DE-И-7931745 описано техническое решение, заключающееся в том, что не клеящее вещество, а нанесенный на подобойный слой из жесткого пенополистирола, повышающий адгезию поверхностный слой нужно снабжать огнезащитным средством. Снабженные клейстером обои затем за счет этого повышающего адгезию слоя связываются с подобойным слоем. Согласно этой публикации пластины при их изготовлении покрывают водной дисперсией в виде наполненных дисперсионных клеев и затем высушивают в аппарате с нагретым каналом.

Повышающий адгезию слой способствует повышению прочности сцепления между подобойным слоем и снабженными клейстером обоями. Повышающий адгезию поверхностный слой подобойного слоя точно так же может содержать полуогнестойкую добавку, однако о роде и количестве этого огнезащитного средства, а также о способе нанесения нет никаких данных.

Из патента ФРГ А-2244775, кроме того, известно использование составов клеящих веществ на основе эмульсии сополимера винилацетата с этиленом при усилении настилов, которые содержат пригодный для снижения воспламеняемости наполнитель, как тригидрат окиси алюминия.

Известный из патента ФРГ В-0109663 покрывной клей имеет тот недостаток, что он используется только в качестве повышающего адгезию поверхностного слоя для жестких пенополистиролов для внутренних применений и после хранения в течение нескольких недель его более нельзя перерабатывать.

Исходя из этого уровня техники, таким образом, ставится задача разработки дисперсионного клея, который остается способным к переработке более месяца и обеспечивает хорошие свойства адгезии для множества различных материалов по отношению к соответствующей основе, с которой эти материалы склеиваются, при одновременно незначительной воспламеняемости многослойного материала из основы и наклеенного материала.

Эта задача решается благодаря дисперсионному клею согласно изобретению, который содержит добавку способствующего переработке и сгущающего агента в количестве до 0,8 вес.%, добавку огнезащитного средства в количестве до 75 вес.% и добавку смачивателя в количестве до 0,8 вес.%, каждый раз, в расчете на общий вес дисперсионного клея. Весовые данные относятся к чистым веществам в дисперсионном клее, без растворителя или диспергатора.

Дисперсионный клей применяется, между прочим, в качестве вспениваемого до жесткой пены клея для пленок из пенополистирола, пластин и формованных изделий из пенополистирола. Полистирол, например, находится в форме полотнообразных пленок или прямоугольных пластин. Такие пластины состоят из экструдированного жесткого пенополистирола или пены из частиц, и способы изготовления таких пластин или пленок, соответственно, самих материалов, известны из цитированной в европейском патенте А-0036156 литературы.

По сравнению с известным из европейского патента EP-B-0109663, повышающим адгезию средством, предлагаемый согласно изобретению дисперсионный клей обладает более высокой долей смачивателя, содержит суспендирующий агент, и количество сгущающего и способствующего переработке агента значительно повышено. При этом загуститель берут в виде 33%-ного чистого вещества, в то время как в дисперсионном клее согласно европейскому патенту EP-B-0109663 сгущающий агент используется в виде 3%-ного водного раствора.

За счет позитивного взаимодействия этих трех компонентов начальная клеящая способность и перерабатываемость дисперсионного клея значительно повышаются и сохраняются в течение такого дополнительного периода времени, как например, нескольких месяцев.

Согласно изобретению, дисперсия на основе сополимера может содержать сополимер или терполимер с преобладающими винилацетатными звеньями, и добавка сгущающего и способствующего переработке агента составляет вплоть до 0,8 вес. %, а добавка суспендирующего агента может составлять вплоть до 0,3 вес. %. Далее, дисперсия представляет собой таковую на основе сополимера из сложного эфира акриловой кислоты со стиролом.

По одному из вариантов выполнения изобретения, 100 вес.% водной дисперсии клея содержит 15-50 вес.%, в особенности 20-30 вес.%, дисперсии на основе сополимера или термополимера, 40-75 вес.% огнезащитного средства и 5-20 вес. % добавок из сгущающего агента, смачивателя, суспендирующего агента, консерванта, антивспенивателя, замедлителя высыхания, средства для снижения температуры пленкообразования и воды.

При этом весовое соотношение водных сополимерных или терполимерных дисперсий к огнезащитным средствам составляет от 1:5 до величины, менее 1: 0,8, в особенности от 1:2,9 до 1:2, и клеевое покрытие имеет вес единицы поверхности 300-800 г/м² /во влажном состоянии/.

По другому варианту выполнения изобретения 100 вес.% водной дисперсии клея содержат 10-50 вес.%, в особенности 20 вес.%, дисперсии на основе сополимера, 30-62 вес.% огнезащитного средства и 15-21 вес.% добавок из сгущающего агента, смачивателя, суспендирующего агента, диспергатора, консерванта, антивспенивателя и воды.

При этом весовое соотношение водной дисперсии на основе сополимера к огнезащитному средству достигает от 0,16:1 до 1,67:1, и нанесение клея осуществляют до достижения слоя с весом единицы поверхности 300-800 г/м²/во влажном состоянии/.

Для определения весовых соотношений, доли в весовых процентах сополимерной или терполимерной дисперсии, соответственно, водной дисперсии на основе сополимера, и огнезащитного средства соотносят друг к другу с помощью предельных значений указанной весовой области.

Сгущающим и способствующим переработке агентом является предпочтительно метил- или гидроксиэтилцеллюлоза.

Дисперсионный клей охватывает сополимер или терполимер с преобладающими винилацетатными звеньями, в особенности применяют тройной сополимер из винилацетат с этиленом и винилхлоридом /например, Vinnapas LT 500, изготовитель: фирма Wacker-Chemiс, Германия/, который используют в виде водной 50 вес. %-ной дисперсии. Тройной сополимер /терполимер/ дисперсионного клея также может представлять собой тройной сополимер из винилацетатных, этиленовых и винилхлоридных звеньев, как, например Mowilith® DM 120, соответственно, Mowilith® DM 122 [изготовитель: ХЕХСТ АГ]. Огнезащитное средство состоит из негорючих неорганических соединений на основе алюминия или бора и алюминия, которые известны из уровня техники. К этим соединениям причисляют, между прочим, борную кислоту или ее соли и гидроокись алюминия. Предпочтительно используют гидроокись алюминия индивидуально в качестве огнезащитного средства в количестве 60 вес. %, в расчете на общий вес дисперсионного клея. Однако огнезащитное средство также может охватывать смесь гидроокиси алюминия с боратом цинка в весовом соотношении от 3:1 до 8:1.

Как уже было указано в европейском патенте EP-B-0109663 по поводу этого весового соотношения между гидроокисью алюминия и боратом цинка, эти огнезащитные средства, по сравнению с другими огнезащитными средствами, выделяют существенно меньше дымовых газов и вызывают отчетливо уменьшенную воспламеняемость многослойного материала из пенополистирола и основы. Сверх того, также неожиданно улучшается повышающее адгезию действие клеевого сырья, чего нельзя было предвидеть. Дисперсионный клей согласно опытам по сжиганию достигает классификации B1 [трудно воспламеняемый] согласно ДИН 4102.

С помощью дисперсионного клея, который в известной мере является универсальным клеем, можно склеивать не только пенопласты с соответствующей основой, но и, сверх того, также стекловолокнистые обои и обои на основе ткани, текстиля и целлюлозы, обои из сложных полиэфиров, пластины из гипсовых волокон, древесно-стружечные плиты, облицовочные плитки, цементные плиты, гипсовый картон, древесину или пробковый материал. При этом только существенно, чтобы она из склеиваемых плоскостей была пористой или адсорбирующей для жидкостей, в особенности для воды.

Нанесение дисперсионного клея осуществляют, в общем, на основании его высокой вязкости, с помощью зубчатого шпателя или с помощью ракеля. Смотря по обстоятельствам, также можно применять другие способы нанесения, как, например, нанесения путем вальцевания, способом литья под давлением или без давления. Наносимое количество покрытия устанавливается так, чтобы вес единицы поверхности слоя составлял 300-800 г/м², во влажном состоянии.

Отдельные составные части при нанесении находятся в водной дисперсии, к которой еще дополнительно добавляют незначительные количества способствующих переработке или, соответственно, сгущающих агентов, как метил- и гидроксиэтилцеллюлоза, а также стабилизирующих дисперсию и пленкообразующих вспомогательных средств. Так, добавляют еще смачиватель, как полифосфат натрия; суспендирующий агент, как полиакрилат аммония; консервант; антивспениватель; смачиватель и диспергатор, как аммониевая соль полиакриловой кислоты; и снижающее температуру пленкообразования средство, как ацетат простого диэтилгликольмонобутилового эфира; и замедлитель высыхания, как 2-/2-бутоксиэтокси/-этанол; целесообразнее в весовом количестве 3,0-4,0 вес.%, в расчете на общий вес дисперсии.

Ниже приводятся два примера предпочтительных составов предлагаемого согласно изобретению водного дисперсионного клея: Пример 1 10-20 вес. % дисперсии клеевого сырья из тройного сополимера винилакрилата или винилацетата с этиленом и винилхлоридом; 0,6-0,8 вес.% сгущающего и способствующего переработке агента, как гидроксиэтилцеллюлоза; 0,6-0,8 вес. % смачивателя в виде 33 вес.%-ного водного раствора полифосфата натрия; 0,06-0,09 вес.% суспендирующего агента, как полиакрилат аммония; 0,1-0,2 вес.% консерванта, как производные алкиламмония, изотиазолина и формола; 0,7-0,8 вес.% антивспенивателя, как гидрофобная кремниевая кислота; 0,9-1,0 вес. % средства для снижения температуры пленкообразования, как ацетат простого диэтиленгликольмонобутилового эфира /бутилдигликольацетат/; 60-66,4 вес.% огнезащитного средства, как гидроксид алюминия;
0,5 вес.% замедлителя высыхания, как 2/-/2-бутоксиэтокси/-этанол/бутилдигликоль/;
10-20 вес. % воды для включения твердых веществ и для установления вязкости, чтобы дисперсионный клей сохранялся способным намазываться.

Пример 2
11-25 вес.% дисперсии клеевого сырья из сложного эфира акриловой кислоты и стирола;
0,30-0,65 вес.% сгущающего, соответственно, способствующего переработке агента, как метилгидроксиэтилцеллюлоза;
0,3-0,7 вес.% смачивателя в виде 33 вес.%-ного водного раствора полифосфата натрия;
0,1-0,3 вес.% суспендирующего агента в виде 30 вес.%-ного водного раствора полиакрилата аммония;
0,1-0,36% вес. смачивателя и диспергатора, как 30%-ный водный раствор аммониевой соли полиакриловой кислоты;
0,1-0,2 вес. % консерванта, как производные алкиламмония, изотиазина и формола;
0,8-0,9 вес.% антивспенивателя, как гидрофобная кремниевая кислота;
55-65 вес.% огнезащитного средства, как гидроксид алюминия;
15-21 вес.% воды для введения твердых веществ и для установления вязкости, чтобы дисперсионный клей сохранялся способным намазываться.

Предлагаемые согласно изобретению дисперсионные клеи вышеуказанных составов обладают отличными свойствами в отношении переработки, высокой начальной клеящей способностью, адекватными временами хранения и очень хорошими полуогнестойкими свойствами в многослойных изделиях с различными строительными материалами, которые повышают устойчивость к совоспламенению сцепления.

Пример 3
Предлагаемые согласно изобретению дисперсионные клеи согласно примерам 1 и 2 при нормальном хранении более чем 6 месяцев не проявляют ни желатинизации, ни изменения вязкости, ни образования плесени и перерабатываются без проблем.

То же самое имеет значение для не содержащего галогена дисперсионного клея согласно приведенной таблице.

Пример 4 /Сравнительный пример/
Срок службы повышающего адгезию поверхностного слоя из композиции, которая описана в европейском патенте A-0109663, составляет максимально 4 недели. Затем этот продукт при нормальном хранении полностью желатинируется и его больше нельзя использовать /перерабатывать/.

Пример 5.

Для предлагаемых согласно изобретению дисперсионных клеев можно констатировать хорошие свойства склеивания с материалом для облицовки стенок и перекрытий /строительные вещества/.

Повышающая адгезию покрывная дисперсия, описанная в европейском патенте EP-A-0109663, непригодна для этого применения. Рецептура составлена таким образом, что покрывная дисперсия неприменима в качестве клея, а применима только в качестве вещества, которое можно наносить механически в виде повышающего адгезию поверхностного слоя для жесткого пенополистирола.

Формула изобретения

1. Водный дисперсионный клей в виде дисперсии на основе сополимера или терполимера, содержащей огнезащитное средство на основе соединений бора и/или алюминия, способствующий переработке и сгущающий агент и смачиватель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит суспендирующий агент при следующем соотношении компонентов, % в расчете на общий вес дисперсионного клея:
Огнезащитное средство - 40 - 75
Твердые добавки:
Способствующий переработке и сгущающий агент - 0,3 - 0,8
Смачиватель - 0,1 - 0,26
Суспендирующий агент - 0,03 - 0,09
2. Водный дисперсионный клей по п.1, отличающийся тем, что дисперсия содержит сополимер или терполимер с преобладающими винилакрилатными звеньями.

3. Водный дисперсионный клей по п.1, отличающийся тем, что дисперсия содержит сополимер эфира акриловой кислоты и стирола.

4. Водный дисперсионный клей по п.1, отличающийся тем, что способствующий переработке и сгущающий агент представляет собой метил- или гидроксиэтилцеллюлозу.

5. Водный дисперсионный клей по п.1 или 2, отличающийся тем, что суспендирующий агент представляет собой полиакрилат аммония.

6. Водный дисперсионный клей по п.1, отличающийся тем, что смачиватель представляет собой полифосфат натрия.

7. Водный дисперсионный клей по п.1, отличающийся тем, что огнезащитное средство представляет собой гидроокись алюминия.

8. Водный дисперсионный клей по п.1, отличающийся тем, что огнезащитное средство представляет собой смесь гидроокиси алюминия с боратом цинка в весовом соотношении 3 : 1 - 8 : 1.

9. Водный дисперсионный клей по п.2, отличающийся тем, что он содержит 15 - 50 вес.%, в особенности 20 - 30 вес.% сополимерной или терполимерной дисперсии, 40 - 75 вес.% огнезащитного средства и 5 - 20 вес.% добавок из сгущающего агента, смачивателя, суспендирующего агента, консерванта, антивспенивателя, замедляющего высыхание агента, средства для снижения температуры пленкообразования и воды.

10. Водный дисперсионный клей по п.2, отличающийся тем, что весовое соотношение сополимерной или терполимерной дисперсии и огнезащитного средства составляет от 1 : 5 до менее или равное 1 : 0,8, в особенности 1 : 2,5 - 1 : 2.

11. Водный дисперсионный клей по п.2, отличающийся тем, что сополимер или терполимер водной дисперсии в качестве других звеньев содержит звенья винилхлорида, этилена, стирола, эфира акриловой кислоты, эфира метакриловой кислоты и/или эфира малеиновой кислоты.

12. Водный дисперсионный клей по п.1, отличающийся тем, что он содержит терполимер из звеньев винилацетата, этилена и винилхлорида или из звеньев винилакрилата, этилена и винилхлорида.

13. Водный дисперсионный клей по п.3, отличающийся тем, что он содержит 10 - 50 вес. %, в особенности от 20 вес.% сополимерной дисперсии, 40 - 62 вес. % огнезащитного средства и 15 - 21 вес.% добавок из сгущающего агента, смачивателя, суспендирующего агента, диспергирующего агента, консерванта, антивспенивателя и воды.

14. Водный дисперсионный клей по п.13, отличающийся тем, что он содержит 61,2 вес.% огнезащитного средства, 0,57 вес.% сгущающего агента, 0,11 вес.% смачивателя, 0,033 вес.% суспендирующего агента, 0,096 вес.% диспергирующего агента, 0,19 вес.% консерванта и 0,82 вес.% антивспенивателя.

15. Водный дисперсионный клей по п.3, отличающийся тем, что весовое соотношение водной сополимерной дисперсии и огнезащитного средства составляет 0,16 : 1 - 1,67 : 1.

16. Водный дисперсионный клей по п.9, отличающийся тем, что он содержит 0,1 - 0,2 вес. % консерванта, 0,7 - 0,9 вес.% антивспенивателя, 0,9 - 1,0 вес.% средства для снижения температуры пленкообразования, 0,5 вес.% агента, замедляющего высыхание и воду.

17. Водный дисперсионный клей по п.16, отличающийся тем, что он содержит 21,4 вес. % сополимера или терполимера, 58,0 вес.% огнезащитного средства, 0,7 вес. % сгущающего агента, 0,07 вес.% суспендирующего агента и 0,2 вес.% консерванта, 0,17 вес. % смачивателя, 0,8 вес.% антивспенивателя, 1 вес.% средства для снижения температуры пленкообразования, 0,5 вес.% агента, замедляющего высыхание и остальное - вода.

18. Водный дисперсионный клей по п.9, отличающийся тем, что он содержит добавки в количестве 5 - 20 вес.%, в особенности 16,7 вес.%.

19. Водный дисперсионный клей по п.9, отличающийся тем, что консервант представляет собой производные алкиламмония или изотиазина.

20. Водный дисперсионный клей по п.9, отличающийся тем, что антивспениватель состоит из гидрофобной кремниевой кислоты.

Приоритет по пунктам:
28.08.93 по пп.1, 2, 4 - 12, 16 - 18;
29.01.94 по пп.3 - 8, 12 - 15, 19 и 20.

РИСУНКИ

Рисунок 1