Клеевая композиция

 

Настоящее изобретение относится к липким водоэмульсионным клеевым композициям на основе акриловых сополимеров, в частности к клеям для липких пленок на бумажной, картонной, пластмассовой или металлической основах, используемых для изготовления самоклеющихся декоративных и отделочных материалов, для склеивания картонажных изделий по конвейерной технологии и для этикетирования в бумажной, полиграфической и других отраслях промышленности. Техническим результатом является повышение адгезионной прочности, влагостойкости и морозостойкости композиции. Описывается клеевая композиция, включающая пленкообразующее - водную дисперсию акрилового сополимера, загуститель, регулятор рН среды и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит пластификатор - трибутилфосфат, антифриз - этиленгликоль, или диэтиленгликоль, или ди-(2-этилгексил)-себацинат и биоцидную добавку - раствор производных изотиазолинона, а в качестве пленкообразующего композиция содержит 40-60%-ную водную дисперсию сополимера бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты с массовым соотношением мономеров 75-95:4-22:0,5-3 соответственно, в качестве загустителя - сополимер (мет)акриловых мономеров или акрил-уретановый загуститель ассоциативного типа, в качестве регулятора рН среды - 25%-ный водный раствор аммиака. 2 табл.

Изобретение относится к липким водоэмульсионным клеевым композициям на основе акриловых сополимеров, конкретно к клеям для липких пленок на бумажной, картонной, пластмассовой или металлической основах, используемых для изготовления самоклеющихся декоративных и отделочных материалов, для склеивания картонажных изделий по конвейерной технологии и для этикетирования в бумажной, полиграфической и других отраслях промышленности.

Известен клей для липких пленок на поливинилхлоридной основе, используемый для ламинирования изделий полиграфической продукции и документов по патенту SU 1678042 А1 от 25.12.89 г. и включающий следующие компоненты, мас.%:

Сополимер бутилакрилата

с акрилонитрилом,cодержащий

10-20%акрилонитрильных звеньев 9,2-14,3

Полиметилфенилсилоксановая

cмола 1,15-1,8

Смесь сополимера 50-70%

винилацетата с бутилакрилатом 5,75-9,0

Смесь сополимера бутилакрилата

с метакриловой кислотой

с содержанием связанной

метакриловой кислоты 5-10% 11,5-17,9

Органический растворитель Остальное

Наряду с узкой областью использования в описанной клеевой композиции используется нежелательный органический растворитель.

Известен клей для приклеивания поливинилхлоридных облицовочных материалов к различным поверхностям, в частности поливинилхлоридной пленки к деревянной поверхности для облицовывания корпусов теле- и радиоаппаратуры по патенту RU 2069225 С1 от 10.08.1993 г., содержащий следующие компоненты, мас.ч.:

45-55%-ная водная дисперсия сополимера бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты при массовом соотношении сополимеров 60-75:15-35:3-10 100

10%-ный водный раствор

редкосшитого сополимера бутилакрилата,

метилметакрилата и аммонийной

соли метакриловой кислоты

и диметакрилата этиленгликоля 5-15

60-70%-ный раствор канифоли

в органическом растворителе 2,0-5,5

Алкиловый C₄-C₈ эфир

фталевой кислоты 5-10

Наполнитель 12-20

20-25%-ный водный раствор

аммиака 0,3-0,6

Описанная композиция не коагулирует после замораживания при -40°С, т.е. обладает высокой морозостойкостью. Однако указанному составу свойственны следующие недостатки: ограниченная область применения, в частности, клей малопригоден для создания липких лент различного назначения, наличие в составе агента липкости, причем на основе природного сырья - канифоли, наличие органического растворителя и наполнителя, длительное время высыхания.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является клей для липких лент на поливинилхлоридной основе, применяемый для временной защиты полированной или эмалированной поверхности стальных листов при выполнении технологических операций по патенту RU 2021312 С1 от 23.09.1991 г. Данная композиция принята авторами за прототип.

Композиция содержит следующие компоненты, мас.%:

18-22%-ная водная эмульсия метакрилата,

бутилакрилата и метакриловой

кислоты (пленкообразователь) 29,4-46,0

Полиэтиленоксид (загуститель) 1,6-2,1

47-50%-ная водная дисперсия

сополимера винилацетата,

бутилакрилата и метакриловой

кислоты (липкий агент) 9,5-12,5

10-25%-ный водный раствор

щелочи (регулятор рН среды) 2,1-2,6

Этилацетат (смачиватель) 11,3-11,7

Вода Остальное

Недостатками этого состава являются узкая область применения, недостаточная влагостойкость и малые прочностные характеристики. Кроме того, в композиции используется вредный с экологической точки зрения этилацетат.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение адгезионной прочности, влагостойкости и морозостойкости композиции, а также расширение сферы использования.

Указанная техническая задача решается за счет того, что клеевая композиция, включающая пленкообразующее - водную дисперсию акрилового сополимера, загуститель, регулятор рН и воду, содержит дополнительно пластификатор - трибутилфосфат, антифриз - этиленгликоль, или диэтиленгликоль, или ди-(2-этилгексил)-себацинат и биоцидную добавку - раствор производных изотиазолинона: 1,2-(гидрокси)-5,8,11-триоксадодекана, 1,3-бис(гидроксиметил)-мочевины, 1,6-дигидрокси-2,5-диоксагексана “Парметол А-26”, а в качестве пленкообразующего композиция содержит 40-60%-ную водную дисперсию сополимера бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты с массовым соотношением мономеров 75-95:4-22:0,5-3 соответственно, в качестве загустителя содержит сополимер (мет)акриловых мономеров “Реолат-420” или акрил-уретановый загуститель ассоциативного типа “Полифоб ТР-117”, в качестве регулятора рН среды - 25%-ный водный раствор аммиака при следующем соотношении компонентов, мас.%:

40-60%-ная водная дисперсия

сополимера бутилакрилата,

метил-метакрилата и метакриловой

кислоты с массовым соотношением

мономеров 75-95:4-22:0,5-3 60-95

Сополимер (мет)акриловых мономеров

"Реолат 420" или акрил-уретановый

загуститель ассоциативного типа

"Полифоб ТР-117" 0,5-2,0

Трибутилфосфат 0,4-1,2

Раствор производных изотиазолинона:

1,2-(гидрокси)-5,8,11-триоксадодекана,

1,3-бис(гидроксиметил)-мочевины,

1,6-дигидрокси-2,5-диоксагексана

"Парметол А26" 0,05-0,2

Этиленгликоль, или диэтиленгликоль,

или ди-(2-этилгексил) - себацинат 2,5-8

25%-ный водный раствор аммиака 0,3-0,9

Вода 0-30

Для регулирования вязкости и снижения стоимости клеевой композиции сверх 100% можно ввести натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (ТУ-2231-002-50277563-00).

Используемая в композиции 40-60%-ная водная эмульсия сополимера бутилакрилата (БА), метилметакрилата (ММА) и метакриловой кислоты (МАК) с массовым соотношением мономеров 75-95:4-22:0,5-3 соответственно выпуска-ется промышленностью под маркой “Диакам” по ТУ-2241-039-07507802-2001.

40-б0%-ную водную эмульсию акрилового сополимера (сополимер БА, ММА и МАК) получают эмульсионной полимеризацией бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты в присутствии водорастворимого инициатора полимеризации и анионного эмульгатора.

Акриловая клеевая дисперсия является основой клея, обеспечивающей прочностные и адгезионные характеристики клеевого шва.

В качестве загустителя с целью улучшения реологических свойств композиция содержит сополимер (мет)акриловых мономеров “Реолат-420”, представляющий собой молочно-белую 30%-ную водную эмульсию (паспорт безопасности на Rheolate-420 фирмы “Rheox”).

Или акрил-уретановый загуститель ассоциативного типа “Полифоб ТР-117” фирмы “Union Carbide” в виде водорастворимых полимеров, в состав которого входят ацетальдегид - 0,001%, этилакрилат - 0,002%, полимер-добавки - 40% и воду - 60%. Представляет собой вязкую белесоватую жидкость (гигиенический сертификат на Polyphobe TR-117 фирмы “Union Carbide”).

Для предотвращения биопоражения клея для подавления роста микроорганизмов в качестве биоцидной добавки используется раствор производных изотиазолинона, состоящий из

1,2-гидрокси-5,8,11-триоксадодекана,

1,3-бис(гидроксиметил)-мочевины,

1,6-дигидрокси-2,5-диоксагексана,

выпускаемый под торговой маркой Parmetol A26 фирмы “Shulke@Mayr” (гигиеническое заключение на продукцию).

В качестве пластификатора вводится трибутилфосфат (ТУ 6-02-733-84), а для повышения морозостойкости этиленгликоль (ГОСТ 19710-83), или диэтиленгликоль (ГОСТ8728-87), или ди-(2-этилгексил)-себацинат (ГОСТ 10136-77).

25%-ный водный раствор аммиака (ГОСТ 3760-79) обеспечивает необходимое значение рН среды клея, изменением которого можно регулировать вязкость системы.

Клей представляет собой однородную без комков и механических примесей систему белого цвета с вязкостью по стандартной кружке ВМС (ГОСТ18992)20-140с.

Клеевую композицию готовят следующим образом.

В реактор, оборудованный технической мешалкой и водяной рубашкой, сначала загружают водную дисперсию акрилового сополимера, а затем в нее поочередно вводят рассчитанное количество водного раствора загустителя, пластификатора, антифриза, консерванта и регулятора рН. Синтез проводят при температуре от 10°С до 30°С при постоянной работе мешалки до полного смешения компонентов и получения однородной массы. Общее время приготовления клея составляет 2-3 ч.

Клей в лабораторных условиях был приготовлен и испытан во всем диапазоне содержания каждого компонента. Для сравнения аналогичные испытания проводились для композиции по прототипу.

Конкретные примеры составов при различном содержании компонентов в клее в сравнении с прототипом приведены в таблице 1.

Результаты испытаний образцов клея представлены в таблице 2.

Как следует из табличных данных, клеевая композиция постоянной липкости по изобретению превосходит известную, взятую за прототип, по показателям адгезионной прочности, влагостойкости клеевого шва, т.е. предлагаемое изобретение решает поставленную задачу.

Из данных, приведенных в табл.2, видно, что наилучшие прочностные показатели имеют образцы клея, имеющие состав, входящий в заявляемые пределы.

Композиции по примерам 1, 5 с запредельными количественными значениями содержания компонентов обладают худшими характеристиками по сравнению с заявляемыми образцами клея, так пример 1 обнаруживает меньшую прочность, а пример 5 не выдерживает испытания на морозостойкость ввиду недостаточного количества антифриза.

Созданная клеевая композиция при широком спектре ее использования нетоксична, пожаробезопасна, готовится по простой технологии на стандартном оборудовании, проста в применении и сохраняет свои технические характеристики во время хранения.

Формула изобретения

1. Клеевая композиция, включающая пленкообразующее - водную дисперсию акрилового сополимера, загуститель, регулятор рН среды и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит пластификатор -трибутилфосфат, антифриз - этиленгликоль или диэтиленгликоль или ди-(2-этилгексил)-себацинат и биоцидную добавку - раствор производных изотиа-золинона: 1,2-(гидрокси)-5,8,11-триоксадодекана, 1,3-бис(гидроксиметил)-мочевины, 1,6-дигидрокси-2,5-диоксагексана “Парметол А-26”, а в качестве пленкообразующего композиция содержит 40-60%-ную водную дисперсию сополимера бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты с массовым соотношением мономеров 75-95:4-22:0,5-3 соответственно, в качестве загустителя содержит сополимер (мет)акриловых мономеров “Реолат-420” или акрилуретановый загуститель ассоциативного типа “Полифоб ТР-117”, в качестве регулятора рН среды - 25%-ный водный раствор аммиака при следующем соотношении компонентов, мас%:

Трибутилфосфат 0,4-1,2

Раствор производных изотиазолинона:

1,2-(гидрокси)-5,8,11-триоксадодекана,

1,3-бис(гидроксиметил)-мочевины,

1,6-дигидрокси-2,5-диоксагексана “Парметол А26” 0,05-0,2

Этиленгликоль, или диэтиленгликоль, или

ди-(2-этилгексил)-себацинат 2,5-8

40-60%-ная водная дисперсия сополимера

бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой

кислоты с массовым соотношением

мономеров 75-95:4-22:0,5-3 60-95

Сополимер (мет)акриловых мономеров “Реолат 420” или

акрилуретановый загуститель ассоциативного типа

“Полифоб ТР-117” 0,5-2,0

25%-ный водный раствор аммиака 0,3-0,9

Вода Остальное

2. Клеевая композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит загуститель - натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы - в количестве до 5 мас.%.