Клеевая композиция и самоклеящийся материал, содержащий ее

Настоящее изобретение относится к области клеевых композиций с постоянной липкостью и самоклеящихся материалов на основе металлической фольги, полимерных пленок и других подложек, предназначенных для эксплуатации при температурах от -60 до 180°С в авиационной технике, автомобилестроении, судостроении и т.д. Технической задачей является повышение предела прочности, повышение адгезии к фольге, повышение сопротивления статическому сдвигу, увеличение жизнеспособности клеевой композиции, расширение температурного интревала эксплуатации самоклеящегося материала, содержащего ее. Техническая задача решается тем, что клеевая композиция, включающая акрилатный каучук - сополимер бутилакрилата, бутилметакрилата и метакриловой кислоты, или сополимер бутилакрилата и метакриловой кислоты, или их смесь, и этилацетат, дополнительно содержит эпоксидный олигомер или полимер на основе винилхлорида. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 табл.

 

Изобретение относится к области клеевых композиций с постоянной липкостью и самоклеящихся материалов на основе металлической фольги, полимерных пленок и др. подложек, предназначенных для эксплуатации при температурах от -60 до 180°С в авиационной технике, автомобилестроении, судостроении и т.д.

Известна клеевая композиция на основе акриловых дисперсий АК 215-23 и АК 216-48, используемая в качестве липкого слоя в составе фольги алюминиевой самоклеящейся марки "Фольгоплен" (ТУ 550.2.119-80).

Недостатком данного материала является невысокое сопротивление статическому сдвигу в интервале температур (-60÷180)°С.

Известен слоистый декоративный материал, включающий металлизированную пленку, клеевой адгезионный слой на основе акриловой дисперсии и антиадгезионную бумагу, причем между металлизированной пленкой и адгезионным слоем расположен дополнительный слой из спирторастворимых смол (патент РФ №2134200).

Недостатком известного материала являются низкие прочностные свойства, не позволяющие использовать его в авиационной технике.

Наиболее близким аналогом клеевой композиции, принятым за прототип, является клеевая композиция для липких лент и пленок, включающая, мас.ч.:

акрилатный каучук - сополимер бутилакрилата,
этоксиэтилакрилата и метилвинилпиридина при
соотношении мономеров 45-70:25-50:3-5100
низкомолекулярный акрилатный каучук на основе
этоксиэтилакрилата и акриловой кислоты
с функциональностью не более 3,5 и мол.м.
3000-500040-60
диэпоксидный олигомер на основе
дифенилолпропана
или тетрабромдифенилолпропана5-35
этилацетат200-500

(патент РФ №2002783).

Но данная клеевая композиция обладает невысокими показателями прочности при сдвиге при температурах 20 и 100°С, низкой адгезией к фольге, недостаточно высоким сопротивлением статическому сдвигу ("ползучестью"), а также малой жизнеспособностью.

Наиболее близким аналогом самоклеящегося материала, принятым за прототип, является многослойный материал, содержащий в качестве основы алюминиевую фольгу с нанесенным на нее защитно-декоративным слоем из нитрида титана, между слоем нитрида титана и фольгой расположен адгезионный подслой титана, а на обратной стороне фольги нанесен липкий слой на основе натурального каучука, поверх которого расположен защитный слой из антиадгезионной бумаги (патент РФ №2141406).

Недостатками материала-прототипа являются также невысокие показатели прочности при сдвиге и отслаивании, а также недостаточно широкий диапазон рабочих температур.

Технической задачей заявляемого изобретения является повышение предела прочности при сдвиге при температуре 20 и 100°С, повышение адгезии к фольге, повышение сопротивления статическому сдвигу ("ползучести") в интервале температур от -60 до +180°С, увеличение жизнеспособности клеевой композиции, расширение температурного интервала эксплуатации самоклеящегося материала, содержащего ее.

Для решения поставленной технической задачи предлагается клеевая композиция, включающая акрилатный каучук и этилацетат, которая в качестве акрилатного каучука содержит сополимер бутилакрилата, бутилметакрилата и метакриловой кислоты, или сополимер бутилакрилата и метакриловой кислоты, или их смесь и дополнительно содержит эпоксидный олигомер или полимер на основе винилхлорида, выбранный из группы, включающей хлорированный поливинилхлорид, сополимер винилхлорида с винилиденхлоридом или сополимер винилхлорида с метилакрилатом, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

акрилатный каучук - сополимер бутилакрилата,
бутилметакрилата и метакриловой кислоты или
сополимер бутилакрилата и метакриловои кислоты
или их смесь100
эпоксидный олигомер или полимер
на основе винилхлорида, выбранный из группы,
включающей хлорированный поливинилхлорид,
сополимер винилхлорида с винилиденхлоридом
или сополимер винилхлорида
с метилакрилатом10-30
этилацетат200-500

В качестве эпоксидного олигомера клеевая композиция содержит эпоксидный олигомер на основе эпихлоргидрина и дифенилолпропана, или эпоксидный олигомер на основе эпихлоргидрина и тетрабромдифенилолпропана, или эпоксидный олигомер на основе эпихлоргидрина и хлорсодержащего ароматического полиамина. Клеевая композиция может дополнительно содержать сополимер бутилакрилата, этоксиэтилакрилата и метилвинилпиридина при массовом соотношении мономеров 45-70:25-50:3-5 в количестве 5-20 мас.ч.

Предлагается также самоклеящийся материал, включающий основу с нанесенным на нее липким слоем, и антиадгезионную бумагу, который в качестве липкого слоя содержит клеевую композицию состава, мас.ч:

акрилатный каучук - сополимер бутилакрилата
бутилметакрилата и метакриловой кислоты или
сополимер бутил акрилата и метакриловой кислоты
или их смесь100
эпоксидный олигомер или полимер на
основе винилхлорида, выбранный из группы,
включающей хлорированный поливинилхлорид,
сополимер винилхлорида с винилиденхлоридом
или сополимер винилхлорида
с метилакрилатом10-30
этилацетат200-500

при соотношении слоев основа : липкий слой=1:(0,25-1). В качестве основы самоклеящйся материал содержит алюминиевую фольгу, полимерную пленку или стеклолакоткань.

Предлагаемая клеевая композиция и самоклеящийся материал сочетают в себе высокие когезионные и адгезионные свойства, что достигается качественным и количественным составом компонентов, а также структурой клеевого слоя, образуемой в результате взаимодействия этих компонентов при образовании клеевой пленки.

В качестве сополимера бутилакрилата, бутилметакрилата и метакриловой кислоты могут быть использованы сополимеры с различным соотношением мономеров, но предпочтительнее использовать сополимер с соотношением мономеров бутилакрилат : бутилметакрилат : метакриловая кислота=60:35:5 и с удельной вязкостью не менее 0,7 его 1%-ного раствора в этилацетате и массовой долей связанной метакриловой кислоты 4,0-5,5% по ТУ 6-02-132-90.

В качестве сополимера бутилакрилата и метакриловой кислоты могут быть использованы сополимеры с различным соотношением мономеров, но предпочтительнее использовать сополимер с соотношением мономеров бутилакрилат : метакриловая кислота=90:10 и с удельной вязкостью не менее 0,8 его 1%-ного раствора в этилацетате и массовой долей карбоксильных групп не более 1,5% по ТУ 6-01-2-764-85.

В качестве эпоксидного олигомера могут быть использованы различные олигомеры, но наилучший технический результат достигается при использовании эпоксидного олигомера на основе эпихлоргидрина и дифенилолпропана с массовой долей эпоксидных групп 8-13% и содержанием общего хлора - 0,6% по ГОСТ 10587-72 или эпоксидного олигомера на основе эпихлоргидрина и тетрабромдифенилолпропана с массовой долей эпоксидных групп не менее 10,5% (10,5-13) по ТУ 6-22-356-94, или эпоксидного олигомера на основе эпихлоргидрина и тетрабромдифенилолпропана с массовой долей эпоксидных групп не менее 9% и содержанием общего хлора - 1,5% по ТУ 6-05-041-346-72, или эпоксидного олигомера на основе эпихлоргидрина и хлорсодержащего ароматического полиамина с содержанием эпоксидных групп 25-30% и содержанием общего хлора - 13-15% по ТУ 6-05-041-321-71.

В качестве полимеров на основе винилхлорида в заявляемой композиции были использованы хлорированный поливинилхлорид с содержанием хлора 63% по ГОСТ 10004-72, сополимер винилхлорида с винилиденхлоридом с соотношением мономеров 60:40 и содержанием хлора 62-64,5% по ОСТ 6-02-18-72 или сополимер винилхлорида с метилакрилатом с соотношением мономеров 80:20 и содержанием хлора 45,5% по ТУ 6-01-130-67.

Для улучшения технологичности (повышения пленкообразующей способности) клеевая композиция может содержать сополимер бутилакрилата, этоксиэтилакрилата и метилвинилпиридина по ТУ 38-403-605-89 с массовым соотношением мономеров 45-70:25-50:3-5 в количестве 5-20 мас.ч.

В качестве основы предлагаемого самоклеящегося материала может использоваться фольга алюминиевая толщиной 50-80 мкм по ГОСТ 745, ГОСТ 618, стеклолакоткань по ТУ 1-92-82-83. В качестве полимерной пленки могут быть использованы различные пленки, но предпочтительнее использовать лавсановую пленку по ТУ 6-05-1099-70.

Можно использовать фольгу с нанесенным на ее поверхность лаковым покрытием или системой лакокрасочных покрытий. При этом клеевая композиция наносится на сторону, не защищенную лаком или системой ЛКП.

Примеры осуществления

Пример 1.

К 20 мас.ч. хлорированного поливинилхлорида добавляют этилацетат в количестве 200 м.ч. и перемешивают до полного растворения. В полученный раствор добавляют 100 мас.ч. сополимера бутилакрилата и метакриловой кислоты. Полученная клеевая композиция тщательно перемешивается и выдерживается в течение 24 часов.

Технология приготовления клеевой композиции по примерам 2-11. аналогична примеру 1. Составы клеевых композиций приведены в таблице 1.

Для исследования свойств клеевых композиций получали самоклеящиеся материалы с использованием клеевых композиций по примерам 1-11 и алюминиевой фольги в качестве основы, из которых затем изготавливали клеевые соединения с использованием образцов алюминиевого сплава Д-16.

Самоклеящийся материал получают следующим образом: клеевую композицию наносят на фольгу и закрывают антиадгезионной бумагой. Затем полученный материал после снятия антиадгезионной бумаги накладывают на подготовленную поверхность и прижимают.

В таблице 2 приведены свойства клеевых соединений, изготовленных согласно изобретению в сравнении с прототипами - клеевой композицией по патенту №2002783 и многослойным материалом по патенту №2141406.

Таблица 1
Наименование компонентовСостав, мас.ч. по примерам
1234567891011Прототип
Сополимер бутилакрилата и метакриловой кислоты при их соотношении 90:1010010050100100100100--50--
Сополимер бутилакрилата, бутилметакрилата и метакриловой кислоты при их соотношении 60:35:5--50----10010050100-
Олигомер на основе эпихлоргидрина и дифенилолпропана----10-------
Олигомер на основе эпихлоргидрина и тетрабромдифенилолпропана с содержанием эпоксидных групп 9%-----20-30----
Олигомер на основе эпихлоргидрина и тетрабромдифенилолпропана с содержанием эпоксидных групп 10,5%------20----15
Олигомер на основе эпихлоргидрина и хлорсодержащего ароматического полиамина---------10--
Хлорированный поливинилхлорид20--30------20-
Сополимер винилхлорида и винилиденхлорида-10------10---
Сополимер винилхлорида и метакриловой кислоты--10---------
Сополимер бутилакрилата, этилэтоксиакрилата и метилвинилпиридина---20---10--5100
Низкомолекулярный акрилатный каучук-----------50
Этилацетат200200200400200300200500200300200500

Таблица 2
Свойства композицииПоказатели по примерам
1234567891011Прототип - клеевая композиция по патенту №2002783Прототип - многослойный материал по патенту №2141406
Предел прочности при сдвиге при температуре 20°С, кг/см2 не менее8,06,56,58,06,06,56,58,07,56,08,04,00,5-1,0
Предел прочности при сдвиге при температуре 100°С, кг/см23,02,52,53,52,53,03,03,52,92,63,01,5Не работоспособен
Прочность при отслаивании кг/см1,301,251,251,351,201,251,251,351,251,251,300,80,2-0,5
Стойкость к статическому сдвигу в интервале температур (-60÷180)°С, час.150150150200150150150150150150150100-
Сползание, мм1550545024110-
Время жизнеспособности композиции, сут.2001601601402001801806016016015030-

Соотношение слоев - основа : липкий слой по примерам: пример 1 - 1:0,6, пример 2 - 1:0,5, пример 3 - 1:1, пример 4 - 1: 0,75, пример 5 - 1:0,8, пример 6 - 1:0,25, пример 7 - 1:0,5, пример 8 - 1:0,3, пример 9 - 1:0,45, пример 10-1:0,4, пример 11 - 1:0,5.

Предел прочности при сдвиге определяли по ГОСТ 9.038 при температурах 20°С и 100°С.

Адгезия к фольге оценивалась как прочность при отслаивании от алюминиевого сплава Д16 по ГОСТ 411.

Сопротивление статическому сдвигу ("ползучесть") определяли как стойкость клеевого соединения к действию статической нагрузки, равной 0,2 кг. Под действием нагрузки может наблюдаться смещение (сползание) наклеенного материала. Площадь склеивания - 6 см2. Испытания проводили в интервале температур от -60 до +180°С. Жизнеспособность клеевой композиции оценивали по изменению вязкости клея (не более 130 с по ВЗ-246) и визуально по наличию геля.

Как видно из данных, приведенных в таблице 2, использование в самоклеящемся материале на основе фольги заявляемой клеевой композиции позволяет увеличить прочность при сдвиге при температуре 20°С на 50-100%, прочность при сдвиге при температуре 100°С - на 66-100%, прочность при отслаивании от алюминиевого сплава Д16 - на 39-50%, стойкость к статическому сдвигу - на 50-90%.

Жизнеспособность прототипа составила при комнатной температуре 30 суток, в то время как жизнеспособность заявляемой композиции в 2-7 раз выше.

Свойства клеевых соединений, в которых в качестве основы самоклеящегося материала использовались лавсановая пленка и стеклолакоткань, приведены в таблице 3.

В качестве липкого слоя использовалась композиция по примерам 1 и 4 из таблицы 1. Соотношение слоев основа : липкий слой при использовании лавсановой пленки составляет 1:0,8, а при использовании стеклолакоткани - 1:0,4.

Таблица 3
СвойстваПоказатели
Композиция по примеру 1Композиция по примеру 4Прототип - композиция по патенту №2002783
на лавсановой пленкена стеклолако-тканиНа лавсановой пленкеНа стеклолако-ткани
Предел прочности при сдвиге при температуре 20°С, кг/см2 не менее4,03,02,52,5
Предел прочности при сдвиге при температуре 100°С, кг/см21,51,20,80,9
Прочность при отслаивании кг/см0,81,00,30,9
Стойкость к статическому сдвигу в интервале температур (-60÷180°С, час.150150100100
Сползание, мм321512

Как видно из таблицы 3, использование заявляемой композиции в самоклеящихся материалах на основе лавсановой пленки или стеклолакоткани позволяет увеличить предел прочности при сдвиге при 20°С на 33-50%, предел прочности при сдвиге при 100°С на 33-67%, прочность при отслаивании самоклеящегося материала от алюминиевого сплава Д-16 - на 20-167%, повысить стойкость к статическому сдвигу в 5-6 раз.

Применение заявляемой клеевой композиции и самоклеящегося материала, содержащего ее, позволит снизить трудоемкость и энергоемкость ремонта поврежденных участков внешней поверхности планера воздушных судов и других изделий и дает возможность осуществлять ремонт в полевых условиях по экологически чистой технологии.

1. Клеевая композиция, включающая акрилатный каучук и этилацетат, отличающаяся тем, что в качестве акрилатного каучука она содержит сополимер бутилакрилата, бутилметакрилата и метакриловой кислоты, или сополимер бутилакрилата и метакриловой кислоты, или их смесь и дополнительно содержит эпоксидный олигомер или полимер на основе винилхлорида, выбранный из группы, включающей хлорированный поливинилхлорид, сополимер винилхлорида с винилиденхлоридом или сополимер винилхлорида с метилакрилатом, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Акрилатный каучук - сополимер
бутилакрилата, бутилметакрилата
и метакриловой кислоты, или
сополимер бутилакриалата и
метакриловой кислоты, или их смесь100
Эпоксидный олигомер или полимер
на основе винилхлорида,
выбранный из группы,
включающей хлорированный
поливинилхлорид, сополимер
винилхлорида с винилиденхлоридом
или сополимер винилхлорида
с метилакрилатом10-30
Этилацетат200-500

2. Клеевая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве эпоксидного олигомера она содержит эпоксидный олигомер на основе эпихлоргидрина и дифенилолпропана, или эпоксидный олигомер на основе эпихлоргидрина и тетрабромдифенилолпропана, или эпоксидный олигомер на основе эпихлоргидрина и хлорсодержащего ароматического полиамина.

3. Клеевая композиция по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит сополимер бутилакрилата, этоксиэтилакрилата и метилвинилпиридина при массовом соотношении мономеров 45-70:25-50:3-5 в количестве 5-20 мас.ч.

4. Самоклеящийся материал, включающий основу с нанесенным на нее липким слоем и антиадгезионную бумагу, отличающийся тем, что в качестве липкого слоя он содержит клеевую композицию по любому из пп.1-4 при соотношении слоев основа:липкий слой=1:(0,25-1,0).

5. Самоклеящийся материал по п.5, отличающийся тем, что в качестве основы он содержит алюминиевую фольгу, полимерную пленку или стеклолакоткань.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к фотоотверждаемым клеям, предназначенным для получения промежуточного полимерного слоя при изготовлении многослойных ударостойких конструкций с использованием оптически прозрачных материалов (силикатное стекло, оргстекло, полиэтилентерефталат и т.п.).

Изобретение относится к способам получения отвержденной иономерной клеящей системы, используемой, например, для получения стоматологических и медицинских клеев, субстратов, покровных материалов, замазок, герметиков и наполнителей для восстановления и/или лечения зубов.

Изобретение относится к способам склеивания оптических деталей, например оправ, используемых в оптико-механической промышленности. .

Изобретение относится к композиции для термоклея, которую применяют для склеивания полиолефиновых пленок

Изобретение относится к композиции чувствительного к давлению клея на основе эмульсии, содержащей чувствительный к давлению клеящий акриловый сополимер и гидроксифункциональный амин
Изобретение относится к акрилатному дисперсионному клею, предназначенному для ламинатов прозрачных этикеток
Изобретение относится к водной связующей композиции, содержащей, по меньшей мере, один синтетический полимер и от 1 до 99 мас.% люпинового белка на основе соотношения сухих веществ. Изобретение также относится к получению водной связующей композиции, содержащей люпиновый белок; к связующей системе, содержащей водную связующую композицию и отвердитель; к способу изготовления изделия на древесной основе; к изготавливаемому таким способом изделию и к использованию связующей композиции или связующей системы для соединения одной или нескольких деталей из древесного материала с одной или несколькими дополнительными деталями из данного материала. Изобретение обеспечивает высокую прочность соединений, обладает благоприятными реологическими свойствами даже при высоком содержании белка. 7н. и 8 з.п. ф-лы, 6 табл., 3 пр.
Изобретение относится к амфифильным клеям, склеивающим при надавливании, которые применяют для присоединения медицинских устройств к коже человека. Амфифильные сополимеры содержат, по меньшей мере, один гидрофобный акриловый мономер или олигомер и, по меньшей мере, один гидрофильный или амфифильный мономер или олигомер. При этом амфифильный сополимер является сшитым химическим сшивающим агентом. Изобретение позволяет улучшить склеивание во влажном окружении. 3 з.п. ф-лы, 6 табл.

Изобретение относится к монобензоатному пластификатору, а именно 3-фенилпропилбензоату, пригодному для использования в качестве пластификатора в дисперсиях полимеров, к полимерным адгезивным композициям, в том числе на водной и неводной основе, а также пригодных для использования в упаковочных клеях, монтажных адгезивах, в ламинатах, конвертах, упаковках для пищевых продуктов, столярном клее, строительных адгезивах, для сборки электронных изделий, содержащих указанный монобензоатный пластификатор, к смесям пластификаторов, содержащим указанный монобензоатный пластификатор, латексному клею, уплотняющей и герметизирующей композиции, содержащих указанный монобензоатный пластификатор, к способу обеспечения вязкостной характеристики, улучшения времени схватывания пленки по краям при использовании указанного монобензоатного пластификатора. Монобензоат, соответствующий настоящему изобретению, предоставляет нефталатный альтернативный пластификатор с пониженным содержанием летучих органических соединений, совместимый с множеством разнообразных полимеров. Преимущества, обеспечиваемые использованием монобензоата, соответствующего настоящему изобретению, охватывают, среди прочего, великолепную вязкостную характеристику, низкую вязкость, стабильность вязкости, улучшение реологических свойств, хорошее пленкообразование и сопоставимые или лучшие адгезию, прочность при отслаивании, время схватывания, время схватывания пленки по краям, температуру меления и минимальную температуру пленкообразования, по сравнению с соответствующими параметрами, обеспечиваемыми традиционными пластификаторами. Монобензоат, соответствующий настоящему изобретению, также имеет отличные характеристики в отношении санитарии, техники безопасности и охраны окружающей среды и представляет собой жизнеспособную альтернативу адгезивам, используемым в вариантах применения, включающих контактирование с пищевыми продуктами, например, при упаковке пищевых продуктов, где перенос адгезива является проблемой. 10 н.п. ф-лы, 62 ил., 11 пр.

Группа изобретений относится к клеевой промышленности. Для получения клея, чувствительного к давлению (PSA), в первом варианте проводят реакцию эпоксидированного натурального масла или жира с по меньшей мере одним дополнительным реагентом, выбранным из димерной кислоты, двухосновной кислоты или их комбинации, для получения предшественника PSA при повышенной температуре в течение заданного периода времени. Смешивают генератор фотокислот с предшественником PSA. Наносят предшественник PSA на носитель. Отверждают предшественник PSA при помощи излучения с получением клея PSA. Дополнительно отверждают продукт при повышенной температуре менее двух минут. В другом варианте проводят реакцию эпоксидированного масла или жира с димерной кислотой и акриловым или виниловым функционализированным реагентом. Добавляют фотоинициатор и отверждают предшественник PSA при помощи УФ-излучения. Обеспечивается повышение стабильности клеев с течением времени, улучшение характеристик отслаивания, повышение процента содержания геля. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 ил., 17 табл., 66 пр.
Группа изобретений относится к отверждаемым композициям адгезивов, в частности, для закрепления элементов в корпусе сооружения, проявляющим степень отверждения при низкой температуре, составляющую по меньшей мере 50% или более по сравнению с таковой при стандартной температуре. Композиции включают в первом компоненте реактивную смолу, мономер с функциональной ацетоацетоксигруппой и силановый мономер. При применении в составе составляющих, не содержащих фталатов, после отверждения при низких температурах может достигаться дополнительное увеличение прочности и стойкости смол на 10% при стандартных температурах. Описан также способ доставки адгезивов и первый компонент отверждаемой композиции адгезива для закрепления элементов в корпусе сооружения или для закрепления конструкционных материалов в бетоне или каменной кладке. Технический результат – обеспечение адгезивных композиций, в частности, не содержащих фталатов, отверждаемых при низких температурах. 10 н. и 33 з.п. ф-лы, 3 табл.
Наверх