Клей-расплав
Изобретение относится к области клеящих материалов, а именно к области термоотверждаемых клеев-расплавов, и может быть использовано в качестве клеевого слоя в термоусаживаемых и ремонтных изделиях, при трассовой и заводской изоляции труб для антикоррозионной защиты трубопроводов и изделий кабельной промышленности, а также для проведения ремонта подземных сооружений. Техническая задача, решаемая применением предлагаемого клея-адгезива, состоит в разработке состава, отверждаемого при низкой температуре и обладающего адгезией к окисленной металлической поверхности. Поставленная задача решается тем, что клей-расплав содержит сополимер этилена и винилацетата, и дополнительно содержит алюмосиликат, низкомолекулярный полимер на основе олефинов С3-С6, добавку, выбранную из группы, включающей антиоксидант, стабилизатор, агент липкости.
Изобретение относится к области клеящих материалов, а именно к области термоотверждаемых клеев-расплавов, и может быть использовано в качестве клеевого слоя в термоусаживаемых и ремонтных изделиях, при трассовой и заводской изоляции труб для антикоррозионной защиты трубопроводов и изделий кабельной промышленности, а также при проведении ремонта подземных сооружений.
В дальнейшем при характеристике изобретения будут использованы следующие термины:
- низкомолекулярный - применительно к используемому компоненту указанный термин имеет значение, приведенное в монографии А.М.Шур. Высокомолекулярные соединения. М., "Высшая школа", 1981, стр.8;
- стабилизатор - применительно к используемому компоненту указанный термин имеет значение, приведенное в справочнике "Большой энциклопедический словарь "Химия", М., "Большая Российская энциклопедия", 1998, стр.539 (раздел "стабилизаторы полимеров";
- антиоксидант - применительно к используемому компоненту указанный термин имеет значение, приведенное в справочнике "Большой энциклопедический словарь "Химия", М., "Большая Российская энциклопедия", 1998, стр.50.
Известен клей-расплав (SU, авторское свидетельство 1654324), содержащий сополимер этилена с винилацетатом с содержанием винилацетатных групп 27-33 мас.%, агент липкости, пластификатор на основе восков и синтетический воск - продукт этерификации высокомолекулярных натуральных или синтетических жирных кислот моноэтаноламидами синтетических жирных кислот фракции С10-C16.
Недостатком известного клея-расплава следует признать невысокую стойкость при низких температурах и слабую адгезию к металлическим поверхностям.
Известен также клей-расплав (US, патент 3896069, 1975), содержащий сополимер этилена с винилацетатом, парафин и асфальтобитумные смолы.
Известный клей-расплав не имеет адгезии к металлическим поверхностям.
Известен клей-расплав (SU, авторское свидетельство 929677, 1982), содержащий сополимер этилена с винилацетатом, дивинилстирольный термоэластопласт, вторичный полиэтилен, канифоль и полиэтиленовый воск.
Известный клей-расплав не имеет адгезии к металлическим поверхностям.
Известен клей-расплав (RU, патент 2015152,), содержащий сополимер ацетилена с винилацетатом, глицериновый эфир модифицированной канифоли, продукт неполной этерификации канифоли диэтиленгликолем с кислотным числом 50-80 мг КОН/г, а также наполнитель.
Известный клей-расплав не имеет адгезии к металлическим поверхностям.
Известен клей-расплав (RU, патент 2112005), содержащий сополимер этилена с винилацетатом, предпочтительно при содержании винилацетата 5-24 мас.%, бутадиен-стирольный термоэластопласт, глицериновый эфир канифоли, парафин, терпеновое масло и стабилизатор.
Недостатком известного клея-расплава следует признать слабую адгезию к металлам, а также малую стабильность во времени.
Известен клей-расплав (SU, авторское свидетельство 665701), содержащий сополимер этилена с винилацетатом при содержании винильных групп 10-30%, адгезионную добавку, пластификатор и полиэтиленоксид с молекулярной массой 750000-1000000.
Недостатком известного клея-расплава следует признать малую прочность при низких температурах.
Наиболее близким аналогом предлагаемого клея-расплава можно признать состав (RU, патент 2143451), содержащий сополимер этилена и винилацетата и продукт, содержащий аморфный диоксид кремния. Известный клей-расплав предназначен для адгезионного соединения различных субстратов в авиации, машиностроении, радиоэлектронике, электронике, мебельной промышленности, производстве тары и в быту.
Недостатком известного клея-расплава следует признать слабую адгезию к окисленному металлу.
Техническая задача, решаемая применением предлагаемого клея-адгезива, состоит в разработке состава, отверждаемого при низкой температуре и обладающего адгезией к окисленной металлической поверхности.
Технический результат, получаемый при реализации предложенного состава, состоит в упрощении и удешевлении работ по адгезионному соединению различных элементов, особенно при нанесении защитных покрытый на металлические конструкции в полевых условиях за счет снижения температуры отвердения адгезива и отсутствия операций зачистки поверхности металлической конструкции.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать состав, содержащий сополимер этилена и винилацетата (сэвилен), алюмосиликат, низкомолекулярный полимер на основе олефинов С3-С6 и добавку при следующем соотношении компонентов (мас.%):
| алюмосиликат | 16-26 |
| низкомолекулярный полимер | |
| на основе олефинов С3-С6 | 3-11 |
| добавка | 1-7 |
| сэвилен | остальное |
Компонент сэвилен соответствует характеристикам, приведенным в ТУ 6-05-1636-97. СЭВИЛЕН. Композиция сэвилена клеевая. В предпочтительном варианте используемый алюмосиликат содержит оксид кремния и оксид алюминия в соотношении от 8:1 до 4:1. Используемые частицы алюмосиликата в среднем имеют размер примерно 20-50 мкм. Низкомолекулярный полимер может быть как гомо- так и сополимером. При реализации состава используют различные, стабильные до температуры 150°С, вещества-добавки, используемые в производстве полимерных материалов в качестве стабилизаторов, антиоксидантов, а также повышающих адгезию.
Данное соотношение компонентов позволяет получить клей-адгезив, имеющий свето- и термоустойчивую структуру, обладающий высокой адгезией к поверхности металлов и (утверждаемый при температуре до 80°С. Готовый продукт может быть в форме гранул или в форме стержня.
Технология изготовления клея-расплава (адгезива) является традиционной и в качестве обязательной операции включает операцию смешивания расплавленного (размягченного) сэвилена с остальными компонентами с последующим гранулированием полученной смеси.
В дальнейшем предлагаемый состав клея-адгезива будет рассмотрен с использованием примеров реализации.
1. Клей-расплав содержит тальк в качестве алюмосиликата, низкомолекулярный сополимер пропилена и бутилена, N-фенил-β-нафтиламин в качестве добавки - антиоксидант при следующем соотношении компонентов (мас.%):
| алюмосиликат | 12 |
| низкомолекулярный полимер | 8 |
| добавка | 4 |
| сополимер этилена и винилацетата при | |
| содержании винилацетатных групп 26,8% | 76 |
Полученный клей-расплав при испытаниях показал следующие результаты:
а). Адгезия (Н/см) по ГОСТ 411 (при скорости отслоения 10 мм/мин):
| к стали | 82 |
| к полиэтилену | 79 |
| к облученному полиэтилену | 84 |
б). Показатель текучести расплава (г/10 мин) (по ГОСТ 11645) при нагрузке 21,17 Н диаметре сопла 2,095 мм температуре 125°С после выдержки образца в течение 5 мин составил 29.
в). Температура расплава (полимеризации) 52°С.
г). Температура нанесения на твердую основу (сталь) 72°С.
2. Клей-расплав содержит цеолит в качестве алюмосиликата, низкомолекулярный сополимер пропилена и изобутилена, 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол в качестве добавки - стабилизатор при следующем соотношении компонентов (мас.%):
| алюмосиликат | 11 |
| низкомолекулярный полимер | 9 |
| добавка | 5 |
| сополимер этилена и винилацетата при | |
| содержании винилацетатных групп 27,4% | 75 |
Полученный клей-расплав при испытаниях показал следующие результаты:
а). Адгезия (Н/см) по ГОСТ 411 (при скорости отслоения 10 мм/мин):
| к стали | 84 |
| к полиэтилену | 80 |
| к облученному полиэтилену | 86 |
б). Показатель текучести расплава (г/10 мин) (по ГОСТ 11645) при нагрузке 21,17 Н диаметре сопла 2,095 мм температуре 125°С после выдержки образца в течение 5 мин составил 30.
в). Температура расплава (полимеризации) 54°С.
г). Температура нанесения на твердую основу (сталь) 73°С.
3. Клей-расплав содержит биотит в качестве алюмосиликата, низкомолекулярный гомополимер пропилена, три(n-нонилфенил)фосфит в качестве добавки - агент липкости (глицериновый эфир канифоли, модифицированной фумаровой кислотой) при следующем соотношении компонентов (мас.%):
| алюмосиликат | 6 |
| низкомолекулярный полимер | 31 |
| добавка | 7 |
| сополимер этилена и винилацетата при | |
| содержании винилацетатных групп 27,8% | 56 |
Полученный клей-расплав при испытаниях показал следующие результаты:
а). Адгезия (Н/см) по ГОСТ 411 (при скорости отслоения 10 мм/мин):
| к стали | 86 |
| к полиэтилену | 78 |
| к облученному полиэтилену | 80 |
б). Показатель текучести расплава (г/10 мин) (по ГОСТ 11645) при нагрузке 21,17 Н диаметре сопла 2,095 мм температуре 125°С после выдержки образца в течение 5 мин составил 28.
в). Температура расплава (полимеризации) 56°С.
г). Температура нанесения на твердую основу (сталь) 75°С.
4. Клей-расплав содержит тальк в качестве алюмосиликата, низкомолекулярный сополимер пропилена и бутилена, N-фенил-β-нафтиламин в качестве добавки - антиоксидант при следующем соотношении компонентов (мас.%):
| алюмосиликат | 13 |
| низкомолекулярный полимер | 12 |
| добавка | 4 |
| сополимер этилена и винилацетата при | |
| содержании винилацетатных групп 26,2% | 71 |
Полученный клей-расплав при испытаниях показал следующие результаты:
а). Адгезия (Н/см) по ГОСТ 411 (при скорости отслоения 10 мм/мин):
| к стали | 51 |
| к полиэтилену | 55 |
| к облученному полиэтилену | 56 |
б). Показатель текучести расплава (г/10 мин) (по ГОСТ 11645) при нагрузке 21,17 Н диаметре сопла 2,095 мм температуре 125°С после выдержки образца в течение 5 мин составил 17.
в). Температура расплава (полимеризации) 87°С.
г). Температура нанесения на твердую основу (сталь) 98°С.
Данный состав не позволяет достичь указанного технического результата.
5. Клей-расплав содержит цеолит в качестве алюмосиликата, низкомолекулярный сополимер пропилена и изобутилена, добавку (2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол в качестве стабилизатора) при следующем соотношении компонентов (мас.%):
| алюмосиликат | 28 |
| низкомолекулярный полимер | 17 |
| добавка | 2 |
| сополимер этилена и винилацетата при | |
| содержании винилацетатных групп 27,9% | 53 |
Полученный клей-расплав при испытаниях показал следующие результаты:
а). Адгезия (Н/см) по ГОСТ 411 (при скорости отслоения 10 мм/мин):
| к стали | 46 |
| к полиэтилену | 49 |
| к облученному полиэтилену | 48 |
б). Показатель текучести расплава (г/10 мин) (по ГОСТ 11645) при нагрузке 21,17 Н диаметре сопла 2,095 мм температуре 125°С после выдержки образца в течение 5 мин составил 17.
в). Температура расплава (полимеризации) 82°С.
г). Температура нанесения на твердую основу (сталь) 106°С.
Указанный состав не позволяет достичь указанного технического результата.
При экспериментальной проверке предложенного состава было установлено, что только при использовании всех перечисленных в формуле изобретения компонентов в указанных диапазонах содержания обеспечивается достижение указанного технического результата - упрощение и удешевление работ по адгезионному соединению различных элементов, особенно при нанесении защитных покрытый на металлические конструкции в полевых условиях за счет снижения температуры отвердения адгезива и отсутствия операций зачистки поверхности металлической конструкции.
Клей-расплав, содержащий сополимер этилена и винилацетата, отличающийся тем, что он дополнительно содержит алюмосиликат, низкомолекулярный полимер на основе олефинов С3-С6, добавку, выбранную из группы, включающей антиоксидант, стабилизатор, агент липкости, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Алюмосиликат | 16-26 |
| Низкомолекулярный полимер на основе олефинов С3-С6 | 3-11 |
| Указанная добавка | 1-7 |
| Сополимер этилена и винилацетата | Остальное |
