Полімерний адгезив
Використання: клеї-розплави або покриття для різних поверхонь. Сутність винаходу: клей-розплав містить, мас. %: діімід ненасиченої карбонової кислоти 0,1-3,0; похідні вуглеводню загальної формули CnH2n-m Clm, де n 12, m = 1 - 2 або R1(CnH2n-1-m Clm)x, де n = 1 - 3; m = 1 – 3; X = 1 – 3; R1 - ароматичний вуглеводень 0,1-5,0, мінеральний парафіновий вуглеводень, синтетичний поліолефіновий віск, їх похідні, що містять кисень, або їх суміші 0,05-2,5 і поліолефін інше. При необхідності адгезив може містити цільові добавки 0,01-10,00% маси поліолефіну. Властивості: міцність при розтягуванні 9,0-25,1 МПа, відносне подовження при розриві 495-711%, міцність адгезійна 11,1-15,8 кг/см. 1 з. п. ф-ли, 1 табл.
Винахід стосується полімерних адгезивів на основі поліолефінів, що використовуються як клеї-розплави або покриття, що наносяться у вигляді розплаву на різні поверхні (метал, скло, кераміка, полімери).
Низька адгезія поліолефінів, зокрема металів загальновідома. Одним з перспективних способів покращення адгезії поліолефінів є їх модифікація невеликими кількостями реакційно-здатних низькомолекулярних добавок, які при формуванні адгезійної сполуки, мігруючи до поверхні розділу фаз, забезпечують утворення хімічних зв'язків між полімером та підкладкою. Як такі добавки застосовують перекиси [1] каніфоль і нафтовий бітум [2] дикарбонові кислоти [3] а також дііміди ненасичених дикарбонових кислот [4] Найбільш близьким за технічною сутністю до адгезиву винаходу є технічне рішення, відповідно до якого адгезійна композиція містить поліетилен високого тиску (100 мас.ч.), N,N'-мета-фенілендімалеімід (0,25-3,10 мас.ч.), дигідроксибензол (0,35-4,50 мас.ч.) і,при необхідності антрацен 0,5-5,5 мас.ч.) на 100 мас.ч. поліетилену [5] Однак цей адгезив не забезпечує отримання високих значень міцності адгезійної сполуки, порядок яких відповідав би когезійної міцності при зсуві полімерного адгезиву.
Завданням, на вирішення якого направлено винахід, є підвищення міцності зв'язку в адгезійних сполуках.
Поставлене завдання вирішується завдяки використанню в полімерному адгезиві на основі поліолефіну поєднання диіміду ненасиченої карбонової кислоти, похідні вуглеводню формули CnH2n-mClm, де n 12, m 1-2 або R1(CnH2n-1-mClm)x де n 1-3 -3, Х 1-3, R1 ароматичний вуглеводень та мінерального парафінового вуглеводню, синтетичного поліолефінового воску, їх кисневмісних похідних нарізно або їх сумішей у різному поєднанні при наступному співвідношенні компонентів, мас.
Діімід ненасиченої карбонової кислоти 0,1-0,3 похідні вуглеводню 0,1-5,0 Мінеральний парафіновий вуглеводень, синтетичний поліолефіновий віск, їх кисневмісні похідні або їх суміші 0,05- 2,5 Поліолефін Решта Вуглеводень, що містить хлор, представлений загальною формулою CnН2n-mClm, де n 1,2, m 1-2 або R1(CnH2n-1-mClm)X, де n1-3, m 1-3 , Х 1-3, R1 ароматичний вуглеводень.
Як поліолефін адгезив містить незаміщений або заміщений, або щеплений поліолефін, або їх суміші, переважно, гомополімери етилену або пропілену; або сополімер етилену та пропілену; або сополімер етилену та вінілацетату; або суміш поліетилену (або сополімеру етилену з пропіленом) та сополімеру етилену з вінілацетатом; або поліетилен, поліпропілен або сополімер етилену та пропілену з щепленою до них ненасиченою кислотою або ангідридом ненасиченої кислоти.
Як діімідадгезив містить диімід ненасиченої кислоти загальної формули I R або діімідокислоту загальної формули, II: RNRNR3 де R1,R3= -CH=CH-,-CH2--CH= R2 -(СН2)-, де 1- 6, , , , R4 C2-6 алкіл R5, R6 H-, CH3-.
Переважні дііміди- N,N' метафенілендімалеімід, 4,4'-дітіофенілмалеімід, 1,6 гексаметилен дималеімід.
Переважні похідні вуглеводню 1,4 ді(трихлорметил)бензол, хлорпарафін, хлорований поліетилен.
В якості мінерального парафінового вуглеводню полімерний адгезив містить мінеральні парафінові вуглеводні з температурою краплепадіння 42-100 про С, як синтетичного поліолефінового воску адгезив містить поліетиленові, поліпропіленові воску, в якості кисневмісних похідних адгезив містить , або окислений поліетиленовий віск.
При необхідності до складу адгезиву можуть бути введені цільові добавки: стабілізатори, пігменти, барвники, мастила у кількості 0,01-10,00% від маси поліолефіну.
Полімерний адгезив готують шляхом змішування всіх компонентів з наступними екструзією та грануляцією.
П р і м е р 1. У змішувачі типу "п'яна бочка" змішують протягом 20 хв гранульований ПЕВД марки 10803-020 у кількості 99,00 мас. (990 г), N, N'-метафенілендімалеімід 0,58 мас. (5,8 г), 1,4 ді(трихлорметил)бензол 0,28 мас. (2,8 г), поліетиленовий віск ПВ 300 0,07 мас. (0,70 г), віск ППО 30-0,07 мас. (0,70 г). Потім суміш вивантажують дозатор двошнекового екструдера "ZSK-30" (фірма Вернер унд Пфляйдерер). Тривалість змішування у розплаві становить 4-6 хв. Температура екструзії становить 190-195 про С. Отриману суміш у вигляді стренг охолоджують у водяній бані та гранулюють.
Для вимірювання адгезії полімер-метал зразки адгезиву напресовують на металеву підкладку. Як підкладку застосовують пластини розміром 120х20х3 мм, виготовлені зі сталі 3. Товщина полімерного адгезиву становить 0,5-2,0 мм, для армування використовують склотканину. Поверхню металевих пластин попередньо очищають шляхом піскоструминної обробки до стану поверхні Sa 2 1/2 за шведським стандартом, а потім знежирюють спиртом.
Режим пресування: тривалість попереднього прогріву до 200 про 10 хв, прогрів під тиском 30 кгс/см 2 при 200 про 5 хв, охолодження до 40-50 про 20-30 хв.
Вимірювання адгезії проводять шляхом відшаровування армованого адгезиву від підкладки під кутом 180 про при 20-25 про З ГОСТ 411-77.
Фізико-механічні властивості (міцність при розтягуванні та відносне подовження при розриві) визначають на універсальній випробувальній машині "Інтрон" на зразках типу 5 (лопатки з довжиною робочої частини 40 0,5 мм) за ГОСТ 11262-80 зі швидкістю деформування 20 мм/хв. .
Лопатки вирубують штампом із пластин товщиною 2 мм. Пластини з полімерного адгезиву отримують на термопресі в тому ж режимі пресування, що зразки для випробувань на адгезію.
Приміри 2-4, 6, 7, 9, 10-17. Полімерний адгезив готують за методикою, описаною в прикладі 1. Відомості за складами адгезивів та результатами їх випробувань представлені в таблиці.
Приміри 5-8. Полімерний адгезив готують за методикою, описаною в прикладі 1 але температура екструзії 220 5 про С.
У таблиці наведені склади та результати випробувань адгезиву (приклади 1-9), складів відповідно до прототипу (приклади 10-13) та контрольних складів (приклади 14-17).
Представлені результати показують, що полімерний адгезив складу винаходу істотноперевершує відомі склади з прототипу (на 15-100%) і контрольні склади з адгезійної міцності зв'язку з металами. При цьому змінювані компоненти (діімід, вуглеводень, що містить хлор, парафіновий вуглеводень) при спільному використанні забезпечують в адгезійних властивостях виразний синергічний ефект (порівн. приклад 4 і приклади 14, 15, 17). Руйнування зразків заявляється складу винаходу відбувається, переважно, когезійно по полімеру адгезиву, що свідчить про те, що адгезія до металу перевищує міцнісні властивості полімеру.
Винахід може бути використаний у різних галузях техніки, зокрема, для кріплення захисних полімерних покриттів з поліолефінів на металах в авто- та сільгосптехніці, для будівельних конструкцій, трубопроводів, а також виготовлення багатошарових матеріалів, що включають полімери, метали, папір та інші матеріали.
1. ПОЛІМЕРНИЙ АДГЕЗИВ, що містить поліолефін і діімід ненасиченої карбонової кислоти, який відрізняється тим, що він додатково містить похідні вуглеводню формули CnH2n-mClm, де n 12; m = 1 - 2, або формули R1 (CnH2n-1-m Clm)x, де n = 1 - 3; m = 1 - 3; x = 1 - 3; R1 - ароматичний вуглеводень, і мінеральний парафіновий вуглеводень, синтетичний поліолефіновий віск, їх похідні кисневмісні або їх суміші при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: Діімід ненасиченої карбонової кислоти - 0,1 - 3,0 Вказані похідні вуглеводню - 0,1 - 5,0 Мінеральний парафіновий вуглеводень, синтетичний поліолефіновий віск, їх кисневмісні похідні або їх суміші - 0,05 - 2,5 Поліолефін - Решта 2. Адгезив по п.1, який відрізняється тим, що він додатково містить цільові добавки в кількості 0,01 - 10,00% масиполіолефіну.