Результат интеллектуальной деятельности: Клеевая композиция

Изобретение относится к полимерным клеям и может быть использовано для гибких соединенеий, например, полимерных пленок, резины, кожи, текстиля, кожзаменителей и других материалов, применяемых в легкой, обувной, текстильной, мебельной, автомобильной и других отраслях промышленности.

Известны клеевые композиции различного назначения, содержащие смеси бутадиен-стирольный термоэластопластов различной структуры, модифицированную канифоль и органический растворитель (авт. св. СССР 834075, кл. C09J 153/02, 1981; заявка Японии №54-127929, кл. C09J 3/12, 1979; Термоэластопласты / Под ред. В.В. Моисеева. - М.: Химия, 1985, с. 131-141). Неудовлетворительными свойствами данных клеевых композиций является их недостаточная адгезия к полимерным субстрактам (поливинилхлориду, полиэтиленперефталату, полиуретану), невысокая прочность клеевых соединений, малая жизнеспособность клея и длительность сушки клеевого слоя. Кроме того, при склеивании требуется операция термоактивации клеевой пленки.

Известна клеевая композиция, в состав которой входит бутадиен-изопрен-) стирольный термоэластопласт, канифоль, диспропорционированная или гидрированная канифоль, эфир канифоли, хиноловый эфир и органический растворитель (этилацетат + бензин) (Патент 2083626 Россия, МПК C09J 153/02; опубл. 10.07.1997) (аналог).

Однако указанная клеевая композиция имеет недостаточную прочность склеивания.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности достигаемому техническому результату является клеевая композиция содержащая (мас. ч.): бутадиен-стирольных термоэластопластов линейного (25-75) и радиального (25-75) строения, содержащая глицериновый эфир канифоли (5-30), дибутилфталат (2-5) и кумарон-инденовую смолу (10-50), хиноловый эфир - в качестве отвердителя (5-20), в качестве растворителя -смесь этилацетата и бензина (100-550) (пат. 2463328 Россия, МПК C09J 153/02, C09J 193/04 C09J 109/02; опубл. 10.02.2012) - прототип.

Указанная клеевая композиция не обеспечивает достаточную прочность склеивания для ряда субстратов.

Технической задачей изобретения является расширение ассортимента модификаторов адгезии, увеличение адгезии клеевой композиции к различным субстратам, повышение прочности и долговечности клеевого соединения, улучшении эксплуатационных свойств.

Технический результат предлагаемого решения заключается в расширении ассортимента модификаторов адгезии, в увеличении адгезионной прочности предлагаемых клеевых композиций к различным субстратам и улучшении эксплуатационных свойств получаемых клеевых соединений.

Поставленная цель достигается тем, что клеевая композиция на основе смеси бутадиен-стирольных термоэластопластов линейного и радиального строения, включающая кумарон-инденовую смолу, соединение канифоли, дибутилфталат и растворитель - смесь этилацетата и бензина, дополнительно содержит в качестве отвердителя и модификатора адгезии алкандиамина, такого как 1,2-этандиамин или 1,6-гександиамин, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

В качестве бутадиен-стирольных термоэластопластов в композиции использованы выпускаемые промышленностью блок-сополимеры: линейный блок-сополимер на основе стирола и бутадиена ДСТ-30-01 (ТУ 38.103267-99) и радиальный блок-сополимер на основе стирола и бутадиена ДСТ-30Р-01 (ТУ 38.40327-98).

Повышению клеящей способности композиции способствуют: канифоль (ГОСТ 19113-84) или глицериновый эфир канифоли (ГОСТ 81-26-78); кумарон-инденовая смола (ОСТ 1430-76 марка 0, I, II, III, IV, V, тип Г, Д, Е, Ж).

В качестве пластификатора клеевой композиции используется дибутилфталат (ГОСТ 8728-88).

Растворителями для клеевой композиции являются различные углеводороды и их смеси, но предпочтительно применение смеси бензин (БР-1, БР-2) и этилацетата (ГОСТ 22300-76) в соотношении 1:1.

В качестве отвердителей и модификаторов адгезии, применяются алкандиамина, такие как N¹,N²-бис(4-нитрозофенил)этан-1,2-диамин, или N¹,N⁶-бис(4-нитрозофенил)гексан-1,6-диамин.

Использование алкандиамина приводит к существенному повышению адгезионных свойств клеевых композиций. Появление в клеевой композиции структуры с нитрозо- и аминными функциональными группами, имеющими высокую химическую активность, способствует образованию на границе раздела фаз адгезив-субстрат межфазных молекулярных связей (прежде всего, наиболее энергетически прочных связей химической природы), и более глубокой диффузии участков макромолекул полимера вглубь поверхности граничного слоя субстрата. Образование дополнительных связей влечет за собой повышение упруго-прочностных характеристик клеевой пленки и граничных слоев, образующихся из смеси субстрата и клея. Этим объясняется повышение прочности при склеивании различных субстратов. Наличие в применяемых модификаторах активных аминных группировок, оказывает стабилизирующее действие для полимерного соединения.

Клеевая композиция отличается от композиции - прототипа дополнительным присутствием алкандиамина, что приводит к повышению прочности склеивания различных гибких субстратов и долговечности клеевого соединения. Применение алкандиаминов способствует расширению ассортимента модификаторов адгезии для клеевых композиций и диапазона их применения для более широкого ряда склеиваемых материалов, например резины, кожи, текстильных материалов, кожзаменителей и др. Поскольку решения со сходными признаками отсутствуют, то заявляемое изобретение отвечает критерию "существенные отличия".

Использование в качестве отвердителей и модификаторов адгезии алкандиаминов (таких как 1,2-этилендиамин, 1,6-гексаметилендиамин) в клеевых композициях данного качественного и количественного состава не известно для других технических решений. То есть, заявляемое решение отвечает критерию "новизна". Доказательством служит отсутствие в литературе, включая патентную, сведений о применении N¹,N²-бис(4-нитрозофенил)этан-1,2-диамина, или N¹,N⁶-6ис(4-нитрозофе-нил)гексан-1,6-диамина в клеевых, композициях.

При изготовлении клеевой композиции, ее составные части, согласно табл. 1, перемешивают в клеемешалке до образования однородной массы. Может быть использована дробная подача компонентов. Клеевая композиция представляет собой вязкую жидкость от светло-коричневого до темно-коричневого цвета.

Клей технологичен, хорошо наносится на поверхность субстрата. Полученную клеевую композицию наносят на склеиваемые субстраты, представляющие собой резины на основе бутадиен-стирольного каучука стандартного рецепта, склейки кожи с композицией из термоэластопласта (ТЭП), ТЭП и поливинилхлорида (ПВХ). Образцы дублируют, и клеевое соединение характеризует прочность склеивания. Прочность склеивания субстратов при расслаивании оценивают по ГОСТ 28966.1-91 и ГОСТ 6768-75 после выдержки образцов до испытания в течение 24, 72 часов, а также после хранения в обычных условиях в течение 30 суток, а также после выдержки в воде в течение 30 суток.

Изобретение иллюстрируется примерами.

Примеры 1,5-8. Бутадиен-стирольные термоэластопласты линейного и радиального строения в соотношении 75:25, глицериновый эфир канифоли, кумарон-инденовую смолу, дибутилфталат, растворитель (этилацетат и бензин) и N¹,N²-бис(4-нитрозофенил)этан-1,2-диамин в различных количествах, перемешивают в клеемешалке до образования однородной массы. Компоненты клеевых композиций вводят в указанных в таблице 1 соотношениях.

Готовят клеевые композиции, содержащие предельные (примеры 5 и 6) и запредельные (примеры 7 и 8) количества глицеринового эфира канифоли, кумарон-инденовой смолы, дибутилфталата и N¹,N²-бис(4-нитрозофенил) этан-1,2-диамина.

Примеры 9,13-16. Бутадиен-стирольные термоэластопласты линейного и радиального строения в соотношении 75:25, глицериновый эфир канифоли, кумарон-инденовую смолу, дибутилфталат, растворитель (этилацетат и бензин) и N¹,N⁶-бис(4-нитрозофенил)гексан-1,6-диамин, перемешивают в клеемешалке до образования однородной массы.

Готовят клеевые композиции, содержащие предельные (примеры 13 и 14) и запредельные (примеры 15 и 16) количества глицеринового эфира канифоли, кумарон-инденовой смолы, дибутилфталата и N¹,N⁶-бис(4-нитрозофенил)гексан-1,6-диамина.

Примеры 2 и 10. Готовят клеевые композиции аналогично примерам 1 и 9 соответственно. Но вместо глицеринового эфира канифоли в композиции вводят 10 мас. ч. канифоли.

Примеры 3-4, 11-12. Готовят аналогично примеру 1 и 9 соответственно, но в качестве термоэластопласта используют комбинацию бутадиен-стирольных термоэластопластов линейной и радиальной структуры в соотношении 50:50 (пример 3, 11) и 25:75 (пример 4, 12).

В таблице 2 приведены результаты испытаний клеевых композиций -свойства адгезионных соединений, изготовленных и испытанных согласно изобретению.

Были исследованы различные соотношения бутадиен-стирольных термоэластопластов и компонентов клеевой композиции. Заявленные пределы обусловлены тем, что при увеличении или уменьшении указанных дозировок, прочность склеивания снижается.

Установлено, что наиболее оптимальными дозировками исследуемых модификаторов адгезии является 5-15 мас. ч., что, соответственно, обеспечивает наилучшие результаты по прочности склеивания, а также по сохранению этих показателей в условиях длительного хранения на воздухе и в воде.