Водно-дисперсионная клеевая композиция

 

Изобретение относится к клеевым композициям на основе водной дисперсии акрилового сополимера и может использоваться для склеивания бумаги, фанеры, шпона, древесины, картона между собой и в любом сочетании, а также для их приклеивания к различным подложкам: бетонным, оштукатуренным, деревянным (ДСП, ДВП, фанера) и окрашенным. Описывается водно-дисперсионная клеевая композиция, включающая пленкообразующее - водную дисперсию акрилового сополимера, загуститель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит антифриз - этиленгликоль или диэтиленгликоль или ди-(2-этилгексил)-себацинат, коалесцентную добавку - этилцеллозольв, биоцидную добавку - раствор производных изотиазолинона: 1,2-(гидрокси)-5,8,11-триоксадодекана, 1,3-бис(гидрокси-метил)-мочевины, 1,6-дигидрокси-2,5диоксагексана “Парметол А-26” и воду, а в качестве пленкообразующего композиция содержит 40-60%-ную водную дисперсию сополимера бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты с массовым соотношением мономеров 35-55 : 40-60 : 0,5-3 соответственно, в качестве загустителя содержит акрил-уретановый загуститель ассоциативного типа “Полифоб ТР-117” или натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы при определенном соотношении компонентов. Кроме того, композиция может содержать раствор эфира канифоли в количестве до 20 мас.%, а также 25%-ный водный раствор аммиака в количестве до 0,5 мас.%. Технический результат - создание клеевой композиции с широким диапазоном использования, обладающей высокой адгезионной прочностью, высокой водостойкостью и морозостойкостью. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к клеевым композициям на основе водной дисперсии акрилового сополимера и может использоваться для склеивания бумаги, фанеры, шпона, древесины, картона между собой и в любом сочетании, а также для их приклеивания к различным подложкам: бетонным, оштукатуренным, деревянным (ДСП, ДВП, фанера) и окрашенным.

Известна композиция по патенту RU 2012581 С1 от 01.07.91 г. для приклеивания поливинилхлоридных отделочных материалов, содержащая

46%-ную водную дисперсию

сополимера

метилметакрилата,

бутилакрилата и метакриловой

кислоты 82,8-95,6

Дибутил- или диоктилфталат 3,0-16,0

Продукт взаимодействия

редкосшитого

сополимера метакриловой

кислоты и

бутилакрилата с диэтиламином

или

моноэтаноламином 0,1-1,0

Продукт полимеризации

окисей

этилена и пропилена

с жирными

спиртами C₇-C₁₂ 0,4-0,5

Тетраметилтиурамдисульфид 0,05-0,20

10-25%-ный водный

раствор щелочи 0,2-0,7

При сопоставимой области применения и высокой морозостойкости описанная клеевая композиция весьма сложна в производстве из-за наличия в ее составе большого количества сложных добавок, а также нежелательно присутствие тиурама.

Известна также водно-дисперсионная клеевая композиция для приклеивания бумаги, картона, древесины, бумажно-слоистого и ПВХ-пластика на поверхности с древесной и бумажной основой по патенту RU 2159263 С2 от 11.03.1998 г., содержащая следующие компоненты:

50%-ная водная дисперсия

сополимера бутилакрилата,

стирола и метакриловой кислоты 89,0-92,7

7%-ный водный раствор

полиакриламида 6,0-8,6

Карбамид 1-3

Формалин 0,1-1,0

При близкой области применения данный состав имеет неудовлетворительные характеристики по водостойкости, к тому же, в его составе присутствует токсичный стирольный мономер.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности является водно-дисперсионная клеевая композиция для приклеивания поливинилхлоридных отделочных материалов по а.с. СССР №638610 от 26.12.1975 г. Данная композиция принята авторами за прототип.

Композиция содержит следующие компоненты, маc.%:

50%-ная водная дисперсия

сополимера

бутилакрилата,

винил-ацетата,

метакриловой кислоты

с массовым соотношением

мономеров

соответственно 84:15:1

(пленкообразователь) 50-60

Казеинат аммония или раствор

карбоксиметилцеллюлозы 6-8

(загуститель)

70%-ный раствор канифоли

в толуоле (адгезионная добавка) 5-6

10%-ный раствор щелочи в воде

(регулятор рН) 2,7-3,3

Мел или коалин (наполнитель) 22-36

Недостатками указанной композиции является ограниченный диапазон применения. Кроме того, данный состав имеет неудовлетворительные характеристики по водостойкости, морозостойкости и адгезионной прочности.

Задачей предлагаемого изобретения является создание клеевой композиции с широким диапазоном использования, обладающей высокой адгезионной прочностью, высокой водостойкостью и морозостойкостью.

Указанная техническая задача решается за счет того, что водно-дисперсионная клеевая композиция, включающая пленкообразующее - водную дисперсию акрилового сополимера и загуститель, дополнительно содержит антифриз этиленгликоль, или диэтиленгликоль или ди-(2-этилгексил)-себацинат, коалесцентную добавку - этилцеллозольв, биоцидную добавку - раствор производных изотиазолинона: 1,2-(гидрокси)-5,8,11-триоксадодекана, 1,3-бис(гидрокси-метил)-мочевины, 1,6-дигидрокси-2,5диоксагексана “Парметол А-26” и воду, а в качестве пленкообразующего композиция содержит 40-60%-ную водную дисперсию сополимера бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты с массовым соотношением мономеров 35-55:40-60:0,5-3 соответственно, в качестве загустителя содержит акрил-уретановый загуститель ассоциативного типа “Полифоб ТР-117” или натриевую соль карбокси-метилцеллюлозы при следующем соотношении компонентов, мас.%:

40-60%-ная водная дисперсия

сополимера бутилакрилата, метилметакрилата

и метакриловой кислоты с массовым соотношением

мономеров 35-55:40-60:0,5-3 25-40

Акрил-уретановый загуститель

ассоциативного типа "Полифоб ТР-117"

или натриевая соль

карбоксиметилцеллюлозы 0,5-4,0

Раствор производных изотиазолинона:

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

1,3-бис(гидроксиметил)-мочевины, 1,6

дигидрокси-2,5диоксагексана

"Парметол А26" 0,05-0,5

Этиленгликоль или диэтиленгликоль,

или ди-(2-этилгексил)-себацинат 2-5

Этилцеллозольв 0,8-3,1

Вода Остальное

Кроме того, композиция может содержать раствор эфира канифоли в количестве до 20 мас.%, а также 25%-ный водный раствор аммиака в количестве до 0,5 мас.%.

Используемая в композиции 40-60%-ная водная эмульсия сополимера бутилакрилата (БА), метилметакрилата (ММА) и метакриловой кислоты (МАК) с массовым соотношением мономеров 35-55:40-60:0,5-3 соответственно выпускается промышленностью под маркой “Диакам” по ТУ-2241-039-07507802-2001.

40-60%-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 натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ) (ТУ 6-55-40-90) или акрил-уретановый загуститель ассоциативного типа “Полифоб ТР-117” фирмы “Union Carbide”, в виде водорастворимых полимеров. В состав последнего входят ацетальдегид 0,001%, этилакрилат 0,002%, полимердобавки 40% и воду 60%. “Полифоб ТР-117” представляет собой вязкую белесоватую жидкость (гигиенический сертификат на Polyphobe TR-117 фирмы “Union Carbide”).

Водно-дисперсионные составы подвергаются биологическому разрушению, сопровождающемуся развитием грибков и различных микроорганизмов, особенно клей, в котором присутствуют наиболее биологически беззащитные молекулы целлюлозного загустителя. Для предотвращения биопоражения клея 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-2,5диоксагексана,

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

Для повышения морозостойкости вводится этиленгликоль (ГОСТ 19710-83) или диэтиленгликоль (ГОСТ 8728-87), или ди-(2-этилгексил)-себацинат (ГОСТ 10136-77), а также этилцеллозольв (ГОСТ 8313-88).

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

Для повышения прочностных характеристик, уменьшения первоначального времени схватывания и снижения времени высыхания вводится раствор эфира канифоли (смола РЭК) (ТУ 13-0281078-7889). Смола РЭК представляет собой глицериновый эфир абиетиновых кислот, растворенный в 50%-ном растворе толуола.

Клей представляет собой однородную без комков и механических примесей систему белого цвета с вязкостью по стандартной кружке ВМС (ГОСТ18992) 20-80 сек.

Клеевую композицию готовят следующим образом.

Сначала в реактор с холодной водой загружают при работающей мешалке натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, далее поднимают температуру в реакторе до 50-60°С. В процессе растворения Na-КМЦ добавляют регулятор рН среды. Затем снижают температуру до 20-30°С и вводят поочередно при постоянной работе мешалки рассчитанное количество биоцидной добавки, антифриза, коалесцента, водного раствора загустителя, водную дисперсию акрилового сополимера, смолу РЭК. Смешение компонентов производят до 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 по изобретению превосходит известную, взятую за прототип, по показателям адгезионной прочности, влагостойкости клеевого шва, морозостойкости, 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, 2, 3, 14, 15, 16 с запредельными количественными значениями содержания компонентов обладают худшими характеристиками по сравнению с заявляемыми образцами клея, так примеры 1, 2, 3 обнаруживают меньшую прочность, а примеры 3, 15, 16 наряду с этим не выдерживают 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. Водно-дисперсионная клеевая композиция, включающая пленкообразующее - водную дисперсию акрилового сополимера и загуститель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит антифриз - этиленгликоль, или диэтиленгликоль или ди-(2-этилгексил)-себацинат, коалесцентную добавку - этилцеллозольв, биоцидную добавку - раствор производных изотиазолинона: 1,2-(гидрокси)-5,8,11-триоксадодекана, 1,3-бис(гидрокси-метил)-мочевины, 1,6-дигидрокси-2,5диоксагексана “Парметол А-26” и воду, а в качестве пленкообразующего композиция содержит 40-60%-ную водную дисперсию сополимера бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты с массовым соотношением мономеров 35-55 : 40-60 : 0,5-3 соответственно, в качестве загустителя содержит акрилуретановый загуститель ассоциативного типа “Полифоб ТР-117” или натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Этиленгликоль, или диэтиленгликоль, или

ди-(2-этилгексил)-себацинат 2-5

Этилцеллозольв 0,8-3,1

Раствор производных изотиазолинона:

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

1,3-бис(гидроксиметил)-

мочевины, 1,6-дигидрокси-2,5

диоксагексана "Парметол А26" 0,05-0,5

40-60%-ная водная дисперсия сополимера

бутилакрилата, метилметакрилата и

метакриловой кислоты с массовым

соотношением мономеров

35-55 : 40-60 : 0,5-3 25-40

Акрилуретановый загуститель

ассоциативного типа “Полифоб

ТР-117” или натриевая соль

карбоксиметилцеллюлозы 0,5-4,0

Вода Остальное

2. Водно-дисперсионная клеевая композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит раствор эфира канифоли (смола РЭК) в количестве до 20 мас.%.

3. Водно-дисперсионная клеевая композиция по пп.1 и 2, отличающаяся, тем, что она дополнительно содержит 25%-ный водный раствор аммиака в количестве до 0,5 мас.%.