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 при проведении ремонта подземных сооружений. Технической задачей является упрощение и удешевление работ по адгезионному соединению различных элементов, особенно при нанесении защитных покрытий на металлические конструкции в полевых условиях за счет снижения температуры отверждения адгезива и отсутствия операций зачистки поверхности металлической конструкции. Задача решается тем, что клей содержит сополимер этилена и винилацетата, слюду молотую, низкомолекулярный полиизобутилен, ацетонанил-Р.

 

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. М., «Химия», «Большая Российская энциклопедия», 1998, стр.539 (раздел «стабилизаторы полимеров»;

- антиоксидант - применительно к используемому компоненту указанный термин имеет значение, приведенное в справочнике «Большой энциклопедический словарь. М., «Химия», «Большая Российская энциклопедия», 1998, стр.50.

Известен клей - расплав (SU, авторское свидетельство 1654324), содержащий сополимер этилена с винилацетатом с содержанием винилацетатиых 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 покрытий 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), слюду молотую, полиизобутилен низкомолекулярный, ацетонанил-Р при следующем соотношении компонентов (мас.%):

слюда молотая	18-24
низкомолекулярный полиизобутилен	4-10
ацетонанил-Р	0,5-2,5
сэвилен	остальное.

Компонент сэвилен соответствует характеристикам, приведенным в ТУ 6-05-1636-97. СЭВИЛЕН. Композиция сэвилена клеевая». Используемые частицы слюды в среднем имеют размер примерно 20-50 мкм. Ацетонанил-Р представляет собой агент липкости.

Данное соотношение компонентов позволяет получить клей-адгезив, имеющий свето- и термоустойчивую структуру, обладающий высокой адгезией к поверхности металлов и отверждаемый при температуре до 70°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-расплава будет рассмотрен с использованием примеров реализации.

1. Клей-расплав содержит компоненты в следующем соотношении (мас.%):

слюда молотая	20
низкомолекулярный полиизобутилен	6
ацетонанил-Р	0,5
сэвилен	73,5.

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	91
к облученному полиэтилену	92

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 31.

в). Температура расплава (полимеризации) 50°С.

г). Температура нанесения на твердую основу (сталь) 68°С.

2. Клей-расплав содержит компоненты в следующем соотношении (мас.%):

слюда молотая	18
низкомолекулярный полиизобутилен	4
ацетонанил-Р	1
сэвилен	77.

Полученный клей-расплав при испытаниях показал следующие результаты:

а). Адгезия (Н/см) по ГОСТ 411 (при скорости отслоения 10 мм/мин):

к стали	85
к полиэтилену	82
к облученному полиэтилену	89

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 31.

в). Температура расплава (полимеризации) 52°С.

г). Температура нанесения на твердую основу (сталь) 71°С.

3. Клей-расплав содержит компоненты в следующем соотношении (мас.%):

слюда молотая	24
низкомолекулярный полиизобутилен	10
ацетонанил-Р	1,5
сэвилен	64,5

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	80
к облученному полиэтилену	82

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 27.

в). Температура расплава (полимеризации) 54°С.

г). Температура нанесения на твердую основу (сталь) 73°С.

4. Клей-расплав содержит компоненты в следующем соотношении (мас.%):

слюда молотая	16
низкомолекулярный полиизобутилен	2
ацетонанил-Р	3
сэвилен	79.

Полученный клей-расплав при испытаниях показал следующие результаты:

а). Адгезия (Н/см) по ГОСТ 411 (при скорости отслоения 10 мм/мин):

к стали	50
к полиэтилену	52
к облученному полиэтилену	52

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 14.

в). Температура расплава (полимеризации) 89°С.

г). Температура нанесения на твердую основу (сталь) 97°С.

Данный состав не позволяет достичь указанного технического результата.

5. Клей-расплав содержит компоненты в следующем соотношении (мас.%):

слюда молотая	26
низкомолекулярный полиизобутилен	11
ацетонанил-Р	0,3
сэвилен	62,7.

Полученный клей-расплав при испытаниях показал следующие результаты:

а). Адгезия (Н/см) по ГОСТ 411 (при скорости отслоения 10 мм/мин):

к стали	44
к полиэтилену	46
к облученному полиэтилену	47

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 16.

в). Температура расплава (полимеризации) 80°С.

г). Температура нанесения на твердую основу (сталь) 103°С.

Указанный состав не позволяет достичь указанного технического результата.

В приведенных примерах реализации использовали сополимер этилена и винилацетата («сэвилен») с содержанием винилацетата 24,6 мас.% аналогичные результаты были получены при использовании препарата «сэвилен» марок 11306-075, 11104-030, 11507-375 с содержанием винилацетата от 26 до 30 мас.% (см. указанное ТУ 6-05-1636-97).

Компонент ацетонанил-Р представляет собой 2,2,4-триметил-1,2-дигидроксихинолин (см. SU, авторское свидетельство 1388411).

Термин «низкомолекулярный полиизобутилен» характеризует вещества, имеющие молекулярную массу (определенную по Штаудингеру) 10000-50000. В примерах реализации использовали низкомолекулярный полиизобутилен марки П-20 (молекулярная масса примерно равна 15000-20000).

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 покрытий 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 слюду молотую, низкомолекулярный полиизобутилен и ацетонанил-Р при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Слюда молотая	18-24
Низкомолекулярный полиизобутилен	4-10
Ацетонанил-Р	0,5-2,5
Сополимер этилена и винилацетата	Остальное