CS214301B1 - Tavná lepidla - Google Patents

Abstract

Tavná lepidla se zvýšenou odolností proti degradaci vlivem UV-záření, vzduš ­ ného kyslíku nebo zvýšené teploty. Lepid ­ la sestávají z kopolymerů etylenu s vinv- lacetátem, kalafuny nebo derivátů kalafu ­ na, voskovitých látek a nebo plastifiku- jjících látek a případně z přísad, jimiž mohou být plniva, pigmenty, barviva, fun- gicldní látky a tvrdidla. Zvýšené odol ­ nosti proti degradaci se dosahuje přídav ­ kem stabilizátorů stárnutí. Jsou vhodná k lepení papíru, dřeva, plastických hmot, kaučuku, kůže, skla a kovů, nebo jako tme ­ly pro aplikace ve stavebnictví.

Description

Předmětem vynálezu jsou tavná lepidla tvořená kompozicemi kopolymerů etylenu s vinylacetátem a dalších vysokomolekulárních i nízkomolekulárních přísad obsahujících stabilizátory stárnutí. Mají vynikající zpracovatelské, aplikační i fyzikálně mechanické vlastnosti a jsou vhodná k lepení a tmelení nájrůznějších materiálů.

Moderní tavná lepidla se vyrábějí na bázi termoplastických syntetických polymerů. Ve srovnání s rozpouštědlovýml typy lepidel jsou levnější a při jejich výrobě i použití nevznikají problémy s toxicitou a hořlavostí používaných organických rozpouštědel. Nejdůležitější tavná lepidla tvoří směsi na bázi polyesterů, polyamidů, polyolefinů, akrylových a vinylových polymerů. Nověji nabávají na významu kopolymery etylenu s vinylacetátem, které se kombinují, s jinými syntetickými a přírodními pryskyřicemi /M.Mc Donald: Hot-melt adhesives, Noyes Data Corp., New Jersey 1971/. Používají se nejčastěji k lepení papíru, kůže, plastických aj. hmot. Tak byly např. popsány směsi kopolymerů etylenu s vinylacetátem obsahující pryskyřice aldehyduhlovodíkové /pat.USA č. 3 419 641, pat. NSR č. 1 594 268/, terpenové /pat. USA č. 3 342 902. pat. NSR č. 1 933 830/ a přírodní / pat. USA č. 3 537 946, pat. NSR č. 1 953 182/. Tyto kompozice dále obsahují ztekucující, stabilizující aj. přísady. Připravená lepidla se vyznačují sice dobrými, často však jen úzce a spociálně zaměřenými vlastnostmi.je pak předurčují ke zpracování pro nepříliš široký rozsah aplikací. Tyto nevýhody nemají tavná lepidla termoplastická podle čs. AO č. 162 181, která však jsou vhodná pouze ke krátkodobým aplikacím, protože jsou citlivá na působení povětrnostních vlivů.

Uvedené nedostatky odstraňuje předložený vynález, jehož předmětem jsou tavná lepidla na bázi směsi sestávající ze 20 až 60 hmot. dílů kopolymerů 60 až 85 % hmot. etylenu s 15 až 40 % hmot. vinylacetátu, o teplotě měknutí 80 až 180 °C, z 10 až 50 hmot. dílů kalafuny Či jejích derivátů o teplotě měknutí 75 až 175 °C a nebo syntetických,polymerů o teplotě měknutí 40 až 200 °C, 5 až 50 hmot. dílů voskovitých látek o teplotě měnutí Alespoň 40 °c a nebo kapalných čl tuhých plastifikujících látek o bodu varu nejméně 250 °C nebo o teplotě měknutí nejvýše 100 °C a popřípadě až ze 60 % hmot., vztaženo na hmotnost lepidla, přísad, zejména ze skupiny plniv, pigmentů, barviv, fungicidníoh látek a tvrdidel. Podsata vynálezu spočívá v tom, že lepidla obsahují kromě uvedených složek 0,05 až 5 hmot. dílů stabilizátorů proti světelné, oxidační nebo tepelné degradaci.

Tavná lepidla podle tohoto vynálezu mají ve srovnání se známými termoplastickými tavnými lepidly některé výhody, široká obměna výchozích složek dovoluje přípravu lepidel a tmelů značně se lišících chemickým složením. Tím je také dán velký rozsah zpracovatelských a aplikačních vlastností, jakož i fyzikálně mechanických vlastností spojů. Kompozice mají vynikající adhezi k různým podkladům, např. i ke kovům a sklu. Podle způsobu zpracování zůstává pojivo trvale termoplastické nebo případně 1 vytvrzepé. Slepené materiály je možno bezprostředně používat. Slepené spoje pak mohou být vystaveny vyšším teplotám, chemikáliím i dlouhodobému působení vlhkosti, vzdušného kyslíku a slunečního světla.

Hlavní složku tavných lepidel podle tohoto vynálezu tvoří kopolymery 60 až 85 % hmot. etylenu a 15 až 40 % hmot. vinylacetátu o bodu měknutí 80 až 180 °C /stanoveno podle ČSN 65 7060/. Používají se v množství 20 až 60 hmot. dílů. Dodávají lepidlu základní adhezivní

214 301 vlastnosti a jsou dobře mísitelné s používanými přírodními a syntetickými pryskyřicemi, a přírodních pryskyřic přichází v úvahu především kalafuna a její deriváty o bodu měknutí v rozsahu 75 až 175 °C. Nejčastěji se modifikuje, např. esterifikací, Diels-Alderovou adicí, polymerací a hydrogenací. Syntetické pryskyřice zahrnují termoplasty /polyolefiny, vinylové a akrylové polymery a kopolymery, polyestery, polyamidy, deriváty celulózy aj./, reaktoplas-r ty / základní a modifikované pryskyřice fenolické, ketonické, epoxidové a aminopryskyřice/ a elastomery /polymery a kopolymery konjugovaných dienů, zajména butadienu/. Většinou se po-> užívají syntetické polymery o nižší molekulové hmotnosti, U nichž se teplota měknutí pohybuje v rozmezí 40 až 200 °C. Uvedené syntetické polymery,, kalafuna a její deriváty se přidávají jednotlivě nebo ve vzájemných směsích, a to v množství 10 až 50 hmot. dílů.

Voskovitá látky jsou zastoupeny přírodními a syntetickými vosky jako je parafin, stearin, ceresin, ozokerit, vosk včelí, karnaubský a montánní, nízkomolekulární polyetylén, polyetylenocid aj. Plastifikující látky tvoří většinou běžná kapalná změkčovadla o bodu varu nejméně 250 °C /např. esterová změkčovadla, chlorovaný difenyl, olejovitý nízkomolekulární polyetylén a epoxidované oleje/ a kapalné až tuhé bitumeny o teplotě měknutí nejvýše 100 °C /dehty, asfaltv přírodní i syntetické z ropy/. Uvedené ztekucující a plastifikující látky se přidávají v množství 5 až 50 hmot. dílů.

K zabránění nebo ke zpomalení nepříznivých účinků slunečního světla, Vzdušného kyslíku a prodloužené nebo zvýšené teploty na tavná lepidla podle tohoto vynálezu, tj. proti jejich světelné, oxidační a tepelné degradaci, je nejdůležitější přídavek 0,05 až 5 hmot. dílů stabilizátorů stárnutí. Mezi ně patří UV stabilizátory, např. deriváty 2-hydroxybenzofenonu /4-butoxy-2-hydroxybenzofenon, 2,4-dihydroxybenzofenon, 2,2-dihydroxy-4-alkoxy/metoxy-, butoxy- nebo oktyloxy-/benzofenon aj./, fenylestery /fenylsalicylát, resorcinolmonobenzoát/, 2-/ 2H-benzotriazol-2-vl/ fenoly, substituční deriváty kyseliny skořicové a cheláty niklu. Významné jsou především termooxidační stabilizátory fenolické /např. 2,6-di-terc.butyl-pkrezol, 2, /-metylenbis/á-mety1-6terč.butylfenol/, 4,4-butyliden-bis/6-terc.butyl-o-/nebo m-/ krezol a 2,5-di-terc.butylhydrochinon/, dále obsahující dusík a nebo síru /4,4-diaminodifenvlmetan, N-fenyl-eč/nebo -A/ -naftylamin, imidazolv, benztriazoly, dithiokarbamáty, fenothiazin aj./ a fosfor /organické fosfity/. Jiné sloučeniny se přidávají např. proti odštěpování halogenu /epoxidy, dibutylcíndilaurát, stearát vápenatý, benzoát sodný/ apod.

Konečně lze do tavných lepidel přidávat plniva, pigmenty, barviva, funglcidní látky, tvrdidla aj. aditiva běžně užívaná v oboru plastických hmot a kaučuku. Jejich množství činí hejvýše 60 % hmot., počítáno na celkovou hmotnost kompozic. Lze tak získat i kvalitní tmely.

Tavná lepidla a tmely se běžně vyrábějí homogenizací jednotlivých komponent za zvýšené teploty. Vzniklá tavenina se pak zpracovává na formu drti, granulí, prášku nebo lepicí fólie bez nosiče nebo na papírovém či textilním nosiči. Lepidla se používají k lepení papíru, dřeva, plastických hmot, kaučuku, kůže, skla a kovů, např. ve stavebnictví hlavně jako tmel. K lepení a tmelení jsou vhodné stejné či rozdílné materiály.

Složení tavných lepidel a tmelů podle tohoto vynálezu je dále doloženo příklady provedění, kde uvedené díly a procenta značí jednotky hmotnostní.

214 301

Příklad 1

Tavné lepidlo pro nekonstrukční lepení kovů a skla:

Kopolymer 60 % etylenu a 40 % vinylaoetátu o teplotě měknutí 93 °C 40,0 dílů Glycerinový ester pryskyřičných kyselin o teplotě měknutí 90 °C 20,0 dílů Epoxidovaný fenolformaldehydový novolak o teplotě měknutí 135 až 140 °C 9,8 dílů Parafin o teplotě měknutí 55 °C 30,0 dílů 4,4'-diaminodifenylmetan 0,2 dílů,

Výchozí komponenty se roztaví a homogenizují, čímž se získá lepidlo o teplotě měknutí 115 až 120 °C. Při lepení skla s ocelí nebo duralem se dosáhne pevnosti ve smyku 6 až 8 MPa, která po 1 roce aplikace zůstává při teplotě místnosti beze změny.

Příklad 2

Tavné lepidlo pro lepení papíru:

Kopolymer 73 % etylenu a 27 % vinylaoetátu o teplotě měknutí 80 °C 20,0 dílů

Pentaervtritový ester pryskyřičných kyselin o teplotě měknutí 100 °C 10,0 dílů

Polyetylenglykolový vosk o teplotě měknutí 60 až 63 °C 20,0 dílů

Dibutylftalát 5,0 dílů

Kaolin 43,9 dílů

2,6-di-terc.butyl-p-krezol 1,0 dílů

2,4-dihydroxybenzofenon 0,1 dílů

Teplota měknutí uvedeného tavného lepidla činí 60 až 80 °C. Zpracovává se v tavenině při cca 150 °C, kdy během 24 h nepodléhá termooxidační degradaci. Spoje provedené tímto lepidlem odolávají i světelnému záření. Bez přídavku stabilizátorů za těchto podmínek produkt ztmavne a jeho lepivost rychle klesá.

Příklad 3

Tavné lepidlo pro lepení skla, dřeva, kovů a jiných materiálů:

Kopolymer 68 % etylenu a 32 % vinylaoetátu o teplotě měknutí 115 °C 51,0 dílů

Kopolymer 78 % vinylchloridu a 22 % vinylaoetátu o teplotě měknutí 195 °C 15,0 dílů

Polypropylenový olej o mol. hmotnosti 300 24,0 dílů

Kysličník železitý červený 9,7 dílů

Butylglycidyléter 0,3 dílů

Homogenizací této směsi při teplotě 150 °C se během 45 min připraví lepidlo o teplotě měknutí 100 až 110 °C. Přidaný butylglycidyléter působí jako stabilizátor proti odštěpování chlorovodíku z přítomného kopolymeru vinylchloridu. Zabraňuje tak tvrdnutí a křehnutí lepené spáry ve spoji, které jinak nastává v nepřítomnosti stabilizátoru.

Příklad 4

Tavné lepidlo pro lepení hliníkových fólií na dřevo:

214 301

Kopolvmer 73 % etylenu a 27 % vinylacetátu o teplotě měknutí 80 °C 40,0 dílů Kalafuna o teplotě měknutí 80 °C 40,0 dílů Polyvinylacetát o teplotě měknutí 150 °C 5,0 dílů Chlorovaný difeny.L kapalný . 13,5 dílů Pentachlorfenolát sodný 0,5 dílů 2-/2H-benzotriazol-2-yl/-p-krezol . 1,0 dílů

Kompozice se roztaví a za míchání se během 40 min. při 170 °C zcela homogenizuje. Lepidlo má teplotu měknutí 85 až 90 °C. Přidané stabilizátory mají při zpracování obdobné účinky jako světelný a termooxidační stabilizátor uvedený v příkladu 2.

Příklad 5

Tavné leDidlo pro lepení dřeva a papíru v obalové technice:

Kopolymer 68 % etylenu a 32 % vinylacetátu o teplotě měknutí 115 °C	60,0	dílů
Etvlenglvkoladipátový polyester o teplotě měknutí 65 °C	30,0	dílů
Parafin o teplotě měknutí 55 °G	5,0	dílů
Trifenvlfosfit	4,5	dílů
Fenylsalicvlát	0,5	dílů

Výchozí složky se roztaví a homogenizují při 150 °C v otevřeném reaktoru bez nebezpečí znehodnocení produktu v důsledku termooxidačních degradačních procesů. Tavné lepidlo má tep lotu měknutí 75 až 80 °C.

Příklad 6

Pojivo pro spojování a tmelení asfaltovaných střešních krytin:

Kopolvmer 67 % etvlenu a 33 % vinylacetátu o teplotě měknutí 111 °C 30,0 dílů

Fenolformaldehvdová pryskyřice modifikovaná kalafunou, o teplotě měknutí 125 až 135 °C 30,0 dílů

Oxidované asfaltové zbytky z destilace rooy 22,0 dílů

Jemně mletý vápenec 17,0 dílů

4,4'-metylen-bis/2,6-di-terc.-butylfenol/ 1,0 dílů

V reakční nádobě se roztaví a zhomogenizují vnesené komponenty, čímž se získá lepidlo o teplotě měknutí 120 °C. Použitím uvedeného stabilizátoru lze pak dlouhodobě udržovat taVeninu při teplotě zpracování /160 až 180 °C/ , aniž dojde k destrukci lepidla. Bez přídavku stabilizátoru je produkt za 2 h pro lepení již nevhodný.

Příklad 7

Tavný tmel pro opravy akumulátorů:

Kopolymer 76 % etylenu a 24 % vinylacetátu o teplotě měknutí 90 °C 37,0 dílů

Difenylolpropanformaldehydová pryskyřice modifikovaná kalafunou, o teplotě měknutí 140 až 150 °C 29,5 dílů

Pryskyřičná smola z destilace kamenouhelného dehtu

26,0 dílů

214 301 &

Směsný ester glycerinu a aduktu pryskyřičných kyselin a taliového oleje s 1 % maleinanhydridu o teplotě měknutí 140 až 150 °C 2,6-di-terc.buty1-4-metylfenol

Tavný tmel má teplotu měknutí 130 °C a při použití je odolný vůči né teplotě. Bez přídavku termooxidačního stabilizátoru postupně tvrdne

7,0 dílů 0,5 dílů oxidaci i při zvýšea křehne.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Tavná lepidla na bázi směsi sestávající ze 20 až 60 hmot.dílů kopolymerů 60 až 85 % hmot. etvlenu s 15 až 40 % hmot. vinvlacetátu,o teplotě měknutí 80 až 130 °C, z 10 až 50 hmot. dílů kalafuny či jejích derivátů o teplotě měknutí 75 až 175 °C a nebo syntetických i polymerů o teplotě měknutí 40 až 200 ?C, 5 až 50 hmot. dílů voskovitých látek o teplotě měknutí alespoň 40 °C a nebo kapalných či tuhých plastifikujících látek o bodu varu nejméně 250 °C nebo o teplotě měknutí nejvýše 100 °C a popřípadě až ze 60 % hmot., vztaženo na hmotnost lepidla, přísad, zejména ze skupiny plniv, pigmentů, barviv, fungicidních látek a tvrdidel, vyznačující se tím, že obsahují 0,05 až 5 hmot. dílů stabilizátorů proti světelné, oxidační nebo tepelné degradaci.