FI75586C - Smaeltlim. - Google Patents

Description

1 75586

Sulaliima

Keksintö koskee sulaliimaa, joka koostuu seoksesta, jossa on isosyanaattiesipolymeeriä, termoplastista polymeeriä ja pienimolekyylistä keinohartsia.

Sulaliimat ovat ennestään tunnettuja. Ne koostuvat termoplastisista polymeereistä, jotka tavallisesti modifioidaan keinotekoisilla- tai luonnonhartseilla, vahoilla, orgaanisilla täyteaineilla jne. Ne muuttuvat juokseviksi kuumennettaessa o ...

100-200 C:een. Kun sulassa tilassa oleva sulaliima on levitetty liimattavalle substraatille, liima kovettuu nopeasti ja aiheuttaa kiinteän liimaliitoksen.

Sulaliimojen pääetu muihin liimasysteemeihin verrattuna on se, että sitominen tapahtuu nopeasti, ja että vesi ja liuottimet puuttuvat. Oleellinen haitta on termoplastinen käyttäytyminen. Korkeassa lämpötilassa ne muuttuvat olomuodoltaan pehmeiksi tai juokseviksi ja matalissa lämpötiloissa taas koviksi ja hauraiksi, joten tällä tavalla aikaansaatuja liimasidoksia voidaan kuormittaa vain enemmän tai vähemmän kapealla lämpötila-alueella.

Sama koskee myös ennestään tunnettuja polyuretaanisulaliimoja. Ne ovat kalliita eivätkä tarjoa vastaavia etuja verrattuna tavallisiin sulaliimoihin, jotka perustuvat etyleenivinyyli-asetaattipolymerisaatteihin, polyamideihin ja polytereftaali-happoestereihin. Polyuretaanisulat ovat erittäin viskoosissa. Niiden stabiilisuus vaadittavassa työskentelylämpötilassa on huono. Alkulujuus ja lämpölujuus ovat matalat. Ne kiinnittyvät hyvin vain harvoihin materiaaleihin.

Edelleen tunnetaan ennestään liuottimettomia, kosteudessa kovettuvia NCO-esipolymeerejä. Huoneenlämpötilassa ne ovat juoksevia tai pehmeää vahaa muistuttavia. Pienen alkulujuuden ja pitkän reaktioajan vuoksi ovat niiden käyttömahdollisuudet rajoitettuja.

Saksalaisesta patenttijulkaisusta n:o 24 01 320 tunnetaan NCO-esipolymeereistä koostuvat sulaliimat, jotka kombinoi- 2 75586 daan etyleenivinyyliasetaatin, etyleeniakrylaattisekapolymee-rien, ataktisen polypropyleenin ja tyydytetyn termoplastisen polyesterin, kuten esimerkiksi polyetyleenitereftalaatti-polymeerien sekä tarttuvaksi tekevien hartsien, kuten kolo-fonijohdannaisten tai terpeenifenolisekapolymeerien, kanssa.

Näiden aineosien seokset ovat kuitenkin eräissä sekoitusolo-suhteissa taipuvaisia olemaan epäsuotuisia tai sulamiseltaan epästabiileja. Niiden varastoinninkestävyys ei useinkaan ole riittävä.

Tämän keksinnön tarkoituksena on voittaa tämänhetkisen tekniikan tasolla esiintyvät haitat ja tarjota kestäviä, sulaltaan stabiileja ja ilman kosteudelta suojattuna varastoin-tistabiileja sulaliimoja, joilla on hyvä tarttumislujuus alussa samoin kuin suuri termostabiilisuus.

Tehtävä on ratkaistu keksinnön mukaisesti tarjoamalla sula-liimoja, jotka koostuvat seoksesta, jossa on isosyanaatti-esipolymeeri, termoplastinen polymeeri ja lisäksi pienimolekyylinen keinohartsi, ja jonka koostumus on seuraava: a) 20-90 paino-% isosyanaattiesipolymeeria ja b) 0-75 paino-% termoplastista di-isosyanaatista, polyolista ja lyhytketjuisesta diolista koostuvaa polyuretaania ja c) 5-50 paino-% pienimolekyylistä keinohartsia, joka valitaan seuraa-vista: ketonihartsit ja/tai ketonialdehydikondensaatiohartsit ja/tai asetofenonikondensaatiohartsien hydraustuotteet.

Termoplastisen polyuretaanin tilalla voi seos sisältää 10-70 paino-% lämpöstabiilia tai -stabiloitua termoplastista polyesteriä, mielellään esteriä, joka perustuu tereftaali-happoon, dikarboksyylihappoihin ja dioleihin ja sisältää mahdollisimman vähän hydroksyyliryhmiä. Tässä tapauksessa sula-liiman seos ei tarvitse enää pienimolekyylistä keinohartsia.

Käytettäessä kiteistä termoplastista polyesteriä polyuretaanin asemesta saadaan nopeasti sitovia sulaliimoja, joiden alkulujuus on suurempi.

Il 3 75586 Tällaiset sulaliimat soveltuvat erityisen hyvin epäorgaanisten ja orgaanisten substraattien liimaamiseen. Mutta ne soveltuvat yhtä hyvin myös haluttaessa liimata kertamuoveja ja kestomuoveja/ vaahtomuoveja, lakattuja pintoja, puuta ja puumateriaaleja, paperia, nahkaa, keinonahkaa, kumia, tekstiilejä, kuitumateriaaleja ja metalleja.

Kaikki polyesterit eivät sovellu keksinnön mukaisiin sula-liimoihin. Sopivia ovat sellaiset polyesterit, jotka sisältävät mahdollisimman vähän hydroksyyliryhmiä. Polyesterit, jotka sisältävät enemmän hydroksyyliryhmiä, antavat liian viskoosisia ja jopa sulamattomia tuotteita eivätkä näin ollen sovellu sulaliimoihin.

Keksinnön kohteena ovat myös sulaliimat, jotka koostuvat seoksesta, joka sisältää: a) 50-80 paino-% esipolymeeri-isosyanaattia, b) 0-2 paino-% lämpöplastista polyuretaania tai polyesteriä , c) 20-70 paino-% pienimolekyylistä tekohartsia.

Tällaiset liimaformulaatiot soveltuvat matalan viskositeet-tinsa vuoksi suihkuttamalla levitettäviksi ja niitä voidaan erityisen hyvin käyttää haluttaessa liimata yhteen vaahtomuoveja tai haluttaessa liimata vaahtomuoveja yhteen kuitumateriaalien^ tekstiilien, keinonahan, nahan jne. kanssa.

Isosyanaattiesipolymeerien valmistus (A)

Keksinnön mukaisessa liimassa käytetyt reaktiiviset poly-uretaaniesipolymeerit voivat sisältää: 1. aromaattisia di-isosyanaatteja, kuten 4,4'-difenyyli-metaanidi-isosyanaattia, 2,4-tolueenidi-isosyanaattia, tai alifaattisia tai sykloalifaattisia di-isosyanaatteja, kuten esim. di-isosyanatoheksaania tai di-isosyanato-isoforonia, tai näiden yhdisteiden seoksia tai 4 75586 2. esipolymeerejä, joita kohdassa 1 mainitut di-isosyanaa-tit ovat muodostaneet lyhytketjuisten diolien kanssa, joissa on päässä olevia primäärisiä tai sekundäärisiä OH-ryhmiä, ja joita ovat esim. etyleeniglykolista heksaanidioliin-1,6 ulottuvat tai propyleeniglykolista heksapropyleeniglykoliin ulottuvat, tai näiden yhdisteiden seoksia ja 3. suoraketjuisia tai hieman haarautuneita polyeettereitä, joissa on päässä olevia primäärisiä tai sekundäärisiä OH-ryhmiä, ja joiden molekyylipainoalue on välillä 1000-3000, tai suoraketjuisia tai hieman haarautuneita polyestereitä, joiden molekyylipainoalue on välillä 1000-3000, tai polykap-rolaktodioleja, joiden molekyylipainoalue on välillä 1000-3000, ja 4. lyhytketjuisia dioleja, joissa on päässä olevia primäärisiä tai sekundäärisiä OH-ryhmiä, kuten kohdassa 2 mainittiin.

Keksinnön mukaisessa liimassa käytetyn reaktiivisen polyure-taaniesipolymeerin viskositeettialue on välillä noin 50 Pa.s -noin 40 000 Pa.s, erityisesti 500-40 000 Pa.s, 20°C:ssa, kun NCO-pitoisuus on noin 1,0 - noin 7,5, erityisesti 2-5 %.

Valmistus tapahtuu seuraavalla tavalla:

Otetaan di-isosyanaatti ja/tai di-isosyanaattiesipolymeeri, kuumennetaan se 50-70°C:een, lisätään haluttu määrä kohdassa A 3 mainittua polyolikomponenttia, sen jälkeen lisätään kohdassa A 4 mainittua lyhytketjuista diolia ja saatua seosta pidetään 1-3 tuntia 80-120°C:ssa.

Komponenttien määräsuhteet ovat seuraavat: 1 mooli di-isosyanaattikomponentteja 0,05 - 0,5 moolia polyolikomponentteja 0,1 - 0,4 moolia lyhytketjuisia diolikomponentteja.

*Valmistusesimerkki 410 g di-isosyanaattiesipolymeeriä, joka perustuu 4,4'-di-

II

5 75586 fenyylimetaanidi-isosyanaattiin ja tripropyleeniglykoliin (markkinoilla oleva tuote: Desmodur PF (Fa. Bayer AG) kuumennetaan 60°C:een ja sen jälkeen lisätään sekoituksen alaisena 516 g polyesteridiolia, joka perustuu adipiinihappoon, ety-leeniglykoliin ja butaanidioliin-1,4 (molekyylipaino noin 2000 ja OH-lukumäärä noin 55) ja seos kuumennetaan 90°C:een. Sen jälkeen lisätään tipottain 74 g tripropyleeniglykolia. Tällöin pidetään huolta siitä, että lämpötila ei nouse yli 110°C:n. Seosta sekoitetaan 1,5 tuntia 110°C:ssa.

NCO: 2,7 - 3,2 %.

Viskositeetti 20°C:ssa 31 000 Pa.s (Brookfield HBT). Termoplastisten polyuretaanien valmistus (B)

Keksinnön mukaisessa liimassa käytetty termoplastinen polyuretaani koostuu seuraavista yksittäiskomponenteista.

1. Di-isosyanaatit, kuten esim. 4,4'-difenyylimetaanidi-isosyanaatti tai 2,4-tolueenidi-isosyanaatti tai 2,6-tolueeni-di-isosyanaatti tai isoforondi-isosyanaatti tai 1,6-di-iso-syanatoheksaani tai näiden aineosien seokset ja 2. polyolit, kuten esim. lineaariset tai hieman haarautuneet polyesteridiolit, joissa on päässä olevia primäärisiä OH-ryhmiä, ja joiden molekyylipaino on välillä 1000 - 3000, tai suoraketjuiset tai hieman haarautuneet polyeetterit, joissa on päässä olevia primäärisiä tai sekundäärisiä OH-ryhmiä, ja joiden molekyylipaino on alueella 1000-3000, tai polykaprolaktodioleja, joiden molekyylipaino on alueella 1000-3000, ja mahdollisesti 3. lyhytketjuisia dioleja, joissa on päässä olevia primäärisiä tai sekundäärisiä OH-ryhmiä, kuten esim. sellaisia, jotka ulottuvat etyleeniglykolista heksaanidioliin-1,6 tai propyleeniglykolista heksapropyleeniglykoliin tai di-etyleeniglykolista heksaetyleeniglykoliin, tai näiden yhdisteiden seoksia.

6 75586

Keksinnön mukaisessa liimassa käytetty termoplastinen polyuretaani koostuu siis yhdestä tai useammasta kohdassa 1. mainitusta di-isosyanaattikomponentista, yhdestä tai useammasta kohdassa 2. mainitusta polyolikomponentista ja mahdollisesti vielä yhdestä tai useammasta kohdassa 3. mainitusta lyhytketjuisesta diolista.

Mainittujen komponenttien määräsuhteet voivat olla seuraavat: B 1. 1 mooli di-isosyanaattia B 2. 0,2-1,0 moolia pitkäketjuista diolia B 3. 0,8 - 0,0 moolia lyhytketjuista diolia, jolloin komponenttien B 1 - B 3 määräsuhteet valitaan niin, että termoplastinen polyuretaani ei sisällä enää käytännöllisesti katsoen lainkaan OH- ja NCO-ryhmiä.

Termoplastinen polyuretaani (B) on huoneen lämpätilassa kiinteä, kivikova aine, jolla on suuri koheesio. Sen sulamispiste on välillä 70-170°C, erityisesti välillä 130-135°C. Termoplastisen polyuretaanin (B) polyolikomponentin koostumuksen tulee olla samanlainen kuin esipolymeerin (A) vastaavan, jotta saavutettaisiin mahdollisimman hyvä yhteensopivuus esipolymeerin (A) kanssa koko lämpötila-alueella (-30 -+170°C). Termoplastisessa uretaanissa (B) ei saa olla molekyyleissä lankaan NCO:n kanssa reaktiivisia ryhmiä, jotta kuumasulan varastointistabiilisuus voitaisiin taata.

Termoplastinen polyuretaani (B) antaa sulaliimaseokselle suuren lujuuden huoneen lämpötilassa. Lisäksi voidaan keksinnön mukaisen sulaliimaseoksen sulamis- ja pehmenemispistettä säätää toivotulla tavalla termoplastisen uretaanin (B) määrä-suhteilla .

Sen määrän suuruuden mukaan on sulaliimaseoksen pinta huoneen lämpötilassa hieman tarttuvan ja kivimäisen (blockfest 3) välillä.

II

7 75586

Termoplastisen polyuretaanin valmistusesimerkki 404,0 g polyesteridiolia, joka perustuu adipiinihappoon, butaanidioliin-1,4 ja etyleeniglykoliin, ja jonka OH-luku on noin 55 ja molekyylipaino noin 2000 20,0 g butaanidiolia-1,4 109.5 g 4,4'-isosyanatodifenyylimetaania 533.5 g

Valmistus tapahtuu seuraavalla tavalla: 4,4'-di-isosyanatodifenyylimetaani kuumennetaan 50-70°C:een, lisätään polyesteridioli, kuumennetaan sekoituksen alaisena 80°C:een ja sen jälkeen lisätään tipottain butaanidioli-1,4.

Seosta sekoitetaan 5 tuntia 80°C:ssa. Näin muodostuu kiinteä pehmeä termoplastinen polyuretaani, jonka sulamispiste on 130°C.

Sulaliima-aineen ominaisuuksien lisämodifioinnissa käytetään pienimolekyylistä keinohartsia (C). Sen pehmenemispisteen tulee olla välillä 60-120°C. Hartsin pitää soveltua yhteen keksinnön mukaisen sulaliiman molempien pääkomponenttien kanssa eikä se saa reagoida esipolymeerin isosyanaattiryhmien kanssa. Pienimolekyylisillä keinohartseilla voidaan säätää sellaisia ominaisuuksia* kuin kuumatarttuvuus, alkulujuus, viskositeetti.

Pienimolekyylisen keinohartsin valmistus (C) Pienimolekyylisten keinohartsien kohdalla ovat kyseessä tuotteet, jotka valmistetaan tavalliseen tapaan: a) alifaattisista ketoneista, kuten asetonista tai metyyli-etyyliketonista, alifaattis-aromaattisista ketoneista, kuten asetofenonista, metyylinaftyyliketonista, propionfeno-nista tai ydinalkyloiduista asetofenoneista, kuten metyyli-, etyyli-, tert.-butyyli- ja sykloheksyyliasetofenonista, sykloalifaattisista ketoneista, kuten sykloheksanonista tai metyylisykloheksanonista tai näiden seoksesta käyttämällä katalyyttisesti vaikuttavina aineina neutraaleja, emäksisiä tai happamia kondensointiaineita ja/tai 8 75586 b) kohdassa a) mainituista ketoneista ja aldehydeistä, kuten esim. formaldehydistä, asetaldehydistä, propionaldehy-distä, butyraldehydistä, krotonaldehydistä tai 3-oksibutyr-aldehydistä, kun moolisuhde ketonizaldehydi on 1:1 - 2:1.

Pienimolekyylinen keinohartsi voi myös olla c) asetofenonikondensaatiohartsin hydraustuote.

Keksinnön mukaisesti käytettyjä keinohartseja on kuvattu teoksissa: 1. H. Wagner, H.F. Sarx, Lack-Kunstharze (4. Auflage 1959), Karl Hanser Verlag, Miinchen, ss. 79-83 2. Houben-Weyl Bd XIV, Teil 2, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1963, ss, 416-424.

Erittäin edullista on käyttää vaaleaa, neutraalia, saippuoi-matonta ketoni-aldehydikonsensaatiohartsia. Tämän hartsin tiheys on noin 1,19, 50-prosenttisen tolueeniliuoksen jodi-väriluku noin 1,5, happoluku noin 0,1 ja pehmenemispiste noin 79°C.

Keinohartsi voidaan valmistaa edellä mainitun kirjallisuusviitteen 2 mukaan asetofenonista ja formaldehydistä mooli-suhteen ollessa 1:1.

Keksinnön mukainen sulaliima, joka koostuu edellä kuvatuista aineosista, on pitkän aikaa (yli 8 kuukautta) stabiili ja varastointikelpoinen ja huoneen lämpötilassa kiinteä.

Levitysominaisuudet ja sitomiskäyttäytyminen vastaavat pitkälti tavallisten sulaliimojen vastaavia ominaisuuksia. Alkulujuus on tyydyttävän ja hyvän välillä. Kun NCO-ryhmien reaktio ilman kosteuden kanssa etenee, sitomislujuus kasvaa. KuumasulakaIvo, joka alussa on termoplastinen, muuttuu yhä joustavammaksi ja saavuttaa elastisen lopputilan.

Il 9 75586

Loppuun reagoineet sulaliimakalvot ovat sulamattomia ja niiden elastisuus ja lujuus säilyvät laajalla lämpötila-alueella. Nämä kuten liimauksetkin kestävät rasvoja, öljyjä, pehmittimiä ja laimennettuja happoja ja emäksiä ja ovat liukenemattomia useimpiin liuottimiin ja veteen. Vaihtelemalla esipolymeerin, termoplastisen polyuretaanin tai polyesterin ja pienimolekyylisen hartsin määräsuhteita voidaan levitys- ja käyttöominaisuuksia muunnella kulloinkin tarvittavaan suuntaan. Kuumasulan pehmenemisalue (sulamispiste), viskositeetti ja levityslämpötila riippuvat, isosyanaattiesi-polymeerin (A) ja termoplastisen polyuretaanin (B) tai polyesterin molekyylipainosta ja laadusta ja pienimolekyylisen keinohartsin (C) sulamispisteestä.

Sulaliiman sulaviskositeetti, kun mittaus suoritetaan Epprecht Rheomat 15-laitteella, jossa on Viskotemp, on noin 0,1 - noin 800 Pa.s.

Verkkoutumisnopeus riippuu käytetyn isosyanaattiesipolymee-rin (A) rakenteesta ja laadusta.

Polyisosyanaattiesipolymeerin (A) pitäisi olla keksinnön mukaisen sulaliiman pääaineosa. Se antaa suuren taipuisuu-den loppuunreagoineelle kalvolle, hyvän kylmä- ja lämpölu-juuden, hyvän vastustuskyvyn eri aineille, kuten liuottimille, rasvalle jne. sekä riittävän kiinnittymisen useihin substraat-teihin.

Jos esipolymeerin (A) osuus on alle 20 paino-%, alkavat termoplastisen polymeerin tai tekohartsin ominaisuudet hallita. Kylmä- ja lämpölujuus ovat huonommat. Vastutuskyky peh-mittimien, rasvan ja liuottimien suhteen huononee. Kun suurempien esipolymeerien (A) osuus on yli 90 %, on esipolymeerin luonne hallitseva. Loppuunreagoimattoman liimaseoksen alkulujuus on tässä tapauksessa hyvin alhainen eikä kalvon pinta ole kivikova. Keksinnön mukaisesti on edullista käyttää 50-75 paino-% osaa (A).

10 755 8 6

Jo hyvin pienet määrät termoplastista polyuretaania (B) tai esteriä vaikuttavat esipolymeerisulien reologiseen käyttäytymiseen niin, ettei se imeydy huokoisiin substraatteihin kokonaan. Vaikutus ilmenee jo 2 paino-%:n määrinä aineosaa (B). Termoplastisen polyuretaanin (B) tai polyesterin tärkeä ominaisuus on se, että se kykenee suuruusluokassa 5-10 paino-% olevina määrinä kohottamaan liima-aineseoksen pehmenemispistettä ja sulamispistettä oleellisesti. Seoksesta, jossa on raskasjuoksuisen ja pehmeävahamaisen välillä olevaa esipolymeeriä (A), tulee kiinteä ja sula jäykistyy nopeasti. Kuumasulalle asetettava päävaatimus eli se, että se sitoo nopeasti, kun jäähdytetään, saavutetaan täten. Määrän (B) kasvaessa kasvaa sulaviskositeetti ja samalla liimaseoksen käsittelylämpötila ja avoimenapitoaika lyhenee.

Liimoissa, jotka vaativat korkeita alkulujuuksia, ja joissa pitää välttää imeytyminen huokoisiin materiaaleihin, käytetään termoplastista polymeeriä (B) 2-75 paino-%, mielellään 5-55 paino-%.

Jos käyttöteknisissä vaatimuksissa on etualalla liiman matala sulaviskositeetti, voidaan termoplastinen polyuretaani (B) jättää joko kokonaan pois tai sitä voidaan käyttää alle 2 %:n määrä.

Pienimolekyylinen keinohartsi (C) parantaa sekä kuumatart-tuvuutta ja kosteudenottokykyä että verkkoutumattoman liima-aineseoksen sitomisnopeutta. Erityisesti se alentaa viskositeettia. Sen vuoksi pitäisi käyttää vähintään 5 paino-% hartsia (C). Määrän ollessa yli 50 paino-% heikkenevät liima-kalvon käyttöominaisuudet, esim. kylmälujuus ja vastustuskyky rasvan, pehmittimien ja liuottimien suhteen, vaikka koheesio ja elastisuus voivatkin vielä olla riittäviä. Keksinnön mukaisesti edullinen komponentin (C) määrä on välillä noin 5-40 paino-%.

Keksinnön mukainen liimaseos on varastointistabiili valolta suojattuna. Levitys tapahtuu välillä 90 - 160°C olevissa

II

11 75586 lämpötiloissa riippuen liimaseoksen koostumuksesta ja liimattavan substraatin herkkyydestä lämpötilan suhteen.

Haluttaessa liimata muovikalvoja, esim. polyetyleenikalvoja, on tarkoituksenmukaista käyttää matalan viskositeetin säätöjä ja alhaisia sulamispisteitä (esimerkki 1, liima a), jota voidaan levittää moitteettomasti jo välillä 90 - 100°C olevissa lämpötiloissa. Tavanomaisilla termoplastisilla su-laliimoilla, joilla on riittävä lämpölujuus, on oleellisesti korkeammat levityslämpötilat ja näin ollen saattaa tapahtua kalvon vahingoittumista. Markkinoilla olevilla sulaliimoilla, joilla on matalampi levityslämpötila, on liimauksen lämpölujuus huonompi.

Haluttaessa liimata huokoisia materiaaleja tai tilanteissa, joissa liimaus joutuu heti rasitukselle, ovat erittäin vis-koottiset säädöt ja korkeammat pehmenemis- ja sulamispisteet edullisia (esimerkki 2, liimat b ja c).

Sulaliiman levitys voi tapahtua kaapimella, valssilla tai suihkuttamalla. Erityisen edullisia ovat rumpusulalaitteet (Fasschmelzanlagen).

Keksinnön mukainen sulaliima tarttuu moniin orgaanisiin ja epäorgaanisiin substraatteihin, esim. kerta- ja kestomuo-veihin, vaahtomuovit mukaanlukien, erilaisiin lakkoihin, kumiin, tekstiileihin, kuitumateriaaleihin, nahkaan, puuhun, metalliin ja paperiin.

Verkkoutuneen polyuretaanisulaliiman edut ilmenevät seuraa-vista esimerkeistä: 12 75586

Liimaseosten koostumus paino-%:eina:

Keksinnön mukaiset esimerkit a__b_ c_d_ A Esipolymeroitu isosyanaat- ^0 ..

ti esimerkin s. 4 mukaan B Termoplastinen polyuretaa- 5 20 30 ni esimerkin s. 7 mukaan C Pienimolekyylinen keino- hartsi (markkinoilla oleva 15 20 5 ketonialdehydikondensaätio- tuote esimerkin s. 7 mukaan D Polyesteriftaalihappoesteri 55 Käyttöesimerkki 1 Polyetyleenikalvon liimaus

Esikäsitelty LD-PE-kalvo1 (Corona-esikäsittelyllä saatu pintajännitys: 45 dyn/cm) päällystettiin käyttämällä sulaliimaa 20 g/m^. Sulaliiman a) levityslämpötila noin 90°C; muoveille tarkoitetulla sulaliimalla, joka perustui EVA-hartseihin, tarvittiin levityslämpötilaksi 120°C. Liimalla päällystetylle kalvolle asetettiin 10 sekunnin kuluessa yhtä suuri kalvo ja puristettiin. 2 tunnin kuluttua siitä leikattiin koekaistat irtoamis-, lämpö- ja kylmälujuuden määrittämistä varten. Taulukossa 1 on keksinnön mukaista sulaliimaa a) verrattu muoveille tarkoitettuun erikoissulaliimaan, joka perustuu EVA-hartseihin.

II

= Polyetyleeniä,jolla on alhainen tiheys 13 7 55 86

Taulukko 1

Keksinnön Ennestään tunnettu mukainen muoveille tarkoitettu sulaliima a erikoissulaliima e _ (ISATHERM S 39/3)

Liimauksen irtoamis-lujuus: 2 tunnin kuluttua 1,1 kp 1,8 kp 24 tunnin kuluttua 1,8 kp 1,9 kp 48 tunnin kuluttua 2,5 kp 1,9 kp 1 viikon kuluttua Kalvon repeä- 1,85 kp minen 03,2 kp) Lämpölujuus (4 vuo- 3 mm 24 tunnin rokauden kuluttua) kuluttua 1 min 50°C:ssa 70°C:ssa 66 min 1/2 min

Liimaseoksen kylmä- Ei lainkaan Kuoriutuu lujuus -10°C:ssa adheesion katoa -20°C:ssa Ei lankaan Kuoriutuu adheesion katoa

Mittausmenetelmät

Irtoamislujuuden määrittämiseksi kuorittiin kulloinkin 15 mm leveät koekaistat repimiskoneessa.

Liike eteenpäin: 200 mm/min.

Lämpölujuus: 30 mm leveitä liimattuja koekaistoja kuormitettiin 300 g:n painolla kulloisessakin koelämpätilassa kierto-ilmakuivauskaapissa ja mitattiin se aika, jossa koekaistat painuvat 60 mm.

Kylmälujuus tutkittiin käsin, 30 mm leveitä, liimattuja koekaistoja pidettiin kutakin 1 tunti pakastimessa matalassa lämpötilassa ja sen jälkeen niitä kuormitettiin tempaisuja käyttämällä. Tutkittiin, erottuivatko kerrokset koekaistan liimauksen kohdalta.

Kylmässärikkoutumislämpötila: pakastimessa asetetaan laudalle 10 mm paksu ja 100 mm leveä teräslevy pystyyn kapean 14 75586 sivunsa varaan. 30 mm leveä ja 600 paksu sulallimakalvo kiinnitetään liimakaistoilla siten, että kalvo lepää suunnilleen puolelta leveydeltään laudalla. Toinen puoli sula-liimakalvosta liimataan siihen teräslevyn osaan, joka on kohtisuorassa laudan suhteen. 1 tunnin kuluttua teräslevy kaadetaan niin, että liimakalvo taittuu. Jos liimakalvo ei mene rikki, lasketaan pakastimen lämpötilaa 2° ja toimenpide toistetaan, kunnes kalvo rikkoutuu.

Sulaliiman viskositeetti mitattiin Epprecht Rheomat 15 plus Viskotemp-laitteella.

Käyttöesimerkki 2 Jäykkien substraattien (puu) liimaus.

Liimoja b, c ja d verrattiin huonekalujen reunojen liimaukseen tarkoitettuun liimaan.

Koekappaleet, punapyökistä haudotut, valmistettiin käyttämällä ohjeena menetelmää WPS 68, joka koskee huonekalujen sulalii-mojen lämpölujuuden määrittämistä.

Leikkauslujuus määritettiin normin DIN 53 254 mukaan ja lämpölujuus normin WPS 68 mukaan.

Murtovenymä ja murtolujuus määritettiin 600 ^um paksuilla, 25 mm leveillä liimakalvoilla käyttämällä repimiskonetta. Kalvon kiinnityspituus oli 30 mm ja liike eteenpäin 200 mm/min.

Il is 755 8 6

Taulukko 2

Keksinnön mukainen Ennestään tun- liima b) liima c) liima d) nettu liima f), markkinoilla oleva huonekalujen sulalii-ma (Rakoll-Schmelzkleber __K 750_

Liimauksen leikkaus- lujuus * 2 tunnin kul. 10kp/4cm^ 23kp/4cmir 99kp/4cm^ 64 kp/4 cm? 8 tunnin kul. 38kp/4cnC 203kp/4cnj2 155kp/4cm, 68 kp/4 cm2 24 tunnin kul. 207kp/4cm^ 213kp/4 cm 202kp/4cm 69 kp/4 cnr

Liimauksen lämpölujuus WPS 68 mukaan

2 tunnin kul. 30-40°C 45-50°C 50-55°C 65-70°C

24 tunnin kul. 170-175°C 180-185°C 160-165°C 65-70°C

48 tunnin kul. 205-210°C 210-215°C 170-175°C 65-70°C

Taulukoista 1 ja 2 voidaan havaita, että keksinnön mukaisen liiman kiinnityslujuus on täydellisen verkkoutumisen jälkeen sekä huoneen lämpötilassa että korkeissa ja matalissa lämpötiloissa parempi kuin tavanomaisilla sulaliimoilla.

Taulukossa 3 on esitetty yhteenveto muista fysikaalisista ominaisuuksista.

16 75586

Taulukko 3 a b c d e f

Muovien Huonekalu-sula- jen sula-_liima liima_

Viskosi- 5 Pa.s 1000 Pa.s 2000 Pa.s 3000 Pa.s 14,0Pa.s 1600 Pa.s teetti 0,2 Pa.s 9 Pa.s 160 Pa.s 900 Pa.s 4,5Pa.s 490 Pa.s 120°C:ssa 150°C:ssa

Sulamis piste

2 h kul. 67°C 90°C 92°C 115¾ 68°C 100°C

24 h kul. 110°C us1) us1) us1) 48 h kul. us1) us1) us1) us1)

Murto- 420 4?0 480 % 52Q % 49Q % venymä

Murto- lujuus 13,6 kp 15,0 kp 17,4 kp 10,64 kp 1,4 kp 6,0 kp

Kylmässä-

rikkoutu- <_35°c2) <_350c2) <-35°C2) -35°C -15°C -28°C

mislam- pötila 1) us = sulamaton 2) Sulallimakalvoja ei voitu tutkia alle -35°C olevissa lämpötiloissa. Liimojen a, b ja c kalvot ovat -35°C:ssa taipuisia, mutta EVA-hartsillimojen e ja f kalvot ovat hauraan kovia.

Verkkoutuneet sulaliimakalvot ovat hyvin vastustuskykyisiä liuottimien, öljyjen, rasvojen, pehmittimien ja laimennettujen happojen ja emästen suhteen.

Niinpä PE-kalvoja, joissa oli 14 vuorokautta vanhat liimalla b) tehdyt liimaukset, varastoitiin (varastointiaika 5 viikkoa) eri liuottimissa ja 24 tunnin tuuletuksen jälkeen, jossa liimaliitokseen jäljelle jäänyt liuotin poistui, mitattiin ir-toamislujuus vetokoetuskoneella. Koeliuskojen leveys oli 15 mm.

Il 17 75586

Saadut tulokset olivat seuraavat:

Liuotin PE:n liimauksen irtoamislujuus, kun on varastoitu 5 viikkoa ___ luetelluissa liuottimissa_ 3,2 kp/15 mm kalvon repeäminen Erikoisbensiini 60/95 2,8 "

Tolueeni 3,2 "

Etyyliasetaatti 3,2 " kalvon repeäminen

Asetoni 2,9 " "

Trikloorietyleeni 3,1 " " PE:n liimauksen irtoamislujuus, kun on varastoitu 4 viikkoa luetelluissa aineissa_

Dibutyyliftalaatti 2,8 kp/15 mm kalvon repeäminen

Dioktyyliftalaatti 2,9 " "

Rikkihapon vesiliuos, 2n 3,2 " "

Typpihapon vesiliuos, 2n 2,2 " "

Kaliumhydroksidin 32" ” vesiliuos, 2n '

Vesi 2,8

Vastustuskyky pehmittimien suhteen

Pehmeä PVC-kalvo, jossa oli 30 % DOP, liimattiin liimalla b ja muovien erikoisliimalla d.

Liimattuja kaistoja varastoitiin 4 vuorokautta 50°C:ssa kuivauskaapissa ja jäähtymisen jälkeen mitattiin irtoamislujuus huoneen lämpötilassa (koekaistojen leveys 30 mm).

Liimalla b liimatut näytteet saivat arvoja 2,8 kp. Erikoisliimalla, joka perustuu EVA-hartseihin, liimatut näytteet kuoriutuivat. Liima muuttui PVC:n pehmitintä imettyään pehmeäksi ja liukkaaksi.

Claims (7)

18 75586

1. Sulaliima, joka koostuu seoksesta, jossa on isosyanaattiesipolymeeriä, termoplastista polymeeriä ja pienimolekyylistä keinohartsia, tunnettu siitä, että seos sisältää seuraavia aineosia: a) 20-90 paino-% isosyanaattiesipolymeeriä; b) 0-75 paino-% termoplastista, di-isosyanaatista, polyolista ja lyhytketjuisesta diolista koostuvaa polyuretaa nia; c) 0-50 paino-% pienimolekyylistä keinohartsia, joka voidaan valita ketonihartseista ja/tai ketonialdehydikonden-saatiohartseista ja/tai hydratuista asetofenonikondensaatio-hartseista.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sulaliima, tunnettu siitä, että seos sisältää 10-70 paino-% termoplastista polyesteriä .

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sulaliima, tunnettu siitä, että polyesteri on esteri, joka perustuu tereftaali-happoon, dikarboksyylihappoihin ja dioleeniin ja sisältää mahdollisimman vähän hydroksyyliryhmiä.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sulaliima, tunnettu siitä, että seos sisältää seuraavia aineosia a) 50-80 paino-% isosyanaattiesipolymeeriä? b) 0-2 paino-% termoplastista uretaania; ja c) 20-50 paino-% pienimolekyylistä keinohartsia.

5. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-3 mukainen sula- liiman käyttö epäorgaanisten ja orgaanisten substraattien liimauksessa.

6. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-3 mukainen sula-liiman käyttö kerta- tai kestomuovien, vaahtomuovien, lakattujen pintojen, puun ja puumateriaalien, paperin, nahan, II i® 75586 keinonahan, kumin, tekstiilien, kuitumateriaalien ja metallien liimaukseen.

7. Patenttivaatimuksen 4 mukaisen sulaliiman käyttö vaah tomuovien liimaamiseen toisiinsa kiinni tai vaahtomuovien liimaamisessa kiinni kuitumateriaaleihin tai tekstiileihin.