NO832484L

NO832484L - Vandige polymerdispersjoner egnet som klebemiddel

Info

Publication number: NO832484L
Application number: NO832484A
Authority: NO
Inventors: Jacques Marongiu
Original assignee: Rhone Poulenc Spec Chim
Priority date: 1982-07-09
Filing date: 1983-07-07
Publication date: 1984-01-10
Also published as: FI832494A0; JPS5962653A; PT77001B; DK316083A; EP0099792A1; FR2529899A1; MA19837A1; BR8303664A; DE3361219D1; FR2529899B1; DK316083D0; ATE16507T1; PT77001A; EP0099792B1; FI832494L; JPS6058254B2; US4503184A

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører vandige dispersjoner av syntetiske harpikser og det særegne ved dispersjonene i henhold til oppfinnelsen er at de utgjøres av en blanding av 20-80 vekt% av en lateks av en kopolymer A av butadien, styren og minst en etylenumettet karboksylsyre og 20-80 vekt% av en lateks av en kopolymer B av styren, alkylakrylat med et C^-

Co0alkylradikal og eventuelt minst en etylenumettet karboksylsyre.

Disse og andre trekk ved oppfinnelsen fremgår av patentkravene.

De vandige dispersjoner av blandinger av de syntetiske harpikser egner seg for anvendelse som klebemidler i klebemiddelblandinger for sammensetning eller sammenliming av to eller flere elementer hvorav minst ett utgjøres av et material som er vanskelig å lime som polyvinylklorid.

Det er kjent at sammensetning eller sammenliming av forskjellige materialer som tekstilfibre, syntetisk lær, papp o; 1.. på

en bærer av polyvinylklorid eller liming av belegg av polyvinylklorid på gulv eller vegger er spesielt vanskelig. Blant handelsvanlig lim som tillater løsning av dette problem finner man at klebemiddelblandiriger på basis av vandige dispersjoner av polymerer av akrylestere er spesielt vanskelige. Det for-kommer også lim inneholdende organiske løsningsmidler som representerer problemer med hensyn til miljø og sikkerhet på grunn av fare for innhalering av damper av løsningsmidler av håndverkerne og brennbarheten av disse løsningsmidler.

Oppfinnelsen tilveiebringer vandige dispersjoner av blandinger

av syntetiske harpikser som kan anvendes som bindemidler for å sikre klebing mellom et hvilket som helst material og et material som er vanskelig å klebe som polymerer eller kopolymerer av vinylklorid og uten de angitte ulemper.

Kopolymeren A utgjøres hovedsakelig angitt som vekt% tørrstoff

i lateksen av A, av 40-70 vekt% butadien, 29-55 vekt%

styren og 1-10 vekt% av minst en etylenumettet karboksylsyre, og foretrukket 45-70 vekt% butadien, 40-50 vekt%

styren og 2-5 vekt% av minst en etylenumettet karboksylsyre.

Kopolymer B består, regnet som vekt% tørrstoff i lateksen

av B, av 30-55 vekt% styren, 40-65 vekt% alkylakrylat og 0-10 vekt% av minst en etylenumettet karboksylsyre og foretrukket 35-45 vekt% styren, 50-60 vekt% alkylakrylat hvor alkylgruppen er C2_C4'°^1-5 vekt% av minst en etylenumettet karboksylsyre.

Blant de etylenumettede karboksylsyrer som inngår i sammensetning av kopolymer A og eventuelt i~kopolymer B kan spesielt nevnes akrylsyre, metakrylsyre, krotonsyre, maleinsyre, fumarsyre, itakonsyre, mesakonsyre, glutakonsyre og i klorerte derivater av disse syrer som klorakrylsyre, klormetakryl-syre, klormaleinsyre, klorfumarsyre og kloritakonsyre, eller blandinger av minst to av disse syrer.

Ved en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen utgjøres

de vandige dispersjoner hovedsakelig av en blanding av 40-60 vekt% lateks av kopolymer A og 60-40 vekt% av lateks av kopolymer B.

Lateksen av kopolymer A og lateksen av kopolymer B inneholder før sammenblandingen 40-70 vekt% og foretrukket 50-60 vekt% tørrstoff. Blandingen av lateks av A og av B inneholder 40-70 vekt% og foretrukket 50-60 vekt% tørrstoff.

Lateksen av kopolymer A såvel som lateksen av kopolymer B

kan fremstilles ved hjelp av hvilken som helst kjent metode for polymerisering i vandig emulsjon.

Når lateksen av A og av B er fremstilt gjennomføres deres sammenblanding under omrøring ved en temperatur mellom 10 og 80°C, foretrukket mellom 20 og 30°C og i de tid-ligere angitte mengdeforhold.

Oppfinnelsen har til formål å anvende de ovenfor angitte dispersjoner som bindemidler i klebemiddelblandinger egnet for sammensetning eller sammenliming av to eller flere elementer hvor minst et element utgjøres av et material som er vanskelig å lime og oppfinnelsen tilveiebringer klebemiddelblandinger som er helt spesielt interessante for løs-ning av problemer med klebing av forskjellige harpiksmateri-aler på basis av polymerer eller kopolymerer av vinyl-klbrid.

Klebemiddelblandinger i samsvar med oppfinnelsen kan anvendes på forskjellige områder, f.eks.: for etablering av veggbelegg ved liming på et underlag av skum-polyvinylklord (for stivhet og lydisolasjon)

av et dekorativt tekstilmaterial av vevet eller ikke-vevet type

- for fremstilling av gulvbelegg ved impregnering av et slitelag av polyvinylklorid ved hjelp av lateks av A og B med høyt fyllstoffinnhold og tørking

for fremstilling av tuftede tepper med underlag av skum-polyvinylklorid ved neddypningsimpregnering av det tuftede

o teppe ved hjelp av blandingen av lateks av A og av B med høyt fyllstoffinnhold, tørking og påføring;av skum-polyvinylklorid.

Limblandingene er spesielt interessante for fremstilling

av belegg på gulv eller vegger kjent under betegnelsen "relieff-skumvinylplast" oppnådd ved belegning eller kalan-

drering av polyvinylklorid eller kopolymer av vinylklorid-vinylacetat på en fibrøs bærer tildannet på en papirmaskin, ved smelting (spinnbundet) eller ved tekstilmetoder. De nevnte klebemiddelblandinger er vel egnet for å gjennomføre klebing mellom de to deler som utgjør sammenstillingen.

De nye klebemiddelblandinger egner seg også spesielt godt for klebing av gulvbelegg av polymer eller kopolymer av vinylklorid på f.eks. betong.

De nevnte klebemiddelblandinger inneholder som bindemiddel en vandig dispersjon som angitt i dét foregående, nemlig av en blanding av lateks av A og av B, såvel som tilsetningsmidler vanlig anvendt ved sammensetning av lim. Vektforholdet mellom tilsetningsmidlet og bindemiddel-tørrstoff er vanligvis mellom 1 og 10.

Tilsetningsmidlene er vanlige dispergeringsmidler, beskyttelseskolloider, mykningsmidler, koaleserende midler,

polare løsningsmidler, uorganiske fyllstoffer, fornetningsmidler, fortykningsmidler og klebriggjørende midler idet arten og mengdene av disse tilsetningsmidler som anvendes er en funksjon av den spesielle påtenkte anvendelse.

De uorganiske fyllstoffer omfatter spesielt kaolin, kalsium-karbonat, gips, silika, talkum enten alene eller i blanding av minst to av disse forbindelser. Partxkkelstørrelsen i fyllstoffet er generelt mellom 5 og 100 mikrometer med en midlere partikkeldiameter under 50 mikrometer og foretrukket 5-15 mikrometer.

Et av de vanlige klebriggjørende midler er kollofonium-harpiks.

Blant dispergeringsmidler er de viktigste tetranatriumpyro-fosfat, natriumheksametafosfat og polyakrylater med lav

molekylvekt.

Mykningsmidlene, de koaleserende midler, fornetningsmidler, fortykningsmidler, beskyttelseskolloider, polare løsnings-midler og andre vanlige tilsetningsmidler velges blant dem som vanligvis anvendes ved sammensetning av lim og mer spesielt butylftalat, dioktylftalat, white-spirit, terpentin, karboksymetylcellulose, alkalimetall-polyakrylater, glyoksal, fenol-formaldehyd-harpikser.

Klebemiddelblandingene for liming av belegg på betong kan fordelaktig inneholde uorganiske fyllstoffer tilsvarende et vektforhold mellom uorganisk fyllstoff og lim-tørrstoffer mellom 2 og 4, en kollofoniumharpiksmengde tilsvarende et vektforhold kollofoniumharpiks/limtørrstoff på mellom 0,2 og 0,4 og eventuelt en liten mengde polart løsningsmiddel tilsvarende et vektforhold mellom løsningsmiddel + koaleserende middel + mykningsmiddel i forhold:til lim-tørrstoff på mellom 0,1 og 0,3.

Ut fra de mekaniske egenskaper av klebemiddelblandingene for liming av belegg på betong er det fordelaktig at de har en pH under 8 og foretrukket 4-7 eller i nærheten av 7, videre en viskositet på 5000-100000 mPas og foretrukket 15000-100000 mPas og helt spesielt 15000-60000 mPas samt ekstraherbart tørrstoffinnhold målt etter fransk standard NFT 51 054 (105°C, 2 timer) på 90%.

De etterfølgende eksempler illustrerer oppfinnelsen.

I disse eksempler ble det gjennomført en rekke tester med påførte belegg overfor forskjellige materialer for å be-dømme kvaliteten av limingen.

Disse tester er følgende:

1) Test med motstand mot napping (løsriving, avskrelling) ved 20°C under en vinkel på 180°.

Ved dette måles motstanden av limingen.

En baererplate av fibersement med dimensjoner 7,5 x 20 cm avpusset med "ARDIT" som påsmøring og inneholdende tilsetningsmidlet "IBO" (disse to produkter er fremstilt av Société Weber et Broutin - 77170 SERVON, Frankrike) tørkes i 24 timer ved 20°C.

Den følgende operasjonsrekkefølge gjennomføres med mindre annet er angitt i et rom kondisjonert ved 20°C og 65% relativ fuktighet.

Ved hjélp av en tannet rakel (modellen til Société Weber et Broutin) påsmøres 5 bærerplater av fibersement med 350-400 g/m 2 lim som skal testes. Etter 2 minutter sammenføres sam-tidig de fem bærerplater og fem identiske prøvestykker av belegg på forhånd oppkuttet til bånd i lengderetningen til prøvestykker på 5 x:-:45 cm og påført lim ved hjélp av tann-rakelen på en overflate på 5 x 15 cm 2. Man stabler med en gang disse fem sammenstillinger på hverandre og utøver et trykk på 25 g/cm 2 i 10 minutter på overflaten av det øverste prøvestykke i stabelen.

Motstanden mot måling av løsriving av limskjøten eller

mot avskrelling under en vinkel på 180°C gjennomføres ved hjelp av et dynamometer hvor forskyvningshastigheten av klembakkene er 100 mm/minutt.

Målingen av avskrellingskreftene gjennomføres på:

5 prøvestykker limt til 5 bærerplater, som beskrevet i det foregående og kondisjonert i 7 døgn ved 20°C og

65% relativ fuktighet

5 andre prøvestykker limt til 5 bærerplater tilsvarende som beskrevet i det foregående, først kondisjonert i 7

døgn ved 20°C og 65% relativ fuktighet og deretter i 5

døgn ved 55°C i tørkeskap og endelig et døgn ved 20°C og 65% relativ fuktighet. Resultatene er angitt i da N/5 cm.

2) Bestemmelse av klebekraften (eller hefteevnen).

Det dreier seg om en metode i bruk på området og som består i å .gjennomføre en sammenliming av en gitt bærer med et gitt belegg under påføring på en bestemt måte av en plate som kalles "pressplate" på belegget før og etter at dette belegg er anbragt på bæreren som er påsmurt limet som tes tes .

Arbeidsmåten er den følgende: En: .bærerplate av fibersement med dimensjoner 7,5 x 20 cm avpusset med "ARDIT" og inneholdende tilsetningsmidlet "IBO" (produkter fremstilt av Société'Weber et Boutin 77170 - SERVON, Frankrike) og tørket i 24 timer ved 20°C.

Rekkef ølgen::av ■ operas joner gjennomføres i et rom kondisjonert ved 20°C og 65% relativ fuktighet.

Ved hjelp av en tannet rakel påsmøres bærerplaten av fibersement 350-400 g/m 2 lim som testes.

Man oppkutter i lengderetningen en prøvelapp med belegg i form av en matte av ikke-vevet polyester fremstilt ved hjelp av smeltelim (av merket "BICONFORT" og fremstilt av Société SOMMER S.A. - 92200 NEUILLY, Frankrike) som prøve-stykke 80 x 100 mm. Man bretter dette prøvestykke i bred-den med utside mot utside. Ved hjelp av en pressplaten be- lastet med bly med vekt 2 kg og dimensjoner 80 x 100 mm og 20 mm tykkelse belastes bretten av prøvestykket med belegget i 5 minutter. 5 minutter etter avsetningen av limet på bærerplaten av fibersement påføres prøvestykket med belegget utfoldet.

Deretter påføres pressplaten på prøvestykket i 10 sekunder. Hvis man i de etterfølgende 20 sekunder iakttar at prøve-stykket løfter seg gjentas påleggingen av pressplaten på prøvestykket i 10 sekunder og man iakttar på nytt om prøve-stykket løfter seg. Disse to operasjoner gjentas maksimalt 10 ganger.

Man gjennomfører under de samme betingelser andre påføringer av prøvestykkene med belegg med ventetider før liming med mellomrom 5 minutter og opp til 60 minutter maksimalt.

Man noterer for en gitt ventetid før liming antallet ganger hvor prøvestykket med belegg løfter seg. Klebekraften er dårlig hvis belegget hever seg 5 ganger og gis da verdifallet 5. Hvis det hever:seg 10 ganger gis verdifallet 0. En god klebekraft tilsvarer et antall hevninger på 0-3 og gis verdifallet 10-7.

3) Klistringstid

Under testen med måling av klebekraften bemerkes at etter

en viss ventetid mellom påføring av limet og gjennomføring av limingen er klebekraften maksimal og varierer ikke i løpet av den aktuelle brukstid. Denne ventetid representerer den optimale verdi for klistringstiden. Dette er den tid som medgår mellom detøyeblikk hvor man avsetter limet og detøyeblikk hvor klebekraften ansees tilfremstillende.

4) Åpen brukstid

Testen for klebekraften fortsettes inntil det ikke lenger er noen synlig overføring til prøvestykket av belegget fra limfilmen. Man observerer til det tidspunkt hvor fuktingen av limet overfor prøvestykket med belegget er tilfredsstill-ende for oppnåelse av en god liming. For dette antas følg-ende bedømmelse: 5 tilsvarer enYfukting over hele overflaten av prøvestykket, 4 tilsvarer en fukting på 3/4 av overflaten av prøvetykket, 3 tilsvarer en fukting på halvdelen av overflaten av prøve-tykket , 2 tilsvarer en fukting på 1/4 av overflaten av prøvestykket, 1 tilsvarer en fukting på noen punkter av overflaten av prøves tykket,

0 tilsvarer ingen fukting.

I praksis er den åpne brukstid den tid som gis ^tallverdien 1.

6) Aktuell brukstid

Dette er den åpne brukstid fratrukket klistringstiden.

7) Bestemmelse av tørrekstrakt av lateks

Foretas etter fransk standard NFT 5 1054.

8) Bestemmelse av viskositeten av limet

Viskositeten måles ved hjelp av et Brookfield RVT apparat med

50 omdreininger/minutt.

EKSEMPEL 1

Ved vandig emulsjonspolymerisering av butadien, styren, fumarsyre og akrylsyre fremstilles en lateks av kopolymer A med 50% tørrstoffinnhold idet kopolymeren er sammensatt av 48 vekt% butadienenheter, 48 vekt% styrenenheter, 2 vekt% fumarsyreenheter og 2 vekt% akrylsyreenheter.

Ved vandig emulsjonspolymerisering av styren, n-butylakrylat

og akrylsyre fremstilles en lateks av kopolymer B med 50% tørrstoffinnholde, idet kopolymeren er sammensatt av 45 vekt% styrenenheter, 50 vekt% n-butyl-akrylatenheter og 5 vekt% akrylsyreenheter.

Man blander 60 vektdeler lateks av kopolymer A og 40 vekt-

deler lateks av kopolymer B og omrører for å oppnå en homo-

gen blanding av disse to latekser.

Denne blanding tilsettes som bindemiddel til de i det følg-

ende nevnte bestanddeler for fremstilling av et belegnings-

lim med følgende vektmessige sammensetning:

Oppløsning av karboksymetylcellulose (solgt under

betegnelsen vjBlanose R190" av NOVACEL) 5 vekt% 2

- Vandig oppløsning av natriumheksametafosfat\10

vekt% 10

VektforhoIdet kolofoniumharpiks/lateks

VSktforholdet White-Spirit + terpentin + dioktylftalat/ bindemiddel

Vektforholdet mellom uorganisk fyllstoff-bindemiddel er 250/100 = 2,5.

Viskositeten av dette lim målt ved hjelp av et Brookfield RVT-apparat med 50 omdreininger/minutt er 29.600 mPas.

Man har med dette lim gjennomført liminger av forskjellige belegg overfor forskjellige substanser og den etterfølgende tabell 1 oppgir resultatene fra disse limingsforsøk.

For sammenligning gjennomførte man forsøk med liming av et belegg mot myknet polyvinylklorid ("Taraflex S" i tabell 1) med lim med samme sammensetning som angitt i eksempel 1 bort-sett fra at blandingen av lateks av kopolymer A og kopolymer B ble erstattet i et tilfelle med den samme mengde av lateks av A alene og i det annet tilfelle med den samme mengde men bare av lateks av B alene.

Man har likeledes testet limingen med et lim med samme sammensetning men under erstatning av blandingen av lateks av A og av B med en kommersiell lateks av poly-2-etylheksylakrylat med en første glassomvandlingstemperatur på -51°C.

Tabell 2 gjengir resultatene fra sammenligningsforsøkene.

Man iakttar at limblandingen i henhold til oppfinnelsen tillater en klebing av belegg mot polyvinylklorid som er vesent-lig mer resistent mot løsriving enn den som oppnås med hver enkelt av lateksene som utgjør blandingen, anvendt separat eller med et lim på basis av poly-2-etylheksylakrylat.

i

EKSEMPEL 2

Man anvender blandingen av lateks i eksempel 1 som bindemiddel for fremstilling av et limbelegg hvor vektsammensetningen er følgende:

Vektforhold kolofoniumharpiks/lateks Vektforhold White-Spirit + terpentin + dioktylftalat/bindemiddel Vektforhold uorganisk fyllstoff/bindemiddel

Viskositen av limet målt ved hjelp av et Brookfiled RVT-apparat med 50 omdreininger/minutter = 99,200 mPas.

Man anvender dette lim for festing av et belegg mot myknet polyvinylklorid ("Taraflex S") anvendt i eksempel 1).

Resultatene fra forsøk med motstand mot løsriving eller -avskrelling er følgende:

Motstand mot løsriving etter tørking i

2 døgn ved 20°C i daN/5 cm 4,1

Motstand mot løsriving etter tørking i

7 døgn ved 20°C, deretter i 5 døgn ved

55°C og 1 døgn ved 20°C i daN/5 cm 8,5

EKSEMPEL 3

I sammensetningen av limet i eksempel 2 erstattes de 200 g

av partikler med midlere diamter 5 mikrometer av kalsiumkar-bonat med 250 g partikler med midlere diameter 10 mikrometer.

Viskositeten av dette lim målt som i eksempel 2 er 60200 mPas.

Forsøk med klebing ble gjenomført med belegget i eksempel 2.

Motstanden mot løsriving etter tørking i 7 døgn ved 20°c var 3,8 daN/5 cm.

Motstanden mot løsriving etter tørking i 7 døgn ved 20°C og deretter i 5 døgn ved 55°C og 1 døgn ved 20°C var 6,7 daN/5 cm.

EKSEMPEL 4

I limblandingen anvendt i eksempel 3 innlemmes bare 0,7 deler oppløsning av karboksymetylcellulose i stedet for to deler.

Viskositeten av limet målt som i eksempel 3 var 19200 mPas.

Etter forsøk med klebing av belegg som i det foregående eksempel finnes at motstanden mot løsrivning etter i ' døgn ved 20 oC var 3,5 daN/5 cm og etter ytterligere tørking i 5 døgn ved 55°C og 1 døgn ved 20°C var denne -motstand 4,4 daN/5 cm.

EKSEMPEL 5

Ved fremstillingen av limblandingen i eksempel 4 erstattes karboksymetylcellulosen med 0,7 g natriumpolyakrylat solgt under betegnelsen "Acrylron A 300" fra Société :jPROTEX.

Viskositeten av limet målt som i eksempel 4 er 23200 mPas.

Belegget i eksempel 4 ble underkastet limingsforsøk med følgende resultatet:

EKSEMPEL 6

Man gjentar fremstillingen av limblandingen som i eksempel 3 men tilsetter vann for å bringe viskositeten til 52.000 mPas .

De samme limingsforsøk med de samme belegg som i eksempel 3 ga følgende resultater:

Claims

1. Vandige dispersjoner av syntetiske harpikser for anvendelse i klebemidler, karakterisert ved at de utgjøres av en blanding av 20-80 vekt% av en lateks av en kopolymer A av butadien, styren og minst en etylenumettet karboksylsyre og 80-20 vekt% av en lateks av en kopolymer B av styren, alkylakrylat med en alkylgruppe C] __cg 0<3 eventuelt minst en etylenumettet karboksylsyre .

2. Dispersjoner som angitt i krav 1, k a r a k t e r i.:s ert ved at kopolymer A utgjøres av 40-70 vekt% butadien, 29-55 vekt% styren og 1-10 vekt% av minst en etylenumettet karboksylsyre.

3. Dispersjoner som angitt i krav 2, karakterisert ved at kopolymer A utgjøres av 45-70 vekt% butadien, 40-50 vekt% styren og 2-5 vekt% etylenumettet karboksylsyre.

4. Dispersjoner som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at kopolymer B utgjøres av 30-55 vekt% styren, 40-65 vekt% alkylakrylat og 0-10 vetk% av minst en etylenumettet karboksylsyre.

5. Dispersjoner som angitt i krav 4, karakterisert ved at kopolymer B utgjøres av 35-45 vekt% styren, 50-60 vekt% alkylakrylat og 1-5 vekt% etylenumettet karboksylsyre.

6. Dispersjoner som angitt i krav 1-5, karakterisert ved at alkylakryaltet har en alkylgruppeC^ -C^ .

7. Dispersjoner som angitt i krav 1-6, karakterisert ved at den etylenumettede karboksylsyre er akrylsyre, metakrylsyre, krotonsyre, maleinsyre, fumarsyre, itakonsyre, metakonsyre, glutakonsyre eller deres klorerte derivater.

8. Dispersjoner som angitt i krav 1-7, karakterisert ved at de utgjøres av en blanding av 40-60 vekt% lateks av kopolymer A og 60-40 vekt% lateks av kopolymer B.

9. Dispersjoner som angitt i krav 1-8, karakterisert ved at de inneholder 40-70 vekt% tørrstoff, at lateksen av kopolymer A inneholder 40-70 vekt% tørrstoff, og at lateksen av kopolymer B inneholder 40-70 vekt% tørrstoff.

10. Anvendelse av de vandige dispersjoner som angitt i krav 1-9 som bindemidler i klebemiddelblandinger.

11. Klebemiddelblandinger, karakterisert ved at de utgjøres av en vandig dispersjon i henhold til krav 1-9 og tilsetningsmidler for lim i et vektforhold tilsetningsstoffer/tørrstoffinnhold i den vandige dispersjonen på mellom 1 og 10.