PL211188B1 - Sposób syntezy prekursorów samoprzylepnego kleju strukturalnego na bazie poliakrylanów - Google Patents

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 211188 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 389114 ^{(51) Int.Cl.}

C08F 220/18 (2006.01) C08F 220/26 (2006.01) C08F 220/32 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 24.09.2009 _{C08F 2/48 (2006.01)}

C09J 133/08 (2006.01) C09J 133/14 (2006.01)

Sposób syntezy prekursorów samoprzylepnego kleju strukturalnego na bazie poliakrylanów

(43) Zgłoszenie ogłoszono:	(73) Uprawniony z patentu: ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY W SZCZECINIE, Szczecin, PL
28.03.2011 BUP 07/11 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:	(72) Twórca(y) wynalazku: ZBIGNIEW CZECH, Dobra Szczecińska, PL AGNIESZKA BUTWIN, Główczyce, PL
30.04.2012 WUP 04/12	(74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Renata Zawadzka

PL 211 188 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób syntezy prekursorów samoprzylepnych klejów strukturalnych na bazie poliakrylanów syntetyzowanych z użyciem monomerów zawierających takie grupy funkcyjne jak grupa oksiranowa oraz grupa hydroksylowa. Tak uzyskane kleje mogą znaleźć zastosowania do łączenia ze sobą różnorodnych materiałów, szczególnie narażonych na działanie wysokich temperatur.

Z opisu patentowego EP 1 557 449 znane są strukturalne taś my montaż owe stosowane w przemyśle samochodowym zbudowane z nośnika folii metalowej oraz naniesionej na folię termicznie utwardzanej kompozycji. Znana jest z opisu patentowego US 3326741 samoprzylepna taśma strukturalna bazująca na samoprzylepnych kopolimerach butadienowoakrylonitrylowych sieciowanych żywicami epoksydowymi. W zgłoszeniu patentowym US 3639500 opisano samoprzylepną kompozycję strukturalną zbudowaną z powłokotwórczego karboksylowanego elastomeru, eteru poliglicydolowego oraz sieciowanej termicznie żywicy. Z opisu patentowego US 4404246 znana jest strukturalna taśma samoprzylepna zawierająca klej składający się z kopolimerów akrylanowych zbudowanych z akrylanów alkilowych oraz nienasyconych kwasów karboksylowych sieciowanych żywicami aminowymi. Z opisu patentowego US 4769419 znana jest samoprzylepna kompozycja klejowa stosowana jako klej strukturalny do łączenia metali, zbudowana z modyfikowanych nienasyconych uretanów zawierających grupy nitrylowe, uretanów zbudowanych z monomerów zawierających grupy hydroksylowe oraz typowych izocyjanianów, nienasyconych związków fosforoorganicznych oraz substancji utleniających. Z opisu patentowego US 5086088 znana jest termoutwardzalna kompozycja otrzymana wskutek fotopolimeryzacji mieszaniny składającej się z 30 do 80% wag. monomerów lub prepolimerów akrylanowych zbudowanych z estrów akrylanowych oraz mało polarnych monomerów w postaci syropu, 20 do 60% wag. żywic epoksydowych nie zawierających grup fotoreaktywnych, 0,5 do 10% wag. termicznie reaktywnych związków sieciujących, 0,01 do 5% wag. fotoinicjatora oraz dodatkowego związku sieciującego. Z opisu patentowego 5593759 znany jest samoprzylepny klej strukturalny w postaci taśmy zbudowanej z nośnika składającego się z sieciowanej termicznie żywicy epoksydowej lub żywicy epoksydowej modyfikowanej żywicą akrylanową oraz powleczonej na nośniku sieciowanej termicznie warstwy kleju samoprzylepnego. Z międzynarodowej publikacji zgłoszenia wynalazku WO 96/11240 znana jest sieciowana dualnie samoprzylepna kompozycja strukturalna lub masa uszczelniająca, składająca się z polimerów zawierających takie grupy funkcyjne jak: grupa hydroksylowa, grupa epoksydowa, alkenowa oraz karboksylowa. Pierwszy etap sieciowania dualnego zachodzi w temperaturze umiarkowanej przy zastosowaniu izocyjanianów jako związków sieciujących, a drugi etap przebiega w temperaturze powyż ej 100°C przy zastosowaniu ż ywic aminowych. Z mię dzynarodowej publikacji zgłoszenia wynalazku WO 96/14349 znany jest sieciowany w niskiej temperaturze samoprzylepny klej strukturalny składający się z kleju samoprzylepnego zawierającego rodnikowo syntetyzowany polimer, kationowo syntetyzowany polimer oraz fotoreaktywny system zawierający kompleksy soli metaloorganicznych. Dodatkowo samoprzylepny klej strukturalny może zawierać mono-lub poli(alkohol wielowodorotlenowy).

Kleje strukturalne służą do łączenia szerokiej gamy materiałów takich jak: metal, szkło, tworzywa sztuczne w różnych kombinacjach, a także do jednoczesnego łączenia i uszczelnienia. Łączenie dużych powierzchni pozwala na zmniejszenie naprężeń miejscowych, co polepsza odporność łączonych miejsc na zmęczenie oraz uderzenie. Samoprzylepne kleje strukturalne są stosowane często jako połączenia sztywne, służące dodatkowemu wzmocnieniu łączonej konstrukcji, gdzie wysoka wytrzymałość, sztywność oraz odporność na zmęczenie są szczególnie ważne i osiągane jedynie innymi metodami łączenia, takimi jak spawanie czy nitowanie. Występująca w przemyśle potrzeba zastosowania układów klejowych wykazujących cechy charakterystyczne klejów samoprzylepnych (użyteczne podczas montażu), które następnie, przez dalsze traktowanie mogą ulec zamianie w kleje strukturalne, doprowadziła do rozwoju samoprzylepnych klejów strukturalnych.

Zadaniem proponowanego wynalazku jest opracowanie metody wytwarzania prekursorów samoprzylepnych poliakrylanowych klejów strukturalnych charakteryzujących się bardzo szybkim utwardzaniem w podwyższonej temperaturze w obszarze od 120 do 150°C, co gwarantuje otrzymanie trwałych mechanicznie połączeń o polepszonej odporności na rozrywanie, zmęczenie oraz udarność.

Sposób syntezy prekursorów samoprzylepnych klejów strukturalnych na bazie poliakrylanów, według wynalazku, polegający na polimeryzacji w obecności inicjatora wolnorodnikowego, charakteryzuje się tym, że mieszaninę monomerów zawierającą 50 do 90% wagowych estrów alkilowych kwasu

PL 211 188 B1 akrylowego o długości łańcucha węglowego w łańcuchu bocznym grupy alkilowej od 4 do 12 atomów węgla, 5 do 40% wagowych estrów alkilowych kwasu akrylowego zawierających w łańcuchu bocznym grupy alkilowej grupy hydroksylowe, 5 do 40% wagowych monomerów zawierających w łańcuchu bocznym grupy alkilowej grupy oksiranowe i 0,01 do 5% wagowych nienasyconego fotoinicjatora w postaci rodnikowego fotoinicjatora pierwszego i/lub drugiego rodzaju, na bazie benzofenonu, acetofenonu, antrachinonu i/lub benzoiny, poddaje się polimeryzacji wolnorodnikowej, przy czym stężenie wszystkich monomerów użytych do syntezy samoprzylepnego kleju strukturalnego wynosi 100% wagowych. Jako ester alkilowy kwasu akrylowego o długości łańcucha węglowego w łańcuchu bocznym grupy alkilowej od 4 do 12 atomów węgla stosuje się akrylan butylu, akrylan pentylu, akrylan heksylu, akrylan heptylu, akrylan oktylu, akrylan izooktylu, akrylan 2-etyloheksylu, akrylan 2-metyloheptylu, akrylan nonylu, akrylan decylu, (met)akrylan dodecylu lub ich mieszaniny. Jako ester alkilowy kwasu akrylowego zawierający w łańcuchu bocznym grupy alkilowej grupy hydroksylowe stosuje się akrylan 2-hydroksyetylu, 1-hydroksypropylu, 2-hydroksypropylu, 4-hydroksybutylu lub ich mieszaniny. Jako monomer zawierający w łańcuchu bocznym grupy alkilowej grupy oksiranowe stosuje się akrylan glicydylu, metakrylan glicydylu, alliloglicydyloeter lub ich mieszaniny. Nienasycony fotoinicjator ma za zadanie stworzenie w kleju samoprzylepnym fotoreaktywnych grup funkcyjnych zdolnych pod wpływem promieniowania UV do procesu sieciowania i nadania klejowi samoprzylepnemu wymaganej wytrzymałości wewnętrznej (kohezji), umożliwiającej jego aplikację na powierzchniach łączonych materiałów. Wbudowane w łańcuch polimeru fotoinicjatory rodnikowe wytwarzają w trakcie naświetlania kleju promieniowaniem UV związane ze strukturą polimeru reaktywne rodniki wewnętrzne, zdolne do sieciowania ze sobą fragmentów łańcuchów polimerów i zapewnienia prekursorom samoprzylepnych klejów strukturalnych niezbędnej do celów aplikacyjnych kohezji. Korzystnie jako nienasycony fotoinicjator rodnikowy na bazie benzofenonu stosuje się 4-akryloilooksybenzofenon. Korzystnie jako nienasycony fotoinicjator rodnikowy na bazie acetofenonu stosuje się 4-(2-akryloilooksyetoksy)-fenylo-(2-hydroksy-2-propylo)ketonu. Korzystnie jako nienasycony fotoinicjator rodnikowy na bazie antrachinonu stosuje się 2-akryloilooksyantrachinon. Korzystnie jako nienasycony fotoinicjator rodnikowy na bazie benzoiny stosuje się akrylan benzoiny. Po polimeryzacji dodaje się od 0,1 do 10% wagowych, w odniesieniu do masy polimeru, termicznie reagującego związku sieciującego. Związki sieciujące dodaje się w celu uzyskania typowych właściwości strukturalnych, charakteryzujących się wysoką wytrzymałością spoiny klejowej o właściwościach mechanicznych charakterystycznych dla żywic epoksydowych. Związki te mają za zadanie zmianę właściwości samoprzylepnych kleju na jego właściwości strukturalne. Proces ten zachodzi w trakcie aplikacji w temperaturze od 120°C do 150°C. Korzystnie jako termicznie reagujące związki sieciujące stosuje się żywice epoksydowe, aminy, dicyjanodiamid, poliaminoamidy, imidazole lub addukty kwasów Lewisa. Otrzymane w ten sposób kleje sieciuje się przy użyciu promieniowania ultrafioletowego w obszarze od 200 do 400 nm. Jako źródło promieniowania UV stosuje się typowe nisko-, średnio- lub wysokociśnieniowe rtęciowe lampy UV emitujące spektralne promieniowanie UV oraz ekscymerowe lampy UV lub lasery ekscymerowe UV emitujące monochromatyczne promieniowanie UV o ściśle określonej długości fali.

Sieciowanie promieniowaniem UV prekursorów samoprzylepnych klejów strukturalnych, a następnie sieciowane termiczne w kanale suszącym według wynalazku może odbywać się bezpośrednio na podłożu dehezyjnym jakim jest z reguły papier silikonowany, folia silikonowana lub folia fluorosilikonowana. Jako gotowy usieciowany produkt otrzymuje się transferowe taśmy beznośnikowe, stosowane jako samoprzylepne taśmy strukturalne, których końcowe właściwości mechaniczne, typowe dla klejów strukturalnych, uzyskuje się w gotowych łączonych ze sobą materiałach, w trakcie ich termicznej obróbki, w zakresie temperatur od 120°C do 150°C. Tego typu kleje charakteryzują się, po usieciowaniu termicznym w temperaturze od 120°C do 150°C, bardzo dużą wytrzymałością wewnętrzną typową dla epoksydowych klejów strukturalnych, co predestynuje je do zastosowania do łączenia ze sobą różnorodnych materiałów, szczególnie narażonych na działanie wysokich temperatur.

Sposób według wynalazku pozwala uzyskać samoprzylepny klej poliakrylanowy z estrów alkilowych kwasu akrylowego o długości łańcucha węglowego w łańcuchu bocznym grupy alkilowej od 4 do 12 atomów węgla, estrów alkilowych kwasu akrylowego zawierających w łańcuchu bocznym grupy alkilowej grupy hydroksylowe, monomerów zawierających w łańcuchu bocznym grupy alkilowej grupy oksiranowe oraz nienasyconych fotoinicjatorów. Jest to możliwe dzięki temu, że wszystkie wyżej wymienione grupy funkcyjne pochodzą od nienasyconych, zdolnych do reakcji polimeryzacji monomerów i wbudowane są w ł a ń cuch polimeru w trakcie polimeryzacji.

PL 211 188 B1

Wynalazek ilustrują bliżej poniższe przykłady wykonania. Podane procenty wagowe odnoszą się do całkowitej masy polimeru kleju samoprzylepnego. Podstawowe właściwości usieciowanej warstwy kleju samoprzylepnego takie jak tack (lepkość, kleistość), adhezję (przyczepność) oraz kohezję (wytrzymałość wewnętrzna kleju) mierzono wg normy AFERA, używanej przez Europejskie Stowarzyszenie Producentów Produktów Samoprzylepnych: tack wg normy AFERA 4105, adhezję wg normy AFERA 4001 oraz kohezję w temperaturze pokojowej oraz w 70°C wg normy AFERA 4012.

P r z y k ł ad 1

W znajdują cym się na ł aź ni olejowej reaktorze o pojemnoś ci 1 l zaopatrzonym w mieszadł o, chłodnicę zwrotną, termometr oraz wkraplacz umieszcza się 300 g rozpuszczalnika octanu etylu. Octan etylu ogrzewa się do wrzenia, a następnie do wrzącego octanu etylu wkrapla się w ciągu 2 godzin 300 g mieszaniny złożonej z 150 g akrylanu 2-etyloheksylu (50% wag.), 30 g akrylanu 2-hydroksyetylu (10% wag.), 105 g metakrylanu glicydylu (35% wag.), 15 g (5% wag.) 4-akryloilooksybenzofenonu oraz 0,3 g inicjatora azowego AIBN (0,1% wag.). Proces polimeryzacji prowadzi się przez godzin, otrzymuj ą c rozpuszczalnikowy poliakrylanowy klej samoprzylepny o 50% wag. zawartoś ci polimeru oraz o lepkości 21,2 Pa-s, mierzonej w temperaturze 23°C na wiskozymetrze Rheomat RM 189. Do otrzymanego w ten sposób kleju dodaje się 0,6 g (0,2% wag.) żywicy epoksydowej DER-736. Tak otrzymanym roztworem kleju powleka się, za pomocą rakla, dehezyjną folię poliestrową, a następnie suszy się w suszarce przez 10 min w temperaturze 105°C. Otrzymaną folię poliestrową zawierającą warstwę kleju samoprzylepnego o gramaturze 60 g/m² naświetla się 10 s lampą UV Aktiprint-mini 18-2 o natężeniu 900 mJ/cm². Właściwości uzyskanego materiału samoprzylepnego przedstawiono w tabeli 1.

Następnie otrzymaną w ten sposób transferową taśmą samoprzylepną (filmem klejowym) połączono ze sobą dwa paski blachy aluminiowej o wymiarach 2,5 cm (szerokość) x 15 cm (długość). Powierzchnia łączenia blach wynosiła 2,5 cm x 2,5 cm (6,25 cm²). Otrzymane w ten sposób połączenie klejowe ogrzewano przez 10 min w temperaturze od 120 do 150°C, a następnie badano na wytrzymałość na ścinanie na maszynie wytrzymałościowej firmy Zwick/Roell Z1.0. Wyniki testów wytrzymałości na ścinanie przedstawiono w tabeli 2.

P r z y k ł ad 2

W znajdującym się na łaźni olejowej reaktorze o pojemności 1 l zaopatrzonym w mieszadło, chłodnicę zwrotną, termometr oraz wkraplacz umieszcza się 300 g rozpuszczalnika octanu etylu. Octan etylu ogrzewa się do wrzenia, a następnie do wrzącego octanu etylu wkrapla się w ciągu 2 h 300 g mieszaniny złożonej z 267 g akrylanu butylu (89% wag.), 15 g akrylanu glicydylu (5% wag.), 15 g akrylanu 2-hydroksyetylu (5% wag.), 3 g (1% wag.) akrylan benzoiny oraz 0,3 g inicjatora azowego AIBN (0,1% wag.). Proces polimeryzacji prowadzi się przez 5 h, otrzymując rozpuszczalnikowy poliakrylanowy klej samoprzylepny o 50% wag. zawartości polimeru oraz o lepkości 8,3 Pa-s, mierzonej w temperaturze 23°C na wiskozymetrze. Do otrzymanego w ten sposób kleju dodaje się 30 g (10% wag.) modyfikowanego poliaminoamidu Saduramid 40. Tak otrzymanym roztworem kleju powleka się, za pomocą rakla, dehezyjną folię poliestrową, a następnie suszy się w suszarce przez 10 min w temperaturze 105°C. Otrzymaną folię poliestrową zawierającą warstwę kleju samoprzylepnego o gramaturze 60 g/m² naświetla się 10 s lampą UV o natężeniu 900 mJ/cm². Właściwości uzyskanego materiału samoprzylepnego przedstawiono w tabeli 1.

Następnie otrzymaną w ten sposób transferową taśmą samoprzylepną (filmem klejowym) połączono ze sobą dwa paski blachy aluminiowej o wymiarach 2,5 cm (szerokość) x 15 cm (długość). Powierzchnia łączenia blach wynosiła 2,5 cm x 2,5 cm (6,25 cm²). Otrzymane w ten sposób połączenie klejowe ogrzewano przez 10 min w temperaturze od 120 do 150°C, a następnie badano na wytrzymałość na ścinanie. Wyniki pomiarów wytrzymałości na ścinanie przedstawiono w tabeli 2.

P r z y k ł ad 3

W znajdującym się na łaźni olejowej reaktorze o pojemności 1 l zaopatrzonym w mieszadło, chłodnicę zwrotną, termometr oraz wkraplacz umieszcza się 300 g rozpuszczalnika octanu etylu. Octan etylu ogrzewa się do wrzenia, a następnie do wrzącego octanu etylu wkrapla się w ciągu 2 h 300 g mieszaniny złożonej z 114 g akrylanu izooktylu (38% wag.), 120 g akrylanu 2-hydroksypropylu (40% wag.), 60 g metakrylanu glicydylu (20% wag.), 6 g (2% wag.) 4-(2-akryloilooksyetoksy)-fenylo-(2-hydroksy-2-propylo)ketonu oraz 0,3 g inicjatora azowego AIBN (0,1% wag.). Proces polimeryzacji prowadzi się przez 5 h, otrzymując rozpuszczalnikowy poliakrylanowy klej samoprzylepny o 50% wag. zawartości polimeru oraz o lepkości 16,7 Pa-s, mierzonej w temperaturze 23°C na wiskozymetrze. Do otrzymanego w ten sposób kleju dodaje się 15 g dicyjonodiamidu (5% wag.) Tak otrzymanym roztworem

PL 211 188 B1 kleju powleka się, za pomocą rakla, dehezyjną folię poliestrową, a następnie suszy się w suszarce przez 10 min w temperaturze 105°C. Otrzymaną folię poliestrową zawierającą warstwę kleju samoprzylepnego o gramaturze 60 g/m² naświetla się 10 s lampą UV o natężeniu 900 mJ/cm². Właściwości uzyskanego materiału samoprzylepnego przedstawiono w tabeli 1.

Następnie otrzymaną w ten sposób transferową taśmą samoprzylepną (filmem klejowym) połączono ze sobą dwa paski blachy aluminiowej o wymiarach 2,5 cm (szerokość) x 15 cm (długość). Powierzchnia łączenia blach wynosiła 2,5 cm x 2,5 cm (6,25 cm²). Otrzymane w ten sposób połączenie klejowe ogrzewano przez 10 min w temperaturze od 120 do 150°C, a następnie badano na wytrzymałość na ścinanie. Wyniki pomiarów wytrzymałości na ścinanie przedstawiono w tabeli 2.

P r z y k ł ad 4

W znajdują cym się na ł aź ni olejowej reaktorze o pojemnoś ci 1 l zaopatrzonym w mieszadł o, chłodnicę zwrotną, termometr oraz wkraplacz umieszcza się 300 g rozpuszczalnika octanu etylu. Octan etylu ogrzewa się do wrzenia, a następnie do wrzącego octanu etylu wkrapla się w ciągu 2 h 300 g mieszaniny złożonej z 179,97 g akrylanu dodecylu (59,99% wag.), 60 g eteru alliloglicydylowego (20% wag.), 60 g akrylanu 4-hydroksybutylu (20% wag.), 0,03 g (0,01% wag.) akrylanu benzoiny oraz 0,3 g inicjatora BPO (nadtlenek benzoilu) (0,1% wag.). Proces polimeryzacji prowadzi się przez 5 h, otrzymując rozpuszczalnikowy poliakrylanowy klej samoprzylepny o 50% wag. zawartości polimeru oraz o lepkości 6,4 Pa-s, mierzonej w temperaturze 23°C na wiskozymetrze. Do otrzymanego w ten sposób kleju dodaje się 24 g (8% wag.) modyfikowanej aminy aromatycznej Akfanil 50. Tak otrzymanym roztworem kleju powleka się, za pomocą rakla, dehezyjną folię poliestrową, a następnie suszy się w suszarce przez 10 min w temperaturze 105°C. Otrzymaną folię poliestrową zawierającą warstwę kleju samoprzylepnego o gramaturze 60 g/m² naświetla się 10 s lampą UV o natężeniu 900 mJ/cm². Właściwości uzyskanego materiału samoprzylepnego przedstawiono w tabeli 1.

Następnie otrzymaną w ten sposób transferową taśmą samoprzylepną (filmem klejowym) połączono ze sobą dwa paski blachy aluminiowej o wymiarach 2,5 cm (szerokość) x 15 cm (długość). Powierzchnia łączenia blach wynosiła 2,5 cm x 2,5 cm (6,25 cm²). Otrzymane w ten sposób połączenie klejowe ogrzewano przez 10 min w temperaturze od 120 do 150°C, a następnie badano na wytrzymałość na ścinanie. Wyniki pomiarów wytrzymałości na ścinanie przedstawiono w tabeli 2.

P r z y k ł ad 5

W znajdującym się na łaźni olejowej reaktorze o pojemności 1 l zaopatrzonym w mieszadło, chłodnicę zwrotną, termometr oraz wkraplacz umieszcza się 300 g rozpuszczalnika octanu etylu. Octan etylu ogrzewa się do wrzenia, a następnie do wrzącego octanu etylu wkrapla się w ciągu 2 h 300 g mieszaniny złożonej z 120 g akrylanu 2-etyloheksylu (40% wag.), 60 g akrylanu butylu (20% wag.), 45 g akrylanu glicydylu (15% wag.), 30 g metakrylanu glicydylu (10% wag.), 30 g akrylanu 2-hydroksyetylu (10% wag.), 12 g akrylanu 1-hydroksypropylu (4% wag.), 3 g (1% wag.) 2-akryloilooksyantrachinonu oraz 0,3 g inicjatora azowego AIBN (0,1% wag.). Proces polimeryzacji prowadzi się przez 5 h, otrzymując rozpuszczalnikowy poliakrylanowy klej samoprzylepny o 50% wag. zawartości polimeru oraz o lepkości 14,9 Pa-s, mierzonej w temperaturze 23°C na wiskozymetrze. Do otrzymanego w ten sposób kleju dodaje się 30 g (10% wag.) adduktu kwasu Lewisa A-218. Tak otrzymanym roztworem kleju powleka się, za pomocą rakla, dehezyjną folię poliestrową, a następnie suszy się w suszarce przez 10 min w temperaturze 105°C. Otrzymaną folię poliestrową zawierającą warstwę kleju samoprzylepnego o gramaturze 60 g/m² naświetla się 10 s lampą UV o natężeniu 900 mJ/cm². Właściwości uzyskanego materiału samoprzylepnego przedstawiono w tabeli 1.

Następnie otrzymaną w ten sposób transferową taśmą samoprzylepną (filmem klejowym) połączono ze sobą dwa paski blachy aluminiowej o wymiarach 2,5 cm (szerokość) x 15 cm (długość). Powierzchnia łączenia blach wynosiła 2,5 cm x 2,5 cm (6,25 cm²). Otrzymane w ten sposób połączenie klejowe ogrzewano przez 10 min w temperaturze od 120 do 150°C, a następnie badano na wytrzymałość na ścinanie. Wyniki pomiarów wytrzymałości na ścinanie przedstawiono w tabeli 2.

P r z y k ł ad 6

W znajdującym się na łaźni olejowej reaktorze o pojemności 1 l zaopatrzonym w mieszadło, chłodnicę zwrotną, termometr oraz wkraplacz umieszcza się 300 g rozpuszczalnika octanu etylu. Octan etylu ogrzewa się do wrzenia, a następnie do wrzącego octanu etylu wkrapla się w ciągu 2 h 300 g mieszaniny złożonej z 60 g akrylanu 2-etyloheksylu (20% wag.), 60 g akrylanu heksylu (20% wag.), 60 g akrylanu butylu (20% wag.), 30 g akrylanu glicydylu (10% wag.), 30 g metakrylanu glicydylu (10% wag.), 15 g eteru alliloglycidylu (5% wag.), 30 g akrylanu 4-hydroksybutylu (10% wag.), 12 g akrylanu 1-hydroksypropylu (4% wag.), 3 g (1% wag.) 2-akryloilooksyantrachinonu oraz 0,3 g inicjatora BPO

PL 211 188 B1 (nadtlenek benzoilu) (0,1% wag.). Proces polimeryzacji prowadzi się przez 5 h, otrzymując rozpuszczalnikowy poliakrylanowy klej samoprzylepny o 50% wag. zawartości polimeru oraz o lepkości

14,9 Pa-s, mierzonej w temperaturze 23°C na wiskozymetrze. Do otrzymanego w ten sposób kleju dodaje się 15 g (5% wag.) adduktu kwasu Lewisa NACURE Super XC-7231. Tak otrzymanym roztworem kleju powleka się, za pomocą rakla, dehezyjną folię poliestrową, a następnie suszy się w suszarce przez 10 min w temperaturze 105°C. Otrzymaną folię poliestrową zawierającą warstwę kleju samoprzylepnego o gramaturze 60 g/m² naświetla się 10 s lampą UV o natężeniu 900 mJ/cm². Właściwości uzyskanego materiału samoprzylepnego przedstawiono w tabeli 1.

Następnie otrzymaną w ten sposób transferową taśmą samoprzylepną (filmem klejowym) połączono ze sobą dwa paski blachy aluminiowej o wymiarach 2,5 cm (szerokość) x 15 cm (długość). Powierzchnia łączenia blach wynosiła 2,5 cm x 2,5 cm (6,25 cm²). Otrzymane w ten sposób połączenie klejowe ogrzewano przez 10 min w temperaturze od 120 do 150°C, a następnie badano na wytrzymałość na ścinanie. Wyniki pomiarów wytrzymałości na ścinanie przedstawiono w tabeli 2.

T a b e l a 1

Klej wg przykładu	Tack[N]	Adhezja [N]	Kohezja [N]
20°C	70°C	20°C	70°C
1	5,6	7,1	6,3	90	40
2	10,3	13,5	11,0	60	20
3	8,8	10,1	9,0	70	25
4	14,2	15,1	11,8	40	10
5	7,9	10,1	8,7	75	30
6	8,4	9,7	8,9	70	30

T a b e l a 2

Klej wg przykładu	Wytrzymałość na ścinanie [N] w temperaturach utwardzania pomiędzy 120°C a 150°C
120°C	130°C	140°C	150°C
1	30	60	90	120
2	120	120	120	120
3	90	110	120	120
4	100	120	120	120
5	120	120	120	120
6	90	110	120	120

Zastrzeżenia patentowe

Claims (10)

1. Sposób syntezy prekursorów samoprzylepnych klejów strukturalnych na bazie poliakrylanów, polegający na polimeryzacji w obecności inicjatora wolnorodnikowego, znamienny tym, że mieszaninę monomerów zawierającą 50 do 90% wagowych estrów alkilowych kwasu akrylowego o długości łańcucha węglowego w łańcuchu bocznym grupy alkilowej od 4 do 12 atomów węgla, 5 do 40% wagowych estrów alkilowych kwasu akrylowego zawierających w łańcuchu bocznym grupy alkilowej grupy hydroksylowe, 5 do 40% wagowych monomerów zawierających w łańcuchu bocznym grupy alkilowej grupy oksiranowe i 0,01 do 5% wagowych nienasyconego fotoinicjatora w postaci rodnikowego fotoinicjatora pierwszego i/lub drugiego rodzaju, na bazie benzofenonu, acetofenonu, antrachinonu i/lub benzoiny, poddaje się polimeryzacji wolnorodnikowej, przy czym stężenie wszystkich monomerów użytych do syntezy samoprzylepnego kleju strukturalnego wynosi 100% wagowych.

PL 211 188 B1

2. Sposób wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e jako ester alkilowy kwasu akrylowego o dł ugości łańcucha węglowego w łańcuchu bocznym grupy alkilowej od 4 do 12 atomów węgla stosuje się akrylan butylu i/lub akrylan pentylu i/lub akrylan heksylu i/lub akrylan heptylu i/lub akrylan oktylu i/lub akrylan izooktylu i/lub akrylan 2-etyloheksylu i/lub akrylan 2-metyloheptylu i/lub akrylan nonylu i/lub akrylan decylu i/lub (met)akrylan dodecylu.

3. Sposób wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e jako ester alkilowy kwasu akrylowego zawierający w łańcuchu bocznym grupy alkilowej grupy hydroksylowe stosuje się akrylan 2-hydroksyetylu i/lub 1-hydroksypropylu i/lub 2-hydroksypropylu i/lub 4-hydroksybutylu.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ż e jako monomer zawierający w łańcuchu bocznym grupy alkilowej grupy oksiranowe stosuje się akrylan glicydylu i/lub metakrylan glicydylu i/lub alliloglicydyloeter.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako nienasycony fotoinicjator rodnikowy na bazie benzofenonu stosuje się 4-akryloilooksybenzofenon.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako nienasycony fotoinicjator rodnikowy na bazie acetofenonu stosuje się 4-(2-akryloilooksyetoksy)-fenylo-(2-hydroksy-2-propylo)ketonu.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako nienasycony fotoinicjator rodnikowy na bazie antrachinonu stosuje się 2-akryloilooksyantrachinon.

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ż e jako nienasycony fotoinicjator rodnikowy na bazie benzoiny stosuje się akrylan benzoiny.

9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po polimeryzacji dodaje się od 0,1 do 10% wagowych, w odniesieniu do masy polimeru, termicznie reagującego związku sieciującego.

10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że jako termicznie reagujące związki sieciujące stosuje się żywice epoksydowe, aminy, dicyjanodiamid, poliaminoamidy, imidazole lub addukty kwasów Lewisa.