PL216739B1

PL216739B1 - Sposób wytwarzania jednoskładnikowego kleju topliwego w postaci granulek lub proszku, kompozycja tego kleju, sposób jego użytkowania oraz zastosowanie

Info

Publication number: PL216739B1
Application number: PL363680A
Authority: PL
Inventors: Hartmut Primke; Gerald Petry; Andrew Nixon; Hans-Peter Kohlstadt; Ingolf Scheffler; Jürgen Wichelhaus; Michael Krebs; Michael Rudolph
Original assignee: Henkel Ag & Co Kgaa
Priority date: 2001-05-09
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2014-05-30
Also published as: DE10122437A1; EP1397455A1; CZ20033038A3; KR100900180B1; US20040143034A1; KR20040029974A; DE50207444D1; US7267878B2; WO2002090454A1; CA2446919C; ES2268051T3; ATE332343T1; EP1397455B1; CA2446919A1; BR0210059A; BR0210059B1; JP2004531610A; PL363680A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania jednoskładnikowego kleju topliwego w postaci granulek lub proszku, utwardzanego pod wpływem wilgoci, w którym przynajmniej część polimerowych komponentów kompozycji kleju topliwego zawiera reagujące z wilgocią grupy izocyjanianowe. Dalszym przedmiotem wynalazku jest kompozycja tego kleju. Kolejnym przedmiotem wynalazku jest sposób użytkowania kleju, oraz jego zastosowanie.

Reaktywne, jednoskładnikowe, utwardzające się pod wpływem wilgoci, topliwe kleje poliuretanowe, są klejami utwardzającymi się lub ulegającymi sieciowaniu pod wpływem wilgoci, które w temperaturze pokojowej mają konsystencję stałą, a są stosowane w postaci płynnej. Składniki polimerowe tych klejów zawierają grupy uretanowe, jak również reaktywne grupy izocyjanianowe. Podobnie, klej topliwy, utwardzający się lub ulegający sieciowaniu pod wpływem wilgoci, może zawierać jako grupy reaktywne, grupy silanowe, które mogą być wytwarzane w zasadzie na bazie prepolimerów poliuretanowych, jak również z poliamidów i innych polimerów za pomocą organofunkcyjnych silanów poprzez reakcje analogiczne do polimeryzacji. Po naniesieniu stopionego kleju na łączone powierzchnie i jego ochłodzeniu, najpierw następuje szybkie wiązanie kleju w wyniku jego zestalenia. Bezpośrednio po tym zachodzi reakcja chemiczna grup izocyjanianowych lub silanowych z wilgocią z otoczenia, co prowadzi do powstania usieciowanego nietopliwego kleju. Reaktywne kleje topliwe na bazie prepolimerów poliuretanowych z końcowymi grupami izocyjanianowymi lub silanowymi są opisane w publikacji H.F. Huber i H. M^Ier „Shaping Reactive Hotmelts Using LMW Copolyesters”, Adhesives Age, November 1997, str. 32 - 35.

Reaktywne poliuretanowe kleje i materiały uszczelniające charakteryzują się wysoką wydajnością. W ostatnich latach znalazły one nowe zastosowania. Kompozycje takich klejów lub materiałów uszczelniających są znane z wielu zgłoszeń patentowych i innych publikacji.

Obok wielu zalet, kleje topliwe wykazują również wady systemowe. Utwardzające się pod wpływem wilgoci klejów topliwych są bardzo wrażliwe na wilgoć występującą w otaczającej atmosferze. W związku z tym zwykle pakowane są w beczki, odporne na wilgoć, przeważnie w postaci zwartych bloków. W przypadku używania kleju z beczki, konieczne jest stosowanie urządzeń umożliwiających topienie kleju i doprowadzenie go do dozownika bez styczności z wilgocią. Jak wiadomo ze stanu techniki, topliwe kleje nie reaktywne mogą być przechowywane nie tylko w kompaktowych blokach do topienia, lecz także w postaci sypkiej, jako granulat, pastylki, proszek oraz w podobnych cząstkach. Zaletą kształtu takiej postaci jest łatwość pakowania i magazynowania w beczkach, workach lub w „bigbagach”. Klej topliwy w cząstkach może być łatwo przenoszony, przykładowo za pomocą zasysania lub transportu pneumatycznego, a także magazynowany w silosach i dostarczany bezpośrednio do urządzenia stapiającego. Pożądane jest zatem, aby także klej topliwy, utwardzający się pod działaniem wilgoci, mógł być dostarczany w postaci lejnej lub sypkiej.

Z opisu patentowego nr DD 280540 A1 znany jest sposób wytwarzania połączeń klejowych za pomocą kleju topliwego. Sposób ten polega na tym, że przygotowuje się pierwszą mieszankę kopolimeru etylenu i octanu winylu z hydroksyle - i/lub karboksylofunkcjonalnymi oligomerami lub polimerami, oraz drugą mieszankę z kopolimeru etylenu i octanu winylu, klejącej żywicy i wielofunkcyjnego izocyjanianu w postaci granulatu, po czym miesza się je i doprowadza do stapiającej wytłaczarki, w której przebywają w temperaturze od 330°K do 480°K przez okres od 10 s do 600 s, przy czym stosunek mieszania tych mieszanek wynosi od 1 : 5 do 5 : 1, albo stapia się je oddzielnie i poddaje intensywnemu wymieszaniu krótko przed dozowaniem. W opisie tym nie ujawniono jednoskładnikowego, utwardzającego się pod wpływem wilgoci, kleju topliwego w postaci granulatu.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych AP nr US 4 384 083 znany jest klej topliwy zawierający granulowane, termoplastyczne poliuretany na bazie polieteru i granulowane poliaminoamidy. Zgranulowane składniki poliuretanowe i poliaminoamidowe miesza się, a następnie podczas topienia poddaje się niskiemu ścinaniu, po czym wysokiemu ścinaniu. Po wytłaczaniu można je nanosić bezpośrednio na części klejone lub granulować do późniejszego użytku. Wytłoczony klej może także mieć postać filmu lub proszku, albo być rozpuszczony w rozpuszczalniku. Również w tym opisie nie ujawniono jednoskładnikowego topliwego kleju, utwardzającego się pod wpływem wilgoci.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 1 954 1923 znany jest granulowany klej na bazie mieszanki żywicy, poliuretanu oraz kopolimeru etylenu i octanu winylu, zawierający reaktywny akrylan, żywicę epoksydową lub (zblokowaną) grupę izocyjanianowi, jak również komponenty hydroksylowe. Klej ten jest sieciowany termicznie.

PL 216 739 B1

Z europejskiego opisu patentowego nr EP 832953 znana jest proszkowa mieszanka reaktywnego poliuretanu na bazie zblokowanego prepolimeru poliuretanowego, jak również niefunkcyjnych związków uretanu na bazie monoizocyjanianów i mono- lub polialkoholi albo amin, względnie alternatywnie na bazie poliizocyjanianów i monofunkcyjnych alkoholi lub amin. Stosuje się ją do klejenia na gorąco tekstyliów, jak również do odlewania kokilowego („slush molding”).

Ze zgłoszenia międzynarodowego pod nr WO 93/25599 znany jest sposób i mieszanki do wytwarzania reaktywnych związków topliwych, która znajduje zastosowanie przede wszystkim jako klej topliwy. Składa się ona z topliwych hydroksylo- lub aminofunkcyjnych polimerów lub mieszanin polimerów, które przeprowadza się z fazy ciekłej w temperaturze ponad 40°C, oraz proszkowych, stałych, poliizocyjanianów o deaktywowanej powierzchni. Na str. 16 tego opisu, ujawniono, że reaktywne, topliwe związki, bez nośnika, otrzymuje się z przedstawionych wyżej kompozycji w postaci filmu, ziaren lub granulatu albo jako bezpostaciową tak, że ciekły, nie usieciowany klej może być nanoszony na podłoże o powierzchni nie przyczepnej lub adhezyjnej i zawierającej substancję uwalniającą. Po ochłodzeniu kleju, można go usunąć z powierzchni nośnika, zmywać i przechowywać okresowo albo nanosić na powierzchnię podłoża. Według tego opisu, reaktywne, topliwe proszki można otrzymywać przez wytłaczanie płynnej mieszaniny na przenośnik taśmowy, pokryty klejem, i ochładzanie jej poniżej punktu topnienia. Po utwardzeniu się kleju topliwego, można usunąć go z przenośnika i rozdrabniać w znany sposób, przykładowo za pomocą mielenia na zimno tak, aby otrzymać granulat lub proszek, po czym opcjonalnie przesiewać go na żądane frakcje. W opisie tym nie ujawniono jednak kleju topliwego w postaci granulowanej, utwardzającego się pod wpływem wilgoci.

Z opisu patentowego JP 11228833 znane są sieciujące pod wpływem wilgoci kombinacje żywic poliuretanowych mające postać topliwa lub materiału proszkowego na bazie sproszkowanych termoplastycznych poliuretanów z uwadnialnymi grupami silanowymi, katalizatorami reakcji hydrolizy grup silanowych, przy czym powierzchnia składników w postaci proszku jest poddawana działaniu odpowiednich uwadnialnych silanów.

Ze zgłoszenia pod nr WO 00/47687 znane są wieloskładnikowe powłoki i kleje wytwarzane w stanie płynnym w procesie ciągłego mieszania pojedynczych komponentów ze składnika na bazie wysokocząsteczkowego reaktywnego polimeru wyjściowego wraz z drugim składnikiem na bazie środków sieciujących zakończonych reaktywnymi grupami izocyjanianowymi. Komponenty w stanie płynnym są następnie doprowadzane bezpośrednio do urządzeń powlekających lub tym podobnych urządzeń aplikacyjnych.

Z opisu patentowego EP 1231232 znane są samonośne reaktywne składniki kleju topliwego, które tworzą klej jednoskładnikowy twardniejący w temperaturze pokojowej, przy czym w jego skład wchodzi przynajmniej jeden twardniejący w temperaturze pokojowej lub płynny izocyjanian i przynajmniej jeden twardniejący w temperaturze pokojowej polimer i/lub żywica z reaktywnym izocyjanianem. Twarde lub płynne izocyjaniany są osadzone w reaktywnej matrycy. Ponadto reaktywny element kleju topliwego może zawierać dodatki takie, jak sproszkowane metale, grafit lub sadzę, które mają na celu poprawę przewodnictwa ciepła i/lub czułości na indukcję promieniowania.

W artykule V.Neuenhaus, „Kapazitive Fϋllstandsϋberwachung an Granulat-Behaltern”, Adhasion, Kleben & Dichten, nr 1-2, 2001, str. 26-28, wyjaśniono, że jednoskładnikowe, utwardzające się pod wpływem wilgoci, kleje topliwe, nie mogą być granulowane z powodu ich wysokiej reaktywności z wilgocią.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania jednoskładnikowych, reagujących z wilgocią klejów topliwych, które można stosować w formie płynnej lub lejnej.

Cel ten zrealizowano w rozwiązaniu według wynalazku poprzez opracowanie sposobu wytwarzania jednoskładnikowego kleju topliwego w postaci granulek lub proszku, utwardzanego pod wpływem wilgoci, składającego się z następujących, kolejnych kroków, wykonywanych bez dostępu wilgoci: stapia się wymieszaną kompozycję kleju topliwego i ogrzewa stop do temperatury od 110 do 180°C, wytłacza się stop przez dysze o średnicy od 0,5 do 30 mm na chłodzoną powierzchnię, ochładza się granulki do ich zestalenia, odbiera się ostudzone granulki kleju topliwego po ich zestaleniu w takim stopniu, że nie wykazują kleistości, oraz pakuje się granulki w opakowania wodoszczelne.

W korzystnym rozwiązaniu wynalazku kompozycja kleju zawiera ponadto polimery lub monomery utwardzalne pod wpływem promieniowania, przy czym polimery lub monomery utwardzalne pod wpływem promieniowania, zawierają grupy nienasycone olefinowo i/lub epoksydowe, oraz opcjonalnie inicjatory lub katalizatory aktywowane pod wpływem promieniowania.

PL 216 739 B1

Wielkość cząstek granulatów kleju według wynalazku wynosi od 0,5 do 30 mm, korzystnie od 2 do 10 mm, a lepkość stopu w temperaturze 150 ± 20°C wynosi 10 ± 5 Pa.s, według pomiaru wiskozymetrem Brookfield Thermosel.

Po wytłoczeniu na chłodzoną powierzchnię, granulki korzystnie poddaje się działaniu środków zmniejszających kleistość, które są korzystnie wybrane spośród drobnoziarnistych pyłów, jak sadza, wysoko zdyspergowana krzemionka, proszek polietylenowy lub talk, albo niskotopliwych cieczy, nakładanych przez rozpylanie lub napylanie, jak woski lub parafiny.

Postawiony cel realizuje także kompozycja jednoskładnikowego kleju topliwego w postaci granulek lub proszku, w którym przynajmniej część polimerowych komponentów zawiera reagujące z wilgocią grupy izocyjanianowe, a powierzchnia granulek lub cząstek proszku nie jest kleista w temperaturze poniżej 35°C, zawierająca dodatkowo polimery lub monomery utwardzalne pod wpływem promieniowania.

W tej kompozycji polimery lub monomery utwardzalne pod wpływem promieniowania korzystnie zawierają grupy nienasycone olefinowo i/lub epoksydowe oraz opcjonalnie inicjatory lub katalizatory aktywowane pod wpływem promieniowania, wielkość cząstek granulatów wynosi od 0,5 do 30 mm, zaś wielkość ziaren proszków wynosi od 5 do 500 pm, a cząstki nie zlepiają się ze sobą i zachowują płynność lub lejność w czasie przechowywania.

Cel wynalazku realizuje również sposób klejenia powierzchni płaskich lub kształtowych za pomocą kleju topliwego w postaci granulek lub proszku, utwardzanego pod wpływem wilgoci, składający się z następujących, kolejnych kroków: homogenizuje się i stapia reaktywne granulki lub proszek kleju, bez dostępu wilgoci i/lub tlenu, stosując mieszalnik z podgrzewaniem; wytłacza się ujednorodnioną, reaktywną, termoplastyczną mieszaninę na powierzchnię przynajmniej jednej płyty lub kształtki; nakłada się drugą, dopasowaną płytę lub kształtkę na wytłoczoną warstwę reaktywnej mieszaniny; opcjonalnie ściska się mechanicznie połączone płyty lub kształtki; tak utworzony układ studzi się do temperatury pokojowej, przy czym reaktywną kompozycję kleju zestala się i utwardza przez sieciowanie.

Reaktywny klej korzystnie nakłada się na przynajmniej jedną z powierzchni łączonych podłoży za pomocą podgrzewanego wałka do nakładania, rakli lub przez rozpylanie.

W korzystnym rozwiązaniu tego sposobu przed nałożeniem drugiej płyty lub kształtki, warstwę kleju poddaje się działaniu promieniowania elektromagnetycznego w postaci promieniowania ultrafioletowego, elektronowego lub bliskiej podczerwieni, przy czym działanie promieniowaniem elektromagnetycznym wykonuje się korzystnie po nałożeniu drugiej płyty lub kształtki, jeżeli przynajmniej jedna z nich jest przepuszczalna dla promieniowania.

Klej topliwy, otrzymany sposobem według wynalazku, stosuje się do wytwarzania elementów z drewna i materiałów drewnopochodnych, mebli, profili okiennych, kolektorów słonecznych, filtrów, części pojazdów, osprzętu elektrycznego, elementów wyposażenia wnętrz, książek, tkanin, folii kompozytowych, obuwia, sprzętu sportowego, elementów fasad budynków, szyb z żywic odlewanych, oraz dwu- lub wielowarstwowego szkła izolacyjnego.

W zasadzie, do wytwarzania kompozycji sypkiego lub lejnego kleju topliwego, utwardzającego się pod wpływem wilgoci można stosować wiele różnych, reagujących klejów z wilgocią. Jednakże dla zapewnienia efektywności składowania, cząstki kleju nie mogą wykazywać silnego topienia na zimno tak, aby nie ulegały sklejaniu i pozostawały sypkie lub lejne. Dla efektywnego wytwarzania istotne jest także szybkie utwardzenie uformowanych cząstek tak, aby podczas transportu i pakowania nie traciły one lejności lub sypkości.

Zachowanie sypkości lub lejności oznacza, że granulat „spływa” pod własnym ciężarem przez otwór o średnicy 5 cm, nawet po 4 miesiącach składowania, ale nie krócej niż po dwóch miesiącach, w temperaturze do + 40°C, przy ciśnieniu wewnętrznym około 30 cm słupa.

Chociaż w zasadzie, sypkie lub lejne, utwardzające się pod wpływem wilgoci, kleje topliwe według wynalazku mogą być wytwarzane również w postaci proszkowej, korzystne są postacie granulatu lub tabletek („pastylek”). Średnica ziaren granulatu lub pastylek wynosi od 0,5 mm do 30 mm, a korzystnie od 2 mm do 10 mm. Wielkość ziaren określa się na podstawie analizy sitowej. Ziarna korzystnie mają kształt kulisty lub soczewkowy, ale mogą być również eliptyczne lub cylindryczne.

Cząstki sypkiego lub lejnego, utwardzającego się pod wpływem wilgoci, kleju topliwego według wynalazku mogą mieć także większe wymiary i inny kształt od wcześniej opisanych postaci proszku, granulatu lub tabletek.

Przykładowo mogą mieć kształt poduszeczkowaty lub cylindryczny o długości do 60 mm. Takie cząstki mogą mieć strukturę łupinową, przy czym rdzeń nie musi mieć właściwości nie klejących),

PL 216 739 B1 natomiast łupina nie ma własności klejących. Tego rodzaju materiał łupinowy można wytwarzać przez wytłaczanie z rozdmuchiwaniem lub poprzez chemiczną deaktywację powierzchni, jak będzie szczegółowo opisane poniżej.

Aby efektywnie nadać kompozycji kleju topliwego postać cząstek, nie powinna mieć ona zbyt wysokiej lepkości. Lepkość stopu powinna wynosić od 3 Pa.S w temperaturze 110°C do 80 Pa.s w temperaturze 180°C. Typowa wartość lepkości wynosi przykładowo 90 Pa.s w temperaturze 150°C do 10 Pa.s W temperaturze 130°C; korzystny zakres wynosi 10 ± 5 Pa.s w temperaturze 150 ± 20°C. Zazwyczaj lepkość jest mierzona w określonych temperaturach za pomocą wiskozymetru Brookfield'a typu Thermosel®. Przy takiej lepkości kompozycji kleju topliwego, zapewnione jest jego wypływanie, pod odpowiednio niskim ciśnieniem przez dysze z otworem o średnicy od 0,5 mm do 30 mm, zwłaszcza od 2 mm do 10 mm, w temperaturze od 110°C do 180°C, a zwłaszcza od 130°C do 150°C, w atmosferze pozbawionej wilgoci. Stop jest poddawany działaniu impulsów ciśnienia tak, że z dyszy wypływają pojedyncze krople. Wielkość cząstek granulatu wynika ze średnicy otworu dyszy, długości impulsu ciśnienia, jak również zależy od wartości ciśnienia. Dzięki temu wielkość cząstek granulatu można regulować w szerokim zakresie tak, aby uzyskać wartość optymalną. Transport zwykle odbywa się przy użyciu pompy tłokowej z przeciwbieżnymi tłokami. Po wypływie kropli z dyszy na ochłodzoną powierzchnię, w suchej atmosferze, rozpoczyna się ich krzepnięcie. Pojemność chłodnicza powierzchni, jak również szybkość zestalania się granulek kleju topliwego wyznacza czas przebywania granulatu na chłodzonej powierzchni. Z kolei ochłodzony granulat kleju topliwego zgarnia się za pomocą zgarniacza lub rakla z chłodzonej powierzchni do urządzenia napełniającego. Opcjonalnie, zestalanie schłodzonego granulatu kleju topliwego można zakończyć poprzez krystalizację w wodoszczelnym pojemniku z mieszadłem, regulacją temperatury, przykładowo w złożu fluidalnym, rynnie wibracyjnej lub bębnie obrotowym. W tym stadium istotne jest, aby cząstki granulatu nie sklejały się przed napełnieniem opakowania.

Składniki kleju topliwego mogą być dostarczane bezpośrednio ze zbiornika roboczego, przykładowo z reaktora zbiornikowego lub reaktora rurowego, do urządzenia granulującego lub wytwarzającego pastylki. Składniki kleju mogą być także przechowywane w oddzielnym zasobniku.

Na szybkość zestalania lub krystalizacji kompozycji kleju topliwego można wpływać w szerokim zakresie poprzez dobór komponentów polimerowych. Zestalaniu i krystalizacji sprzyjają szybko krystalizujące poliestropoliole lub polieteropoliole, stosowane jako składniki poliuretanowych klejów topliwych. Zwiększeniu zdolności zestalania i krystalizacji służy także stosowanie znanych zarodków krystalizacji. Środkami zarodkującymi mogą być tlenek tytanu, kwas krzemowy o wysokim stopniu dyspersji, sadza, talk, kreda lub krystaliczne, reaktywne albo nie reaktywne woski. Stosowanie wosków nie reaktywnych w nie reaktywnych klejach topliwych jest znane np. z książki G. Habenicht, „Kleben, Grundlagen, Technologie, Anwendungen”, wydanie 2,1990 rozdział 2.7.6. Zgodnie z tym opracowaniem, stosowane woski są woskami parafinowymi o temperaturze topnienia d 45 do 70°C i ciężarze molowym od 225 do 500, woskami mikrokrystalicznymi o temperaturze topnienia od 60 do 95°C, woskami syntetycznymi Fischera-Tropscha o temperaturze topnienia od 100 do 150°C, a także woskami polietylenowymi o temperaturze topnienia od 85 do 140°C i ciężarze molowym od 500 do 3500. Woski reaktywne są znane przykładowo z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych AP nr US 5472785. Woski reaktywne tego typu zawierają grupy hydroksylowe, karboksylowe, izocyjanianowe, tiolowe, aminowe, epoksydowe lub winylowe. Ciężar molowy takich wosków wynosi od 400 do 10 000.

Szybkość zestalania i krystalizacji klejów topliwych powinna pozwalać na uzyskanie nie klejących się powierzchni cząstek kleju topliwego po granulowaniu lub tabletkowaniu tak, aby cząstki kleju topliwego były odporne na tworzenie się bloków, także bez oddzielnej obróbki powierzchni.

Na zlepianie się lub aglomerację cząstek granulatu można także wpływać poprzez powierzchniową obróbkę powierzchni granulek lub pastylek. W tym celu powierzchnię cząstek granulatu pokrywa się odpowiednim środkiem antyadhezyjnym, jak talk, pirogeniczny kwas krzemowy, proszek sita molekularnego, sadza, proszek polietylenowy, proszek etylenu-octanu winylu, lub inny proszek nie reaktywnego polimeru o drobnych cząstkach. Można również natryskiwać na powierzchnię granulek, środki antyadhezyjne topiące się w nieco podwyższonej temperaturze, przykładowo woski. Przykładowymi woskami są woski poliolefinowe, zwłaszcza woski polietylenowe, a nawet woski Fischera-Tropscha. Podstawowym kryterium wyboru substancji powlekającej jest, aby powierzchnia cząstek nie była kleista w temperaturze otoczenia lub w temperaturze składowania, oraz aby warstwa środka antyadhezyjnego mogła wmieszać się do układu wiążącego bez utrudniania nakładania kleju. Wobec powyższego, zewnętrzna, nie klejąca się powłoka powinna pokrywać rdzeń granulatu tak dokładnie,

PL 216 739 B1 aby można było mówić o ciągłej warstwie powierzchniowej, to znaczy, aby pokrywała ona więcej niż 90%, a zwłaszcza więcej niż 99% powierzchni granulatu.

Oprócz wspomnianego wyżej napylania i natryskiwania, skorupową strukturę cząstek granulatu, złożoną z reaktywnego jądra z termoplastycznych składników polimerowych z grupami reaktywnymi oraz nie reaktywnej, nie klejącej się skorupy zewnętrznej, można otrzymać także poprzez jednoczesne wytłaczanie. Kolejną możliwość stanowi chemiczna deaktywacja powierzchni, przykładowo w przypadku reaktywnych układów poliuretanowych, w wyniku powierzchniowej deaktywacji reaktywnych cząstek za pomocą reakcji grup izocyjanowych kompozycji polimerowej z monoaminami lub poliaminami, co prowadzi do wytworzenia nie kleistej skorupy mocznika na cząstkach granulatu.

Szybkość zestalania się lub krystalizacji cząstek kompozycji kleju topliwego, a dokładniej procesu, w którym cząstki granulatu stają się nie kleiste, ma ogromne znaczenie dla jej podatności na przetwarzanie i efektywności wytwarzania.

Przebiegi te można optymalizować, dokonując pomiarów szybkości krystalizacji lub zestalania się bądź procesu, w którym optymalizowana kompozycja kleju topliwego staje się nie kleista, za pomocą metod termicznych. Odpowiednimi metodami dla tego celu są na przykład różnicowa analiza termiczna, zwłaszcza różnicowa kalorymetria skaningowa (DSC), dynamiczna mechaniczna termoanaliza, analiza termomechaniczna, jak również pomiar modułu elastyczności lub modułu zespolonego w zależności od czasu względnie od temperatury chłodzenia. Taki proces jest przykładowo przedmiotem normy DIN 53505. Według tej normy, mierzy się zmianę twardości według skali Shore'a (twardościomierz A), przykładowo w warunkach izotermicznych w określonych odstępach czasu, aż do uzyskania maksymalnej twardości. Następnie sporządza się wykres zależności twardości A od czasu, aby uzyskać krzywą szybkości krystalizacji. Ten temat omówiono także w publikacji Adhesive Age, styczeń 2001, str. 23.

Poliuretanowy środek wiążący, zawierający kompozycje reaktywnego kleju topliwego według wynalazku, korzystnie jest zbudowany z monomerycznych diizocyjanianów i polioli.

W niniejszym opisie jako monomeryczne diizocyjaniany rozumie się aromatyczne, alifatyczne lub cykloalifatyczne diizocyjaniany o ciężarze cząsteczkowym wynoszącym poniżej 500. Jako odpowiednie aromatyczne diizocyjaniany stosuje się wszystkie izomery dwuizocyjanianu tolilenu (TDI) w postaci czystych izomerów lub w postaci mieszaniny kilku izomerów, naftaleno-1,5-dwuizocyjanian (NDI), naftaleno-1,4-dwuizocyjanian (NDI), dwufenylometano-4,4'-dwuizocyjanian (MDI), dwufenylometano-2,4'-dwuizocyjanian, jak również mieszaniny 4,4'-dwufenylometadwuizocyjanianu z izomerem 2,4', ksylilenodwuizocyjanian (XDI), 4.4'-dwufenylodwumetylometanodwuizocyjanian, dwu- i trójalkilodwufenylometanodwuizocyjanian, 4,4'-dwubenzylodwuizocyjanian, 1,3-fenylenodwuizocyjanian, 1,4-fenylenodwuizocyjanian. Przykładowo odpowiednimi cykloalifatycznymi dwuizocyjanianami są produkty uwodornienia: wyżej wymienionych aromatycznych diizocyjanianów, jak 4,4'- dwucykloheksylometanodwuizocyjanian (H12MDI), 1-izocyjanianometylo-3-izocyjaniano-1,5,5-trójmetylocykloheksan (izoforonodiizocyjanian, IPDI), cykloheksano-1,4-dwuizocyjanian, uwodorniony ksylilenodwuizocyjanian (H6XDI), 1-metylo-2,4-dwuizocyjanianocykloheksan, m- lub p-czterornetyloksylenodwuizocyjanian (m-TMXDI, p-TMXDI) oraz di izocyjanian dimerowego kwasu tłuszczowego. Jako alifatyczne dwuizocyjaniany stosuje się czterometoksybutano-1,4-dwuizocyjanian, butano-1,4-dwuizocyjanian, heksano-1,6-dwuizocyjanian (HDI), 1,6-dwuizocyjaniano-2,2,4-czterometyloheksan, 1,6-dwuizocyjaniano-2,4,4-czterometyloheksan, dwuizocyjanian lizyny oraz 1,12-dwuizocyjanian dodekanu (C12DI).

Jako poliole stosuje się związki polihydroksylowe o stosunkowo wysokiej masie cząsteczkowej. Korzystnie używane są ciekłe w temperaturze otoczenia, bezpostaciowe stałe/amorficzne lub krystaliczne związki polihydroksylowe z dwoma lub trzema grupami hydroksylowymi w cząsteczce, o masie cząsteczkowej od 400 do 20000, zwłaszcza od 1000 do 6000. Należą do nich dwu- i/lub trójfunkcyjne poliglikole propylenowe, a także losowe i/lub blokowe kopolimery tlenku etylenu i tlenku propylenu. Kolejną grupą korzystnie stosowanych polieterów są poliglikole czterometylenowe (poliglikole oksytetrametylenowe, poli-THF), wytwarzane przykładowo poprzez kwaśną polimeryzację czterohydrofuranu, przy czym masa cząsteczkowa poliglikoli czterometylenowych wynosi od 600 do 6000, zwłaszcza od 800 do 5000. Jako poliole można również stosować ciekłe, szkliste bezpostaciowe lub krystaliczne poliestry, otrzymywane poprzez kondensację kwasów dwu- lub trójkarboksylowych, na przykład takich, jak kwas adypinowy, kwas sebacynowy, kwas glutarowy, kwas azelainowy, kwas korkowy, kwas dekanodwukarboksylowy, kwas undekanodwukarboksylowy, kwas 3,3-dwumetyloglutarowy, kwas tereftalowy, kwas izoftalowy, kwas heksahydroftalowy, dimerowi kwasy tłuszczowe, lub ich mieszaniny z diolami albo triolami o niskiej masie cząsteczkowej, na przykład z glikolem etylenowym, glikolem

PL 216 739 B1 propylenowym, diglikolem etylenowym, triglikolem etylenowym, dwuglikolem propylenowym 1,4-butanodiolem, 1,6-heksanodiolem, 1,8-oktanodiolem, 1,10-dekanodiolem, 1,12-dodekanodiolem, gliceryną, trójmetylolopropanem, lub ich mieszaninami.

Kolejną grupą stosowanych polioli są poliestry na bazie ε-kaprolaktonu, zwane także „polikaprolaktonami”. Tego rodzaju poliole poliestrowe mogą być otrzymywane przez pełne rozerwanie pierścienia epoksydowanych trójglicerydów z mieszaniny tłuszczu, zawierającego przynajmniej częściowo olefinowo nienasycony kwas tłuszczowy, z jednym lub kilkoma alkoholami o 1 do 12 atomów C, a następnie częściową transestryfikację pochodnych trój glicerydowych z utworzeniem polioli estrów alkilowych z 1 do 12 atomów C w reszcie alkilowej. Można również stosować poliole poliwęglanowe i dimery dioli (produkcji firmy Henkel), jak również olej rycynowy i jego pochodne. W kompozycjach według wynalazku jako poliole stosować można także hydroksyfunkcjonalne polibutadieny, na przykład znane pod nazwą handlową „Poly-bd”.

Odpowiednie są również liniowe i/lub słabo rozgałęzione kopolimery akrylowo-estrowe, które można otrzymywać przykładowo przez rodnikową kopolimeryzację estrów akrylowych lub metakrylowych z hydroksyfunkcjonalnymi związkami kwasu akrylowego i/lub metakrylowego, jak hydroksyetylo(met)akrylan lub hydroksypropylo(met)akrylan. W wyniku takiego sposobu wytwarzania, grupy hydroksylowe w tych poliolach są z reguły rozdzielone statystycznie tak, że otrzymuje się liniowe lub słabo rozgałęzione poliole o średniej funkcjonalności OH. Pomimo, że zalecane są związki dwufunkcjonalne, można także stosować poliole wielofunkcjonalne, przynajmniej w ilościach drugorzędnych.

W kompozycjach poliuretanowych reaktywnego kleju topliwego, składniki poliolowe dobiera się tak, aby kompozycja w temperaturze otoczenia miała postać stałą, ulegała szybkiemu zestaleniu w postaci granulatu w warunkach wytłaczania, a powierzchnia granulek nie wykazywała kleistości w temperaturze otoczenia, jak i składowania. Można to zrealizować, z jednej strony, poprzez użycie stałych bezpostaciowych i/lub stałych krystalicznych związków polihydroksylowych, ale również dzięki jednoczesnemu wprowadzeniu znacznej ilości związków polihydroksylowych o krótkim łańcuchu, ponieważ z powodu wysokiego stężenia grup uretanowych, kompozycje te są również stałe w temperaturze pokojowej i ulegają bardzo szybkiemu zestaleniu w wyniku studzenia. Kryteria wyboru odpowiednich polioli można znaleźć przykładowo w wyżej wymienionym artykule H.F. Huber i H. M^ler albo skrypcie tych samych autorów („Leitlinien ^r die Formulierung von reaktiven Schmeizklebstoffen”, 11 MQnchener Klebstoff-und Veredelungsseminar, październik 1986).

Klej topliwy według wynalazku w postaci granulatu może być wytwarzany lub stosowany jako tak zwany system hybrydowy, który obok grup utwardzających się pod wpływem wilgoci, zawiera także grupy utwardzające się pod wpływem promieniowania. Mogą to być grupy nienasycone olefinowo, zwłaszcza grupy akrylanowe lub metakrylanowe, albo grupy epoksydowe. W przypadku kompozycji zawierającej polimery lub monomery z grupami nienasyconymi olefinowo, kompozycja musi zawierać dodatkowo inicjator, który ulega aktywacji pod działaniem promieniowania i może wytworzyć wolne rodniki. W przypadku, gdy kompozycja zawiera grupy epoksydowe, inicjator aktywowany pod działaniem promieniowania wybiera się z grupy związków amonowych, sulfonowych lub fosfonowych o takich zdolnościach. Obydwa rodzaje fotoinicjatorów są w zasadzie znane.

W szczególnie korzystnym przypadku, poliuretanowa kompozycja kleju topliwego ze swobodnymi grupami izocyjanianowymi, może nie zawierać lub zawierać tylko niewielką ilość monomerowego dwuizocyjanianu o niskiej masie cząsteczkowej. Takie kompozycje są przykładowo przedmiotem zgłoszenia międzynarodowego PCT/EPOO/11771 (opublikowanego jako WO 01/40342). Ujawnione w tym zgłoszeniu kompozycje o niskiej zawartości monomeru są szczególnym przedmiotem niniejszego wynalazku.

Kompozycja w postaci cząstek według wynalazku może zawierać opcjonalnie katalizatory, które przyspieszają powstawanie prepolimerów poliuretanowych podczas wytwarzania kleju i/lub jego sieciowanie pod wpływem wilgoci po nałożeniu. Zaleca się w szczególności stosowanie katalizatorów określonych w wyżej wspomnianym zgłoszeniu PCT/EPOO/11771 na str. 11 do 13 w wymienionych tamże ilościach.

Kompozycja według wynalazku może również opcjonalnie zawierać stabilizatory, dodatki polepszające przyczepność, jak kleiste żywice, środki wypełniające, barwniki, plastyfikatory i/lub nie reaktywne termoplastyczne polimery. Jako „stabilizatory” rozumie się, z jednej strony, środki zapewniające stabilność lepkości prepolimeru poliuretanowego podczas wytwarzania, składowania i nakładania. Do tych celów stosuje się monofunkcjonalne chlorki kwasów karboksylowych, monofunkcjonalne izocyjaniany o wysokiej reaktywności, a także niekorozyjne kwasy nieorganiczne. Przykładowo używa się

PL 216 739 B1 chlorku benzoilu, izocyjanianu toluenusulfonowego, kwasu fosforowego lub kwasu fosforawego. Stabilizatorami mogą być ponadto przeciwutleniacze, stabilizatory promieniowania ultrafioletowego oraz stabilizatory hydrolizy. Rodzaj stabilizatora dobiera się, z jednej strony, w zależności od głównego składnika kompozycji, a z drugiej strony w zależności od warunków nakładania, jak również od przewidywanego obciążenia utwardzonego produktu. W przypadku, gdy prepolimer poliuretanowy jest złożony w przeważającej ilości z polieterów, niezbędne jest stosowanie przeciwutleniaczy, ewentualnie w kombinacji ze środkami chroniącymi przed promieniowaniem ultrafioletowym. Przykładowo można stosować dostępne w handlu fenole i/lub tioetery i/lub podstawione benzotriazole z przeszkodą sferyczną, a także aminy typu HALS („Hindered Amine Light Stabilizer”).

W przypadku gdy podstawowe składniki prepolimeru poliuretanowego zawierają cząsteczki poliestrowe, można stosować stabilizatory hydrolizy, na przykład typu dwuimidu węgla.

Gdy kompozycja według wynalazku jest stosowana jako klej laminowany lub jako klej topliwy, stosuje się żywice klejące, jak na kwas abietynowy, ester kwasu abietynowego, żywice terpenowe, żywice terpenowo-fenolowe, żywice węglowodorowe, oraz wypełniacze (np. krzemiany, talk, węglan wapnia, iły lub sadza), plastyfikatory (np. ftalany) lub środki tiksotropowe (np. bentonity, pirogeniczne kwasy krzemowe, pochodne mocznika, fibrylowane krótkie włókna, miazga z włókien, a także pasty i pigmenty barwiące.

Jako termoplastyczne polimery stosuje się korzystnie polimery o niskiej masie cząsteczkowej z etylenowo nienasyconych monomerów. Przykładowo mogą to być (ko)polimery jednego lub kilku następujących monomerów: ester C1-C18-alkilowy kwasu akrylowego lub metakrylowego, kwas akrylowy, kwas metakrylowy, etylen, octan winylu, propionian winylu, ester winylowy kwasu trialkilooctowego, eter winylowy, alkilofumarany, alkilomaleiniany, styren, alkilostyren, akrylonitryl i/lub butadien albo izopren. W tym przypadku niska masa cząsteczkowa wynosi średnio poniżej 60000; a masa cząsteczkowa takich termoplastycznych polimerów wynosi korzystnie od 10 000 do 40 000.

Klej topliwy według wynalazku, utwardzający się pod wpływem wilgoci, w postaci cząstek, stosuje się do prostego łączenia powierzchni płaskich lub kształtowych, ponieważ homogenizację i stapianie granulatu lub proszku można wykonać w zwykłym, ogrzewanym mieszalniku, jak na przykład wytłaczarce (dzięki wysokiemu ścinaniu). Wytłoczoną homogenizowaną, reaktywną, termoplastyczną mieszankę nanosi się następnie przy użyciu dyszy formującej, walców nanoszących, natryskiwania lub za pomocą rakla, na przynajmniej jedną z powierzchni łączonych arkuszy lub kształtek. Następnie drugi dopasowany arkusz lub kształtkę nakłada się na warstwę reaktywnej mieszaniny, i obie łączone części opcjonalnie poddaje się krótkiemu naciskowi prasy i/lub mechanicznie ustala się względem siebie. Po ochłodzeniu i zestaleniu warstwy kleju w temperaturze poniżej punktu mięknięcia, uzyskuje się wstępną moc wiązania w wyniku zestalenia kleju topliwego. Końcową wytrzymałość połączenia klejowego uzyskuje się po utwardzeniu na skutek reakcji z wilgocią znajdującą się w otoczeniu. W układach hybrydowych, część utwardzenia może opcjonalnie wynikać z napromieniowania warstwy kleju promieniowaniem elektromagnetycznym, na przykład promieniowaniem ultrafioletowym, elektronowym lub bliskiej podczerwieni Jeżeli jedna z łączonych części jest przezroczysta dla promieniowania elektromagnetycznego, napromieniowania można dokonać także po połączeniu części.

Reagujący z wilgocią klej topliwy według wynalazku, mający postać cząstek, można w prosty sposób mieszać i stosować z innymi kompozycjami klejów topliwych tego typu. W ten sposób zdolność do przetwarzania, właściwości utwardzania oraz właściwości wiążące można zmieniać w szerokim zakresie bez większego wysiłku.

Opcjonalnie można dodawać barwniki oraz katalizatory mające postać granulatu lub proszku. Właściwości kompozycji reaktywnego kleju topliwego można w ten sposób elastycznie dopasowywać do rodzaju zastosowania.

Skład kompozycji kleju topliwego można również dostosować do warunków klimatycznych, tj. w zimnych i suchych miesiącach zimowych, poprzez modyfikację składu, dodając granulaty przyspieszające, nie zmieniając podstawowych składników kompozycji. Możliwa jest także szybka zmiana kleju topliwego reaktywnego na nie reaktywny na tej samej linii nakładania bez konieczności jej oczyszczania.

Zgodny z wynalazkiem sposób wykonywania połączeń powierzchni płaskich lub kształtowych, za pomocą reaktywnego kleju topliwego w postaci granulek lub proszku, znajduje zastosowanie zwłaszcza w przemyśle drzewnym do wytwarzania elementów drewnianych, części mebli lub profili okiennych. Ponadto można go stosować do łączenia oraz powlekania drewna i materiałów drewnopochodnych, jak płyty wiórowe, płyty MDF (płyty pilśniowe półtwarde), PDF (płyty pilśniowe twarde), OSB

PL 216 739 B1 (płyty wiórowe o wiórach orientowanych), oraz do łączenia „płynnego drewna”, ze sobą oraz z tworzywami sztucznymi lub metalami.

W przypadku wykładzin profilowych, klej topliwy według wynalazku można stosować do łączenia profilowanych materiałów rdzeniowych z drewna, płyt wiórowych, płyt MDF, płynnego drewna, aluminium i polichlorku winylu z foliami papierowymi, foliami z tworzyw sztucznych oraz z fornirem. Klej topliwy można również stosować również do oklejania krawędzi powleczonych powierzchniowo płyt wiórowych, płyt z MDF z krawędziami wykonanymi z masywnego drewna, forniru, papieru nasyconego żywicą, z listwami z tworzyw sztucznych, jak ABS (polimery akrylanowo-butadienowostyrenowe), polipropylen, poliakrylan i polichlorek winylu, oraz z aluminium, lub poprzez proces laminowania powierzchniowego do łączenia płaskich powierzchni wykonanych z drewna, materiałów drewnopochodnych, materiałów papierowych nasyconych żywicą, tworzyw sztucznych i metali. Sposób ten jest również odpowiedni do wytwarzania kolektorów słonecznych, elementów elewacji w budownictwie, odlewów z żywic oraz dwu- lub wielowarstwowych szyb izolacyjnych. Sposób według wynalazku można również stosować do laminowania elementów lub folii odpowiednimi warstwami tworzyw sztucznych, metali i papieru. Ponadto znajduje zastosowanie do laminowania i sklejania płaskich wyrobów tekstylnych w postaci wyrobów nietkanych, włóknin, tkanin lub dzianin. Kleje według wynalazku są użyteczne także w przemyśle samochodowym do montażu uchwytów, klejenia wewnętrznych elementów pojazdów, deski rozdzielczej I półek, oraz do celów introligatorskich. W innych dziedzinach przemysłu klej topliwy można stosować do klejenia filtrów, do laminowania płaskich powierzchni w przyczepach mieszkalnych i turystycznych, a także do wytwarzania sprzętu sportowego (np. nart). Dalsze zastosowania obejmują wytwarzanie tekstylnych membran półprzepuszczalnych, wtyczek i koszulek przewodów elektrycznych, elementów elektrycznych i elektronicznych (patrz opis DE 4446027A), oraz sklejanie elementów butów. Ponadto, granulaty według wynalazku są używane do produkcji środków suszących, zgodnie z opisem DE 19952089 C1.

Przedstawione poniżej przykłady stosowania kleju topliwego w postaci granulatu, proszku lub pastylek nie ograniczają obszaru stosowania wynalazku. Prezentują one jedynie typowe sposoby wykorzystania kleju według wynalazku.

P r z y k ł a d y

P r z y k ł a d 1

Wytworzono mieszankę prepolimerową stanowiącą bazę dla reaktywnego kleju topliwego zawierającego reaktywne grupy izocyjanianowe, w której zawartość grup NCO wynosiła 1,13%, a lepkość 24 Pa.s w temperaturze 130°C. Mieszankę tę wytworzono z: mieszaniny polioli zawierającej 21,4% wagowo diolu poliestrowego o liczbie hydroksylowej 32 i temperaturze mięknięcia wynoszącej 72°C (oznaczonej metodą pierścienia i kulki wg ASTM E 28); 26,2% wagowo diolu poliestrowego o liczbie hydroksylowej 27 i temperaturze mięknięcia wynoszącej 62°C (oznaczonej metodą pierścienia i kulki); 22,7% wagowo diolu poliestrowego o liczbie hydroksylowej 33 i temperaturze mięknięcia wynoszącej 76°C (oznaczonej metodą pierścienia i kulki); 10,2% wagowo diolu poliestrowego o liczbie hydroksylowej 56 i temperaturze zeszklenia <-20°C; diolu polieterowego (poliglikolu propylenowego) o liczbie hydroksylowej 112; 10,26% wagowo dwuizocyjanianu dwufenylometanu, oraz 5,1% wagowo kopolimeru etanu i octanu winylu (o zawartości octanu winylu 28%), z dodatkiem 0,04% wagowo chlorku benzoilu.

Zmieniając proporcje polioli poliestrowych i polioli polieterowych, a także stosunek grup OH:NCO, wytwarzano kolejne odmiany poliuretanowej kompozycji kleju topliwego.

Szybkość krzepnięcia tych kompozycji klejowych określano na podstawie pomiaru twardości według skali Shore (twardościomierz A) w zależności od czasu. Wyniki pomiarów zestawiono w tabeli 1.

T a b e l a 1

Czas (min)	Przykłady
2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
3			52		0					90
5	56	0	61									5
6	66										6	15	3	15	13
7			69

PL 216 739 B1

Ciąg dalszy tabeli 1

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
8	70
9
10				1					5			50	9
11	74
12											8
14														23	15
15	75			5					10				16
17														28
18													18
20				10
23											11
24
25													30	35
30					8	0	5	10	20

Dla badań granulatu lub pastylek wybrano takie kompozycje, dla których według skali Shore (twardościomierz A) po 15 min wynosiła przynajmniej 15 (przykłady 2, 4, 13, 14 - 16). W przypadku pastylek, zastosowano podgrzewany pojemnik, z którego roztopiony klej był podawany przez dyszę na ochłodzoną powierzchnię. Do dozowania zastosowano pompę tłokową, przy czym dysza i chłodzona powierzchnia znajdowały się w zamkniętej komorze w atmosferze pozbawionej wilgoci. Po zakrzepnięciu, pastylki z chłodzonej płyty były zdrapywane i przenoszone do pojemnika, uszczelnionego względem wilgoci. Średnia średnica granulek wynosiła 7 ± 1 mm.

Granulat był następnie poddawany próbie długotrwałego składowania, a jego właściwości techniczne porównywano z klejem o analogicznym składzie w postaci zwartej.

Stabilność składowania granulatu według przykładu 2 oceniano na podstawie lepkości stopu, czasu wiązania i czasu chwytania. Jak wynika z przytoczonych danych, zarówno lepkość granulatu, jak i czas wiązania oraz czas chwytania zmieniają się tylko w niewielkim stopniu, co oznacza doskonałą stabilność składowania granulatu. W zblokowanej próbie granulat pozostawał sypki w temperaturze do 45°C, w temperaturze powyżej 50°C cząstki granulatu nieznacznie przylegały do siebie, a w temperaturze powyżej 60°C produkt zaczynał się topić.

Czas	Lepkość w 130°C	Czas wiązania	Czas chwytania
natychmiast	21.600 mPa.s	50 s	38 s
2 tygodnie	27.100 mPa.s	60 s	45 s
3 tygodnie	29.500 mPa.s	nie dotyczy	nie dotyczy
4 miesiące	25.000 mPa.s	65 s	65 s

Zdolność przetwarzania granulatu według przykładu 2 testowano przy dla opraw profili okiennych:

PL 216 739 B1

Warunki testu:

Maszyna:	Friz Pu 30
profil:	biały aluplast
folia:	Renolit Standard
podkład:	6B-23 (firmy Henkel Dorus)
podawanie:	15 m/min
temperatura rakli:	130 °C
Przetwarzanie: Granulat podawano bezpośrednio do rakli, gdzie był stapiany. Przetwarzanie przy użyciu rakli nie nastręczało żadnych problemów.
Wyniki badania:
Wytrzymałość na odzieranie (N/mm) po:
10 minut	1,1 S, KB
1 godzina	1,3 S, KB
2 godziny	1,4 S, KB
4 godziny	1,5 S, KB
8 godzin	2,0 S, KB
1 dzień	3,5 FR
2 dni	4,2 FR
> 7 dni	4,4 FR
Objaśnienia: S - oddzieranie; KB -	brak przyczepności; FR - zarysowanie folii bez odrywania.
Wytrzymałość na odzieranie po starzeniu:	240 h dla 70°C/95% wilgotności względnej
Siła oddzierania po starzeniu: Wartość porównawcza 1	3,3 N/mm, oddzieranie, KB
Siła oddzierania po starzeniu	3,8 N/mm, oddzieranie, KB

Wyniki badań wskazują, że granulowany klej topliwy charakteryzuje się takimi samymi zdolnościami do przetwarzania, jak klej o takiej samej kompozycji w postaci zwartej (wartość porównawcza 1). Właściwości te są również porównywalne po okresie starzenia.

W podobny sposób przeprowadzono próby stosowania granulatu według przykładu 13 i 14 do opraw profili okiennych. Uzyskano następujące wyniki:

PL 216 739 B1

Testowe wartości charakterystyczne	przykład 13	przykład 14
lepkość (130 °C, Pa.s)	25,5	27,00
czas wiązania (s)	32	34
czas chwytania (s)	10	8
lepkość (Sandmeyer, 130° C)	86,1	28,6

Próba dla opraw maszyna; DTC-2, Fritz podawanie: 15m/min temperatura rakli: 130 °C temperatura powierzchni profilu: 48 - 51 °C profii: Aluplast folia; Renolit MBAS 2

Nakładanie kleju; 50 g/min

Wyniki: Wytrzymałość na oddzieranie (N/20 mm) po

Klej	10 min	1h	4h	8h	1 dzień	2dni	7dni
przykład 13	30	32	32	34	64	78 FR	78FR
porównawczy 2	23	23	30	53	92FR	*	92FR
przykład 14	17	12	12	11	20	33	42
porównawczy 3	10	10	9	9	9	28	55

PL 216 739 B1

Wszystkie wartości oddzierania: oddzieranie z naruszeniem przyczepności

FR: pękanie folii bez odzierania ????

Granulaty według przykładu 13 i 14 również wykazywały bardzo podobne charakterystyki w stosunku do kompaktowych klejów topliwych o takiej samej kompozycji (przykłady porównawcze 2 i 3).

Jak wynika z przeprowadzonych badań, granulowane kleje topliwe według wynalazku posiadają właściwości przetwórcze i wytrzymałościowe, porównywalne z reaktywnymi klejami kompaktowymi o podobnej kompozycji w postaci zwartej. Ich zaletę w stosunku do klejów o podobnej kompozycji w postaci zwartej stanowi łatwiejsze przenoszenie i składowanie.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania jednoskładnikowego kleju topliwego w postaci granulek lub proszku, utwardzanego pod wpływem wilgoci, w którym przynajmniej część polimerowych komponentów kompozycji kleju topliwego zawiera reagujące z wilgocią grupy izocyjanianowe, a powierzchnia granulek lub cząstek proszku nie jest kleista w temperaturze poniżej 35°C, znamienny tym, że składa się z następujących, kolejnych kroków, wykonywanych bez dostępu wilgoci: stapia się wymieszaną kompozycję kleju topliwego i ogrzewa stop do temperatury od 110 do 180°C, wytłacza się stop przez dysze o średnicy od 0,5 do 30 mm na chłodzoną powierzchnię, ochładza się granulki do ich zestalenia, odbiera się ostudzone granulki kleju topliwego po ich zestaleniu w takim stopniu, że nie wykazują kleistości, oraz pakuje się granulki w opakowania wodoszczelne.
2. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że kompozycja kleju zawiera ponadto polimery lub monomery utwardzalne pod wpływem promieniowania.
3. Sposób według zastrzeżenia 2, znamienny tym, że polimery lub monomery utwardzalne pod wpływem promieniowania, zawierają grupy nienasycone olefinowo i/lub epoksydowe, oraz opcjonalnie inicjatory lub katalizatory aktywowane pod wpływem promieniowania.
4. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że wielkość cząstek granulatów wynosi od 0.5 do 30 mm, korzystnie od 2 do 10 mm.
5. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że lepkość stopu w temperaturze 150 ± 20°C wynosi 10 ± 5 Pa.s, według pomiaru wiskozymetrem Brookfield Thermosel.
6. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że po wytłoczeniu na chłodzoną powierzchnię, granulki poddaje się działaniu środków zmniejszających kleistość.
7. Sposób według zastrzeżenia 6, znamienny tym, że środki zmniejszające kleistość są wybrane spośród drobnoziarnistych pyłów, jak sadza, wysoko zdyspergowana krzemionka, proszek polietylenowy lub talk, albo niskotopliwych cieczy, nakładanych przez rozpylanie lub napylanie, jak woski lub parafiny.
8. Kompozycja jednoskładnikowego kleju topliwego w postaci granulek lub proszku, otrzymana sposobem według zastrzeżeń 2 do 7, w której przynajmniej część polimerowych komponentów zawiera reagujące z wilgocią grupy izocyjanianowe, a powierzchnia granulek lub cząstek proszku nie jest kleista w temperaturze poniżej 35°C, zawierająca dodatkowo polimery lub monomery utwardzalne pod wpływem promieniowania.
9. Kompozycja według zastrzeżenia 8, znamienna tym, że polimery lub monomery utwardzalne pod wpływem promieniowania zawierają grupy nienasycone olefinowo i/lub epoksydowe oraz opcjonalnie inicjatory lub katalizatory aktywowane pod wpływem promieniowania.
10. Kompozycja według zastrzeżenia 8, znamienna tym, że wielkość cząstek granulatów wynosi od 0.5 do 30 mm, zaś wielkość ziaren proszków wynosi od 5 do 500 pm.
11. Kompozycja według zastrzeżenia 8, znamienna tym, że cząstki nie zlepiają się ze sobą i zachowują płynność lub lejność w czasie przechowywania.
12. Sposób klejenia powierzchni płaskich lub kształtowych, znamienny tym, że składa się z następujących, kolejnych kroków: homogenizuje się i stapia reaktywne granulki lub proszek kompozycji kleju topliwego określonej w zastrzeżeniach 8 do 11, bez dostępu wilgoci i/lub tlenu, stosując mieszalnik z podgrzewaniem; wytłacza się ujednorodnioną, reaktywną, termoplastyczną mieszaninę na powierzchnię przynajmniej jednej płyty lub kształtki; nakłada się drugą, dopasowaną płytę lub kształtkę na wytłoczoną warstwę reaktywnej mieszaniny; opcjonalnie ściska się mechanicznie połączone płyty lub kształtki; tak utworzony układ studzi się do temperatury pokojowej, przy czym reaktywna kompozycja kleju zestala się i utwardza przez sieciowanie.

PL 216 739 B1
13. Sposób według zastrzeżenia 12, znamienny tym, że reaktywny klej nakłada się na przynajmniej jedną z powierzchni łączonych podłoży za pomocą podgrzewanego wałka do nakładania, rakli lub przez rozpylanie.
14. Sposób według zastrzeżenia 12, znamienny tym, że przed nałożeniem drugiej płyty lub kształtki, warstwę kleju poddaje się działaniu promieniowania elektromagnetycznego w postaci promieniowania ultrafioletowego, elektronowego lub bliskiej podczerwieni.
15. Sposób według zastrzeżenia 14, znamienny tym, że działanie promieniowaniem elektromagnetycznym wykonuje się po nałożeniu drugiej płyty lub kształtki, jeżeli przynajmniej jedna z nich jest przepuszczalna dla promieniowania.
16. Zastosowanie sposobu klejenia według zastrzeżeń od 12 do 15, do wytwarzania elementów z drewna i materiałów drewnopochodnych, mebli, profili okiennych, kolektorów słonecznych, filtrów, części pojazdów, osprzętu elektrycznego, elementów wyposażenia wnętrz, książek, tkanin, folii kompozytowych, obuwia, sprzętu sportowego, elementów fasad budynków, szyb z żywic odlewanych, oraz dwu- lub wielowarstwowego szkła izolacyjnego.