RU2143451C1 - Composition for making adhesive melts and method of preparation thereof - Google Patents

Composition for making adhesive melts and method of preparation thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2143451C1
RU2143451C1 RU98100642A RU98100642A RU2143451C1 RU 2143451 C1 RU2143451 C1 RU 2143451C1 RU 98100642 A RU98100642 A RU 98100642A RU 98100642 A RU98100642 A RU 98100642A RU 2143451 C1 RU2143451 C1 RU 2143451C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
adhesive
copolymer
hot melt
vinyl acetate
filler
Prior art date
Application number
RU98100642A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98100642A (en
Inventor
В.А. Решетов
В.Д. Дубровин
Н.Н. Шишкин
А.Н. Шишкин
В.В. Морковин
Original Assignee
Решетов Вячеслав Александрович
Дубровин Виктор Дмитриевич
Шишкин Николай Никитович
Шишкин Алексей Николаевич
Морковин Владимир Владимирович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Решетов Вячеслав Александрович, Дубровин Виктор Дмитриевич, Шишкин Николай Никитович, Шишкин Алексей Николаевич, Морковин Владимир Владимирович filed Critical Решетов Вячеслав Александрович
Priority to RU98100642A priority Critical patent/RU2143451C1/en
Publication of RU98100642A publication Critical patent/RU98100642A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2143451C1 publication Critical patent/RU2143451C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemical industry, more particularly, constructional adhesive melts for adhesive bonding of various sorbents which comprise ethylene-vinyl acetate copolymer and filler which comprises amorphous silicon dioxide. SUBSTANCE: described is method of preparing adhesive melts by applying filler onto surface of copolymer granules. EFFECT: reduced cost price of production, higher adhesion to degreased surfaces of various substrates. 5 cl, 6 tbl

Description

Изобретение относится к технологии изготовления конструкционных клеев-расплавов и может быть использовано для адгезионного соединения различных субстратов в авиации, машиностроении, радиоэлектронике, электронике, мебельной промышленности, производстве тары и в быту. The invention relates to a technology for manufacturing structural hot melt adhesives and can be used for adhesive bonding of various substrates in aviation, mechanical engineering, electronics, electronics, the furniture industry, packaging and household use.

Известно /Химическая энциклопедия (Под ред. И.Л.Кнунянца. - М.: Советская энциклопедия 1990, т. 2, с. 409); Д.А.Кардашов. Конструкционные клеи. - М. : Химия.- 1989 -396 с.; Адгезивы и адгезиционные соединения (Под ред. Х. -С. Ли) Перевод с анг. - М.: Мир. 1991, с. 226/ широкое применение термоплавких адгезивов (клеев, герметиков, компаундов) на основе термопластичного сополимера этилена и винилацетата в различных областях. Основными достоинствами указанных клеев-расплавов являются высокая адгезия к различным субстратам, малая продолжительность отверждения, отличная водо-химо-био-механоударо- и вибростойкость, долговечность эксплуатации в экстремальных условиях (радиационное и УФ-облучение, термоциклические нагрузки, пиковые ударные ускорения, низкие температуры вплоть до -60oC). С целью повышения основных эксплуатационных показателей (адгезионной и когезионной прочности, скорости склеивания, термостойкости, технологичности нанесения адгезива и т.д.) в состав клеевых композиций вводят функциональные добавки (канифоль и ее эфиры, низкомолекулярный полистирол, атактический полипропилен, акриловую кислоту и ее производные, капролактам и олигомерные полиамиды, инденкумароновую и фенольную смолы, малеиновый или фталевый ангидриды, различные виды воска, диактилфталаты, полиизоцианаты, полиуретаны, косторовое масло и другие вещества) и наполнители (тальк, слюду, каолин и прочие алюмосиликаты; молотый кварцевый песок; мел, доломит, магнезит; рутил; древесную муку и другие высокодисперсные материалы). Наполнители вводятся в термоплавкие клеевые композиции, как правило, в целях повышения теплостойкости и твердости, уменьшения усадки и остаточных внутренних напряжений, но прежде всего для снижения себестоимости продукции.Known / Chemical Encyclopedia (Ed. By I.L. Knunyants. - M .: Soviet Encyclopedia 1990, vol. 2, p. 409); D.A. Kardashov. Construction adhesives. - M.: Chemistry. - 1989 -396 p .; Adhesives and Adhesive Compounds (Ed. H.-S. Lee) Translated from English. - M .: World. 1991, p. 226 / widespread use of hot-melt adhesives (adhesives, sealants, compounds) based on a thermoplastic copolymer of ethylene and vinyl acetate in various fields. The main advantages of these hot melt adhesives are high adhesion to various substrates, short curing times, excellent water-chemical-bio-mechano-shock and vibration resistance, durability under extreme conditions (radiation and UV radiation, thermal cyclic loads, peak shock accelerations, low temperatures up to -60 o C). In order to increase the main operational indicators (adhesive and cohesive strength, bonding speed, heat resistance, adaptability of adhesive application, etc.) functional additives (rosin and its esters, low molecular weight polystyrene, atactic polypropylene, acrylic acid and its derivatives are introduced into the composition of adhesive compositions , caprolactam and oligomeric polyamides, indencumarone and phenolic resins, maleic or phthalic anhydrides, various types of wax, diactyl phthalates, polyisocyanates, polyurethanes, bonfire oil and other substances) and fillers (talc, mica, kaolin and other aluminosilicates; ground quartz sand; chalk, dolomite, magnesite; rutile; wood flour and other highly dispersed materials). Fillers are introduced into hot-melt adhesive compositions, as a rule, in order to increase heat resistance and hardness, to reduce shrinkage and residual internal stresses, but above all to reduce production costs.

Наиболее распространенными среди отечественных клеев-расплавов являются: КРУС-1 (ТУ 13-936-86), КРУС-2 (ТУ 13-0273250-32-92), КРПЭМ-1 (ТУ ОП 13-0274186-88), КРКП (ТУ ОП 13-027325018-88), а также адгезивы марок ТКМ (ВПКТИМ), ГИПК-143, ТК-2П, 327/10, восковой сплав ПКС-25. Следует отметить, что все перечисленные выше адгезивы-расплавы содержат в своем составе, как минимум, три компонента: полимерную матрицу, наполнитель и функциональную добавку. The most common among domestic hot melt adhesives are: KRUS-1 (TU 13-936-86), KRUS-2 (TU 13-0273250-32-92), KRPEM-1 (TU OP 13-0274186-88), KRKP ( TU OP 13-027325018-88), as well as adhesives of the TKM (VPKTIM), GIPK-143, TK-2P, 327/10 grades, PKS-25 wax alloy. It should be noted that all the hot melt adhesives listed above contain at least three components: a polymer matrix, a filler, and a functional additive.

Композиционные (наполненные) клеи-расплавы на основе полиолефинов и их производных получили широкое распространение и за рубежом /Адгезивы и адгезиционные соединения (Под ред. Х.-С.Ли) Перевод с анг. - М.; Мир. 1991. с. 226; Ваганаи Б. Промышленное приложение структурных термоплавных клеев - Ж.: Материалы и технологии, 1990. т. 78, 3-4, с. 67-70; Применение олигомеров в качестве клеев (Ониси Редзи, Хатису Эйнти, Гижзюцу Сире) Мицубиси Сэкию Кабусики Кайся. - 1990, N 74 - 32-39. - РЖХим. 1991, 2Т256; Патент США N 48718. Клеи-расплавы (Гако М. , Кинбара Х., - Мицубиси Газовая Химическая Компания. ) Заявл. 23.08.88. Опубл. 03.10.89 Приоритет N 60-219254 (Яп.) от 03.10.85 - РЖХим., 1991, 7Т337П.; Структурные адгезивы и их применение (Eur. Adhes and Sealats. - 1994, 11, N 2, с. 23./. К числу лучших образцов зарубежных этиленвинилацетатных (ЭВА) термоплавких адгезивов объективно следует отнести: "Кляйберит" (Германия), "Бостик" (Великобритания), "Элвакс-II" и "Марлекс" (США), UHU (Тайвань). Обязательными компонентами клеевых композиций являются наполнители и адгезионные, пластифицирующие или вязкостные добавки, общее количество которых, как правило, заключается в пределах 3-7. Ненаполненные термоплавкие клеи применяются ограниченно из-за высокой их стоимости и несоответствия параметров жестким эксплутационным требованиям международных стандартов. Composite (filled) hot melt adhesives based on polyolefins and their derivatives are also widely used abroad / Adhesives and adhesive compounds (Edited by H.-S. Lee) Translated from English. - M .; Peace. 1991.S. 226; Vaganai B. Industrial application of structural hot-melt adhesives - Zh.: Materials and Technologies, 1990. v. 78, 3-4, p. 67-70; The use of oligomers as adhesives (Onisi Reji, Hatisu Ainti, Gijutsu Shira) Mitsubishi Sekiyu Kabushiki Kaysia. - 1990, N 74 - 32-39. - RJChem. 1991, 2T256; US patent N 48718. Hot melt adhesives (Gako M., Kinbara H., - Mitsubishi Gas Chemical Company.) 08/23/88. Publ. 10/03/89 Priority N 60-219254 (Jap.) Dated 10/03/85 - RZHKhim., 1991, 7T337P .; Structural adhesives and their application (Eur. Adhes and Sealats. - 1994, 11, N 2, p. 23./. Among the best samples of foreign ethylene vinyl acetate (EVA) hot-melt adhesives objectively should include: "Kleiberite" (Germany), "Bostik "(Great Britain), Elvax-II and Marlex (USA), UHU (Taiwan). Mandatory components of adhesive compositions are fillers and adhesive, plasticizing or viscous additives, the total amount of which, as a rule, is in the range of 3-7 . Unfilled hot-melt adhesives are used limitedly due to their high cost and inconsistencies of parameters with stringent operational requirements of international standards.

Технология изготовления отечественных и зарубежных клеев-расплавов является традиционной и в качестве обязательной операции включает операцию смешивания расплавленного (размягченного) полимера (сополимера) с наполнителями и функциональными добавками. Следует подчеркнуть, что операция смешивания компонентов композиции в расплавленной полимерной матрице является достаточно энергоемкой и технологически сложной, т.к. требует нагревания и термостатирования клеевой массы, применения литьевых или экструзионных машин, специальных шнековых смесителей, установок для охлаждения и гранулирования. Все это существенно повышает себестоимость адгезивов. The manufacturing technology of domestic and foreign hot melt adhesives is traditional and includes the operation of mixing the molten (softened) polymer (copolymer) with fillers and functional additives as a mandatory operation. It should be emphasized that the operation of mixing the components of the composition in the molten polymer matrix is quite energy-intensive and technologically complex, because It requires heating and temperature control of the adhesive mass, the use of injection molding or extrusion machines, special screw mixers, installations for cooling and granulation. All this significantly increases the cost of adhesives.

В качестве аналога заявляемых клеев-расплавов могут служить клеевые термоплавкие композиции по заявке Японии /JP 64-33349 (Сэкисут Кагану Коге К.К. ) 1991/, включающие (мас. ч.): сополимер 10-35% винилацетата с этиленом - 100: агент (ЛА), улучшающий липкость композиции с температурой размягчения 50-60oC (канифоль и ее производные, политерпены нефтяные, кумаронинденовые, фенольные, стирольные и дицеклопентадиеновые смолы - 5-150; воскообразное вещество (парафиновые и микрокристаллические воска, хлорированные парафины, низкомолекулярный полиэтилен, атактический полипропилен) - 10-60; мягчитель (полибутен, диоктил- и дибутилфталаты, текучие сложные эфиры, канифоли, низкомолекулярные стирольные смолы, хлорпарафиновые углеводороды); наполнители (мел, глина или тальк); антиоксиданты (фенольные, аминные или серосодержащие вещества). Указанные клеи-расплавы имеют хорошую адгезию к бумаге, пленкам из полипропилена, полиэфиров, полиамидов, целлофана, нетканым материалам и другим субстратам.As an analogue of the inventive hot melt adhesives, hot melt adhesive compositions according to Japanese application / JP 64-33349 (Sekisut Kaganu Koge KK) 1991 /, including (wt.), Can be used: copolymer of 10-35% vinyl acetate with ethylene - 100 : agent (LA) that improves the stickiness of the composition with a softening point of 50-60 o C (rosin and its derivatives, polyterpene oil, coumaronindene, phenolic, styrene and dicyclopentadiene resins - 5-150; waxy substance (paraffin and microcrystalline waxes, chlorinated paraffins, low molecular weight polyethylene, atactic polypropylene) - 10-60; emollient (polybutene, dioctyl and dibutyl phthalates, flowing esters, rosins, low molecular weight styrene resins, chloroparaffin hydrocarbons); fillers (chalk, clay or talc); antioxidants (phenolic, amine or sulfur-containing substances). These hot melt adhesives have good adhesion to paper, films of polypropylene, polyesters, polyamides, cellophane, non-woven materials and other substrates.

К недостаткам КР /JP 64-33349 (Сэкисут Кагану Коге К.К.) 1991/ следует отнести:
- большое количество используемых компонентов;
- сложность и энергоемкость технологии изготовления;
- ограниченная область применения (в основном, производство термочувствительных липких лент).
The disadvantages of the KR / JP 64-33349 (Sekisut Kagan Koge K.K.) 1991 / include:
- a large number of components used;
- the complexity and energy intensity of manufacturing technology;
- limited scope (mainly the production of heat-sensitive adhesive tapes).

В качестве близкого аналога заявляемого изобретения можно рассмотреть отечественный клей-расплав КРУС-2 /Клей-расплав КРУС-2 ТУ 13-0273250-32-92/, выпускаемый АО "Политерм" (пос. Вахтан Нижегородской области), включающий сополимер этилена с винилацетатом в качестве клеевой матрицы, адгезионные, пластифицирующие, термостабилизирующие добавки и комбинированный бинарный высокодисперсный наполнитель, получаемый путем механического смешивания указанных компонентов в расплавленной полимерной основе. As a close analogue of the claimed invention, it is possible to consider the domestic hot melt adhesive KRUS-2 / Hot melt adhesive KRUS-2 TU 13-0273250-32-92 / manufactured by Polymer JSC (Vakhtan, Nizhny Novgorod Region), including a copolymer of ethylene with vinyl acetate as an adhesive matrix, adhesive, plasticizing, thermostabilizing additives and a combined binary finely divided filler obtained by mechanical mixing of these components in a molten polymer base.

Основными недостатками клеевой композиции-аналога КРУС-2 /Клей-расплав КРУС-2 ТУ 13-0273250-32-92/ являются:
- большое количество и дефицитность ряда применяемых компонентов и обусловленная этими обстоятельствами высокая себестоимость продукции;
- сложность и энергоемкость технологического процесса изготовления, приводящие к дополнительному повышению себестоимости гранулята адгезива;
- узкий ассортимент рекомендуемых по Техническим Условиям склеиваемых субстратов (сталь, древесина, пресс-материалы, бумага);
- высокая (от 12,1 до 14,8 млн.руб/1 т. по состоянию на 1 октября 1997 года) договорная цена клея-расплава на российском рынке и связанное с этим ограничение по реализации данного вида товара;
- невысокая температура размягчения адгезива по Мартенсу (85oC), что не удовлетворяет требованиям ряда технологических процессов, например, в производстве воздушных фильтров.
The main disadvantages of the adhesive composition analogue of KRUS-2 / Hot melt adhesive KRUS-2 TU 13-0273250-32-92 / are:
- a large number and scarcity of a number of components used and the high cost of production resulting from these circumstances;
- the complexity and energy intensity of the manufacturing process, leading to an additional increase in the cost of adhesive granules;
- a narrow range of glued substrates recommended by the Technical Conditions (steel, wood, press materials, paper);
- the high (from 12.1 to 14.8 million rubles / 1 ton as of October 1, 1997) contractual price of hot-melt glue on the Russian market and the associated restriction on the sale of this type of product;
- low softening temperature of the adhesive according to Martens (85 o C), which does not meet the requirements of a number of technological processes, for example, in the manufacture of air filters.

Наиболее близким техническим решением по отношению к заявляемому изобретению является термоплавкая клеевая композиция /JP 63-130558 (Нинпон госэй кагаку коге К.К.) 1989/, предложенная японскими авторами, включающая (мас. ч): сополимер этилена с винилацетатом - 100; упрочняющие фибриллированные волокна из полиолефинов и их блок-сополимеров со стиролом, акрилонитрилом, винилхлоридом, винилацетатом, алкил(мет)акрилатами, гидрофилизированные поливиниловым спиртом и его производными, крахмалом или целлюлозными производными - 2-20; наполнитель (мел, тальк, рутил, глина) - 100-400. Суммарное содержание твердой фазы в композиции составляет 60-75%. The closest technical solution in relation to the claimed invention is a hot-melt adhesive composition / JP 63-130558 (Ninpon gosey kagaku koge K.K.) 1989 /, proposed by Japanese authors, including (wt.): Copolymer of ethylene with vinyl acetate - 100; reinforcing fibrillated fibers from polyolefins and their block copolymers with styrene, acrylonitrile, vinyl chloride, vinyl acetate, alkyl (meth) acrylates, hydrophilized with polyvinyl alcohol and its derivatives, starch or cellulose derivatives - 2-20; filler (chalk, talc, rutile, clay) - 100-400. The total solids content in the composition is 60-75%.

Технология производства японских клеев-расплавов, так же как и отечественных, предусматривает операцию смешивания компонентов композиции в расплаве сополимерной матрицы со всеми вытекающими отсюда негативными последствиями. The technology for the production of Japanese hot melt adhesives, as well as domestic, provides for the operation of mixing the components of the composition in the melt of the copolymer matrix with all the ensuing negative consequences.

Однако наряду с достоинствами композиция-прототип /JP 63-130558 (Нинпон госэй кагаку коге К.К.) 1989/ обладает недостатками:
- клеи-расплавы имеют высокую себестоимость благодаря сложности и энергоемкости технологического процесса получения, высокой стоимости и большого количества применяемых компонентов, например: фибриллированных волокон, внутренних адгезионных добавок;
- прототипные адгезивы обладают неудовлетворительной адгезией к металлам и сплавам, в особенности к необезжиренным их поверхностям; склеиванию, в основном, подлежат бетон, сухая штукатурка, черепица из ПВХ, вспененные ПС-листы, пресс-материалы.
However, along with the advantages of the prototype composition / JP 63-130558 (Ninpon gosey kagaku koge K.K.) 1989 / has the following disadvantages:
- hot melt adhesives have a high cost due to the complexity and energy consumption of the manufacturing process, the high cost and the large number of components used, for example: fibrillated fibers, internal adhesive additives;
- prototype adhesives have poor adhesion to metals and alloys, in particular to their non-degreased surfaces; mainly concrete, dry plaster, PVC tile, foamed PS sheets, press materials are subject to bonding.

Все это ограничивает область применения композиции-прототипа и сдерживает ее широкое коммерческое распространение. All this limits the scope of the composition of the prototype and inhibits its widespread commercial distribution.

Целью настоящего изобретения является:
- снижение себестоимости производства клеев-расплавов за счет уменьшения количества используемых компонентов до двух и существенного упрощения технологии их изготовления;
- расширение области применения адгезивов-расплавов путем увеличения ассортимента склеиваемых субстратов, включая металлы черные и цветные, керамику, пресс-материалы, бетон, древесину, резину, пластмассы, стекло, бумагу, картон и др.;
- заметное повышение адгезии к замасленным (необезжиренным) поверхностям различных субстратов, прежде всего металлов, при сохранении высоких когезионных физико-механических и других эксплуатационных показателей.
The aim of the present invention is:
- reducing the cost of production of hot melt adhesives by reducing the number of components used to two and significantly simplifying the technology for their manufacture;
- expanding the scope of application of hot melt adhesives by increasing the range of glued substrates, including ferrous and non-ferrous metals, ceramics, press materials, concrete, wood, rubber, plastics, glass, paper, cardboard, etc .;
- a noticeable increase in adhesion to oily (non-degreased) surfaces of various substrates, primarily metals, while maintaining high cohesive physical, mechanical and other performance indicators.

Поставленная цель достигается путем введения в сополимер этилена с винилацетатом продуктов, содержащих аморфный диоксид кремния в оптимальных дозировках, или поверхностной обработки гранул сополимера этими продуктами. This goal is achieved by introducing into the copolymer of ethylene and vinyl acetate products containing amorphous silicon dioxide in optimal dosages, or by surface treatment of the granules of the copolymer with these products.

В качестве полимерной основы (матрицы) авторами был использован гранулированный сополимер этилена с винилацетатом, содержащий 5-30 мас. % винилацетата с индексом текучести расплава 5-1750 г/10 мин, плотностью 0,925-0,950 г/см3 соответственно (ТУ 6-05-1636-97). Наполнителями служили различные виды природного (трепел, диатомит, опока) и синтетического (силикагель технический марок АСМ и КСМГ по ТУ 3956-76; аэросил марок А-380, А-175 по ГОСТ 14922-77, метилаэросил марки АМ-1-300 по ТУ У-6-057431.60.005-95; белая сажа марки БС-50 по ТУ 18307-78) диоксида кремния (кремнезема) с размером частиц в поперечнике не более 100 мкм. Для получения убедительных доказательств правильного выбора продуктов, содержащих аморфную форму кремнезема в качестве наполнителей адгезивов-расплавов и удобства сопоставления полученных результатов, авторами была проведена проверка эффективности введения в полимерную матрицу химически связанных алюмосиликатных форм диоксида кремния (каолина марки КС-1 по ГОСТ 21286-82, талька по ГОСТ 21235-75, слюды-мусковита по ГОСТ 14307-82, глины строительной по ТУ 14-8-152-75) и кристаллической формы диоксида кремния (кварцевый песок по ГОСТ 8736-77 и песок речной ГОСТ 8736-85). Следует подчеркнуть, что никакие другие вещества, кроме сополимера этилена с винилацетатом и наполнителей, содержащих кремнезем, в составы исследуемых клеевых композиций не вводились.As the polymer base (matrix), the authors used a granular copolymer of ethylene with vinyl acetate containing 5-30 wt. % vinyl acetate with a melt flow index of 5-1750 g / 10 min, a density of 0.925-0.950 g / cm 3, respectively (TU 6-05-1636-97). The fillers were various types of natural (tripoli, diatomite, flask) and synthetic (silica gel technical grades ASM and KSMG in accordance with TU 3956-76; aerosil grades A-380, A-175 in accordance with GOST 14922-77, methylaerosil grades AM-1-300 in TU U-6-057431.60.005-95; white carbon black grade BS-50 according to TU 18307-78) silicon dioxide (silica) with a particle size in diameter of not more than 100 microns. To obtain convincing evidence of the right choice of products containing an amorphous form of silica as fillers for hot melt adhesives and the convenience of comparing the results, the authors tested the effectiveness of introducing chemically bonded aluminosilicate forms of silicon dioxide into the polymer matrix (kaolin grade KS-1 according to GOST 21286-82 , talc in accordance with GOST 21235-75, muscovite mica in accordance with GOST 14307-82, construction clay in accordance with TU 14-8-152-75) and crystalline form of silicon dioxide (quartz sand in accordance with GOST 8736-77 and river sand OST 8736-85). It should be emphasized that no other substances, except for the copolymer of ethylene with vinyl acetate and fillers containing silica, were not introduced into the compositions of the studied adhesive compositions.

Сведения о массовом содержании чистого кремнезема в исследуемых наполнителях и величине удельной поверхности представлены в табл. 1. Information on the mass content of pure silica in the studied fillers and the specific surface area are presented in table. 1.

Как видно из табл. 1, продукты, содержащие аморфную форму диоксида кремния (силикагели, аэросилы, белая сажа, трепел, диатомит, опока), независимо от массового процента в них кремнезема, обладают высокой величиной удельной поверхности (от 3,5 до 520 кв.м/г). Продукты, содержащие диоксид кремния в химически связанном (каолин, тальк, слюда) или кристаллическом (кварцевый песок) состояниях, имеют, как правило, малую величину удельной поверхности (от 0,18 до 1,3 кв.м/г). As can be seen from the table. 1, products containing an amorphous form of silicon dioxide (silica gels, aerosil, white soot, tripoli, diatomite, flask), regardless of the mass percent of silica in them, have a high specific surface area (from 3.5 to 520 sq / g) . Products containing silicon dioxide in chemically bound (kaolin, talc, mica) or crystalline (quartz sand) states, as a rule, have a small specific surface area (from 0.18 to 1.3 sq / g).

Различие в величинах удельной поверхности между продуктами с аморфным кремнеземом, с одной стороны, и продуктами с химически связанным или кристаллическим кремнеземом, с другой стороны, по-видимому, является решающим фактором, оказывающим влияние на адгезионные свойства исследуемых клеев-расплавов. The difference in the specific surface area between products with amorphous silica, on the one hand, and products with chemically bonded or crystalline silica, on the other hand, is apparently the decisive factor affecting the adhesive properties of the hot melt adhesives under study.

В табл. 2 и 3 представлены адгезионные характеристики (пределы прочности при сдвиге в системах (оцинкованная сталь/оцинкованная сталь и ст3/ст3) заявляемых композиций, полученных введением продуктов, содержащих диоксид кремния, в объем расплава сополимера и на поверхность его гранул без плавления последних. Определение величин предела прочности при сдвиге производилось по ГОСТ 14759-69. Для удобства сопоставления адгезионных параметров в этой же табл. 2 представлены экспериментальные величины пределов прочности при сдвиге стандартных отечественных (КРУС-2113-27) и зарубежных ("Кляйберит", Германия; "Бостик" Великобритания; UHU Тайвань) клеев-расплавов, а также воспроизведенной авторами японской клеевой композиции-прототипа. In the table. 2 and 3 show the adhesive characteristics (shear strengths in the systems (galvanized steel / galvanized steel and st3 / st3) of the claimed compositions obtained by introducing products containing silicon dioxide into the volume of the copolymer melt and onto the surface of its granules without melting the latter. Determination of values ultimate shear strength was carried out according to GOST 14759-69. For ease of comparison of adhesive parameters in the same table 2 the experimental values of standard tensile strengths for shear are given. (Cruz 2113-27) and foreign ( "Kleiber", Germany, "Bostic" United Kingdom, Taiwan UHU) hot melt adhesives, as well as Japanese authors reproduced the adhesive composition of the prototype.

Сравнительный анализ данных табл. 2 и 3 позволяет сделать следующие однозначные выводы:
1. Наиболее высокие показатели адгезионной прочности при сдвиге в системах оцинкованная сталь/оцинкованная сталь и стЗ/стЗ независимо от состояния поверхности достигается в композициях на основе СЭВ-11306-(075) с применением синтетического аморфного кремнезема, имеющего высокоразвитую (175-520 кв. м/г) поверхность: силикагеля и аэросила (метилаэросила) при условии нанесения их на поверхность гранул сополимера. Положительный эффект влияния аморфного диоксида кремния на адгезионные свойства клеев-расплавов достигается при нанесении его на поверхность гранул в количестве 0.2-0.6 мас.ч.*
2. Введение продуктов, содержащих аморфные формы диоксида кремния (силикагеля, аэросила, белой сажи, трепела и др.), на поверхность гранул сополимерной матрицы приводит к заметному повышению адгезии клеев-расплавов к замасленным (необезжиренным) поверхностям оцинкованной и обыкновенной стали. Положительный эффект введения указанных продуктов, по-видимому, обеспечивается за счет впитывания масла в объем аморфного кремнезема в процессе склеивания субстратов и обновления их поверхности, а также за счет химического взаимодействия активного кремнезема с оксидами металлов (цинка, железа и др.) с образованием соответствующих силикатов при повышенных температурах склеивания.
Comparative analysis of the data table. 2 and 3 allows us to draw the following unambiguous conclusions:
1. The highest adhesion shear strength in galvanized steel / galvanized steel and STZ / STZ systems, regardless of surface condition, is achieved in compositions based on SEV-11306- (075) using synthetic amorphous silica having highly developed (175-520 sq. m / g) surface: silica gel and aerosil (methylaerosil), provided that they are applied to the surface of the copolymer granules. A positive effect of the influence of amorphous silicon dioxide on the adhesive properties of hot melt adhesives is achieved by applying it to the surface of granules in an amount of 0.2-0.6 wt.h. *
2. The introduction of products containing amorphous forms of silicon dioxide (silica gel, aerosil, white soot, tripoli, etc.) onto the surface of the granules of the copolymer matrix leads to a noticeable increase in the adhesion of hot melt adhesives to oily (non-degreased) surfaces of galvanized and ordinary steel. The positive effect of the introduction of these products, apparently, is ensured by the absorption of oil into the volume of amorphous silica during the bonding of substrates and the renewal of their surface, as well as through the chemical interaction of active silica with metal oxides (zinc, iron, etc.) with the formation of silicates at elevated bonding temperatures.

3. Аморфные формы кремнезема, содержащиеся в заявляемых (исследуемых) продуктах в оптимальных (примерно 3 мас.ч) дозировках, оказывают положительное влияние на адгезию клеев-расплавов к замасленной Ст3 и оцинкованной стали и в случае их введения непосредственно в объем расплава, хотя проявляемый эффект не является столь значительным по сравнению с поверхностным нанесением. В общем, традиционную технологию смешивания сополимера и наполнителей в расплаве в данном случае можно применять. Однако при этом следует точно соблюдать дозировку наполнителя (оптимально 3 мас.ч) в пределах 0,4-5%. При выходе за предел максимум (5%) адгезионные характеристики клеев-расплавов ухудшаются. Малые дозы наполнителя в объеме расплава (менее 0,4 мас.ч) (см. табл. 2) не обеспечивают необходимого положительного эффекта. 3. Amorphous forms of silica contained in the claimed (studied) products in optimal (about 3 parts by weight) dosages have a positive effect on the adhesion of hot melt adhesives to oily St3 and galvanized steel even if they are introduced directly into the melt volume, although the effect is not so significant compared to surface application. In general, the traditional technology of mixing the copolymer and fillers in the melt in this case can be applied. However, in this case, the dosage of the filler (optimally 3 wt.h) should be strictly observed in the range of 0.4-5%. When the maximum (5%) is exceeded, the adhesion characteristics of hot melt adhesives deteriorate. Small doses of filler in the melt volume (less than 0.4 wt.h) (see table. 2) do not provide the necessary positive effect.

* Примечание: Удовлетворительное сцепление частиц кремнезема на поверхности гранул сополимера, по данным авторов изобретения, обеспечивается, во-первых, действием сил электростатического притяжения, а во-вторых, за счет капиллярных сил высокопористых наполнителей. * Note: Satisfactory adhesion of silica particles on the surface of the copolymer granules, according to the inventors, is ensured, firstly, by the action of electrostatic attraction forces, and secondly, due to the capillary forces of highly porous fillers.

4. Продукты, содержащие диоксид кремния в химически связанной (алюмосиликаты) или кристаллической (кварцевый песок, речной песок) формах, не обеспечивают положительного эффекта ни в объеме, ни на поверхности матрицы и поэтому не могут быть рекомендованы к практическому применению. 4. Products containing silicon dioxide in chemically bound (aluminosilicates) or crystalline (quartz sand, river sand) forms do not provide a positive effect either in volume or on the surface of the matrix and therefore cannot be recommended for practical use.

В табл. 4 представлены экономические расчеты договорных цен заявляемых композиций в сравнении с ценами прототипных и стандартных, отечественных и зарубежных клеев-расплавов. Анализ данных табл. 4 позволяет убедиться в том, что предлагаемые авторами настоящего изобретения клеи-расплавы при новом способе их получения имеют гораздо более низкую стоимость по сравнению с аналогичными и по этой причине могут быть использованы для коммерческого распространения. In the table. 4 presents the economic calculations of the contractual prices of the claimed compositions in comparison with the prices of prototype and standard, domestic and foreign hot melt adhesives. Data analysis table. 4 allows us to verify that the hot melt adhesives proposed by the authors of the present invention with the new method for their production have a much lower cost compared to similar ones and for this reason can be used for commercial distribution.

В табл. 5 представлены качественные адгезионные показатели заявляемых клеев-расплавов, определенные в соответствии с ГОСТ 15140-78 к различным субстратам: латуни, резине, древесно-стружечной плите (ДСП), поливинилхлоридной (ПВХ) кромке, фильтрующему бумажному полотну, лавсановой пленке и др. Как видно из табл. 5, предлагаемые авторами адгезивы имеют вполне удовлетворительную адгезию (3-5 баллов) к большинству исследуемых субстратов и не уступают отечественным и зарубежным аналогам, что позволяет рекомендовать эти адгезивы к практическому применению в машиностроении, резинотехнической промышленности, производстве мебели и в быту. In the table. 5 presents high-quality adhesive indicators of the inventive hot melt adhesives, determined in accordance with GOST 15140-78 to various substrates: brass, rubber, chipboard, polyvinyl chloride (PVC) edge, filter paper, lavsan film, etc. How seen from the table. 5, the adhesives proposed by the authors have a satisfactory adhesion (3-5 points) to the majority of the investigated substrates and are not inferior to domestic and foreign analogues, which allows us to recommend these adhesives for practical use in mechanical engineering, the rubber industry, furniture manufacturing and in everyday life.

В подтверждение сказанному авторы изобретения провели производственную проверку качества склеивания заявляемыми клеями-расплавами оцинкованной стали и бумажной шторы фильтроэлементов воздухоочистителей различных типов. Результаты испытаний предела прочности на отрыв по ГОСТ 1497-73 представлены в табл. 6. Как видно из табл. 6, адгезионные параметры заявляемых КР к замасленной оцинков. стали оказались заметно выше параметров контрольных образцов фильтроэлементов воздухоочистителей с полиолефиновым клеем-расплавом (ГОСТ 16337-77 марки 16803-070), применяемым предприятием. Кроме того, отрыв происходил по бумажной шторе, а в случае контрольных образцов по металлу, что доказывает явные преимущества новых КР. In support of the above, the inventors conducted a production check of the quality of gluing by the inventive hot melt adhesives of galvanized steel and paper curtains of filter elements of various types of air purifiers. The test results of the tensile strength according to GOST 1497-73 are presented in table. 6. As can be seen from the table. 6, the adhesion parameters of the claimed KR to oiled zinc. steel turned out to be significantly higher than the parameters of control samples of filter elements of air purifiers with polyolefin hot-melt adhesive (GOST 16337-77 grade 16803-070) used by the enterprise. In addition, the separation occurred on a paper curtain, and in the case of control samples on metal, which proves the clear advantages of the new CD.

Таким образом доказано, что при использовании заявляемых композиций и заявляемого способа получения клеев-расплавов достигается заметное снижение себестоимости клеевой продукции за счет уменьшения количества применяемых компонентов и упрощения технологии изготовления КР, расширения области функционального применения адгезивов-расплавов путем увеличения ассортимента склеиваемых субстратов и упрощения технологии склеивания созданием возможности соединения замасленных (необезжиренных) поверхностей, исключив операцию обезжиривания. Thus, it is proved that when using the inventive compositions and the inventive method for producing hot-melt adhesives, a noticeable decrease in the cost of adhesive products is achieved by reducing the number of components used and simplifying the manufacturing technology of KR, expanding the range of functional applications of hot melt adhesives by increasing the range of glued substrates and simplifying gluing technology the creation of the possibility of connecting oily (non-degreased) surfaces, eliminating the degreasing operation tions.

Ниже приводятся конкретные примеры изготовления заявляемых адгезивов-расплавов, иллюстрирующие упрощение технологии их получения. The following are specific examples of the manufacture of the inventive hot melt adhesives, illustrating the simplification of the technology for their preparation.

Пример I. Гранулы сополимера этилена и винилацетата загружаются в смеситель, в котором происходит разогрев матрицы до перехода в жидкое вязкотекучее состояние. В полученный расплав небольшими порциями при перемешивании вносится дозированное количество продукта, содержащего аморфный диоксид кремния. Перемешивание продолжается до получения однородной клеевой массы, которая затем продавливается через фильеру, охлаждается и гранулируется. Example I. The granules of a copolymer of ethylene and vinyl acetate are loaded into a mixer, in which the matrix is heated to a transition to a liquid viscous state. In the melt obtained in small portions with stirring, a metered amount of a product containing amorphous silicon dioxide is added. Mixing continues until a homogeneous adhesive mass is obtained, which is then pressed through a die, cooled and granulated.

Пример II. Гранулы (частицы) сополимера загружаются в необогреваемый смеситель, в который при комнатной температуре высыпается продукт, содержащий аморфный диоксид кремния. Система перемешивается в течение 5-30 минут до получения равномерного слоя наполнителя на поверхности гранул сополимера. Затем полученная смесь высыпается на сетку и встряхивается для удаления лишней массы наполнителя. Оставшийся на сетке модифицированный гранулят используется по назначению. Example II The copolymer granules (particles) are loaded into an unheated mixer, into which a product containing amorphous silicon dioxide is poured out at room temperature. The system is mixed for 5-30 minutes until a uniform filler layer is obtained on the surface of the copolymer granules. Then the resulting mixture is poured onto the grid and shaken to remove excess filler mass. The modified granulate remaining on the grid is used as intended.

Claims (1)

1. Композиция для производства адгезивов-расплавов, включающая сополимер этилена с винилацетатом и наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя она содержит продукты, содержащие аморфный диоксид кремния, при следующих соотношениях компонентов, мас.ч.:
Сополимер этилена с винилацетатом - 100
Продукт, содержащий аморфный диоксид кремния - 0,4 - 5,0
2. Способ получения адгезива-расплава, включающий смешение сополимера этилена и винилацетата с наполнителем, отличающийся тем, что смешение их производят путем нанесения наполнителя - продуктов, содержащих аморфный диоксид кремния, на поверхность гранул сополимера этилена и винилацетата.
1. Composition for the production of hot melt adhesives, comprising a copolymer of ethylene with vinyl acetate and a filler, characterized in that as a filler it contains products containing amorphous silicon dioxide, in the following ratios of components, parts by weight:
Ethylene Vinyl Acetate Copolymer - 100
Amorphous Silica Product - 0.4 - 5.0
2. A method of producing a hot melt adhesive, comprising mixing a copolymer of ethylene and vinyl acetate with a filler, characterized in that they are mixed by applying a filler, products containing amorphous silicon dioxide, to the surface of the granules of a copolymer of ethylene and vinyl acetate.
RU98100642A 1998-01-06 1998-01-06 Composition for making adhesive melts and method of preparation thereof RU2143451C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98100642A RU2143451C1 (en) 1998-01-06 1998-01-06 Composition for making adhesive melts and method of preparation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98100642A RU2143451C1 (en) 1998-01-06 1998-01-06 Composition for making adhesive melts and method of preparation thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98100642A RU98100642A (en) 1998-12-27
RU2143451C1 true RU2143451C1 (en) 1999-12-27

Family

ID=20201189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98100642A RU2143451C1 (en) 1998-01-06 1998-01-06 Composition for making adhesive melts and method of preparation thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2143451C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2455331C1 (en) * 2010-12-14 2012-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") Environmentally safe melt adhesive based on ethylene and vinyl acetate copolymer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Клей-расплав КРУС-2. ТУ 13-0273250-32-92. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2455331C1 (en) * 2010-12-14 2012-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") Environmentally safe melt adhesive based on ethylene and vinyl acetate copolymer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4017452A (en) Polymer modified hydrophilic inorganic fillers for thermoplastic polymeric materials
US4882367A (en) Articles of filled synthetic polymeric materials and glass bead filler therefore
US5304592A (en) Mineral-like plastics
US5407983A (en) Compositions containing hollow microspheres
CA2078476C (en) High performance solvent-free contact adhesive
CA2493515A1 (en) Hybrid plastisol/hot melt compositions
JPS5891736A (en) Granulation of filler
JPH0737407A (en) Adhesive sealing method in lighting fixture for vehicle
CN1330460C (en) Super-coating material for sand paper and production thereof
CN1006552B (en) Hot melting adhesive for polyolefin
RU2143451C1 (en) Composition for making adhesive melts and method of preparation thereof
US4655964A (en) Conductive nylon molding materials
US4127545A (en) Hot melt crosslinked butyl sealant
JPH043785B2 (en)
JPS5968383A (en) Hot-melt adhesive composition
US3255029A (en) Molding compositions
JPS59145271A (en) Adhesive composition
JPS60177048A (en) Polyolefine resin composition
US2327218A (en) Abrasive article and method of manufacturing the same
JPS6053578A (en) Fast-curable adhesive composition
JPH0558467B2 (en)
JPS61141654A (en) Manufacture of artificial marble
JPS621748A (en) Microspherical resin composition and production thereof
JPS5973917A (en) Reproducing process of cross linked plastic scrap
JP3256007B2 (en) Method for producing phenolic resin molding material