RU2455331C1 - Environmentally safe melt adhesive based on ethylene and vinyl acetate copolymer - Google Patents
Environmentally safe melt adhesive based on ethylene and vinyl acetate copolymer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2455331C1 RU2455331C1 RU2010151330/05A RU2010151330A RU2455331C1 RU 2455331 C1 RU2455331 C1 RU 2455331C1 RU 2010151330/05 A RU2010151330/05 A RU 2010151330/05A RU 2010151330 A RU2010151330 A RU 2010151330A RU 2455331 C1 RU2455331 C1 RU 2455331C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vinyl acetate
- ethylene
- adhesive
- acetate copolymer
- copolymer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к клеям-расплавам на основе сополимера этилена и винилацетата (ЭВА) и может быть использовано в обувной и других отраслях промышленности для склеивания натуральной, искусственной и синтетической кожи, текстильных материалов, бумаги, картона, древесины, резины, в том числе и пористой.The invention relates to hot melt adhesives based on a copolymer of ethylene and vinyl acetate (EVA) and can be used in footwear and other industries for bonding natural, artificial and synthetic leather, textile materials, paper, cardboard, wood, rubber, including porous .
Известно / Петрова А.Л. Клеящие материалы. Справочник. /Под ред. чл.-корр. РАН, д-ра техн. наук Е.Н.Каблова, д-ра техн. паук С.В.Резниченко. - М.: ЗАО «Редакция журнала «Каучук и резина» (К и Р), 2002. - 196 с.)/, широкое применение термоплавких адгезивов на основе термопластичного сополимера этилена и винилацетата в различных областях. Содержание винилацетата в сополимерах оказывает влияние на прочность клеевых соединений. Сополимеры, содержащие менее 10 мас.% винилацетата, являясь неполярными полимерами, не могут быть использованы в качестве клеев. При увеличении содержания винилацетата до 30 мас.% прочность клеевых соединений при расслаивании заметно увеличивается и при содержании 44 мас.% составляет 0,9 Н/мм (по сравнению с 0,2 Н/мм для сополимера с содержанием винилацетата 30 мас.%).It is known / Petrova A.L. Adhesive materials. Directory. / Ed. Corr. RAS, Dr. tech. Sciences E.N.Kablova, Doctor of Technical Sciences spider S.V. Reznichenko. - M .: ZAO “Editorial Board of the journal“ Rubber and Rubber ”(K and P), 2002. - 196 pp.) / Widespread use of hot-melt adhesives based on thermoplastic copolymer of ethylene and vinyl acetate in various fields. The content of vinyl acetate in the copolymers affects the strength of adhesive joints. Copolymers containing less than 10 wt.% Vinyl acetate, being non-polar polymers, cannot be used as adhesives. With an increase in vinyl acetate content up to 30 wt.%, The strength of adhesive compounds during delamination increases markedly and at a content of 44 wt.% It is 0.9 N / mm (compared to 0.2 N / mm for a copolymer with a vinyl acetate content of 30 wt.%) .
Сополимеры ЭВА, содержащие от 15 до 40 мас.% винилацетата, имеют хорошую адгезию ко многим субстратам, хорошо совместимы с компонентами клеев, имеют высокие показатели липкости и морозостойкости. Для повышения прочности ЭВА применяют в сочетании с канифолью, оптимальное содержание которой составляет 35-40 мас.%.EVA copolymers containing from 15 to 40 wt.% Vinyl acetate, have good adhesion to many substrates, are well compatible with adhesive components, and have high stickiness and frost resistance. To increase the strength of EVA used in combination with rosin, the optimal content of which is 35-40 wt.%.
Известны клеи-расплавы на основе сополимера этилена и винилацетата, используемые в мебельной, строительной, полиграфической и обувной промышленностях (RU 551353, 1977 г., C09J/14//С08К 5/49; RU 555124, 1977 г., C09J/14//С08К 5/54), однако, из-за недостаточных стабильности во времени, когезионной прочности использование данных клеев для склеивания обувных материалов затруднительно, так как не обеспечивается нормативная прочность склеивания.Known hot melt adhesives based on a copolymer of ethylene and vinyl acetate used in the furniture, construction, printing and shoe industries (RU 551353, 1977, C09J / 14 // C08K 5/49; RU 555124, 1977, C09J / 14 / / С08К 5/54), however, due to insufficient stability over time and cohesive strength, the use of these adhesives for bonding shoe materials is difficult, since the normative bonding strength is not ensured.
Наиболее близким по техническим характеристикам к изобретению является композиция для производства адгезивов-расплавов (RU 2143451, 1999 г., C09J 123/08), содержащая сополимер этилена с винилацетатом с 5-30 мас.% винилацетата - 100 мас.ч. и продукт, включающий аморфный диоксид кремния - 0,4-5,0 мас.ч. Применение данных клеев-расплавов снижает себестоимость клеевой продукции благодаря уменьшению количества применяемых компонентов и упрощению технологии изготовления клеев-расплавов, расширяет области функционального применения за счет увеличения ассортимента склеиваемых субстратов и упрощения технологии.The closest in technical characteristics to the invention is a composition for the production of hot melt adhesives (RU 2143451, 1999, C09J 123/08) containing a copolymer of ethylene with vinyl acetate with 5-30 wt.% Vinyl acetate - 100 wt.h. and a product comprising amorphous silicon dioxide - 0.4-5.0 wt.h. The use of these hot melt adhesives reduces the cost of adhesive products by reducing the number of components used and simplifying the manufacturing of hot melt adhesives, expanding the range of functional applications by increasing the range of glued substrates and simplifying the technology.
Однако наряду с достоинствами композиция-прототип (RU 2143451, 1999 г., C09J 123/08) обладает недостатками:However, along with the advantages of the composition of the prototype (RU 2143451, 1999, C09J 123/08) has the disadvantages:
- низкой термостабильностью клея-расплава;- low thermal stability of hot melt glue;
- недостаточной когезионной прочностью клеевой пленки;- insufficient cohesive strength of the adhesive film;
- эластичностью клеевой пленки ниже эластичности склеиваемых обувных материалов;- the elasticity of the adhesive film is lower than the elasticity of glued shoe materials;
- ползучестью клеевого шва под действием нагрузки, особенно при повышенной температуре.- creep of the adhesive joint under the action of the load, especially at elevated temperature.
Все это ограничивает область применения композиции-прототипа при склеивании таких материалов, как кожа, резина, ткани и других материалов.All this limits the scope of the prototype composition when bonding materials such as leather, rubber, fabrics and other materials.
Задачи настоящего изобретения:Objectives of the present invention:
- повышение термостабильности клея-расплава;- increase the thermal stability of hot melt glue;
- снижение себестоимости производства клеев-расплавов на основе сополимера ЭВА за счет сокращения компонентов, входящих в их состав и упрощения технологии их изготовления;- reducing the cost of production of hot melt adhesives based on EVA copolymer by reducing the components included in their composition and simplifying the technology for their manufacture;
- расширение области применения клеев-расплавов на основе сополимера ЭВА путем увеличения ассортимента склеиваемых субстратов, применяемых при производстве изделий из кожи, а также в других отраслях;- expanding the scope of hot melt adhesives based on EVA copolymer by increasing the range of glued substrates used in the manufacture of leather products, as well as in other industries;
- повышение когезионной прочности и эластичности клеевого шва.- increased cohesive strength and elasticity of the adhesive joint.
Поставленные задачи достигаются путем введения в сополимер этилена с винилацетатом наноразмерных частиц диоксида кремния SiO2 с размером частиц 100-300 нм в оптимальных дозировках.The objectives are achieved by introducing into the copolymer of ethylene and vinyl acetate nanosized particles of silicon dioxide SiO 2 with a particle size of 100-300 nm in optimal dosages.
В качестве полимерной основы (матрицы) используется гранулированный сополимер этилена с винилацетатом, содержащий 15-30% винилацетата с показателем текучести расплава (индексом расплава) 1,0-20,0 г/10 мин, плотностью 0,925-0,950 г/см3 соответственно.A granular ethylene vinyl acetate copolymer containing 15-30% vinyl acetate with a melt flow index (melt index) of 1.0-20.0 g / 10 min and a density of 0.925-0.950 g / cm 3, respectively, is used as the polymer base (matrix).
Для сравнения свойств прототипа с предлагаемым изобретением были приготовлены клеи-расплавы двух видов. В качестве модифицирующей добавки для предлагаемого изобретения использовались наночастицы диоксида кремния (размер частиц 100-300 нм) и для образцов сравнения аморфный высокодисперсный диоксид кремния (с размером частиц около 100 мкм), предложенный в прототипе. Было показано, что за счет сил межмолекулярного взаимодействия, а также под воздействием капиллярных сил высокодисперсного диоксида кремния SiO2 достигается положительный эффект.To compare the properties of the prototype with the invention, two types of hot melt adhesives were prepared. As a modifying additive for the present invention, silicon dioxide nanoparticles (particle size 100-300 nm) were used and for comparison samples amorphous highly dispersed silicon dioxide (with a particle size of about 100 μm), proposed in the prototype. It was shown that due to the forces of intermolecular interaction, as well as under the influence of capillary forces of highly dispersed silicon dioxide SiO 2 , a positive effect is achieved.
В случае использования наночастиц диоксида кремния SiO2 уменьшается размер надмолекулярных структур в сополимере ЭВА (сферолитов). Происходит повышение плотности полимерной матрицы вследствие сближения ее макромолекул (т.е. уменьшение межмолекулярного пространства), что приводит к увеличению физических сил межмолекулярного взаимодействия (сил Ван-дер-Ваальса) и повышению когезионной прочности клеевой пленки. Эти данные были получены путем исследования структуры клеевых пленок методами оптической и электронной (растровой) микроскопии. Благодаря наноразмерам частицы диоксида кремния не снижают прочностные характеристики сополимера ЭВА в отличие от макрочастиц диоксида кремния с размером не более 100 мкм. Таким образом, размерный фактор обуславливает изменение механизма модифицирующего действия частиц диоксида кремния.In the case of using silicon dioxide nanoparticles SiO 2 , the size of supramolecular structures in the EVA copolymer (spherulites) decreases. An increase in the density of the polymer matrix occurs due to the convergence of its macromolecules (i.e., a decrease in the intermolecular space), which leads to an increase in the physical forces of the intermolecular interaction (Van der Waals forces) and an increase in the cohesive strength of the adhesive film. These data were obtained by studying the structure of adhesive films by optical and electron (scanning) microscopy. Due to the nanosized particles of silicon dioxide do not reduce the strength characteristics of the EVA copolymer, in contrast to the particles of silicon dioxide with a size of not more than 100 microns. Thus, the size factor causes a change in the mechanism of the modifying action of silicon dioxide particles.
При плавлении гранул сополимера ЭВА наночастицы диоксида кремния оказываются внедренными в расплав контактирующих гранул сополимера ЭВА, и тем самым они способствуют упрочнению полученного адгезива. Так как наночастицы диоксида кремния имеют гидрофобную поверхность, то они не агломерируют в большие кластеры, а более равномерно распределяются в полимерной матрице. В результате проведенных экспериментальных исследований установлено, что оптимальной по технологическим, эксплутационным и экономическим показателям является концентрация модифицирующей добавки в пределах 0,1-1,0 мас.ч. на 100 мас.ч. сополимера ЭВА.When melting granules of an EVA copolymer, silicon dioxide nanoparticles are embedded in the melt of the contacting granules of an EVA copolymer, and thereby they contribute to the hardening of the obtained adhesive. Since silicon dioxide nanoparticles have a hydrophobic surface, they do not agglomerate into large clusters, but are more evenly distributed in the polymer matrix. As a result of experimental studies, it was found that the concentration of the modifying additive in the range of 0.1-1.0 wt.h. is optimal in terms of technological, operational and economic indicators. per 100 parts by weight EVA copolymer.
Установлено, что введение в качестве модифицирующей добавки наноразмерного диоксида кремния SiO2 снижает ползучесть клеевой пленки, что может быть объяснено образованием флуктационной сетки между макромолекулами сополимера ЭВА за счет установления новых физических связей между ними. Также наблюдается повышение эластичности клеевой пленки, что подтверждается возрастанием относительной деформации при разрыве клеевых пленок на основе модифицированного сополимера ЭВА.It was established that the introduction of nanosized silicon dioxide SiO 2 as a modifying additive reduces the creep of the adhesive film, which can be explained by the formation of a fluctuation network between the macromolecules of the EVA copolymer due to the establishment of new physical bonds between them. An increase in the elasticity of the adhesive film is also observed, which is confirmed by an increase in the relative deformation during the rupture of adhesive films based on a modified EVA copolymer.
Клей-расплав на основе сополимера ЭВА, указанный в изобретении, относится к экологически безопасным клеям, поскольку в его составе не содержатся токсичные и экологически опасные компоненты.The hot melt adhesive based on EVA copolymer specified in the invention relates to environmentally friendly adhesives, since it does not contain toxic and environmentally hazardous components.
Интервал размягчения клея-расплава, определяемый по методу «шар-кольцо», составляет от 65-83 до 120-146°С. Вязкость (текучесть) клея-расплава определялась согласно ГОСТ 11645-73 «Пластмассы. Метод определения показателя текучести расплава термопластов». Показатель текучести полученного клея-расплава составляет от 6 до 40 г/10 мин при температуре 150°С.The softening interval of hot melt glue, determined by the ball-ring method, is from 65-83 to 120-146 ° C. The viscosity (fluidity) of hot melt adhesive was determined according to GOST 11645-73 “Plastics. Method for determining the melt flow rate of thermoplastics. " The flow rate of the obtained hot melt adhesive is from 6 to 40 g / 10 min at a temperature of 150 ° C.
Прочность склеивания обувных материалов определяется при расслаивании согласно ГОСТ 28966.1-91 «Клеи полимерные. Метод определения прочности при расслаивании». Водостойкость клеевых соединений оценивается по снижению прочности склеивания после выдержки склеенных образцов в течение 24 часов в воде, затем образцы подвергаются испытаниям на расслаивание, прочность склеивания сравнивалась с прочностью склеивания контрольных образцов, не подвергнутых воздействию воды. Термостойкость оценивалась по снижению прочности склеивания после воздействия на склеенные образцы температуры 45°С в течение 1 часа, после чего подвергались испытаниям на расслаивание. Согласно нормативам, снижение прочности склеивания после термообработки образцов не должно превышать 20%. Результаты испытаний прочности склеивания на расслаивание, термостойкость и водостойкость для прототипа и предлагаемого изобретения приведены в таблице (фиг.1).The bonding strength of shoe materials is determined by delamination according to GOST 28966.1-91 “Polymer adhesives. The method for determining the strength during delamination. " The water resistance of adhesive joints is estimated by reducing the bonding strength after holding the glued samples for 24 hours in water, then the samples are tested for delamination, the bonding strength was compared with the bonding strength of control samples not exposed to water. Heat resistance was evaluated by reducing the bonding strength after exposure to glued samples at a temperature of 45 ° C for 1 hour, after which they were tested for delamination. According to the standards, the decrease in bonding strength after heat treatment of the samples should not exceed 20%. The test results of the bonding strength for delamination, heat resistance and water resistance for the prototype and the present invention are shown in the table (figure 1).
В таблице (фиг.2) представлены адгезионные характеристики (пределы прочности при расслаивании, а также пределы прочности при испытании на термостойкость и водостойкость в системах (кожа/натуральная - резина монолитная, кожа искусственная - резина монолитная, ткань - резина монолитная) заявляемой композиции, полученной введением наночастиц диоксид кремния в расплав сополимера ЭВА.The table (figure 2) shows the adhesive characteristics (tensile strengths during delamination, as well as tensile strengths when tested for heat resistance and water resistance in systems (leather / natural - monolithic rubber, artificial leather - monolithic rubber, fabric - monolithic rubber) of the claimed composition, obtained by introducing nanoparticles of silicon dioxide into the melt of an EVA copolymer.
Таким образом, клей-расплав, указанный в изобретении, обеспечивает прочность склеивания не ниже 2,7-3 кН/м - для основного склеивания деталей обуви и изделий из кожи, 0,8-3 кН/м - для второстепенного склеивания деталей обуви и изделий из кожи, что соответствует нормативным значениям прочности для клеев, используемых в обувной промышленности.Thus, the hot melt adhesive specified in the invention provides a bonding strength of at least 2.7-3 kN / m for the main bonding of shoe parts and leather products, 0.8-3 kN / m for the secondary bonding of shoe parts and leather products, which corresponds to the standard strength values for adhesives used in the shoe industry.
Клей-расплав может быть применим при температуре от 130 до 180°С и производиться в виде гранул, пленок, прутка, жгута.Hot melt adhesive can be applied at a temperature of 130 to 180 ° C and can be produced in the form of granules, films, rods, tow.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010151330/05A RU2455331C1 (en) | 2010-12-14 | 2010-12-14 | Environmentally safe melt adhesive based on ethylene and vinyl acetate copolymer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010151330/05A RU2455331C1 (en) | 2010-12-14 | 2010-12-14 | Environmentally safe melt adhesive based on ethylene and vinyl acetate copolymer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2455331C1 true RU2455331C1 (en) | 2012-07-10 |
Family
ID=46848537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010151330/05A RU2455331C1 (en) | 2010-12-14 | 2010-12-14 | Environmentally safe melt adhesive based on ethylene and vinyl acetate copolymer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2455331C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105236342A (en) * | 2015-08-27 | 2016-01-13 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | Gecko-inspired biomimetic dry glue and preparation method thereof |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU551353A1 (en) * | 1975-09-23 | 1977-03-25 | Предприятие П/Я Р-6165 | Adhesive composition |
| RU2097186C1 (en) * | 1993-12-22 | 1997-11-27 | Рем Гмбх | Method of manufacturing polymethylmetacrylate-based high-filled boards |
| RU2143451C1 (en) * | 1998-01-06 | 1999-12-27 | Решетов Вячеслав Александрович | Composition for making adhesive melts and method of preparation thereof |
| RU2171820C2 (en) * | 1998-10-14 | 2001-08-10 | Премарк РВП Холдингс, Инк. | Composition, sheet, laminated material (variants thereof), composite material which are optical barriers |
| RU2288932C1 (en) * | 2005-04-25 | 2006-12-10 | Иван Иванович Расстригин | Molten glue |
| CN101117437A (en) * | 2006-08-03 | 2008-02-06 | 上海日之升新技术发展有限公司 | Tackifying polyamide 66 composition |
| RU2344151C2 (en) * | 2002-12-05 | 2009-01-20 | Ленксесс Инк. | Adhesive polymer composite material, method of production thereof, product keeping its shape and hermetic or adhesive composition containing mentioned composite material |
| RU2366679C2 (en) * | 2003-09-18 | 2009-09-10 | Байер Матириальсайенс Аг | Water dispersions of glues |
| WO2009129908A1 (en) * | 2008-04-25 | 2009-10-29 | Byk-Chemie Gmbh | Particulate wax composites and method for the production thereof and the use thereof |
-
2010
- 2010-12-14 RU RU2010151330/05A patent/RU2455331C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU551353A1 (en) * | 1975-09-23 | 1977-03-25 | Предприятие П/Я Р-6165 | Adhesive composition |
| RU2097186C1 (en) * | 1993-12-22 | 1997-11-27 | Рем Гмбх | Method of manufacturing polymethylmetacrylate-based high-filled boards |
| RU2143451C1 (en) * | 1998-01-06 | 1999-12-27 | Решетов Вячеслав Александрович | Composition for making adhesive melts and method of preparation thereof |
| RU2171820C2 (en) * | 1998-10-14 | 2001-08-10 | Премарк РВП Холдингс, Инк. | Composition, sheet, laminated material (variants thereof), composite material which are optical barriers |
| RU2344151C2 (en) * | 2002-12-05 | 2009-01-20 | Ленксесс Инк. | Adhesive polymer composite material, method of production thereof, product keeping its shape and hermetic or adhesive composition containing mentioned composite material |
| RU2366679C2 (en) * | 2003-09-18 | 2009-09-10 | Байер Матириальсайенс Аг | Water dispersions of glues |
| RU2288932C1 (en) * | 2005-04-25 | 2006-12-10 | Иван Иванович Расстригин | Molten glue |
| CN101117437A (en) * | 2006-08-03 | 2008-02-06 | 上海日之升新技术发展有限公司 | Tackifying polyamide 66 composition |
| WO2009129908A1 (en) * | 2008-04-25 | 2009-10-29 | Byk-Chemie Gmbh | Particulate wax composites and method for the production thereof and the use thereof |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105236342A (en) * | 2015-08-27 | 2016-01-13 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | Gecko-inspired biomimetic dry glue and preparation method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6424211B2 (en) | Multilayer pressure sensitive adhesive assembly | |
| JP5523310B2 (en) | Adhesive and sealant systems | |
| JP2015523438A5 (en) | ||
| TW200909208A (en) | Exfoliate sheet | |
| PL213557B1 (en) | Aqueous adhesive dispersions | |
| JPH11323288A (en) | Hot-melt composition having low application temperature | |
| DE102013209827A1 (en) | Heat resistant tape | |
| EP2976403A1 (en) | Ready-to-use hot melt adhesive having an improved property profile | |
| CN105462523A (en) | Method for preparing high-adhesion water-borne adhesive based on polymer compound | |
| CN114479709B (en) | Polyolefin pre-laid waterproof coiled material and preparation method thereof | |
| TW201741422A (en) | Composition for preparing pressure-sensitive adhesives | |
| CN105348834B (en) | A kind of auxiliary material for being used to bond between macromolecule and modified bituminous pitch coiled material | |
| Mahendra | Rosin product review | |
| Wu et al. | Wettability, surface microstructure and mechanical properties of films based on phosphorus oxychloride‐treated zein | |
| CN113637437B (en) | Epoxy resin modified hot-melt pressure-sensitive adhesive for disposable hygienic products and preparation method thereof | |
| CN112521884A (en) | Double-sided film and preparation method thereof | |
| TW201035265A (en) | Antistatic adhesive composition, adhesive film using the adhesive composition and method for producing the adhesive film | |
| JP6545466B2 (en) | Adhesive tape | |
| JP5504837B2 (en) | Hot-melt adhesive composition and laminate using the same | |
| RU2455331C1 (en) | Environmentally safe melt adhesive based on ethylene and vinyl acetate copolymer | |
| JP2012201839A (en) | Adhesive laminate | |
| JP2013530287A5 (en) | ||
| DE102013202032A1 (en) | Foamed tape | |
| CN110628369B (en) | Hot melt adhesive capable of being repeatedly attached and preparation method thereof | |
| Gadhave | Comparative Study of Effect of Addition of Calcium Carbonate and Clay on the Performance Properties of Polyvinyl Acetate Wood Glue |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121215 |