Клеевая композиция и самоклеящийся материал, содержащий ее

Клеевая композиция и самоклеящийся материал, содержащий ее

Реферат

Настоящее изобретение относится к области клеевых композиций с постоянной липкостью и самоклеящихся материалов на основе алюминиевой фольги, полимерных пленок и других подложек, предназначенных для эксплуатации при температурах от -60 до +80°С в авиационной технике, автомобиле-, судостроении и других областях техники.

Известна клеевая композиция для липких лент, включающая натуральный каучук, агент липкости, пластификаторы (вазелиновое масло, эфир канифоли, ланолин), наполнитель, растворитель (авт. св. СССР №730783).

Недостатком известной клеевой композиции является низкая адгезия к металлическим поверхностям из-за наличия в ней большого количества пластификаторов, что не позволяет использовать ее в авиационной технике.

Известен слоистый декоративный материал, включающий металлизированную полимерную пленку, клеевой адгезионный слой на основе акриловой дисперсии и антиадгезионную бумагу, причем между металлизированной полимерной пленкой и адгезионным слоем расположен дополнительный слой из спирторастворимых смол (патент РФ №2134200).

Недостатком известного материала являются низкие прочностные свойства.

Наиболее близким аналогом клеевой композиции, принятым за прототип, является клей для липких лент на подложке из пеноматериала, включающий, мас.%:

Изопреновый каучук	6,4-11,6
Хлоропреновый каучук	2,1-3,9
Адгезионная добавка	4,7-8,5
Пластификатор	4,0-6,3
Оксид цинка	0,35-0,6
Белая сажа	0,3-0,5
Альтакс	0,2-0,3
Гексаметилентетрамин	0,1-0,5
Солянокислый гидразин	0,05-0,15
Растворитель	остальное

(авт. свид. СССР №1165701).

Недостатком прототипа является низкая когезионная прочность и невысокая адгезия к металлическим поверхностям.

Наиболее близким аналогом самоклеящегося материала, принятым за прототип, является многослойный материал, содержащий основу из алюминиевой фольги с защитным декоративным слоем из нитрида титана и липким слоем, выполненным из натурального каучука, закрытым антиадгезионной бумагой (патент РФ №2141406).

Недостатком самоклеящегося материала-прототипа являются невысокие показатели прочности при сдвиге и отслаивании.

Технической задачей заявляемого изобретения является повышение когезионной прочности (сопротивления динамическому и статическому сдвигу) и адгезии (прочности при отслаивании) к алюминиевой фольге и алюминиевым сплавам заявляемой клеевой композиции, а также повышение прочности при сдвиге и отслаивании самоклеящегося материала.

Для решения поставленной технической задачи предложены:

клеевая композиция, включающая изопреновый каучук, пластификатор, адгезионную добавку и растворитель, которая в качестве изопренового каучука содержит 3,4-полиизопреновый каучук с мол. м. 120-240 тыс. и содержанием винильных звеньев 83-88%, в качестве пластификатора - вазелиновое масло или низкомолекулярный полибутадиен, в качестве адгезионной добавки - терпенфенольную смолу, а в качестве растворителя - нефрас при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

указанный 3,4-полиизопреновый каучук	100
указанный пластификатор	5-10
терпенфенольная смола	5-10
нефрас	350-525

самоклеящийся материал, включающий основу с нанесенным на нее липким слоем и антиадгезионную бумагу, который в качестве липкого слоя содержит указанную клеевую композицию при соотношении слоев основа: липкий слой = 1:(0,25-1).

В качестве основы самоклеящийся материал может содержать алюминиевую фольгу, полимерную пленку или стеклоткань.

Предлагаемые клеевая композиция и самоклеящийся материал сочетают в себе высокие когезионные (динамический и статический сдвиг) и адгезионные (отслаивание) свойства, что достигается качественным и количественным составом компонентов заявляемых материалов.

В качестве 3,4-полиизопренового каучука могут быть использованы эластомеры с различной молекулярной массой, но наилучший технический результат достигается при использовании эластомеров с мол. м. 120-240 тыс. по ТУ 2294-108-00151963. 3,4-полиизопреновый каучук относится к группе полимеров с высоким содержанием винильных звеньев (83-88%), что наряду со структурой определяет его высокую собственную липкость, хорошие пленкообразующие свойства, когезионную прочность и высокую адгезию к целому ряду материалов (металлы, стекло, полимерные пленки, ткани и др.). Кроме того, структура указанного каучука обеспечивает высокие вибродемпфирующие свойства материалов на его основе, что позволяет использовать их в условиях повышенной вибрации.

В качестве адгезионной добавки заявляемая композиция содержит терпенфенольную смолу с температурой размягчения 100-120°С по ТУ 6-05-211-895.

В качестве пластификатора в заявляемой клеевой композиции наиболее предпочтительно использовать вазелиновое масло (ГОСТ 1840) или низкомолекулярный полибутадиен (ТУ 38.103570), которые позволяют улучшить технологические и эксплуатационные свойства клеевой композиции и увеличить ее жизнеспособность.

В качестве основы предлагаемого самоклеящегося материала могут быть использованы фольга алюминиевая толщиной 50-80 мм по ГОСТ 745, ГОСТ 718, стеклоткань по ТУ 1-92-82-83, нетканое лавсановое полотно, полимерные полиолефиновые пленки (полиэтиленовая и полипропиленовая) по ГОСТ 10354. Также может быть использована фольга с нанесенным на ее поверхность лаковым покрытием или системой лакокрасочных покрытий. При этом клеевая композиция наносится на сторону, не защищенную ЛКП.

Примеры осуществления

Пример 1.

К 100 мас.ч. 3,4-полиизопренового каучука с 83% винильных звеньев добавляли 350 мас.ч. нефраса и перемешивали до полного растворения. В полученный раствор добавляли 5 мас.ч. терпенфенольной смолы, перемешивали и выдерживали в течение 12 часов. Затем в полученную смесь вводили 7 мас.ч. вазелинового масла и тщательно перемешивали с получением клеевой композиции.

Технология изготовления клеевой композиции по примерам 2,3 аналогична примеру 1.

Составы заявляемых клеевых композиций и прототипа (в мас.ч.) приведены в таблице 1.

Таблица 1
Наименование компонентов	Состав по примерам, мас.ч.	Прототип
1	2	3
3,4-полиизопреновый каучук				100
м.м. 120 тыс.с 83% винильных звеньев	100	-	-
м.м. 170 тыс.с 85% винильных звеньев	-	100	-
м.м. 240 тыс.с 88% винильных звеньев	-	-	100
Адгезионная добавка - терпенфенольная смола	5	10	7	15,5
Пластификатор-				56,0
вазелиновое масло	7	-	-
низкомолекулярный полибутадиен	-	5	10
Растворитель-
нефрас	350	400	525	910
Хлоропреновый каучук	-	-	-	33,3
Оксид цинка	-	-	-	6,0
Белая сажа	-	-	-	4,2
Альтакс	-	-	-	3,0
Гексаметилентетрамин	-	-	-	2,4
Солянокислый гидразин	-	-	-	1,2

Для исследования свойств получали самоклеящиеся материалы с использованием клеевых композиций по примерам 1-3 и алюминиевой фольги в качестве основы, из которых затем изготавливали клеевые соединения с использованием образцов из алюминиевого сплава Д-16.

Самоклеящийся материал получали следующим образом: клеевую композицию наносили на фольгу, сушили и закрывали антиадгезионной бумагой. Затем готовый самоклеящийся материал после удаления антиадгезионной бумаги накладывали на подготовленную металлическую поверхность и прикатывали роликом.

В таблице 2 приведены свойства клеевых соединений, изготовленных согласно изобретению в сравнении с прототипом.

Предел прочности при динамическом сдвиге определяли по ГОСТ 14760, сопротивление статическому сдвигу - по ASTM D-3456 как стойкость клеевого соединения к действию статической нагрузки, равной 0,2 кг, во времени. При этом наблюдалось сползание нанесенного самоклеящегося материала. Площадь склеивания составила 6 см². Испытания проводили в интервале температур -60 - +80°С.

Таблица 2
Наименование свойств	Показатели по примерам	Прототип - клеевая композиция	Прототип - многослойный материал
1	2	3
Прочность при отслаивании, Н/см	6,1	5,9	6,5	2,5	2,0-5,0
Предел прочности при сдвиге, КПа	640	660	610	200	50-100
Сопротивление статическому сдвигу - сползание, мм, в течение 100 ч	1	0	3	15	20

Соотношение слоев - основа: липкий слой: пример 1 - 1:1, пример 2 - 1:0,5, пример 3 - 1:0,25.

Свойства клеевых соединений, в которых в качестве основы самоклеящегося материала использовались полиолефиновая пленка и стеклоткань, приведены в таблице 3. В качестве липкого слоя использовалась клеевая композиция по примеру 2 таблицы 1 при соотношении слоев основа: липкий слой, равном 1:0,5, при использовании полиолефиновой пленки и 1:1 - при использовании стеклоткани.

Таблица 3
Наименование свойств	Клеевая композиция по примеру 2	Прототип
Полиолефиновая пленка	Стеклоткань	Полиолефиновая пленка	Стеклоткань
Прочность при отслаивании, Н/см	3,8	4,5	1,5	1,8
Предел прочности при сдвиге, КПа	350	500	100	180
Сопротивление статическому сдвигу - сползание, мм, в течение 100 ч	5	3	25	20

Из данных таблиц 2 и 3 следует, что использование заявляемой клеевой композиции в составе самоклеящегося материала на основе различных подложек позволяет увеличить прочность при сдвиге (динамический сдвиг) в 3 раза, при отслаивании - в 1,5-3 раза, сопротивление статическому сдвигу - в 5-10 раз. Кроме того, заявляемый материал имеет высокие демпфирующие свойства, что позволяет использовать его в условиях повышенной вибрации.

Таким образом, применение заявляемой клеевой композиции и самоклеящегося материала, содержащего ее, позволит снизить трудоемкость и энергозатраты при проведении ремонтных работ на поверхности планера воздушных судов и других конструкций и дает возможность осуществить ремонт в полевых условиях по экологически чистой технологии.

1. Клеевая композиция, включающая изопреновый каучук, пластификатор, адгезионную добавку и растворитель, отличающаяся тем, что в качестве изопренового каучука она содержит 3,4-полиизопреновый каучук с мол.м. 120-240 тыс. и содержанием винильных звеньев 83-88%, в качестве пластификатора - вазелиновое масло или низкомолекулярный полибутадиен, в качестве адгезионной добавки - терпенфенольную смолу, а в качестве растворителя - нефрас при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: указанный 3,4-полиизопреновый каучук 100, указанный пластификатор 5-10, терпенфенольная смола 5-10, нефрас 350-525.

2. Самоклеящийся материал, включающий основу с нанесенным на нее липким слоем и антиадгезионную бумагу, отличающийся тем, что в качестве липкого слоя он содержит клеевую композицию по п.1 при соотношении слоев основа: липкий слой = 1:(0, 25-1).

3. Самоклеящийся материал по п.2, отличающийся тем, что в качестве основы он содержит алюминиевую фольгу, полимерную пленку или стеклоткань.