Самоклеящийся материал

Самоклеящийся материал

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к области самоклеящихся материалов на основе металлической фольги в качестве подложки и клеевой композиции с постоянной липкостью, предназначенных для ремонта и эксплуатации при температурах от -60 до +80°C в авиа-, автомобиле-, судостроении и других областях техники.

Известен клей для липких лент, включающий изопренстирольный блоксополимер и термоэластопласт с концевыми эластичными блоками, агент липкости, мягчитель, стабилизатор и органический растворитель, наносимый на подложку из целлофановой пленки (авт. св. СССР №526647).

Недостатком известной клеевой композиции является низкая адгезионная прочность.

Известен самоклеящийся материал, включающий подложку с нанесенной по крайней мере на одну ее поверхность клеевой композицией, включающей полиизопрен-полистирольный блоксополимер с мол. м. 90-250 тыс. и содержанием стирола 10-24%, полиизопрен-полистирольный блоксополимер с мол. м. 60-110 тыс. и содержанием стирола 25-50%, агент липкости, пластификатор и стабилизатор, при этом в качестве подложки он содержит бумагу, ткань, пластиковую пленку, полиуретановую или полистирольную пену, металлическую фольгу или ленту. Клеевая композиция может быть использована в виде расплава или в виде раствора в органическом растворителе (патент США №5358783).

Недостатком известного самоклеящегося материала является низкая прочность при отслаивании при использовании ее в растворном варианте.

Известен самоклеящийся материал, включающий полиэтилентерефталатную основу с нанесенным на нее подслоем на основе бутадиенстирольного блоксополимера и липким слоем, в качестве которого используется композиция, содержащая бутадиенстирольный блоксополимер, агент липкости - глицериновый эфир гидрированной живичной канифоли, пластификатор, наполнитель и растворитель (авт. св. СССР №910720).

Недостатком известного самоклеящегося материала является невысокая прочность при сдвиге, реализуемая только при условии использования подслоя, наличие которого усложняет технологический процесс получения и удорожает стоимость самоклеящегося материала.

Известен многослойный материал, содержащий в качестве основы алюминиевую фольгу с нанесенным на нее защитно-декоративным слоем из нитрида титана, между слоем нитрида титана и фольгой расположен адгезионный подслой титана, а на обратной стороне фольги нанесен липкий слой на основе натурального каучука, поверх которого расположен защитный слой из антиадгезионной бумаги. Диапазон рабочих температур материала составляет -60 - +60°C (патент РФ №2141406).

Недостатками известного материала являются невысокие показатели прочности при сдвиге и отслаивании, а также недостаточно широкий диапазон рабочих температур.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является самоклеящийся материал, содержащий подложку с нанесенным на нее липким слоем, в качестве которого используется клеевая композиция, включающая, мас.ч.:

Изопрен-стирольный термоэластопласт
с содержанием стирола 5-7%	100
Агент липкости - терпенфенольная,
терпенстирольная или стирол-инденовая смола	3-15
Пластификатор - диоктилфталат,
вазелиновое масло или
низкомолекулярный полибутадиен	2-10
Органический растворитель	350-550

С целью повышения пленкообразующих свойств и обеспечения высокой эластичности самоклеящегося материала клеевая композиция дополнительно содержит 3,4-полиизопреновый каучук в количестве 5-20 мас.ч. В качестве подложки материал содержит стеклоткань, при этом привес клея составляет 50-60 г/м². Кроме того, в качестве подложки могут быть использованы алюминиевая фольга или полимерная пленка при соотношении толщин слоев подложка: липкий слой = 1:(0,25-1) (патент РФ №2346970).

Недостатками материала-прототипа являются недостаточно высокие показатели прочности при отслаивании и сдвиге, а также низкое сопротивление статическому сдвигу при повышенных температурах.

Технической задачей заявляемого изобретения является повышение адгезионной прочности (прочности при отслаивании к различным склеиваемым материалам), когезионной прочности (сопротивления динамическому сдвигу) самоклеящегося материала, а также повышение сопротивления статическому сдвигу при повышенных температурах.

Для решения поставленной технической задачи предложен самоклеящийся материал, включающий основу - алюминиевую фольгу и нанесенную на нее клеевую композицию с постоянной липкостью, содержащую изопрен-стирольный термоэластопласт с содержанием стирола 5-7%, агент липкости, пластификатор и органический растворитель, при этом композиция в качестве агента липкости содержит терпенфенольную смолу, терпенстирольную смолу или их смеси с перхлорвиниловой смолой, в качестве пластификатора - эпоксидированное растительное масло, а в качестве органического растворителя - этилацетат или его смесь с бензином и метиленхлоридом при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:

Изопрен-стирольный термоэластопласт	100
Указанный агент липкости	10-15
Указанный пластификатор	7-10
Органический растворитель	250-550

С целью повышения пленкообразующих свойств и обеспечения высокой эластичности самоклеящегося материала клеевая композиция дополнительно содержит хлорированный полиизопреновый каучук в количестве 2-5 мас.ч.

Соотношение толщин слоев основа: клеевая композиция составляет 1:(0,25-1).

Заявляемый самоклеящийся материал на алюминиевой фольге позволяет решить задачу оперативного ремонта поврежденных поверхностей из алюминиевых сплавов и стеклопластиков. Его применение обеспечивает более высокую адгезионную прочность к указанным поверхностям, повышенную контактную липкость. Кроме того, заявляемый материал имеет более широкий по сравнению с прототипом диапазон рабочих температур - от -60 до +100°C.

Предлагаемый самоклеящийся материал сочетает в себе высокие когезионные (динамический сдвиг) и адгезионные (отслаивание) свойства, что достигается качественным и количественным соотношением компонентов заявляемого материала.

В качестве изопрен-стирольного термоэластопласта используют сополимеры с содержанием стирола 5-7%, при этом предпочтительнее применять сополимеры с мол. массой 120-160 тыс. по ТУ 2294-119-00151963-2007.

В качестве агента липкости заявляемая композиция содержит терпенфенольную, терпенстирольную смолы с температурой размягчения 100-120°C по ТУ 6-05-211-895 или их смеси с перхлорвиниловой смолой ПСХЛС по ОСТ 6-01-37-88.

В качестве пластификатора, позволяющего улучшить технологические и эксплуатационные свойства заявляемого материала, используют эпоксидированное растительное масло по ТУ 075-1058.61-96, в частности, соевое по ТУ 6-10-722-86.

В качестве органического растворителя заявляемая композиция содержит этилацетат (ГОСТ 22300-76) или его смесь с бензином (ГОСТ 443-76) и метиленхлоридом.

В качестве добавки, обеспечивающей высокую эластичность и собственную липкость самоклеящемуся материалу, используют хлорированный полиизопреновый каучук с содержанием хлора 2,5-5%.

В качестве подложки предлагаемого самоклеящегося материала использована алюминиевая фольга толщиной 50-80 мкм по ГОСТ 745, ГОСТ 718, в том числе и 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

Клеевую композицию готовили в смесителе путем растворения термоэластопласта в органическом растворителе, затем последовательно вводили смолы и пластификаторы и тщательно перемешивали до гомогенного состояния. Затем клеевую композицию наносили на основу, сушили и защищали антиадгезионной бумагой с получением самоклеящегося материала.

Технология приготовления самоклеящегося материала по примерам 2-4 аналогична примеру 1.

Составы предлагаемого материала и прототипа приведены в таблице 1.

Для исследования свойств в качестве основы была использована алюминиевая фольга толщиной 50-80 мкм при соотношении слоев основа: клеевая композиция = 1:(0,25-1). Из полученных самоклеящихся материалов затем изготавливали клеевые соединения с использованием образцов из алюминиевого сплава Д-16 - готовый самоклеящийся материал после удаления антиадгезионной бумаги наклеивали 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, прочность при отслаивании - по ГОСТ 411, сопротивление статическому сдвигу - по ASTMD36-54.

Таблица 1
Показатели	Примеры по изобретению	Прототип
1	2	3	4
Состав клеевой композиции, мас.ч.:
Изопрен-стирольный термоэластопласт с содержанием стирола 5-7%
100	100	100	100	100
Хлорированный полиизопреновый каучук	-	-	-	3	-
Агент липкости:
Терпенфенольная смола	11	-	10	-	7
Терпенстирольная смола	-	10	-	14	-
Хлорированная перхлорвиниловая смола	-	-	2	1	-
Пластификатор:
Эпоксидированное растительное масло	7	10	8	7	-
Диоктилфталат	-	-	-	-	10
Органический растворитель:
Этилацетат	550	500	325	50	450
Бензин	-	-	-	170	-
Метиленхлорид	-	-	25	30	-
Алюминиевая фольга, толщина, мкм	50	60	80	60	50
Соотношение толщин слоев основа: клеевая композиция	1:0,5	1:1	1:0,25	1:1	1:1

Изобретение не ограничивается приведенными примерами.

Из данных таблицы 2 следует, что использование заявляемого самоклеящегося материала с расширенным интервалом работоспособности (-60 - +100°C) позволяет увеличить предел прочности при динамическом сдвиге на 15-20% и одновременно увеличить прочность при отслаивании в 1,5 раза и сопротивление статическому сдвигу при повышенных температурах по сравнению с прототипом. Таким образом, применение заявляемого самоклеящегося материала дает возможность значительно снизить трудоемкость и энергозатраты на проведение ремонтных работ на поверхности планера воздушных судов и других конструкций.

Таблица 2
Наименование свойств	Примеры по изобретению	Прототип
1	2	3	4
Прочность при отслаивании, н/см	10	11	10,5	10,2	7,5
Предел прочности при сдвиге, КПа	900	1000	950	950	800
Сопротивление статическому сдвигу при P=0,5 кгс, при температуре, °C	время, ч	сползание, мм	время, ч	сползание, мм	время, ч	сползание, мм	время, ч	сползание, мм	время, ч	сползание, мм
-60	6	0	12	0	6	0	12	0	6	0
20	550	0	720	0	600	0	650	0	400	0
80	0,5	2	1	1	0,5	1	0,5	0	0,4	4
100	0,4	2	0,5	2	0,4	2	0,4	1	-	-

1. Самоклеящийся материал, включающий основу - алюминиевую фольгу и нанесенную на нее клеевую композицию с постоянной липкостью, содержащую изопрен-стирольный термоэластопласт с содержанием стирола 5-7%, агент липкости, пластификатор и органический растворитель, отличающийся тем, что в качестве агента липкости композиция содержит терпенфенольную смолу, терпенстирольную смолу или их смеси с перхлорвиниловой смолой, в качестве пластификатора - эпоксидированное растительное масло, а в качестве органического растворителя - этилацетат или его смесь с бензином и метиленхлоридом при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:

Изопрен-стирольный термоэластопласт	100
Указанный агент липкости	10-15
Указанный пластификатор	7-10
Органический растворитель	250-550

2. Самоклеящийся материал по п.1, отличающийся тем, что клеевая композиция дополнительно содержит хлорированный полиизопреновый каучук в количестве 2-5 мас.ч.

3. Самоклеящийся материал по п.1, отличающийся тем, что соотношение толщин слоев основа : клеевая композиция составляет 1:(0,25-1).