Способ склеивания - SU912047A3
Код документа: SU912047A3
Описание
I
Изобретение относится к способам склеивания полимеров полиолефина и поливйнилхлорида друг с другом или ,с другими материалами при повышенной температуре и давлении с использова- 5 Нием клеев.
Известно, большое количество клеев , каждый из которых обладает особыми свойствами .и применяется для специфических целей. Поливинилхло- ю рид и полимер олефина, например., полиэтилен , полипропилен и т.д., применяются в больших количествах вввду их хороших Свойств и небольшой стоимости .15
Полимер олефина и поливинилхлорид можно склеивать одним или несколькими клеями, однако почти невозможно их склеить тепловым способом, так как олефиновые полимеры обладают слабой JQ полярностью, в то время как поливинилхлорид - полярный материал с плохой кристалличностью. Обычно олефиновый полимер и поливинилхлорид склеивают клеящими веществами после активиро- 26
вания их поверхности органической перекисью , облучения ионизирующим излучением , обработки окислительным газом и т.д. Тепловая склейка олефиновых полимеров и поливинилхлорхеда достигается только после определенной обработки и при применении третьего материала. .
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ склеивания полиолефиновых полимеров к поливйнилхлорида с другими термопластичными материалами при повышенной температуре и давлении. Способ предусматривает использование промежуточного слоя пленки полимера , включающего звенья обоих соединяемых полимеров С 1
Недостатком известного способа является то, что для обеспечения достаточной адгезионной прочности между соединяемыми материалами необходимо в каждом конкретном случае готовить сополимер для пленки промежуточного слоя.
39
Цель изобретения - повышение прочности склеивания разнородных термопластичных материалов.
Поставленная цель достигается тем, что при склеивании полимеров олефина и поливинилхлорида друг с другом или с другими материалами при повышенной температуре и давлении с использованием клея, в качестве клея использована композиция, включающая 2-50 вес.ч. хлорированного полиэтилена, имеющего удельный вес 1,00-1,35, с содержанием хлора 550% и средним молекулярным весом 20 000-200 000,,и 100 вес.ч. поливинилхлорида , имеющего среднюю степень полимеризации 300-2500.
Причем клей может быть использован в виде пленки, листа или раствора в органическом растворителе.
При использовании такого клея можно склеивать поливинилхлорид и олефиновый полимер тепловой склейкой без предварительной обработки поверхности . Для теплового склеивания можно использовать способ одновременной экструзии, способ прессования,и другие известные способы. При одновременной экструзии температура экструзии должна быть не выше и температура мундштука не выше .
При изготовлении слоистых изделий с экструзией желательно, чтобы олефиновый полимер экструдировался и наслаивался одновременно. При использовании метода прессования, желательна температура не вьше , при более высоких температурах поливинилхлорид термически разлагается и возможно снижение производительности.
При использовании клея в виде раствора могут быть использова ны также растворители как ароматические углеводороды , например бензол, толуол, хлорированные органические соединения например четыреххлористый углерод, трихлорэтилен, тетрахлорэтипен, тетрахлорэтан , хлорбензол, кроме того, , тетрагидрофуран, метилэтилкетон, диклогексанон и смеси растворителей.
Обычно применяют 98-70 вес,% или предпочтительно 95-80 вес.% растворителя в жидком Клее. Хлорированный полиэтилен не всегда полностью растворяется в органических растворителях , поэтому можно использовать клей в виде однородного геля или в набухшем состоянии.
74
Клей может дополнительно содержать материалы, обычно применяемые для улучздения свойств и способности к переработке поливинилхлорида, например пластификаторы, наполнители, антиокислители в небольших количествах .
Пример 1. Поливинилхлорид, имеющий степень полимеризации 400,
и некристаллический хлорированный полиэтилен со средним молекулярным весом, равным примерно 40 000, и содержащий 30% хлора, растворяют в разных соотношениях в растворителях,
указанных в табл. 1.
Каждый из этих клеев наносят- с помощью аппликатора на алюминиевую фольгу толщиной 25 мкм и сушат. Затем эту фольгу со слоем клея приклеивают при нагревании к пленке полиэтилена низкой плотности толщиной 80 мкм, В данном случае металлическая непо- крытая поверхность соприкасается с горячей плитой машины для тепловой
склейки, и С1члейку производят в следующих условиях:
Температуры горячей пли150
ТЫ,
Давление, кг/см
2 Продолжительность склейки , с1,0 Поверхность примененной полиэтиленовой пленки не обрабатывают.
При испытании полученных образцов на расслаивание методом ASTM-Д1876-6IT установлено, что прочность на расслаивание у образцов 1-6 составляет соответственно 0; 0,08; 0,36; 0,60; 0,68 и 0,60 кг/см.
Пример 2. После нанесения клея, как описано в примере 1, на алюминиевую фольгу и последующей сушки , фольгу склеивают при нагревании с пленкой твердого поливинилхлорида толщиной 200 мкм. Тепловую склейку производят в следующих условиях:
Температура горячей плиты, с160
Давление, кг/см 4 Продолжительность склейки, с2
При испытании полученных образцов как описано в примере 1, установлено , что прочность на расслаивание у образцов 1.-6 составляет 1,80; 1,88; 2,20; 2,32; 1,72 и 1,20 кг/см, соответственно. Пример 3. Поливинилхлорид, содержащий 5% винилацетата и имеюще среднюю степень полимеризации 400, и некристаллический хлорированный полиэтилен, имекщий средний молекулярный вес около 40 000 и содержани хлора 35%, растворяют в растворителях , указанных в табл..2. После нанесения аппликатором при готовленного клея на пленку твердого поливинилхлорида толщиной 250 мк и сушки к ней приклеивают методом тепловой склейки пленку полиэтилена низкой плотности толщиной 80 мкм поверхность которой не подвергалась никакой предварительной обработки, в следующих условиях: Температура горячей плиты, С .150 Приложенное давление , кг/см 2 Продолжительность тепловой склейки, с 2 Образцы полученной пленки испытывают на расслоение методом ASTM-Д- . 1876-6IT, в результате чего установлено , что прочность на расслаивание у образцов 7-12 составляет 0; 0,12; 0,48; 0,72; О,64.и 0,52 кг/см, соответственно . Пример 4. После нанесения клея, как описано в примере 3, на пленку 6-найлона толщиной 80 мкм, поверхность которой не подвергалась никакой обработке, и после сушки к этой пленке приклеивают при нагреваНИИ пленку твердого поливинилхлорида толщиной 250 мкм и полиэтиленовую пленку толщиной 250 мкм в следующих условиях: Температура горячей . плиты, С220 Приложенное давление , Продолжительность, тепловой склейки, с 2 При испытании образцов на расслаивание , как описано в примере 3, пол чены результаты, приведенные в табл Пример 5. На 0,45-метровом каландре приготавливают две пленки толщиной 50 мкм каждая, применяя два типа составов, указанных в табл. 4. Каждую пленку помещают между плен кой 6-найлона толщиной 80 мкм, повер ность которой не обрабатывают, и пле кой поливинилхлорида толщиной 100 мк 47. 6 и всю сборку подвергают тепловой склейке в следукяцих условиях: Температура горячей плиты, °С220 Приложенное давление , кг/см 2 Продолжительность тепловой склейки, с 2 При испытании на расслаивание между пленкой 6-найлона и пленкой поливинилхлорида методом А5ТМ-Д-1876-6IT установлено, что прочность на расслаивание для образцов 13 и 14 составляет 0,68 и О кг/см, соответственно. Следовательно, пленка, состоящая из смеси дополнительно хлорированного полиэтилена и поливинилхлоргада, является эффективным гшенкообразукндим клеем для тепловой сварки пленки 6-найлона и пленки поливинилхлорида . П р и м е р 6. Применяя .пленкообразунжщй клей примера 5, производят тепловую склейку в условиях, указанных в примере 5. Пленки, склеиваемые при применении пленкообразующего клея, указаны в табл. где приведена ны также результаты испытания расслаивание образцов. Пример 7. Четыре разных срполимера винилхлорида и некристаллического хлорированного полиэтилена с молекулярным весом около 30 000 и содержанием хлора ЗЬ/J растворяют в растворителе, состав которого приведен в табл. 6, и получают четыре клея. При этом применяют следующие сополимеры викилхлорида: Клей 15. Сополимер винилхлорида, имеющий кажущуюся среднюю степень полимеризации около 400 и содержащий 1% этилена. Клей 16. Сополимер винилхлорида, имеющий кансущуюся среднюю степень полимеризации около 450 и содержащий 10% акриловой-.кислоты. Клей 17. Привитой сополимер этилена , винилацетата и винилхлорида, имеющий среднюю степень полимеризации около 800 (торговое наименование Сумиграфт СВ фирмы Сумитомо Кемикалс компани). Клей 18о Хлорированный подавинилхлорид , имекщий кажущуюся среднюю степень полимеризации около 700 и содержащий 65% хлора. После нанесения аппликатором кажого клея на пленку 6-6-найлона тол7 пц1ной 50 мкм, поверхность которой не обрабатывали, и сушки к этой пле ке приклеивают пленку жесткого поливинил хлорид а толщиной 250 мкм, применяя клей 15, пленку полипропил на толщиной 100 мкм, применяя клей 16, пленку сополимера этилена и акриловой кислоты толщиной 50 acм, пр меняя клей 17, и пленку иономера этилена и метакрилата натрия тогациной 50 мкм, применяя клей 18. Тепловую склейку производят в следующих условиях: Температура горячей плиты. Приложенное давление , кг/см 2 Продолжительность тепловой склейки, с 2 Затем определяют прочность на расслаивание, которая составляет 0,32; 0,20; 0,56 и 0.,28 кг/см для образцов 15-18, соответственно Пример 8. Восемь разных пленок, толщиной 40 мкм каждая, при готавливают на каландре. Между специфическими пленками помещают слой клея и после тепловой склейки определяют прочность на расслаивание вс образцов. Клей 19. Сополимер винихлорида, имеющий кажущуюся среднюю степень полимеризации около 750 и содержащи 1% этилена. Клей 20. Сополимер винилхлорида, имекщий кажущуюся среднюю степень полимеризации около 800 и содержащий 10% акриловой кислоты. Клей 21. Привитой сополимер этил на, винилацетата и винилхлорида, им щий кажущуюся среднюю степень полимеризации около 1000 торговое наименование Сумиграфт фирмы Сумитомо Кемикал компани, . Клей 22. Хлорированный поливинил хлорид , имеющий кажущуюся среднюю степень полимеризации около 700 и содержащий 65% хлора , Специфические пленки представляют собой пленку смеси 15% полиэтилена и 85% полипропилена толщиной 150 мкм (А); пленку смеси 10% сополимера , 90% этилена и 10% винилацетата и 90% полиэтилена толщиной 100 мкм ( пленку полибутилена то 100 мкм (в); пленку 6-10-найл на толщиной 50 мкм (Г) пленку поливини хлорида толщиной 250 мкм (д) , ,1шенку хлорированного поливинилхлорида толщиной 250 мки (к) и пленку смеси 97% поливинилхлорида и 3% полипропилена толщиной 250 мкм (ж). Составы клеев и полученные результаты приведены в табл. 7. Пример 9. Композиции поливинилхлорида , показанные в табл. 8, используют для изготовления пленок с помснцью каландрового обратного вала Ь - типа. Каждую приготовленную пленку приклеивают способом тепловой склейки к слоистой пленке, состоящей из полиэтилентерефталатной пленки толщиной 25 мкм и пленки полиэтилена высокого давления, толщиной 60 мкм, в следующих условиях: Температура горячей плиты, С220 Приложенное давление ., кг/см 2 Продолжительность тепловой склейки, с 2 Затем образцы всех пленок испытывают на расслаивание методом AS-TM-fl1876-61Т , в результате чего установлено , что прочность на расслоение у образцов «опытов 1-5 составляет 0; 0,12; 0,72; 0,88 и 1,0 кг/см, соответственно . Следовательно поливинилхлорид, смешанный с хлорированным полиэтиле;ном , можно склеивать при нагревании с полиэтиленовой пленкой. Свойства смоляных композиций показаны в табл. 9. Следовательно, поливинилхлоридные композиции, содержащие 2-50 вес.ч. хлорированного полиэтилена, обладают свойствами поливинилхлорида и их можно склеивать при применении тепла с полиэтиленом. . Прим е р 10. Аппарат,-применяемый для формования двухслойной экст.рудированной пленки, состоит из экстру дера 1 с внутренним ди 1метром 90 мм и экструдера II с внутренним диаметром 50.мм. Расплавы, удаляемые из экструдёров, соединяются и сплавляются в одной головке. Полиэтилен низкого давления, имеюощй индекс плавления 1,0, экструдируют через экструдер II и получают пленку, толщиной около 100 мкм, а поливинилхлоридную композицию, указанную в табл. 7 и 8, экструдируют из расплава черёэ экструдер I и получают пленку толщиной
9
около 500 мкм; таким образом изго тавливают двухслойную пленку.
Составы приведены в табл. 10,
После охлал9:;ения измеряют адгези слоистой пленки. Сложная пленка опы б легко разделяется на два слоя, в то время как слои пленки опыта 7 трудно отделяются друг от другого.
на полиэтиленовой стороне двух слойной пленки делают 1 разрезов глубиной большей, чем толщина полиэтиленовой пленки, на расстоянии 2 мм один от другого. На поверхност надрезанного слоя лржат липкую ленту , прижимая ее руками, а затем удаляют ее вручную. Надрезанные слои не удаляются с липкой лентой, это доказывает, что два слоя после тепловой склейки двухслойной пленки опыта 7 обладают достаточной адгезией .
Следовательно, методом совместной экструзии можно получать при теловой склейке такую сложную пленку из поливинилхлорида и полимера олефина , какую нельзя приготовить обычными способами.
Пример 11. Из каждой композиции поливинилклорида (средняя степень полимеризации 700), показанной в табл. :8, изготавливают пленки толщиной 250 мкм с помощью каландрового вала.
Состав приведен в табл. И.
Затем при экстрУдировании. приготавливают пленки толщиной 50 мкм из следующих полимеров олефина: полиэтилена смеси 90% полиэтилена и 10% сополимера этилена и винилацетата , иономера этилена и акрилата натрия.
047. 10
Каждую из приготовленньос пленок и пленку опыта 8--, нлк 9 пропускают через нажимной валок для формования двухслойных пленок, S Слои двухслойной пленки опыта 9 легко разделяются после охлалзде ния, в то время как слои пленки опыта 8 не. разделяются даже при применении липкой ленты, как описано
0 в примере 10.
Пример 12, Из каждой KOMno- зиции, состав которой показан в .табл, 12, изготавливает пленку толащ5 ной 500 мкм с помощью каландрового
валка.
Из пленок прйготавлийают многослойный материал толк1иной 10 мм,. на который накладывают пош-гзтилв 0 новую пленку толщиной I мм, и прессуют S следующнк условиях;
Температура горячей
плиты, С
180
Приложенное давлешш, 5 кг/см
шо
Продолжительность
10
прессования, мин
Слоистое изделие имеет размеры I К 1 м. После охлаждения этого мноQ гослойного материала полиэтиленовый слой легко отделяется от слоя поливинилхлорида при опытах 10 и 12, в то время как полиэтиленовый слой нельзя отделить вручную от слоя поливинилхлорида при опытах П к 13,
5
Материаль, изготовлешшш в соответствии с предлагаемьм способом, можно применять для разных целей например для упаковки пищевых продуктов , медикаментов, xи ичecI ;иx продук0 тов и т.д.
I
т а
лица
Реферат
Формула
