PL232658B1 - Strukturalny klej do szkła utwardzalny pod wpływem promieniowania UV - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest strukturalny klej do szkła utwardzalny pod wpływem promieniowania UV. Klej ten znajduje zastosowanie do łączenia ze sobą elementów szklanych lub do łączenia szkła z innymi materiałami takimi jak np. stal, aluminium lub inne metale. Tego typu kleje mogą być z powodzeniem stosowane do łączenia ze sobą różnorodnych elementów szklanych, których rozerwanie po sklejeniu jest możliwe tylko przy jednoczesnym zniszczeniu szkła, co oznacza, że wytrzymałość mechaniczna spoiny klejowej pomiędzy dwoma sklejanymi elementami szklanymi jest wyższa od wytrzymałości szkła.

Fotoreaktywne kompozycje polimerowe są stosowane jako lakiery oraz kleje do różnych podłoży, m.in. do drewna, metalu oraz tworzyw sztucznych. Utwardzane są głównie pod specjalnymi urządzeniami, emitującymi promieniowanie elektromagnetyczne, które powoduje powstanie ośrodka aktywnego w polimeryzacji rodnikowej. W pierwszym etapie fotoinicjator zastosowany w układzie polimerowym rozpada się na rodniki, które w kolejnym etapie inicjują reakcję polimeryzacji, utwardzając spoinę klejową. Warunkiem utworzenia się wolnych rodników jest dostarczenie energii do cząsteczki monomeru i inicjatora, aby mógł nastąpić rozpad określonych nienasyconych wiązań. Jako fotoinicjatory stosuje się związki, które łatwo rozpadają się na wolne rodniki już w temperaturach nie przekraczających pod wpływem promieniowania UV.

Wynalazek przedstawia kompozycję fotoutwardzalnego bezrozpuszczalnikowego kleju, który poprzez zastosowanie odpowiednich środków pomocniczych posiada bardzo dobrą adhezję do podłoża szklanego.

Utwardzalny promieniowaniem UV klej do szkła może być stosowany z powodzeniem do łączenia ze sobą elementów szklanych, jak również elementów szklanych z innymi materiałami, takimi jak np. stal, aluminium lub inne metale. Jest odporny na działanie promieniowania elektromagnetycznego, chemikaliów i wody oraz łatwy w zastosowaniu. Do klejenia nadaje się odtłuszczone i czyste płaskie szkło, szczególnie białe. Z opisu patentowego PL/EP 1806327 znane są kompozycje utwardzane UV zawierające przynajmniej jedną żywicę i jeden fotoinicjator, a także przynajmniej jedną dalszą substancję, przy czym żywica jest żywicą epoksydową na bazie bisfenolu A rozcieńczoną w monomerze utwardzalnym promieniowaniem UV, i przynajmniej jedną inną substancję będącą woskiem oraz znany jest sposób klejenia wyrobów szklanych. Kompozycja ta oprócz żywicy epoksydowej na bazie bisfenolu A posiada żywicę z grupami funkcyjnymi takimi jak wolne ugrupowania amino-, hydroksy-, epoksy-, kwasowe, bezwodników kwasowych i/albo akrylowe. Natomiast z opisu patentowego US5770321 znane jest zastosowanie układu warstw powlekanych szyb za pomocą rozpylania jonowego. Opis patentowy US5294653 donosi o trzyskładnikowej kompozycji na bazie wody do szkła do wnętrz, której jednym ze składników jest wodna dyspersja polimeru akrylanowego z hydroksylowymi grupami funkcyjnymi, kolejnym jest trial-koksysilan zawierający epoksydową grupę funkcyjną. Opis wynalazku US2012270038 donosi o utwardzanej promieniowaniem UV kompozycji zawierającej uretanoakrylan oraz izobornyl(met)akrylan jako fotoreaktywny rozcieńczalnik. Opis wynalazku KR100955046 ujawnia fotoreaktywną kompozycję do szkła, zawierającą silikonoakrylan oraz fluorowany uretanoakrylan. Z opisu wynalazku US19870132247 znana jest fotoreaktywna kompozycja zawierająca uretano(met)akrylan o więcej niż jednej grupie akry-lanowej, żywicę węglowodorową, kwas (met)akrylowy oraz fotoinicjator.

Strukturalny klej do szkła utwardzalny pod wpływem promieniowania UV, według wynalazku zawierający uretanoakrylan i fotoinicjator, charakteryzuje się tym, że składa się z 40-80% wagowych alifatycznego uretanoakrylanu, 10-40% wagowych wielofunkcyjnego akrylanu, 5-10% wagowych kwasu winylofosforowego, 3-8% wagowych kwasu 2-akryloamido-2-sulfonowego, 1-10% wagowych rodnikowego fotoinicjatora i 1-10% wagowych promotora adhezji. Wszystkie komponenty kleju stanowią 100%.

Wielofunkcyjny akrylan stanowi di- lub trifunkcyjny akrylan.

Alifatyczny uretanoakrylan stanowi mono-, di- lub trifunkcyjny uretanoakrylan. Strukturalny klej do szkła jest utwardzalny pod lampą UV w czasie od 90 do 240 s.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że utwardzona promieniowaniem UV spoina klejowa wykazuje wytrzymałość na ścinanie powyżej 7 MPa. Klej według wynalazku ma wysoki połysk i gładką powierzchnię, charakteryzuje się łatwością w rozprowadzaniu cienkiej warstwy. Uzyskany w ten sposób film utwardza się w krótkim czasie pod lampą UV tworząc elastyczne powłoki, co doskonale wpływa na właściwości użytkowe sklejanych podłoży. Klej ma bardzo dobrą przyczepność do po wierzchni szklanych i dobrze do nich przylega. Powłoki na bazie alifatycznych uretanoakrylanów utwar-dzalne UV są przyjazne dla środowiska, bez zapachu, jak również utwardzane w krótszym czasie w porównaniu z klejami rozpuszczalnikowymi. Utwardzalny promieniowaniem ultrafioletowym strukturalny bezrozpuszczalnikowy klej na bazie alifatycznych uretanoakrylanów jest odporny na rozpuszczalniki organiczne, jak np. aceton, izopropanol, octan butylu, octan etylu, etanol i in. i ma bardzo dobrą adhezję do podłoży szklanych.

Wynalazek opisują bliżej poniższe przykłady wykonania. Podane procenty wagowe odnoszą się do całkowitej masy fotoreaktywnej kompozycji.

P r z y k ł a d I

Utwardzalny UV bezrozpuszczalnikowy klej strukturalny na bazie alifatycznych uretanoakrylanów, składający się z 4 g (40% wag.) czterofunkcyjnego uretanoakrylanu Genomer 4425 (Rahn), 4 g (40% wag.) trójfunkcyjnego akrylanu TMPTA (BASF), 1 g (10% wag.) kwasu winylofosforowego, 0,8 g (8% wag.) kwasu 2-akryloamido-2-sulfonowego, 0,1 g (1% wag.) rodnikowego fotoinicjatora Irgacure 2100 (BASF) oraz 0,1 g (1% wag.) promotora adhezji Silquest A1120 (Momentive) rozprowadzono na podłożu szklanym przy pomocy aplikatora szczelinowego o grubości warstwy 120 gm i po przyklejeniu do niego drugiego szklanego podłoża, całość utwardzono z obu stron poprzez łączone szkło w czasie 120 sekund pod lampą UV o mocy 36 W. Uzyskane w ten sposób złącze szklane poddano na badania wytrzymałościowe na rozrywanie na maszynie wytrzymałościowej Zwick/Roell uzyskując wartość kohezji 10,5 MPa.

P r z y k ł a d II

Utwardzalny UV bezrozpuszczalnikowy klej strukturalny na bazie alifatycznych uretanoakrylanów, składający się z 8 g (80% wag.) difunkcyjnego uretanoakrylanu Genomer 4267 (Rahn), 1 g (10% wag.) difunkcyjnego akrylanu HDDA (BASF), 0,5 g (5% wag.) kwasu winylofosforowego, 0,3 g (3% wag.) kwasu 2-akryloamido-2-sulfonowego, 0,1 g (1% wag.) rodnikowego fotoinicjatora TPO (BASF) oraz 0,1 g (1% wag.) promotora adhezji Coat Osil MP200 (Momentive) rozprowadzono na podłożu szklanym przy pomocy aplikatora szczelinowego o grubości warstwy 100 gm i po przyklejeniu do niego drugiego szklanego podłoża, całość utwardzono z obu stron poprzez łączone szkło w czasie 90 sekund pod lampą UV o mocy 36 W. Uzyskane w ten sposób złącze szklane poddano na badania wytrzymałościowe na rozrywanie na maszynie wytrzymałościowej Zwick/Roell uzyskując wartość kohezji 8,5 MPa.

P r z y k ł a d III

Utwardzalny UV bezrozpuszczalnikowy klej strukturalny na bazie alifatycznych uretanoakrylanów, składający się z 4,8 g (48% wag.) trifunkcyjnego uretanoakrylanu Photomer 6892 (IGM Resins), 2 g (20% wag.) difunkcyjnego akrylanu PEG400DA (BASF), 0,7 g (7% wag.) kwasu winylofosforowego, 0,5 g (5% wag.) kwasu 2-akryloamido-2-sulfonowego, 1 g (10% wag.) rodnikowego fotoinicjatora Irgacure 184 (BASF) oraz 1 g (10% wag.) promotora adhezji Silquest A1130 (Momentive) rozprowadzono na podłożu szklanym przy pomocy aplikatora szczelinowego o grubości warstwy 150 gm i po przyklejeniu do niego drugiego szklanego podłoża, całość utwardzono z obu stron poprzez łączone szkło w czasie 150 sekund pod lampą UV o mocy 36 W. Uzyskane w ten sposób złącze szklane poddano na badania wytrzymałościowe na rozrywanie na maszynie wytrzymałościowej Zwick/Roell uzyskując wartość kohezji 11,7 MPa.

P r z y k ł a d IV

Utwardzalny UV bezrozpuszczalnikowy klej strukturalny na bazie alifatycznych uretanoakrylanów, składający się z 5,2 g (52% wag.) monofunkcyjnego uretanoakrylanu Genomer 1122 (Poly-Chem), 2.5 g (25% wag.) difunkcyjnego akrylanu PPG400DA (BASF), 0,6 g (6% wag.) kwasu winylofosforowego, 0,7 g (7% wag.) kwasu 2-akryloamido-2-sulfonowego, 0,5 g (5% wag.) rodnikowego fotoinicjatora Irgacure 127 (BASF) oraz 0.5 g (5% wag.) promotora adhezji Neocryl CX-100 (Stahl Chemie) rozprowadzono na podłożu szklanym przy pomocy aplikatora szczelinowego o grubości warstwy 90 gm i po przyklejeniu do niego drugiego szklanego podłoża, całość utwardzono z obu stron poprzez łączone szkło w czasie 180 sekund pod lampą UV o mocy 36 W. Uzyskane w ten sposób złącze szklane poddano na badania wytrzymałościowe na rozrywanie na maszynie wytrzymałościowej Zwick/Roell uzyskując wartość kohezji 14 MPa.

P r z y k ł a d V

Utwardzalny UV bezrozpuszczalnikowy klej strukturalny na bazie alifatycznych uretanoakrylanów, składający się z 6,5 g (65% wag.) monofunkcyjnego uretanoakrylanu Genomer 1122 (Poly-Chem), 1.5 g (15% wag.) difunkcyjnego akrylanu DPGDA (BASF), 0,9 g (9% wag.) kwasu winylofosforowego, 0,6 g (6% wag.) kwasu 2-akryloamido-2-sulfonowego, 0,2 g (2% wag.) rodnikowego fotoinicjatora Irga-cure 651 (BASF) oraz 0,3 g (3% wag.) promotora adhezji BYK 4510 rozprowadzono na podłożu szklanym przy pomocy aplikatora szczelinowego o grubości warstwy 150 μm i po przyklejeniu do niego drugiego szklanego podłoża, całość utwardzono z obu stron poprzez łączone szkło w czasie 240 sekund pod lampą UV o mocy 36 W. Uzyskane w ten sposób złącze szklane poddano na badania wytrzymałościowe na rozrywanie na maszynie wytrzymałościowej Zwick/Roell uzyskując wartość kohezji 9,8 MPa.

Claims (4)

Zastrzeżenia patentowe

1. Strukturalny klej do szkła utwardzalny pod wpływem promieniowania UV, zawierający ureta-noakrylan i fotoinicjator, znamienny tym, że składa się z 40-80% wagowych alifatycznego uretanoakrylanu, 10-40% wagowych wielofunkcyjnego akrylanu, 5-10% wagowych kwasu winylofosforowego, 3-8% wagowych kwasu 2-akryloamido-2-sulfonowego, 1-10% wagowych rodnikowego fotoinicjatora i 1 -10% wagowych promotora adhezji, przy czym wszystkie komponenty kleju stanowią 100%.

2. Strukturalny klej do szkła według zastrz. 1, znamienny tym, że alifatyczny uretanoakrylan stanowi mono-, di- lub trifunkcyjny uretanoakrylan.

3. Strukturalny klej do szkła według zastrz. 1, znamienny tym, że wielofunkcyjny akrylan stanowi di- lub trifunkcyjny akrylan.

4. Strukturalny klej do szkła według zastrz. 1 , znamienny tym, że jest utwardzalny pod lampą UV w czasie od 90 do 240 s.