Клеевая композиция

Клеевая композиция

Реферат

Изобретение относится к области получения клеевых композиций для склеивания сырых (невулканизованных) резин с металлами в процессе вулканизации при изготовлении резинометаллических конструкций в авиационной, автомобильной технике и судостроении.

Известна клеевая композиция ВКР-16, включающая бутадиеннитрильный каучук, параформальдегид и лак ГР-Э (ТУ 38 105 1081-83, Д.А.Кардашов ″Конструкционные клеи″, стр.188, М., ″Химия″, 1980).

Известна клеевая композиция в виде раствора, пасты или пленки, включающая бутадиеннитрильный каучук с карбоксильными группами, компонент, образующий фенолформальдегидную смолу, оксиды или неорганические соли металлов и вулканизующую группу (заявка США №2004258937).

Недостатком известных клеевых композиций является невысокая прочность клеевого резинометаллического соединения.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является клеевая композиция следующего химического состава, мас.ч.:

Непредельный полярный каучук	100
Фенолформальдегидный олигомер	80-500
Олигоэфиракрилат	50-500
Перекисный инициатор полимеризации	5-100
Этилацетат	600-2000

(авт. свид. СССР №1054393).

Недостатком клеевой композиции-прототипа является недостаточно высокая прочность клеевой композиции для склеивания резин в процессе вулканизации, а также применение повышенного давления (10,0 и 1,0 МПа) при вулканизации склеиваемых деталей.

Технической задачей изобретения является повышение прочности клеевой композиции для склеивания невулканизованных резин различной химической природы в процессе вулканизации при существенно меньшем давлении склеивания.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что предложена клеевая композиция, включающая непредельный каучук, фенолформальдегидный олигомер, вулканизующую группу и органический растворитель, отличающаяся тем, что в качестве непредельного каучука она содержит бутадиеннитрильный каучук или его смесь с натуральным каучуком, в качестве вулканизующей группы - серу и оксид металла, в качестве органического растворителя - этиловый спирт и этилацетат или метилэтилкетон и дополнительно содержит гексарезорциновую смолу при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

указанный непредельный каучук	100
фенолформальдегидный олигомер	75-95
сера	0,5-3
оксид металла	5-15
гексарезорциновая смола	15-30
этиловый спирт	17-26
этилацетат или метилэтилкетон	400-450

В качестве оксида металла композиция содержит оксиды цинка, магния, кальция или их смеси.

С целью ускорения процесса отверждения клеевая композиция может дополнительно содержать параформальдегид в количестве 1,0-1,5 мас.ч.

С целью улучшения технологичности клеевая композиция может дополнительно содержать технический углерод в количестве 5-15 мас.ч.

С целью улучшения совместимости компонентов клеевая композиция может дополнительно содержать ацетон в количестве 50-80 мас.ч.

Авторами установлено, что введение в клеевую композицию гексарезорциновой смолы и натурального каучука, содержащих реакционноспособные группы, вступающие во взаимодействие с реакционноспособными группами бутадиеннитрильного каучука, позволяет получить клей, сочетающий в себе высокую прочность, теплопроводность и улучшенные эластические свойства клеевых соединений и способствует образованию монолитного клеевого шва (без раковин, воздушных и других включений), меньшей усадке полимера и не требует применения высокого давления при склеивании.

Предлагаемая клеевая композиция может использоваться для склеивания с металлами резин (в том числе и маслонаполненных) на основе неполярных каучуков, таких, как бутадиеновый, бутадиенстирольный, изопреновый, натуральный, полярных каучуков, таких, как бутадиеннитрильный, хлоропреновый, и слабополярных каучков, таких, как этиленпропиленовый, и их смесей.

В качестве бутадиеннитрильного каучука наиболее предпочтительно использовать каучуки с мол. м. 20000-30000 и массовым содержанием нитрила акриловой кислоты от 18 до 40%, например, СКН-26-1,25 по ТУ 6-00-05807983-160-95 или СКН-40 КНТ по ТУ 38.40312-2000.

В качестве фенолформальдегидного олигомера могут быть использованы смолы по ГОСТ 18694-40, например, новолачные смолы марок СФ-010, СФ-0122, СФ-121 с температурой каплепадения 95-105°С и динамической вязкостью 90-180 МПа.с или резольные смолы, например, СФ-340, СФ-342 с временем желатинизации в пределах 75-125 с и с массовой долей воды не более 2% или ФЛ-5111 по ТУ 2311-083-057587-99-2002 с температурой каплепадения 55-75°С и временем желатинизации при 160°С 90-130 с.

В качестве гексарезорциновой смолы могут быть использованы различные продукты конденсации резорцина с уротропином при большом избытке резорцина, но наилучший технический результат достигается при использовании гексарезорциновой смолы ГР по ОСТ 6-05-5077-76 с температурой каплепадения 70-95°С и содержанием летучих не более 7%.

В качестве оксида могут быть использованы различные оксиды металлов, но наилучший технический результат достигается при использовании оксидов металлов II группы Периодической системы, например, цинка, магния, кальция или их смесей.

В качестве органического растворителя могут быть использованы ацетон технический (ГОСТ 2603-71), этилацетат (ГОСТ 8981-71), метилэтилкетон (ТУ 38-10243-74), спирт этиловый (ГОСТ 18300-72).

Примеры осуществления

Пример 1.

Готовили раствор 75 мас.ч. фенолформальдегидной смолы СФ-340 в 20 мас.ч. этилового спирта и раствор 15 мас.ч. гексарезорциновой смолы ГР в 15 мас.ч. этилацетата. На вальцах пластицировали 100 мас.ч. бутадиеннитрильного каучука СКН-40 КНТ и вводили в него 5 мас.ч. оксида цинка и 2 мас.ч. серы. Полученную резиновую смесь растворяли в 385 мас.ч. этилацетата. После этого смешивали полученные растворы фенолформальдегидной и гексарезорциновой смол с раствором резиновой смеси с получением клеевой композиции.

Технология приготовления клеевых композиций по примерам 2-4 аналогична примеру 1.

Составы клеевой композиции по примерам 1-4 и прототипу приведены в таблице 1.

Таблица 1
Наименование компонентов	Состав по примерам, мас.ч.	Прототип
	1	2	3	4
Бутадиеннитрильный каучук
СКН-26-1,25	-	100	-	-
СКН-40КНТ	100	-	95	95	100
Натуральный каучук	-	-	5	5	-
Фенолформальдегидный
олигомер
СФ-010	-	80	-	-	100
СФ-340	75	-	-	-
ФЛ-5111	-	-	95	85
Сера (ГОСТ 127-64)	2	0,5	3	1	-
Оксид цинка	5	-	5	5	-
(ГОСТ 202-84)
Оксид магния	-	10	5	10
(ГОСТ 844-79)
Оксид кальция	-	-	5	-
(ГОСТ 8677-76)
Параформальдегид	-	1,0	1,5	1,2	-
(ТУ 6-05-930-73)
Гексарезорциновая смола ГР	15	15	30	20	-
с температурой каплепадения
70-95°С и содержанием
летучих не более 7%
Органический растворитель:
Этилацетат	400	-	450	450	800
Метилэтилкетон	-	410	-	-	-
Спирт этиловый	20	17	26	20	-
Ацетон	-	-	50	80	-
Технический углерод	-	-	5	15	-
(ГОСТ 7885-86)
Олигоэфиракрилат	-	-	-	-	180
Перекисный инициатор	-	-	-	-	15
полимеризации

Изобретение не ограничивается приведенными примерами.

Прочностные характеристики при склеивании резины на основе полярного бутадиеннитрильного каучука (СКН-40) и слабополярного - этиленпропиленового каучука (СКЭПТ) определяли по ГОСТ 411-77. Полученные данные представлены в таблице 2.

Таблица 2
№ примеров	Наименование свойств
Прочность при отрыве (σотр.), МПа	Прочность при отслаивании (σотсл.), кН/м	Прочность при отрыве (σотр.), МПа	Прочность при отслаивании (σотсл.), кН/м	Давление склеивания, МПа
Резина на основе СКН-40	Резина на основе СКЭПТ
1	3,3	5,75	3,0	5,2	0,35-0,5
2	3,3	5,55	2,9	5,1	0,35-0,5
3	3,9	6,75	3,5	5,5	0,5-0,6
4	6,8	7,65	6,5	5,7	0,5-0,6
Прототип	3,0	4,67	2,7	5,0	1,0

Таким образом, предлагаемая клеевая композиция имеет в среднем прочностные характеристики при отрыве на 10-47% и при отслаивании на 8-37% выше по сравнению с прототипом при применении более низкого давления склеивания (0,35-0,6 МПа).

Применение заявляемой клеевой композиции позволит повысить надежность и увеличить ресурс работы резинометаллических соединений.

1. Клеевая композиция, включающая непредельный каучук, фенолформальдегидный олигомер, вулканизующую группу и органический растворитель, отличающаяся тем, что в качестве непредельного каучука она содержит бутадиеннитрильный каучук или его смесь с натуральным каучуком, в качестве вулканизующей группы - серу и оксид металла, в качестве органического растворителя - этиловый спирт и этилацетат или метилэтилкетон и дополнительно содержит гексарезорциновую смолу при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Указанный непредельный каучук	100
Фенолформальдегидный олигомер	75-95
Сера	0,5-3
Оксид металла	5-15
Гексарезорциновая смола	15-30
Этиловый спирт	17-26
Этилацетат или метилэтилкетон	400-450

2. Клеевая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве оксида металла она содержит оксиды цинка, магния, кальция или их смеси.

3. Клеевая композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит параформальдегид в количестве 1,0-1,5 мас.ч.

4. Клеевая композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит технический углерод в количестве 5-15 мас.ч.

5. Клеевая композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ацетон в количестве 50-80 мас.ч.