Способ крепления резин друг к другу

Способ крепления резин друг к другу

Реферат

Изобретение относится к способу крепления вулканизованных резин друг к другу и может быть использовано в резиновой промышленности.

Известен способ склеивания и герметизации резин путем нанесения на склеиваемые поверхности клеящего материала - азотсодержащих моноакрилатов с добавкой инициатора полимеризации с последующим контактированием поверхностей в анаэробных условиях, в качестве азотсодержащих моноакрилатов применяют продукт конденсации эфиров акриловых кислот и моно-, ди- или триалканоламинов (Авторское свидетельство СССР №378401, кл. C09J 5/00; Опубл. 18.04.73).

Однако данный способ, хотя и обеспечивает высокую прочность при склеивании изделий из резины, предназначен для склеивания изделий в анаэробных условиях, что усложняет технологию.

Известен способ склеивания различных материалов клеями на основе эпоксидных смол с отвердителями при использовании радиационной обработки отвержденного клеевого соединения, в состав которых дополнительно вводят пластификатор (Авторское свидетельство СССР №2148593, кл. C09J 5/00; Опубл. 10.05.00).

Однако данный способ требует подвергать склеиваемые детали радиационной обработке умеренными дозами, что приводит к усложнению процесса склеивания.

Известен способ склеивания и герметизации резин путем нанесения на склеиваемые поверхности клеящего материала - олигоэфиракрилатов с добавкой инициатора полимеризации с последующим контактированием поверхностей в анаэробных условиях (Авторское свидетельство СССР №378402, кл. C09J 5/00; Опубл. 18.04.73).

Однако данный способ, хотя и обеспечивает высокую прочность при склеивании изделий из резины, предназначен для склеивания изделий в анаэробных условиях, что усложняет склеивание.

Наиболее близким является способ крепления резин друг к другу и к металлам путем нанесения на склеиваемые поверхности полимеризующихся мономеров и последующего контактирования склеиваемых поверхностей. В качестве полимеризующегося мономера применяют 2-метил-4-галоидгексатриены-1,3,5 один или с добавкой инициатора радикального типа, или с растворенными в них собственными полимерами или полихлоропреном (Авторское свидетельство СССР №426490, кл. C09J 5/00; Опубл. 15.09.75).

Однако данный способ, хотя и обеспечивает достаточно высокую прочность при склеивании изделий из вулканизованной резины, требует дополнительного прогрева образцов при высокой температуре.

Задача: разработка способа крепления резин друг к другу, обеспечивающего повышенную прочность клеевого шва на границе резина-клей.

Техническим результатом является обеспечение повышенной прочности клеевого шва при креплении вулканизованных резин друг с другом, упрощение технологии склеивания.

Поставленный технический результат достигается тем, что по способу крепления вулканизованных резин на основе одного каучука друг к другу путем нанесения на склеиваемые поверхности клея на основе полихлоропренового каучука и последующего контактирования поверхностей, причем используют клей марки 88НТ или 88СА на основе полихлоропренового каучука наирит НТ или наирит ДП в сочетании с бутилфенолформальдегидной смолой, при этом перед нанесением на поверхность в клей дополнительно вводят модификатор, представляющий собой орто-фенилендиамин, в количестве 0,5-3,0 мас.ч. на 100 мас.ч. клея, после нанесения клея осуществляют сушку клеевой пленки при комнатной температуре в течение 1-2 мин и контактирование склеиваемых поверхностей проводят под грузом в течение 24 час.

Клей 88НТ (ТУ 2252-033-45539771-2000), в состав которого входит (мас.ч.): полихлоропреновый каучук наирит НТ - 100, бутилфенолформальдегидная смола 101 К - 90, оксид цинка - 5, оксид магния - 12, тиурам - 2, органический растворитель - 800. В качестве растворителя используют смесь нефраса и этилацетата в соотношении 1:1.

Клей 88СА (ТУ 381051760-89), в состав которого входит (мас.ч.): полихлоропреновый каучук наирит ДП - 90, бутилфенолформальдегидная смола 101 К - 90, оксид цинка - 5, оксид магния - 11, вода - 3 и органический растворитель - 800. В качестве органического растворителя используют смесь нефраса и этилацетата в соотношении 1:1.

Полихлоропреновые каучуки наирит НТ с высокой скоростью кристаллизации (ТУ 601781-73), наирит ДП со средней скоростью кристаллизации (ТУ 6-01-1319-85), являются основными пленкообразующими в клеях-растворах.

Бутилфенолформальдегидная смола 101 К (ТУ 60004691277193-97).

Вулканизующая группа: оксид цинка (белила цинковые ГОСТ 202-84), оксид магния (жженная магнезия ГОСТ 844-79) использовались ранее в клеевых композициях (Кардашов Д.А., Петрова А.В. Полимерные клеи. М.: Химия, 1983).

Органический растворитель: смесь этилацетата (ГОСТ 8981-78) и нефраса (ТУ 3840167109-92).

Модификатор - орто-фенилендиамин (ТУ 6-09-0512-91) применяется в качестве отвердителя полимерных композиций.

В результате взаимодействия орто-фенилендиамина с макромолекулой хлоропренового каучука происходят увеличение концентрации полярных групп и образование дополнительных химических связей при взаимодействии аминосодержащего модификатора с подвижными аллильными атомами хлора в макромолекулах хлоропренового каучука, что способствует повышению прочности на границе резина-клей при креплении вулканизованной резины друг к другу.

Заявленные пределы количеств вводимого модификатора обусловлены тем, что при уменьшении указанных дозировок адгезионная прочность при склеивании снижается, при увеличении не происходит дальнейшего повышения прочности.

Способ крепления резин друг к другу осуществляется следующим образом.

В клей на основе полихлоропренового каучука перед нанесением на склеиваемые поверхности вводят рассчитанное количество модификатора и перемешивают содержимое 5-10 минут до получения однородной массы. Данный способ применяли для крепления вулканизованных резин на основе полиизопренового каучука (СКИ-3), этиленпропиленового каучука (СКЭПТ-40), бутадиеннитрильного каучука (СКН-18М) и хлоропренового каучука (Неопрен АС) друг к другу. Одноразовое нанесение приготовленного клея на подготовленную поверхность, сушка клеевой пленки при комнатной температуре (20°С) в течение 1-2 минут, после чего производились плотное прижатие склеиваемых поверхностей и выдерживание под грузом 2 кг в течение 24 часов.

Адгезию при сдвиге определяли на разрывной машине МРС- 250 (РТМ 1.2.126-88). Были исследованы различные содержания орто-фенилендиамина в клеях марок 88НТ и 88СА (табл.1 и 2).

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В клей марки 88НТ перед нанесением на склеиваемые поверхности вводят рассчитанное количество модификатора и перемешивают содержимое 5-10 минут до получения однородной массы. Данный способ применяли для крепления вулканизованных резин на основе СКИ-3, СКЭПТ-40, СКН-18М и Неопрен АС друг к другу. Одноразовое нанесение приготовленного клея на подготовленную поверхность, сушка клеевой пленки при комнатной температуре (20°С) в течение 1-2 минут, после чего производились плотное прижатие склеиваемых поверхностей и выдерживание под грузом 2 кг в течение 24 часов. После этого определяли предел прочности при сдвиге.

Пример 2. Получают клеевые соединения, как описано в примере 1, но в качестве клея используют клей марки 88СА.

Как видно из табл.1 и 2, предлагаемый способ крепления вулканизованных резин друг к другу обеспечивает высокие прочностные свойства клеевых соединений. Так, прочность клеевого шва при сдвиге при склеивании вулканизованной резины на основе СКИ-3 клеем марки 88НТ по прототипу составляет 0,61 МПа, а с использованием предлагаемого модификатора - 1,29 МПа.

Нами установлено, что причиной повышения адгезионных показателей при данном способе крепления является не только увеличение концентрации полярных групп при введении в состав клея модификатора, но и образование дополнительных химических связей при взаимодействии аминосодержащего модификатора с подвижными аллильными атомами хлора в макромолекулах хлоропренового каучука, что приводит к увеличению подвижности макромолекулы и более глубокой диффузии ее участков вглубь поверхности вулканизата.

Таблица 1
Тип подложки	Прочность при сдвиге, МПа
Содержание модификатора, мас.ч. на 100 мас.ч. клея	Контрольный пример клей 88НТ
0,5	1,0	2,0	3,0
СКИ-3	1,02	1,29	1,07	0,92	0,61
СКЭПТ-40	0,92	1,52	1,38	1,21	0,99
СКН-18М	0,96	1,56	1,27	1,18	0,46
Неопрен АС	0,97	1,48	1,37	1,29	0,73

Таблица 2
Тип подложки	Прочность при сдвиге, МПа
Содержание модификатора, мас.ч. на 100 мас.ч. клея	Контрольный пример клей 88СА
0,5	1,0	2,0
СКИ-3	1,08	1,10	1,06	1,02
СКЭПТ-40	1,30	1,51	1,28	0,70
Неопрен АС	1,14	1,21	1,11	1,02

Технико-экономический эффект, полученный от применения способа крепления, заключается в том, что его применение позволяет значительно повысить качество крепления изделий из вулканизованных резин на основе различных каучуков, улучшить технологические параметры процесса склеивания.

Способ крепления вулканизованных резин на основе одного каучука друг к другу путем нанесения на склеиваемые поверхности клея на основе полихлоропренового каучука и последующего контактирования поверхностей, отличающийся тем, что используют клей марки 88НТ или 88СА на основе полихлоропренового каучука наирит НТ или наирит ДП в сочетании с бутилфенолформальдегидной смолой, при этом перед нанесением на поверхность в клей дополнительно вводят модификатор, представляющий собой ортофенилендиамин, в количестве 0,5-3,0 мас.ч. на 100 мас.ч. клея, и после нанесения клея осуществляют сушку клеевой пленки при комнатной температуре в течение 1-2 мин и контактирование склеиваемых поверхностей проводят под грузом в течение 24 ч.