Клеевая композиция

Клеевая композиция

Реферат

Изобретение относится к клеевым композициям на основе хлоропренового каучука и может быть использовано в резиновой промышленности при склеивании вулканизованных резин на основе различных каучуков друг с другом.

Известна клеевая композиция, включающая хлоропреновый каучук, тиурам, оксид цинка, в качестве смолы продукт совместной конденсации фенола ацетальдегида и ацетанафтена и растворитель (Авторское свидетельство СССР №1579920, кл. C09J 111/00; Опубл. 23.07.90). В качестве растворителя используют смесь этилацетата и бензина.

Однако данная клеевая композиция не обеспечивает достаточно высокой прочности при склеивании изделий из вулканизованной резины.

Известна клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук, эпоксидную смолу, низкомолекулярный бутадиеннитрильный каучук, третичный амин, растворитель (Авторское свидетельство. СССР №685673, кл. C08L 11/00; Опубл. 15.09.79).

Однако данная клеевая композиция имеет низкую прочность при склеивании резиновых изделий на основе различных каучуков.

Известна клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук, бутилфенолформальдегидную смолу, сополимер стирола и пиперилена, канифоль, этерифицированную глицерином; канифоль сосновую, дифенилгуанидин, 2,2-дибензтиазолдисульфид, оксид цинка, оксид магния, органический растворитель (Пат. 2028358 Россия, МКИ⁶ C09J 111/00; Опубл. 09.02.95).

Однако указанная клеевая композиция, хотя и имеет схожий состав, предназначена для склеивания изделий из ферритов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является клеевая композиция, включающая наиритовый клей 88НТ, бутилфенолформальдегидную смолу 101К, оксид цинка, оксид магния, тиурам, органический растворитель, представляющий собой смесь этилацетата и нефраса, модификатор - глицидный эфир метакриловой кислоты и кубовые отходы производства анилина (Пат. 2261883 Россия, МПК⁷ C09J 111/00; Опубл. 10.10.05).

Однако указанная клеевая композиция не обеспечивает достаточно высокой прочности при склеивании вулканизованной резины.

Задача: разработка состава клеевой композиции, обладающей повышенной прочностью при склеивании вулканизованной резины между собой.

Техническим результатом является повышение прочности при склеивании вулканизованной резины между собой.

Поставленный технический результат достигается тем, что клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук наирит НТ, бутилфенолформальдегидную смолу 101К, тиурам, оксид цинка, оксид магния, органический растворитель, представляющий собой смесь этилацетата и нефраса, причем она в качестве модификатора содержит модификатор, представляющий собой смесь алифатического амина - триэтаноламина или полиэтиленполиамина с наполнителем кремнеземным Росил марки Р-175, предварительно полученную при комнатной температуре, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: полихлоропреновый каучук наирит НТ - 100,0, бутилфенолформальдегидная смола 101К - 90,0, тиурам - 2,0, оксид цинка - 5,0, оксид магния - 12,0, указанный органический растворитель - 800,0, алифатический амин - 0,1-0,3, наполнитель кремнеземный Росил марки Р-175 - 10,0.

Полихлоропреновый каучук наирит НТ (ТУ-601781-73) является основным пленкообразующим в клеях-растворах.

Бутилфенолформальдегидная смола 101К (ТУ-60004691277193-97).

Вулканизующая группа: оксид цинка (белила цинковые), 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 (ГОСТ 443-76).

Триэтаноламин (ТУ 2423-061-05807977-2002) применяется для газоочистки при получении чистой углекислоты, в текстильной и цементной промышленности, в производстве смазочно-охлаждающих жидкостей, косметических товаров, товаров бытовой химии, как сырье в органическом синтезе.

Полиэтиленполиамин (ТУ 2413-214-00203312-2002) применяется в качестве сырья для производства активной основы ингибиторов коррозии, эпоксидных компаундов, аминосодержащих смол, в качестве отвердителя эпоксидных смол, лаков и красок, моющих препаратов и присадок.

Наполнитель кремнеземный Росил марки Р-175 (Росил-175) (ТУ 2168-038-00204872-2001) представляет собой тонкодисперсный осажденный диоксид кремния. Используется для производства шин, резинотехнических изделий, искусственных кож, в лакокрасочной, нефтяной промышленности.

Модификатор получают прямым взаимодействием алифатического амина и наполнителя кремнеземного Росил марки Р-175, при комнатной температуре в течение 1 часа. Модификатор представляет собой вязкую массу белого цвета.

При использовании указанного модификатора значительно повышаются адгезионные свойства клеевой композиции. Это происходит за счет увеличения содержания в клеевой композиции функциональных групп. В результате взаимодействия с макромолекулой хлоропренового каучука происходит увеличение концентрации полярных групп и образование дополнительных химических связей, что способствует увеличению подвижности макромолекулы и более глубокой диффузии ее участков вглубь поверхности вулканизата. Этим объясняется повышение прочности при склеивании вулканизованной резины между собой.

Клеевую композицию приготавливают следующим образом.

Вначале приготавливают резиновую смесь (смесь наирита НТ, оксида магния, оксида цинка, тиурама) в резиносмесителе в течение 10 мин, при этом температура смесителя постепенно повышается (по мере ввода компонентов смеси) от 50°C до 85°C. После выгрузки смеси при температуре 105°C осуществляют ее листование в течение 5 мин. Затем разогретая резиновая смесь с частью растворителя (около 0,1 части от общего количества растворителя) загружается в клеемешалку. Остальное количество растворителя вместе с другими ингредиентами клеевой композиции бутилфенолформальдегидной смолой, указанным модификатором загружаются порциями в клеемешалку по мере набухания резиновой смеси. Общее время клеесмешения составляет 4,5-5 ч, при этом введение модификатора может быть осуществлено после приготовления клеевой композиции на основе остальных компонентов.

Пример приготовления клеевой композиции. В клеемешалку, содержащую приготовленный известным способом наиритовый клей 88НТ (ТУ-2252-033-45539771-2000), включающий в себя полихлоропреновый каучук наирит НТ, бутилфенолформальдегидную смолу 101К, тиурам, оксид цинка, оксид магния и органический растворитель, вводят рассчитанное количество модификатора, и перемешивают содержимое 5-10 минут до получения однородной массы.

Получают клеевые композиции 1-6, составы которых приведены в таблице 1.

Клей представляет собой жидкость светло-бежевого цвета. Клей технологичен, хорошо наносится на поверхность резины.

Были исследованы различные содержания указанного модификатора (табл.2). Заявленные количества компонентов модификатора алифатический амин - 0,1-0,3 и наполнитель кремнеземный Росил марки Р-175 - 10,0 обусловлены тем, что при увеличении или уменьшении указанных дозировок адгезионная прочность при склеивании снижается.

Сравнительные испытания прочностных свойств клеевых составов по всем вариантам заявленной композиции и прототипу при склеивании вулканизованной резины на основе полиизопренового каучука (СКИ-3), этиленпропиленового каучука (СКЭПТ-40), бутадиеннитрильного каучука (СКН-18М) и хлоропренового каучука (Неопрен АС) приведены в табл.2. Для проведения сравнительных испытаний было приготовлено 6 вариантов композиций (по способу, описанному в примере) и композиция без модификатора (контрольный пример), рецептуры которых представлены в табл.1.

Предлагаемые композиции исследовались на адгезионную прочность при сдвиге, достигаемую при выдерживании под грузом 2 кг, при комнатной температуре (20°C) в течение 24 часов. Данные представлены в таблице 2, из которой видно, что наилучшие результаты получены при использовании состава композиции 2 и 5. Адгезионную прочность при сдвиге определяли на разрывной машине МРС-250 (РТМ 1.2.126-88). Технология склеивания образцов следующая. Одноразовое нанесение приготовленного клея на подготовленную поверхность, сушка клеевой пленки при комнатной температуре (20°C) в течение 1-2 минут, после чего производилось плотное прижатие склеиваемых поверхностей.

Предлагаемая клеевая композиция обеспечивает значительное увеличение прочностных свойств клеевых соединений по сравнению с клеевой композицией без модификатора. Так, прочность при сдвиге клеевого шва при склеивании вулканизованной резины на основе СКИ-3 без модификатора составляет 0,47 МПа, а с использованием предлагаемого модификатора 1,24 МПа (состав 5).

Таким образом, при использовании в предлагаемой клеевой композиции в указанных пределах повышается прочность при склеивании изделий из вулканизованной резины на основе различных каучуков, что обусловлено участием данного модификатора в повышении адгезионных свойств клея.

Таблица 1
Компонент	Содержание компонентов, мас.ч., в композиции
	1	2	3	4	5	6	Контрольный пример
Полихлоропреновый каучук наирит НТ	100	100	100	100	100	100	100
Бутилфенолформальдегидная смола 101К	90	90	90	90	90	90	90
Тиурам	2	2	2	2	2	2	2
Оксид цинка	5	5	5	5	5	5	5
Оксид магния	12	12	12	12	12	12	12
Органический растворитель (смесь этилацетата и нефраса в процентном соотношении 50:50)	800	800	800	800	800	800	800
Триэтаноламин	0,1	0,2	0,3	-	-	-	-
Полиэтиленполиамин	-	-	-	0,1	0,2	0,3	-
Росил марки Р-175	10,0	10,0	10,0	10,0	10,0	10,0	-

Таблица 2
Тип подложки	Прочность при сдвиге, МПа
Показатель для композиции	Контрольный пример
1	2	3	4	5	6
СКИ-3	1,06	1,13	0,83	0,91	1,24	0,87	0,47
СКЭПТ-40	1,07	1,20	0,85	1,24	1,47	1,03	0,75
СКН-18М	-	0,98	0,94	0,95	1,13	-	0,77
Неопрен АС	1,67	1,70	1,40	1,35	1,44	1,26	0,75

Нами установлено, что причиной повышения адгезионных показателей клеевой композиции является не только увеличение концентрации полярных групп при введении в состав модификатора, но и образование дополнительных химических связей при взаимодействии указанного модификатора с подвижными аллильными атомами хлора в макромолекулах полихлоропренового каучука, что приводит к увеличению густоты пространственной сетки и, по-видимому, к упрочнению клеевой пленки.

Технико-экономический эффект, полученный от применения клеевой композиции, заключается в том, что ее применение позволяет значительно повысить качество крепления изделий из вулканизованной резины на основе различных каучуков, улучшить технологические параметры процесса склеивания.

Клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук наирит НТ, бутилфенолформальдегидную смолу 101К, тиурам, оксид цинка, оксид магния, модификатор, органический растворитель, представляющий собой смесь этилацетата и нефраса, отличающаяся тем, что она в качестве модификатора содержит модификатор, представляющий собой смесь алифатического амина - триэтаноламина или полиэтиленполиамина и наполнителя кремнеземного Росил марки Р-175, предварительно полученную при комнатной температуре, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

полихлоропреновый каучук наирит НТ	100
бутилфенолформальдегидная смола 101К	90
тиурам	2
оксид цинка	5
оксид магния	12
указанный органический растворитель	800
алифатический амин	0,1-0,3
наполнитель кремнеземный Росил марки Р-175	10