Клеевая композиция

Клеевая композиция

Реферат

Изобретение относится к клеевой композиции на основе резиновой смеси, включающей комбинацию бутадиеннитрильных каучуков с модифицирующими добавками и может быть использовано в шинной и резинотехнической промышленности для повышения адгезионной прочности между слоями резины из маслостойких каучуков при изготовлении многослойных изделий, эксплуатирующихся в условиях воздействия агрессивных сред: нефти, нефраса, топлива, минеральных масел и др.

Известна клеевая композиция (патент 2277112 RU, МПК C09J 111/00, Бюл. №15, опубл. 27.05.2006), включающая хлоропреновый каучук наирит НТ, бутилфенол-формальдегидную смолу 101К, оксид цинка, органический растворитель из этилацетата и нефраса, тиурам, модификатор эпихлоргидрин.

Недостатком данной клеевой композиции является то, что она предназначена для склеивания вулканизованных резин на основе различных каучуков друг с другом и обладает невысокой стойкостью к воздействию агрессивных сред.

Известна клеевая композиция (патент 2 296 789 RU, МПК C09J 175/00, опубл. 10.04.2007), включающая непредельный каучук - бутадиен нитрильный или его смесь с натуральным каучуком, фенолформальдегидный олигомер, вулканизующую группу - серу и оксид металла, органический растворитель из этилового спирта и этилацетата или метилэтилкетона, гексарезорциновую смолу.

Недостатком данной клеевой композиции является то, что она предназначена для склеивания резин с металлом.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату является клеевая композиция (патент 2304603 RU, МПК C09J 109/00, C09J 111/00, Бюл. №23, опубл. 20.08.2007), включающая хлоропреновый каучук, оксид цинка, нефрас и этилацетат, канифоль, а также коллоидную кремнекислоту и молекулярный комплекс резорцина с уротропином (модификатор РУ-Д) для повышения прочности крепления резиновой смеси к обрезиненному корду.

Недостатком известной клеевой композиции на основе хлоропренового каучука является ее невысокая маслобензостойкость: в нефтяной среде происходит расхождение стыка между слоями маслостойкой резины вследствие набухания клеевой пленки.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание клеевой композиции, которая повышает маслобензостойкость клеевого соединения и адгезионную прочность между слоями маслостойкой резины при эксплуатации изделий в условиях воздействия агрессивных сред.

Технический результат достигается тем, что клеевая композиция на основе резиновой смеси из бутадиеннитрильных каучуков, включающая модификатор РУ-Д, растворитель (этилацетат), дополнительно содержит в качестве модифицирующих добавок синтетические смолы - алкилфеноламинную (Октофор N) и углеводородную (Пикар), при этом одним из бутадиеннитрильных каучуков является каучук марки СКН-26ПВХ- 30, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Резиновая смесь на основе БНКС-28АМН
и СКН-26ПВХ-30 (70:30)	20-30
растворитель (этилацетат)	100
модификатор РУ-Д	1-5
смола Октофор N	3-10
смола Пикар	3-10

Применяемые компоненты клеевой композиции выпускаются химической промышленностью России и Украины.

Бутадиеннитрильный каучук БНКС-28АМН (ТУ 38.30313-2006) - продукт низкотемпературной сополимеризации бутадиена и акрилонитрила, содержание которого в исходной смеси мономеров составляет 28%. Присутствие акрилонитрила придает каучуку маслобензостойкость.

Бутадиеннитрильный каучук СКН-26ПВХ-30 (ТУ 38.103213-2006) содержит 30% поливинилхлорида, отличается стойкостью к маслам, кислотам, растворителям, озону.

Алкилфеноламинная смола Октофор N (ТУ 38.УССР 201415-83) по внешнему виду представляет собой гранулы или чешуйки от светло-желтого до коричневого цвета, является продуктом поликонденсации алкилфенолов с уротропином. Используется для повышения клейкости резиновых смесей.

Углеводородная смола Пикар (ТУ 2451-010-54861661-2003) по внешнему виду представляет собой чешуйки темно-коричневого цвета, является продуктом модификации полиизопреноидов ангидридом малеиновой кислоты. Применяется в качестве повысителя клейкости резиновых смесей.

Модификатор РУ-Д (ТУ 2494-011-00149452-99) по внешнему виду представляет собой порошок белого цвета с желтоватым оттенком, является продуктом взаимодействия резорцина и уротропина с добавлением борной кислоты и масла ПН-6. Используется для повышения упруго-прочностных, адгезионных свойств резиновых смесей.

Резиновую смесь для клеевой композиции изготавливают стандартным способом: в резиносмесителе (I стадия) и на вальцах (II стадия), после чего готовую резиновую смесь снимают листом и охлаждают.

Технологический процесс изготовления клеевой композиции заключается в следующем: расчетное количество резиновой смеси загружают в клеемешалку, заливают этилацетатом для набухания, затем добавляют смолы Октофор N и Пикар, растворенные по отдельности в этилацетате. Приготавливают суспензию модификатора РУ-Д с этилацетатом и добавляют в клеемешалку. Затем вводят остаток этилацетата и тщательно перемешивают.

В соответствии с изложенным технологическим процессом изготовлены составы заявленной клеевой композиции, композиций на основе серийной резиновой смеси из 100 мас.ч. каучука БНКС-28АМН с различными модифицирующими добавками: ФБО (фосфорборолигомерное соединение), Рибетак 7578Р (октилфенолформальдегидная смола), смолы Октофор N и Пикар. Для сравнения изготовлен известный клеевой состав (прототип). С вышеуказанными клеевыми композициями изготовлены модельные образцы типа «резина-резина» и испытаны на прочность связи при расслоении (ГОСТ 6768-75). В качестве резин для изготовления модельных образцов использованы: смесь на основе 100 мас.ч. каучука БНКС-28АМН (серийная) и смесь на основе комбинации каучуков 70 мас.ч. БНКС-28АМН и 30 мас.ч. СКН-26ПВХ-30 (опытная). Состав и прочность связи при расслоении с использованием клеевых композиций приведены в таблице 1.

По примеру 1 изготавливают серийную резиновую смесь на основе 100 мас.ч. БНКС-28АМН, загружают в клеемешалку с этилацетатом (25:100), модификатором РУ-Д (2 мас.ч.), смолой Пикар (5 мас.ч.) и канифолью сосновой (5 мас.ч.).

По примерам 2-5 приготовление клеевых композиций аналогично примеру 1, отличие заключается в том, что вместо канифоли совместно с Пикаром в клеевую композицию вводят 5 мас.ч. смолы Октофор N и 5 мас.ч. коллоидной кремнекислоты БС-120 (пример 2), 5 мас.ч. смолы Рибетак 7578Р (пример 3), смолы Рибетак 7578Р и ФБО в соотношении 5:3 (пример 4), по 5 мас.ч. смол Октофор N и Рибетак 7578Р (пример 5). Установлено, что прочность связи между слоями резин на основе 100 мас.ч. БНКС-28АМН с использованием клеевых композиций, изготовленных по примерам 2-5, ниже прочности связи с использованием клеевой композиции-прототипа (8,7-15,0 МПа против 20,3 МПа).

По примеру 6 изготавливают опытную резиновую смесь на основе 70 мас.ч. БНКС-28АМН и 30 мас.ч. СКН-26ПВХ-30, загружают в клеемешалку с этилацетатом (25:100), модификатором РУ-Д (2 мас.ч.), смолой Пикар (5 мас.ч.) и канифолью сосновой (10 мас.ч.).

По примерам 7-9 приготовление клеевых композиций аналогично примеру 6, отличие заключается в том, что содержание канифоли сосновой уменьшено до 5 мас.ч. (пример 7), вместо канифоли совместно с Пикаром в клеевую композицию вводят 5 мас.ч. смолы Октофор N (пример 8). По примеру 9 в клеевую композицию 8 вводят 25 мас.ч. коллоидной кремнекислоты БС-120. Установлено, что клеевые композиции 8 и 9 с добавками смол Пикар и Октофор N обеспечивают увеличение прочности связи между слоями резины на основе комбинации каучуков 70 мас.ч. БНКС-28АМН и 30 мас.ч. СКН-26ПВХ-30 до 27,2 и 26,3 МПа в сравнении с прототипом (22,1 МПа).

Представленные в таблице 1 результаты испытаний клеевых композиций разных составов показывают, что заявленная клеевая композиция (пример 8) из резиновой смеси на основе комбинации каучуков БНКС-28АМН и СКН-26ПВХ-30 (70:30) с модифицирующими добавками - смолами Пикар и Октофор N - обеспечивает наибольший уровень прочности связи (27,2 кН/м) при расслоении модельных образцов с опытной резиной на основе БНКС-28АМН и СКН-26ПВХ-30 (70:30).

Основу заявленной клеевой композиции составляют бутадиеннитрильные каучуки, которые по маслобензостойкости превосходят хлоропреновый каучук, входящий в состав клеевой композиции-прототипа. Для подтверждения повышенной маслобензостойкости заявленной клеевой композиции по отношению к прототипу были заготовлены две полосы из серийной (на основе БНКС-28АМН) и две полосы из опытной (на основе БНКС-28АМН и 30 мас.ч. СКН-26ПВХ-30) невулканизованных резиновых смесей толщиной (4±0,5) мм, шириной (70±10) мм, длиной (200±10) мм. Полосы состыковывались между собой при помощи исследуемых клеевых композиций: серийная с серийной, опытная с опытной, ширина стыка 10-12 мм. После вулканизации полос было заготовлено по 5 образцов-полосок каждого варианта шириной (30±5) мм, длиной (125±5) мм, стык при этом находится по середине. Образцы резин со стыком закреплялись в струбцины, растягивались на деформацию 50% и помещались в среду нефти при комнатной температуре в течение 100 часов. После воздействия нефти на разрывной машине определяли прочность стыка и исследовали характер разрушения образцов. Результаты испытаний представлены в таблице 2. Установлено, что образцы-полоски из серийной и опытной резиновых смесей, склеенные при помощи клеевой композиции-прототипа, разрушились по стыку вследствие набухания клеевой пленки. Прочность стыка при этом составила 5,8-6,4 кН/м. Образцы-полоски с заявленной клеевой композицией разрушились не по стыку, а по резине рядом со стыком, прочность между слоями серийной резины составила 7,6 кН/м, между слоями опытной резины - 12,2 кН/м. Следовательно, образцы с заявленной клеевой композицией по стойкости к нефти превосходят образцы с клеевой композицией-прототипом.

Использование заявленной клеевой композиции в многослойных изделиях позволяет повысить маслобензостойкость клеевого соединения, увеличить прочность связи между слоями резины на основе комбинации каучуков БНКС-28АМН и СКН-26ПВХ-30 (70:30), придать изделию монолитность и тем самым повысить его работоспособность при эксплуатации в условиях воздействия агрессивных сред: нефти, нефраса, топлива, минеральных масел и других.

Таблица 1
Состав и прочность связи при расслоении резин с использованием известной (прототип) клеевой композиции, композиций на основе БНКС-28АМН и заявленной на основе каучуков 70 мас.ч БНКС-28АМН и 30 мас.ч СКН-26ПВХ-30
Наименование ингредиентов	На 100 мас.ч. каучука, мас.ч. (примеры 1-9)
прототип	1	2	3	4	5	6	7	8	9
1. Резиновая смесь на основе 100 мас.ч. каучука БНКС-28АМН (серийная)	-	25	25	25	25	25	-	-	-	-
2. Резиновая смесь на основе каучуков 70 мас.ч. БНКС-28АМН и 30 мас.ч. СКН-26ПВХ-30 (опытная)	-	-	-	-	-	-	25	25	25	25
3. Каучук хлоропреновый	100	-	-	-	-	-	-	-	-	-
4. Окись цинка	4-6	-	-	-	-	-	-	-	-	-
5. Канифоль сосновая	40-60	5	-	-	-	-	10	5	-	-
6. Модификатор РУ-Д	40-60	2	2	2	2	2	2	2	2	2
7. Коллоидная кремнекислота (БС-120)	60-80	-	5	-	5	5	-	-	-	25
8. Нефрас С2-80/120	277-285	-	-	-	-	-	-	-	-	-
9. Этилацетат	345-365	100	100	100	100	100	100	100	100	100
10. Смола Октофор N	-	-	5	-	-	5	-	-	5	5
11. Смола Пикар	-	5	5	5	5	5	5	5	5	5
12. Смола Рибетак 7578Р	-	-	-	5	5	5	-	-	-	-
13. ФБО	-	-	-	-	3	-	-	-	-	-
Наименование показателей	Значение показателя
Прочность связи при расслоении по ГОСТ 6768-75, кН/м, между слоями
- серийной резины на основе 100 мас.ч. каучука БНКС-28АМН	20,3	8,7	15,0	10,7	8,3	10,3	13,5	13,8	14,7	14,0
- опытной резины на основе каучуков 70 мас.ч. БНКС-28АМН и 30 мас.ч. СКН-26ПВХ-30	22,1	13,2	14,3	9,2	7,9	10,4	22,9	23,2	27,2	26,3

Таблица 2
Прочночть стыка между резинами с использованием клеевых показателей
Наименование показателей	Значение показателя
Клеевая композиция-прототип	Клеевая композиция на основе серийной резиновой смеси	Клеевая композиция на основе опытной резиновой смеси (заявленная)
Прочность стыка, кН/м, между слоями - серийной резины на основе 100 мас.ч. каучука БНКС-28АМН после воздействия нефти	5,8	6,9	7,6
Характер разрушения	по стыку	обрыв резины рядом со стыком	обрыв резины рядом со стыком
- опытной резины на основе каучуков 70 мас.ч. БНКС-28АМН и 30 мас.ч. СКН-26ПВХ-30 после воздействия нефтиХарактер разрушения	6,4по стыку	6,7обрыв резины рядом со стыком	12,2обрыв резины рядом со стыком

Клеевая композиция, предназначенная для склеивания слоев маслостойкой резины из бутадиеннитрильных каучуков, на основе резиновой смеси из этих каучуков, включающая модификатор РУ-Д, растворитель (этилацетат), дополнительно содержащая в качестве модифицирующих добавок синтетические смолы - алкилфеноламинную (Октофор N) и углеводородную (Пикар), при этом одним из бутадиеннитрильных каучуков является каучук марки СКН-26ПВХ-30, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Резиновая смесь на основе БНКС-28АМН и СКН-26ПВХ-30 (70:30)	20-30
Растворитель (этилацетат)	100
Модификатор РУ-Д	1-5
Смола Октофор N	3-10
Смола Пикар	3-10