Клеевая композиция

Изобретение относится к клеевым композициям на основе хлоропренового каучука и может быть использовано в резиновой промышленности при склеивании вулканизованной резины между собой. Клеевая композиция включает полихлоропреновый каучук наирит НТ, бутилфенолформальдегидную смолу 101К, тиурам, оксид цинка, оксид магния, модификатор и органический растворитель, представляющий собой смесь этилацетата и нефраса. В качестве модификатора используют борат метилфосфита. Соотношение компонентов в композиции следующее, мас. ч.: полихлоропреновый каучук наирит НТ - 100,0, бутилфенолформальдегидная смола 101К - 90,0, оксид цинка - 5,0, оксид магния - 12,0, тиурам - 2,0, указанный органический растворитель - 800,0, борат метилфосфита - 10,0-30,0. Изобретение позволяет повысить прочность при склеивании вулканизованной резины на основе различных каучуков между собой. 2 табл.

 

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. России 2028358, 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 клей 88НТ (ТУ2252-033-45539771-2000), в состав которого входит (мас. ч.): полихлоропреновый каучук наирит НТ - 100,0, бутилфенолформальдегидная смола 101К - 90,0, оксид цинка - 5,0, оксид магния - 12,0, тиурам - 2,0 и органический растворитель - 800,0. В качестве растворителя используют смесь нефраса и этилацетата в процентном соотношении 50:50.

Однако указанная клеевая композиция (хотя и находит широкое применение из-за своей невысокой стоимости) не обеспечивает достаточно высокой прочности при склеивании вулканизованной резины (достигаемая прочность при сдвиге при склеивании вулканизованной резины на основе полиизопренового каучука (СКИ-3) не превышает 0,61 МПа).

Задача изобретения - разработка состава клеевой композиции, обладающей повышенной прочностью при склеивании вулканизованных резин на основе различных каучуков друг с другом и огнестойкостью.

Техническим результатом является повышение прочности при склеивании вулканизованных резин на основе различных каучуков друг с другом.

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 дополнительно содержит в качестве модификатора борат метилфосфита 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, борат метилфосфита - 10,0-30,0.

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).

Борат метилфосфита представляет собой вязкую неокрашенную жидкость, хорошо растворимую в воде, диметилформамиде, ацетоне, спиртах (пат. №2190697). Широко известен как ингибитор горения.

При использовании в качестве модификатора указанного борат метилфосфита значительно повышаются адгезионные свойства клеевой композиции. Это происходит за счет увеличения содержания в клеевой композиции функциональных групп.В результате взаимодействия борат метилфосфита с макромолекулой полихлоропренового каучука происходит увеличение концентрации полярных групп и образование дополнительных химических связей, что способствует увеличению подвижности макромолекулы полихлоропрена 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°С до 85°С. После выгрузки смеси при температуре 105°С 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, боратом метилфосфита загружаются порциями в клеемешалку по мере набухания резиновой смеси. Общее время клеесмешения составляет 4,5-5 час, при этом введение указанного 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-2252-033-45 539771-2000), 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 1-3, составы которых приведены в таблице 1. Клей представляет собой жидкость бежевого цвета. Клей технологичен, хорошо наносится на поверхность резины. Были исследованы различные содержания борат метилфосфита (табл.2).

Заявленные пределы модификатора 10,0-30,0 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-18) и хлоропренового каучука (Неопрен) приведены в табл.2. Для проведения сравнительных испытаний было приготовлено 3 варианта композиций (по способу, описанному в примере) и композиция по прототипу, представленные в таблице 1. Предлагаемые композиции исследовались на адгезионную прочность при сдвиге, достигаемую при выдерживании под грузом 2 кг, при комнатной температуре (20°С) в течение 24 часов. Огнестойкость клеевой композиции определяли по методу определения стойкости к горению (ГОСТ 28157-89) путем ее предварительной отливки на ровную стеклянную поверхность и последующей сушки при комнатной температуре в течение суток до постоянного веса.

Данные представлены в таблице 2, из которой видно, что наилучшие результаты получены при использовании состава композиции 2 и 3.

Адгезию 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°С) в течение 1-2 минут, после чего производилось плотное прижатие склеиваемых поверхностей.

Как видно из табл.2, предлагаемые клеевые композиции обеспечивают увеличение прочностных свойств клеевых соединений по сравнению с прототипом. Так, прочность при сдвиге клеевого шва при склеивании вулканизованной резины на основе СКН-18 по прототипу составляет 0,46 МПа, а с использованием предлагаемого модификатора 1,39 МПа.

Таким образом, как видно из табл.2, 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.

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.

Нами установлено, что причиной повышения адгезионных показателей клеевых композиций является увеличение концентрации полярных групп при введении в состав модификатора, а также 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.

Таблица 1
	Содержание компонентов, мас. ч.,
Компонент		в композиции
	1	2	3	Прототип клей 88НТ
Полихлоропреновый каучук наирит НТ	100	100	100	100
Бутилфенолформальдегидная смола 101К	90	90	90	90
Тиурам	2	2	2	2
Оксид цинка	5	5	5	5
Оксид магния	12	12	12	12
Органический растворитель (смесь этилацетата и нефраса в процентном соотношении 50:50)	800	800	800	800
Борат метилфосфита	10,0	20,0	30,0	-

Таблица 2
Тип подложки	Прочность при сдвиге, МПа
	Показатель для композиции	Прототип клей 88НТ
	1	2	3
СКИ-3	0,69	0,94	1,13	0,61
СКЭПТ-40	1,08	1,27	1,23	0,99
СКН-18М	0,89	1,01	1,39	0,46
Неопрен АС	0,80	0,98	0,92	0,73
Огнестойкость клеевой композиции
-	с/затухает	с/затухает	с/затухает	горит

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, повысить огнестойкость клеевой композиции.

Клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук наирит НТ, бутилфенолформальдегидную смолу 101К, тиурам, оксид цинка, оксид магния, органический растворитель, представляющий собой смесь этилацетата и нефраса, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит в качестве модификатора борат метилфосфита 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
Борат метилфосфита	10,0-30,0