Клеевая композиция
Владельцы патента RU 2393193:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) (RU)
Изобретение относится к клеевым композициям на основе полихлоропренового каучука и может быть использовано в резиновой промышленности при склеивании вулканизованной резины между собой. Клеевая композиция включает полихлоропреновый каучук наирит ДП, бутилфенолформальдегидную смолу 101К, воду, оксид цинка, оксид магния, органический растворитель, представляющий собой смесь этилацетата и нефраса, и модификатор. В качестве модификатора содержит трихлорэтилфосфат или трихлорпропилфосфат. Соотношение компонентов в композиции следующее, мас.ч.: полихлоропреновый каучук наирит ДП - 90,0, бутилфенолформальдегидная смола 101К - 90,0, вода - 3,0, оксид цинка - 5,0, оксид магния - 11,0, указанный органический растворитель - 800,0, указанный модификатор - 1,0-20,0. Изобретение позволяет повысить прочность при склеивании вулканизованной резины на основе различных каучуков между собой. 2 табл.
Изобретение относится к клеевым композициям на основе полихлоропренового 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 клей 88СА (ТУ 381051760-89), в состав которого входит (мас.ч.): полихлоропреновый каучук наирит ДП - 90,0, бутилфенолформальдегидная смола 101К - 90,0, оксид цинка - 5,0, оксид магния - 11,0, вода - 3,0, органический растворитель - 800,0. В качестве органического 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 1,00 МПа).
Задача: 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 ДП, бутилфенолформальдегидную смолу 101К, воду, оксид цинка, оксид магния, органический растворитель, представляющий собой смесь этилацетата и нефраса, причем она дополнительно содержит в качестве модификатора трихлорэтилфосфат или трихлорпропилфосфат, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: полихлоропреновый каучук наирит ДП - 90,0, бутилфенолформальдегидная смола 101К - 90,0, вода - 3,0, оксид цинка - 5,0, оксид магния - 11,0, указанный органический растворитель - 800,0, указанный модификатор - 1,0-20,0.
Полихлоропреновый каучук наирит ДП (ТУ-6-01-1319-85) является основным пленкообразующим в клеях-растворах.
Бутилфенолформальдегидная смола 101К (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 (ГОСТ 3840167109-92).
Трихлорэтилфосфат (ТУ 2493-319-05763441-2000) применяется в качестве пластификатора в производстве нитролинолеума, в качестве антипирена в композициях на основе ацетилцеллюлозы, пенополиуретанов.
Трихлорпропилфосфат (ТУ 2493-320-05763441-2000) применяется в качестве антипирена (огнегасящей добавки) в производстве кабельных пластификаторов, искусственных кож, лакокрасочных материалов, линолеума, липкой ленты, кинофотопленок, пенополиуретанов.
При использовании в качестве модификатора трихлорэтилфосфата или трихлорпропилфосфата значительно повышаются адгезионные свойства клеевой композиции и огнестойкость.
Клеевую композицию приготавливают следующим образом.
Вначале приготавливают резиновую смесь 31С-1-ДП - смесь наирита ДП, оксида магния, оксида цинка (ЕТР 8857-91) в резиносмесителе в течение 10 мин, при этом температура смесителя постепенно повышается (по мере ввода компонентов смеси) от 50 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, водой, указанным модификатором загружаются порциями в клеемешалку по мере набухания резиновой смеси. Общее время клеесмешения составляет 4,5-5 ч, 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 88СА (ТУ 381051760-89), включающий в себя полихлоропреновый каучук наирит ДП, бутилфенолформальдегидную смолу 101К, оксид цинка, оксид магния, воду и указанный органический растворитель, вводят рассчитанное количество указанного модификатора и перемешивают содержимое 5-10 минут до получения однородной массы.
Получают клеевые композиции 1-7, составы которых приведены в табл.1.
Клей представляет собой жидкость бежевого цвета. Клей технологичен, хорошо наносится на поверхность резины.
Заявленные пределы указанного модификатора 1,0-20,0 обусловлены тем, что при увеличении или уменьшении указанных дозировок адгезионная прочность при склеивании снижается. Кроме того, при уменьшении указанных дозировок снижается огнестойкость клеевой пленки, как видно из табл.2.
Установлено, что наиболее оптимальным содержание модификатора является 1,0 и 5,0, при введении которого были получены наилучшие результаты. 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) и хлоропренового каучука (Неопрен) приведены в табл.2. Для проведения сравнительных испытаний были приготовлены 7 композиций и композиция по прототипу, составы которых приведены 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 табл.2, из которой видно, что наилучшие результаты получены при использовании состава композиции 1, 2, 5 и 6.
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 СКЭПТ-40 по прототипу составляет 0,70 МПа, а с использованием предлагаемого модификатора 2,00 МПа.
Таким образом, как видно из табл.2, при использовании в предлагаемой клеевой композиции указанного модификатора 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 клеевых композиций является не только увеличение концентрации полярных групп при введении в состав модификатора, но и образование дополнительных химических связей при взаимодействии фосфорсодержащего модификатора с подвижными аллильными атомами хлора в макромолекулах полихлоропренового каучука, что способствует повышению подвижности макромолекулы и ее более глубокой диффузии вглубь склеиваемого материала.
| Таблица 1 | ||||||||
| Компонент | Содержание компонентов в композиции, мас.ч. | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | Прототип клей 88СА | |
| Полихлоропреновый каучук наирит ДП | 90,0 | 90,0 | 90,0 | 90,0 | 90,0 | 90,0 | 90,0 | 90,0 |
| Бутилфенолформальдегидная смола101К | 90,0 | 90,0 | 90,0 | 90,0 | 90,0 | 90,0 | 90,0 | 90,0 |
| Вода | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 |
| Оксид цинка | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 |
| Оксид магния | 11,0 | 11,0 | 11,0 | 11,0 | 11,0 | 11,0 | 11,0 | 11,0 |
| Органический растворитель (смесь этилацетата и нефраса в процентном соотношении 50:50) | 800,0 | 800,0 | 800,0 | 800,0 | 800,0 | 800,0 | 800,0 | 800,0 |
| Трихлорэтилфосфат | 1,0 | 3,0 | 5,0 | - | - | - | - | - |
| Трихлорпропилфосфат | - | - | - | 3,0 | 5,0 | 10,0 | 20,0 | - |
| Таблица 2 | ||||||||
| Тип подложки | Показатель для композиции | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | Прототип клей 88СА |
|
| Прочность при сдвиге, МПа | ||||||||
| СКИ-3 | 1,11 | 1,17 | 1,04 | 1,05 | 1,08 | 1,10 | 1,03 | 1,00 |
| СКЭПТ-40 | 2,00 | 1,30 | 1,10 | 0,98 | 1,35 | 1,09 | 1,00 | 0,70 |
| Неопрен | 1,45 | 1,37 | 1,24 | 1,31 | 1,45 | 1,43 | 1,41 | 1,02 |
| Огнестойкость клеевой композиции | ||||||||
| - | с/затухает | с/затухает | с/затухает | с/затухает | 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 ДП, бутилфенолформальдегидную смолу 101 К, воду, оксид цинка, оксид магния, органический растворитель, представляющий собой смесь этилацетата и нефраса, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит в качестве модификатора трихлорэтилфосфат или трихлорпропилфосфат при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| Полихлоропреновый каучук наирит ДП | 90,0 |
| Бутилфенолформальдегидная смола 101К | 90,0 |
| Вода | 3,0 |
| Оксид цинка | 5,0 |
| Оксид магния | 11,0 |
| Указанный органический растворитель | 800,0 |
| Указанный модификатор | 1,0-20,0 |
