Клеевая композиция
Владельцы патента RU 2394867:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) (RU)
Изобретение относится к клеевым композициям на основе хлорсодержащего каучука и может быть использовано в резиновой промышленности при склеивании вулканизованной резины между собой. Клеевая композиция включает хлорсодержащий каучук, модификатор, органический растворитель. Модификатор состоит из таких компонентов, как глицидный эфир метакриловой кислоты и анилин. В качестве хлорсодержащего каучука она содержит хлорсульфированный полиэтилен, в качестве органического растворителя толуол. Соотношение компонентов в композиции следующее, мас.ч.: хлорсульфированный полиэтилен - 20, толуол - 80, глицидный эфир метакриловой кислоты - 0,5-2,0, анилин - 0,5-2,0. Изобретение позволяет упростить рецептуру клеевой композиции, повысить прочность при склеивании вулканизованной резины между собой. 2 табл.
Изобретение относится к клеевым композициям на основе хлорсодержащего каучука и может быть использовано в резиновой промышленности при склеивании вулканизованной резины между собой.
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.
Известна клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук наирит НТ, бутилфенолформальдегидную смолу 101К, оксид цинка, оксид магния, тиурам и органический растворитель, представляющий собой смесь этиацетата и нефраса, в качестве модификатора содержит глицидный эфир метакриловой кислоты (ГМАК) и кубовые отходы производства анилина (КПА), с содержанием анилина 15-18 мас.ч. (Пат. 2261883 Россия, МКИ7 C09J 111/00; опубл. 10.10.05).
Однако данная клеевая композиция имеет сложную рецептуру и технологию получения.
Известна клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук неопрен АС, бутилфенолформальдегидную смолу 101К, оксид цинка, оксид магния, воду и органический растворитель, представляющий собой смесь этилацетата и нефраса, в качестве модификатора содержит глицидный эфир метакриловой кислоты (ГМАК) и кубовые отходы производства анилина (КПА), с содержанием анилина 15-18 мас.ч. (Пат. 2261884 Россия, МКИ7 C09J 111/00; опубл. 10.10.05).
Однако данная клеевая композиция имеет сложную рецептуру и технологию получения.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук наирит ДП, бутилфенолформальдегидную смолу 101К, оксид цинка, оксид магния, воду и органический растворитель, представляющий собой смесь этилацетата и нефраса, в качестве модификатора содержит глицидный эфир метакриловой кислоты (ГМАК) и кубовые отходы производства анилина (КПА), с содержанием анилина 15-18 мас.ч., при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: полихлоропреновый каучук наирит ДП - 90, бутилфенолформальдегидная смола 101К - 90, оксид цинка - 5, оксид магния - 11, вода - 3, указанный органический растворитель - 800, глицидный эфир метакриловой кислоты - 14,0-2,5, кубовые отходы производства анилина - 10,0-1,5 (Пат. 2263128 Россия, МКИ7 C09J 111/00; опубл. 27.10.05).
Однако указанная клеевая композиция имеет сложную рецептуру и технологию получения.
Задача: разработка состава клеевой композиции, имеющего простую рецептуру и обладающего повышенной прочностью при склеивании вулканизованной резины между собой.
Техническим результатом является упрощение рецептуры клеевой композиции, повышение прочности при склеивании вулканизованной резины между собой.
Поставленный технический результат достигается тем, что клеевая композиция, включающая хлорсодержащий каучук, органический растворитель, модификатор, включающий глицидный эфир метакриловой кислоты и анилин, согласно изобретению в качестве хлорсодержащего каучука содержит хлорсульфированный полиэтилен, в качестве органического растворителя толуол, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: хлорсульфированный полиэтилен - 20, толуол - 80, глицидный эфир метакриловой кислоты - 0,5-2,0, анилин - 0,5-2,0.
Хлорсульфированный полиэтилен является основным пленкообразующим в лакокрасочных антикоррозионных покрытиях (ТУ 6-55-9-90).
Толуол является органическим растворителем (ГОСТ 14710-78).
Модификатор представляет собой глицидный эфир метакриловой кислоты (ГМАК) (ТУ 6-09-15-350-78), который применяется в лакокрасочной промышленности, и анилин (ГОСТ 313-77), который применяется в производстве красителей, промежуточных продуктов для красителей, фармацевтических препаратов, взрывчатых веществ, ускорителей вулканизации каучука, в текстильной промышленности, в производстве пластических масс и полиизоцианатов.
В результате взаимодействия ГМАК и анилина происходит увеличение концентрации полярных групп и образование дополнительных химических связей при взаимодействии аминосодержащего модификатора с атомами хлора в макромолекулах хлорсульфированного полиэтилена, что способствует повышению прочности при склеивании вулканизованной резины между собой.
Клеевую композицию приготавливают следующим образом. Вначале приготавливают раствор хлорсульфированного полиэтилена. Хлорсульфированный полиэтилен и растворитель загружаются в клеемешалку и перемешиваются 4,5 часа. Затем в полученный раствор загружается ГМАК и анилин. Общее время клеесмешения составляет 5 часов.
Пример приготовления клеевой композиции. В клеемешалку, содержащую приготовленный раствор хлорсульфированного полиэтилена, включающий в себя хлорсульфированный полиэтилен и толуол, вводят рассчитанное количество модификатора и перемешивают содержимое 5-10 минут до получения однородной массы.
Получают клеевые композиции 1-5, составы которых приведены в таблице 1. Клей представляет собой прозрачную жидкость светло-желтого цвета. Клей технологичен, хорошо наносится на поверхность резины. Были исследованы различные содержания ГМАК и анилина (табл.2).
Заявленные пределы компонентов, входящих в состав модификатора ГМАК 0,5-2,0; анилин 0,5-2,0, обусловлены тем, что при увеличении или уменьшении указанных дозировок адгезионная прочность при склеивании снижается.
Установлено, что наиболее оптимальным содержанием ГМАК и анилина является 1,5, при введении которых были получены наилучшие результаты. Сравнительные испытания прочностных свойств клеевых составов по всем вариантам заявленной композиции и прототипу при склеивании вулканизованных резин на основе полиизопренового каучука (СКИ-3), этиленпропиленового каучука (СКЭПТ-40), бутадиеннитрильного каучука (СКН-18) и хлоропренового каучука (Неопрен АС) приведены в табл.2. Для проведения сравнительных испытаний было приготовлено 5 вариантов 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°C) в течение 24 часов. Данные представлены в таблице 2, из которой видно, что наилучшие результаты получены при использовании состава композиции 3.
Предлагаемая клеевая композиция обеспечивает увеличение прочностных свойств клеевых соединений по сравнению с прототипом. Так, например, прочность клеевого шва при сдвиге при склеивании вулканизованной резины на основе СКИ-3 по прототипу составляет 1,43 МПа, а с использованием предлагаемой композиции 1,52 МПа.
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°C), сушка клеевой пленки в течение 5 минут, после чего производилось плотное прижатие склеиваемых поверхностей.
Таким образом, как видно из табл.2, при совместном использовании в предлагаемой клеевой композиции ГМАК и анилина в указанных количествах позволяет повысить 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 клея является не только увеличение концентрации полярных групп при введении в состав модификатора, но и образование дополнительных химических связей при взаимодействии аминосодержащего модификатора с атомами хлора в макромолекулах хлорсульфированного полиэтилена. Это приводит к увеличению густоты пространственной сетки и, по-видимому, к упрочнению клеевой пленки.
| Таблица 1 | ||||||
| Компонент | Содержание компонентов в композиции, мас.ч. | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | прототип | |
| Полихлоропреновый каучук наирит ДП | - | - | - | - | - | 90 |
| Хлорсульфированный полиэтилен | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | - |
| Бутилфенолформальдегидная смола 101К | - | - | - | - | - | 90 |
| Вода | - | - | - | - | - | 3 |
| Оксид цинка | - | - | - | - | - | 5 |
| Оксид магния | - | - | - | - | - | 11 |
| Органический растворитель (смесь этилацетата и нефраса в процентном соотношении 50:50) | - | - | - | - | - | 800 |
| Толуол | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | - |
| ГМАК | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,0 | 12,0 |
| КПА | - | - | - | - | - | 8,0 |
| Анилин | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 1,0 | - |
| Таблица 2 | ||||||
| Тип подложки | Прочность при сдвиге, МПа | |||||
| Показатель для композиции | Прототип | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| СКИ-3 | 1,41 | 1,42 | 1,52 | 1,51 | 1,30 | 1,43 |
| СКЭПТ-40 | 0,83 | 1,03 | 1,42 | 1,35 | 1,49 | - |
| СКН-18 | 1,31 | 1,32 | 1,40 | 1,36 | 1,32 | - |
| Неопрен АС | 1,42 | 1,51 | 1,55 | 1,40 | 1,40 | - |
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, упростить рецептуру клеевой композиции и технологические параметры процесса склеивания.
Клеевая композиция, включающая хлорсодержащий каучук, органический растворитель, модификатор, включающий глицидный эфир метакриловой кислоты и анилин, отличающаяся тем, что в качестве хлорсодержащего каучука она содержит хлорсульфированный полиэтилен, в качестве органического растворителя - толуол при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| Хлорсульфированный полиэтилен | 20 |
| Толуол | 80 |
| Глицидный эфир метакриловой кислоты | 0,5-2,0 |
| Анилин | 0,5-2,0 |
