Способ склеивания резины с металлом
Владельцы патента RU 2597379:
федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр "Прогресс" (ФГУП "ФНПЦ "Прогресс") (RU)
Изобретение относится к способу склеивания химически модифицированной резины с металлом методом холодного отверждения клеевой композиции на основе полимеров и может быть использовано в резинотехнической промышленности, в частности для изготовления водостойких резинометаллических изделий. Способ заключается в обезжиривании и химической модификации поверхности резины перед склеиванием. Резину обезжиривают смесью этилацетата и нефраса. Химическую модификацию резины проводят в ее набухшем состоянии дихлорамином, растворенным в смеси полярного и неполярного органических растворителей. Обеспечивается существенное повышение прочности связи металл-резина на основе неполярных каучуков в склеенных водостойких резинометаллических изделиях, работающих при высоком давлении. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к способу склеивания химически модифицированной резины с металлом методом холодного отверждения и может быть использовано в резинотехнической промышленности, в частности для изготовления водостойких резинометаллических изделий.
Известен способ склеивания резин с металлом методом холодного отверждения (Применение резиновых технических изделий в народном хозяйстве. Справочное пособие под. ред. Д.Л. Федюкина. - М.: Химия, 1986, с. 223-224), заключающийся в предварительной химической модификации поверхности резины серной кислотой, солями брома и гипохлоритом натрия перед склеиванием.
Недостатком известного способа является то, что для химической модификации резин используются токсичные и агрессивные химические вещества, что требует создания сооружений для защиты работающих и нейтрализации выбросов в окружающую среду, а также сложность технологической схемы склеивания.
Наиболее близким по совокупности технических признаков и достигаемому техническому результату является установка для химической модификации резиновых материалов и способ нанесения модифицирующего состава (патент №2137604 RU, МПК C08J 7/12, опубл. 20.09.1999) на резиновый материал перед склеиванием, включающий предварительную подготовку поверхности материала (сушку и обезжиривание), нанесение модифицирующего состава, представляющего собой раствор дихлорамина в ацетоне с дистиллированной водой, заключающийся в том, что модифицирующий состав подают на обрабатываемый материал микрокапельным путем в течение 30 с при температуре 15-25°С и относительной влажности воздуха не более 65%, при этом расход модификатора должен составлять 0,10-0,15 кг на 1 м2, а в качестве материала, создающего микрокапельный эффект, используют войлок или фетр.
Недостатком известного способа является то, что дихлорамин, растворенный в ацетоне с дистиллированной водой, и микрокапельное нанесение раствора на резиновую поверхность не позволяют провести химическую модификацию резин, достаточную для обеспечения высокой прочности связи после склеивания резины с металлом.
Техническим результатом заявляемого способа является повышение прочности связи металл-резина в склеенных водостойких резинометаллических изделиях, работающих при высоком давлении.
Технический результат достигается тем, что в способе для химической модификации резины применяют раствор дихлорамина в смеси полярного и неполярного органических растворителей, при этом полученная смесь наносится на поверхность резины многократно до образования требуемой химической модификации резиновой поверхности.
Сущность изобретения заключается в том, что в отличие от водных растворов, полярный и неполярный органические растворители вызывают набухание резин за счет диффузии в поверхностный слой резины, то есть растворенный дихлорамин проникает вглубь резины, при этом за счет многократного нанесения слоев дихлорамина на поверхности резины образуется большое количество функциональных групп, обеспечивающих высокую прочность связи между металлом и резиной при склеивании.
Заявляемый способ склеивания резины с металлом методом холодного отверждения реализуется следующим образом.
Сначала поверхность резиновой заготовки на основе, например, бутадиен-стирольного каучука обезжиривают смесью этилацетата и нефраса и сушат в течение (15±5) мин. Затем на обезжиренную, не обязательно шерохованную, просушенную резиновую заготовку наносят любым известным способом раствор дихлорамина в смеси полярного и неполярного органических растворителей, например этилацетата и нефраса, сушат его при температуре (18-35)°С и относительной влажности не более 70% в течение (3±1) мин. Эту операцию повторяют еще 3 раза, после чего наносят еще один слой раствора дихлорамина и сушат в течение (15±5) мин. Многократное, например пятикратное, нанесение слоя дихлорамина позволяет полностью химически модифицировать поверхность резины. Кратность обработки поверхности резиновой заготовки зависит от свойств резины набухать в растворителях.
На обработанную описанными выше способами поверхность резины наносят клей «холодного» отверждения, например клей марки 51-К-10В или марки ЦМК-3, и склеивают резину с металлом известными способами.
В заявляемом способе применение смеси полярного (этилацетата) и неполярного (нефраса) органических растворителей при химической модификации поверхности резины дихлорамином и пятикратное ее нанесение позволяют осуществить склеивание резины с металлом с высоким уровнем прочности связи.
Для сравнения прочности связи резины с металлом в водостойких резинометаллических изделиях с химической модификацией известным способом дихлорамином, растворенным в смеси ацетона и дистиллированной воде с обработкой поверхности металла дробью и шероховкой резины, и заявляемым способом с обработкой поверхности металла дробью, шероховки резины и химической модификации дихлорамином, растворенном в смеси полярного и неполярного органических растворителей, с нанесением пяти слоев дихлорамина, были проведены испытания образцов по существующим методикам.
Результаты испытаний прочности связи резины с металлом при отслаивании по ГОСТ 411-77 представлены в таблице.
Результаты испытания резинометаллических образцов на прочность связи резины, например с нержавеющей сталью 07Х16Н4Б, показывают, что применение химической модификации поверхности резины дихлорамином в смеси полярного и неполярного растворителей и заявляемая технология нанесения дихлорамина на поверхность резины позволяют повысить адгезионную прочность резины с металлом в несколько раз.
Новизна предлагаемого изобретения - химическую модификацию резины перед операцией склеивания проводят в ее набухшем состоянии, обусловленном совместным действием смеси полярного и неполярного растворителей, нанесенным на нее как на стадии обезжиривания, так и при активации поверхности раствором дихлорамина, растворенным в смеси полярного и неполярного растворителей, причем кратность нанесения раствора дихлорамина на поверхность резины определяется свойствами резины к активации поверхности.
Совокупность существенных признаков по предлагаемому изобретению позволяет получить резинометаллическое изделие с высокой прочностью связи, превышающей существующий уровень.
Заявляемый способ обеспечивает достижение заявленного технического результата: увеличение прочности связи металл-резина, упрощение технологии склеивания, избежание химического загрязнения сточных вод.
Предприятие имеет положительный опыт использования заявленного способа склеивания резины и металла в производстве водостойких резинометаллических изделий, работающих при высоком давлении.
1. Способ склеивания резины с металлом методом холодного отверждения клеевой композиции на основе полимеров, заключающийся в обезжиривании и химической модификации поверхности резины перед операцией склеивания, отличающийся тем, что резину обезжиривают смесью этилацетата и нефраса, а химическую модификацию резины проводят в ее набухшем состоянии дихлорамином, растворенным в смеси полярного и неполярного органических растворителей.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что раствор дихлорамина на поверхность обезжиренной резины наносят многократно до образования требуемой химической модификации поверхности резины.
