Клеевая композиция

 

Изобретение относится к получению клеевых композиций на основе хлоропреновых каучуков, используемых в радиотехнической промышленности, при склеивании изделий из ферритов. Изобретение позволяет повысить прочность склеивания ферритовых изделий /на отрыв/ до 8,3 кг/см² через 72 ч и сократить время отвержения за счет использования сополимера стирола и гиперилена с содержанием связанного стирола 91 - 93 мол.% и дополнительного содержания канифоли сосновой, канифоли, этерифицированной глицерином на 40 мас.%, дифенилгуанилина 2,2-дибензтиазолдисульфида, оксида цинка и оскида магния. Клеевая композиция содержит мас.ч.: полихлоропреновый каучук 100; бутилфенолформальдегидная смола 90 - 110, сополимерстирола и пиперилена 1 - 6; канифоль, этерифицированная глицерином на 40 мас.%, 1 - 3; канифоль сосновая 1 - 3; дифенилгуанидин 0,5 - 1,5; 2,2-дибензтиазолдисульфид 1,5 - 2,5; оксид цинка 4 - 6; оксид магния 10 - 14; органический растворитель 300 - 700. 2 табл.

Изобретение относится к клеевым композициям на основе полихлоропреновых каучуков и может быть использовано в радиотехнической промышленности, в частности, при склеивании изделий из ферритов.

Известна клеевая композиция на основе полихлоропренового каучука для склеивания металлов и резин (клей Диабонд - 1600, см. проспект Японской фирмы Sanyo Electric Co., Std "Item N - FA-29, Chloroprene Rubber "Diabond 1600".

Однако указанная клеевая композиция (хотя и находит применение в радиотехнической промышленности при склеивании ферритовых сердечников трансформаторов) не обеспечивает достаточно высокой прочности при склеивании изделий из ферритов (достигаемая прочность на отрыв при склеивании ферритов не превышает 7,1 кг/см²). Кроме того данная клеевая композиция является сравнительно вязкой (80-180 Пз при 20^оС), что ухудшает условия равномерного нанесения ее на склеиваемые поверхности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигнутому результату является клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук бутилфенолформальдегидную смолу, сополимер стирола и пиперилена с содержанием связанного стирола 60-80 мол.% и органический растворитель (Авторское свидетельство СССР N 1399318, кл. С 09 J 3/12). В качестве растворителя используют смесь этилацетата и бензина. Однако данный клей, хотя и проявляет несколько более высокую прочность при склеивании изделий из ферритов (достигаемая прочность на отрыв 7,0 кг/см²), но и она недостаточно велика.

Кроме того, при склеивании изделий из ферритов данной клеевой композицией отверждение клеевого шва происходит недостаточно быстро (в течение 72 ч), что усложняет технологию склеивания при использовании этого клея.

Целью изобретения является повышение прочности при склеивании ферритовых изделий и уменьшение времени отверждения.

Поставленная цель достигается тем, что клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук, бутилфенолформальдегидную смолу, сополимер стирола и пиперилена, органический растворитель в качестве сополимера стирола и пиперилена она содержит сополимер стирола и пиперилена с содержанием связанного стирола 91-93 моль.%, канифоль, этерифицированную глицерином на 40%, а также канифоль сосновую, дифенилгуанидин, 2,2'-дибензтиазолилдисульфид, оксиды цинка и магния, со следующим соотношением компонентов, мас.ч. Полихлоропреновый каучук 100 Бутилфенолформальде- гидная смола 90-110 Сополимер стирола и пи- перилена с содержание свя- занного стирола91-93 моль. % 1-6 Канифоль этерифицированная глицерином на 40% 1-3 Канифоль сосновая 1-3 Дефенилгуанидин 0,5-1,5 2,2'-Дибензтиазолилдисульфид 1,5-2,5 Оксид цинка 4-6 Оксид магния 10-14 Органический растворитель 300-700 Полихлоропреновый каучук наирит (ДП) - (ТУ-6-01-1319-85), или наирит НТ-Н-(ТУ-601781-73) или неопрен (импорт) является основным пленкообразующим в клеях-растворах.

п-трет-Бутилфенолформальдегидная смола 101 К, 101 ЛК (ТУ-6-10-1261-8) или смола сеталит 100).

Сополимер стирола и пиперилена общей формулы (С₅Н₃)_n (С₈Н₈)_м c содержанием связанного стирола 91-93 мол.% получается сополимеризацией пиперилена и стирола на бутиллитиевом катализаторе и представляет собой белую аморфную массу, хорошо растворимую в этилацетате и др. органических растворителях. Сополимер является дешевым веществом, так как пиперилен побочный продукт в производстве изопрена из изопентана. Синтез образцов сополимера стирола и пиперилена с содержанием связанного стирола 91-93 мол.% проводили по способу описанному в Положительном решении по заявке N 4333812/23-05 "Способ получения сополимера стирола с пипериленом" (Публикации в открытой печати не подлежит).

П р и м е р. Сополимер стирола с пипериленом, содержащий 92 мол.% стирола, получают полимеризацией смеси стирола и пиперилена (с содержанием 92 мол. % стирола) в углеводородном растворителе. В предварительно продутый инертным газом стеклянный реактор, вводят при температуре реактора 11^оС и перемешивании 500 мл толуола, 102,2 г смеси мономеров стирола и пиперилена, что составляет 50% от общего количества смеси 205,9 г, приготовленной смешением 195 г стирола и 10,9 г пиперилена (с содержанием стирола в смеси 92 мол. % ). В реактор вводят 7,7 ммолей ТГФ и 7,76 ммоля бутиллития (молярное отношение ТГФ и бутиллития 1:1), смесь выдерживают 10 мин и затем вводят оставшиеся количества 103 г (50%) смеси стирола и пиперилена. Реакционную смесь выдерживают в течение 30 мин, а затем температуру рубашки реактора доводят до 30^оС и проводят дополимеризацию в течение 2 ч. Полимеризацию обрывают введением этанола. После удаления растворителя получают 205,9 г сополимера стирола с пипериленом (100% выход) с содержанием 92 мол.% стирола (подтверждено данными ГЖХ и спектрами ЯМР). Характеристическая вязкость сополимера [η] = 0,81.

Аналогичным образом проводили синтез остальных образцов сополимера стирола и пиперилена с использованием соответствующих количеств мономеров.

Сополимеры стирола и пиперилена с содержанием связанного стирола 91-93 моль.% ранее в клеевых композициях не применялись.

Канифоль, этерифицированная глицерином на 40% (ТУ 81-05-25-87) - ранее также не использовалась в клеевых композициях (использовалась в кабельной промышленности в качестве электроизоляционного материала).

Канифоль сосновая (ГОСТ 19113-73) и вулканизирующая группа: окись цинка (белила цинковые), окись магния (жженная магнезия ГОСТ 844-79), дифенилгуанидин (ТУ - ГОСТ 40-67), 2,2'-дибензтиазолдисульфид (альтакс) (ГОСТ 70-85-75) 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 или этилацетата-бензина, (бензина-растворитель БР-1 ГОСТ 443-76) в соотношении этилацетат 150-350 мас.ч. и нефрас (или бензин) 150-350.

Клеевую композицию приготавливают следующим образом. Вначале приготавливают резиновую смесь (смесь наирита, альтакса, дифенилгуанидина, оксида магния) в резиносмесителе в течение 10 мин, при этом температура смесителя не должна превышать 50^оС. Смесь подвергают вальцеванию в течение 5-6 мин. Затем разогретая резиновая смесь с частью растворителя (около 0,1 ч от общего количества растворителя) загружается в клеемешалку. Остальное количество растворителя вместе с другими ингридиентами клеевой композиции бутилфенолформальдегидной смолой, окисью цинка, канифолью, канифолью этерифицированной глицерином, сополимером стирола и пиперилена загружаются порциями в клеемешалку по мере набухания резиновой смеси. Общее время клеесмешения составляет 4,5-5 ч, при этом введении канифоли, этерифицированной глицерином, и сополимера стирола и пиперилена может быть осуществлено после приготовления клеевой композиции на основе остальных компонентов.

Пример приготовления клеевой композиции. Вначале в клеемешалку загружают 0,2 л органического растворителя (этилацетат-бензин в массовом соотношении 1: 1) и загружают 1,38 кг резиновой смеси (приготовленной 100 мол.ч. 1,2 кг наирита ДП, 24 г альтакса, 1 мас.ч. дифенилгуанидина и 12 мас.ч. окиси магния) и перемешивают в течение 1,5 ч; вводят 0,3 л растворителя и загружают 1,25 кг смолы 101 К, 24 г сополимера с содержанием 92 мол.% стирола, 24 г канифоли сосновой, 24 г канифоли, этерифицированной глицерином на 40% , и перемешивают в течение 0,7 ч; добавляют 0,5 л растворителя, перемешивают 0,16 ч и загружают 60 г оксида цинка в виде суспензии с растворителем (0,2 л), перемешивают в течение 0,3 ч, добавляют 2 л растворителя, перемешивают 0,3 ч, еще 3 л (перемешивают 0,3 ч) и еще 1,7 л и перемешивают в течение 1 ч.

Вязкость приготовленной клеевой композиции (определена по Брукфельду) составляет 20 П.

Получают клеевую композицию 1 (см. табл.1). Остальные (1-15) композиции получали аналогичным образом с использованием соответствующих количеств ингредиентов.

Испытание клеевых композиций проводили на ферритовых сердечниках трансформаторов. Технология склеивания ферритовых сердечников трансформаторов следующая. Одноразовое нанесение приготовленного клея на подготовленную поверхность (торцы) ферритового сердечника, сушка клеевой пленки при комнатной температуре (20^оС) в течение 10 мин, после чего производилось плотное прижатие склеиваемых поверхностей.

Прочность на разрыв клеевых соединений определяли с использованием. ГОСТ 14759-69.

Для проведения сравнительных испытаний было приготовлено 15 вариантов композиций (по способу, описанному в примере 1) и композиция по прототипу, представленным в табл. 1. Предлагаемые композиции использовались на адгезионную прочность, достигаемую при выдерживании при комнатной температуре (20^оС) в течение 12, 24, 48 и 72 ч.

Сравнительные испытания прочностных свойств клеевых составов по всем вариантам и прототипу, а также аналогу (с использованием клея Диабонд 1600) приведены в табл.2.

Как видно из данных табл.2 предлагаемая клеевая композиция обеспечивает увеличение прочностных свойств клеевых соединений по сравнению с прототипом и уменьшение времени отверждения клеевого шва. Так прочность клеевого шва на отрыв по прототипу через 24, 48, 72 ч составляет соответственно 6,0; 6,5 и 7,0 кг/см², а с использованием предлагаемой композиции через 24, 48 и 72 ч составляет соответственно 7,1, 8,2 и 8,3 кг/см².

Таким образом как видно из табл.2 при совместном использовании в предлагаемой клеевой композиции сополимера стирола и пиперилена с содержанием связанного стирола 91-93 мол.% и канифоли, этерифицированной глицерином на 40% , в указанных соотношениях (при соблюдении указанных соотношений других компонентов) позволяет повысить прочность и уменьшить время отверждения клеевого шва при склеивании изделий из ферритов, что обусловлено участием как сополимера так и частично этерифицированной глицерином канифоли в интенсивном комплексообразовании с ионами металлов на поверхности феррита.

Технико-экономический эффект, полученный от применения клеевой композиции, заключается в том, что ее применение позволяет значительно повысить качество крепления изделий из ферритов, улучшить технологические параметры процесса склеивания. Кроме того, ее применение позволяет использовать побочный продукт (отход) нефтехимического производства (пиперилен).

Формула изобретения

КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ, включающая полихлоропреновый каучук, бутилфенолформальдегидную смолу, сополимер стирола и пиперилена и органический растворитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности склеивания ферритовых изделий и сокращения времени отверждения, она содержит в качестве сополимера стирола и пиперилена сополимер стирола и пиперилена с содержанием связанного стирола 91 - 93 мол.% и дополнительно канифоль сосновую, канифоль, этерифицированную глицерином на 40 мас.%, дифенилгуанидин, 2,2'-дибензтиазолилдисульфид, оксид цинка и оксид магния при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Полихлоропреновый каучук - 100 Бутилфенолформальдегидная смола - 90 - 110 Сополимер стирола и пиперилена с содержанием связанного стирола 91 - 93 мол.% - 1 - 6 Канифоль, этерифицированная глицерином на 40 мас.% - 1 - 3 Канифоль сосновая - 1 - 3 Дифенилгуанидин - 0,5 - 1,5
2,2'-Дибензтиазолилдисульфид - 1,5 - 2,5
Оксид цинка - 4 - 6
Оксид магния - 10 - 14
Органический растворитель - 300 - 700

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3