Клеевой подслой для крепления резин к металлу при вулканизации
Изобретение относится к получению клеевых подслоев (клеевых грунтов) на основе хлорсодержащих каучуков, применяемых для крепления резин на основе натурального, изопренового, бутадиенового, бутадиен-нитрильного, бутадиен-стирольного, хлоропренового и бутилкаучука к металлу в процессе вулканизации, и может быть использовано при изготовлении резинометаллических деталей для автомобильной промышленности. Клеевой подслой включает хлорированный натуральный каучук, наполнители, стабилизатор, растворитель, фенольную смолу, фенолформальдегидную смолу резольного типа, смачиватель, уротропин. В качестве растворителя композиция содержит смесь ксилола с метилизобутилкетоном. Технический результат изобретения состоит в повышении прочности крепления резин к металлам, коррозионностойкости, придании клею универсальности, удешевления продукта, исключении из состава хлорсодержащих токсичных растворителей. 3 табл.
Изобретение относится к получению клеевых подслоев (клеевых грунтов) на основе хлорсодержащих каучуков, применяемых для крепления резин на основе натурального, изопренового, бутадиенового, бутадиен-нитрильного, бутадиен-стирольного, хлоропренового и бутилкаучука к металлу в процессе вулканизации и может быть использовано при изготовлении резинометаллических изделий для автомобильной промышленности.
Известен клеевой подслой под хлоропреновые клеи, включающий хлорированный натуральный каучук, пластификатор, наполнитель, растворитель и дополнительно эпоксидную смолу, меламин и циануровую кислоту (а.с. №503893). Однако он предназначен как подслой только для хлоропреновых клеев и не обеспечивает достаточной прочности склеивания.
Известна клеевая композиция для соединения резины со стальной подложкой, включающая хлорированный натуральный каучук, бромированный дихлорполибутадиен, п-хинондиоксим, технический углерод и органические растворители; для повышения прочности содержит серу и фосфит свинца (а.с. №1799393). Эта композиция имеет достаточно высокую прочность, но содержит вредные соединения свинца.
Известен универсальный клеевой подслой Хемосил 211 производства фирмы "Хенкель", применяемый с различными клеями Хемосил для соединения в процессе вулканизации резиновых смесей с арматурой. Он обладает высокими техническими характеристиками, но является дорогостоящим.
Задачей изобретения является достижение высокой прочности крепления резин к металлам, придание клеевому подслою универсальности, коррозионостойкости, исключение из состава клеев хлорсодержащих токсичных растворителей, удешевление продукта.
Поставленная задача достигается тем, что клеевой подслой для крепления резиновых смесей к металлу при вулканизации включает хлорированный натуральный каучук, наполнители, стабилизатор, фенольную смолу, фенолформальдегидную смолу резольного типа, смачиватель, уротропин, растворитель - смесь ксилола с метилизобутилкетоном при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| хлорированный натуральный каучук | 7-15 |
| фенольная смола | 3-10 |
| фенолформальдегидная смола резольного типа | 0,01-0,1 |
| стабилизатор | 0,01-0,1 |
| наполнители | 5,5-14,5 |
| уротропин | 1-3 |
| смачиватель | 0,01-0,1 |
| смесь ксилола с метилизобутилкетоном | остальное |
В качестве растворителя используют смесь ксилола с метилизобутилкетоном.
В качестве фенольной смолы композиция содержит так называемые смолы фенольного типа, например смолу алкилфеноламинную 101М, СТ-2116, смолы октофор N, октофор 10S и др.
В качестве фенолформальдегидной смолы резольного типа композиция содержит смолы марок ФРВ-1А, СФ-342А, СФ-381, СФ-381Ф и др.
В качестве стабилизатора композиция содержит стабилизатор фенольного типа, например, агидол 1, агидол 20, или эпоксидную диановую смолу, например, марки ЭД-20 и др.
В качестве смачивателя композиция содержит различные традиционно используемые вещества, такие как некаль, триэтаноламин, алкилсульфат натрия, Texanop 283 и др. В качестве наполнителей композиция содержит различные наполнители, например технический углерод, диоксид титана, оксид магния и оксид цинка.
Клеевой подслой (грунт) получают совмещением двух предварительно приготовленных растворов: хлорированного натурального каучука в ксилоле и раствора смол в метилизобутилкетоне. После интенсивного перемешивания часть полученного раствора загружают в бисерную мельницу и перетирают с наполнителями и уротропином до получения однородной массы со степенью перетира не более 30 мкм. Добавляют оставшуюся часть раствора, смачиватель и выгружают.
Клеевой подслой (грунт) является универсальным клеевым подслоем для клеев марки Хемосил фирмы "Хенкель". В процессе вулканизации он осуществляет крепление резиновых смесей на основе натурального, изопренового, бутадиен-стирольного и бутилкаучука со стальной арматурой и является однослойным адгезивом для резин на основе бутадиен-нитрильных каучуков.
В таблице 1 приведены примеры композиций по изобретению.
Испытания клеевого подслоя проводят в лабораторных условиях на грибках следующим образом: на отдробеструенную, обезжиренную и высушенную в течение 20 мин металлическую поверхность кистью наносят один слой грунта и сушат при (23±5)°С в течение 30 мин. Затем наносят клей и сушат в том же режиме. Образцы вулканизуют при (143±1)°С в течение 20 мин. Прочность связи на равномерный отрыв определяют по ГОСТ 209-75, метод В.
Технические характеристики полученных композиций приведены в табл.2.
Прочность связи резины 5026 на основе бутадиен-нитрильного каучука с металлом при норме 24 кгс/см2 с использованием грунта составляет от 40 до 45 кгс/см2. Образцы вулканизуют при 175°С в течение 6 мин.
| Таблица 1 | ||||
| Наименование ингредиента | Рецептура в мас.% | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| Хлорированный натуральный каучук | 7,0 | 10,0 | 12,0 | 15,0 |
| Фенольная смола СТ-381 | 10,0 | 8,0 | 6,0 | 3,0 |
| Резольная смола СФ-381 | 0,1 | 0,01 | 0,01 | 0,1 |
| Стабилизатор-Эпоксидная смола ЭД-20 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,1 |
| уротропин | 3,0 | 1,0 | 2,0 | 1,0 |
| Наполнители: | ||||
| технический углерод | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 2,5 |
| Белая сажа | 2,5 | 4,0 | 6,0 | 8,0 |
| Оксид магния | 1,0 | 2,0 | 1,5 | 1,0 |
| Оксид цинка | 1,0 | 2,0 | 1,5 | 1,0 |
| Смачиватель - Texanop 283 | 0,01 | 0,01 | 0,1 | 0,1 |
| Ксилол нефтяной и метилизобутилкетон | остальное |
| Таблица 2 | ||||
| Результаты испытаний | ||||
| Наименование показателя | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| Вязкость (Брукфильд LVT, шпиндель №2, скорость 30 об/мин, температура 25°С) мПа.с(спз) | 40 | 70 | 86,5 | 100 |
| Вязкость по вискозиметру ВЗ-246 (диаметр сопла 4 мм) при 20°С, с | 14 | 17 | 18 | 20 |
| Прочность связи резины ИРП 1347-2 при равномерном отрыве кг/см2 в системе: - первый слой предлагаемого грунта - второй слой Хемосил 222 при норме не менее 40 кг/см2 | 55,0 | 62,7 | 63,8 | 65,6 |
| Характер разрыва | p. | p. | p. | p. |
Промышленные испытания клеевого подслоя проведены при производстве резинометаллических деталей для автомобильной промышленности. Для этого гомогенизированный путем интенсивного перемешивания клеевой подслой наносился на очищенную и высушенную поверхность металла промазыванием, погружением или напылением. На прочную и неклейкую пленку, образуемую после сушки в течение 30 минут при температуре (23±5)°С, наносился клей Хемосил 222, который сушился при том же режиме. Режим вулканизации деталей соответствовал режиму вулканизации используемой резиновой смеси.
Технических затруднений при нанесении грунта и клея, а также при вулканизации деталей не наблюдалось. Результаты промышленных испытаний приведены в таблице 3.
| Таблица 3 | |||
| Номер детали | Марка резиновой смеси | Разрушающая нагрузка сцепления резины с металлом, кгс, не менее | |
| Значение | Результаты испытаний | ||
| 2108-1001046-10 | 7-57-1008 | 350 | Более 800; более 800; более 800 |
| 2108-1001033-10 | 7-57-1008 | 400 | Более 800; более 800; более 800 |
| 2101-2904070 | 7-57-9003 | 50 | 120-114-124 |
| 2123-2202120 | 57-1016 | 525 | 640-654-704; 650-696-616 |
| 2123-1801010 | 7-57-1008 | 600 | 1300-1400-1200 |
| 2112-1001310 | 57-1023 | 204 | 600-680-730 |
| 2217-2904152 | 57-2012 | 1200 | 1200-1250-1400 |
| 2121-1001020 | 57-1003 | 650 | 1100-1050-1050 |
| 2101-2202120 | 57-1016 | 420 | 428-533-514; 628-500-608 |
| 2121-1001045-01 | 57-1008 | 400 | Более 800; более 800; более 800 |
| 2101-2202120 после 5 суток | 57-1016 | 420 | 606-540-570 |
| хранения | 540-468-610 | ||
| покрытой арматуры | 570-558-560 | ||
| 2108-2902822 | 7-57-3060 | Не должно быть разрывов | Соответствует |
Как видно из данных таблицы 3, применение клеевого подслоя (грунта) придает высокую прочность креплению резин на основе различных каучуков к металлу.
Клеевой подслой для крепления резиновых смесей к металлу при вулканизации, включающий хлорированный натуральный каучук, наполнители, стабилизатор, фенольную смолу, фенолформальдегидную смолу резольного типа, смачиватель, уротропин, растворитель - смесь ксилола с метилизобутилкетоном при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Хлорированный натуральный каучук | 7-15 |
| Фенольная смола | 3-10 |
| Фенолформальдегидная смола резольного типа | 0,01-0,1 |
| Стабилизатор | 0,01-0,1 |
| Наполнители | 5,5-14,5 |
| Уротропин | 1-3 |
| Смачиватель | 0,01-0,1 |
| Смесь ксилола с метилизобутилкетоном | Остальное |
