Способ крепления резин на основе акрилатных каучуков к металлическим поверхностям

Изобретение относится к разработке способа крепления акрилатной резины к металлу во время вулканизации и может быть использовано в производстве резинотехнических изделий (манжет) для автомобильной промышленности, работающих в условиях воздействия воздуха и рабочей среды при повышенных температурах (коробка передач). Проводят последовательную обработку арматуры на первой стадии адгезивным составом. Состав содержит, вес.%: 3-аминопропилтриэтоксисилан 2-5, этиловый спирт 15-25, деионизированную воду - до 100. На второй стадии обрабатывают 0,2-0,4% водным раствором резорциноформальдегидной смолы СФ-282. Проводят сушку при 100-150°С. При этом расход состава на первой и второй стадиях обработки арматуры составляет 60-80 мл/м² соответственно. Способ обеспечивает высокую прочность крепления резины на основе акрилатного каучука к металлической поверхности арматуры. 2 табл.

 

Изобретение относится к разработке адгезивного состава для крепления резины к металлу во время вулканизации и может быть использовано в производстве резинотехнических изделий для автомобильной промышленности.

Известно использование карбофункциональных кремнийорганических производных, в частности 3-аминопропилтриэтоксисилана, для приготовления клеев и обработки поверхностей (Моцарев Г.В., Соболевский М.В., Розенберг В.Р. Карбофункциональные органосиланы и органосилоксаны. Москва: Химия. 1990, c.124; Новицкая С.П., Нудельман З.Н., Донцов А.А. Фторэластомеры. Москва: Химия. 1988, с.180). Такие клеи могут содержать смолы (резольные, фенольные), 3-аминопропилтриэтоксисилан (АГМ-9), растворитель (метилэтилкетон). Содержание воды в органическом растворителе - метилэтилкетоне (ТУ 6-09-782-76) лимитируется нормативным документом и не превышает 0,8 вес.%. Органический растворитель в таких клеях является основным, вода - второстепенным. При разбавлении метилэтилкетона водой в таком клее существенно падает адгезивная прочность резины к металлу.

Известны водные клеи фирмы Henkel XW 7484 и XW7856, представляющие собой водные дисперсии, коалесцирующие на поверхности разогретого металла в монолитную пленку (Морозов Ю.В., Резниченко С.В. Последние достижения в области химии и технологии эластомеров. - Международная конференция по каучуку и резине IRC 98. Каучук и резина, 1, 1999, с.46). Такие адгезивы сравнимы с системами, содержащими растворитель, хотя и несколько уступают им по прочности крепления резины к металлу. Однако для крепления резин на основе каких эластомеров и какой их состав - данных нет (Байерсдорф Д. Крепление резин к металлу с помощью связующих систем "Хенкель". Каучук и резина, 6, 1996, с.3...7).

Известны клеи и адгезивы для крепления изделий из резины на основе акрилатных каучуков к металлическим поверхностям во время вулканизации: Хемосилы, которые представляют собой набор различных растворимых полимеров, диспергированных твердых веществ.

В состав водоэмульсионного клея ВА-1 входит фенольная водорастворимая смола, полимеры (полибутадиен) и диспергированные твердые вещества. Конкретный состав не приводится.

Наиболее близким к заявляемому способу является адгезивный состав (Гольфарб В.И., Ляпаева Н.А., Горбань В.И., Пичхидзе С.Я. Патент №2180675. Адгезивный состав, прототип), представляющий собой водный адгезив для фтористых резин, пригодный для крепления акрилатных резин к металлической поверхности арматуры манжеты. Основным недостатком адгезива является необходимость при его использовании соблюдать гомогенность состава, который представляет собой набор различных растворимых полимеров и диспергированных твердых веществ.

Техническим результатом изобретения является достижение высокой прочности крепления акрилатных резин к металлической поверхности арматуры манжет путем раздельного нанесения двухкомпонентного водорастворимого адгезивного состава при низком содержании сухого остатка.

Указанный технический результат достигается путем синтеза адгезива непосредственно на поверхности арматуры в присутствии АГМ-9 и раствора водорастворимой резорциноформальдегидной смолы СФ-282.

Предлагаемый способ крепления акрилатных резин 2801 (основа каучук Акрон AR-740) и 2802 (основа каучук Акрон XF-5140) к металлическим поверхностям арматуры включает предварительную обработку арматуры водноспиртовым составом на основе АГМ-9 и последующую - водным раствором резорциноформальдегидной смолы СФ-282. Температура сушки арматуры 100-150°С при расходе адгезива 60-80 мл/м² на каждой стадии обработки арматуры соответственно.

Пример

В сосуд помещают 20 г этилового спирта, 3,5 г АГМ-9 (ТУ 6-02-724-77) и 76,5 г деионизированной воды (образец №3, табл.1). Получают прозрачный раствор №1. Для использования по назначению раствор наносят на металлическую поверхность арматуры кисточкой, окунанием или распылением в один - три слоя. Далее наносят 0,3%-ный водный раствор СФ-282 (смола резорциноформальдегидная жидкая марки СФ-282, ТУ 6-07-402-90, КНПО "Карболит") - раствор №2. Температура сушки арматуры 100-150°С при расходе адгезива 60-80 мл/м² на каждой стадии обработки арматуры соответственно.

Прочность связи резины со стандартными металлическими образцами оценивалась согласно ТУ 38.105-823-88 "Детали резиновые для автомобилей ГАЗа, КамАЗа и других заводов". Норма по ТУ для резинометаллических изделий - не менее 25 кгс/см² для манжет (сальников).

Образцы адгезивных составов приведены в табл.1, прочностные характеристики - в табл.2. Для испытаний использованы акрилатные резиновые смеси следующего состава:

1) резиновая смесь 2801 (на 100 массовых частей каучука):

каучук Акрон AR-740 - 100, сульфонат-порошок - 3, диметилдитиокарбамат цинка - 2, ацетонанил Р - 2, стеариновая кислота - 2, сажа белая БС-100 - 10, микротальк - 20, графит - 20, углерод технический Т-900 - 45;

2) резиновая смесь 2802 (на 100 массовых частей каучука):

каучук Акрон XF-5140 - 100, сульфонат-порошок - 3, АГМ-9 - 2, стеариновая кислота - 2, сажа белая БС-100 - 30, микротальк - 20, графит - 2, углерод технический Т-900 - 45, волластонит - 20, карбамат гексаметилендиамина - 1, ди-орто-толилгуанидин - 2.

Таблица 1 Образцы испытанных адгезивных составов (вес.%)
Компоненты	Образец
1	2	3	4	5
Раствор №1
3-аминопропилтриэтоксисилан	1	7	3,5	2	5
Этиловый спирт	10	40	20	25	15
Деионизированная вода	89	53	76,5	73	80
Раствор №2
Смола резорциноформальдегидная СФ-282	0,1	0,5	0,3	0,2	0,4
Деионизированная вода	99,9	99,5	99,7	99,8	99,6
Таблица 2
Физико-механические испытания адгезивных составов (среднее из 5 образцов)
Образец	Адгезивная прочность, кгс/см2, резиновая смесь
2801	2802
1	23,4	22,4
2	24,5	24,7
3	31,1	30,0
4	28,0	27,1
5	29,6	28,5
прототип	19,5	18,8

Опробование клея (адгезива) для крепления резины к металлической поверхности арматуры проводилось на грибках и непосредственно на детали 2101-2402052-03 - сальник редуктора заднего моста с достижением удовлетворительных результатов экспериментов.

Способ обработки металлической поверхности арматуры для крепления к ней резины на основе акрилатного каучука, включающий последовательную обработку арматуры на первой стадии адгезивным составом, вес.%:

3-Аминопропилтриэтоксисилан	2-5
Этиловый спирт	15-25
Деионизированная вода	До 100

а затем на второй стадии - 0,2-0,4%-ным водным раствором резорциноформальдегидной смолы СФ-282 и сушкой при 100-150°С, при этом расход состава на первой и второй стадиях обработки арматуры составляет 60-80 мл/м², соответственно.