Клеевая композиция
Владельцы патента RU 2401290:
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 при склеивании вулканизованной резины с металлом. Клеевая композиция включает хлорсодержащий каучук, органический растворитель. В качестве хлорсодержащего каучука композиция содержит хлорсульфированный полиэтилен, в качестве органического растворителя - толуол. Композиция дополнительно содержит модификатор трихлорэтилфосфат или трихлорпропилфосфат. Соотношение компонентов композиции следующее, мас.ч.: хлорсульфированный полиэтилен - 20, толуол - 80, указанный модификатор - 0,5-1,0. Изобретение позволяет упростить рецептуру клеевой композиции и повысить прочность при склеивании вулканизованной резины с металлом. 2 табл.
Изобретение относится к клеевым композициям на основе хлорсодержащего каучука и может быть использовано в резиновой промышленности при склеивании вулканизованной резины с металлом.
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.
Известен клей 88СА (ТУ 381051760-89), в состав которого входит (мас.ч.): полихлоропреновый каучук наирит ДП - 90,0, бутилфенолформальдегидная смола 101К - 90,0, оксид цинка - 5,0, оксид магния - 11,0, вода - 3,0, органический растворитель - 800,0. В качестве органического растворителя используют смесь нефраса и этилацетата в процентном соотношении 50:50.
Однако данная клеевая композиция имеет сложную рецептуру и технологию получения.
Известен клей 88НП (ТУ 38.105.540-85), в состав которого входит (мас.ч.): полихлоропреновый каучук неопрен АС, бутилфенолформальдегидная смола 101К, оксид цинка, оксид магния, вода и органический растворитель, представляющий собой смесь этилацетата и нефраса.
Однако данная клеевая композиция имеет сложную рецептуру и технологию получения.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является клей 88НТ (ТУ2252-033-45539771-2000), в состав которого входит (мас.ч.): полихлоропреновый каучук наирит НТ, бутилфенолформальдегидная смола 101К, оксид цинка, оксид магния, тиурам и органический растворитель, представляющий собой смесь этиацетата и нефраса.
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 с металлом и огнестойкостью.
Техническим результатом является упрощение рецептуры клеевой композиции, повышение прочности при склеивании вулканизованной резины с металлом.
Поставленный технический результат достигается тем, что клеевая композиция, включающая хлорсодержащий каучук, органический растворитель, причем она содержит и качестве хлорсодержащего каучука хлорсульфированный полиэтилен, в качестве органического растворителя - толуол и дополнительно содержит модификатор трихлорэтилфосфат или трихлорпропилфосфат, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: хлорсульфированный полиэтилен - 20, толуол - 80, указанный модификатор - 0,5-1,0.
Хлорсульфированный полиэтилен является основным пленкообразующим в лакокрасочных антикоррозионных покрытиях (ТУ 6-55-9-90).
Толуол является органическим растворителем (ГОСТ 14710-78).
Трихлорэтилфосфат (ТУ 2493-319-05763441-2000) применяется в качестве пластификатора в производстве нитролинолеума, в качестве антипирена в композициях на основе ацетилцеллюлозы, пенополиуретанов.
Трихлорпропилфосфат (ТУ 2493-320-05763441-2000) применяется в качестве антипирена (огнегасящей добавки) в производстве кабельных пластификаторов, искусственных кож, лакокрасочных материалов, линолеума, липкой ленты, кинофотопленок, пенополиуретанов.
При использовании в качестве модификатора трихлорэтилфосфата и трихлорпропилфосфата значительно повышаются адгезионные свойства клеевой композиции и огнестойкость клеевой пленки. В результате взаимодействия указанного модификатора с атомами хлора в макромолекулах хлорсульфированного полиэтилена происходит увеличение концентрации полярных групп, 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 перемешивают 4,5 часа. Затем в полученный раствор загружается указанный модификатор. 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 указанного модификатора и перемешивают содержимое 5-10 минут до получения однородной массы.
Получают клеевые композиции 1-2, составы которых приведены в таблице 1. Клей представляет собой прозрачную жидкость бежевого цвета. Клей технологичен, хорошо наносится на поверхность резины. Были исследованы различные содержания указанного модификатора (табл.2).
Заявленные пределы указанного модификатора 0,5-1,0 обусловлены тем, что при увеличении или уменьшении указанных дозировок адгезионная прочность при склеивании снижается.
Установлено, что наиболее оптимальным содержанием указанного модификатора является 0,5, при введении которого 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) приведены в табл.2. Для проведения сравнительных испытаний было приготовлено 2 варианта композиций (по способу, описанному в примере) и композиция по прототипу, представленные в таблице 1.
Предлагаемые композиции исследовались на адгезионную прочность при равномерном отрыве, достигаемую при выдерживании под грузом 2 кг, при комнатной температуре (20°C) в течение 24 часов. Огнестойкость клеевой композиции определяли по методу определения стойкости к горению (ГОСТ 28157-89), путем ее предварительной отливки на ровную стеклянную поверхность и последующей сушки при комнатной температуре в течение суток до постоянного веса.
Данные представлены в таблице 2, из которой видно, что наилучшие результаты получены при использовании состава композиции 1.
Предлагаемая клеевая композиция обеспечивает увеличение прочностных свойств клеевых соединений по сравнению с прототипом. Так, например, прочность клеевого шва при отрыве при склеивании вулканизованной резины на основе СКЭПТ-40 по прототипу составляет 0,70 МПа, а с использованием предлагаемой композиции 0, 77 МПа.
Прочность при равномерном отрыве от Ст3 определяли в соответствии с ГОСТ 209-75 на адгезиметре ПСО-2,5 МГ 4 (ТУ 4271-005-12585810-01). Технология склеивания образцов следующая. Двукратное нанесение приготовленного клея на подготовленную поверхность, сушка клеевой пленки при комнатной температуре (20°C) в течение 5 минут, после чего производилось плотное прижатие склеиваемых поверхностей.
Таким образом, как видно из табл.2, при использовании в предлагаемой клеевой композиции указанного модификатора 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.
| Таблица 1 | |||
| Компонент | Содержание компонентов в композиции, мас.ч. | ||
| 1 | 2 | прототип | |
| Полихлоропреновый каучук наирит НТ | - | - | 90 |
| Хлорсульфированный полиэтилен | 20 | 20 | - |
| Бутилфенолформальдегидная смола 101К | - | - | 90 |
| Оксид цинка | - | - | 5 |
| Оксид магния | - | - | 12 |
| Органический растворитель (смесь этилацетата и нефраса в процентном соотношении 50:50) | 800 | ||
| Толуол | 80 | 80 | - |
| Трихлорпропилфосфат | 0,5 | - | - |
| Трихлорэтилфосфат | - | 1,0 | - |
Нами установлено, что причиной повышения адгезионных показателей клея является не только увеличение концентрации полярных групп при введении в состав указанного модификатора, но и образование дополнительных химических связей при взаимодействии фосфорсодержащего модификатора с атомами хлора в макромолекулах хлорсульфированного полиэтилена. Что приводит к упрочнению клеевой пленки.
| Таблица 2 | |||
| Тип подложки | Прочность при равномерном отрыве, МПа | ||
| Показатель для композиции | Прототип | ||
| 1 | 2 | ||
| СКИ-3+Ст.3 | 0,68 | 0,62 | 0,59 |
| СКЭПТ-40+Ст.3 | 0,77 | 0,74 | 0,70 |
| СКН-18+Ст.3 | 0,70 | 0,63 | 0,58 |
| Огнестойкость клеевой композиции | |||
| - | с/затухает | с/затухает | горит |
Технико-экономический эффект, полученный от применения клеевой композиции, заключается в том, что ее применение позволяет повысить качество крепления изделий из вулканизованной резины на основе различных каучуков с металлом, повысить огнестойкость клеевой композиции.
Клеевая композиция, включающая хлорсодержащий каучук, органический растворитель, отличающаяся тем, что она содержит в качестве хлорсодержащего каучука хлорсульфированный полиэтилен, в качестве органического растворителя толуол и дополнительно содержит модификатор трихлорэтилфосфат или трихлорпропилфосфат при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| Хлорсульфированный полиэтилен | 20 |
| Толуол | 80 |
| Указанный модификатор | 0,5-1,0 |
