Клеевая композиция
Владельцы патента RU 2532520:
Открытое акционерное общество "Казанский химический научно-исследовательский институт" (RU)
Изобретение относится к клеевой композиции на основе хлорсодержащих полимеров для проклеивания швов защитных костюмов, плащей, палаток, спальных мешков, изготовленных из прорезиненных материалов. Клеевая композиция включает полихлоропреновый каучук наирит НТ, хлорированный бутилкаучук ХБК-139, низкоплавкий сополимер этилена с винилацетатом, диоксид кремния, вулканизующие агенты - альтакс и молекулярный комплекс резорцина с уротропином РУ-Д и органический растворитель - смесь нефраса и этилацетата. Клеевую композицию, нанесенную на текстильную подложку или на прорезиненный материал, используют в виде проклеечной ленты для герметизации горячим воздухом швов изделий, изготовленных из прорезиненных материалов. Клеевая композиция обеспечивает высокую прочность связи между проклеечной лентой и швом, сохранение огне- и химзащитных свойств в зоне соединения деталей специальной защитной одежды, изготовленной из прорезиненного материала с огне- и химзащитными свойствами. 2 табл., 5 пр.
Изобретение относится к клеевой композиции на основе хлорсодержащих каучуков и низкоплавкого сополимера этилена с винилацетатом, используемой для проклеивания швов защитных костюмов, плащей, палаток, спальных мешков, изготовленных из прорезиненных материалов.
Известна клеевая композиция, включающая сополимер этилена с винилацетатом с содержанием звеньев винилацетата 26-30 мас.ч., уретановый каучук, каолин и адгезионную добавку - глицериновый эфир канифоли, модифицированной фумаровой кислотой, глицериновый эфир гидрированной канифоли и дополнительно стабилизатор - эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты (пат.RU №2099380, МПК C09J 123/08, опубл. 20.12.1997 г.).
Недостатками известной клеевой композиции являются сложный состав, необходимость предварительного размельчения и размягчения уретанового каучука и высокая температура смешения компонентов - 120-140°C. Клеевая композиция предназначена для склеивания деталей мебели и не может быть использована для изготовления изделий из прорезиненных материалов.
Наиболее близкой по технической сущности является клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук наирит НТ, бутилформальдегидную смолу 101 К, тиурам, оксид цинка, оксид магния, органический растворитель, представляющий собой смесь этилацетата и нефраса, дополнительно содержит в качестве модификатора фосфорборсодержащий метакрилат при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: полихлоропреновый каучук наирит НТ - 100,0, бутилформальдегидная смола 101 К - 90,0, тиурам - 2,0, оксид цинка - 5,0, оксид магния - 12, указанный органический растворитель - 800,0, фосфорборсодержащий метакрилат - 1,0-10,0 (пат.RU №2435817, МПК C09J 111/00, опубл. 10.12.2011 г.).
Недостатком известной клеевой композиции является повышенная жесткость отвержденного клея из-за наличия в его составе бутилфенол-формальдегидной смолы, что препятствует использованию клеевой композиции для проклеивания швов изделий, изготовленных из прорезиненных материалов.
Задачей предлагаемого изобретения является создание клеевой композиции для проклеивания швов изделий, изготовленных из прорезиненных материалов, обладающих огне- и химзащитными свойствами, обеспечение высокой прочности связи между склеиваемыми деталями изделий, сохранение огне- и химзащитных свойств в зоне соединения деталей изделий.
Поставленная задача решается тем, что клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук наирит НТ и органический растворитель, представляющий собой смесь нефраса С280/120 и этилацетата, дополнительно содержит хлорированный бутилкаучук, низкоплавкий сополимер этилена с винилацетатом, взятые в соотношении полихлоропреновый каучук наирит НТ: хлорированный бутилкаучук: сополимер этилена с винилацетатом =(1:5:2)-(1:5:2,5), наполнитель диоксид кремния, вулканизующие агенты - альтакс и молекулярный комплекс резорцина с уротропином РУ-Д, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: полихлоропреновый каучук (ПХП) - 22,0-24,0, хлорированный бутилкаучук (ХБК) - 110,0-120,0, сополимер этилена с винилацетатом (сэвилен) - 44,0-60,0, диоксид кремния - 10,5-11,5, альтакс - 0,5-0,6, РУ-Д - 5,4-5,6, смесь нефраса С280/120 - 590-794 и этилацетата - 295-397.
Массовая доля сухого остатка в клеевой композиции - (20±2) %.
Отличительным признаком предлагаемой клеевой композиции является наличие в ее составе хлорбутилового каучука и низкоплавкого сополимера этилена с винилацетатом в сочетании с полихлоропреновым каучуком, наполнителем диоксидом кремния, вулканизующими агентами - альтаксом и молекулярным комплексом резорцина с уротропином РУ-Д, обеспечивающими высокую адгезию клеевой композиции к прорезиненным материалам, прочность склеивания деталей изделий из этих материалов, устойчивость проклеенных швов к воздействию открытого пламени, высококонцентрированных паров аммиака и хлора, концентрированных растворов кислот и щелочей.
Полихлоропреновый каучук наирит НТ (ТУ 601781-73) является основным пленкообразующим компонентом клеевой композиции, обеспечивающим когезионную прочность клея.
Хлорированный бутилкаучук ХБК-139 (ТУ 2294-096-05766801-2000), твердость по Муни МБ 125°C - 41 ед. Муни, массовая доля хлора - 1,2%, совулканизуется с полихлоропреновым каучуком, обеспечивает химическую стойкость, повышает огнестойкость клеевой композиции.
Низкоплавкий высокомолекулярный каучукоподобный продукт сополимеризации этилена с винилацетатом (сэвилен) представляет собой эластичное вещество белого цвета, без запаха. Сэвилен, выбранный из группы базовых марок 11708-210, или 11808-340, или 11908-125, с температурой размягчения 30-90°C, плотностью 0,948-0,959 г/см3, хорошо совмещается с каучуками и наполнителями, устойчив к воздействию растворов кислот и щелочей.
Диоксид кремния (ГОСТ 18307-78) - порошок белого цвета, наполнитель и загуститель клеевой композиции.
Вулканизующие агенты альтакс и молекулярный комплекс резорцина с уротропином РУ-Д обеспечивают максимальное количество поперечных сшивок хлорсодержащих каучуков (Федюкин Д.Л., Махлис Ф.А. Технические и технологические свойства резин. М.: Химия, 1985).
Органические растворители: нефрас С280/120 (ТУ 38.401-67-108-92); этилацетат (ГОСТ 8981-78). Для растворения клеевой композиции используют смесь нефраса С280/120 и этилацетата в соотношении 2:1.
Примеры приготовления клеевой композиции.
Пример 1
В бункер резиносмесителя ГТЛ-2, нагретого до 50°С, загружают компоненты клеевой композиции - хлорированный бутилкаучук (ХБК) в количестве 100,0 г, полихлоропреновый каучук наирит НТ (ПХП) - 20,0 г, сэвилен - 36,0 г, диоксид кремния - 11,0 г, включают перемешивание и продолжают нагревание, при этом температура в резиносмесителе поднимается до 95°C, продолжительность перемешивания составляет 30 минут. Выключают пар и включают охлаждение резиносмесителя. Затем в охлажденную резиновую смесь добавляют при перемешивании вулканизующие агенты: альтакс - 0,6 г и молекулярный комплекс резорцина с уротропином РУ-Д - 5,6 г. Полученную клеевую композицию загружают в клеесмеситель двухвальный СМ-50, добавляют органический растворитель - смесь нефраса С280/120 (590 г) и этилацетата (295 г) и перемешивают до получения однородного раствора клеевой композиции.
Соотношение ПХП: ХБК: сэвилен составляет 1:5:1,8. Массовая доля сухого остатка в клеевой композиции составляет 19,6%.
Пример 2
По способу, указанному в примере 1, изготавливают клеевую композицию, включающую: хлорированный бутилкаучук - 110,0 г, полихлоропреновый каучук - 22,0 г, сэвилен - 44,0 г, диоксид кремния - 10,5 г, альтакс - 0,5 г, РУ-Д - 5,4 г, органический растворитель - смесь нефраса С280/120 (647 г) и этилацетата (323 г).
Соотношение ПХП: ХБК: сэвилен составляет 1:5:2. Массовая доля сухого остатка в клеевой композиции составляет 19,8%.
Пример 3
По способу, указанному в примере 1, изготавливают клеевую композицию, включающую: хлорированный бутилкаучук - 115,0 г, полихлоропреновый каучук - 23,0 г, сэвилен - 50,6 г, диоксид кремния - 11,5 г, альтакс - 0,5 г, РУ-Д - 5,6 г, органический растворитель - смесь нефраса С280/120 (692 г) и этилацетата (346 г).
Соотношение ПХП: ХБК: сэвилен составляет 1:5:2,2. Массовая доля сухого остатка в клеевой композиции составляет 19,9%.
Пример 4
По способу, указанному в примере 1, изготавливают клеевую композицию, включающую: хлорированный бутилкаучук - 120,0 г, полихлоропреновый каучук - 24,0 г, сэвилен - 60,0 г, диоксид кремния - 11,0 г, альтакс - 0,6 г, РУ-Д - 5,5 г, органический растворитель - смесь нефраса С280/120 (737,3 г) и этилацетата (368,6 г).
Соотношение ПХП: ХБК: сэвилен составляет 1:5:2,5. Массовая доля сухого остатка в клеевой композиции составляет 20,0%.
Пример 5
По способу, указанному в примере 1, изготавливают клеевую композицию, включающую: хлорированный бутилкаучук - 130,0 г, полихлоропреновый каучук - 26,0 г, сэвилен - 70,2 г, диоксид кремния - 11,0 г, альтакс - 0,6 г, РУ-Д - 5,6 г, органический растворитель - смесь нефраса С280/120 (794 г) и этилацетата (397 г).
Соотношение ПХП: ХБК: сэвилен составляет 1:5:2,7. Массовая доля сухого остатка в клеевой композиции составляет 21,4%.
Для проведения сравнительных испытаний были изготовлены пять вариантов клеевых композиций в соответствии с примерами 1-5 в цехе опытно-промышленного производства ОАО «КазХимНИИ» г.Казани.
Клей представляет собой вязкую жидкость светло-серого цвета.
Состав клеевой композиции (варианты) приведен в таблице 1.
| Таблица 1 | |||||
| Состав клеевой композиции (варианты) | |||||
| Наименование компонентов | Содержание компонентов клеевой композиции в примерах, мас.ч. | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Хлорированный бутилкаучук | 100,0 | 110,0 | 115,0 | 120,0 | 130,0 |
| Полихлоропрен наирит НТ | 20,0 | 22,0 | 23,0 | 24,0 | 26,0 |
| Сополимер этилена с винилацетатом (сэвилен) | 36,0 | 44,0 | 50,6 | 60,0 | 72,2 |
| Диоксид кремния | 11,0 | 10,5 | 11,5 | 11,0 | 11,0 |
| Альтакс | 0,6 | 0,5 | 0,5 | 0,6 | 0,6 |
| Молекулярный комплекс резорцина с уротропином РУ-Д | 5,6 | 5,4 | 5,6 | 5,5 | 5,6 |
| Нефрас | 590,0 | 647,0 | 692,0 | 737,3 | 794,0 |
| Этилацетат | 295,0 | 323,0 | 346,0 | 368,6 | 397,0 |
Полученная клеевая композиция, нанесенная на полоски ткани из прорезиненного материала (проклеечные ленты), термоплавкая в своем исходном состоянии, использована для герметизации стачных ниточных швов, соединяющих детали защитной одежды, изготовленной из прорезиненных материалов.
Герметизацию швов проводят горячим роликом или горячим воздухом, который подается на клеевой слой из сопла машины для герметизации швов горячим воздухом, и проклеечная лента автоматически прижимается специальным роликом к стачному шву. При этом клеевой слой расплавляется. После охлаждения клеевой слой трансформируется в неплавкое состояние и прочно скрепляет герметизирующую ленту с тканью.
Результаты сравнительных испытаний стачных ниточных швов деталей изделий, изготовленных из прорезиненных материалов и проклеенных лентами с нанесенными на них вариантами клеевой композиции (таблица 1), представлены в таблице 2.
| Таблица 2 | ||||||
| Результаты испытаний проклеенных швов изделий, изготовленных из прорезиненного материала | ||||||
| Наименование показателя | Результаты испытаний проклеенных швов при испытании клеевых композиций, приведенных в примерах, в сравнении с прорезиненным материалом | |||||
| Прорезиненный материал МТС | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Прочность связи между слоями при расслаивании, Н/см | - | 8,9 | 12,0 | 15,2 | 16,1 | 15,8 |
| Стойкость к воздействию открытого пламени, с | 8-10 | 8 | 9 | 10 | 10 | 10 |
| Стойкость к воздействию газообразных веществ, мин, аммиака (концентрация 690 мг/л), хлора (концентрация 3010 мг/л) | не менее 480, не менее 480 | 540 480 | 540 478 | 540 480 | 545 483 | 540 480 |
| Стойкость к воздействию жидких агрессивных сред, мин, серной кислоты (конц.96%), едкого натра (конц. 40%) | не менее 240, не менее 360 | 238 360 | 242 360 | 240 362 | 245 365 | 240 360 |
Прочность связи между проклеенной лентой и швом, соединяющим детали изделия из прорезиненного материала, при расслаивании определяют на испытательной машине Schopper по ГОСТ 17317-88.
Стойкость проклеенных швов изделий к воздействию открытого пламени определяют по ГОСТ Р 12.4.200-99.
Стойкость проклеенных швов к воздействию газообразных веществ и агрессивных сред определяют по «Методике определения времени защитного действия средств индивидуальной защиты при воздействии паров химически опасных и агрессивных веществ» ОАО «КазХимНИИ».
Данные, представленные в таблице 2, показывают, что использование клеевой композиции по предлагаемому изобретению для герметизации швов изделий, изготовленных из прорезиненного материала, обеспечивает высокую прочность связи между проклеечной лентой и швом, соединяющим детали изделия из прорезиненного материала.
Наибольшую прочность связи между проклеечной лентой и прорезиненным материалом обеспечивает использование клеевых композиций, состав которых представлен в примерах 2, 3, 4 и 5. Заявленные соотношения хлорированных каучуков и сополимера этилена с винилацетатом (сэвилена) обусловлены тем, что при уменьшении содержания сэвилена в клеевой композиции прочность связи между проклеечной лентой и прорезиненным материалов снижается, при увеличении содержания сэвилена в клеевой композиции больше заявленного не происходит повышения адгезионной прочности.
Зона соединения деталей защитной одежды с проклеечной лентой, содержащей клеевую композицию по предлагаемому изобретению, сохраняет устойчивость к воздействию открытого пламени, концентрированных токсичных паров аммиака и хлора, концентрированных растворов кислоты и щелочи на уровне показателей, характеризующих прорезиненный материал, из которого изготовлена защитная одежда.
Клеевая композиция по предлагаемому изобретению может быть использована также для герметизации швов плащей, палаток, спальных мешков, изготовленных из прорезиненных материалов.
Внедрение клеевой композиции по предлагаемому изобретению в промышленное производство намечено на первый квартал 2013 года.
Клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук наирит НТ и органический растворитель, представляющий собой смесь нефраса и этилацетата, отличающаяся тем, что дополнительно содержит хлорированный бутилкаучук и низкоплавкий сополимер этилена с винилацетатом в соотношении: полихлоропреновый каучук наирит НТ:хлорированный бутилкаучук ХБК-139 : низкоплавкий сополимер этилена с винилацетатом = (1:5:2)-(1:5:2,5), диоксид кремния, альтакс и молекулярный комплекс резорцина с уротропином РУ-Д, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| полихлоропреновый каучук наирит НТ | 22,0-24,0 |
| хлорированный бутилкаучук ХБК-139 | 110,0-120,0 |
| низкоплавкий сополимер этилена | |
| с винилацетатом | 44,0-60,0 |
| диоксид кремния | 10,5-11,5 |
| альтакс | 0,5-0,6 |
| молекулярный комплекс резорцина | |
| с уротропином РУ-Д | 5,4-5,6 |
| нефрас С280/120 | 590-794 |
| этилацетат | 295-397 |
