Клеевая композиция
Изобретение может быть использовано для склеивания изделий из пористых и волокнистых материалов, кожзаменителей, напольных покрытий, обуви и обувных материалов. Клеевая композиция на основе полихлоропренового каучука содержит бутилфенолформальдегидную смолу, наполнитель - оксид цинка и оксид магния, противостаритель агидол, воду, антистатическую присадку и растворитель. В клеевой композиции используют полихлоропрен высокой скорости кристаллизации SN244. В качестве растворителя используют смесь нефраса, этилацетата и толуола. Технический результат заключается в улучшении когезионной и адгезионной прочности клеевого соединения, а также пожаровзрывобезопасности при производстве клея. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.
Изобретение относится к контактному клею на основе полихлоропрена и предназначено для склеивания обуви и обувных материалов на вспомогательных операциях при наклеивании подносков, обтяжке каблуков, склеивании стельки с полустелькой, ручной затяжке заготовок на колодки, кожи, кожзаменителя, резины, ткани, войлока, а также в различных отраслях промышленности для склеивания холодным способом изделий из пористых и волокнистых материалов, кожзаменителей, напольных покрытий (линолеума на различных основах, кавролина, автолина) и приклеивания их к основам из дерева, окрашенного металла, бетона, картона, фанеры, ДВП и др. материалов.
Известны клеевые композиции, включающие полихлоропреновый каучук, бутилфенолформальдегидную смолу 101К, органический растворитель, а также оксид цинка и оксид магния. В качестве полихлоропренового каучука использован наирит или неопрен. Композиции содержат модификаторы либо пластификаторы, в составе которых использованы отходы, образующиеся при производстве анилина, и, в некоторых случаях, воду (патент РФ №2263128, МПК C09J 111/00, C08L 11/00, опубл. 27.10.2005; патент РФ №2261884, МПК C09J 111/00, C08L 11/00, опубл. 10.10.2005; патент РФ №2278885, МПК C09J 111/00, опубл. 27.06.2006; патент РФ №2279459, МПК C09J 111/00, опубл. 10.07.2006; патент РФ №2279460, МПК C09J 111/00, опубл. 10.07.2006).
Недостаток известных клеевых композиций - использование в их составе отходов производства анилина, в основном кубовых, которые, как известно, полифорны (способны к самовозгоранию при соприкосновении с воздухом).
Известен клей «Момент», в состав которого входят хлоропреновые каучуки, феноло-формальдегидные смолы, эфиры канифоли, противостаритель, добавки, этилацетат, ацетон, алифатические и нафтеновые углеводороды (http://www.avktd.ru/catalog/3695/3735/product-1063.html).
Недостаток известного клея - наличие ацетона, который относится к списку наркотических и психотропных веществ.
Известен клей «РОПИД-5», применяющийся при ремонте и изготовлении обуви, состоящий из меркапторегулируемого хлоропренового каучука, реакционноспособных смол и оксидов металлов (http://www.sneginca.ru/kley/ropid5.php).
Наиболее близкой к заявляемой является клеевая композиция на основе смеси полихлоропреновых каучуков, включающая также бутилфенолформальдегидную смолу 101К, наполнитель - оксид цинка и оксид магния, противостаритель агидол, растворитель и воду.
Соотношения компонентов, мас. %, следующие:
| полихлоропрен высокой скорости кристаллизации | 5,0-8,1 |
| полихлоропрен средней скорости кристаллизации | 3,0-10,6 |
| бутилфенолформальдегидная смола 101К | 4,95-0-6,15 |
| оксид цинка | 0,23-0,6 |
| оксид магния | 0,92-1,6 |
| противостаритель агидол | 0,1-0,4 |
| растворитель | остальное |
(Патент РФ №2590542, МПК C09J 111/00, опубл. 10.07.2016).
Недостаток прототипа - у клея низкая когезионная, адгезионная прочность, отсутствует пожаровзрывобезопасность.
Задачей изобретения является создание экологичной и экономичной клеевой композиции с повышенным уровнем пожаровзрывобезопасности, обладающей хорошими техническими и эксплуатационными характеристиками.
Технический результат - высокая когезионная и адгезионная прочность, а также пожаровзрывобезопасность за счет антистатической присадки.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается клеевой композицией на основе полихлоропренового каучука, включающей бутилфенолформальдегидную смолу, наполнитель - оксид цинка и оксид магния, противостаритель агидол, воду, растворитель. В отличие от прототипа композиция дополнительно содержит антистатическую присадку АСП-3М, причем в качестве полихлоропренового каучука содержит полихлоропрен высокой скорости кристаллизации SN244, в качестве растворителя используется смесь нефраса, этилацетата и толуола при их соотношении 2:2:1, при этом содержание компонентов составляет, мас. %:
| полихлоропрен высокой скорости кристаллизации | 12,0-20,0 |
| оксид магния | 0,8-1,6 |
| оксид цинка | 0,3-0,8 |
| бутилфенолформальдегидная смола | 4,0-6,2 |
| вода | 0,02-0,12 |
| агидол | 0,1-0,4 |
| антистатическая присадка АСП-3М | 0,003-0,005 |
| растворитель | остальное |
Согласно изобретению:
- в качестве полихлоропрена высокой скорости кристаллизации композиция содержит полихлоропреновый каучук SN 244 согласно стандарту Q/SNYF02. 11 - 2009;
- композиция содержит бутилфенолформальдегидную смолу 101К по ТУ 6-10-1261-80;
- композиция содержит Агидол 1 технический (присадка антиокислительная 4-метил-2,6-дитретичный бутилфенол) по ТУ 38.5901237-90;
- композиция содержит антистатическую присадку АСП-3М по ТУ 0257-001-04683467-2010.
Технический результат достигается благодаря следующему:
Содержание антистатической присадки АСП-ЗМ снижает величину заряда статического электричества, повышает электропроводность растворителей, благодаря чему заряды статического электричества стекают через заземление, что повышает общий уровень пожаровзрывобезопасности при любых сливоналивных работах с углеводородными жидкостями. Поэтому антистатические присадки широко используют при работе с легкими растворителями во многих отраслях промышленности.
Содержание полихлоропрена высокой скорости кристаллизации в составе клеевой композиции приводит к высокой термостойкости клеевого шва. Высокая скорость кристаллизации также обеспечивает высокую прочность клеевой пленки, что позволяет в определенных случаях отказаться от прижимных устройств при склеивании.
Использование повышенного содержания (по сравнению с прототипом) полихлоропрена высокой скорости кристаллизации повышает также когезионную и адгезионную прочность клеевой композиции.
Оптимальное количество воды в составе клеевой композиции 0,05 мас. %. Небольшое количество воды существенно ускоряет реакцию взаимодействия оксида магния со смолой в среде толуола. Следует учитывать, что данная реакция обратима и при большом содержании воды количество связанного оксида магния уменьшается. Образующиеся хелаты легко подвергаются кислотному гидролизу. Наличие хелата в клеевой композиции уменьшает, кроме того, вероятность разделения фаз клея и седиментацию ингредиентов.
Диапазоны содержания компонентов выбраны исходя из лабораторных испытаний клеевой композиции при их различном соотношении.
Полихлоропрен высокой скорости кристаллизации 12,0-20,0 мас. %, предпочтительно 14,5% для получения клея требуемой вязкости и прочности. Испытания показали, что при использовании полихлоропрена высокой скорости кристаллизации меньше 12,5% вязкость и начальная прочность клеевого шва уменьшается, больше 20,0% - уменьшается смачиваемость, и работа с клеем затрудняется, теряется эластичность клеевого шва.
Бутилфенолформальдегидная смола 101К 4,0-6,2 мас. %, предпочтительно 5,0%. Испытания показали, что при добавлении смолы меньше 4,0% уменьшается адгезия к трудносклеиваемым материалам, больше 6,2% - вязкость и время открытой выдержки клея уменьшается.
Оксид цинка 0,3-0,8 мас. %, предпочтительно 0,5%. Испытания показали, что при добавлении оксида цинка больше 0,8%, особенно при повышенной температуре, происходит сшивание полихлоропрена, а сшитый каучук труднорастворим.
Оксид магния 0,8-1,6 мас. %, предпочтительно 1,2%. Испытания показали, что при добавлении оксида магния больше 1,6% его избыток после реакции выпадает в осадок, что затрудняет работу; если меньше 0,8% - может происходить преждевременная «подвулканизация» при пластикации.
Агидол 1 технический (присадка антиокислительная 4-метил-2,6-дитретичный бутилфенол (С15Н240)) необходим для защиты от действия кислорода, тепла, неориентированного трещинообразования, для отсутствия контактного окрашивания. У него хорошая защита от ядов (тяжелых металлов) для каучука и отличная защита от утомления (механического напряжения).
Агидол 1 технический 0,1-0,4 мас. %, предпочтительно 0,13%. Испытания показали, что при добавлении агидола меньше 0,1% теряется прочность клеевого шва и материал охрупчивается.
Антистатическая присадка АСП-3М 0,003-0,005 мас. %, предпочтительно 0,003 мас. %.
Органические растворители российского производства, представляющий смесь нефраса, этилацетата и толуола в соотношении 2:2:1 - 71,0-82,8% для стабильной вязкости клея, если меньше - вязкость увеличивается, если больше - вязкость клея уменьшается.
Технический результат изобретения достигается всей совокупностью существенных признаков изобретения, определяющих состав и соотношение компонентов клеевой композиции.
Клеевую композицию приготавливают следующим образом.
За сутки до приготовления клея полихлоропреновый каучук завозят из складского помещения в отделение подготовки каучуков, взвешивают необходимое количество каучука, оксида цинка, оксида магния для пластикации на вальцах. При пластикации в каучук вводят оксид цинка (цинковые белила) и оксид магния (магнезию жженную) и листуют. С вальцов резиновую смесь снимают в виде листа и сворачивают в тюк. Тюк укладывают в устройство для вылежки каучука для снятия статического электричества, время вылежки не менее 16 часов.
После вылежки тюк резиновой смеси разрубают на гильотине и дробят на дробильной машине, размер частиц 1,5-2,0 см, далее измельченную резиновую смесь раскладывают в алюминиевые бачки и перевозят в клееприготовительное отделение.
Клеевую композицию получают путем последовательного смешения органических растворителей, антистатической присадки АСП-3М, смолы, воды, антиокислительной присадки Агидол-1 и измельченной резиновой смеси в смесителе. Общее время смешения клеевой композиции - 8-16.
По истечении указанного времени, через соответствующий сливной кран отбирают пробу на анализ. При необходимости клей доводят до требуемых параметров по вязкости разбавлением растворителями, перемешивают 20-30 минут и анализируют повторно. При соответствии клея в смесителе требуемым нормам по вязкости смеситель подготавливается к сливу.
Пример конкретного выполнения клеевой композиции.
Для приготовления клеевой композиции брали:
| полихлоропреновый каучук SN244 | 14,5% |
| оксид магния | 1,2% |
| оксид цинка | 0,5% |
| бутилфенолформальдегидная смола 101К | 5,0% |
| вода | 0,05% |
| Агидол 1 | 0,13% |
| антистатическая присадка АСП-3М | 0,003% |
Органические растворители - 78,62% (смесь нефраса, этилацетата и толуола при их соотношении 2:2:1).
Каучук пластифицируют на вальцах, при пластификации в каучук вводят оксид магния и оксид цинка. После вылежки резиновую смесь дробят на дробильной машине (размер частиц 1,5-2,0 мм), далее измельченную резиновую смесь подают в клееприготовительное отделение. Клеевую композицию получают путем последовательного смешения органических растворителей, антистатической присадки АСП-3М, смолы, воды, антиокислительной присадки Агидол-1 и измельченной резиновой смеси в смесителе. Общее время смешения клеевой композиции 8 часов.
Технические характеристики полученного состава приведены ниже:
1. Внешний вид - однородная масса светло - желтого цвета.
2. Сухой остаток - 22,5%
3. Вязкость по Брукфильду - 3880 ср
Заявляемая клеевая композиция имеет высокие технические характеристики по вязкости и сухому остатку.
Таким образом, предложенное изобретение позволяет получить экологичную клеевую композицию, обладающую хорошими техническими и эксплуатационными характеристиками и невысокой себестоимостью, повысить уровень пожаровзрывобезопасности производства.
1. Клеевая композиция на основе полихлоропренового каучука, включающая бутилфенолформальдегидную смолу, наполнитель - оксид цинка и оксид магния, противостаритель агидол, воду, растворитель, отличающаяся тем, что дополнительно содержит антистатическую присадку, причем используется полихлоропрен высокой скорости кристаллизации SN244, в качестве растворителя используется смесь нефраса, этилацетата и толуола при их соотношении 2:2:1, при этом содержание компонентов составляет, мас.%:
| полихлоропрен высокой скорости | |
| кристаллизации SN244 | 12,0-20,0 |
| оксид магния | 0,8-1,6 |
| оксид цинка | 0,3-0,8 |
| бутилфенолформальдегидная смола | 4,0-6,2 |
| вода | 0,05 |
| агидол | 0,1-0,4 |
| антистатическая присадка | 0,003-0,005 |
| растворитель | остальное |
2. Клеевая композиция по п. 1, отличающаяся тем, что содержит антистатическую присадку АСП-3М.
