КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ
ADHESIVE COMPOSITION

Изобретение относится к клеевым композициям на основе изопреновых каучуков и может быть использовано в резиновой промышленности при склеивании вулканизованных резин на основе различных каучуков друг с другом.
Известен клеевой состав для электроизоляционных лент, включающий изопреновый синтетический каучук СКИ-3 в сочетании с пластикатом натурального каучука и регенератом резины, а также N-фенилнафтиламин-2, мел природный, минеральное масло и окисленный атактический полипропилен (Авторское свидетельство СССР №1237693, кл. C09J 107/00; Опубл. 15.07.94).
Однако данный клеевой состав имеет сложную рецептуру и предназначен для изготовления липких лент.
Известна клеевая композиция на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая хлорированный изопреновый каучук, фенолоформальдегидную смолу, оксиды цинка и магния, органический растворитель и наполнитель (Пат. №2418026 Россия, кл. C09J 109/02; опубл. 10.05.2011).
Однако данная клеевая композиция имеет сложную рецептуру и в качестве основы содержит бутадиен-нитрильный каучук.
Известен клей для липких лент на подложке из пеноматериала, содержащий изопреновый и хлоропреновый каучуки, адгезионную добавку и растворитель, отличающийся тем, что, с целью повышения водостойкости и адгезионной прочности, он дополнительно содержит гексаметилентетрамин, солянокислый гидразин, оксид цинка, белую сажу, альтакс и пластификатор (Авторское свидетельство СССР №1165701, кл. C09J 7/02; опубл. 07.07.1985).
Однако данный клей имеет сложный состав и предназначен для изготовления липких лент.
Известна клеевая композиция для склеивания вулканизованных резин на основе различных каучуков друг с другом и при их креплении к металлической поверхности, включающая натуральный каучук, канифоль сосновую, органический растворитель - нефрас, а также эпихлоргидрин и анилин в качестве модификатора (Пат. 2394866 Россия, C09J 107/00; Опубл. 20.07.2010).
Однако данная клеевая композиция имеет сложную рецептуру и в качестве основы содержит натуральный каучук.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является клеевая композиция, включающая 3,4-изопреновый каучук с содержанием винильных звеньев 83-88%, а также пластификатор - вазелиновое масло или низкомолекулярный полибутадиен, терпенфенольную смолу в качестве адгезионной добавки и растворитель - нефрас (Пат. №2322470 Россия, кл. C09J 109/00; опубл. 20.04.2008).
Однако данная клеевая композиция предназначена для склеивания алюминиевой фольги и алюминиевых сплавов.
Задача: разработка состава клеевой композиции на основе озонированного синтетического изопренового каучука, обеспечивающего повышенную прочность склеивания вулканизованной резины между собой при комнатной температуре, упрощение рецептуры.
Техническим результатом является повышение прочности при склеивании вулканизованной резины между собой.
Поставленный технический достигается тем, что клеевая композиция включающая изопреновый каучук, растворитель нефрас и адгезионную добавку, причем в качестве изопренового каучука она содержит каучук марки СКИ-3 предварительно озонированный в течение 0,5-1,0 часа при комнатной температуре, в качестве адгезионной добавки - анилин, при следующем соотношении компонентов, масс.ч.: указанный изопреновый каучук - 5,0; указанный растворитель - 95,0; адгезионная добавка - 0,1.
Синтетический изопреновый каучук марки СКИ-3 (ТУ 2294-037-48158319-2003), является основным пленкообразующим в клеях-растворах.
Нефрас является органическим растворителем (ТУ 38.401-67-108-92).
Адгезионная добавка - анилин относится к классу азотсодержащих соединений (ГОСТ 5819-78). Известно его применение в производстве красителей, ускорителей вулканизации, а также в производстве полиуретанов, лекарственных средств и пестицидов (Николаев Ю.Т., Якубсон A.M., Анилин, М., 1984; Новикова Ю.А., «Химическая промышленность за рубежом», 1982, №2).
При озонировании указанного каучука и введении указанной адгезионной добавки значительно повышаются адгезионные свойства клеевой композиции. Это происходит за счет увеличения содержания в клеевой композиции функциональных групп, которые проявляют высокую адгезионную активность. Этим объясняется повышение прочности при склеивании вулканизованной резины между собой.
При использовании в качестве адгезионной добавки анилина повышаются адгезионные свойства клеевой композиции.
Клеевую композицию приготавливают следующим образом.
-5
Вначале изопреновый каучук озонируют в течение 0,5-1 часа в специальной озонной камере при концентрации озона 5·10. Затем приготавливают раствор изопренового каучука в нефрасе. Озонированный каучук и растворитель загружаются в клеемешалку и перемешивают в течение 4 ч до получения однородного состава. В полученный раствор загружают указанную адгезионную добавку - анилин и перемешивают содержимое в течение 20-30 мин. Общее время клеесмешения составляет 4,5 часа.
Пример приготовления клеевой композиции.
Пример 1. В клеемешалку загружают предварительно озонированный в течение 0,5 часа при комнатной температуре изопреновый каучук марки СКИ-3, растворитель - нефрас и перемешивают содержимое 4 часа. Затем в приготовленный раствор изопренового каучука вводят рассчитанное количество адгезионной добавки, и перемешивают содержимое 20-30 минут до получения однородной массы.
Пример 2 аналогичен примеру 1, но каучук предварительно озонируется в течение 1 часа.
Получают клеевые композиции 1-2, составы которых приведены в таблице 1. Клей представляет собой серую жидкость. Клей технологичен, хорошо наносится на поверхность резины. Было исследовано различное время озонирования изопренового каучука (табл.1).
Заявленный временной интервал озонирования 0,5-1,0 ч обусловлен тем, что при увеличении или уменьшении концентрации озона адгезионная прочность при склеивании снижается.
Сравнительные испытания прочностных свойств клеевых составов по всем вариантам заявленной композиции и контрольному примеру при склеивании вулканизованной резины на основе изопренового каучука (СКИ-3), этиленпропиленового каучука (СКЭПТ-40), бутадиен-нитрильного (СКН-18) и хлоропренового каучука (Неопрен АС) приведены в табл.2. Для проведения сравнительных испытаний было приготовлено 2 варианта композиций (по способу, описанному в примерах 1 и 2) и композиция по контрольному примеру, представленных в таблице 1. Предлагаемые композиции исследовались на адгезионную прочность при сдвиге, достигаемую при выдерживании под грузом 2 кг, при комнатной температуре в течение 24 часов. Данные представлены в таблице 2.
Адгезию при сдвиге определяли на разрывной машине МРС-250 (РТМ 1.2.126-88). Технология склеивания образцов следующая. Двухразовое нанесение приготовленного клея на подготовленную поверхность, сушка клеевой пленки при комнатной температуре в течение 10 минут после нанесения первого слоя и 1-2 минут после нанесения второго, после чего производилось плотное прижатие склеиваемых поверхностей.
Как видно из табл.2, предлагаемые клеевые композиции обеспечивают увеличение прочностных свойств клеевых соединений по сравнению с контрольным примером. Так прочность при сдвиге клеевого шва при склеивании вулканизованной резины на основе СКЭПТ-40 клеевым составом по контрольному примеру составляет 0,31, а с использованием озонированного в течение 0,5 часа СКИ-3 при введении адгезионной добавки - 0,45 МПа (состав 1).
Таким образом, как видно из табл.2, при использовании в предлагаемой клеевой композиции на основе озонированного СКИ-3 с добавлением адгезионной добавки в указанном количестве повышается прочность при склеивании изделий из вулканизованной резины на основе различных каучуков, что обусловлено участием образующихся при озонировании реакционноспособных групп в повышении адгезионных свойств клея. Улучшение адгезионных характеристик также обеспечивается присутствием адгезионной добавки - анилина.
Нами установлено, что причиной повышения адгезионных показателей клеевой композиции является реакционная способность макрорадикалов, образующихся при озонировании, а также взаимодействие этих радикалов с аминогруппой анилина, что приводит к упрочнению клеевой пленки.
Таблица
Компонент
Содержание компонентов, масс.ч.
Контрольный пример
1
2
Время озонирования, час
0
0,5
1,0
Изопреновый каучук марки СКИ-3
5,0
5,0
5,0
Нефрас
95,0
95,0
95,0
Анилин
-
0,1
0,1
Таблица 2
Тип подложки
Показатель для композиции
Контрольный пример
1
2
Время озонирования, час
0
0,5
1,0
Прочность при сдвиге, МПа
СКИ-3
0,36
0,47
0,36
СКЭПТ-40
0,31
0,45
0,37
СКН-18
0,26
-
0,36
Неопрен АС
0,27
0,34
0,46
Технико-экономический эффект, полученный от применения клеевой композиции, заключается в том, что ее применение позволяет повысить прочность крепления изделий из вулканизованной резины на основе различных каучуков.