СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ РЕЗИН ДРУГ К ДРУГУ
MANNER OF FASTENING OF RUBBERS TO EACH OTHER

Изобретение относится к способу крепления вулканизованных резин друг к другу и может быть использовано в резиновой промышленности.
Известен способ склеивания и герметизации резин путем нанесения на склеиваемые поверхности клеящего материала - азотсодержащих моноакрилатов с добавкой инициатора полимеризации с последующим контактированием поверхностей в анаэробных условиях, в качестве азотсодержащих моноакрилатов применяют продукт конденсации эфиров акриловых кислот и моно-, ди- или триалканоламинов (Авторское свидетельство СССР №378401, кл. С09J 5/00. Опубл. 18.04.73).
Однако данный способ, хотя и обеспечивает высокую прочность при склеивании изделий из резины, предназначен для склеивания изделий в анаэробных условиях, что усложняет технологию.
Известен способ склеивания различных материалов клеями на основе эпоксидных смол с отвердителями при использовании радиационной обработки отвержденнного клеевого соединения, в состав которых дополнительно вводят пластификатор (Авторское свидетельство СССР №2148593, кл. С09J 5/00. Опубл. 10.05.00).
Однако данный способ требует подвергать склеиваемые детали радиационной обработке умеренными дозами, что приводит к усложнению процесса склеивания.
Известен способ склеивания и герметизации резин путем нанесения на склеиваемые поверхности клеящего материала - олигоэфиракрилатов с добавкой инициатора полимеризации с последующим контактированием поверхностей в анаэробных условиях (Авторское свидетельство СССР №378402, кл. С09J 5/00. Опубл. 18.04.73).
Однако данный способ, хотя и обеспечивает высокую прочность при склеивании изделий из резины, предназначен для склеивания изделий в анаэробных условиях, что усложняет склеивание.
Наиболее близким является способ крепления резин друг к другу и к металлам путем нанесения на склеиваемые поверхности полимеризующихся мономеров и последующего контактирования склеиваемых поверхностей, в качестве полимеризующегося мономера применяют 2-метил-4-галоидгексатриены-1,3,5 один или с добавкой инициатора радикального типа, или с растворенными в них собственными полимерами или полихлоропреном (Авторское свидетельство СССР №426490, кл. С09J 5/00. Опубл. 15.09.75).
Однако данный способ, хотя и обеспечивает достаточно высокую прочность при склеивании изделий из вулканизованной резины, требует дополнительного прогрева образцов при высокой температуре.
Задача: разработка способа крепления резин друг к другу, обеспечивающего повышенную прочность клеевого шва на границе резина-клей.
Техническим результатом является обеспечение повышенной прочности клеевого шва при креплении вулканизованных резин друг с другом, упрощение технологии склеивания.
Поставленный технический результат достигается тем, что по способу крепления вулканизованных резин на основе различных каучуков друг к другу путем нанесения на склеиваемые поверхности клея на основе полихлоропренового каучука и последующего контактирования поверхностей, причем в качестве клея используют клей марки 88НТ или 88СА на основе полихлоропренового каучука марок наирит НТ или наирит ДП в сочетании с бутилфенолформальдегидной смолой, в который перед нанесением на поверхность дополнительно вводят модификатор, представляющий собой N-нитрозодифениламин, в количестве 0,1-2,0 масс.ч. на 100 масс.ч. клея, и после нанесения клея осуществляют сушку клеевой пленки при комнатной температуре в течение 1-2 мин и контактирование склеиваемых поверхностей проводят под грузом в течение 24 час.
Клей 88НТ (ТУ2252-033-45539771-2000), в состав которого входит (масс.ч.): полихлоропреновый каучук наирит НТ - 100, бутилфенолформальдегидная смола 101 К - 90, оксид цинка - 5, оксид магния - 12, тиурам - 2, органический растворитель - 800. В качестве растворителя используют смесь нефраса и этилацетата в соотношении 1:1.
Клей 88СА (ТУ 381051760-89), в состав которого входит (масс.ч.): полихлоропреновый каучук наирит ДП - 90, бутилфенолформальдегидная смола 101К - 90, оксид цинка - 5, оксид магния - 11, вода - 3 и органический растворитель - 800. В качестве органического растворителя используют смесь нефраса и этилацетата в соотношении 1:1.
Полихлоропреновые каучуки наирит НТ с высокой скоростью кристаллизации (ТУ-601781-73), наирит ДП со средней скоростью кристаллизации (ТУ-6-01-1319-85) являются основными пленкообразующими в клеях-растворах.
Бутилфенолформальдегидная смола 101 К (ТУ-60004691277193-97).
Вулканизующая группа: оксид цинка (белила цинковые ГОСТ 202-84), оксид магния (жженная магнезия ГОСТ 844-79) использовались ранее в клеевых композициях (Кардашов Д.А., Петрова А.В. Полимерные клеи. М.: Химия, 1983).
Органический растворитель: смесь этилацетата (ГОСТ 8981-78) и нефраса (ТУ 3840167109-92).
Модификатор - N-нитрозодифениламин (ТУ 6-09-0512-91) применяется в резиновой промышленности качестве замедлителя вулканизации и для структурирования резиновых смесей.
В результате взаимодействия N-нитрозодифениламина с макромолекулой хлоропренового каучука происходит увеличение концентрации полярных групп и образование дополнительных химических связей при взаимодействии аминосодержащего модификатора с подвижными аллильными атомами хлора в макромолекулах хлоропренового каучука, что способствует повышению прочности на границе резина-клей при креплении вулканизованной резины друг к другу.
Заявленные пределы количеств вводимого модификатора обусловлены тем, что при уменьшении указанных дозировок адгезионная прочность при склеивании снижается, при увеличении не происходит дальнейшее повышение прочности.
Способ крепления резин друг к другу осуществляется следующим образом.
В клей на основе полихлоропренового каучука перед нанесением на склеиваемые поверхности вводят рассчитанное количество модификатора и перемешивают содержимое 5-10 минут до получения однородной массы. Данный способ применяли для крепления вулканизованных резин на основе полиизопренового каучука (СКИ-3), этиленпропиленового каучука (СКЭПТ-40), бутадиеннитрильного каучука (СКН-18М) и хлоропренового каучука (Неопрен АС) друг к другу. Производили одноразовое нанесение приготовленного клея на подготовленную поверхность и сушку клеевой пленки при комнатной температуре (20°С) в течение 1-2 минут, после чего производилось плотное прижатие склеиваемых поверхностей и выдерживание под грузом 2 кг в течение 24 часов.
Адгезию при сдвиге определяли на разрывной машине МРС- 250 (РТМ 1.2.126-88). Были исследованы различные содержания N-нитрозодифениламина в клеях марок 88НТ и 88СА (табл.1, 2).
Способ иллюстрируется следующим примером.
Пример 1. В клей марки 88НТ перед нанесением на склеиваемые поверхности вводят рассчитанное количество модификатора и перемешивают содержимое 5-10 минут до получения однородной массы. Данный способ применяли для крепления вулканизованных резин на основе СКИ-3, СКЭПТ-40, СКН-18М и Неопрен АС друг к другу. Производили одноразовое нанесение приготовленного клея на подготовленную поверхность и сушки клеевой пленки при комнатной температуре (20°С) в течение 1-2 минут, после чего производилось плотное прижатие склеиваемых поверхностей и выдерживание под грузом 2 кг в течение 24 часов. После этого определяли предел прочности при сдвиге.
Пример 2. Получают клеевые соединения, как описано в примере 1, но в качестве клея используют клей марки 88СА.
Как видно из табл.1, 2, предлагаемый способ крепления вулканизованных резин друг к другу обеспечивает высокие прочностные свойства клеевых соединений. Так, прочность клеевого шва при сдвиге при склеивании вулканизованной резины на основе СКИ-3 клеем марки 88НТ по прототипу составляет 0,61 МПа, а с использованием предлагаемого модификатора 1,65 МПа.
Нами установлено, что причиной повышения адгезионных показателей при данном способе крепления является не только увеличение концентрации полярных групп при введении в состав клея модификатора, но и образование дополнительных химических связей при взаимодействии аминосодержащего модификатора с подвижными аллильными атомами хлора в макромолекулах хлоропренового каучука, что приводит к увеличению подвижности макромолекулы и более глубокой диффузии ее участков вглубь поверхности вулканизата.
Таблица 1
Тип подложки
Прочность при сдвиге, МПа
Содержание модификатора, масс.ч. на 100 масс.ч. клея
Прототип клей 88НТ
0,1
0,3
0,5
1,0
2,0
СКИ-3
1,27
1,65
0,85
0,77
0,80
0,61
СКЭПТ-40
2,17
1,44
1,67
1,07
1,16
0,99
СКН-18М
1,12
1,41
1,07
0,92
0,97
0,46
Непрен АС
2,18
1,56
1,95
1,44
1,56
0,73
Таблица 2
Тип подложки
Прочность при сдвиге, МПа
Содержание модификатора, масс.ч. на 100 масс.ч. клея
Прототип клей 88СА
0,5
1,0
2,0
СКИ-3
1,07
1,34
1,57
1,02
СКЭПТ-40
1,05
1,15
1,08
0,70
Технико-экономический эффект, полученный от применения способа крепления, заключается в том, что его применение позволяет значительно повысить качество крепления изделий из вулканизованных резин на основе различных каучуков, улучшить технологические параметры процесса склеивания.