КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ
ADHESIVE COMPOSITION

Изобретение относится к клеевым композициям на основе хлорсодержащих полимеров и может быть использовано в резиновой промышленности при склеивании вулканизованных резин на основе различных каучуков друг с другом.
Известен состав подслоя под хлоропреновые клеи, включающий хлорированный натуральный каучук, пластификатор, наполнитель и растворитель, дополнительно содержит эпоксидную смолу, меламин и циануровую кислоту (авторское свидетельство СССР №503893, кл. С09J 3/12; опубл. 25.02.76).
Однако данный состав применяется только в качестве грунта под хлоропреновые клеи и предназначен для склеивания металлов.
Известна клеевая композиция для соединения резины со стальной подложкой, включающая хлорированный натуральный каучук, бромированный дихлорполибутадиен, п-хинондиоксим, технический углерод и органические растворители, дополнительно содержит серу и фосфит свинца (пат. №1799393, СССР, кл. С09J 115/02; опубл. 05.02.88).
Однако данная клеевая композиция имеет сложную рецептуру и предназначена для крепления резин к металлу при вулканизации.
Известен клеевой подслой для крепления резиновых смесей к металлу при вулканизации, включающий хлорированный натуральный каучук, наполнители, стабилизатор, фенольную смолу, фенолформальдегидную смолу резольного типа, смачиватель, уротропин, растворитель - смесь ксилола с метилизобутилкетоном (пат. 2266940, Россия, С09J 115/02; опубл. 27.12.2005).
Однако данная клеевая композиция имеет сложную рецептуру и предназначена для крепления резин к металлу при вулканизации.
Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является клеевая композиция для крепления резин к металлу при вулканизации, включающая в качестве полимерной основы хлорированный натуральный каучук и сополимер 2,3-дихлорбутадиен-1,3 с хлоропреном, ароматическое динитрозосоединение, эпоксидную смолу, наполнители и стабилизаторы, фенолформальдегидные смолы фенольного и резольного типов, смачиватель, в качестве растворителя смесь ксилола или толуола с метилэтилкетоном (пат. 2266943, Россия, С09J 175/02; опубл. 27.12.2005).
Однако данная клеевая композиция имеет сложную рецептуру и предназначена для горячего крепления сырых резиновых смесей к металлу.
Задача: разработка состава клеевой композиции на основе хлорированного натурального каучука, обеспечивающего повышенную прочность при склеивании вулканизованной резины между собой при комнатной температуре.
Техническим результатом является повышение прочности при склеивании вулканизованной резины между собой.
Поставленный технический результат достигается тем, что клеевая композиция, включающая хлорированный натуральный каучук, эпоксидную диановую смолу ЭД-20 и органический растворитель - толуол, дополнительно содержит модификатор, предварительно полученный в результате взаимодействия при комнатной температуре фосфорборсодержащего метакрилата и триэтаноламина в массовом соотношении 1:4 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: хлорированный натуральный каучук - 25,0, эпоксидная диановая смола ЭД-20 - 5,0-15,0, указанный органический растворитель - 75,0, указанный модификатор - 3,0-10,0.
Хлорированный натуральный каучук CR-20 является основным пленкообразующим в клеях-растворах. Толуол является органическим растворителем (ГОСТ 14710-78).
Фосфорборсодержащий метакрилат использовался ранее, в качестве ингибитора горения пленочных материалов на основе поливинилового спирта (патент РФ 2254327 C1, C07C 69/54, опубл. 20.06.2005).
Триэтаноламин (ТУ 2423-061-05807977-2002) применяется для газоочистки при получении чистой углекислоты, в текстильной и цементной промышленности, в производстве смазочно-охлаждающих жидкостей, косметических товаров, товаров бытовой химии, как сырье в органическом синтезе.
Модификатор получают прямым взаимодействием фосфорборсодержащего метакрилата и триэтаноламина в массовом соотношении 1:4, при комнатной температуре. Модификатор представляет собой прозрачную вязкую массу светло-желтого цвета.
При использовании в качестве модификатора указанного фосфорборсодержащего метакрилата и триэтаноламина в массовом соотношении 1:4 значительно повышаются адгезионные свойства клеевой композиции. Это происходит за счет увеличения содержания в клеевой композиции функциональных групп. Этим объясняется повышение прочности при склеивании вулканизованной резины между собой.
Клеевую композицию приготавливают следующим образом. Вначале приготавливают раствор хлорированного натурального каучука. Хлорированный натуральный каучук и растворитель загружаются в клеемешалку и перемешивают 4,5 часа. Затем в полученный раствор загружается эпоксидная диановая смола ЭД-20 и указанный модификатор - фосфорборсодержащий метакрилат и триэтаноламин. Общее время клеесмешения составляет 5 часов.
Пример приготовления клеевой композиции. В клеемешалку, содержащую приготовленный раствор хлорированного натурального каучука, включающий в себя хлорированный натуральный каучук и толуол, вводят рассчитанное количество эпоксидной диановой смолы ЭД-20 и указанного модификатора и перемешивают содержимое 10-20 минут до получения однородной массы.
Получают клеевые композиции 1-6, составы которых приведены в таблице 1. Клей представляет собой светло-серую жидкость. Клей технологичен, хорошо наносится на поверхность резины. Были исследованы различные содержания указанного модификатора (табл.2).
Заявленные пределы модификатора 3,0-10,0 обусловлены тем, что при увеличении или уменьшении указанных дозировок адгезионная прочность при склеивании снижается.
Сравнительные испытания прочностных свойств клеевых составов по всем вариантам заявленной композиции и прототипу при склеивании вулканизованной резины на основе полиизопренового каучука (СКИ-3), этиленпропиленового каучука (СКЭПТ-40) и хлоропренового каучука (Неопрен АС) приведены в табл.2. Для проведения сравнительных испытаний было приготовлено 6 вариантов композиций (по способу, описанному в примере) и композиция по прототипу, представленные в таблице 1. Предлагаемые композиции исследовались на адгезионную прочность при сдвиге, достигаемую при выдерживании под грузом 2 кг, при комнатной температуре (20°С) 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. Одноразовое нанесение приготовленного клея на подготовленную поверхность, сушка клеевой пленки при комнатной температуре (20°С) в течение 1-2 минут, после чего производилось плотное прижатие склеиваемых поверхностей.
Как видно из табл.2, предлагаемые клеевые композиции обеспечивают увеличение прочностных свойств клеевых соединений по сравнению с прототипом. Так, прочность при сдвиге клеевого шва при склеивании вулканизованной резины на основе СКИ-3 без модификатора составляет 0,180 МПа, а с использованием предлагаемого модификатора 0,261 МПа (состав 1).
Таким образом, как видно из табл.2, при использовании в предлагаемой клеевой композиции модификатора в указанных пределах повышается прочность при склеивании изделий из вулканизованной резины на основе различных каучуков, что обусловлено участием данного модификатора в повышении адгезионных свойств клея.
Установлено, что причиной повышения адгезионных показателей клеевой композиции является увеличение концентрации полярных групп при введении в состав модификатора, что приводит к упрочнению клеевой пленки.
Таблица 1
Компонент
Содержание компонентов в композиции, мас.ч.
1
2
3
4
5
6
Контрольный пример
Хлорированный натуральный каучук CR-20
25,0
25,0
25,0
25,0
25,0
25,0
25,0
Эпоксидная диановая смола ЭД-20
5,0
5,0
10,0
10,0
15,0
15,0
10,0
Органический растворитель
75,0
75,0
75,0
75,0
75,0
75,0
75,0
Указанный модификатор
0,3
0,5
0,3
1,0
0,3
0,5
-
Таблица 2
Тип подложки
Прочность при сдвиге, МПа
Показатель для композиции
Контрольный пример
1
2
3
4
5
6
СКИ-3
0,261
0,221
0,250
0,200
0,228
0,190
0,180
СКЭПТ-40
0,262
0,205
0,204
0,206
0,224
0,211
0,190
Неопрен АС
0,430
0,436
0,432
0,452
0,440
0,454
0,404
Технико-экономический эффект, полученный от применения клеевой композиции, заключается в том, что ее применение позволяет повысить качество и упростить условия крепления изделий из вулканизованной резины на основе различных каучуков, улучшить технологические параметры процесса склеивания.