КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ
ADHESIVE COMPOSITION

Изобретение относится к клеевым композициям на основе натурального каучука и может быть использовано в резиновой промышленности при склеивании вулканизованной резины между собой и при ее креплении к металлической поверхности.
Известна 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, смачиватель, в качестве растворителя смесь ксилола или толуола с метилэтилкетоном (Пат. 2266943, Россия, C09J 175/02; опубл. 27.12.05).
Однако данная клеевая композиция имеет сложный состав и предназначена для крепления резин к металлу в процессе вулканизации.
Известен клеевой подслой для крепления резин к металлу при вулканизации, включающий хлорированный натуральный каучук, наполнители и стабилизатор, фенольную смолу, фенолформальдегидную смолу резольного типа, смачиватель, уротропин, растворитель - смесь ксилола с метилизобутиленкетоном (Пат. 2266940, Россия, C09J 115/02; опубл. 27.12.05).
Однако данная клеевая композиция имеет сложный состав и предназначена для крепления резин к металлу в процессе вулканизации.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является клей резиновый Марки А (ТУ 2512-020-45539771-2000), в состав которого входит (мас.ч.): натуральный каучук - 100,0, канифоль сосновая - 10,0, органический растворитель - нефрас - остальное.
Однако указанная клеевая композиция (хотя и находит широкое применение из-за своей невысокой стоимости) не обеспечивает достаточно высокой прочности при склеивании вулканизованной резины (достигаемая прочность при сдвиге при склеивании вулканизованной резины на основе полиизопренового каучука (СКИ-3) не превышает 0,32 МПа).
Задача: разработка состава клеевой композиции, обладающей повышенной прочностью при склеивании вулканизованной резины между собой.
Техническим результатом является повышение прочности при склеивании вулканизованной резины между собой.
Поставленный технический результат достигается тем, что клеевая композиция, включающая натуральный каучук, канифоль сосновую и органический растворитель - нефрас, причем она дополнительно содержит модификатор, выбранный из ряда N-нитрозодифениламин, ортофенилендиамин или параоксидифениламин при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: натуральный каучук - 100,0, канифоль сосновая - 10,0, органический растворитель - нефрас - 800,0, указанный модификатор - 4,6-27,3.
Натуральный каучук является основным пленкообразующим в клеях-растворах.
Канифоль сосновая (ГОСТ 19113-84) способствует повышению клейкости композиции.
Органический растворитель: нефрас (ГОСТ 443-76).
N-нитрозодифениламин (ТУ 6-09-3154-76) применяется в резиновой промышленности в качестве замедлителя вулканизации и структурирования резиновых смесей.
Параоксидифениламин (ТУ 6-09-07-569-76) применяется в смазочных маслах и топливах в качестве антиокислителя.
Ортофенилендиамин (ТУ 6-09-0512-91) применяется в качестве отвердителя полимерных композиций.
В результате введения указанного модификатора в клеевую композицию происходит увеличение концентрации полярных групп и образование дополнительных химических связей, которые способствуют увеличению подвижности и гибкости макромолекулы натурального каучука, что приводит к более глубокой диффузии ее участков вглубь вулканизата. Этим объясняется повышение прочности при склеивании вулканизованной резины между собой.
Клеевую композицию приготавливают следующим образом.
Натуральный каучук измельчается и вместе с частью растворителя (около 0,2 мас.ч. от общего количества растворителя) загружается в клеемешалку. Остальное количество растворителя вместе с сосновой канифолью загружаются порциями в клеемешалку по мере набухания каучука. Затем осуществляется введение указанного модификатора. Общее время клеесмешения составляет 4,5-5 ч.
Пример приготовления клеевой композиции.
В клеемешалку, содержащую приготовленный известным способом клей резиновый Марки А, включающий в себя натуральный каучук, канифоль сосновую и органический растворитель - нефрас, вводят рассчитанное количество указанного модификатора и перемешивают содержимое 15-20 минут до получения однородной массы.
Получают клеевые композиции 1-8, составы которых приведены в таблице 1.
Клей представляет собой жидкость от светло-серого до коричневого цвета. Клей технологичен, хорошо наносится на поверхность резины.
Были исследованы различные содержания модификатора (табл.2).
Заявленные пределы модификатора 4,6-27,3 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), бутадиеннитрильного каучука (СКН-18) и хлоропренового каучука (Неопрен АС) приведены в табл.2. Для проведения сравнительных испытаний было приготовлено 8 вариантов композиций (по способу, описанному в примере) и композиция по прототипу, представленным 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, из которой видно, что наилучшие результаты получены при использовании состава композиции 2, 4, 5.
Предлагаемая клеевая композиция обеспечивает увеличение прочностных свойств клеевых соединений по сравнению с прототипом. Так прочность клеевого шва при сдвиге при склеивании вулканизованной резины на основе СКЭПТ-40 по прототипу составляет 0,26 МПа, а с использованием предлагаемого модификатора 1,69 МПа.
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 2 минут, после чего производилось плотное прижатие склеиваемых поверхностей.
Таким образом, как видно из табл.2, при использовании в предлагаемой клеевой композиции указанного модификатора в указанных пределах позволяет повысить 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 клея является увеличение концентрации функциональных групп при введении в состав указанного модификатора, что приводит к увеличению полярности макромолекулы и, по-видимому, к упрочнению клеевой пленки.
Таблица 1
Компонент
Содержание компонентов в композиции, мас.ч.
1
2
3
4
5
6
7
8
прототип
Натуральный каучук
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
Канифоль сосновая
10,0
10,0
10,0
10,0
10,0
10,0
10,0
10,0
10,0
Указанный органический растворитель - нефрас
800,0
800,0
800,0
800,0
800,0
800,0
800,0
800,0
800,0
N-нитрозодифениламин
9,1
18,2
27,3
-
-
-
-
-
-
Ортофенилендиамин
-
-
-
4,6
9,1
18,2
-
-
-
Параоксидифениламин
-
-
-
-
-
-
4,6
9,1
-
Таблица 2
Тип подложки
Прочность при сдвиге, МПа
Показатель для композиции
Прототип
1
2
3
4
5
6
7
8
СКИ-3
0,38
1,00
0,49
0,96
0,67
0,68
0,43
0,48
0,32
СКЭПТ-40
1,02
1,23
0,55
1,46
1,69
1,53
0,77
0,78
0,26
СКН-18
0,39
0,78
0,43
0,80
0,97
0,68
0,57
0,55
0,23
Неопрен АС
0,75
0,92
0,84
1,53
0,95
0,47
0,81
0,93
0,34
Технико-экономический эффект, полученный от применения клеевой композиции, заключается в том, что ее применение позволяет значительно повысить качество крепления изделий из вулканизованной резины на основе различных каучуков и улучшить технологические параметры процесса склеивания.