КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ
ADHESIVE COMPOSITION

Изобретение относится к клеевой композиции на основе полимеров и может быть использовано в шинной и резинотехнической промышленности при изготовлении многослойных резинотканевых изделий, в частности резинокордных оболочек и пневматических шин, а также гибких рукавов высокого давления при эксплуатации в агрессивных средах, где необходимы маслобензостойкие материалы.
Известна клеевая композиция (патент RU №2078108, МПК С09J 109/02, опубл. 27.04.97, бюл. №12) с хиноловым эфиром ЭХ-1, включающая каучук СКН-26, адгезионные добавки и растворитель, для склеивания верха текстильной или кожаной обуви с подошвами из ПВХ-пластиката.
Известна клеевая композиция (патент RU №2083626, МПК С09J 153/02, опубл. 10.07.97, бюл. №19) на основе термоэластопластов, включающая хиноловый эфир, для склеивания гибких субстратов, например резины, кожи, текстильных материалов, кожзаменителей и других материалов.
Известные композиции являются клеями холодного отверждения и не могут быть использованы для конфекционной сборки резинокордных изделий с последующей вулканизацией.
Известна клеевая композиция (а.с. №1645274, МПК С09J 109/00, опубл. 30.04.91, бюл. №16), включающая хлоропреновый каучук, окись цинка, канифоль, дибутилфталат, коллоидную кремнекислоту и молекулярный комплекс резорцина с уротропином - РУ, бензин и этилацетат.
Недостатком известной клеевой композиции является неудовлетворительная конфекционная клейкость из-за небольшой концентрации канифоли 4-6 мас.ч., в связи с чем понижена прочность крепления резиновой смесью на основе токсичного бутадиен-нитрильного каучука к корду, обрезиненному резиновой смесью на основе каучуков общего назначения.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату является клеевая композиция (патент RU №2304603, МПК С09J 109/00, опубл. 20.08.07, бюл. №23), включающая хлоропреновый каучук, окись цинка, канифоль, коллоидную кремнекислоту и молекулярный комплекс резорцина с уротропином - РУ, нефрас и этилацетат.
Недостатком известной клеевой композиции является низкий уровень прочности связи между полярными резинами на основе бутадиен-нитрильных каучуков (БНКС) и гидрированного бутадиен-нитрильного каучука (ГБНК), обладающего высокой вязкостью, и кордом, обрезиненным резинами на основе неполярных каучуков.
Предлагаемая клеевая композиция предназначена для склеивания корда, обрезиненного резинами на основе каучуков общего назначения, с резинами на основе каучуков БНКС и ГБНК, а также для склеивания разнополярных резин путем нанесения клеевой композиции на склеиваемые детали при изготовлении многослойных резинокордных изделий.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание клеевой композиции, которая при сохранении повышенной клейкости увеличивает прочность крепления резиновой смеси на основе БНКС, в том числе ГБНК, к синтетическому корду, обрезиненному резиновой смесью на основе каучуков общего назначения.
Технический результат достигается тем, что клеевая композиция, включающая среднекристаллизующийся хлоропреновый каучук, окись цинка, коллоидную кремнекислоту, канифоль, нефрас и этилацетат, содержит бутадиен-нитрильный каучук с поливинилхлоридом, например марки СКН-26-ПВХ-30 (15-30 мас.ч.), и комбинацию модификаторов адгезии: блокированный ε-капролактамом полиизоцианат (1,0-3,0 мас.ч.) и хиноловый эфир, например ЭХ-1 (3,0-10,0 мас.ч.), при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
хлоропреновый каучук
85-70
бутадиен-нитрильный каучук с поливинилхлоридом
15-30
канифоль
40-60
окись цинка
4,0-6,0
блокированный ε-капролактамом полиизоцианат
1,0-3,0
хиноловый эфир
3,0-10,0
коллоидная кремнекислота
10-30
нефрас
277-285
этилацетат
345-365
Предлагаемые компоненты клеевой композиции выпускаются отечественной химической промышленностью.
Увеличение адгезионной прочности между резиновой смесью на основе каучука ГБНК или БНКС и синтетическим кордом, обрезиненным каучуками общего назначения, достигается путем применения:
- эффективного модификатора адгезии химического действия хинолового эфира, например ЭХ-1, в количестве 3,0-10,0 мас.ч., обладающего мощной структурирующей способностью и повышающего упругопрочностные характеристики клеевой пленки и граничных слоев, образующихся из смеси резин субстрата и клея, в комбинации с блокированным ε - капролактамом полиизоцианатом;
- бутадиен-нитрильного каучука с поливинилхлоридом, например марки СКН-26-ПВХ-30, в количестве 15-30 мас.ч., благодаря которому увеличивается диффузия макромолекул клеевой композиции в поверхность субстратов и в комбинации с хлоропреновым каучуком образуются взаимопроникающие пространственные сетки в клеевой пленке в процессе вулканизации. В тоже время каучук марки СКН-26-ПВХ-30 позволяет клеевой композиции лучше совулканизоваться с резиной на основе каучука ГБНК или БНКС.
В совокупности воздействующие факторы способствуют значительному увеличению прочности связи между слоями резинокордного композита.
Хиноловый эфир ЭХ-1 по ТУ 6-09-513-76 представляет собой порошок желтого цвета, растворимый в большинстве растворителей. Применяется как низкотемпературный вулканизующий агент для литьевых композиционных материалов, герметиков и клеевых составов на основе непредельных каучуков.
Блокированный ε-капролактамом полиизоцианат по ТУ 2433-001-03045658-2003 представляет собой темные гранулы и применяется как модификатор адгезии резин к кордным материалам.
Каучук марки СКН-26-ПВХ-30 по ТУ 38.103213-2006 используется для изготовления маслобензостойких резиновых изделий и для частичной замены хлоропренового каучука.
Технологический процесс приготовления предлагаемой клеевой композиции заключается в следующем.
Резиновую смесь для клеевой композиции изготавливают стандартным способом на вальцах.
Расчетное количество подготовленной резиновой смеси загружают в клеемешалку с канифолью сосновой (ГОСТ 19113-84) для набухания в течение 3-4 ч в смеси с этилацетатом, затем добавляют остаток этилацетата с растворенным в нем хиноловым эфиром и нефрас. Смесь перемешивают в течение 2,0-2,5 ч.
По приведенному технологическому процессу изготовлены составы предлагаемой клеевой композиции, отличающиеся количественным соотношением хинолового эфира. Для сравнения известная и предлагаемая клеевые композиции испытаны по существующим методикам.
Составы известной и предлагаемой клеевой композиции приведены в таблице 1.
В таблице 2 представлены результаты прочности связи резины с обрезиненным кордом по ГОСТ 6768-75.
Таблица 1
Состав известной и предлагаемой клеевой композиции
Наименование ингредиента
Содержание мас.ч. на 100 мас.ч. каучука
Известная клеевая композиция
Предлагаемая клеевая композиция
1 вариант
2 вариант
3 вариант
4 вариант
Окись цинка
5
5
5
5
5
Хлоропреновый каучук марки Байпрен 611
100
80
80
80
80
Бутадиен-нитрильный каучук с поливинилхлоридом марки СКН-26-ПВХ-30
-
20
20
20
20
Канифоль сосновая
50
50
50
50
50
Молекулярный комплекс резорцина с уротропином
50
-
-
-
-
Блокированный ε-капролактамом полиизоцианат
-
2
2
2
2
Хиноловый эфир ЭХ-1
-
3
5
7
10
Коллоидная кремнекислота
50,0
20,0
20,0
20,0
20,0
Нефрас
285
285
285
285
285
Этилацетат
365
365
365
365
365
Таблица 2
Прочность связи резины с обрезиненным кордом
Резина и обрезиненный корд
Клеевая композиция
Известная клеевая композиция
Предлагаемая клеевая композиция
1 вариант
2 вариант
3 вариант
4 вариант
1. ГБНК + Русар-75К (арамидный)
6,7
9,3
9,9
9,5
9,4
2. БНКС-26АМН + 35КНТС (капроновый)
4,5
6,3
15,4
10,5
4,8
3. Концентрация по сухому остатку, %
25,4
28,1
27,6
28,3
28,0
4. Устойчивость при хранении, дней
5
15
15
15
15
Результаты испытаний модельных образцов на прочность связи резин на основе каучуков БНКС и ГБНК с обрезиненным кордом (обрезинивание резиновыми смесями на основе каучуков общего назначения) показали, что введение хинолового эфира ЭХ-1 в количестве 3-10 мас.ч. и блокированного ε-капролактамом полиизоцианата в количестве 1-3 мас.ч. в расчете на эластомерную основу клеевой композиции и замена 15-30 мас.ч. хлоропренового каучука на СКН-26-ПВХ-30 увеличивает степень склеивания резин в многослойных резинокордных изделиях за счет увеличения количества химических связей в клеевой пленке и граничных слоях клеевого соединения.
Конфекционная прочность склеивания обрезиненного корда с резинами на основе каучуков БНКС и ГБНК представлена в таблице 3.
Таблица 3
Конфекционная прочность склеивания обрезиненного корда с резиной на клейкометре Бэра гс/см
Эластомерная основа резины
Клеевая композиция
Известная клеевая композиция
Предлагаемая клеевая композиция
1 вариант
2 вариант
3 вариант
4 вариант
БНКС
2500
2820
2820
2830
2820
Тербан С-3446
2500
2640
2640
2640
2640
Полученные результаты прочности склеивания показали, что предлагаемая клеевая композиция не уступает известной композиции по конфекционной прочности.
Использование предлагаемой клеевой композиции в многослойных резинокордных изделиях позволяет увеличить прочность связи между слоями резинокордных изделий и стойкость к разрушению в условиях воздействия агрессивных сред.