СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ РЕЗИН ДРУГ К ДРУГУ
METHOD OF GLUING RUBBER

Изобретение относится к способу крепления вулканизованных резин друг к другу и может быть использовано в резиновой промышленности.
Известен способ склеивания резин с металлом путем нанесения на склеиваемые поверхности клеящего материала, содержащего 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 данный способ, хотя и обеспечивает высокую прочность при склеивании изделий из резин с металлом, требует предварительного нанесения подслоя адгезива Хемосил и последующей вулканизации, что усложняет технологию.
Известен способ склеивания резин с металлом с помощью клеевого подслоя для крепления резин к металлу при вулканизации, включающего 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 данный способ требует предварительного нанесения грунта на склеиваемые поверхности.
Наиболее близким является способ крепления резин друг к другу и к металлам путем нанесения на склеиваемые поверхности клея резинового 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 данный способ 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 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.
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 натурального каучука и последующего контактирования поверхностей, причем перед нанесением на поверхность в клей дополнительно вводят модификатор, выбранный из ряда N-нитрозодифениламин, ортофенилендиамин или параоксидифениламин в количестве 0,5-3,0 мас.ч. на 100 мас.ч. клея, и после нанесения клея осуществляют сушку клеевой пленки при комнатной температуре в течение 1-2 минут и контактирование склеиваемых поверхностей проводят под грузом в течение 24 часов.
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 взаимодействия указанного модификатора с макромолекулой натурального каучука происходит увеличение концентрации полярных групп, 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.
Заявленные пределы количеств вводимого модификатора обусловлены тем, что при уменьшении указанных дозировок адгезионная прочность при склеивании снижается, при увеличении не происходит дальнейшего повышения прочности.
Способ крепления резин друг к другу осуществляется следующим образом.
В клей на основе натурального 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-18) и хлоропренового каучука (Неопрен АС) друг к другу. 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 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 указанного модификатора (табл.1).
Способ иллюстрируется следующим примером.
Пример 1. В клеевую композицию на основе натурального 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 СКИ-3, СКЭПТ-40, СКН-18, Неопрен АС друг к другу. 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 и выдерживание под грузом 2 кг в течение 24 часов. После этого определяли предел прочности при сдвиге.
Как видно из табл.1, 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 СКЭПТ-40 по прототипу составляет 0,26 МПа, а с использованием предлагаемого модификатора - 1,69 МПа.
Таблица 1
Тип подложки
Прочность при сдвиге, МПа
Тип модификатора
Прототип клей резиновый Марки А
N-нитрозодифенил-амин
Ортофенилендиамин
Параокси-дифениламин
Содержание модификатора, мас.ч. на 100 мас.ч. клея
1,0
2,0
3,0
0,5
1,0
2,0
0,5
1,0
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
Нами установлено, что причиной повышения адгезионных показателей клея является увеличение концентрации функциональных групп при введении в состав модификатора, что приводит к увеличению полярности макромолекулы и, по-видимому, к упрочнению клеевой пленки.
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.