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 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. С69J 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, заключающийся в том, что на склеиваемые поверхности резин наносят клей на основе полихлоропренового каучука с последующим контактированием поверхностей. Используют наирит НТ или наирит ДП в сочетании с бутилфенолформальдегидной смолой в клее марки 88НТ или 88СА. Перед нанесением в клей дополнительно вводят 1-3 мас.ч. модификатора - бората метилфосфита - на 100 мас.ч. клея. Затем осуществляют сушку клеевой пленки при комнатной температуре в течение 1-2 мин и контактирование склеиваемых поверхностей проводят под грузом в течение 24 ч. (Патент №2401289, кл. С09J 5/00; Опубл. 10.10.10).
Однако данный способ не обеспечивает достаточно высокую прочность при склеивании изделий из вулканизованной резины между собой.
Задача: разработка способа крепления резин друг к другу, обеспечивающего повышенную прочность при склеивании вулканизованной резины между собой.
Техническим результатом является повышение прочности при склеивании вулканизованной резины между собой.
Поставленный технический результат достигается тем, что в способе крепления вулканизованных резин друг к другу наносят на склеиваемые поверхности клей на основе полихлоропренового каучука наирит НТ или наирит ДП в сочетании с бутилфенолформальдегидной смолой и модификатором, добавляемым в клей марок 88НТ или 88СА перед нанесением его на поверхность с последующей сушкой клеевой пленки при комнатной температуре в течение 1-2 минут и контактированием поверхностей под грузом в течение 24 часов, причем в качестве модификатора используют модифицированное углеродное волокно размером 2-3 мм в количестве 0,1-0,5 мас.ч. на 100 мас.ч. клея, полученное путем пиролиза при 400°С в течение 30 мин поливинилспиртовых волокон, обработанных боратом метилфосфита с последующей обработкой при 80°С в течение 4 часов полученного углеродного волокна смесью бората метилфосфита и триэтаноламина в массовом отношении 1:2.
Клей 88НТ (ТУ2252-033-45539771-2000) в состав которого входит (мас.ч.): полихлоропреновый каучук наирит НТ - 100, бутилфенолформальдегидная смола 101К - 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 (мас.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 101К (ТУ-60004691277193-97).
Вулканизующая группа: оксид цинка (белила цинковые ГОСТ 202-84), оксид магния (жженая 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).
Углеродное волокно размером 2-3 мм, полученное на основе поливинилспиртовых волокон, предварительно обработанных боратом метилфосфита, путем пиролиза при 400°С в течение 30 мин.
Борат метилфосфита представляет собой вязкую неокрашенную жидкость, хорошо растворимую в воде, диметилформамиде, ацетоне, спиртах (пат.№2190697). Широко известен как ингибитор горения.
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.
Для модификации углеродных волокон предварительно получают смесь путем смешения бората метилфосфита и триэтаноламина в массовом соотношении 1:2, при комнатной температуре, которая представляет собой прозрачную вязкую массу светло-желтого цвета.
Модификацию углеродного волокна осуществляли путем его обработки смесью бората метилфосфита и триэтаноламина в массовом соотношении 1:2 при 80° в течение четырех часов.
При использовании в клеевой композиции модифицированного углеродного волокна значительно повышаются адгезионные свойства клеевой композиции. В результате модификации волокон на их поверхности содержатся функциональные группы, способные вступать во взаимодействие с макромолекулой пленкообразующего полимера. Кроме того, повышение прочности сцепления клея с резиной происходит за счет эффекта «механического заклинивания» углеродных волокон в массиве склеиваемых вулканизованных резин. Кроме того, наблюдается повышение когезионной прочности клеевой пленки.
Этим объясняется повышение прочности при склеивании вулканизованной резины между собой.
Способ крепления резин друг к другу осуществляется следующим образом.
В клей на основе полихлоропренового каучука перед нанесением на склеиваемые поверхности вводят рассчитанное количество модифицированных углеродных волокон 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. Производились 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 модифицированных указанных волокон 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 модифицированных указанных волокон и перемешивают содержимое 5-10 минут до получения однородной массы. Данный способ применяли для крепления вулканизованных резин на основе СКЭПТ-40 и Неопрен АС друг к другу. Производились 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 (табл.1).
Пример 2. Получают клеевые соединения как описано в примере 1, но в качестве клея используют клей марки 88СА. В качестве подложки используют вулканизованные резины на основе СКИ-3, СКН-18М и Неопрен АС (табл.2).
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 Неопрен АС клеем марки 88СА по прототипу составляет 1,22 МПа, а с использованием предлагаемого модификатора 1,96 МПа.
Нами установлено, что причиной повышения адгезионных показателей клеевых композиций является увеличение когезионной прочности клеевой пленки при введении в состав модифицированных углеродных волокон, а также их частичное проникновение в поверхностные слои резин.
Таблица 1
Тип подложки
Прочность при сдвиге, МПа
Содержание модификатора, мас.ч. на 100 мас.ч. клея
Прототип
0,1
0,3
0,5
СКЭПТ-40
1,30
1,35
1,24
1,27
Неопрен АС
1,80.
1,57
1,72
0,98
Таблица 2
Тип подложки
Прочность при сдвиге, МПа
Содержание модификатора, мас.ч. на 100 мас.ч. клея
Прототип
0,1
0,3
0,5
СКИ-3
1,23
1,33
1,31
1,30
СКН-18М
0,71
0,65
0,74
-
Неопрен АС
1,89
1,75
1,96
1,22
Технико-экономический эффект, полученный от применения клеевой композиции, заключается в том, что ее применение позволяет значительно повысить качество крепления изделий из вулканизованной резины между собой.