КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ
ADHESIVE COMPOSITION

Изобретение относится к контактному клею на основе полихлоропрена и предназначено для склеивания обуви и обувных материалов - кожи, кожзаменителя, резины, ткани, войлока, а также дерева, древесностружечных, облицовочных материалов, пластмасс и резины. Изобретение может быть также использовано в других отраслях хозяйства, где требуется высокая прочность крепления элементов друг к другу.
Известны клеевые композиции, включающие полихлоропреновый каучук, бутилфенолформальдегидную смолу 101К, органический растворитель, а также оксид цинка и оксид магния. В качестве полихлоропренового каучука использован наирит или неопрен. Композиции содержат модификаторы либо пластификаторы, в составе которых использованы отходы, образующиеся при производстве анилина, и, в некоторых случаях, воду (патент РФ №2263128, МПК C09J 111/00, C08L 11/00, опубл. 27.10.2005; патент РФ №2261884, МПК C09J 111/00, C08L 11/00, опубл. 10.10.2005; патент РФ №2278885, МПК C09J 111/00, опубл. 27.06.2006; патент РФ №2279459, МПК C09J 111/00, опубл. 10.07.2006; патент РФ №2279460, МПК С09J 111/00, опубл. 10.07.2006; патент РФ №2279461, МПК C09J 111/00, опубл. 10.07.2006).
Недостаток известных клеевых композиций - использование в их составе отходов производства анилина, в основном кубовых, которые, как известно, полифорны (способны к самовозгоранию при соприкосновении с воздухом).
Известен клей «Момент», в состав которого входят хлоропреновые каучуки, феноло-формальдегидные смолы, эфиры канифоли, противостаритель, добавки, этилацетат, ацетон, алифатические и нафтеновые углеводороды (http://www.avktd.ru/catalog/3 695/3735/product-1063.html).
Недостаток известного клея - наличие ацетона, который относится к списку наркотических и психотропных веществ.
Известен клей «РОПИД-5», применяющийся при ремонте и изготовлении обуви, состоящий из меркапторегулируемого хлоропренового каучука, реакционноспособных смол и оксидов металлов (http://www.sneginca.ru/kley/ropid5.php).
Наиболее близкой к заявляемой является клеевая композиция на основе смеси полихлоропреновых каучуков "Байпрен", включающая также бутилфенолформальдегидную смолу 101К, наполнитель - оксид цинка и оксид магния, противостаритель вулканокс, растворитель. Соотношения компонентов, мас. %, следующие:
полихлоропреновый каучук "Байпрен"243
8,0-11,46
полихлоропреновый каучук "Байпрен"330
2,5-5,0
бутилфенолформальдегидная смола 101К
5,0-6,5
оксид цинка
0,12-0,15
оксид магния
0,6-0,7
противостаритель Вулканокс
0,1-0,12
растворитель
остальное
(Заявка №2003131597/04, МПК C09J 111/00, опубл. 10.05.2005).
Недостаток прототипа - у клея низкая когезионная, адгезионная прочность, низкая термостойкость и нестабильность при хранении в связи с тем, что в композиции отсутствует вода. Кроме того, в композиции применен дорогостоящий противостаритель Вулканокс.
Задачей изобретения является создание экологичной и экономичной клеевой композиции, обладающей хорошими техническими и эксплуатационными характеристиками.
Технический результат - высокая когезионная и адгезионная прочность, термостойкость, стабильность при хранении за счет присутствия воды, а также защита каучуков от ядов (тяжелых металлов) и утомления (механического напряжения) за счет агидола.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается клеевой композицией на основе полихлоропреновых каучуков, включающей бутилфенолформальдегидную смолу, наполнитель - оксид цинка и оксид магния, противостаритель, растворитель. В отличие от прототипа композиция дополнительно содержит воду, причем в качестве полихлоропреновых каучуков содержит смесь полихлоропрена высокой скорости кристаллизации и полихлоропрена средней скорости кристаллизации, а в качестве противостарителя использован агидол при следующем соотношении компонентов, мас. %:
полихлоропрен высокой скорости кристаллизации - 5,0-8,1
полихлоропрен средней скорости кристаллизации - 3,0-10,6
оксид магния - 0,92-1,6
оксид цинка - 0,23-0,6
бутилфенолформальдегидная смола - 4,95-6,15
агидол - 0,1-0,4
вода - 0,06-0,1
растворитель - остальное
Согласно изобретению:
- в качестве полихлоропрена высокой скорости кристаллизации содержит полихлоропреновый каучук SN 243 согласно стандарту Q/SNYF02. 11 - 2009;
- в качестве полихлоропрена средней скорости кристаллизации содержит полихлоропреновый каучук SN 238 согласно стандарту Q/SNYF02. 08 -2009;
- композиция содержит бутилфенолформальдегидную смолу 101К по ТУ 6-10-1261-80;
- композиция содержит Агидол 1 (присадка антиокислительная 4-метил-2,6-дитретичный бутилфенол) по ТУ 38.5901237-90;
- в качестве растворителя содержит смесь нефраса, этилацетата и толуола при их соотношении 2:2:1.
Технический результат достигается благодаря следующему.
Содержание воды в составе клеевой композиции приводит к тому, что высокоплавкие комплексные соединения, получаемые при взаимодействии оксида магния со смолой в присутствии воды в среде толуола, предотвращают разделение клеевой композиции на фазы, что приводит к высокой термостойкости и стабильности клея при хранении. Это в свою очередь повышает также когезионную и адгезионную прочность клеевой композиции. Применение в качестве противостарителя агидола позволяет защитить каучук от ядов (тяжелых металлов) и утомления (механического напряжения).
Авторами на основе испытаний клеевых композиций с использованием различных полихлоропреновых каучуков было установлено, что наиболее оптимальные характеристики клея достигаются при указанном в сущности изобретения составе и соотношении полихлоропреновых каучуков. Диапазоны содержания компонентов выбраны исходя из лабораторных испытаний клеевой композиции при их различном соотношении.
Полихлоропрен высокой скорости кристаллизации 5,0-8,1 мас. %, предпочтительно -5,17% для получения клея требуемой прочности. Испытания показали, что при добавлении полихлоропрена высокой скорости кристаллизации меньше 5,17% вязкость и прочность клеевого шва уменьшается, больше 5,17% - теряется эластичность клеевого шва.
Полихлоропрен средней скорости кристаллизации 3,0-10,6 мас. %, предпочтительно -10,56%. Испытания показали, что при добавлении полихлоропрена средней скорости кристаллизации меньше 10,56% уменьшается смачиваемость, и работа с клеем затрудняется, больше 10,56% - увеличивается время открытой выдержки нанесенного клея при умеренно высокой прочности клеевого соединения.
Бутилфенолформальдегидная смола 101К 4,95-6,15 мас. %, предпочтительно 5,29%. Испытания показали, что при добавлении смолы меньше 5,29% уменьшается адгезия к трудносклеиваемым материалам, больше - начальная скорость схватывания клея и время открытой выдержки уменьшается.
Оксид цинка 0,23-0,6 мас. %, предпочтительно 0,25%. Испытания показали, что при добавлении оксида цинка больше 0,25%, особенно при повышенной температуре, происходит сшивание полихлоропрена, а сшитый каучук труднорастворим.
Оксид магния 0,92-1,6 мас. %, предпочтительно 1,56%. Испытания показали, что при добавлении оксида магния больше 1,56% его избыток после реакции выпадает в осадок, что затрудняет работу; если меньше 1,56% - может происходить преждевременная «подвулканизация» при пластикации.
Агидол 1 (присадка антиокислительная 4-метил-2,6-дитретичный бутилфенол (С15Н240)) необходим для защиты от действия кислорода, тепла, неориентированного трещинообразования, для отсутствия контактного окрашивания. Агидол 1С лучше вулканокса тем, что у него хорошая защита от ядов (тяжелых металлов) для каучука и отличная защита от утомления (механического напряжения). Клей более экономичен. Содержание Агидола 0,1-0,4 мас. %, предпочтительно 0,3-0,4%. Испытания показали, что при добавлении агидола меньше 0,3-0,4% теряется прочность клеевого шва и материал охрупчивается.
Органические растворители российского производства -76,0-77,0% для стабильной вязкости клея, если меньше - вязкость увеличивается, если больше - вязкость клея уменьшается.
Технический результат изобретения достигается всей совокупностью признаков изобретения, определяющих состав и соотношение компонентов клеевой композиции.
Пример конкретного выполнения клеевой композиции.
Для приготовления клеевой композиции брали:
полихлоропреновый каучук SN243 - 5,17%
полихлоропреновый каучук SN238 - 10,56%
оксид магния - 1,56%
оксид цинка - 0,25%
бутилфенолформальдегидная смола 101 К - 5,29%
агидол - 0,4% вода - 0,1%
Органические растворители - 76,67% (смесь нефраса, этилацетата и толуола при их соотношении 2:2:1).
Каучуки пластифицируют на вальцах, при пластификации в каучуки вводят оксид цинка и оксид магния. После вылежки резиновую смесь дробят на дробильной машине (размер частиц 1,5-2,0 мм), далее измельченный каучук подают в клееприготовительное отделение. Клеевую композицию получают путем последовательного смешения каучуков, смол, модифицирующих добавок и органических растворителей в смесителе. Общее время смешения клеевой композиции 8-16 часов.
Технические характеристики полученного состава приведены ниже (прочность склеивания субстратов при расслаивании оценивают по ГОСТ 28966.1).
1. Внешний вид - однородная масса светло- желтого цвета.
2. Сухой остаток -23,4%
3. Вязкость по Брукфильду - 3180 ср
4. Прочность на расслоение, кирза+кожвалон
ч/з 1 час - 32,5 н/см
ч/з 24 часа -38,8 н/см
Заявляемая клеевая композиция имеет высокие технические характеристики.
Таким образом, предложенное изобретение позволяет получить экологичную клеевую композицию, обладающую хорошими техническими и эксплуатационными характеристиками и невысокой себестоимостью.