клеевой подслой для крепления резин к металлу при вулканизации

Формула изобретения

Клеевой подслой для крепления резиновых смесей к металлу при вулканизации, включающий хлорированный натуральный каучук, наполнители, стабилизатор, фенольную смолу, фенолформальдегидную смолу резольного типа, смачиватель, уротропин, растворитель - смесь ксилола с метилизобутилкетоном при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хлорированный натуральный каучук	7-15
Фенольная смола	3-10
Фенолформальдегидная смола резольного типа	0,01-0,1
Стабилизатор	0,01-0,1
Наполнители	5,5-14,5
Уротропин	1-3
Смачиватель	0,01-0,1
Смесь ксилола с метилизобутилкетоном	Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к получению клеевых подслоев (клеевых грунтов) на основе хлорсодержащих каучуков, применяемых для крепления резин на основе натурального, изопренового, бутадиенового, бутадиен-нитрильного, бутадиен-стирольного, хлоропренового и бутилкаучука к металлу в процессе вулканизации и может быть использовано при изготовлении резинометаллических изделий для автомобильной промышленности.

Известен клеевой подслой под хлоропреновые клеи, включающий хлорированный натуральный каучук, пластификатор, наполнитель, растворитель и дополнительно эпоксидную смолу, меламин и циануровую кислоту (а.с. №503893). Однако он предназначен как подслой только для хлоропреновых клеев и не обеспечивает достаточной прочности склеивания.

Известна клеевая композиция для соединения резины со стальной подложкой, включающая хлорированный натуральный каучук, бромированный дихлорполибутадиен, п-хинондиоксим, технический углерод и органические растворители; для повышения прочности содержит серу и фосфит свинца (а.с. №1799393). Эта композиция имеет достаточно высокую прочность, но содержит вредные соединения свинца.

Известен универсальный клеевой подслой Хемосил 211 производства фирмы "Хенкель", применяемый с различными клеями Хемосил для соединения в процессе вулканизации резиновых смесей с арматурой. Он обладает высокими техническими характеристиками, но является дорогостоящим.

Задачей изобретения является достижение высокой прочности крепления резин к металлам, придание клеевому подслою универсальности, коррозионостойкости, исключение из состава клеев хлорсодержащих токсичных растворителей, удешевление продукта.

Поставленная задача достигается тем, что клеевой подслой для крепления резиновых смесей к металлу при вулканизации включает хлорированный натуральный каучук, наполнители, стабилизатор, фенольную смолу, фенолформальдегидную смолу резольного типа, смачиватель, уротропин, растворитель - смесь ксилола с метилизобутилкетоном при следующем соотношении компонентов, мас.%:

хлорированный натуральный каучук	7-15
фенольная смола	3-10
фенолформальдегидная смола резольного типа	0,01-0,1
стабилизатор	0,01-0,1
наполнители	5,5-14,5
уротропин	1-3
смачиватель	0,01-0,1
смесь ксилола с метилизобутилкетоном	остальное

В качестве растворителя используют смесь ксилола с метилизобутилкетоном.

В качестве фенольной смолы композиция содержит так называемые смолы фенольного типа, например смолу алкилфеноламинную 101М, СТ-2116, смолы октофор N, октофор 10S и др.

В качестве фенолформальдегидной смолы резольного типа композиция содержит смолы марок ФРВ-1А, СФ-342А, СФ-381, СФ-381Ф и др.

В качестве стабилизатора композиция содержит стабилизатор фенольного типа, например, агидол 1, агидол 20, или эпоксидную диановую смолу, например, марки ЭД-20 и др.

В качестве смачивателя композиция содержит различные традиционно используемые вещества, такие как некаль, триэтаноламин, алкилсульфат натрия, Texanop 283 и др. В качестве наполнителей композиция содержит различные наполнители, например технический углерод, диоксид титана, оксид магния и оксид цинка.

Клеевой подслой (грунт) получают совмещением двух предварительно приготовленных растворов: хлорированного натурального каучука в ксилоле и раствора смол в метилизобутилкетоне. После интенсивного перемешивания часть полученного раствора загружают в бисерную мельницу и перетирают с наполнителями и уротропином до получения однородной массы со степенью перетира не более 30 мкм. Добавляют оставшуюся часть раствора, смачиватель и выгружают.

Клеевой подслой (грунт) является универсальным клеевым подслоем для клеев марки Хемосил фирмы "Хенкель". В процессе вулканизации он осуществляет крепление резиновых смесей на основе натурального, изопренового, бутадиен-стирольного и бутилкаучука со стальной арматурой и является однослойным адгезивом для резин на основе бутадиен-нитрильных каучуков.

В таблице 1 приведены примеры композиций по изобретению.

Испытания клеевого подслоя проводят в лабораторных условиях на грибках следующим образом: на отдробеструенную, обезжиренную и высушенную в течение 20 мин металлическую поверхность кистью наносят один слой грунта и сушат при (23±5)°С в течение 30 мин. Затем наносят клей и сушат в том же режиме. Образцы вулканизуют при (143±1)°С в течение 20 мин. Прочность связи на равномерный отрыв определяют по ГОСТ 209-75, метод В.

Технические характеристики полученных композиций приведены в табл.2.

Прочность связи резины 5026 на основе бутадиен-нитрильного каучука с металлом при норме 24 кгс/см² с использованием грунта составляет от 40 до 45 кгс/см². Образцы вулканизуют при 175°С в течение 6 мин.

Таблица 1
Наименование ингредиента	Рецептура в мас.%
	1	2	3	4
Хлорированный натуральный каучук	7,0	10,0	12,0	15,0
Фенольная смола СТ-381	10,0	8,0	6,0	3,0
Резольная смола СФ-381	0,1	0,01	0,01	0,1
Стабилизатор-Эпоксидная смола ЭД-20	0,01	0,01	0,01	0,1
уротропин	3,0	1,0	2,0	1,0
Наполнители:
технический углерод	1,0	2,0	3,0	2,5
Белая сажа	2,5	4,0	6,0	8,0
Оксид магния	1,0	2,0	1,5	1,0
Оксид цинка	1,0	2,0	1,5	1,0
Смачиватель - Texanop 283	0,01	0,01	0,1	0,1
Ксилол нефтяной и метилизобутилкетон	остальное

Таблица 2
	Результаты испытаний
Наименование показателя
	1	2	3	4
Вязкость (Брукфильд LVT, шпиндель №2, скорость 30 об/мин, температура 25°С) мПа.с(спз)	40	70	86,5	100
Вязкость по вискозиметру ВЗ-246 (диаметр сопла 4 мм) при 20°С, с	14	17	18	20
Прочность связи резины ИРП 1347-2 при равномерном отрыве кг/см2 в системе: - первый слой предлагаемого грунта - второй слой Хемосил 222 при норме не менее 40 кг/см2	55,0	62,7	63,8	65,6
Характер разрыва	p.	p.	p.	p.

Промышленные испытания клеевого подслоя проведены при производстве резинометаллических деталей для автомобильной промышленности. Для этого гомогенизированный путем интенсивного перемешивания клеевой подслой наносился на очищенную и высушенную поверхность металла промазыванием, погружением или напылением. На прочную и неклейкую пленку, образуемую после сушки в течение 30 минут при температуре (23±5)°С, наносился клей Хемосил 222, который сушился при том же режиме. Режим вулканизации деталей соответствовал режиму вулканизации используемой резиновой смеси.

Технических затруднений при нанесении грунта и клея, а также при вулканизации деталей не наблюдалось. Результаты промышленных испытаний приведены в таблице 3.

Таблица 3
Номер детали	Марка резиновой смеси	Разрушающая нагрузка сцепления резины с металлом, кгс, не менее
		Значение	Результаты испытаний
2108-1001046-10	7-57-1008	350	Более 800; более 800; более 800
2108-1001033-10	7-57-1008	400	Более 800; более 800; более 800
2101-2904070	7-57-9003	50	120-114-124
2123-2202120	57-1016	525	640-654-704; 650-696-616
2123-1801010	7-57-1008	600	1300-1400-1200
2112-1001310	57-1023	204	600-680-730
2217-2904152	57-2012	1200	1200-1250-1400
2121-1001020	57-1003	650	1100-1050-1050
2101-2202120	57-1016	420	428-533-514; 628-500-608
2121-1001045-01	57-1008	400	Более 800; более 800; более 800
2101-2202120 после 5 суток	57-1016	420	606-540-570
хранения			540-468-610
покрытой арматуры			570-558-560
2108-2902822	7-57-3060	Не должно быть разрывов	Соответствует

Как видно из данных таблицы 3, применение клеевого подслоя (грунта) придает высокую прочность креплению резин на основе различных каучуков к металлу.