клеевая композиция

Формула изобретения

Клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук наирит ДП, бутилфенолформальдегидную смолу 101К, воду, оксид цинка, оксид магния, органический растворитель, представляющий собой смесь этилацетата и нефраса, модификатор, отличающаяся тем, что она в качестве модификатора содержит модифицированное углеродное волокно размером 2-3 мм, предварительно полученное путем пиролиза при 400°С в течение 30 мин поливинилспиртового волокна, обработанного боратом метилфосфита с последующей обработкой при температуре 80°С полученного углеродного волокна смесью бората метилфосфита и триэтаноламина в массовом соотношении 1:2 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Полихлоропреновый каучук наирит ДП	90,0
Бутилфенолформальдегидная смола 101K	90,0
Вода	3,0
Оксид цинка	5,0
Оксид магния	11,0
Указанный органический растворитель	800,0
Указанное модифицированное углеродное волокно	1,0-5,0

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к клеевым композициям на основе хлоропренового каучука и может быть использовано в резиновой промышленности при склеивании вулканизованных резин на основе различных каучуков друг с другом.

Известна клеевая композиция, включающая хлоропреновый каучук, тиурам, оксид цинка, в качестве смолы продукт совместной конденсации фенола ацетальдегида и ацетанафтена и растворитель (Авторское свидетельство СССР № 1579920, кл. C09J 111/00; опубл. 23.07.90). В качестве растворителя используют смесь этилацетата и бензина.

Однако данная клеевая композиция не обеспечивает достаточно высокой прочности при склеивании изделий из вулканизованной резины.

Известна клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук, эпоксидную смолу, низкомолекулярный бутадиеннитрильный каучук, третичный амин, растворитель (Авторское свидетельство СССР № 685673, кл. C08L 11/00; опубл. 15.09.79).

Однако данная клеевая композиция имеет низкую прочность при склеивании резиновых изделий на основе различных каучуков.

Известна клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук, бутилфенолформальдегидную смолу, сополимер стирола и пиперилена канифоль, этерифицированную глицерином; канифоль сосновую, дифенилгуанидин, 2,2-дибензтиазолдисульфид, оксид цинка, оксид магния; органический растворитель (Пат. 2028358 Россия, МКИ⁶ C09J 111/00; опубл. 09.02.95).

Однако указанная клеевая композиция, хотя и имеет схожий состав, предназначена для склеивания изделий из ферритов.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук наирит ДП, бутилфенолформальдегидную смолу 101К, воду, оксид цинка, оксид магния, модификатор и органический растворитель, представляющий собой смесь этилацетата и нефраса. В качестве модификатора используют борат метилфосфита (Пат. 2393194 Россия, C09J 111/00; опубл., 27.06.10).

Однако указанная клеевая композиция обладает недостаточной прочностью при склеивании вулканизованной резины между собой.

Задача: разработка состава клеевой композиции, обладающей повышенной прочностью при склеивании вулканизованной резины между собой.

Техническим результатом является повышение прочности при склеивании вулканизованной резины между собой.

Поставленный технический результат достигается тем, что клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук наирит ДП, бутилфенолформальдегидную смолу 101К, воду, оксид цинка, оксид магния, органический растворитель, представляющий собой смесь этилацетата и нефраса, модификатор, причем она в качестве модификатора содержит модифицированное углеродное волокно размером 2-3 мм, предварительно полученное путем пиролиза при 400°C в течение 30 мин поливинилспиртового волокна, обработанного боратом метилфосфита с последующей обработкой при температуре 80°C полученного углеродного волокна смесью бората метилфосфита и триэтаноламина в массовом соотношении 1:2 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: полихлоропреновый каучук наирит ДП - 90,0, бутилфенолформальдегидная смола 101К - 90,0, вода - 3,0, оксид цинка - 5,0, оксид магния - 11,0, указанный органический растворитель - 800,0, указанное модифицированное углеродное волокно - 1,0-5,0.

Полихлоропреновый каучук наирит ДП (ТУ-601781-73) является основным пленкообразующим в клеях-растворах.

Бутилфенолформальдегидная смола 101К (ТУ-60004691277193-97).

Вулканизующая группа: оксид цинка (белила цинковые), 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 (ГОСТ 3840167109-92).

Модифицированное углеродное волокно размером 2-3 мм - получено путем пиролиза при 400°C в течение 30 минут поливинилспиртового волокна, обработанного боратом метилфосфита с последующей обработкой при температуре 80°C полученного углеродного волокна смесью бората метилфосфита и триэтаноламина в массовом соотношении 1:2.

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 углеродного волокна 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.

При использовании в клеевой композиции модифицированного углеродного волокна значительно повышаются адгезионные свойства клеевой композиции. В результате модификации волокон на их поверхности содержаться 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.

Клеевую композицию приготавливают следующим образом.

Вначале приготавливают резиновую смесь 31С-1-ДП - смесь наирита ДП, оксида магния, оксида цинка (ЕТР 8857-91) в резиносмесителе в течение 10 мин, при этом температура смесителя постепенно повышается (по мере ввода компонентов смеси) от 50°C до 85°C. После выгрузки смеси при температуре 105°C осуществляют ее листование в течение 5 мин. Затем разогретая резиновая смесь с частью растворителя (около 0,1 части от общего количества растворителя) загружается в клеемешалку. Остальное количество растворителя вместе с другими ингредиентами клеевой композиции бутилфенолформальдегидной смолой, водой, модифицированным углеродным волокном загружаются порциями в клеемешалку по мере набухания резиновой смеси. Общее время клеесмешения составляет 4,5-5 час, при этом введение модифицированного углеродного волокна может быть осуществлено после приготовления клеевой композиции на основе остальных компонентов.

Пример приготовления клеевой композиции. В клеемешалку, содержащую приготовленную клеевую композицию описанным выше способом, включающую в себя полихлоропреновый каучук наирит ДП, бутилфенолформальдегидную смолу 101К, оксид цинка, оксид магния, воду и органический растворитель, вводят рассчитанное количество модифицированного углеродного волокна и перемешивают содержимое 5-10 минут до получения однородной массы.

Получают клеевые композиции 1-3, составы которых приведены в таблице 1.

Клей представляет собой светло-серую жидкость. Клей технологичен, хорошо наносится на поверхность резины.

Были исследованы различные содержания модифицированного углеродного волокна (табл.2). Заявленные пределы модифицированного углеродного волокна 1,0-5,0 обусловлены тем, что при увеличении или уменьшении указанных дозировок адгезионная прочность при склеивании снижается.

Сравнительные испытания прочностных свойств клеевых составов по всем вариантам заявленной композиции и контрольному примеру при склеивании вулканизованной резины на основе полиизопренового каучука (СКИ-3) и бутадиеннитрильного каучука (СКН-18М) и хлоропренового каучука (Неопрен АС) приведены в табл.2. Для проведения сравнительных испытаний было приготовлено 3 варианта композиций (по способу, описанному в примере) и композиция по прототипу, представленным в таблице 1.

Предлагаемые композиции исследовались на адгезионную прочность при сдвиге, достигаемую при выдерживании под грузом 2 кг, при комнатной температуре (20°C) в течение 24 часов.

Адгезию при сдвиге определяли на разрывной машине МРС - 250 (РТМ 12126-88). Технология склеивания образцов следующая. Одноразовое нанесение приготовленного клея на подготовленную поверхность, сушка клеевой пленки при комнатной температуре (20°C) в течение 1-2 минут, после чего производилось плотное прижатие склеиваемых поверхностей.

Как видно из табл.2, предлагаемые клеевые композиции обеспечивают увеличение прочностных свойств клеевых соединений по сравнению с прототипом. Так прочность при сдвиге клеевого шва при склеивании вулканизованной резины на основе Неопрен АС по прототипу составляет 1,22 МПа, а с использованием модифицированного углеродного волокна 1,96 МПа (состав 3).

Таким образом, как видно из табл.2 использование в предлагаемой клеевой композиции модифицированного углеродного волокна в указанных пределах повышает прочность при склеивании изделий из вулканизованной резины между собой, что обусловлено его участием в повышении адгезионных свойств клея.

Таблица 1
Компоненты	Содержание компонентов, мас.ч., в композиции
1	2	3	Прототип
Полихлоропреновый каучук наирит ДП	90,0	90,0	90,0	90,0
Бутилфенолформальдегидная смола 101К	90,0	90,0	90,0	90,0
Вода	3,0	3,0	3,0	3,0
Оксид цинка	5,0	5,0	5,0	5,0
Оксид магния	11,0	11,0	11,0	11,0
Органический растворитель (смесь этилацетата и нефраса в процентном соотношении 50:50)	800,0	800,0	800,0	800,0
Модифицированное углеродное волокно	1,0	3,0	5,0	-
Борат метилфосфита	-	-	-	30,0

Таблица 2
Тип подложки	Прочность при сдвиге, МПа
Показатель для композиции	Прототип
1	2	3
СКИ-3	1,23	1,33	1,31	1,30
СКН-18М	0,71	0,65	0,74	0,61
Неопрен АС	1,89	1,75	1,96	1,22

Нами установлено, что причиной повышения адгезионных показателей клеевых композиций является увеличение когезионной прочности клеевой пленки при введении в состав указанного модифицированного углеродного волокна, а также его частичное проникновение в поверхностные слои резины.

Применение предлагаемой клеевой композиции позволяет значительно повысить качество крепления изделий из вулканизованной резины между собой.