способ крепления резин друг к другу

Формула изобретения

Способ крепления вулканизованных резин на основе одного каучука друг к другу путем нанесения на склеиваемые поверхности раствора на основе хлорированного натурального каучука в органическом растворителе, сушки и последующего контактирования поверхностей, отличающийся тем, что в качестве каучука используют предварительно озонированный в течение 0,5-2,0 ч при комнатной температуре каучук с получением продукта с кислотным числом 9,14-30,87 мг КОН/г, а в качестве растворителя - этилацетат и нанесение клея осуществляют в две стадии с сушкой клеевой пленки при комнатной температуре в течение 10 мин после нанесения первого слоя и в течение 1-2 мин после нанесения второго слоя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу крепления вулканизованных резин друг к другу, и может быть использовано в резиновой промышленности.

Известен способ крепления резин на основе натурального, бутадиен-стирольного, бутадиен-акрилонитрильного каучуков к стальной подложке (Пат. № 1799393 СССР, кл. C09J 115/02; Опубл. 05.02.88).

Однако такой способ предназначен для крепления резин к металлу при вулканизации.

Известен способ крепления резин на основе натурального, изопренового, бутадиенового, бутадиен-нитрильного, бутадиен-стирольного, хлоропренового и бутилкаучука к металлу (Пат. 2266940 Россия, C09J 115/02; Опубл. 27.12.2005).

Однако такой способ предусмотрен для крепления резин к металлу при вулканизации и требует нанесения клеевого подслоя в сочетании с клеем марки Хемосил.

Известен способ крепления резин на основе различных каучуков с металлом в процессе вулканизации, отличающийся последовательным нанесением Хемосила 211 и клеевого состава (Пат. 2266943 Россия, C09J 175/02; Опубл. 27.12.2005).

Однако данный способ предназначен для горячего крепления сырых резиновых смесей к металлу и требует предварительного нанесения Хемосила и последующего нанесения клеевого подслоя.

Наиболее близким является способ склеивания вулканизованных резин между собой, который заключается в одноразовом нанесении приготовленного клея на подготовленную поверхность резины, сушке клеевой пленки при комнатной температуре (20°C) в течение 1-2 минут и плотном прижатии склеиваемых поверхностей, причем в качестве клеевой композиции используют хлорированный натуральный каучук марки CR-20 в толуоле, эпоксидную диановую смолу ЭД-20 в количестве 5-15 масс.ч. и дополнительно в качестве модификатора ФБМ в количестве 3-10 масс.ч. (Пат. 2435818 Россия, C09J 115/02; Опубл. 10.12.2011).

Однако данный способ не обеспечивает высокой прочности склеивания резин друг с другом и требует использования более сложной рецептуры.

Задача: разработка способа крепления резин друг к другу, обеспечивающего повышенную прочность склеивания вулканизованных резин друг с другом.

Техническим результатом является обеспечение повышенной прочности клеевого шва при креплении вулканизованных резин друг с другом.

Поставленный технический результат достигается тем, что способ крепления вулканизованных резин на основе одного каучука друг к другу путем нанесения на склеиваемые поверхности раствора на основе хлорированного натурального каучука в органическом растворителе, сушки и последующего контактирования поверхностей, причем в качестве каучука используют предварительно озонированный в течение 0,5-2,0 часов при комнатной температуре каучук с получением продукта с кислотным числом - 9,14-30,87 мг KOH/г, а в качестве растворителя - этилацетат и нанесение клея осуществляют в две стадии с сушкой клеевой пленки при комнатной температуре в течение 10 минут после нанесения первого слоя и в течение 1-2 минут после нанесения второго слоя.

Хлорированный натуральный каучук (ТУ 6-01-1092-76) марок CR-10, CR-20, S-20 является основным пленкообразующим в клеях-растворах.

Органический растворитель: этилацетат (ГОСТ 8981-78).

Использование озонированного каучука значительно повышает адгезионные свойства клеевой композиции. Это происходит за счет увеличения содержания в клеевой композиции функциональных групп. Этим объясняется повышение прочности при склеивании вулканизованных резин друг с другом.

Заявленные временные пределы озонирования обусловлены тем, что при уменьшении времени озонирования происходит предварительная деструкция макромолекул каучука, вследствие чего адгезионная прочность при склеивании резин друг к другу снижается, увеличение времени озонирования не приводит к росту адгезионной прочности.

Способ крепления резин друг к другу осуществляется следующим образом.

Перед нанесением раствора на основе хлорированного натурального каучука (ХНК) и этилацетата на склеиваемые поверхности, указанный каучук предварительно озонировали при комнатной температуре в озонной камере при концентрации озона 5·10^-5. 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. Двухразовое нанесение приготовленного клея на подготовленную поверхность, сушка клеевой пленки при комнатной температуре (20°C) в течение 10 минут после нанесения первого слоя и 1-2 минут после нанесения второго, после чего производилось плотное прижатие склеиваемых поверхностей и выдержка 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 марки хлорированного натурального каучука при различном времени озонирования (табл.1).

Способ иллюстрируется следующим примером.

Пример 1. Перед нанесением раствора на основе хлорированного натурального каучука марки CR-10 в этилацетате на склеиваемые поверхности, указанный каучук предварительно озонировали в течение 1 часа при комнатной температуре в озонной камере при концентрации озона 5·10^-5. Затем определяют кислотное число продукта (патент RU 2373998, МКИ B01J 39/20, C08J 11/04, опубл. 27.11.2009; Калинина Л.С. Анализ конденсационных полимеров. - М.: Химия, 1984. - 296 с.), которое представлено в таблице 1. Данный способ применяли для крепления вулканизованных резин на основе СКИ-3, СКЭПТ-40, СКН-18М и Неопрен АС друг к другу. Двухразовое нанесение приготовленного клея на подготовленную поверхность, сушка клеевой пленки при комнатной температуре в течение 10 минут после нанесения первого слоя и 1-2 минут после нанесения второго, после чего производилось плотное прижатие склеиваемых поверхностей и выдерживание под грузом 2 кг в течение 24 часов. После этого определяли предел прочности при сдвиге.

Пример 2. Получают клеевые соединения как описано в примере 1, но в качестве основы клея используют предварительно озонированный в течение 1 часа при комнатной температуре хлорированный натуральный каучук марки CR-20.

Пример 3. Получают клеевые соединения как описано в примере 1, но в качестве основы клея используют предварительно озонированный в течение 1 часа при комнатной температуре хлорированный натуральный каучук марки S-20.

Пример 4 аналогичен примеру 1, но каучук предварительно озонируется в течение 0,5 часа.

Пример 5 аналогичен примеру 3, но каучук предварительно озонируется в течение 0,5 часа.

Пример 6 аналогичен примеру 1, но каучук предварительно озонируется в течение 1,5 часа.

Пример 7 аналогичен примеру 3, но каучук предварительно озонируется в течение 1,5 часа.

Пример 8 аналогичен примеру 1, но каучук предварительно озонируется в течение 2 часов.

Пример 9 аналогичен примеру 3, но каучук предварительно озонируется в течение 2 часов.

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 СКИ-3 клеем на основе озонированного хлорированного натурального каучука марки CR-10 по прототипу составляет 0,239 (прототип), а с использованием озонированного ХНК 0,268 МПа (состав 1).

Нами установлено, что причиной повышения адгезионных показателей клеевой композиции является реакционная способность макрорадикалов, образующихся при озонировании, что приводит к упрочнению клеевой пленки.

Таблица 1
Тип подложки	Показатель для композиции
Прототип	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Время озонирования, час
0	1,0	0,5	1,5	2,0
Кислотное число, мг KOH/г
10,229	11,105	9,142	13,124	21,648	28,132	20,359	21,620	21,058	15,134
СКИ-3	0,204	0,268	0,282	0,256	-	-	0,260	0,276	0,244	0,269
СКЭПТ-40	0,220	0,278	0,265	0,313	-	0,257	-	-	-	-
СКН-18	0,434	0,435	-	0,878	0,279	-	0,291	-	-	0,803
Неопрен АС	0,485	0,389	0,388	0,885	-	-	-	-	-	-

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.