АДГЕЗИВНЫЙ СОСТАВ Российский патент 2002 года по МПК C09J161/02 C09J183/08 C09J183/06 

Изобретение относится к клеям, а именно к адгезивным составам для обеспечения крепления резин из фторкаучука к металлам в процессе вулканизации.

Известно, что крепление резин на основе фторэластомеров к металлическим поверхностям достигается с использованием клеев Хемосил 511, Хемосил Х 5130 и Хемосил 512.

В состав клея Хемосил 511 входят кремнийсодержащие соединения в растворе этилового спирта. Формула кремнийсодержащего соединения не приводится (Special products for the rubber industry. Henkel KGaA. SPK 7/90). Хемосил Х 5130 близок по составу к Хемосил 511, разбавление клея можно проводить изопропиловым спиртом с содержанием воды не более 2 вес.% (Henkel KGaA, R-A1).

Основу клея Хемосил 512 составляют силаны и смолы в метилэтилкетоне, которые не конкретизируются ( Henkel KGaA, SPK 10/90 ).

Известны водные клеи фирмы Henkel XW 7484 и XW7856, представляющие собой водные дисперсии, коалесцирующие на поверхности разогретого металла в монолитную пленку (Морозов Ю.В., Резниченко С.В. Последние достижения в области химии и технологии эластомеров - Международная конференция по каучуку и резине IRC'98, Каучук и резина, 1, 1999, с.46). Такие адгезивы сравнимы с системами, содержащими растворитель, хотя и несколько уступают им по прочности крепления резины к металлу. Однако, к каким резинам они пригодны и какой их состав, данных нет (Байерсдорф Д. Крепление резин к металлу с помощью связующих систем "Хенкель". Каучук и резина, 6,1996, с.3...7).

Известно использование карбофункциональных кремнийорганических производных, в частности 3-аминопропилтриэтоксисилана, для приготовления клеев и обработки поверхностей (Моцарев Г. В. , Соболевский М.В., Розенберг В.Р. Карбофункциональные органосиланы и органосилоксаны. М.: Химия, 1990, c.124; Новицкая С.П., Нудельман З.Н., Донцов А.А. Фторэластомеры. М.: Химия, 1988, с. 180 - прототип). Такие клеи могут содержать смолы (резольные, фенольные), 3-аминопропилтриэтоксисилан (АГМ-9), растворитель (метилэтилкетон). Содержание воды в органическом растворителе - метилэтилкетоне (ТУ 6-09-782-76) - лимитируется нормативным документом и не превышает 0,8 вес.%. Органический растворитель в таких клеях является основным, вода - второстепенным. При разбавлении метилэтилкетона водой в таком клее существенно падает адгезивная прочность резины к металлу.

Задачей настоящего изобретения является повышение адгезии резины из фторкаучука к металлической поверхности.

Для решения поставленной цели нами предложено использовать в адгезивном составе (содержание воды более 50 вес.%) в качестве смолы раствор параформальдегида в моноэтаноламине.

Пример 1. Технология приготовления адгезивного состава
К 20 кг воды при перемешивании приливают смесь 659,4 г АГМ-9 (d=0,942 г/см³) и 1134 г этилового спирта. После этого добавляют 117,2 г раствора ((d= 1,172 г/cм^з,n_D ²⁰=1,4735) параформальдегида в моноэтаноламине (2-оксиэтиламин, d= 1,022 г/см³, n_D ²²=1,4539). Смесь перемешивают в течение 15 мин и оставляют при комнатной температуре на 1 сут.

В итоге получают вязкую опалесцирующую жидкость, которую используют в качестве адгезива. При необходимости разбавляют водой до нужной консистенции. Нанесение адгезива на арматуру осуществляют путем распыления, нанесения кистью или окунанием с последующей сушкой при температуре 100... 150^oС.

Пример 2. Технология приготовления раствора параформальдегида в моноэтаноламине.

Раствор параформальдегида в моноэтаноламине готовят отдельно смешением 1000 г (33,33 моля) параформальдегида в 1022 г (16,67 моля) моноэтаноламина. Растворение параформальдегида в моноэтаноламине идет с выделением тепла. Поэтому параформальдегид прибавляют к моноэтаноламину порциями при перемешивании, не допуская подъема температуры выше 60...80^oС. Процесс растворения занимает 6. . . 7 ч. ИК-спектр (см^-1): 3400, 2960, 2890, 1670, 1650, 1600, 1040.

Кроме растворения параформальдегида в моноэтаноламине, по-видимому, происходит образование следующих соединений:
СН₂=О, HO-CH₂CH₂-N-((CH₂-O)_nH)₂, HO-CH₂CH₂-NH-(CH₂-O)_nH.

ПРИМЕР 3. Испытание адгезивного состава на прочность крепления резины с металлом
В качестве фторсодержащей резиновой смеси взят состав, приведенный в табл.1.

Прочность связи резины из фторкаучука со стандартными металлическими образцами оценивалась согласно ТУ 38.105-823-88 "Детали резиновые для автомобилей ГАЗа, КамАЗа и других заводов". Норма по ТУ - не менее 25 кгс/см² для сальников.

Образцы адгезивных составов приведены в табл.2, прочностные характеристики - в табл.3.

В качестве прототипа использовался свежеприготовленный адгезивный раствор, содержащий 3-аминопропилтриэтоксисилан и резольную смолу РС 1001 (ТУ 2221-002-05761778-98) в метилэтилкетоне, разбавленный водой. В окончательном виде адгезивный раствор-прототип имел следующее соотношение компонентов, вес.%:
3-Аминопропилтриэтоксисилан - 5
Резольная мола РС 1001 - 6
Метилэтилкетон - 39
Вода - 50
Данный адгезив-прототип представляет собой эмульсию, которая при стоянии в течении 3 ч расслаивается. Состав заявляемого раствора по примеру 1 близок к составу образца 3 табл. 2 и по адгезивной прочности соответствует 39,1 кгс/см².

В предланаемом адгезивном составе в сравнении с прототипом меньше 3-аминопропилтриэтоксисилана и значительно больше воды.

Описывается адгезивный состав для крепления фторсодержащей резины к металлу, включающий 3-аминопропилтриэтоксисилан, раствор параформальдегида в моноэтаноламине, этиловый спирт и воду. Техническим результатом является улучшенная адгезия резины из фторкаучука к металлической поверхности. 3 табл.

Адгезивный состав для крепления фторсодержащей резины к металлу, включающий 3-аминопропилтриэтоксисилан, смолу, органический растворитель и воду, отличающийся тем, что в качестве смолы он содержит раствор параформальдегида в моноэтаноламине, а в качестве органического растворителя - этиловый спирт при следующем соотношении компонентов, вес. %:
3-Аминопропилтриэтоксисилан - 3-4
Раствор параформальдегида в моноэтаноламине - 0,2-0,6
Этиловый спирт - 5-7
Вода - Остальное