СОСТАВ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ВУЛКАНИЗОВАННОЙ РЕЗИНЫ Российский патент 2003 года по МПК C08J7/12 C08L9/00 

Изобретение относится к составам для поверхностной обработки (модификации) вулканизованной резины.

Изобретение применимо в судостроении, резиновой промышленности и других отраслях.

Модификация поверхности вулканизованной резины заключается, в основном, в прививке к каучуку резины галогенов - брома (Вr) или хлора (Cl). Так, известен способ модификации поверхности вулканизованных резин (а. с. СССР 1634681, опубл. 15.03.91, бюл. 10) модифицирующим агентом - 2,6-ди-трет-бутилантрахиноном (БАХ) в смеси с бромароматическим соединением и облучением ультрафиолетовым светом.

Наиболее близким к изобретению является состав для поверхностной обработки вулканизованной резины (а.с. СССР 1627543, опубл. 15.02.91, бюл. 6), выбранный в качестве прототипа. Состав представляет собой раствор в ацетоне N-галогенсульфамида с добавкой сложного эфира ортофталевой кислоты или себациновой кислоты и алифатического спирта.

Недостатком данного состава является относительно низкая адгезионная прочность при склеивании обработанной им резины полиуретановым герметиком на основе форполимера СКУ-ДФ-2.

Задачей изобретения является повышение адгезионной прочности при склеивании вулканизованной резины полиуретановым герметиком на основе СКУ-ДФ-2.

Результат достигается тем, что N-галогенсульфамид структурной формулы

где R= -H, CH₃, Cl, растворяют в смеси этилацетата и бензина с добавлением эпоксидиановой неотвержденной смолы ЭД-20 при следующем соотношении компонентов, маc.ч.:
N-Галогенсульфамид указанной формулы - 8-16
Этилацетат - 30-90
Бензин - 10-50
Эпоксидная диановая неотвержденная смола ЭД-20 - 4-16
Применяемая смесь растворителей этилацетат - бензин имеет значительно меньшую летучесть, чем ацетон (по прототипу), а следовательно, увеличивается время воздействия N-галогенсульфамида на каучук резины с увеличением глубины проникновения модифицирующего состава за счет набухания резины. Также при применении смеси растворителей этилацетат - бензин резко увеличивается жизнеспособность модифицирующего состава. Если модифицирующий состав с растворителем - ацетоном имеет жизнеспособность 6-8 ч, то со смесью растворителей этилацетат - бензин - не менее 30 суток.

Увеличение адгезионной прочности при склеивании резины полиуретановым герметиком на основе форполимера СКУ-ДФ-2 объясняется тем, что при модификации поверхности резины по месту двойных связей каучука происходит прививка хлора за счет реакции с N-галогенсульфамидом и одновременно на всю поверхность наносится очень тонкая пленка реакционноспособного олигомера - смолы ЭД-20.

Учитывая незначительную толщину пленки смолы ЭД-20 и состояние шерохованной поверхности резины, при испарении растворителя модифицирующего состава пленка смолы ЭД-20 не будет сплошной, а будет выглядеть мозаично. Поэтому при склеивании модифицированных поверхностей резин герметиком на основе форполимера СКУ-ДФ-2 жесткость клеевого шва практически не будет возрастать.

Полиуретановые герметики имеют хорошую собственную адгезию к резине, наибольшая адгезия наблюдается при соотношении (NH₂+OH)/NCO, равном 0,4-0,8/1,0, то есть при значительном недостатке аминных групп (отвердителя) и избытке изоцианатных, которые, оставаясь несвязанными, взаимодействуют с резиной, благодаря чему повышается адгезия герметика.

Наличие привитого хлора к каучуку резины значительно повышает адгезию эпоксидной смолы к резине, а при использовании полиуретанового герметика с соотношением (NH₂+OH)/NCO, равном 0,4-0,8/1,0 значительно повышается адгезия к отвержденной эпоксидной смоле.

При склеивании модифицированной поверхности резины полиуретановым герметиком пограничный слой герметика будет значительно отличаться от последующих слоев, так как часть отвердителя герметика пойдет на отверждение эпоксидной смолы. Поэтому эквимолекулярное соотношение функциональных групп в герметике будет изменяться в сторону уменьшения содержания (NН₂+ОН) групп, то есть будут создаваться условия для увеличения адгезионной прочности соединения резина - полиуретан и резина - эпоксидная прослойка - полиуретан.

Для пояснения сущности изобретения были использованы 5 марок вулканизованных резин. Наименование каучуковой основы резин и его содержание в резинах представлены в табл.1.

Кроме того, при синтезе каучуков для вулканизованных резин 1 и 2 были использованы парафинатные эмульгаторы, 3 - канифольные, а 4 и 5 - алкилсульфанатные эмульгаторы.

Резины изготовлены на основе каучуков разной полярности:
марки 1 и 2 - средней полярности,
марки 3 и 5 - малой полярности,
марка 4 - сильно полярная.

Модифицирующий состав готовят следующим образом: в пропорциях согласно рецептуре этилацетат смешивают с бензином, после чего вводят указанное количество N-галогенсульфамида и его растворяют. В полученный раствор добавляют неотвержденную эпоксидную смолу ЭД-20 и перемешивают до полного ее растворения. Полученный модифицирующий раствор выдерживают минимум 30 мин и используют по назначению.

Склеиваемые резины подвергают шерохованию и обезжиривают бензином с выдержкой не менее 20 мин, после этого на поверхность кистью наносят модифицирующий состав, указанный в табл. 2, выдерживают на воздухе не менее 30 мин (примеры 1-15). Модифицирующий состав по прототипу (примеры 16-20) наносят в два слоя. Первый слой выдерживают 1-2 минуты, второй не более 10 минут.

Склеивание обработанных резин между собой производят полиуретановым герметиком холодного отверждения.

Состав полиуретанового герметика, маc.ч.:
Форполимер СКУ-ДФ-2 - 100
Отвердитель O-32Д - 30
В качестве отвердителя используют отвердитель жидкий марки 0-32Д по ТУ 38.103603-86 следующего состава, маc.ч.:
Диамин 304 (эвтектическая смесь 3,3 дихлор-4,4 диамино-дифенилметан и 3,3 дихлор-4,4 диамино-трифенилметан в молярном соотношении 1:1) - 34
Полиоксипропилентриол марки Лапрол 5003-2Б 10 - 66
Технический углерод ПМ-15 - 10
Герметик наносят на склеиваемые поверхности слоем 1-3 мм и соединяют образцы. Прочность связи определяют по сопротивлению расслаивания (ГОСТ 6768-75) через 14 суток после склеивания.

Результаты испытаний на отслаивание соединений резина-резина, выполненных полиуретановым герметиком на основе форполимера СКУ-ДФ-2, приведены в табл. 2.

По сравнению с прототипом изобретение позволяет склеивать и герметизировать вулканизованную резину с высокой надежностью, а получаемые клеевые соединения равнопрочны со склеиваемой резиной, о чем свидетельствует когезионный характер разрушения образцов.

Величина адгезии герметика к резине при использовании изобретения значительно выше, чем при использовании модификатора по прототипу.

Изобретение относится к составам для поверхностной обработки вулканизованной резины при склеивании и герметизации резины полиуретановым герметиком и может быть использовано в судостроении, резиновой промышленности и других отраслях. Состав имеет следующие компоненты. мас.ч.: N-галогенсульфамид структурной формулы, где R=-Н, СН₃, Cl - 8-16, этилацетат - 30 - 90, бензин - 10-50, эпоксидная диановая неотвержденная смола ЭД-20 - 4-16. Сначала этилацетат смешивают с бензином. Вводят N-галогенсульфамид, растворяют его. Затем вводят ЭД-20 и перемешивают до растворения. Выдерживают 30 мин. Наносят на подготовленные резины. Склеивание обработанных резин производят полиуретановым герметиком холодного отверждения. Технический результат состоит в повышении адгезионной прочности при склеивании вулканизованной резины полиуретановым герметиком на основе СКУ-ДФ-2. 2 табл.

Состав для поверхностной обработки вулканизованной резины на основе ненасыщенных каучуков, содержащий N-галогенсульфамид структурной формулы

где R=-H, CH₃, Cl,
отличающийся тем, что состав дополнительно содержит этилацетат, бензин и эпоксидную диановую неотвержденную смолу ЭД-20 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
N-Галогенсульфамид указанной формулы - 8-16
Этилацетат - 30-90
Бензин - 10-50
Эпоксидная диановая неотвержденная смола ЭД-20 - 4-16п