КЛЕЕВОЙ ПОДСЛОЙ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ РЕЗИН К МЕТАЛЛУ ПРИ ВУЛКАНИЗАЦИИ Российский патент 2005 года по МПК C09J115/02 C09J171/10 

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 каучук7-15фенольная смола3-10фенолформальдегидная смола резольного типа0,01-0,1стабилизатор0,01-0,1наполнители5,5-14,5уротропин1-3смачиватель0,01-0,1смесь ксилола с метилизобутилкетономостальное

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 1Наименование ингредиентаРецептура в мас.% 1234Хлорированный натуральный каучук7,010,012,015,0Фенольная смола СТ-38110,08,06,03,0Резольная смола СФ-3810,10,010,010,1Стабилизатор-Эпоксидная смола ЭД-200,010,010,010,1уротропин3,01,02,01,0Наполнители:    технический углерод1,02,03,02,5Белая сажа2,54,06,08,0Оксид магния1,02,01,51,0Оксид цинка1,02,01,51,0Смачиватель - Texanop 2830,010,010,10,1Ксилол нефтяной и метилизобутилкетоностальное

Таблица 2 Результаты испытанийНаименование показателя 1234Вязкость (Брукфильд LVT, шпиндель №2, скорость 30 об/мин, температура 25°С) мПа.с(спз)407086,5100Вязкость по вискозиметру ВЗ-246 (диаметр сопла 4 мм) при 20°С, с14171820Прочность 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/см²55,062,763,865,6Характер разрываp.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 3Номер деталиМарка резиновой смесиРазрушающая нагрузка сцепления резины с металлом, кгс, не менееЗначениеРезультаты испытаний2108-1001046-107-57-1008350Более 800; более 800; более 8002108-1001033-107-57-1008400Более 800; более 800; более 8002101-29040707-57-900350120-114-1242123-220212057-1016525640-654-704; 650-696-6162123-18010107-57-10086001300-1400-12002112-100131057-1023204600-680-7302217-290415257-201212001200-1250-14002121-100102057-10036501100-1050-10502101-220212057-1016420428-533-514; 628-500-6082121-1001045-0157-1008400Более 800; более 800; более 8002101-2202120 после 5 суток 57-1016420606-540-570хранения  540-468-610покрытой арматуры  570-558-5602108-29028227-57-3060Не должно быть разрывовСоответствует

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

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 деталей для автомобильной промышленности. Клеевой подслой включает хлорированный натуральный каучук, наполнители, стабилизатор, растворитель, фенольную смолу, фенолформальдегидную смолу резольного типа, смачиватель, уротропин. В качестве растворителя композиция содержит смесь ксилола с метилизобутилкетоном. Технический результат изобретения состоит в повышении прочности крепления резин к металлам, коррозионностойкости, придании клею универсальности, удешевления продукта, исключении из состава хлорсодержащих токсичных растворителей. 3 табл.

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 каучук7-15Фенольная смола3-10Фенолформальдегидная смола резольного типа0,01-0,1Стабилизатор0,01-0,1Наполнители5,5-14,5Уротропин1-3Смачиватель0,01-0,1Смесь ксилола с метилизобутилкетономОстальное