КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ВОРСОВАНИЯ РЕЗИНОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2006 года по МПК C09J175/04 

Изобретение относится к получению однокомпонентных полиуретановых клеев для ворсования резиновых поверхностей методом электростатического флокирования и может найти применение в резинотехнической и автомобильной промышленности.

Полиуретановые клеи характеризуются высокой адгезией к большинству субстратов благодаря наличию в их составе полярных групп - HN-COO^- с высокой энергией когезии.

В настоящее время на мировом рынке наблюдается тенденция к расширению применения однокомпонентных полиуретановых клеев по сравнению с двухкомпонентными полиуретановыми композициями при производстве ворсованных резинотехнических изделий.

Однокомпонентные системы с блокированными изоцианатами, безвредные в физиологическом отношении, получают на основе сложных полиэфиров и «блокированных» или «скрытых» изоцианатов. Такие системы при комнатной температуре в закрытой таре обладают неограниченной жизнеспособностью. Из блокированных диизоцианатов часто пользуются монофенилуретаном.

При синтезе полиуретанового клея для ворсования нужно учитывать следующие факторы:

- вязкость в пределах необходимых для выбранного способа нанесения клея;

- низкое поверхностное натяжение;

- хорошая смачиваемость;

- достаточное время открытой выдержки;

- электрическая проводимость;

- достаточные скорость вулканизации и время жизнеспособности. (Шюрманн К. «Ворсование (флокирование) резиновых профилей», «Каучук и резина», 2000, №2, стр. 11).

Синтез клея осуществляется следующим образом: к свежеприготовленному раствору полиэфира в органическом растворителе добавляют монофенилуретан и нагревают смесь при 60-70°С в течение двух часов (М.М.Гольдберг «Материалы для лакокрасочных покрытий», М. «Химия», 1972, стр. 212).

Известен полиуретановый клей ВИЛАД-3К для крепления полиэфирного ворса к резиновой подложке (Д.А.Кардашов, А.А.Петрова «Полимерные клеи». М., «Химия», 1983, стр. 55), однако, он не вполне отвечает требованиям технологического процесса ворсования, а именно он не технологичен при нанесении на горячий 80-100°С вулканизованный профиль без химической обработки.

Известны адгезивы Флоксил фирмы «Хенкель» для электростатического флокирования резин (проспект фирмы «Хенкель»). Однако эти композиции влагоотверждаемы и не технологичны при нанесении на горячий резиновый профиль.

Наиболее близким к заявляемому решению является однокомпонентный полиуретановый клей АДВ-23 Блок (А.А.Петрова «Клеящие материалы». Справочник, М., КИР, 2002, стр. 39), однако, этот клей также не технологичен при нанесении на горячий резиновый профиль.

Цель изобретения - улучшение технологичности клеев, уменьшение времени вулканизации, повышение адгезионной прочности ворсового слоя с резиной.

Поставленная цель достигается тем, что клеевая композиция включает полиэфир, полипропиленгликольглицеринадипинат, монофенилуретан, стабилизатор, растворитель - смесь циклогексанона, ксилола и метилэтилкетона, фенолформальдегидную смолу, активатор полимеризации (-n-динитрозобензол) и сшивающий агент - уротропин, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

полипропиленгликольглицеринадипинат 20-40монофенилуретан 10-25фенолформальдегидная смола 1-5уротропин 0,5-1,5-n-динитрозобензол 0,1-0,5стабилизатор 0,05-0,08растворитель - смесь циклогексанона,  ксилола и метилэтилкетонаостальное

Клеевая композиция по изобретению в качестве фенолформальдегидной смолы содержит, например, смолы резольные фенолформальдегидные марок СФ-340 А, СФ-340 (ГОСТ 18694-73), полученные конденсацией фенола, анилина и формальдегида, новолачные фенолформальдегидные смолы марок СФ-010, СФ-011, 104В и другие. (Справочник по пластическим массам, т.2, ред. В.М.Катаева. М., «Химия», 1975, с.5-6, 16-22).

В качестве стабилизатора клеевая композиция содержит, например, дилаурат дибутилолова (дибутилдилаурат олова) - стабилизатор 222-09, дилаурат ди-н-октилолова и другие органические соединения олова, а также стеараты кальция и бария, цинка, эпоксидированное соевое масло, эпоксидные смолы, Агидолы, Ирганоксы и т.д. (Справочник «Химические добавки к полимерам" Под ред. И.П.Масловой. М., Химия, 1981, с.84-112, 25, 44-65).

В заявленной композиции используют смесь растворителей (циклогексанона, ксилола и метилэтилкетона) при различных их соотношениях, предпочтительно в соотношении 2:2:1 соответственно.

С помощью этой композиции можно ворсовать различные резиновые профили на основе СКС, СКЭПТ, полихлоропренов ворсом полиэфирного и полиамидного волокна со скоростью вулканизации 10-18 м/мин, клей имеет большую термостойкость, не боится влажности, устойчив при хранении (минимум 1 год), технологичен при нанесении.

Сопоставимый анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемая клеевая композиция отличается содержанием фенолформальдегидной смолы, активатора полимеризации и сшивающего агента. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».

Пример изготовления клеевой композиции: к 50,0 мас.% смеси растворителей (кислол, циклогексанон, метилэтилкетон), приготовленной в соотношении 2:2:1, добавляют 17,0 мас.% монофенилуретана. Реакционную массу нагревают до 60-70°С и после полного растворения добавляют 2,36 мас.% фенолформальдегидной смолы и 1,08 мас.% уротропина. Перемешивая в течение 5-6 часов, реакционную массу охлаждают до комнатной температуры и добавляют 0,06 мас.% стабилизатора и 0,5 мас.% парадинитрозобензола. Через час композицию выгружают.

В таблице 1 представлены конкретные примеры клеевой композиции по изобретению.

Таблица 1№ п.п.Наименование компонентовСоотношение компонентов по примерам, мас.%  1231Полипропиленгликольглицеринадипинат (полиэфирная смола)29,020,040,02Монофенилуретан17,010,025,03Фенолформальдегидная смола резольная СФ-0102.361,05,04Сшивающий агент-уротропин1,080,51,55Активатор полимеризации -п-динитрозобензол0,50,10,46Растворитель: смесь циклогексанона, ксилола и метилэтилкетона, в соотношении 2:2:150,059,3528,027Стабилизатор - дибутилдилаурат олова0,060,050,08

Предлагаемая клеевая композиция технологична, наносится на горячую и холодную резиновую поверхность, не боится влажности, обеспечивает высокую прочность склеивания ворса с резиной, сокращает время вулканизации. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «изобретательский уровень».

Синтезированные лабораторные образцы клеевой композиции испытывались на линиях ворсования разных профилей при скорости 7-18 м/мин сравнительные характеристики предлагаемой композиции с прототипом приведены в таблице 2.

Таблица 2Клеевые Технология склеиванияСопротивлениекомпозицииТемпература,Время, мин.Давление,отслаиванию, °С МПакН/м (методом по «сургучу»)АДВ-23180±550,011,2-1,3Блок    Предлагаемая165±52-301,2-3,6

Характеристики лабораторных образцов предлагаемой клеевой композиции приведены в табл.3

Таблица 3показателизначение12Вязкость по вискозиметру ВЗ-246, диаметр сопла 4 мм, при температуре (20±0,5)°С, с18-25Содержание сухого вещества, %45-55Время высыхания при (165±5)°С, мин2-3Прочность связи ворсового слоя с резиной2,8-3,65при отслаивании (методом по «сургучу»), кН/м Усилие трения Н (кгс) в пределах (при норме 4,9-24,5)
(0,5-2,5) 
11,76-21,56
1,2-2,2Стойкость к термическому старению при температуре (70±2)°С в течение (72±1) ч: 1. Изменение прочности связи ворсового слоя с резиной, %02. Изменение внешнего видаотслоение ворса не наблюдалось

Из анализа таблиц видно, что клеевая композиция отличается меньшим временем вулканизации и высоким сопротивлением к отслаиванию.

Клеевая композиция для ворсования резинотехнических изделий опробована на линиях электростатического флокирования ОАО «Балаковорезинотехника» при изготовлении различных резиновых профилей. Производственное опробование проводилось в двух вариантах.

Первый вариант клеевая композиция наносилась на химически обработанный профиль при температуре 20-30°С. Результаты испытаний приведены в таблице 4.

Таблица 4Номер профиляРезиновая смесьСкорость вулканизации, м/минПрочность связи полиэфирного ворса с резиной при отслаивании (норма 0,45), кН/м12342109-6203320-10629101,2-2,55336-6103261602111-121,2-3,22108-6103294602113-141,5-2,52110-61033206070/60218-91,5-3,02110-6103290-036095/60217-81,8-3,5450/6103810602111-121,5-3,01111-610329070098-101,2-1,6

Второй вариант: клеевая композиция наносилась при температуре 90-100°С на профиль после шерховки. Результаты испытаний приведены в таблице 5.

Таблица 5Номер профиляРезиновая смесьСкорость вулканизации, м/минПрочность связи полиэфирного ворса с резиной при отслаивании(норма 0,45), кН/м1234450/610380262914-151,2-2,42110-6103290-036095/60219-101,3-1,631029-6103422602116-181,2-1,531029-3422602116-181,8-2,22110-60933206070/60218-91,5-3,0

Как видно из данных таблиц, применение заявляемой клеевой композиции придает высокую прочность креплению ворса к резине на различных резиновых профилях при нанесении на холодную и горячую поверхности.

При стыковке флокированных профилей на вулканизационном прессе отслоение ворса не наблюдалось.

Настоящее изобретение используется для ворсования резинотехнических изделий, к получению однокомпонентных полиуретановых клеев для ворсования резиновых поверхностей методом электростатического флокирования и может быть использовано в резинотехнической и автомобильной промышленностях. Техническая задача изобретения заключается в придании термостойкости, уменьшении времени вулканизации и повышении адгезионной прочности. Поставленная задача решается тем, что композиция включает в себя полиэфир - полипропиленгликольглицеринадипинат, монофенилуретан, стабилизатор, фенолформальдегидную смолу, активатор полимеризации - п-динитробензол, сшивающий агент - уротропин, растворитель - смесь циклогексанона, ксилола и метилэтилкетона. Композиция может быть использована при нанесении на холодную и горячую поверхность. 5 табл.

Клеевая композиция для ворсования резинотехнических изделий, включающая полиэфир - полипропиленгликольглицеринадипинат, монофенилуретан, стабилизатор, фенолформальдегидную смолу, активатор полимеризации - п-динитробензол, сшивающий агент - уротропин, при этом растворитель содержит смесь циклогексанона, ксилола и метилэтилкетона, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полипропиленгликольглицеринадипинат20-40Монофенилуретан10-25Фенолформальдегидная смола1-5Уротропин0,5-1,5п-Динитробензол0,1-0,5Стабилизатор0,05-0,08Указанный растворительОстальное