КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2007 года по МПК C09J175/00 

Изобретение относится к области получения клеевых композиций для склеивания сырых (невулканизованных) резин с металлами в процессе вулканизации при изготовлении резинометаллических конструкций в авиационной, автомобильной технике и судостроении.

Известна клеевая композиция ВКР-16, включающая бутадиеннитрильный каучук, параформальдегид и лак ГР-Э (ТУ 38 105 1081-83, Д.А.Кардашов ″Конструкционные клеи″, стр.188, М., ″Химия″, 1980).

Известна клеевая композиция в виде раствора, пасты или пленки, включающая бутадиеннитрильный каучук с карбоксильными группами, компонент, образующий фенолформальдегидную смолу, оксиды или неорганические соли металлов и вулканизующую группу (заявка США №2004258937).

Недостатком известных клеевых композиций является невысокая прочность клеевого резинометаллического соединения.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является клеевая композиция следующего химического состава, мас.ч.:

Непредельный полярный каучук100Фенолформальдегидный олигомер80-500Олигоэфиракрилат50-500Перекисный инициатор полимеризации5-100Этилацетат600-2000

(авт. свид. СССР №1054393).

Недостатком клеевой композиции-прототипа является недостаточно высокая прочность клеевой композиции для склеивания резин в процессе вулканизации, а также применение повышенного давления (10,0 и 1,0 МПа) при вулканизации склеиваемых деталей.

Технической задачей изобретения является повышение прочности клеевой композиции для склеивания невулканизованных резин различной химической природы в процессе вулканизации при существенно меньшем давлении склеивания.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что предложена клеевая композиция, включающая непредельный каучук, фенолформальдегидный олигомер, вулканизующую группу и органический растворитель, отличающаяся тем, что в качестве непредельного каучука она содержит бутадиеннитрильный каучук или его смесь с натуральным каучуком, в качестве вулканизующей группы - серу и оксид металла, в качестве органического растворителя - этиловый спирт и этилацетат или метилэтилкетон и дополнительно содержит гексарезорциновую смолу при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

указанный непредельный каучук100фенолформальдегидный олигомер75-95сера0,5-3оксид металла5-15гексарезорциновая смола15-30этиловый спирт17-26этилацетат или метилэтилкетон400-450

В качестве оксида металла композиция содержит оксиды цинка, магния, кальция или их смеси.

С целью ускорения процесса отверждения клеевая композиция может дополнительно содержать параформальдегид в количестве 1,0-1,5 мас.ч.

С целью улучшения технологичности клеевая композиция может дополнительно содержать технический углерод в количестве 5-15 мас.ч.

С целью улучшения совместимости компонентов клеевая композиция может дополнительно содержать ацетон в количестве 50-80 мас.ч.

Авторами установлено, что введение в клеевую композицию гексарезорциновой смолы и натурального каучука, содержащих реакционноспособные группы, вступающие во взаимодействие с реакционноспособными группами бутадиеннитрильного каучука, позволяет получить клей, сочетающий в себе высокую прочность, теплопроводность и улучшенные эластические свойства клеевых соединений и способствует образованию монолитного клеевого шва (без раковин, воздушных и других включений), меньшей усадке полимера и не требует применения высокого давления при склеивании.

Предлагаемая клеевая композиция может использоваться для склеивания с металлами резин (в том числе и маслонаполненных) на основе неполярных каучуков, таких, как бутадиеновый, бутадиенстирольный, изопреновый, натуральный, полярных каучуков, таких, как бутадиеннитрильный, хлоропреновый, и слабополярных каучков, таких, как этиленпропиленовый, и их смесей.

В качестве бутадиеннитрильного каучука наиболее предпочтительно использовать каучуки с мол. м. 20000-30000 и массовым содержанием нитрила акриловой кислоты от 18 до 40%, например, СКН-26-1,25 по ТУ 6-00-05807983-160-95 или СКН-40 КНТ по ТУ 38.40312-2000.

В качестве фенолформальдегидного олигомера могут быть использованы смолы по ГОСТ 18694-40, например, новолачные смолы марок СФ-010, СФ-0122, СФ-121 с температурой каплепадения 95-105°С и динамической вязкостью 90-180 МПа.с или резольные смолы, например, СФ-340, СФ-342 с временем желатинизации в пределах 75-125 с и с массовой долей воды не более 2% или ФЛ-5111 по ТУ 2311-083-057587-99-2002 с температурой каплепадения 55-75°С и временем желатинизации при 160°С 90-130 с.

В качестве гексарезорциновой смолы могут быть использованы различные продукты конденсации резорцина с уротропином при большом избытке резорцина, но наилучший технический результат достигается при использовании гексарезорциновой смолы ГР по ОСТ 6-05-5077-76 с температурой каплепадения 70-95°С и содержанием летучих не более 7%.

В качестве оксида могут быть использованы различные оксиды металлов, но наилучший технический результат достигается при использовании оксидов металлов II группы Периодической системы, например, цинка, магния, кальция или их смесей.

В качестве органического растворителя могут быть использованы ацетон технический (ГОСТ 2603-71), этилацетат (ГОСТ 8981-71), метилэтилкетон (ТУ 38-10243-74), спирт этиловый (ГОСТ 18300-72).

Примеры осуществления

Пример 1.

Готовили раствор 75 мас.ч. фенолформальдегидной смолы СФ-340 в 20 мас.ч. этилового спирта и раствор 15 мас.ч. гексарезорциновой смолы ГР в 15 мас.ч. этилацетата. На вальцах пластицировали 100 мас.ч. бутадиеннитрильного каучука СКН-40 КНТ и вводили в него 5 мас.ч. оксида цинка и 2 мас.ч. серы. Полученную резиновую смесь растворяли в 385 мас.ч. этилацетата. После этого смешивали полученные растворы фенолформальдегидной и гексарезорциновой смол с раствором резиновой смеси с получением клеевой композиции.

Технология приготовления клеевых композиций по примерам 2-4 аналогична примеру 1.

Составы клеевой композиции по примерам 1-4 и прототипу приведены в таблице 1.

Таблица 1Наименование компонентовСостав по примерам, мас.ч.Прототип 1234Бутадиеннитрильный каучук     СКН-26-1,25-100-- СКН-40КНТ100-9595100Натуральный каучук--55-Фенолформальдегидный     олигомер     СФ-010-80--100СФ-34075--- ФЛ-5111--9585 Сера (ГОСТ 127-64)20,531-Оксид цинка5-55-(ГОСТ 202-84)     Оксид магния-10510 (ГОСТ 844-79)     Оксид кальция--5- (ГОСТ 8677-76)     Параформальдегид-1,01,51,2-(ТУ 6-05-930-73)     Гексарезорциновая смола ГР15153020-с температурой каплепадения     70-95°С и содержанием     летучих не более 7%     Органический растворитель:     Этилацетат400-450450800Метилэтилкетон-410---Спирт этиловый20172620-Ацетон--5080-Технический углерод--515-(ГОСТ 7885-86)     Олигоэфиракрилат----180Перекисный инициатор----15полимеризации     

Изобретение не ограничивается приведенными примерами.

Прочностные характеристики при склеивании резины на основе полярного бутадиеннитрильного каучука (СКН-40) и слабополярного - этиленпропиленового каучука (СКЭПТ) определяли по ГОСТ 411-77. Полученные данные представлены в таблице 2.

Таблица 2№ примеровНаименование свойствПрочность при отрыве (σ_отр.), МПаПрочность при отслаивании (σ_отсл.), кН/мПрочность при отрыве (σ_отр.), МПаПрочность при отслаивании (σ_отсл.), кН/мДавление склеивания, МПаРезина на основе СКН-40Резина на основе СКЭПТ13,35,753,05,20,35-0,523,35,552,95,10,35-0,533,96,753,55,50,5-0,646,87,656,55,70,5-0,6Прототип3,04,672,75,01,0

Таким образом, предлагаемая клеевая композиция имеет в среднем прочностные характеристики при отрыве на 10-47% и при отслаивании на 8-37% выше по сравнению с прототипом при применении более низкого давления склеивания (0,35-0,6 МПа).

Применение заявляемой клеевой композиции позволит повысить надежность и увеличить ресурс работы резинометаллических соединений.

Изобретение относится к области получения клеевых композиций для склеивания сырых (невулканизованных) резин с металлами в процессе вулканизации при изготовлении резинометаллических конструкций в авиационной, автомобильной технике и судостроении. Технической задачей заявленного изобретения является повышение прочности для склеивания невулканизованных резин различной химической природы в процессе вулканизации при существенно меньшем давлении склеивания. Поставленная задача была решена тем, что композиция включает непредельный каучук - бутадиеннитрильный каучук или его смесь с натуральным каучуком, фенолформальдегидный олигомер, вулканизующую группу - серу и оксид металла - оксиды цинка, магния, кальция или их смеси и органический растворитель - этиловый спирт и этилацетат или метилэтилкетон и дополнительно содержит гексарезорциновую смолу. Композиция может дополнительно содержать параформальдегид, технический углерод, ацетон. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Клеевая композиция, включающая непредельный каучук, фенолформальдегидный олигомер, вулканизующую группу и органический растворитель, отличающаяся тем, что в качестве непредельного каучука она содержит бутадиеннитрильный каучук или его смесь с натуральным каучуком, в качестве вулканизующей группы - серу и оксид металла, в качестве органического растворителя - этиловый спирт и этилацетат или метилэтилкетон и дополнительно содержит гексарезорциновую смолу при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Указанный непредельный каучук100Фенолформальдегидный олигомер75-95Сера0,5-3Оксид металла5-15Гексарезорциновая смола15-30Этиловый спирт17-26Этилацетат или метилэтилкетон400-450