КОМПОЗИЦИЯ В КАЧЕСТВЕ КЛЕЕВОГО ПОДСЛОЯ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ РЕЗИН К МЕТАЛЛУ ПРИ ВУЛКАНИЗАЦИИ ИЛИ В КАЧЕСТВЕ АДГЕЗИВА ДЛЯ ГОРЯЧЕГО КРЕПЛЕНИЯ РЕЗИН НА ОСНОВЕ ФТОРКАУЧУКОВ И АКРИЛАТНЫХ КАУЧУКОВ Российский патент 2008 года по МПК C09J115/00 C09J183/08 C09J183/06 

Изобретение относится к получению клеевых подслоев (клеевых грунтов) на основе органосиланов, применяемых для крепления резин на основе натурального, изопренового, бутадиенового, бутадиен-нитрильного, бутадиен-стирольного, хлоропренового и бутилкаучука. Оно является также однослойным адгезивом для крепления резин на основе фторкаучуков и акрилатных каучуков к металлу в процессе вулканизации и может быть использовано при изготовлении резинометаллических изделий для автомобильной, машиностроительной и других отраслей промышленности.

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, однако содержит токсичные летучие органические растворители.

Известен клеевой подслой (КП) (RU 2266940) для крепления резиновых смесей к металлу при вулканизации, включающий хлорированный натуральный каучук, наполнители, стабилизатор, фенольную смолу, фенолформальдегидную смолу резольного типа, смачиватель, уротропин и органические растворители. Однако он также содержит летучие органические растворители.

Оба праймера содержат хлорированные каучуки, которые при старении выделяют хлористый водород, который приводит к подпленочной коррозии.

Известна универсальная грунтовка на водной основе Хемосил XW 1200 производства фирмы «Хенкель», которая в сочетании с подходящим адгезивом, например Хемосил XW 7600, соединяет сырые резиновые смеси с металлами в процессе вулканизации. Однако она содержит (28-32) мас.% твердых веществ и требует регулярного перемешивания, нанесения на подогретую до (40-90)°С поверхность и является дорогостоящей.

Прототипом данного изобретения является адгезивный состав (RU 2180675), который может быть использован и в качестве грунта, включающий: 3-аминопропилтриэтоксисилан, раствор параформа в моноэтаноламине, этиловый спирт и воду. Содержание воды более 50%. Этот адгезив в основном используется для крепления резиновых смесей на основе фторкаучука к металлической арматуре и является дорогостоящим.

Техническим результатом изобретения является достижение высокой прочности крепления резиновых смесей к металлу при вулканизации, придание клеевому подслою универсальности, коррозионостойкости, термостойкости, экологической чистоты, удешевление продукта.

Поставленный технический результат достигается тем, что клеевой подслой для крепления резиновых смесей к металлу при вулканизации включает 3-аминопропилтриэтоксисилан, диметакриловый эфир триэтиленгликоля, параформ, моноэтаноламин, глицерин, этиловый спирт и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

3-аминопропилтриэтоксисилан3,5-5,5диметакриловый эфир триэтиленгликоля2,5-4,5параформ0,2-0,4моноэтаноламин0,2-0,4глицерин0,2-0,4спирт этиловый3,5-5,5вода дистиллированнаяостальное.

Сопоставимый анализ позволяет сделать вывод, что заявляемая композиция отличается от известной содержанием диметакрилового эфира триэтиленгликоля. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Предлагаемый состав не содержит вредных органических растворителей и тяжелых металлов, придает высокую прочность крепления резин к металлам. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "изобретательский уровень".

Клеевой подслой готовят следующим образом: приготавливают раствор параформа в моноэтаноламине при перемешивании в трехгорлой колбе с обратным водяным холодильником (раствор 1).

Растворяют 3-аминопропилтриэтоксисилан (АГМ-9), диметакриловый эфир триэтиленгликоля (ТГМ-3) и глицерин в этиловом спирте (раствор 2).

При перемешивании растворяют в воде раствор 1, добавляют раствор 2 и оставляют на созревание в течение 24 часов.

Предлагаемый клеевой подслой (грунт) является универсальным клеевым подслоем для клеев марки Хемосил фирмы "Хенкель", клеевой композиции (КК) для крепления резин к металлу при вулканизации, включающий хлорированный натуральный каучук, сополимер 2,3-дихлорбутадиена-1,3 с хлоропреном, ароматическое динитрозосоединение, наполнители, стабилизаторы и органические растворители (RU 2266943). В процессе вулканизации он осуществляет крепление резиновых смесей на основе натурального, изопренового, бутадиен-стирольного, хлоропренового и бутилкаучука к металлу и является однослойным адгезивом для резин на основе фторкаучука и акрилатных каучуков.

В таблице 1 приведены примеры композиций по изобретению.

Испытания клеевого подслоя на прочность крепления резины с металлом (сталь 3) в лабораторных условиях на грибках, проводились следующим образом: на отдробеструенную, обезжиренную и высушенную в течение 20 мин металлическую поверхность маканием наносился один слой грунта и сушился при (20±5)°С в течение 30 мин. Затем наносился клей и сушился при том же режиме. Поверхность резиновой заготовки освежалась бензином. Образцы вулканизовались в соответствии с режимом вулканизации испытуемых резиновых смесей. Прочность связи резины с металлом при равномерном отрыве определялась по ГОСТ 209-75, метод В. Скорость движения подвижного механизма разрывной машины (100±10) мм/мин.

Технические характеристики полученных композиций приведены в таблице 2.

Таблица 1Наименование ингредиентаРецептура в мас.%1234АГМ-92,5455,5ТГМ-32,5344,5Параформ0,20,250,350,4Моноэтаноламин0,20,250,350,4Глицерин дистиллированный0,20,250,350,4Спирт этиловый3,5455Вода дистиллированнаяостальное

Таблица 2Наименование показателяРезультаты испытанийПредлагаемых примеров1234Внешний видДисперсия от белого до свело-желтого цветаУсловная вязкость по вискозиметру ВЗ-246 (диаметр сопла 4 мм) при 20°С, с10,010,210,310,4Плотность, г/см³0,9930,9930,9940,994Прочность связи резины с металлом при равномерном отрыве кгс/см², в системе:    1. - первый слой, предлагаемый подслой;    - второй слой Хемосил 222,    - р/см ИРП 1347-2 при норме не менее 40 кг/см²61,563,265,462,72. - первый слой, предлагаемый подслой;    - второй слой КК    Марка резиновой смесиНорма кг/см², не менее    ИРП 1347-24069,772,777,873,37-57-10032548,657,471,366,87-57-30603057,261,467,258,67-57-10082551,757,873,162,87-57-10162550,157,064,157,87-57-20122556,459,461,360,47-57-545-812550,552,254,252,2

Характер разрыва во всех испытаниях по резине.

Прочность связи резин 7-51-420 на основе фторкаучука и 7-57-2801 на основе акрилатного каучука с металлом с использованием предлагаемого подслоя как однослойный адгезив составляет (50-55) кгс/см² и (45-50) кгс/см² соответственно, при норме 25 кгс/см².

Проведены промышленные испытания клеевого подслоя в производстве резинометаллических изделий для автомобильной промышленности.

Гомогенизированный путем интенсивного перемешивания клеевой подслой наносился на очищенную и высушенную поверхность стальной арматуры погружением. На прочную и не клейкую пленку, образуемую после сушки в течение 30 мин при температуре (23±5)°С и термостатировании в течение 20 мин при температуре (170±5)°С, после охлаждения, наносился клей КК, который сушился при том же режиме. Режим вулканизации деталей соответствовал режиму вулканизации используемой резиновой смеси. Технических затруднений при нанесении подслоя и клея, а также при вулканизации деталей, не наблюдалось. Результаты промышленных испытаний с использованием известного и предлагаемого подслоев приведены в таблице 3.

Таблица 3Номер деталиМарка резиновой смесиРазрушающая нагрузка сцепления резины с металлом, кгс, не менееЗначениеРезультаты испытанийПервый слой, известный подслой КП; Второй слой-клей ККПервый слой - предлагаемый подслой; Второй слой-клей КК2108-1001033-107-57-1008400>800>800>800>800; >800; >8002108-1001020-107-57-1008350>800>800>800>1000; >1000; >10002101-22021207-57-1016420566-570-512640-608-584   594-606-608618-602-732   550-590-512653-620-6152123-22021207-57-1016525770-708-642810-850-860   762-634-682980-968-900   990-990-7761010-1005-10002110-10012427-57-1022400820-750-700900-800-8502123-1001757-57-201410003575; 2350, 37504000; 3500; 38002110-10050587-57-902440005700; 51505800; 60002108-29040647-51-3060350>800; >800; >800>800; >800; >8002121-10010207-57-1003650>800>800>800>1000>1000>10002110-29040707-57-90035090; 97; 103120; 110; 1202112-10013107-57-1023204640; 680; 700680; 740; 720

Как видно из данных таблицы 3, применение водного подслоя придает высокую прочность креплению резин на основе различных каучуков к стальной арматуре.

Проведены испытания также на латунных грибках с резиновой смесью 7-В-14-81(7-57-545-81) с использованием водного подслоя и клея КК. Режим вулканизации (180°С×4 мин). Прочность связи резины с латунью при норме не менее 25 кгс/см², составила (50,9-54,2) кгс/см² (характер разрыва по резине).

Промышленные испытания клеевого подслоя для крепления резины марки 5-57-545-81 к латунной арматуре проводились при изготовлении деталей 100-3515225 и 199-3522060. Обработка арматуры, нанесение клеевого подслоя и клеев Хемосил 222 и КК проводились по вышеуказанному способу. Технология изготовления деталей и режим вулканизации соответствовала установленным нормам. При разработке на деталях микроотслоения не наблюдались.

Изобретение относится к получению клеевых подслоев (клеевых грунтов) из композиций на основе органосилосиланов, применяемых для крепления резин на основе натурального, изопренового, бутадиенового, бутадиен-нитрильного, бутадиен-стирольного, хлоропренового и бутилкаучука. Изобретение также является однослойным адгезивом для горячего крепления резин на основе фторкаучуков и акрилатных каучуков к металлу в процессе вулканизации и может быть использовано при изготовлении резинометаллических изделий в автомобильной, машиностроительной и других отраслях промышленности. Применение композиции позволит отказаться от использования импортных аналогов в производстве. Технический результат заключается в достижении высокой прочности крепления резиновых смесей к металлу при вулканизации, придание клеевому подслою универсальности, коррозионостойкости, термостойкости, экологической чистоты, удешевление продукта. Задача решается тем, что используемая композиция включает 3-аминопропилтриэтоксисилан, диметиловый эфир триэтиленгликоля, раствор параформа в моноэтаноламине, этиловый спирт, глицерин и дистиллированную воду. 3 табл.

Композиция в качестве клеевого подслоя для крепления резин к металлу при вулканизации или в качестве адгезива для горячего крепления резин на основе фторкаучуков и акрилатных каучуков, включающая 3-аминопропилтриэтоксисилан, диметиловый эфир триэтиленгликоля, раствор параформа в моноэтаноламине, этиловый спирт, глицерин и дистиллированную воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

3-аминопропилтриэтоксисилан3,5-5,5диметиловый эфир триэтиленгликоля2,5-4,5параформ0,2-0,4моноэтаноламин0,2-0,4глицерин0,2-0,4спирт этиловый3,5-5,5вода дистиллированнаяостальное