КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2013 года по МПК C09J175/00 

Изобретение относится к области клеевых композиций и может быть использовано для крепления резин на основе полярных и неполярных каучуков между собой и к металлам в изделиях авиационной, автомобильной промышленности и судостроения.

Известна клеевая композиция, включающая бутадиеннитрильный каучук, фенолоформальдегидную смолу, оксид магния, N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид, бис-(о-бензамидодифенил)-дисульфид, технический углерод и органический растворитель (патент РФ №2016039).

Известна клеевая композиция, включающая бутадиеннитрильный каучук с карбоксильными группами, фенолоформальдегидный олигомер, оксиды или неорганические соли металлов и вулканизующую систему (заявка США №2004258937).

Известна клеевая композиция, включающая непредельный полярный каучук, фенолформальдегидный олигомер и растворитель - этилацетат, отличающаяся тем, что дополнительно содержит олигоэфиракрелат, перекисный инициатор полимеризации и хлоркаучук (Патент РФ №1054393).

Недостатком известных клеевых композиций является недостаточно высокая прочность клеевых соединений при склеивании резин на основе слабополярных каучуков, а также применение повышенного давления (1,0 и 10,0 МПа).

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является клеевая композиция, которая предназначена для склеивания невулканизированных резин с металлами, включающая, мас.ч.:

Бутадиеннитрильный каучук 100 Фенолоформальдегидный олигомер 75-95 Сера 0,5-3 Оксид металла 5-15 Гексарезорциновая смола 15-30 Этиловый спирт 17-26 Этилацетат или метилэтилкетон 400-450

(патент РФ №2296789).

Недостатком клеевой композиции-прототипа является недостаточно высокая прочность клеевой композиции для склеивания резин различной химической природы в процессе вулканизации при давлении склеивания (0,35-0,6 МПа).

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение прочности клеевой композиции для склеивания резин различной химической природы (на основе полярных и слабополярных каучуков) в процессе вулканизации при невысоком давлении склеивания (0,35-0,6 МПа.)

Для решения поставленной технической задачи предложена клеевая композиция, включающая бутадиеннитрильный каучук, фенолоформальдегидный олигомер, гексарезорциновую смолу, серу и органический растворитель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит хлорированный полидиен при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Бутадиеннитрильный каучук 100 Фенолоформальдегидный олигомер 100-180 Хлорированный полидиен 5-20 Сера 2-5 Гексарезорциновая смола 30-60 Органический растворитель 400-700

В качестве фенолоформальдегидного олигомера она содержит новолачные или резольные смолы, или их смеси.

В качестве хлорированного полидиена она содержит хлорированный 3,4-полиизопрен, или хлорированный полибуталиен, или их смеси.

В качестве органического растворителя клеевая композиция содержит этилацетат или метилэтилкетон, или их смесь, толуол, или его смесь с ацетоном.

Установлено, что введение в клеевую композицию хлорированного полидиена с содержанием винильных звеньев при наличии двойных связей и аллилхлоридных структур улучшает реологические свойства пластицированного каучука (что повышает технологичность клеевой композиции), обеспечивает хорошую вулканизующую способность и конфекционную прочность, а также существенно повышает адгезию к металлу. Наличие реакционноспособных гидроксиметильных групп фенольного олигомера, вступающих во взаимодействие с реакционноспособными группами бутадиеннитрильного каучука в процессе сополимеризации, взаимодействие их с продуктами хлорирования полидиенов, выступающих в роли пластификатора, обеспечивает образование разветвленной эластичной сшитой структуры и позволяет получить клей с высокими адгезионными свойствами. Одновременное отверждение в процессе вулканизации при применении невысокого давления склеивания (0,35-0,6 МПа) каучука, хлорированного полидиена и олигомера по механизму полимеризации в результате взаимодействия реакционноспособных групп обеспечивает образование эластичного, монолитного клеевого шва и высокопрочного соединения материалов с различными коэффициентами жесткости.

Предлагаемая клеевая композиция может использоваться для склеивания резин различной химической природы - на основе полярных каучуков (бутадиеннитрильный, хлоропреновый), слабополярных - этиленпропиленовых, неполярных каучуков (бутадиенстирольный, изопреновый, натуральный) и их смесей.

В качестве бутадиеннитрильного каучука наиболее предпочтительно использовать каучуки с массовым содержанием связанного нитрила акриловой кислоты от 24 до 40%, с жесткостью по Дефо от 5 до 21 Н, марок СКН-26-1,25 ТУ 6-00-05807983-160-95, СКН-40КНТ ТУ 38.40312-2000.

В качестве фенолоформальдегидного олигомера могут быть использованы смолы по ГОСТ 18694, например новолачные смолы марок СФ-014, СФ-015Н с временем желатинизации при 130°C 480-720 с, содержанием ОН-групп 13% и температурой каплепадения 105-130°C или резольные смолы, например, СФ-282, СФ-3021К с временем желатинизации в пределах 370-550 с, массовой долей свободного фенола не более 17%, с динамической вязкостью 40-90 МПа·с и температурой каплепадения 80-120°C, ФЛ-5111 по ТУ2311-083-057587-99-2002 с массовой долей нелетучих веществ 55-65%, температурой каплепадения 55-75°C и временем желатинизации при 160°C 60-110 с.

В качестве хлорированного полидиена могут быть использованы различные каучуки, но наилучший технический результат достигается при использовании хлорированного 3,4-полиизопрена (ПИХ) ТУ 2294-132-00-15-1963-2010 с содержанием винильных звеньев 49-70% и содержанием хлора 6-11% или хлорированного полибутадиена (ПБХ) ТУ 2294-132-00-15-1963-2010 с содержанием хлора 3-8%.

В качестве гексарезорциновой смолы могут быть использованы различные резорцино-формальдегидные новолачные олигомеры с избытком резорцина, но наилучший технический результат достигается при использовании гексарезорциновой смолы ГР по ТУ 2221-441-00209349-2004 с содержанием летучих не более 7%, с условной вязкостью 10-80 с (55%-ный раствор в этилацетате) и температурой каплепадения 70-95°С.

В качестве органического растворителя могут быть использованы этилацетат (ГОСТ 8981-71), метилэтилкетон (ТУ 38-10243-74), толуол (ГОСТ 5789-78), ацетон технический (ГОСТ 2603-71).

Примеры осуществления

Пример 1

На вальцах пластицировали 100 мас.ч. бутадиеннитрильного каучука СКН-40 КНТ и вводили в него 10 мас.ч. хлорированного полидиена и 3 мас.ч. серы. Полученную резиновую смесь растворяли в 200 мас.ч. этилацетата, 40 мас.ч. толуола и 60 мас.ч. ацетона. Готовили раствор смол: фенолоформальдегидный олигомер: 100 мас.ч. смолы СФ-015 и 30 мас.ч. смолы ГР в 100 мас.ч. этилацетата. После этого смешивали раствор резиновой смеси и полученный раствор смол с получением клеевой композиции.

Технология приготовления композиций по примерам 2-3 аналогична примеру 1.

Составы клеевой композиции по примерам 1-3 приведены в таблице 1, прочностные свойства при склеивании резины на основе полярного каучука бутадиеннитрильного (СКН-40) и слабополярного этиленпропиленового (СКЭПТ) каучука определяли по ГОСТ 411-77, ГОСТ 209-75, результаты приведены в таблице 2.

Изобретение не ограничивается приведенными примерами.

Таблица 1 Наименование компонентов Состав по примерам, мас.ч. Прототип   1 2 3   Бутадиеннитрильный каучук:         СКН-26-1,25 - - 100 - СКН-40КНТ 100 100 - 95 Натуральный каучук - - - 5 Хлорированный полидиен 10 5 20 - Фенолоформальдегидный         олигомер:         ФЛ-5111 - 150 175 85 СФ-3021К - - 5 - СФ-015 100 - - - ГР 30 45 60 20 Сера 3 2 5 1 Органический растворитель:         Этилацетат 300 400 400 450 Метилэтилкетон - - 220 - Спирт этиловый - - - 20 Ацетон 60 30 - 80 Толуол 40 50 80 - Оксид металла - - - 15

Таблица 2   Наименование свойств Прочность при отслаивании (σ_отсл.), кН/М Прочность при отрыве (σ_отр.), МПа Прочность при отслаивании (σ_отсл.), кН/М Прочность при отрыве (σ_отр.), МПа Давление склеивания, МПа № п/п   Резина на основе СКН-40 Резина на основе СКЭПТ 0,35-0,6 1 9,3 7,4 6,9 6,9 "-" 2 10,0 7,6 7,2 7,1 "-" 3 9,5 7,5 7,0 7,0 "-" Прототип 7,65 6,8 5,7 6,5 "-"

Как следует из данных таблицы 2, предлагаемая клеевая композиция имеет прочность клеевых соединений на 8-30% выше по сравнению с прототипом и пригодна для склеивания резин различной химической природы.

Применение предлагаемой клеевой композиции для крепления резин позволяет получить высокопрочные металлоэластомерные соединения, что улучшает качество и увеличивает ресурс резинотехнических изделий, повышает надежность изделий. Одновременно решается проблема замены дефицитного сырья - хлоропреновых каучуков.

Изобретение относится к клеевой композиции для крепления резин на основе полярных и неполярных каучуков между собой и к металлам в изделиях авиационной, автомобильной промышленности и судостроения. Клеевая композиция включает бутадиеннитрильный каучук, фенолоформальдегидный олигомер, хлорированный полидиен, серу, гексарезорциновую смолу, органический растворитель. В качестве фенолоформальдегидного олигомера композиция содержит новолачные или резольные смолы, или их смеси. В качестве хлорированного полидиена композиция содержит хлорированный 3,4-полиизопрен, или хлорированный полибутадиен, или их смеси, а в качестве органического растворителя содержит этилацетат или метилэтилкетон, или их смесь, толуол, или его смесь с ацетоном. Использование клеевой композиции для крепления резин позволяет получить высокопрочные металлоэластомерные соединения, что улучшает качество и увеличивает ресурс резинотехнических изделий, повышает надежность изделий. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.

1. Клеевая композиция, включающая бутадиеннитрильный каучук, фенолоформальдегидный олигомер, гексарезорциновую смолу, серу и органический растворитель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит хлорированный полидиен при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Бутадиеннитрильный каучук 100 Фенолоформальдегидный олигомер 100-180 Хлорированный полидиен 5-20 Сера 2-5 Гексарезорциновая смола 30-60 Органический растворитель 400-700

2. Клеевая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве фенолоформальдегидного олигомера она содержит новолачные или резольные смолы, или их смеси.

3. Клеевая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве хлорированного полидиена она содержит хлорированный 3,4-полиизопрен, или хлорированный полибутадиен, или их смеси.

4. Клеевая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве органического растворителя содержит этилацетат или метилэтилкетон, или их смесь, толуол, или его смесь с ацетоном.