Клеевая композиция Российский патент 2024 года по МПК C09J111/00 C09J161/08 

Изобретение относится к клеевым композициям и может быть использовано в резиновой промышленности при склеивании вулканизованных резин на основе различных каучуков друг с другом.

Известна клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук наирит ДП, бутилфенолформальдегидную смолу 101 К, воду, оксид цинка, оксид магния, органический растворитель, представляющий собой смесь этилацетата и нефраса, и модификатор борат метилфосфита (Пат. 2393194 РФ, МПК C09J111/00; Опубл. 27.06.10).

Однако данная клеевая композиция не обеспечивает достаточно высокой прочности при склеивании изделий из вулканизованной резины.

Известны клеевые композиции, включающие полихлоропреновый каучук наирит ДП, бутилфенолформальдегидную смолу 101 К, воду, оксид цинка, оксид магния, органический растворитель, представляющий собой смесь этилацетата и нефраса, и модификатор состоящий из кубовых отходов производства анилина с содержанием анилина 15-18 мас.ч. и глицидилового эфира метакриловой кислоты (Пат. 2263128 РФ, МПК C09J111/00, C08L11/00; Опубл. 27.10.05) или эпоксидной диановой смолы ЭД-20 (Пат. 2252237 РФ, МПК C09J111/00; Опубл. 20.05.05).

Однако указанные клеевые композиции обладают недостаточной прочностью при склеивании вулканизованной резины между собой.

Известна клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук, бутилфенолформальдегидную смолу, сополимер стирола и пиперилена, канифоль, этерифицированную глицерином; канифоль сосновую, дифенилгуанидин, 2,2-дибензтиазолдисульфид, оксид цинка, оксид магния, органический растворитель (Пат. 2028358 РФ, МПК C09J111/00, C09J161/08, C09J125/10, C09J193/04; Опубл. 09.02.95).

Однако указанная клеевая композиция, хотя и имеет схожий состав, предназначена для склеивания изделий из ферритов.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является композиция, включающая полихлоропреновый каучук наирит ДП, бутилфенолформальдегидную смолу 101 К, воду, оксид цинка, оксид магния, органический растворитель, представляющий собой смесь этилацетата и нефраса, модификатор, содержащий эпоксидную диановую смолу ЭД-20, анилин и диметилфосфит, при массовом отношении эпоксидная диановая смола ЭД-20:анилин:диметилфосфит равном 1:0,3-0,5:0,2-0,4 (Пат. 2677175 РФ, C09J111/00; Опубл. 2019).

Однако указанная клеевая композиция обладает недостаточной прочностью при склеивании вулканизованной резины между собой.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка состава клеевой композиции, обладающей повышенной прочностью и термостойкостью при склеивании вулканизованной резины между собой.

Техническим результатом является повышение адгезионных свойств клеевой композиции к резинам на основе различных каучуков и рост термостойкости клеевого соединения.

Поставленный технический результат достигается в клеевой композиции, включающей полихлоропреновый каучук наирит ДП, бутилфенолформальдегидную смолу 101 К, воду, оксид цинка, оксид магния, органический растворитель, представляющий собой смесь этилацетата и нефраса, и фосфоразотсодержащий модификатор при этом в качестве фосфоразотсодержащего модификатора используют продукт взаимодействия дициандиамина с диметилфосфитом в среде 50 масс.% фосфорной кислоты, предварительно нанесенный на углеродные микроволокна при массовых соотношениях углеродные микроволокна : 5 масс.% водный раствор модификатора = 10 : 1-5, при следующем соотношении компонентов композиции, масс. ч.:

Полихлоропреновый каучук наирит ДП 90,0

Бутилфенолформальдегидная смола 101 К 90,0

Вода 3,0

Оксид цинка 5,0

Оксид магния 11,0

Органический растворитель 800,0

Углеродные микроволокна с нанесенным модификатором 10,0

При использовании в качестве модификатора продукта взаимодействия дициандиамина с диметилфосфитом в среде фосфорной кислоты – ДДФ, значительно повышаются адгезионные свойства клеевой композиции. В результате взаимодействия ДДФ (модификатора) с макромолекулой полихлоропренового каучука происходит увеличение концентрации полярных групп и образование дополнительных химических связей, что способствует увеличению подвижности макромолекулы полихлоропрена и более глубокой диффузии ее участков вглубь поверхности вулканизата.

Присутствие углеродных микроволокон в клеевой композиции способствует дополнительному микроармированию клеевой пленки, что приводит к упрочнению клеевого шва.

Полихлоропреновый каучук наирит ДП (ТУ-6-01-131985) является основным пленкообразующим в клеях-растворах.

Бутилфенолформальдегидная смола 101 К (ТУ-6-10-1261-8).

Вулканизующая группа: оксид цинка (белила цинковые ГОСТ 202-84), оксид магния (жженная магнезия ГОСТ 844-79) использовались ранее в клеевых композициях (Кардашов Д.А., Петрова А.В. Полимерные клеи. - М.: Химия, 1983).

Органический растворитель: смесь этилацетата (ГОСТ 8981-78) и нефраса (ГОСТ 443-76) в соотношении 1:1.

В качестве модифицирующей добавки используется продукт взаимодействия дициандиамина с диметилфосфитом в среде 50 масс.% фосфорной кислоты, предварительно нанесенный посредством термостатирования на углеродные микроволокна из 5 масс.% водного раствора модификатора (ДДФ). Термостатирование микроволокна осуществляется в водном растворе ДДФ при массовых соотношениях углеродные микроволокна : 5 масс.% водный раствор ДДФ равных 10 : 1-5, при температуре 100 ^оС, до его полного упаривания. После этого углеродные микроволокна с нанесенным модификатором сушатся до постоянной массы и вводятся в резиновую смесь в количестве 10 масс. ч.

Составы клеевых композиций приведены в таблице 1.

Таблица 1

Компонент Содержание компонентов, масс. ч., в композиции 1 2 3 Конрольный пример Прототип Полихлоропреновый каучук наирит ДП 90 90 90 90 90 Бутилфенолформальдегидная смола 101 К 90 90 90 90 90 Вода 3 3 3 3 3 Оксид цинка 5 5 5 5 5 Оксид магния 11 11 11 11 11 Органический растворитель 800 800 800 800 800 Эпоксидная диановая смола ЭД-20 - - - - 2,63 Анилин - - - - 1,32 Диметилфосфит - - - - 1,05 Углеродные микроволокна с нанесенным модификатором, при массовых соотношениях углеродные микроволокна : 5 масс.% водный раствор модификатора = 10 : 1 10,0 - - Углеродные микроволокна с нанесенным модификатором, при массовых соотношениях углеродные микроволокна : 5 масс.% водный раствор модификатора = 10 : 3 10,0 - - Углеродные микроволокна с нанесенным модификатором, при массовых соотношениях углеродные микроволокна : 5 масс.% водный раствор модификатора = 10 : 5 10,0 - -

Клеевую композицию приготавливают следующим образом.

В клеемешалку, содержащую приготовленный известным способом наиритовый клей 88 СА (ТУ 381051760-89), включающий в себя полихлоропреновый каучук наирит ДП, бутилфенолформальдегидную смолу 101К, оксид цинка, оксид магния, воду и указанный органический растворитель, вводят рассчитанное количество углеродных микроволокон с нанесенным модификатором и перемешивают содержимое 5-10 минут до получения однородной массы.

Установлено, что наиболее оптимальным является использование 5,0-1,0 масс.ч. 5 масс.% водный раствор модификатора ДДФ.

Клеевая композиция представляет собой жидкость бежевого цвета. Она технологична и хорошо наносится на поверхность резины.

Сравнительные испытания прочностных свойств клеевых составов по всем вариантам заявленной композиции и прототипу при склеивании вулканизованной резины на основе этиленпропилендиенового (СКЭПТ-40), полиизопренового (СКИ-3), бутадиен-нитрильного (СКН-18) и хлоропренового каучука (Байпрен) (ХПК) приведены в таблице 2.

Таблица 2

Прочность при сдвиге, МПа Показатель для композиции 1 2 3 Контр. пример Прототип CКН-18 1,31 1,75 1,28 0,83 1,25 ХПК 2,35 2,10 1,72 1,70 1,36 СКИ-3 0,88 1,35 0,9 0,80 - СКЭПТ-40 0,60 0,70 0,65 0,57 - Оценка термостойкости клеевого соединения при t=80⁰С* СКЭПТ-40 0,43 0,48 0,56 0,38 -

*время воздействия 4 часа.

Предлагаемые клеевые композиции исследовались на адгезионную прочность при сдвиге, достигаемую при выдерживании под грузом 2 кг, при комнатной температуре (20°С) в течение 24 часов. Адгезию при сдвиге определяли на разрывной машине РМИ-50 (ГОСТ 16971-71).

Технология склеивания образцов следующая. Одноразовое нанесение приготовленного клея на подготовленную поверхность, сушка клеевой пленки при комнатной температуре в течение 5 минут, после чего производилось плотное прижатие склеиваемых поверхностей.

При оценке термостойкости клеевого соединения, склеенные предварительно образцы по представленной выше методике, подвергались термическому воздействию в течение 4 часов с последующей оценкой прочности клеевого соединения.

Как видно из таблицы 2, предлагаемые клеевые композиции обеспечивают увеличение прочностных свойств клеевых соединений по сравнению с прототипом. Так, прочность при сдвиге клеевого шва при склеивании вулканизованной резины на основе СКН-18 по прототипу составляет 1,25 МПа, а с использованием предлагаемого модификатора 1,75 МПа.

Таким образом, клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук наирит ДП, бутилфенолформальдегидную смолу 101 К, воду, оксид цинка, оксид магния, органический растворитель, представляющий собой смесь этилацетата и нефраса, и фосфоразотсодержащий модификатор - продукт взаимодействия дициандиамина с диметилфосфитом в среде 50 масс.% фосфорной кислоты, предварительно нанесенный на углеродные микроволокна при массовых соотношениях углеродные микроволокна : 5 масс.% водный раствор модификатора = 10 : 1-5, при заявленном соотношении компонентов композиции, обеспечивает повышение адгезионных свойств клеевой композиции к резинам на основе различных каучуков.

Изобретение может быть использовано при склеивании вулканизованных резин. Клеевая композиция включает полихлоропреновый каучук наирит ДП, бутилфенолформальдегидную смолу 101 К, воду, оксид цинка, оксид магния, органический растворитель и фосфоразотсодержащий модификатор. Органический растворитель представляет собой смесь этилацетата и нефраса. В качестве фосфоразотсодержащего модификатора используют нанесенный на углеродные микроволокна продукт взаимодействия дициандиамина с диметилфосфитом в среде фосфорной кислоты. Модификатор наносят на углеродные микроволокна в виде 5 мас.% водного раствора. Массовое соотношение углеродных микроволокон к водному раствору модификатора составляет 10:1-5. Изобретение позволяет увеличить адгезию клеевой композиции к резинам и термостойкость клеевого соединения. 2 табл.

Клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук наирит ДП, бутилфенолформальдегидную смолу 101 К, воду, оксид цинка, оксид магния, органический растворитель, представляющий собой смесь этилацетата и нефраса, и фосфоразотсодержащий модификатор, отличающаяся тем, что в качестве фосфоразотсодержащего модификатора используют продукт взаимодействия дициандиамина с диметилфосфитом в среде 50 мас.% фосфорной кислоты, предварительно нанесенный на углеродные микроволокна при массовых соотношениях углеродные микроволокна : 5 мас.% водный раствор модификатора = 10:1-5, при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:

Полихлоропреновый каучук наирит ДП 90,0 Бутилфенолформальдегидная смола 101 К 90,0 Вода 3,0 Оксид цинка 5,0 Оксид магния 11,0 Органический растворитель 800,0 Углеродные микроволокна с нанесенным модификатором 10,0