Адгезионная композиция Советский патент 1988 года по МПК C09J3/16 C08L75/04 

«

ISO

QD СО

00

Изобретение относится к адгезионным композициям (АК) на основе изо- цианатов и может быть использовано в различных областях промыптенности для крепления резин к стали и к стеклоткани. Изобретение позволяет по высить стабильность композиции и адгезионную прочность (до 100% при нагрузке образца до 122,5 кг). АК содержит (мае.ч.) : 2,5-50,0 полиметилеи- полифенилендиизоцианата (ПИЦ), 5,0- 200,0 динитрозобензола, 15 изоцианато- прошштризтоксисилана или смесь ПИЦ с аддуктом ПИЦ с гидроксипропилтри- метокси- или этоксисиланом или с J - аминопропилтриметокси- или этоксисиланом при мольном соотношении ШЩ к аддукту, равном 2,2-8,1:1, причвн смесь берут в количестве 47,5-1000. АК может содержать 35 мае.ч. пленко-ч образователя и 40 мае,ч. сажи. 2 з,п. ф-лы, 15 табл. (У)

см

1 14

Изобретение относится к адгезивам на основе изоцнаната, и может быть использовано для крепления резин к стали и стеклоткани при изготовлении изделий для различных областей-промьш ленности.

Цель изобретения повыиение прочности адгезионного соединения между резиной, сталью или стеклотканью в условиях воздействия кипящей воды или раствора хлористого натрия.

Адгезионную композицию наносят на поверхность субстрата (сталь, стек ) обычным способом путем окунания , распрыскив ания, намазыв ания кистью После соединения поверхностей резины и субстрата осуществляется прогрев о

; Прочностные свойства адгезионных I соединений испытывают согласно ASTM, :стандарту D-429, методу В под углом отрьта 45° следующим образом, Обраа- Iцы надрезают и изгибают в сторону субстрата в кипящей воде в течение I 2 ч, отрьгоают от субстрата под углом j45°при 20-24 0 (RT), после надреза и воздействия на них 5%-ного раствора хлористого натрия (распрыскивлния)

Таблица 1 Содержание мае,ч., в композиции

Изоцианятнын

компонент полиметиленполифениленизоцианат

(ПИЦ)

Динитрозо - бензол

Изоцианато- пропилтризтоксисилан

Сажа

Пленкообразо-- ватель - хлор- сульфирован- ный полизтилен

в течение 48 ч при 38 С испытьшают методом отрыва резины от субстрата. Результаты испытаний на отрыв выражают в процентах разрыва, произошедшего в резине (R),

Используемые изоцианатсиланы получают пиролизом соответствующих карбаматов, а изоцианатсилановые ад- дукты получают добавлением раствора органосилана к раствору полиизоциана- та при 10-100 С в условиях перемешивания в присутствии дилауратдибутил олова.

Адгезионную композицию согласно изобретению следует разбавлять ароматическим или алифатическим углеводородами. Степень разбавления не имеет определяющего з| ачения, поскольку

это не препятствует образованию со- ответству цей толщины плеьгки в процессе применения,

Дпя реализации изобретения адгезионная композиция может содержать сажу и пленкообразующую добавку (хлор- сульфированный полиэтилен, бутадиен- акрилонитриловую резину, натуральный каучук и т,д.).

Пример 1, Готовят следующие

составы,приведенные в табл,1.

15 30

30

30 30

15 15 л 40 40 40

35

35 35

Композицию готовят смешением обычным способом.

Образцы адгезионных соединений между резиной и сталью нагревают при в течение 15 мин и испытывают в кипящей воде. Результаты испытания композиций на разрыв;

(контроль) (контроль)

ОК(через 1/4-1 ч)

26R

59R

64R

Пример 2. В реактор, снабженный перемешивающим устройством и термостатом, загружают 133 мае.ч. ПИЦ функциоиальности (йо NCO) 2,7, 533 мае.ч. трихлорэтилена и 0,1 мл дибутилдилауратолова. Перемешивают в токе азота, добавляют 60 мае.ч. гидроксипрошштриметоксисилана и 140 мае,ч. трихлорзтилена.

Смесь взбалтывают в течение 5 мин, а затем до 20-24 С. Получают аддукт ПИЦ с оксипропилтри- метоксисиланом функциональиости (NCO) 1,8 следующего строеиия: О

-Ш - С - О - (СН),- 81(ОСН,)з

-КН-С-Ш-(СН2)з3110СНз)з Соотношение молярного эквивалента

Соотношение молярного эквивалента свободного изоцианата и аддукта составляет 2,8:1,

Полученную адгезионную композицию 35свободного ПИЦ и аддукта в реакцион-

наносят путем окунания на ткань изной смеси 8,1:1,

стекловолокна и просушивают в течение Полученную адгеэионную композицию

6 ч. Затем ее присоединяют к полихло-с добавлением трихлорэтилена и бенропреновой резине.зола наносят на поверхность стали и

Образец испытьгоают после термооб- 40j ткани из стекловолокна и совмещают

работки при 165,5 С в течение 20 мин на отрьш при 20-24 С. При этом получены следующие результаты:

(

10

29937

П р и м е р 3. Приготавливают композицию, как в примере 2, но к смеси 350 мае.ч. ПИЦ добавляют при перемешивании 1486 мае.ч, трихлорэтилена и 193 мае.ч. метиламинопропнптриметок- сисилана в 772 мае,ч, бензола для достижения технологической вязкости смеси, содержащей свободный ПИЦ и аддукт ПИЦ с метиламинопропилтриме- токеисиланом функциональности (NCO) 1,7 следующего строения: О

И

,5 - Н-С-К-1СН2)(ОСНз}з

СНз

Соотношение молярного эквивалеита свободного изоцианата и аддукта составляет 2,2:1.

Пример4. Приготавливают композицию, как в примере 2, но к i000мае.ч. ПИЦ и 100 маСоЧ. трихлорэтилена добавляют 179 мае.ч, у-ами- нопропилтриметокеиеилана в 1611 мае.ч, бензола для еоздания технологичеекой вязкости реакционной смееи, содержащей евободный ПИЦ и аддукт ПИЦ е у- аминопропилтриметокеиеилаиом функ- циональноети (NCO) 1,7 еледукщего етроения: О

-КН-С-Ш-(СН2)з3110СНз)з Соотношение молярного эквивалента

20

25

30

с диуретановьм вyлкaиизиpyё aJM нит- риловым эластомером

Образцу подвергают термообработке при 152 с в течение 30 мин и испытывают на отрью при 20-24 С в

Полученные результаты приведены в табл.2.

Таблица2

54,3

100R

Стеклово-локно

Контрольный образец готовят, ис- рользуя в качестве адгезионной коМпо- }зиции 10%-ный раствор ПИЦ в трихлор- Ьтилене.

I ПримерЗ. Приготавливамт ком- позицию, как в примере 2, но к 170 мае,ч. у -аминрпропилтриэтокси- |сш1ана в 1611 мае.ч. бензола добавля- JOT при перемешивании 400 мае, ч о ШЦ И аддукта ПИЦ с |f -аминопропилтри- 1этокеиеиланом функциональности (NCO)

1,7 еледующего строения: О

- КН- 0- lH-lCH2b Si( ОС2Н5)з Соотношение молярного эквивалента сво бодного ШЩ и аддукта в реакционной емеси равно 2,

П р и м е р 6. Приготавливают ком- позицию, как в примере 2, но к 170 мае.ч. У-аминопропилтриметокеи- еилана в 716 мае,ч, бензола добавляют при перемешивании 750 мае.ч ШЩ и 750 мае.ч. трихлорэтилена При этом получают реакционную емееь свободного ПИЦ и аддукта при молярном соотношении 6,6:1,

Полученную адгезионную композицию наноеят на уретановый каучук и соеди- няют со. сталью.

Для контроля в качестве адгезионной композиции берут 25%-ный раствор ПИЦ в трихлорэтилене.

Образцы испытьшают на отрьш при 20-24 и , а также при воздейс 1- ВИИ на них соли,

Пол5 енные результаты приведены

в табл,3.

49,8

54,3

15,4

. 100R 100R 100R

5 OR

Т а б л и ц а 3

троль

троль

троль)

110,3 122,5 94,3

67,0 78,0 63,0 84,4

100R

100R

50R

Разрыв при 100 С,%

100R 100R 10 OR 100R

Опрыскива- Выдержка, ние солью, разрыв пос- после 72 ч, ле 168 ч, отрыв,

90R

75R

60R

bOR

I-, -,

Приме позицию, как

170 мае,ч.

р 7. Приготавливают ком- в прнмкре 2, но

-лмггягм - г1пиптр метокс;ч

силана в 716 мае.ч. трихлорэтилена добавляют при перемешивании к

760 мае.ч. ПИЦ и 750 мае.ч. трихлорэтилена. Затем композицию разбавляют 200 мае.ч. трихлорэтилена перемешивают 5 мин и охлаждают до 20-24 С.

Смееь JIHU и ад- дукта при соотношении 6,6:1 (реакционная емееь)

Адгезионную композицию указанного верхностью етапи. Полученные образда соетава наноеят на еубстрат (натураль- испытывают на отрьш,при 20-2А с, а также, ный каучук, мягкая резина на основе 30 на воздейетвие кипящей воды ( и ), натурального каучука, резина на осно- Полученные результаты 1Триведены ве бутилкаучука) и соединяют с nps в табл.5.

ТаблицаЗ

Получают реакционную смееь, включающую евободный ПИЦ и аддукт (соотг ношение молярного эквивалента 6,6:1), при соотношении компонентов, приведенном в табл.4.

ТаблицаА

100

100

100

100

Резина на основе бутил каучука

100 100 00

30

30 30

35

35

Отрыв OR рукой

48,0 100R

47,6 40,8

100R 90R

При мер 9. Приготавливают композицию как в примере 2, но к 750 маСсЧ. ПИЦ в 3000 мае.ч, трихлор- этилена при перемеп1ивании непрерьгоно обавляют 170 мае.ч. Х -аминопропил- триметоксисилана и 716 мае,ч. три- хлорэтилена.

Получают реакционную смесь свободного ПИЦ и адцукта и у -аминопро- пилметоксисиланом функционально сти (NCO) 1:7. Эквивалентное мольное соотношение ПИЦ и a щyктa равно 6,6:1 (реакционная смесь).

На основе реакционной композиции составляют адгезионную композицию, составы которой приведены в табл.8.

Тяблицав

1 U29937

Продолжение табл.8

Содержанием, мае.-ч,, в

кошозкции 5 -..р.- ,

С-1 С-2 С-3 С-4 В

.|.,....:г

Хлорсульфиро- ванный полиэтилен - 35

Хлоракрилонит- рил-дихлорбута- диеновый сополимер - Трихлорзтилён 400 400 Ксилол 260 260

35

400

472

Указанную адгезионную композицию выдерживают при 20-24 0 в течение длительного периода и измеряют вяз- кбсть (вискозиметр Брукфилда, шпиндель 2 при 30 об./мин)

Полученные значения вязкости приведены в табл.9.

Компоненты

100 100 100 100 100 30 30 30 30 30

- 35 - - .-- - 35 - - - - 35 - - - - - 35

330 220 220 168 337

400 715 715 777 598

12

Таблица9

П р и м е р 10. Приготавливают композицию, как в примере 2, но к 170 мае.ч. -анинопропилтриметокси

20 силана в 385 мас.ч. ксилена и 358 мас.ч, трихлорзтилена при перемешивании добавляют 750 мас.ч, ПИЦ, 1500 мас.ч. ксилена и 1500 мас.ч. трихлорзтилена. Получают реакционную смесь, состоя25 щую из ПИЦ и аддукта ПИЦ с X -амино г про-пилтриметоксисиланом при молярном соотношении свободного ПИЦ и аддукта равном 6,6:1.

На основе реакционной смеси полу30 чают адгезионную композицию, составы которой приведены в табл.10. I Таблица 10

Содержание, мас.ч., в композиции

D-1 I D-2 1 D-3 I D-4 Г D-5

Для приготовления образцов эту композицию наносят на поверхность стали, совмещают с резиной на основе натурального каучука и испытьшают на отрьш при 20-24°С,

Полученные результаты приведены в табло15.

Таблица 15

2,89 2,89.

97R 100R

Формула изобретения

Т а б л и ц а 14

НИН - .розобензол, и дополнительно содержит изоцнанато.пропилтриэток- сисилан формулы

OCN-tCH2)3-Sl (ОС2Н5)з

или смесь полиметиленполифенилендии- зоцианата с аддуктом полиметиленпо- лифенилендиизоцианата с подроксипро- пилтриметокси- или этоксисиланом, или с J-аминопропилтриметокси- или зтоксисиланом формулы О

NH C-A-{CH2)3SUOE)3

35

А -0-, -снз, -СгНз,

тян,

40

45

50

55

при молярном соотношении компонентов смеси 2,2-8,1:1 соответственно фи следующем соотношении компонентов композиции, мае,ч,:

Полиме тиле НПОлифенилендиизоцианат2,5-50,0

Динитрозобензол 5,0-200,0

Из оцианато про пилтризтокснсилан 15,0

или

Смесь полиметиленполифенилендиизоцианата с

аддуктом при

молярном соотношении 2,2-8,1: 1 47,5-100,0

3.Композиция по п,1, о т л и ч а- ю щ а я с я тем, что она дополнительно содержит 40 мас,ч, сажй-V