RU2180675C2

RU2180675C2 - Adhesive composition

Info

Publication number: RU2180675C2
Application number: RU2000111946/04A
Authority: RU
Inventors: В.И. Гольфарб; паева Н.А. Л; Н.А. Ляпаева; В.И. Горбань; С.Я. Пичхидзе
Original assignee: ЗАО "Резинотехника"
Priority date: 2000-05-11
Filing date: 2000-05-11
Publication date: 2002-03-20

Abstract

FIELD: adhesives. SUBSTANCE: adhesive composition for joining fluorine-containing rubber to metal contains 3- aminopropyltriethoxysilane, solution of paraformaldehyde in moboethanolamine, ethyl alcohol and water. EFFECT: improved adhesion of fluorinerubber to metallic surface. 3 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к клеям, а именно к адгезивным составам для обеспечения крепления резин из фторкаучука к металлам в процессе вулканизации. The invention relates to adhesives, and in particular to adhesive compositions for securing fluororubber rubber to metals during curing.

Известно, что крепление резин на основе фторэластомеров к металлическим поверхностям достигается с использованием клеев Хемосил 511, Хемосил Х 5130 и Хемосил 512. It is known that the fastening of rubbers based on fluoroelastomers to metal surfaces is achieved using adhesives Chemosil 511, Chemosil X 5130 and Chemosil 512.

В состав клея Хемосил 511 входят кремнийсодержащие соединения в растворе этилового спирта. Формула кремнийсодержащего соединения не приводится (Special products for the rubber industry. Henkel KGaA. SPK 7/90). Хемосил Х 5130 близок по составу к Хемосил 511, разбавление клея можно проводить изопропиловым спиртом с содержанием воды не более 2 вес.% (Henkel KGaA, R-A1). The composition of Chemosil 511 glue contains silicon-containing compounds in a solution of ethyl alcohol. The formula of the silicon-containing compound is not given (Special products for the rubber industry. Henkel KGaA. SPK 7/90). Chemosil X 5130 is similar in composition to Chemosil 511, the adhesive can be diluted with isopropyl alcohol with a water content of not more than 2 wt.% (Henkel KGaA, R-A1).

Основу клея Хемосил 512 составляют силаны и смолы в метилэтилкетоне, которые не конкретизируются ( Henkel KGaA, SPK 10/90 ). The basis of Chemosil 512 adhesive is silanes and resins in methyl ethyl ketone that are not specified (Henkel KGaA, SPK 10/90).

Известны водные клеи фирмы Henkel XW 7484 и XW7856, представляющие собой водные дисперсии, коалесцирующие на поверхности разогретого металла в монолитную пленку (Морозов Ю.В., Резниченко С.В. Последние достижения в области химии и технологии эластомеров - Международная конференция по каучуку и резине IRC'98, Каучук и резина, 1, 1999, с.46). Такие адгезивы сравнимы с системами, содержащими растворитель, хотя и несколько уступают им по прочности крепления резины к металлу. Однако, к каким резинам они пригодны и какой их состав, данных нет (Байерсдорф Д. Крепление резин к металлу с помощью связующих систем "Хенкель". Каучук и резина, 6,1996, с.3...7). Known water adhesives of the company Henkel XW 7484 and XW7856, which are water dispersions, coalescing on the surface of a heated metal into a monolithic film (Morozov Yu.V., Reznichenko S.V. Recent advances in the field of chemistry and technology of elastomers - International Conference on Rubber and Rubber IRC'98, Rubber and Rubber, 1, 1999, p. 46). Such adhesives are comparable to solvent containing systems, although they are somewhat inferior to them in terms of the strength of the rubber to metal. However, there are no data on what rubbers they are suitable for and what their composition is (Bayersdorf D. Fastening rubbers to metal using Henkel binding systems. Rubber and rubber, 6.1996, p.3 ... 7).

Известно использование карбофункциональных кремнийорганических производных, в частности 3-аминопропилтриэтоксисилана, для приготовления клеев и обработки поверхностей (Моцарев Г. В. , Соболевский М.В., Розенберг В.Р. Карбофункциональные органосиланы и органосилоксаны. М.: Химия, 1990, c.124; Новицкая С.П., Нудельман З.Н., Донцов А.А. Фторэластомеры. М.: Химия, 1988, с. 180 - прототип). Такие клеи могут содержать смолы (резольные, фенольные), 3-аминопропилтриэтоксисилан (АГМ-9), растворитель (метилэтилкетон). Содержание воды в органическом растворителе - метилэтилкетоне (ТУ 6-09-782-76) - лимитируется нормативным документом и не превышает 0,8 вес.%. Органический растворитель в таких клеях является основным, вода - второстепенным. При разбавлении метилэтилкетона водой в таком клее существенно падает адгезивная прочность резины к металлу. It is known to use carbofunctional organosilicon derivatives, in particular 3-aminopropyltriethoxysilane, for the preparation of adhesives and surface treatment (Motsarev G.V., Sobolevsky M.V., Rosenberg V.R. Carbofunctional organosilanes and organosiloxanes. M: Chemistry, 1990, p. 124; Novitskaya S.P., Nudelman Z.N., Dontsov A.A. Fluoroelastomers. M: Chemistry, 1988, p. 180 - prototype). Such adhesives may contain resins (resole, phenolic), 3-aminopropyltriethoxysilane (AGM-9), and a solvent (methyl ethyl ketone). The water content in the organic solvent methyl ethyl ketone (TU 6-09-782-76) is limited by the regulatory document and does not exceed 0.8 wt.%. The organic solvent in such adhesives is the main, water is secondary. When diluting methyl ethyl ketone with water in such an adhesive, the adhesive strength of rubber to metal significantly decreases.

Задачей настоящего изобретения является повышение адгезии резины из фторкаучука к металлической поверхности. The objective of the present invention is to increase the adhesion of rubber from fluororubber to a metal surface.

Для решения поставленной цели нами предложено использовать в адгезивном составе (содержание воды более 50 вес.%) в качестве смолы раствор параформальдегида в моноэтаноламине. To solve this problem, we proposed to use a solution of paraformaldehyde in monoethanolamine as a resin in the adhesive composition (water content more than 50 wt.%).

Пример 1. Технология приготовления адгезивного состава
К 20 кг воды при перемешивании приливают смесь 659,4 г АГМ-9 (d=0,942 г/см³) и 1134 г этилового спирта. После этого добавляют 117,2 г раствора ((d= 1,172 г/cм^з,n_D ²⁰=1,4735) параформальдегида в моноэтаноламине (2-оксиэтиламин, d= 1,022 г/см³, n_D ²²=1,4539). Смесь перемешивают в течение 15 мин и оставляют при комнатной температуре на 1 сут.Example 1. The technology of preparation of the adhesive composition
A mixture of 659.4 g of AGM-9 (d = 0.942 g / cm ³ ) and 1134 g of ethyl alcohol are added to 20 kg of water with stirring. Then add 117.2 g of a solution ((d = 1.172 g / cm ^s , n _D ²⁰ = 1.4735) of paraformaldehyde in monoethanolamine (2-hydroxyethylamine, d = 1.022 g / cm ³ , n _D ²² = 1.4539) The mixture is stirred for 15 minutes and left at room temperature for 1 day.

В итоге получают вязкую опалесцирующую жидкость, которую используют в качестве адгезива. При необходимости разбавляют водой до нужной консистенции. Нанесение адгезива на арматуру осуществляют путем распыления, нанесения кистью или окунанием с последующей сушкой при температуре 100... 150^oС.As a result, a viscous opalescent liquid is obtained, which is used as an adhesive. If necessary, dilute with water to the desired consistency. The application of adhesive to the reinforcement is carried out by spraying, brushing or dipping, followed by drying at a temperature of 100 ... 150 ^o C.

Пример 2. Технология приготовления раствора параформальдегида в моноэтаноламине. Example 2. The technology of preparation of a solution of paraformaldehyde in monoethanolamine.

Раствор параформальдегида в моноэтаноламине готовят отдельно смешением 1000 г (33,33 моля) параформальдегида в 1022 г (16,67 моля) моноэтаноламина. Растворение параформальдегида в моноэтаноламине идет с выделением тепла. Поэтому параформальдегид прибавляют к моноэтаноламину порциями при перемешивании, не допуская подъема температуры выше 60...80^oС. Процесс растворения занимает 6. . . 7 ч. ИК-спектр (см^-1): 3400, 2960, 2890, 1670, 1650, 1600, 1040.A solution of paraformaldehyde in monoethanolamine is prepared separately by mixing 1000 g (33.33 mol) of paraformaldehyde in 1022 g (16.67 mol) of monoethanolamine. The dissolution of paraformaldehyde in monoethanolamine is accompanied by heat. Therefore, paraformaldehyde is added to monoethanolamine in portions with stirring, not allowing the temperature to rise above 60 ... 80 ^o C. The dissolution process takes 6.. . 7 h. IR (cm ^-1 ): 3400, 2960, 2890, 1670, 1650, 1600, 1040.

Кроме растворения параформальдегида в моноэтаноламине, по-видимому, происходит образование следующих соединений:
СН₂=О, HO-CH₂CH₂-N-((CH₂-O)_nH)₂, HO-CH₂CH₂-NH-(CH₂-O)_nH.In addition to the dissolution of paraformaldehyde in monoethanolamine, apparently, the formation of the following compounds occurs:
CH ₂ = O, HO-CH ₂ CH ₂ -N - ((CH ₂ -O) _n H) ₂ , HO-CH ₂ CH ₂ -NH- (CH ₂ -O) _n H.

ПРИМЕР 3. Испытание адгезивного состава на прочность крепления резины с металлом
В качестве фторсодержащей резиновой смеси взят состав, приведенный в табл.1.EXAMPLE 3. Testing the adhesive composition on the strength of the fastening of rubber with metal
As a fluorine-containing rubber mixture, the composition shown in Table 1 is taken.

Прочность связи резины из фторкаучука со стандартными металлическими образцами оценивалась согласно ТУ 38.105-823-88 "Детали резиновые для автомобилей ГАЗа, КамАЗа и других заводов". Норма по ТУ - не менее 25 кгс/см² для сальников.The bond strength of fluororubber rubber with standard metal samples was evaluated according to TU 38.105-823-88 "Rubber parts for GAZ, KamAZ and other plants". The norm according to TU is not less than 25 kgf / cm ² for oil seals.

Образцы адгезивных составов приведены в табл.2, прочностные характеристики - в табл.3. Samples of adhesive compositions are given in table 2, strength characteristics in table 3.

В качестве прототипа использовался свежеприготовленный адгезивный раствор, содержащий 3-аминопропилтриэтоксисилан и резольную смолу РС 1001 (ТУ 2221-002-05761778-98) в метилэтилкетоне, разбавленный водой. В окончательном виде адгезивный раствор-прототип имел следующее соотношение компонентов, вес.%:
3-Аминопропилтриэтоксисилан - 5
Резольная мола РС 1001 - 6
Метилэтилкетон - 39
Вода - 50
Данный адгезив-прототип представляет собой эмульсию, которая при стоянии в течении 3 ч расслаивается. Состав заявляемого раствора по примеру 1 близок к составу образца 3 табл. 2 и по адгезивной прочности соответствует 39,1 кгс/см².As a prototype, a freshly prepared adhesive solution was used containing 3-aminopropyltriethoxysilane and a resol resin PC 1001 (TU 2221-002-05761778-98) in methyl ethyl ketone diluted with water. In final form, the adhesive solution prototype had the following ratio of components, wt.%:
3-aminopropyltriethoxysilane - 5
Rezola breakwater RS 1001 - 6
Methyl ethyl ketone - 39
Water - 50
This prototype adhesive is an emulsion that exfoliates when standing for 3 hours. The composition of the inventive solution in example 1 is close to the composition of sample 3 of the table. 2 and the adhesive strength corresponds to 39.1 kgf / cm ² .

В предланаемом адгезивном составе в сравнении с прототипом меньше 3-аминопропилтриэтоксисилана и значительно больше воды. In the proposed adhesive composition in comparison with the prototype is less than 3-aminopropyltriethoxysilane and significantly more water.

Claims

An adhesive composition for attaching fluorine-containing rubber to a metal, including 3-aminopropyltriethoxysilane, a resin, an organic solvent and water, characterized in that it contains a solution of paraformaldehyde in monoethanolamine as a resin, and ethyl alcohol in the following ratio, weight as an organic solvent. %:
3-aminopropyltriethoxysilane - 3-4
A solution of paraformaldehyde in monoethanolamine - 0.2-0.6
Ethyl alcohol - 5-7
Water - Else