RU2270220C2 - Способ крепления резин друг к другу - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способу крепления вулканизованных резин друг к другу и может быть использовано в резиновой промышленности. На склеиваемые поверхности резин на основе полихлоропренового каучука наносят клей на основе найрита или неопрена в сочетании с бутилфенолформальдегидной смолой - клей марки 88НТ, 88СА или 88НП. Перед нанесением на поверхность в клей дополнительно вводят модификатор, содержащий эпоксидную диановую смолу ЭД-20 м кубовые отходы производства анилина в массовом соотношении 30-70:30-70, в количестве 0,05-0,5 мас.ч. на 100 мас.ч. клея. После нанесения клея осуществляют сушку клеевой пленки при комнатной температуре в течение 1-2 мин. Контактирование склеиваемых поверхностей проводят под грузом в течение 24 ч. Технический результат состоит в повышении прочности клеевого шва, упрощении технологии склеивания, утилизации отхода нефтехимического производства. 1 табл.

Description

Изобретение относится к способу крепления вулканизованных резин друг к другу и может быть использовано в резиновой промышленности.

Известен способ склеивания и герметизации резин путем нанесения на склеиваемые поверхности клеящего материала - азотсодержащих моноакрилатов с добавкой инициатора полимеризации с последующим контактированием поверхностей в анаэробных условиях, в качестве азотсодержащих моноакрилатов применяют продукт конденсации эфиров акриловых кислот и моно-, ди- или триалканоламинов (Авторское свидетельство СССР №378401, кл. С 09 J 5/00. Опубл. 18.04.73).

Однако данный способ, хотя и обеспечивает высокую прочность при склеивании изделий из резины, предназначен для склеивания изделий в анаэробных условиях, что усложняет технологию.

Известен способ склеивания различных материалов клеями на основе эпоксидных смол с отвердителями при использовании радиационной обработки отвержденнного клеевого соединения, в состав которых дополнительно вводят пластификатор (Авторское свидетельство СССР №2148593, кл. С 09 J 5/00. Опубл. 10.05.00).

Однако данный способ требует подвергать склеиваемые детали радиационной обработке умеренными дозами, что приводит к усложнению процесса склеивания.

Известен способ склеивания и герметизации резин путем нанесения на склеиваемые поверхности клеящего материала - олигоэфиракрилатов с добавкой инициатора полимеризации с последующим контактированием поверхностей в анаэробных условиях (Авторское свидетельство СССР №378402, кл. С 09 J 5/00. Опубл. 18.04.73).

Однако данный способ, хотя и обеспечивает высокую прочность при склеивании изделий из резины, предназначен для склеивания изделий в анаэробных условиях, что усложняет склеивание.

Наиболее близким является способ крепления резин друг к другу и к металлам путем нанесения на склеиваемые поверхности полимеризующихся мономеров и последующего контактирования склеиваемых поверхностей, в качестве полимеризующегося мономера применяют 2-метил-4-галоидгексатриены - 1,3,5 один или с добавкой инициатора радикального типа, или с растворенными в них собственными полимерами или полихлоропреном (Авторское свидетельство СССР №426490, кл. С 09 J 5/00. Опубл. 15.09.75).

Однако данный способ, хотя и обеспечивает достаточно высокую прочность при склеивании изделий из вулканизованной резины, требует дополнительного прогрева образцов при высокой температуре.

Задача: разработка способа крепления резин друг к другу, обеспечивающего повышенную прочность клеевого шва на границе резина - клей.

Техническим результатом является обеспечение повышенной прочности клеевого шва при креплении вулканизованных резин друг с другом, упрощение технологии склеивания, утилизация отхода нефтехимического производства (анилина).

Поставленный технический результат достигается тем, что в способе крепления вулканизованных резин на основе полихлоропренового каучука друг к другу путем нанесения на склеиваемые поверхности клея на основе полихлоропренового каучука и последующего контактирования поверхностей в качестве основы полихлоропренового клея используют наирит или неопрен в сочетании с бутилфенолформальдегидной смолой в клее марки 88НТ, 88СА или 88НП, перед нанесением на поверхность в клей дополнительно вводят модификатор, содержащий эпоксидную диановую смолу ЭД-20 и кубовые отходы производства анилина в массовом соотношении 30-70:30-70, в количестве 0,05-0,5 мас.ч. на 100 мас.ч. клея, при этом кубовые отходы производства анилина содержат, мас.ч.: анилин 15-18, циклогексиламин 0-10, толуидин 2-4, гидрооксид натрия 1-3, дифениламин 3-20, метафенилдиамин 1-3, o,-п-аминофенол 1-6, высокомолекулярные смолистые вещества 6-45, и после нанесения клея осуществляют сушку клеевой пленки при комнатной температуре в течение 1-2 мин, и контактирование склеиваемых поверхностей проводят под грузом в течение 24 ч.

Клей 88НТ (ТУ 2252-033-45539771-2000), в состав которого входят (мас.ч.): полихлоропреновый каучук наирит НТ - 100, бутилфенолформальдегидная смола 101 К - 90, оксид цинка - 5, оксид магния - 12, тиурам - 2 и органический растворитель - 800. В качестве растворителя используют смесь нефраса и этилацетата в соотношении 1:1.

Клей 88СА (ТУ 381051760-89), в состав которого входят (мас.ч.): полихлоропреновый каучук наирит ДП - 90, бутилфенолформальдегидная смола 101К - 90, оксид цинка - 5, оксид магния - 11, вода - 3 и органический растворитель - 800. В качестве органического растворителя используют смесь нефраса и этилацетата в соотношении 1:1.

Клей 88НП (ТУ 38105540-85), в состав которого входят (мас.ч.): полихлоропреновый каучук неопрен АС - 100, бутилфенолформальдегидная смола 101К - 100, оксид цинка - 5, оксид магния - 12, вода - 4 и органический растворитель - 850. В качестве органического растворителя используют смесь нефраса и этилацетата в соотношении 1:1.

Полихлоропреновые каучуки наирит НТ (ТУ-601781-73), наирит ДП (ТУ-6-01-1319-85), неопрен АС являются основными пленкообразующими в клеях-растворах.

Бутилфенолформальдегидная смола 101 К (ТУ-60004691277193-97).

Вулканизующая группа: окись цинка (белила цинковые ГОСТ 202-84), окись 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 (ТУ 3840167109-92).

Модификатор является дешевым веществом, так как кубовые отходы производства анилина (КПА) являются отходами, образующимися при производстве анилина (ТР производства анилина ЗАО "Оргсинтез" г.Волжский). КПА представляют собой (мас.ч.): анилин - 15-18, циклогексиламин - 0-10, толуидин (растворитель) - 2-4, гидрооксид натрия (наполнитель) - 1-3, дифениламин - 3-20, метафенилдиамин - 1-3, о-, п-аминофенол - 1-6, высокомолекулярные смолистые вещества (реагенты, взаимодействующие с каучуком) - 6-45.

В результате взаимодействия эпоксидной диановой смолы ЭД-20 и КПА происходит увеличение концентрации полярных групп и образование дополнительных химических связей при взаимодействии аминосодержащего модификатора с подвижными аллильными атомами хлора в макромолекулах хлоропренового каучука, что способствует повышению прочности на границе резина - клей при креплении вулканизованной резины друг к другу.

Заявленные пределы массовых соотношений компонентов модификатора обусловлены тем, что при уменьшении указанных дозировок адгезионная прочность при склеивании снижается, при увеличении не происходит дальнейшее повышение прочности.

Заявленные пределы количеств вводимого модификатора обусловлены тем, что при уменьшении указанных дозировок адгезионная прочность при склеивании снижается, при увеличении не происходит дальнейшее повышение прочности.

Способ крепления резин друг к другу осуществляется следующим образом.

В клей на основе полихлоропренового каучука перед нанесением на склеиваемые поверхности вводят рассчитанное количество модификатора при массовом соотношении ЭД-20:КПА (70-30):(30-70) и перемешивают содержимое 5-10 минут до получения однородной массы. Данный способ применяли для крепления вулканизованной резины на основе хлоропренового каучука друг к другу. Одноразовое нанесение приготовленного клея на подготовленную поверхность, сушка клеевой пленки при комнатной температуре (20°С) в течение 1-2 минут, после чего производилось плотное прижатие склеиваемых поверхностей и выдерживание под грузом 2 кг в течение 24 часов.

Адгезию при сдвиге определяли на разрывной машине МРС- 250 (РТМ 1.2.126-88). Были исследованы различные соотношения ЭД-20:КПА (таблица).

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В клей марки 88НТ перед нанесением на склеиваемые поверхности вводят рассчитанное количество модификатора при массовом соотношении ЭД-20:КПА 70:30 и перемешивают содержимое 5-10 минут до получения однородной массы. Данный способ применяли для крепления вулканизованной резины на основе хлоропренового каучука друг к другу. Одноразовое нанесение приготовленного клея на подготовленную поверхность, сушка клеевой пленки при комнатной температуре (20°С) в течение 1-2 минут, после чего производилось плотное прижатие склеиваемых поверхностей и выдерживание под грузом 2 кг в течение 24 часов. После этого определяли предел прочности при сдвиге.

Пример 2. Получают клеевые соединения, как описано в примере 1, но массовое соотношение ЭД-20:КПА составляет 60:40.

Пример 3. Получают клеевые соединения, как описано в примере 1, но массовое соотношение ЭД-20:КПА составляет 50:50.

Пример 4. Получают клеевые соединения, как описано в примере 1, но массовое соотношение ЭД-20:КПА составляет 40:60.

Пример 5. Получают клеевые соединения, как описано в примере 1, но массовое соотношение ЭД-20:КПА составляет 30:70.

Пример 6. Получают клеевые соединения, как описано в примере 1, но в качестве клея используют клей марки 88СА, а массовое соотношение ЭД-20:КПА составляет 60:40.

Пример 7. Получают клеевые соединения, как описано в примере 1, но в качестве клея используют клей марки 88НП, а массовое соотношение ЭД-20:КПА составляет 70:30.

Пример 8. Получают клеевые соединения, как описано в примере 1, но в качестве клея используют клей марки 88НП, а массовое соотношение ЭД-20:КПА составляет 60:40.

Пример 9. Получают клеевые соединения, как описано в примере 1, но в качестве клея используют клей марки 88НП, а массовое соотношение ЭД-20:КПА составляет 50:50.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ крепления вулканизованных резин друг к другу обеспечивает высокие прочностные свойства клеевых соединений. Так, прочность клеевого шва при сдвиге при склеивании вулканизованной резины на основе хлоропренового каучука полихлоропреновым клеем марки 88НТ составляет 7,3 кгс/см², а с использованием предлагаемого модификатора разрушение носит ярко выраженный когезионный характер (происходит по резиновой части образцов).

Нами установлено, что причиной повышения адгезионных показателей при данном способе крепления является не только увеличение концентрации полярных групп при введении в состав клея модификатора, но и образование дополнительных химических связей при взаимодействии аминосодержащего модификатора с подвижными аллильными атомами хлора в макромолекулах хлоропренового каучука, что приводит к увеличению густоты пространственной сетки и, по-видимому, к упрочнению клеевого шва.

Технико-экономический эффект, полученный от применения способа крепления, заключается в том, что его применение позволяет значительно повысить качество крепления изделий из вулканизованной резины на основе хлоропренового каучука, улучшить технологические параметры процесса склеивания. Кроме того, применение данного способа крепления позволяет использовать отход нефтехимического производства (анилина).

Claims (1)

1. Способ крепления вулканизованных резин на основе полихлоропренового каучука друг к другу путем нанесения на склеиваемые поверхности клея на основе полихлоропренового каучука и последующего контактирования поверхностей, отличающийся тем, что в качестве основы полихлоропренового клея используют наирит или неопрен в сочетании с бутилфенолформальдегидной смолой в клее марки 88НТ, 88СА или 88НП, перед нанесением на поверхность в клей дополнительно вводят модификатор, содержащий эпоксидную диановую смолу ЭД-20 и кубовые отходы производства анилина в массовом соотношении 30-70:30-70, в количестве 0,05-0,5 мас.ч. на 100 мас.ч. клея, при этом кубовые отходы производства анилина содержат, мас.ч.:

   Анилин 15-18 Циклогексиламин 0-10 Толуидин 2-4 Гидрооксид натрия 1-3 Дифениламин 3-20 Метафенилдиамин 1-3 o,-п-аминофенол 1-6 Высокомолекулярные смолистые вещества 6-45

   и после нанесения клея осуществляют сушку клеевой пленки при комнатной температуре в течение 1-2 мин и контактирование склеиваемых поверхностей проводят под грузом в течение 24 ч.