RU2435818C1

RU2435818C1 - Adhesive composition

Info

Publication number: RU2435818C1
Application number: RU2010124903/05A
Authority: RU
Inventors: Наталья Александровна Кейбал (RU); Наталья Александровна Кейбал; Виктор Федорович Каблов (RU); Виктор Федорович Каблов; Сергей Николаевич Бондаренко (RU); Сергей Николаевич Бондаренко; Дарья Андреевна Провоторова (RU); Дарья Андреевна Провоторова
Priority date: 2010-06-17
Filing date: 2010-06-17
Publication date: 2011-12-10

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: adhesive composition contains chlorinated natural rubber, epoxy diane resin, and an organic solvent. The organic solvent used is toluene. The adhesive composition additionally contains a modifier in form of phosphorus-boron-containing methacrylate.

EFFECT: invention increases strength when gluing together vulcanised rubber at room temperature.

1 ex, 2 tbl

Description

Изобретение относится к клеевым композициям на основе хлорсодержащих полимеров и может быть использовано в резиновой промышленности при склеивании вулканизованных резин на основе различных каучуков друг с другом.The invention relates to adhesive compositions based on chlorine-containing polymers and can be used in the rubber industry for bonding vulcanized rubbers based on various rubbers to each other.

Известен состав подслоя под хлоропреновые клеи, включающий хлорированный натуральный каучук, пластификатор, наполнитель и растворитель, дополнительно содержит эпоксидную смолу, меламин и циануровую кислоту (авторское свидетельство СССР №503893, кл. С09J 3/12; опубл. 25.02.76).The known composition of the sublayer for chloroprene adhesives, including chlorinated natural rubber, plasticizer, filler and solvent, additionally contains epoxy resin, melamine and cyanuric acid (USSR author's certificate No. 503893, class C09J 3/12; publ. 25.02.76).

Однако данный состав применяется только в качестве грунта под хлоропреновые клеи и предназначен для склеивания металлов.However, this composition is used only as a primer for chloroprene adhesives and is intended for bonding metals.

Известна клеевая композиция для соединения резины со стальной подложкой, включающая хлорированный натуральный каучук, бромированный дихлорполибутадиен, п-хинондиоксим, технический углерод и органические растворители, дополнительно содержит серу и фосфит свинца (пат. №1799393 СССР, кл. С09J 115/02; опубл. 05.02.88).Known adhesive composition for connecting rubber with a steel substrate, including chlorinated natural rubber, brominated dichloropolybutadiene, p-quinondioxime, carbon black and organic solvents, additionally contains sulfur and lead phosphite (US Pat. No. 1799393 USSR, class C09J 115/02; publ. 02/05/88).

Однако данная клеевая композиция имеет сложную рецептуру и предназначена для крепления резин к металлу при вулканизации.However, this adhesive composition has a complex formulation and is intended for attaching rubbers to metal during vulcanization.

Известен клеевой подслой для крепления резиновых смесей к металлу при вулканизации, включающий хлорированный натуральный каучук, наполнители, стабилизатор, фенольную смолу, фенолформальдегидную смолу резольного типа, смачиватель, уротропин, растворитель - смесь ксилола с метилизобутилкетоном (пат. 2266940 Россия, С09J 115/02; опубл. 27.12.2005).Known adhesive sublayer for attaching rubber compounds to metal during vulcanization, including chlorinated natural rubber, fillers, stabilizer, phenolic resin, resol phenol-formaldehyde resin, wetting agent, urotropine, solvent - a mixture of xylene with methyl isobutyl ketone (US Pat. publ. 12/27/2005).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является клеевая композиция для крепления резин к металлу при вулканизации, включающая в качестве полимерной основы хлорированный натуральный каучук и сополимер 2,3-дихлорбутадиен-1,3 с хлоропреном, ароматическое динитрозосоединение, эпоксидную смолу, наполнители и стабилизаторы, фенолформальдегидные смолы фенольного и резольного типов, смачиватель, в качестве растворителя смесь ксилола или толуола с метилэтилкетоном (пат. 2266943 Россия, С09J 175/02; опубл. 27.12.2005).Closest to the invention in technical essence is an adhesive composition for attaching rubbers to a metal during vulcanization, including chlorinated natural rubber and a copolymer of 2,3-dichlorobutadiene-1,3 with chloroprene, aromatic dinitroso compound, epoxy resin, fillers and stabilizers, as a polymer base phenol-formaldehyde resins of phenolic and rezol types, wetting agent, as solvent, a mixture of xylene or toluene with methyl ethyl ketone (US Pat. 2266943 Russia, C09J 175/02; publ. 27.12.2005).

Однако данная клеевая композиция имеет сложную рецептуру и предназначена для горячего крепления сырых резиновых смесей к металлу.However, this adhesive composition has a complex formulation and is intended for hot fixing of raw rubber compounds to metal.

Задача: разработка состава клеевой композиции на основе хлорированного натурального каучука, обеспечивающего повышенную прочность при склеивании вулканизованной резины между собой при комнатной температуре.Objective: to develop the composition of the adhesive composition based on chlorinated natural rubber, which provides increased strength when bonding vulcanized rubber to each other at room temperature.

Техническим результатом является повышение прочности при склеивании вулканизованной резины между собой.The technical result is to increase the strength when bonding vulcanized rubber to each other.

Поставленный технический результат достигается тем, что клеевая композиция, включающая хлорированный натуральный каучук, эпоксидную диановую смолу ЭД-20 и органический растворитель - толуол, причем она дополнительно содержит в качестве модификатора фосфорборсодержащий метакрилат при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: хлорированный натуральный каучук 25,0, эпоксидная диановая смола ЭД-20 5,0-15,0, указанный органический растворитель 75,0, фосфорборсодержащий метакрилат 3,0-10,0.The technical result is achieved by the fact that the adhesive composition, including chlorinated natural rubber, epoxy Diane resin ED-20 and an organic solvent - toluene, and it additionally contains phosphorus-containing methacrylate as a modifier in the following ratio, wt.h .: chlorinated natural rubber 25 , 0, epoxy diane resin ED-20 5.0-15.0, said organic solvent 75.0, phosphorus-containing methacrylate 3.0-10.0.

Хлорированный натуральный каучук CR-20 является основным пленкообразующим в клеях-растворах.Chlorinated natural rubber CR-20 is the main film-forming in adhesive adhesives.

Толуол является органическим растворителем (ГОСТ 14710-78).Toluene is an organic solvent (GOST 14710-78).

Фосфорборсодержащий метакрилат - использовался ранее, в качестве ингибитора горения пленочных материалов на основе поливинилового спирта (патент РФ 2254327 C1, C07C 69/54; опубл. 20.06.2005).Phosphorus-containing methacrylate - was used earlier, as an inhibitor of the burning of film materials based on polyvinyl alcohol (RF patent 2254327 C1, C07C 69/54; publ. 20.06.2005).

При использовании в качестве модификатора указанного фосфорборсодержащего метакрилата значительно повышаются адгезионные свойства клеевой композиции. Это происходит за счет увеличения содержания в клеевой композиции функциональных групп. Этим объясняется повышение прочности при склеивании вулканизованной резины между собой.When using the specified phosphorus-borne methacrylate as a modifier, the adhesive properties of the adhesive composition are significantly increased. This is due to an increase in the content of functional groups in the adhesive composition. This explains the increase in strength when bonding vulcanized rubber to each other.

Клеевую композицию приготавливают следующим образом. Вначале приготавливают раствор хлорированного натурального каучука. Хлорированный натуральный каучук и растворитель загружаются в клеемешалку и перемешиваются 4,5 часа. Затем в полученный раствор загружается эпоксидная диановая смола ЭД-20 и указанный модификатор - фосфорборсодержащий метакрилат. Общее время клеесмешения составляет 5 часов.The adhesive composition is prepared as follows. First, a solution of chlorinated natural rubber is prepared. Chlorinated natural rubber and solvent are loaded into an adhesive mixer and mixed for 4.5 hours. Then, the ED-20 epoxy diane resin and the specified modifier, phosphorus-containing methacrylate, are loaded into the resulting solution. The total adhesive mixing time is 5 hours.

Пример приготовления клеевой композиции. В клеемешалку, содержащую приготовленный раствор хлорированного натурального каучука, включающий в себя хлорированный натуральный каучук и толуол, вводят рассчитанное количество эпоксидной диановой смолы ЭД-20 и модификатора, и перемешивают содержимое 10-20 минут до получения однородной массы.An example of the preparation of the adhesive composition. The calculated amount of ED-20 epoxy resin and modifier is introduced into the glue mixer containing the prepared solution of chlorinated natural rubber, including chlorinated natural rubber and toluene, and the contents are mixed for 10-20 minutes until a homogeneous mass is obtained.

Получают клеевые композиции 1-4, составы которых приведены в таблице 1. Клей представляет собой светло-серую жидкость. Клей технологичен, хорошо наносится на поверхность резины. Были исследованы различные содержания фосфорборсодержащего метакрилата (табл.2).Get the adhesive composition 1-4, the compositions of which are shown in table 1. The glue is a light gray liquid. The glue is technological, it is well applied to the surface of rubber. Various contents of phosphorus-containing methacrylate were investigated (Table 2).

Заявленные пределы модификатора 3,0-10,0 обусловлены тем, что при увеличении или уменьшении указанных дозировок адгезионная прочность при склеивании снижается.The declared limits of the modifier 3.0-10.0 are due to the fact that with an increase or decrease in the indicated dosages, the adhesive strength during gluing decreases.

Сравнительные испытания прочностных свойств клеевых составов по всем вариантам заявленной композиции и прототипу при склеивании вулканизованной резины на основе полиизопренового каучука (СКИ-3), этиленпропиленового каучука (СКЭПТ-40), бутадиеннитрильного каучука (СКН-18М) и хлоропренового каучука (Неопрен АС) приведены в табл.2. Для проведения сравнительных испытаний было приготовлено 4 варианта композиций (по способу, описанному в примере) и композиция по прототипу, представленных в таблице 1. Предлагаемые композиции исследовались на адгезионную прочность при сдвиге, достигаемую при выдерживании под грузом 2 кг, при комнатной температуре (20°С) в течение 24 часов. Данные представлены в таблице 2.Comparative tests of the strength properties of adhesive compositions for all variants of the claimed composition and prototype when bonding vulcanized rubber based on polyisoprene rubber (SKI-3), ethylene propylene rubber (SKEPT-40), butadiene nitrile rubber (SKN-18M) and chloroprene rubber (Neoprene AC) in table 2. For comparative tests, 4 variants of the compositions were prepared (according to the method described in the example) and the composition of the prototype presented in table 1. The proposed compositions were tested for adhesive shear strength, achieved when kept under a load of 2 kg, at room temperature (20 ° C) within 24 hours. The data are presented in table 2.

Адгезию при сдвиге определяли на разрывной машине МРС- 250 (РТМ 1.2.126-88). Технология склеивания образцов следующая. 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.Shear adhesion was determined using an MPC-250 tensile testing machine (RTM 1.2.126-88). The technology for bonding samples is as follows. One-time application of the prepared glue on the prepared surface, drying of the adhesive film at room temperature (20 ° C) for 1-2 minutes, after which the adhesive surfaces were tightly pressed.

Как видно из табл.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 СКИ-3 без модификатора составляет 0,180 МПа, а с использованием предлагаемого модификатора 0,213 МПа (состав 3).As can be seen from table 2, the proposed adhesive compositions provide an increase in the strength properties of adhesive joints in comparison with the prototype. So, the shear strength of the adhesive joint when bonding vulcanized rubber based on SKI-3 without a modifier is 0.180 MPa, and using the proposed modifier 0.213 MPa (composition 3).

Таким образом, как видно из табл.2, при использовании в предлагаемой клеевой композиции фосфорборсодержащего метакрилата в указанных пределах повышается прочность при склеивании изделий из вулканизованной резины на основе различных каучуков, что обусловлено участием данного модификатора в повышении адгезионных свойств клея.Thus, as can be seen from table 2, when using a phosphorus-containing methacrylate in the proposed adhesive composition, the strength during bonding of vulcanized rubber products based on various rubbers increases due to the participation of this modifier in improving the adhesive properties of the adhesive.

Нами установлено, что причиной повышения адгезионных показателей клеевой композиции является увеличение концентрации полярных групп при введении в состав модификатора, что приводит к упрочнению клеевой пленки.We found that the reason for the increase in adhesive performance of the adhesive composition is an increase in the concentration of polar groups when a modifier is introduced into the composition, which leads to hardening of the adhesive film.

Таблица 1Table 1 КомпонентComponent Содержание компонентов в композиции, мас.ч.The content of components in the composition, parts by weight 1one 22 33 4four Контрольный примерTest case Хлорированный натуральный каучук CR-20Chlorinated Natural Rubber CR-20 25,025.0 25,025.0 25,025.0 25,025.0 25,025.0 Эпоксидная диановая смола ЭД-20Epoxy Dianovy resin ED-20 5,05,0 10,010.0 15,015.0 15,015.0 10,010.0 Органический растворительOrganic solvent 75,075.0 75,075.0 75,075.0 75,075.0 75,075.0 Фосфорборсодержащий метакрилатPhosphorusborne Methacrylate 10,010.0 5,05,0 5,05,0 3,03.0 -- Таблица 2table 2 Тип подложкиSubstrate Type Прочность при сдвиге, МПаShear Strength, MPa Показатель для композицииMetric for composition Контрольный примерTest case 1one 22 33 4four СКИ-3SKI-3 0,2040.204 0,1850.185 0,2130.213 0,2000,200 0,1800.180 СКЭПТ-40SKEPT-40 0,2200.220 0,2030,203 0,1960.196 0,1980.198 0,1900.190 СКН-18МSKN-18M 0,4340.434 0,4670.467 0,4400.440 0,4510.451 0,4280.428 Неопрен АСNeoprene speaker 0,4850.485 0,4060.406 0,4100.410 0,4570.457 0,4040.404

Технико-экономический эффект, полученный от применения клеевой композиции, заключается в том, что ее применение позволяет повысить качество и упростить условия крепления изделий из вулканизованной резины на основе различных каучуков, улучшить технологические параметры процесса склеивания.The technical and economic effect obtained from the use of the adhesive composition consists in the fact that its use improves the quality and simplifies the conditions for fastening products of vulcanized rubber based on various rubbers, improves the technological parameters of the bonding process.

Claims

The adhesive composition, including chlorinated natural rubber, ED-20 epoxy resin and an organic solvent, toluene, characterized in that it additionally contains phosphorus-containing methacrylate as a modifier in the following ratio, wt.h .:
Chlorinated Natural Rubber 25.0 Epoxy Dianovy resin ED-20 5.0-15.0 Specified Organic Solvent 75.0 Phosphorusborne Methacrylate 3.0-10.0