RU2508305C1

RU2508305C1 - Adhesive composition

Info

Publication number: RU2508305C1
Application number: RU2012133806/05A
Authority: RU
Inventors: Наталья Александровна Кейбал; Виктор Федорович Каблов; Сергей Николаевич Бондаренко; Дарья Андреевна Провоторова; Анастасия Сергеевна Карташова
Priority date: 2012-08-07
Filing date: 2012-08-07
Publication date: 2014-02-27

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: adhesive composition contains isoprene rubber, nefras solvent and an adhesive additive, wherein the isoprene rubber is SKI-3 rubber which is pre-ozonised for 0.5-1.0 h at room temperature, and the adhesive additive is aniline, with the following ratio of components, pts.wt: said isoprene rubber - 5.0; nefras - 95.0; adhesive additive - 0.1.

EFFECT: high strength when gluing vulcanised rubber to each other.

2 tbl

Description

Изобретение относится к клеевым композициям на основе изопреновых каучуков 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 isoprene rubbers and can be used in the rubber industry for bonding vulcanized rubbers based on various rubbers to each other.

Известен клеевой состав для электроизоляционных лент, включающий изопреновый синтетический каучук СКИ-3 в сочетании с пластикатом натурального каучука и регенератом резины, а также N-фенилнафтиламин-2, мел природный, минеральное масло и окисленный атактический полипропилен (Авторское свидетельство СССР №1237693, кл. C09J 107/00; Опубл. 15.07.94).Known adhesive composition for electrical insulation tapes, including SKI-3 isoprene synthetic rubber in combination with natural rubber compound and rubber regenerate, as well as N-phenylnaphthylamine-2, natural chalk, mineral oil and oxidized atactic polypropylene (USSR Author's Certificate No. 1237693, class. C09J 107/00; publ. 15.07.94).

Однако данный клеевой состав имеет сложную рецептуру и предназначен для изготовления липких лент.However, this adhesive composition has a complex formulation and is intended for the manufacture of adhesive tapes.

Известна клеевая композиция на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая хлорированный изопреновый каучук, фенолоформальдегидную смолу, оксиды цинка и магния, органический растворитель и наполнитель (Пат. №2418026 Россия, кл. C09J 109/02; опубл. 10.05.2011).Known adhesive composition based on nitrile butadiene rubber, including chlorinated isoprene rubber, phenol-formaldehyde resin, zinc and magnesium oxides, organic solvent and filler (US Pat. No. 2418026 Russia, class C09J 109/02; publ. 10.05.2011).

Однако данная клеевая композиция имеет сложную рецептуру и в качестве основы содержит бутадиен-нитрильный каучук.However, this adhesive composition has a complex formulation and contains nitrile butadiene rubber as a base.

Известен клей для липких лент на подложке из пеноматериала, содержащий изопреновый и хлоропреновый каучуки, адгезионную добавку и растворитель, отличающийся тем, что, с целью повышения водостойкости и адгезионной прочности, он дополнительно содержит гексаметилентетрамин, солянокислый гидразин, оксид цинка, белую сажу, альтакс и пластификатор (Авторское свидетельство СССР №1165701, кл. C09J 7/02; опубл. 07.07.1985).Known adhesive for adhesive tapes on a foam substrate containing isoprene and chloroprene rubbers, an adhesive additive and a solvent, characterized in that, in order to increase water resistance and adhesive strength, it additionally contains hexamethylenetetramine, hydrochloric acid hydrazine, zinc oxide, carbon black, altax and plasticizer (USSR Author's Certificate No. 1165701, class C09J 7/02; publ. 07.07.1985).

Однако данный клей имеет сложный состав и предназначен для изготовления липких лент.However, this glue has a complex composition and is intended for the manufacture of adhesive tapes.

Известна клеевая композиция для склеивания вулканизованных резин на основе различных каучуков друг с другом и при их креплении к металлической поверхности, включающая натуральный каучук, канифоль сосновую, органический растворитель - нефрас, а также эпихлоргидрин и анилин в качестве модификатора (Пат. 2394866 Россия, C09J 107/00; Опубл. 20.07.2010).Known adhesive composition for bonding vulcanized rubbers based on various rubbers with each other and when they are attached to a metal surface, including natural rubber, pine rosin, organic solvent - nefras, as well as epichlorohydrin and aniline as a modifier (Pat. 2394866 Russia, C09J 107 / 00; Published on July 20, 2010).

Однако данная клеевая композиция имеет сложную рецептуру и в качестве основы содержит натуральный каучук.However, this adhesive composition has a complex formulation and contains natural rubber as the basis.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является клеевая композиция, включающая 3,4-изопреновый каучук с содержанием винильных звеньев 83-88%, а также пластификатор - вазелиновое масло или низкомолекулярный полибутадиен, терпенфенольную смолу в качестве адгезионной добавки и растворитель - нефрас (Пат. №2322470 Россия, кл. C09J 109/00; опубл. 20.04.2008).Closest to the invention in technical essence is an adhesive composition comprising 3,4-isoprene rubber with a vinyl content of 83-88%, as well as a plasticizer - paraffin oil or low molecular weight polybutadiene, terphenolic resin as an adhesive additive and a solvent - nefras (Pat. No. 2322470 Russia, class C09J 109/00; publ. 04/20/2008).

Однако данная клеевая композиция предназначена для склеивания алюминиевой фольги и алюминиевых сплавов.However, this adhesive composition is intended for bonding aluminum foil and aluminum alloys.

Задача: разработка состава клеевой композиции на основе озонированного синтетического изопренового каучука, обеспечивающего повышенную прочность склеивания вулканизованной резины между собой при комнатной температуре, упрощение рецептуры.Objective: to develop the composition of the adhesive composition based on ozonated synthetic isoprene rubber, which provides increased bonding strength of vulcanized rubber to each other at room temperature, simplifying the formulation.

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 достигается тем, что клеевая композиция включающая изопреновый каучук, растворитель нефрас и адгезионную добавку, причем в качестве изопренового каучука она содержит каучук марки СКИ-3 предварительно озонированный в течение 0,5-1,0 часа при комнатной температуре, в качестве адгезионной добавки - анилин, при следующем соотношении компонентов, масс.ч.: указанный изопреновый каучук - 5,0; указанный растворитель - 95,0; адгезионная добавка - 0,1.The technical goal is achieved in that the adhesive composition comprising isoprene rubber, solvent nefras and an adhesive additive, and as isoprene rubber it contains SKI-3 rubber pre-ozonized for 0.5-1.0 hours at room temperature, as an adhesive additive - aniline, in the following ratio of components, parts by weight: specified isoprene rubber - 5.0; the specified solvent is 95.0; adhesive additive - 0.1.

Синтетический изопреновый каучук марки СКИ-3 (ТУ 2294-037-48158319-2003), является основным пленкообразующим в клеях-растворах.Synthetic isoprene rubber brand SKI-3 (TU 2294-037-48158319-2003), is the main film-forming in adhesive adhesives.

Нефрас является органическим растворителем (ТУ 38.401-67-108-92).Nefras is an organic solvent (TU 38.401-67-108-92).

Адгезионная добавка - анилин относится к классу азотсодержащих соединений (ГОСТ 5819-78). Известно его применение в производстве красителей, ускорителей вулканизации, а также в производстве полиуретанов, лекарственных средств и пестицидов (Николаев Ю.Т., Якубсон A.M., Анилин, М., 1984; Новикова Ю.А., «Химическая промышленность за рубежом», 1982, №2).Adhesive additive - aniline belongs to the class of nitrogen-containing compounds (GOST 5819-78). It is known for its use in the manufacture of dyes, vulcanization accelerators, as well as in the production of polyurethanes, medicines, and pesticides (Nikolaev Yu.T., Yakubson AM, Anilin, M., 1984; Novikova Yu.A., Chemical Industry Abroad, 1982, No. 2).

При озонировании указанного каучука и введении указанной адгезионной добавки значительно повышаются адгезионные свойства клеевой композиции. Это происходит за счет увеличения содержания в клеевой композиции функциональных групп, которые проявляют высокую адгезионную активность. Этим объясняется повышение прочности при склеивании вулканизованной резины между собой.When ozonation of the specified rubber and the introduction of the specified adhesive additives significantly increase the adhesive properties of the adhesive composition. This is due to an increase in the content of functional groups in the adhesive composition that exhibit high adhesive activity. This explains the increase in strength when bonding vulcanized rubber to each other.

При использовании в качестве адгезионной добавки анилина повышаются адгезионные свойства клеевой композиции.When using aniline as an adhesive additive, the adhesive properties of the adhesive composition increase.

Клеевую композицию приготавливают следующим образом.The adhesive composition is prepared as follows.

Вначале изопреновый каучук озонируют в течение 0,5-1 часа в специальной озонной камере при концентрации озона 5·10^-5. Затем приготавливают раствор изопренового каучука в нефрасе. Озонированный каучук и растворитель загружаются в клеемешалку и перемешивают в течение 4 ч до получения однородного состава. В полученный раствор загружают указанную адгезионную добавку - анилин и перемешивают содержимое в течение 20-30 мин. Общее время клеесмешения составляет 4,5 часа.Initially, isoprene rubber is ozonized for 0.5-1 hours in a special ozone chamber at an ozone concentration of 5 · 10 ^-5 . Then prepare a solution of isoprene rubber in nephras. The ozonized rubber and solvent are loaded into an adhesive mixer and mixed for 4 hours until a homogeneous composition is obtained. The specified adhesive additive - aniline is loaded into the resulting solution and the contents are mixed for 20-30 minutes. The total adhesive mixing time is 4.5 hours.

Пример приготовления клеевой композиции.An example of the preparation of the adhesive composition.

Пример 1. В клеемешалку загружают предварительно озонированный в течение 0,5 часа при комнатной температуре изопреновый каучук марки СКИ-3, растворитель - нефрас и перемешивают содержимое 4 часа. Затем в приготовленный раствор изопренового каучука вводят рассчитанное количество адгезионной добавки, и перемешивают содержимое 20-30 минут до получения однородной массы.Example 1. In an adhesive mixer, isoprene rubber SKI-3 brand pre-ozonized for 0.5 hours at room temperature is loaded, the solvent is nefras and the contents are mixed for 4 hours. Then, the calculated amount of the adhesive additive is introduced into the prepared isoprene rubber solution, and the contents are mixed for 20-30 minutes until a homogeneous mass is obtained.

Пример 2 аналогичен примеру 1, но каучук предварительно озонируется в течение 1 часа.Example 2 is similar to example 1, but the rubber is pre-ozonized for 1 hour.

Получают клеевые композиции 1-2, составы которых приведены в таблице 1. Клей представляет собой серую жидкость. Клей технологичен, хорошо наносится на поверхность резины. Было исследовано различное время озонирования изопренового каучука (табл.1).Get adhesive compositions 1-2, the compositions of which are shown in table 1. The glue is a gray liquid. The glue is technological, it is well applied to the surface of rubber. Various ozonation times of isoprene rubber were investigated (Table 1).

Заявленный временной интервал озонирования 0,5-1,0 ч обусловлен тем, что при увеличении или уменьшении концентрации озона адгезионная прочность при склеивании снижается.The claimed time interval of ozonation of 0.5-1.0 hours is due to the fact that with an increase or decrease in the concentration of ozone, the adhesive strength during bonding decreases.

Сравнительные испытания прочностных свойств клеевых составов по всем вариантам заявленной композиции и контрольному примеру при склеивании вулканизованной резины на основе изопренового каучука (СКИ-3), этиленпропиленового каучука (СКЭПТ-40), бутадиен-нитрильного (СКН-18) и хлоропренового каучука (Неопрен АС) приведены в табл.2. Для проведения сравнительных испытаний было приготовлено 2 варианта композиций (по способу, описанному в примерах 1 и 2) и композиция по контрольному примеру, представленных в таблице 1. Предлагаемые композиции исследовались на адгезионную прочность при сдвиге, достигаемую при выдерживании под грузом 2 кг, при комнатной температуре 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 a control example for bonding vulcanized rubber based on isoprene rubber (SKI-3), ethylene propylene rubber (SKEPT-40), nitrile butadiene (SKN-18) and chloroprene rubber (Neoprene AC ) are given in table 2. For comparative tests, 2 variants of the compositions were prepared (according to the method described in examples 1 and 2) and the composition according to the control example presented in table 1. The proposed compositions were tested for the adhesive shear strength achieved when kept under a load of 2 kg at room temperature temperature for 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. Двухразовое нанесение приготовленного клея на подготовленную поверхность, сушка клеевой пленки при комнатной температуре в течение 10 минут после нанесения первого слоя и 1-2 минут после нанесения второго, 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. Two-time application of the prepared adhesive on the prepared surface, drying of the adhesive film at room temperature for 10 minutes after applying the first layer and 1-2 minutes after applying the second, after which the glued surfaces were pressed tightly.

Как видно из табл.2, предлагаемые клеевые композиции обеспечивают увеличение прочностных свойств клеевых соединений по сравнению с контрольным примером. Так прочность при сдвиге клеевого шва при склеивании вулканизованной резины на основе СКЭПТ-40 клеевым составом по контрольному примеру составляет 0,31, а с использованием озонированного в течение 0,5 часа СКИ-3 при введении адгезионной добавки - 0,45 МПа (состав 1).As can be seen from table 2, the proposed adhesive compositions provide an increase in the strength properties of adhesive joints compared with the control example. So, the shear strength of an adhesive joint when gluing vulcanized rubber based on SKEPT-40 with an adhesive composition in the control example is 0.31, and using SKI-3 ozonized for 0.5 hours with the introduction of an adhesive additive - 0.45 MPa (composition 1 )

Таким образом, как видно из табл.2, при использовании в предлагаемой клеевой композиции на основе озонированного СКИ-3 с добавлением адгезионной добавки в указанном количестве повышается прочность при склеивании изделий из вулканизованной резины на основе различных каучуков, что обусловлено участием образующихся при озонировании реакционноспособных групп в повышении адгезионных свойств клея. Улучшение адгезионных характеристик также обеспечивается присутствием адгезионной добавки - анилина.Thus, as can be seen from table 2, when used in the proposed adhesive composition based on ozonized SKI-3 with the addition of an adhesive additive in the specified amount, the strength during bonding of products from vulcanized rubber based on various rubbers increases, which is due to the participation of reactive groups formed during ozonation in increasing the adhesive properties of glue. Improving the adhesive characteristics is also provided by the presence of an adhesive additive - aniline.

Нами установлено, что причиной повышения адгезионных показателей клеевой композиции является реакционная способность макрорадикалов, образующихся при озонировании, а также взаимодействие этих радикалов с аминогруппой анилина, что приводит к упрочнению клеевой пленки.We found that the reason for the increase in the adhesive characteristics of the adhesive composition is the reactivity of the macroradicals formed during ozonation, as well as the interaction of these radicals with the aniline amino group, which leads to hardening of the adhesive film.

ТаблицаTable КомпонентComponent Содержание компонентов, масс.ч.The content of components, parts by weight Контрольный примерTest case 1one 22 Время озонирования, часOzonation time, hour 00 0,50.5 1,01,0 Изопреновый каучук марки СКИ-3SKI-3 isoprene rubber 5,05,0 5,05,0 5,05,0 НефрасNefras 95,095.0 95,095.0 95,095.0 АнилинAniline -- 0,10.1 0,10.1

Таблица 2table 2 Тип подложкиSubstrate Type Показатель для композицииMetric for composition Контрольный примерTest case 1one 22 Время озонирования, часOzonation time, hour 00 0,50.5 1,01,0 Прочность при сдвиге, МПаShear Strength, MPa СКИ-3SKI-3 0,360.36 0,470.47 0,360.36 СКЭПТ-40SKEPT-40 0,310.31 0,450.45 0,370.37 СКН-18SKN-18 0,260.26 -- 0,360.36 Неопрен АСNeoprene speaker 0,270.27 0,340.34 0,460.46

Технико-экономический эффект, полученный от применения клеевой композиции, заключается в том, что ее применение позволяет повысить прочность крепления изделий из вулканизованной резины на основе различных каучуков.The technical and economic effect obtained from the use of the adhesive composition consists in the fact that its use allows to increase the strength of the fastening of vulcanized rubber products based on various rubbers.

Claims

An adhesive composition comprising isoprene rubber, solvent nefras and an adhesive additive, characterized in that as isoprene rubber it contains SKI-3 rubber, previously ozonized for 0.5-1.0 hours at room temperature, as an adhesive additive - aniline, in the following ratio, wt.h .:
specified isoprene rubber 5,0 nefras 95.0 adhesive additive 0.1