RU2774179C1 - Клеевой подслой для крепления резин к металлу - Google Patents

Клеевой подслой для крепления резин к металлу Download PDF

Info

Publication number
RU2774179C1
RU2774179C1 RU2020144335A RU2020144335A RU2774179C1 RU 2774179 C1 RU2774179 C1 RU 2774179C1 RU 2020144335 A RU2020144335 A RU 2020144335A RU 2020144335 A RU2020144335 A RU 2020144335A RU 2774179 C1 RU2774179 C1 RU 2774179C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rubber
chlorinated
metal
rubbers
adhesive
Prior art date
Application number
RU2020144335A
Other languages
English (en)
Inventor
Георгий Анатольевич Субоч
Светлана Ивановна Левченко
Наталья Алексеевна Гаврилова
Елена Сергеевна Семиченко
Владимир Робертович Пен
Анна Владимировна Усольцева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева)
Application granted granted Critical
Publication of RU2774179C1 publication Critical patent/RU2774179C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к составу клеевого подслоя, применяемого для крепления резин на основе непредельных и малонепредельных каучуков к металлу в процессе вулканизации. Изобретение может быть использовано при изготовлении резинометаллических деталей в различных отраслях промышленности. Клеевой подслой для крепления резин к металлу, включает хлорированный каучук, фенолформальдегидные смолы новолачного и резольного типов, комплекс резорцина и уротропина, смачиватель, аэросил, растворители и дополнительно содержит технический углерод и N1,N6-бис(5-нитрозохинолин-8-ил)гексан-1,6-диамин. Причем в качестве хлорированного каучука используют хлорированный натуральный каучук или комбинацию сополимера 2,3-дихлорбутадиена-1,3 с хлоропреном и хлорированным натуральным каучуком, взятыми в массовом соотношении 50-60:50-40. В качестве растворителей применяют смеси толуола или ксилола с метилизобутилкетоном. Клеевой подслой характеризуется следующим соотношением компонентов, мас.ч.: хлорированный каучук, выбранный из хлорированного натурального каучука или комбинации каучуков с хлорированным натуральным каучуком 100, фенолформальдегидная смола новолачного типа 10,0-40,0, фенолформальдегидная смола резольного типа 1,0-5,0, комплекс резорцина и уротропина 2,0-10,0, смачиватель 0,01-1,0, аэросил 5,0-20,0, технический углерод 5,0-20,0, N1,N6-Бис(5-нитрозохинолин-8-ил)гексан-1,6-диамина 10,0-30,0, растворители в виде смеси толуола или ксилола с метилизобутилкетоном 345,0-400,0. Технический результат - повышение прочности крепления резин к металлу, возможность получения высокопрочных резинометаллических соединений, что улучшает качество и увеличивает ресурс работоспособности резинотехнических изделий, повышает надежность их эксплуатации. 2 табл., 5 пр.

Description

Изобретение относится к клеевому подслою на основе хлорсодержащих каучуков, применяемых для крепления резин на основе непредельных и малонепредельных каучуков к металлу в процессе вулканизации, и может быть использовано при изготовлении резинометаллических деталей в судостроении, авиационной, автомобильной, машиностроительной и других отраслях промышленности.
Клеевой подслой (грунт, праймер) используется при изготовлении резинометаллических деталей для обработки поверхностей металлов, имеющих низкую степень смачиваемости. Его наносят на поверхность подложки перед нанесением основного клеевого слоя для повышения адгезии. Подходящий клеевой подслой обеспечивает надежное химическое сцепление между двумя субстратами и способствует, таким образом, высококачественному склеиванию материалов.
Известен клеевой подслой под хлоропреновые клеи, включающий хлорированный натуральный каучук, пластификатор, наполнитель, эпоксидную смолу, меламин и циануровую кислоту, растворитель (А.с. №503893). Однако он предназначен, как подслой, только для клеев на основе хлоропреновых каучуков и не обеспечивает достаточной прочности склеивания.
Известна клеевая композиция, используемая как подслой для соединения резины со стальной подложкой, включающая хлорированный натуральный каучук, бромированный дихлорполибутадиен, технический углерод и органические растворители.
Для повышения прочности содержит п-хинондиоксим, серу и фосфит свинца (А.с. №1799393). Эта композиция имеет достаточно высокую прочность адгезионного соединения, но содержит вредные соединения свинца.
Известен клеевой подслой (Патент 2266940 РФ), включающий хлорированный натуральный каучук, оксиды магния и цинка, фенолформальдегидные смолы новолачного и резольного типа, стабилизатор, уротропин, белую сажу, смачиватель, органические растворители. Недостатком известного клеевого подслоя является невысокий уровень прочности связи подслоя с металлом.
Известен импортный клеевой грунт (праймер) Хемосил 211, используемый в качестве клеевого подслоя в двухслойных системах для известных и весьма эффективных клеев марки Хемосил, например марок 222, 411 ("Проспект по клеям" фирмы "Хенкель"; Гюнтер Климент, "Практические соображения по химической системе крепления резин к металлу". Переводы НИИРП №№201 и 1140 соответственно).
Хемосил 211 производится немецкой фирмой «Хенкель» по лицензии фирмы «Лорд корпорейшн Кемикал Продактс Груп» США, является дорогостоящим и его состав не раскрывается. Он обладает высокими техническими характеристиками, но содержит определенное количество мелкодисперсных твердых веществ, поэтому требует регулярного перемешивания.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является универсальный клеевой подслой, включающий мас. ч.: хлорированный натуральный каучук - 100, оксиды металлов - 10,0-20,0, фенолформальдегидную смолу резольного типа - 1,0-5,0, фенолформальдегидную смолу новолачного типа - 20,0-50,0, комплекс резорцина и уротропина - 2,0-15,0, стабилизатор - 2,0-10,0, смачиватель - 0,01-0,1, наполнитель - аэросил - 2,0-10,0, ксилол и метилизобутилкетон - 345,0-400,0. (Патент 2637239 РФ)
Изобретение не дает существенных преимуществ по прочности крепления резиновой смеси к металлу из-за процессов усадки пленки клеевого подслоя.
Задачей заявляемого изобретения является создание клеевого подслоя, который обеспечивает высокую прочность крепления резин на основе каучуков различной природы к металлам.
Поставленный технический результат достигается тем, что клеевой подслой для крепления резиновых смесей к металлу, включающий хлорированный каучук, фенолформальдегидные смолы резольного и новолачного типов, аэросил, комплекс резорцина и уротропина, смачиватель, растворитель, согласно изобретению, дополнительно содержит технический углерод и N1,N6-бис(5-нитрозохинолин-8-ил)гексан-1,6-диамин, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:
Хлорированный каучук или комбинация каучуков 100,0
Фенолформальдегидная смола новолачного типа 10,0-40,0
Фенолформальдегидная смола резольного типа 1,0-5,0
Комплекс резорцина и уротропина 2,0-10,0
Смачиватель 0,01-1,0
Аэросил 5,0-20,0
Технический углерод 5,0-20,0
N1,N6-бис(5-нитрозохинолин-8-ил)гексан-1,6-диамина 10,0-30,0
Растворитель 345-400
Клеевой подслой в качестве хлорированного каучука может содержать хлорированный натуральный каучук (или хлорированный 3,4-полиизопрен), комбинацию сополимера 2,3-дихлорбутадиена-1,3 с хлоропреном с хлорированным натуральным каучуком (или хлорированным 3,4-полиизопреном), взятыми в соотношении 50-60:50-40, соответственно. Введение в клеевую композицию хлорированного полидиена с содержанием винильных звеньев при наличии двойных связей и аллилхлоридных структур улучшает реологические свойства каучука (что повышает технологичность клеевой композиции подслоя), обеспечивает хорошую вулканизующую способность и конфекционную прочность, а также повышает адгезию к металлу.
Применение фенолформальдегидных смол новолачного (например СФ-015) и резольного (например марки СФ-340, СФ-342А, СФ-381) типов, и комплекса резорцина и уротропина обеспечивает дополнительную адгезионную прочности между предлагаемым подслоем и поверхностью металла. При введении комплекса резорцина и уротропина в композициях, содержащих новолачные смолы, образуются метиламинные группы, которые взаимодействуют с окисными пленками на поверхности металла с образованием водородных, химических и связей координационного типа.
Введение аэросила придает праймену тиксотропные свойства, уменьшает седиментацию и нивелирует процессы усадки клеевой пленки. Благодаря большой удельной поверхности, клеевые пленки с аэросилом получаются гомогенными.
В качестве смачивателя используются традиционно вещества, такие как некаль, триэтаноламин, Texanop 283 и др. Растворителями являются смеси толуола или ксилола с метилизобутилкетоном.
Композиция подслоя содержит техуглерод из ряда активных и полуактивных марок (N 330, N 550 и др.), который выполняет роль наполнителя, а также способствует лучшему распределению в композиции N1,N6-бис(5-нитрозохинолин-8-ил)гексан-1,6-диамина.
Использование N1,N6-бис(5-нитрозохинолин-8-ил)гексан-1,6-диамина обеспечивает стабилизирующее действие, хорошую вулканизующую способность и конфекционную прочность, а также существенно повышает адгезию клеевого подслоя к металлу.
Появление в клеевой композиции подслоя N1,N6-бис(5-нитрозохинолин-8-ил)гексан-1,6-диамина - структуры с нитрозо- и аминными функциональными группами, имеющими высокую химическую активность, способствует образованию на границе раздела фаз подслой-субстрат межфазных молекулярных связей (прежде всего, наиболее энергетически прочных связей химической природы), и более глубокой диффузии участков макромолекул полимера праймера вглубь поверхности граничного слоя клеевого композита. Хинолиновые группы N1,N6-бис(5-нитрозохинолин-8-ил)гексан-1,6-диамина образует с металлом (такими, как медь, никель, железо и др.) подложки устойчивые хелатные комплексы. Образование дополнительных связей влечет за собой повышение упруго-прочностных характеристик клеевой пленки и граничных слоев.
Одновременное отверждение в процессе вулканизации каучуков подслоя и клеевой композиции, в результате взаимодействия реакционноспособных нитрозогрупп обеспечивает образование эластичного, монолитного клеевого шва и высокопрочного соединения материалов с различными коэффициентами жесткости. Этим объясняется повышение прочности при склеивании различных субстратов.
Наличие в применяемых модификаторах активных аминных группировок, оказывает стабилизирующее действие для полимерного соединения, также исключает необходимость введения дополнительных стабилизаторов в композицию клеевого подслоя. Таким образом N1,N6-бис(5-нитрозохинолин-8-ил)гексан-1,6-диамин выполняет роль структурирующего агента, стабилизатора и модификатора адгезии.
Клеевой подслой отличается от прототипа соотношением вводимых компонентов, дополнительным присутствием технического углерода и многофункционального компонента - N1,N6-бис(5-нитрозохинолин-8-ил)гексан-1,6-диамина, что приводит к повышению прочности связи клеевого подслоя с металлом. Поскольку решения со сходными признаками отсутствуют, то заявляемое изобретение отвечает критерию "существенные отличия".
Использование N1,N6-Бис(5-нитрозохинолин-8-ил)гексан-1,6-диамина в клеевом подслое данного качественного и количественного состава не известно для других технических решений. То есть, заявляемое решение отвечает критерию "новизна". Доказательством служит отсутствие в литературе, включая патентную, сведений о применении в клеевых подслоях N1,N6-Бис(5-нитрозохинолин-8-ил)гексан-1,6-диамина.
Получение клеевого подслоя (грунта) производят, согласно, следующей методики: предварительно готовят раствор хлорированного каучука в ксилоле или толуоле и раствор смол в метилизобутилкетоне, которые далее смешиваются в клеемешалке до образования однородной массы. В полученный состав вводятся оставшиеся ингредиенты (может быть использована дробная подача компонентов) и смешивают в клеемешалке или бисерной мельнице.
Предлагаемый клеевой подслой предлагается использовать в качестве универсального грунта для клеев марки Хемосил фирмы "Хенкель". В процессе вулканизации такой двухслойный адгезив осуществляет крепление резиновых смесей на основе натурального, бутадиен-стирольного, бутадиен-нитрильного, хлоропренового, этилен-пропиленового и бутильного каучуков с металлической арматурой.
Заявленный клеевой подслой (грунт) при изготовлении резинометаллических изделий используют следующим образом: на обработанную дробью и обезжиренную и высушенную в течение 20 мин металлическую поверхность кистью наносят один слой грунта и сушат при (23±5)°С в течение 30 мин. Затем наносят клей Хемосил 221 или 222, 411, дублируют резиновой смесью и вулканизуют в вулканизационном оборудовании при температуре 143-163°С в течение 20 мин-65 мин, в зависимости от типа каучука в применяемой резиновой смеси. Режим вулканизации деталей соответствовал режиму вулканизации используемой резиновой смеси.
Изобретение иллюстрируется примерами 1-4.
Готовили составы заявляемого клеевого подслоя, отличающиеся количественным соотношением компонентов, согласно методике, описанной выше. Состав заявляемого клеевого подслоя в сравнении с прототипом приведен в табл.1.
Далее по описанной методике клеевой подслой наносили на металлический образец (ст. 20, ст. 07X16Н4Б, ПТ-3В) затем наносили слой клея Хемосил, слой резиновой смеси.
Для испытаний использовали резиновые смеси на основе непредельных и малонепредельных каучуков, таких как натуральный, бутадиен-стирольный, бутадиен-нитрильный, хлоропреновый, этиленпропиленовый тройной, бутильный каучуки (марки смесей: 56 НТА, ВЛ-44-136, ИРП-1068, Кз 693, 51-1632, 52-599/1 - соответственно).
Полученное соединение (металлическая пластина, клеевой подслой, клей, резиновая смесь) вулканизовали в режиме, необходимом для используемой резиновой смеси.
Для сравнения готовили и вулканизовали образцы с клеевым подслоем - прототипом (Патент 2637239 РФ) - пример 5. Также вулканизовали образцы с готовым грунтом марки Хемосила 211. Свойства заявляемого в изобретении клеевого подслоя сравнивали со свойствами подслоя - прототипа и импортного дорогостоящего праймера Хемосила 211. Результаты приведены в табл.2
В табл. 2 представлены результаты испытаний прочности связи резины с металлом при отслаивании по ГОСТ 411-77 (метод А) образцов, изготовленных с использованием заявляемого клеевого подслоя, а также клеевого подслоя-прототипа и Хемосила 211, взятыми для сравнения.
Из полученных данных следует, что заявляемый клеевой подслой обладает высокими техническими характеристиками, обеспечивает высокую прочность крепления резин на основе непредельных и малонепредельных каучуков к металлам и находится на уровне известных мировых образцов. Адгезионная прочности между предлагаемым подслоем и поверхностью металла дополнительно обеспечивается за счет применения N1,N6-Бис(5-нитрозохинолин-8-ил)гексан-1,6-диамин - в качестве структурирующего агента, стабилизатора и модификатора адгезии в сочетании с техническим углеродом.
Заявляемый клеевой подслой предлагается использовать для крепления резин к металлам в процессе вулканизации в качестве грунта (праймера) для универсальных и дорогостоящих клеев Хемосил, взамен грунта Хемосил 211.
Использование предлагаемого клеевого подслоя позволяет отказаться в производстве от импортных грунтов и получить высокопрочные резинометаллические соединения, что улучшает качество и увеличивает ресурс работоспособности резинотехнических изделий, повышает надежность их эксплуатации.
Figure 00000001
Figure 00000002

Claims (2)

  1. Клеевой подслой для крепления резин к металлу, включающий хлорированный каучук, фенолформальдегидные смолы новолачного и резольного типов, комплекс резорцина и уротропина, смачиватель, аэросил, растворители, отличающийся тем, что дополнительно содержит технический углерод и N1,N6-бис(5-нитрозохинолин-8-ил)гексан-1,6-диамин, причем в качестве хлорированного каучука используют хлорированный натуральный каучук или комбинацию сополимера 2,3-дихлорбутадиена-1,3 с хлоропреном и хлорированным натуральным каучуком, взятыми в массовом соотношении 50-60:50-40, а в качестве растворителей применяют смеси толуола или ксилола с метилизобутилкетоном, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
  2. Хлорированный каучук, выбранный из хлорированного натурального каучука или комбинации каучуков с хлорированным натуральным каучуком 100,0 Фенолформальдегидная смола новолачного типа 10,0-40,0 Фенолформальдегидная смола резольного типа 1,0-5,0 Комплекс резорцина и уротропина 2,0-10,0 Смачиватель 0,01-1,0 Аэросил 5,0-20,0 Технический углерод 5,0-20,0 N1,N6-Бис(5-нитрозохинолин-8-ил)гексан-1,6-диамина 10,0-30,0 Растворители в виде смеси толуола или ксилола с метилизобутилкетоном 345,0-400,0
RU2020144335A 2020-12-30 Клеевой подслой для крепления резин к металлу RU2774179C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2774179C1 true RU2774179C1 (ru) 2022-06-15

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2816353C1 (ru) * 2023-03-06 2024-03-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнёва" (СибГУ им. М.Ф. Решетнёва) Клеевой подслой для крепления резин к металлу

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3811803A1 (de) * 1988-04-08 1989-10-19 Henkel Kgaa Gummimetallbindemittel
RU2266943C1 (ru) * 2004-09-21 2005-12-27 Открытое акционерное общество "Балаковорезинотехника" Клеевая композиция для крепления резин к металлу при вулканизации
RU2266941C2 (ru) * 2003-11-26 2005-12-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Клеевая композиция и самоклеящийся материал, содержащий ее
RU2266940C1 (ru) * 2004-09-10 2005-12-27 Открытое акционерное общество "Балаковорезинотехника" Клеевой подслой для крепления резин к металлу при вулканизации
RU2637239C1 (ru) * 2016-08-08 2017-12-01 федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр "Прогресс" (ФГУП "ФНПЦ "Прогресс") Клеевой подслой для крепления резин к металлу при вулканизации
RU2689577C1 (ru) * 2018-06-25 2019-05-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) Клеевая композиция
RU2689583C1 (ru) * 2018-07-04 2019-05-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) Клеевая композиция на основе бутадиен-нитрильного каучука

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3811803A1 (de) * 1988-04-08 1989-10-19 Henkel Kgaa Gummimetallbindemittel
RU2266941C2 (ru) * 2003-11-26 2005-12-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Клеевая композиция и самоклеящийся материал, содержащий ее
RU2266940C1 (ru) * 2004-09-10 2005-12-27 Открытое акционерное общество "Балаковорезинотехника" Клеевой подслой для крепления резин к металлу при вулканизации
RU2266943C1 (ru) * 2004-09-21 2005-12-27 Открытое акционерное общество "Балаковорезинотехника" Клеевая композиция для крепления резин к металлу при вулканизации
RU2637239C1 (ru) * 2016-08-08 2017-12-01 федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр "Прогресс" (ФГУП "ФНПЦ "Прогресс") Клеевой подслой для крепления резин к металлу при вулканизации
RU2689577C1 (ru) * 2018-06-25 2019-05-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) Клеевая композиция
RU2689583C1 (ru) * 2018-07-04 2019-05-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) Клеевая композиция на основе бутадиен-нитрильного каучука

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Буканова О.И. и др. Аминирование 5-нитрозо-8-гидроксихинолина. Молодые ученые в решении актуальных проблем науки. Сборник статей студентов, аспирантов и молодых ученых Всероссийской научно-практической конференции, Красноярск, 2016, с. 127-128. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2816353C1 (ru) * 2023-03-06 2024-03-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнёва" (СибГУ им. М.Ф. Решетнёва) Клеевой подслой для крепления резин к металлу
RU2816354C1 (ru) * 2023-03-28 2024-03-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнёва" (СибГУ им. М.Ф. Решетнёва) Клеевая композиция для крепления резин к металлу при вулканизации

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20130266813A1 (en) Enhanced durability of structural adhesives
US9644121B2 (en) Adhesives suitable for use in bonding applications
RU2774179C1 (ru) Клеевой подслой для крепления резин к металлу
RU2816353C1 (ru) Клеевой подслой для крепления резин к металлу
RU2637239C1 (ru) Клеевой подслой для крепления резин к металлу при вулканизации
RU2435818C1 (ru) Клеевая композиция
SK278388B6 (en) Thermostable rubber-to-metal binder
RU2394866C1 (ru) Клеевая композиция
RU2816354C1 (ru) Клеевая композиция для крепления резин к металлу при вулканизации
US9994706B2 (en) Internal mold release agent for reinforced composite
RU2266940C1 (ru) Клеевой подслой для крепления резин к металлу при вулканизации
JP7324775B2 (ja) 水系ワンコート接着剤組成物
US20040033374A1 (en) Phenolic adhesives for bonding peroxide-cured elastomers
RU2394865C1 (ru) Клеевая композиция
RU2761551C1 (ru) Полимерная клеевая композиция праймера для крепления низкомодульных резин к металлу
RU2315796C1 (ru) Композиция в качестве клеевого подслоя для крепления резин к металлу при вулканизации или в качестве адгезива для горячего крепления резин на основе фторкаучуков и акрилатных каучуков
KR100303986B1 (ko) 동력제동용 접착제 제조방법
JPH0234978B2 (ru)
JPS62205177A (ja) Nbr系加硫接着剤
JPS591548A (ja) ゴム組成物
JPH04202233A (ja) ゴム―金属複合製品の製造方法
JP3620712B2 (ja) 耐燃料油性に優れた加硫ゴム製品の製造法
RU2266943C1 (ru) Клеевая композиция для крепления резин к металлу при вулканизации
JP2001277366A (ja) ゴムと金属との加硫接着方法
US20210380755A1 (en) Improved Structural Bonding Adhesive