RU2816354C1 - Клеевая композиция для крепления резин к металлу при вулканизации - Google Patents

Клеевая композиция для крепления резин к металлу при вулканизации Download PDF

Info

Publication number
RU2816354C1
RU2816354C1 RU2023107752A RU2023107752A RU2816354C1 RU 2816354 C1 RU2816354 C1 RU 2816354C1 RU 2023107752 A RU2023107752 A RU 2023107752A RU 2023107752 A RU2023107752 A RU 2023107752A RU 2816354 C1 RU2816354 C1 RU 2816354C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rubber
adhesive composition
adhesive
resin
metal
Prior art date
Application number
RU2023107752A
Other languages
English (en)
Inventor
Георгий Анатольевич Субоч
Светлана Ивановна Левченко
Владимир Робертович Пен
Наталья Алексеевна Гаврилова
Елена Сергеевна Семиченко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнёва" (СибГУ им. М.Ф. Решетнёва)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнёва" (СибГУ им. М.Ф. Решетнёва) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнёва" (СибГУ им. М.Ф. Решетнёва)
Application granted granted Critical
Publication of RU2816354C1 publication Critical patent/RU2816354C1/ru

Links

Abstract

Изобретение может быть использовано при изготовлении многослойных резинометаллических изделий. Клеевая композиция для крепления резин к металлу при вулканизации включает полимерную основу, технический углерод, аморфный диоксид кремния, смачиватель, отвердитель и растворитель. В качестве полимерной основы клеевая композиция включает сополимер 2,3-дихлорбутадиена-1,2 с хлоропреном, хлорированный натуральный каучук, эпоксидную смолу, алкилфеноламинную смолу и фенолформальдегидную смолу резольного типа. Отвердитель выполняет также функцию модификатора адгезии и представляет собой ди(4-нитрозофенолят) 1,4-бутандиаммония. Изобретение позволяет увеличить прочность склеивания резинометаллических соединений. 2 табл.

Description

Изобретение относится к клеевым композициям, применяемым для крепления резин на основе полярных и неполярных каучуков и к металлам при вулканизации в многослойных резинометаллических изделиях резинотехнической, авиационной, автомобильной, и других отраслях промышленности.
Известна клеевая композиция (SU А.с.531836, МПК C09J 3/12, опубл. 25.07.77, Бюл. №38), включающая галогенсодержащий каучук, оксиды металлов, технический углерод, эпоксидную и фенольную смолы, аэросил, катализаторы, отвердители.
Недостатком известной клеевой композиции является применение в качестве отвердителя полиизоцианата, в результате чего значительно снижается жизнеспособность клея.
Известна клеевая композиция для соединения резины со стальной подложкой, включающая хлорированный натуральный каучук, бромированный дихлорполибутадиен, п-хинондиоксим, технический углерод и органические растворители, серу и фосфит свинца (а.с. №1799393). Эта композиция имеет высокую адгезионную прочность, но содержит вредные соединения свинца.
Известен универсальный клей-адгезив Хемосил марок 221, 222 фирмы "Хенкель" для соединения в процессе вулканизации резиновых смесей с металлической или пластмассовой арматурой ("Проспект по клеям" фирмы "Хенкель"; Гюнтер Климент "Практические соображения по химической системе резин к металлу ". Переводы НИИРП №№201 и 1140 соответственно). Этот клей-адгезив обладает высокими техническими характеристиками, особенно в двухслойной системе при использовании в качестве праймера Хемосил 211 или клеевого подслоя (Патент RU №2637239, МПК C09J 161/10, C09J 115/02, опубл. 01.12.2017, Бюл. №34).
Однако, содержит токсичные летучие хлорсодержащие растворители и является дорогостоящим импортным продуктом.
Наиболее близкой по назначению, по совокупности признаков к заявленному изобретению, является клеевая композиция, включающая сополимер 2,3-дихлорбутадиена-1,2 с хлоропреном, хлорированный натуральный каучук, оксиды магния и цинка, фенольную смолу, резольную смолу, эпоксидную смолу, антиоксиданты, наполнители, смачиватель, ароматическое динитрозосоединение - парадинитрозобензол, органические растворители. В качестве наполнителя, приведенного в примерах, известная композиция содержит четыре ингредиента: техуглерод, белую сажу, оксид цинка, оксид магния, что значительно усложняет предлагаемый состав. (Патент №2266943 РФ, МПК C09J 175/02, опубл. 27.12.2005. - Бюл. №36).
Применение сложной комбинации наполнителей, особенно белой сажи, снижает взаимодействие каучука с наполнителем и образование саже-каучукового геля, в результате чего на поверхности клеевой пленки образуются агломераты частиц белой сажи, что приводит к уменьшению прочности связи адгезива с металлом. Также недостатком известной клеевой композиции является токсичность, применяемого парадинитрозобензола.
Задачей предлагаемого изобретения является получение клеевой композиции из отечественного сырья, обеспечивающей высокую прочность крепления резин основе неполярных каучуков к металлам.
Технический результат изобретения заключается в создании клеевой композиции с применением ингредиентов российского производства, обеспечивающей высокую прочность крепления резин к металлам, повышающей надежность эксплуатации многослойных резиново-металлических изделий.
Поставленный технический результат достигается тем, что клеевая композиция для крепления резин к металлу при вулканизации, включающая в качестве полимерной основы сополимеры 2,3-дихлорбутадиена-1,2 с хлоропреном и хлорированный натуральный каучук, эпоксидную смолу, алкилфеноламинную смолу, фенолформальдегидную смолу резольного типа, технический углерод, смачиватель, растворитель - смесь толуола или ксилола с метилэтилкетоном, согласно изобретению, дополнительно содержит аморфный диоксид кремния и в качестве отвердителя и модификатора адгезии ди(4-нитрозофенолят) 1,4-бутандиаммония, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Сополимер 2,3-дихлорбутадиена-1,3 с хлоропреном 4-10
Хлорированный натуральный каучук 2-8
Эпоксидная смола 0,5-2
Алкилфеноламинная смола 0,02-0,5
Фенолформальдегидная смола резольного типа 1 -3
Ди(4-нитрозофенолят) 1,4-бутандиаммоний 2-8
Аморфный диоксид кремния 0,5-1,5
Технический углерод 1,0-4,0
Смачиватель 0,01-0,1
Растворитель остальное
Введение в композицию хлорированного полидиена - сополимера 2,3-дихлорбутадиена-1,3 с хлоропреном, содержащего двойные связи и аллилхлоридные структуры, улучшает реологические свойства каучука, повышая технологичность клеевой адгезионной композиции, обеспечивает хорошую способность к структурированию и конфекционную прочность, а также способствует повышению адгезии к металлу. Композиции на основе хлорированных каучуков - хлорированного натурального каучука, обладают бифильностью и способны обеспечить надежное крепление резин, как из полярных, так и из неполярных каучуков к различным металлам. Важным достоинством хлоркаучуков является низкая чувствительность к способу обработки поверхности металла.
В качестве эпоксидной смолы клеевая композиция по изобретению содержит различные эпоксидные смолы, например, диановые смолы ЭД-14, ЭД-16, ЭД-20 и другие.
Алкилфеноламинная смола - октофор N продукт поликонденсации алкилфенолов с уротропином - используется для повышения клейкости резиновых смесей. В качестве фенолформальдигидной смолы резольного типа композиция содержит, например, смолу марки СФ-340, смолу резол-300, резорцинформальдегидная СФ-282 и др. (Справочник по пластическим массам под ред. В.М.Катаева, т.2, М., Химия, 1975, с. 5-6).
Появление в клеевой композиции ди(4-нитрозофенолят) 1,4-бутандиаммония - структуры с нитрозо- и аминными функциональными группами, имеющими высокую химическую активность, способствует образованию на границе раздела фаз резиновая смесь - адгезив, адгезив -подслой (праймер) межфазных молекулярных связей (прежде всего, наиболее энергетически прочных связей химической природы), и более глубокой диффузии участков макромолекул полимера адгезива вглубь поверхностей граничных слоев резиновой смеси и праймера. Образование дополнительных связей влечет за собой повышение упруго-прочностных характеристик клеевой пленки и граничных слоев, а, следовательно, способствует повышению прочности крепления резины к металлу.
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 антиокислительное действие для полимерного соединения, исключает необходимость введения дополнительных стабилизаторов в композицию клея-адгезива.
В качестве наполнителей композиция содержит аморфный диоксид кремния и технический углерод. Введение аморфного диоксида кремния придает клеевой композиции тиксотропные свойства, уменьшает седиментацию и нивелирует процессы усадки клеевой пленки. Продукт выпускается в России под торговым наименованием Ковелос (ТУ 2168-001-14344269-09). Наполнитель - технический углерод из ряда активных и полуактивных марок (N 330, N 550 и др.), способствует прочностных характеристик адгезионного слоя и лучшему распределению в композиции ди(4-нитрозофенолят) 1,4-бутандиаммония.
В качестве смачивателя можно использовать некаль, хлориды АБДМ (алкилбензилдиметиламмоний хлорид), триэтаноламин, Техапор 283 и др.
Растворителями являются смеси толуола или ксилола с метилизобутилкетоном.
Сопоставимый анализ позволяет сделать вывод, что заявленная клеевая композиция отличается от известной композиции - прототипа соотношением вводимых компонентов, дополнительным присутствием аморфного диоксида кремния и полифункционального компонента - ди(4-нитрозофенолят) 1,4-бутандиаммония, обеспечивающего хорошую структурирующую способность адгезива в процессе вулканизации, стабилизирующее действие, конфекционную прочность, а также существенно повышающего адгезию резин к металлу. Заявляемая композиция является более простой по составу, так как в ней отсутствуют такие наполнители, как оксид цинка и оксид магния, а также антиоксиданты. Применение ди(4-нитрозофенолят) 1,4-бутандиаммония способствует расширению ассортимента структурирующих агентов и модификаторов адгезии для клеевых композиций на основе галогенсодержащих полимеров и диапазона их применения. Поскольку решения со сходными признаками отсутствуют, то заявляемое изобретение отвечает критерию "существенные отличия".
Предлагаемый из отечественного сырья состав клеевой композиции обеспечивает высокую прочность креплению резин к металлам в процессе вулканизации и позволяет отказаться от использования импортных аналогов в производстве. Композицию можно использовать в качестве адгезива, как антикоррозионное покрытие арматуры. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "изобретательский уровень".
Использование ди(4-нитрозофенолят) 1,4-бутандиаммония и аморфного диоксида кремния в клеевой композиции 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 составе клеевой композиции для крепления резины к металлу в процессе вулканизации ди(4-нитрозофенолят) 1,4-бутандиаммония.
Клеевую композицию готовят следующим образом: приготавливают раствор в ксилоле или толуоле сополимера 2,3-дихлорбутадиена-1,3 с хлоропреном, к которому добавляют хлорированный натуральный каучук и раствор смол в метилэтилкетоне. Полученный раствор интенсивно перемешивают. Часть полученного раствора загружают в клеемешалку или бисерную мельницу, куда добавляют наполнители, ди(4-нитрозофенолят) 1,4-бутандиаммония, до получения однородной массы со степенью перетира не более 30 мкм. Вводят смачиватель и оставшуюся часть раствора, перемешивают, гомогенизируют и выгружают.
Данная клеевая композиция применяется в основном двухслойно в системе с праймером Хемосил 211 и в процессе вулканизации осуществляет крепление резиновых смесей на основе на основе натурального, бутадиен-стирольного, бутадиен-нитрильного, хлоропренового, этилен-пропиленового и бутильного каучуков с металлической арматурой.
Заявленную клеевую композицию при изготовлении резинометаллических изделий использует следующим образом: на обработанную дробью и обезжиренную и высушенную в течение 20 мин металлическую поверхность (ст.20, ст.07Х16Н4Б, ПТ-3В) кистью наносят один слой грунта-праймера (Хемосил 211) и сушат при (23±5)°С в течение 30-40 мин. Затем наносят заявляемый клей и сушат при том же режиме, 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.
Готовили составы заявляемой клеевой композиции, отличающиеся количественным соотношением компонентов, согласно методике, описанной выше. В таблице 1 приведены примеры 1-4 предлагаемых клеевых композиций. Для сравнения готовили клеевую композицию -прототип, по известной методике (Патент 2266943 РФ) - пример 5.
Для испытаний использовали резиновые смеси на основе непредельных и малонепредельных каучуков, таких как натуральный, бутадиен-стирольный, бутадиен-нитрильный, хлоропреновый, этилен-пропиленовый 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-праймер, клей, резиновая смесь) вулканизовали в режиме, необходимом для используемой резиновой смеси.
Для сравнения готовили и вулканизовали образцы с клеевой композицией - прототипом (Патент 2266943 РФ) - пример 5, и образцы с готовым импортным клеем-адгезивом Хемосил 222 фирмы "Хенкель".
В табл.2 представлены результаты испытаний прочности связи резины с металлом при отслаивании по ГОСТ 411-77 (метод А) образцов, изготовленных с использованием заявляемой клеевой композиции, а также клеевой композиции-прототипа и готового клея Хемосил 222, взятыми для сравнения.
Из полученных данных следует, что заявляемая клеевая композиция 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 прочность между предлагаемой композицией и поверхностью металла дополнительно обеспечивается за счет применения ди(4-нитрозофенолят) 1,4-бутандиаммония - в качестве структурирующего агента, стабилизатора и модификатора адгезии в сочетании с аморфным диоксидом кремния.
Заявляемую клеевую композицию предлагается использовать для крепления резин к металлам в процессе вулканизации в качестве клея-адгезива взамен импортного клея Хемосил 222.
Использование предлагаемой клеевой композиции позволяет отказаться в производстве от импортных клеев и получить высокопрочные резинометаллические соединения, что улучшает качество и увеличивает ресурс работоспособности резинотехнических изделий, повышает надежность их эксплуатации.

Claims (2)

  1. Клеевая композиция для крепления резин к металлу при вулканизации, включающая в качестве полимерной основы сополимеры 2,3-дихлорбутадиена-1,2 с хлоропреном и хлорированный натуральный каучук, эпоксидную смолу, алкилфеноламинную смолу, фенолформальдегидную смолу резольного типа, технический углерод, смачиватель, растворитель - смесь толуола или ксилола с метилэтилкетоном, отличающаяся тем, что дополнительно содержит аморфный диоксид кремния и в качестве отвердителя и модификатора адгезии - ди(4-нитрозофенолят) 1,4-бутандиаммония при следующем соотношении компонентов, мас. %:
  2. сополимер 2,3-дихлорбутадиена-1,3 с хлоропреном 4-10 хлорированный натуральный каучук 2-8 эпоксидная смола 0,5-2 алкилфеноламинная смола 0,02-0,5 фенолформальдегидная смола резольного типа 1-3 ди(4-нитрозофенолят) 1,4-бутандиаммоний 2-8 аморфный диоксид кремния 0,5-1,5 технический углерод 1,0-4,0 смачиватель 0,01-0,1 растворитель - смесь толуола или ксилола с метилэтилкетоном остальное
RU2023107752A 2023-03-28 Клеевая композиция для крепления резин к металлу при вулканизации RU2816354C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2816354C1 true RU2816354C1 (ru) 2024-03-28

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU53897A1 (ru) * Б.Е. Беркман Способ непрерывного омылени нитрозодиалкиланилина щелочью
US4994519A (en) * 1987-02-11 1991-02-19 Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien Rubber-to-metal binders from chlorinated rubber and brominated polydichlorobutadiene
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
RU2708308C1 (ru) * 2018-11-23 2019-12-05 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

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU53897A1 (ru) * Б.Е. Беркман Способ непрерывного омылени нитрозодиалкиланилина щелочью
US4994519A (en) * 1987-02-11 1991-02-19 Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien Rubber-to-metal binders from chlorinated rubber and brominated polydichlorobutadiene
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
RU2708308C1 (ru) * 2018-11-23 2019-12-05 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
RU2774179C1 (ru) * 2020-12-30 2022-06-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) Клеевой подслой для крепления резин к металлу

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MARCIO LAZZAROTTO и др. Thermal analysis of salts from 4-nitrophenol and aliphatic amines, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2019, Т. 138, сс. 351-357. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10435600B2 (en) Epoxy resin compositions for pre-gel ovens
HUT75186A (en) Adhesive compositions based on chlorinated polyolefins having high chlorine contents
US6204321B1 (en) Sealant and adhesive with damping properties
US9644121B2 (en) Adhesives suitable for use in bonding applications
JPH04331242A (ja) ゴムと金属の結合方法
JP3947468B2 (ja) プラスチゾル型流動特性を有するゴム組成物
JP2003268333A (ja) エラストマを接合させるための水性接着剤組成物
JPH02110182A (ja) 接着剤組成物
RU2816354C1 (ru) Клеевая композиция для крепления резин к металлу при вулканизации
JP6905046B2 (ja) 金属にゴムを結合するための改善された接着剤組成物
JP2002234310A (ja) 選択された低分子量ポリエステル可塑剤を含有するゴム組成物のトレッドを有するタイヤ
RU2394866C1 (ru) Клеевая композиция
RU2435820C1 (ru) Клеевая композиция
RU2637239C1 (ru) Клеевой подслой для крепления резин к металлу при вулканизации
RU2435818C1 (ru) Клеевая композиция
JPH04108884A (ja) ワン・コート型ゴムー金属結合用接着剤
US20040138356A1 (en) Primer composition
JPH01301776A (ja) 一液型クロロプレン系接着剤
RU2816353C1 (ru) Клеевой подслой для крепления резин к металлу
RU2774179C1 (ru) Клеевой подслой для крепления резин к металлу
JP2001011366A (ja) プライマー層およびそれを用いた金属板とゴムの複合体
RU2266940C1 (ru) Клеевой подслой для крепления резин к металлу при вулканизации
RU2394865C1 (ru) Клеевая композиция
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
RU2266943C1 (ru) Клеевая композиция для крепления резин к металлу при вулканизации