RU2443744C1

RU2443744C1 - Adhesive composition

Info

Publication number: RU2443744C1
Application number: RU2010126094/05A
Authority: RU
Inventors: Наталья Александровна Кейбал (RU); Наталья Александровна Кейбал; Виктор Федорович Каблов (RU); Виктор Федорович Каблов; Сергей Николаевич Бондаренко (RU); Сергей Николаевич Бондаренко; Ирина Алексеевна Матвеева (RU); Ирина Алексеевна Матвеева
Priority date: 2010-06-25
Filing date: 2010-06-25
Publication date: 2012-02-27
Also published as: RU2010126094A

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: adhesive composition contains chlorine-containing rubber and an organic solvent. The chlorine-containing rubber in the composition is chlorosulphonated polyethylene. The organic solvent used in the composition is toluene. The adhesive composition additionally contains orthophenylene diamine and zinc oxide modifiers.

EFFECT: invention simplifies formulation of the adhesive composition and increases strength of gluing together vulcanised rubber.

2 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к клеевым композициям на основе хлорсодержащего каучука и может быть использовано в резиновой промышленности при склеивании вулканизованных резин.The invention relates to adhesive compositions based on chlorine-containing rubber and can be used in the rubber industry for bonding vulcanized rubbers.

Известна клеевая композиция, включающая хлоропреновый каучук, тиурам, оксид цинка, в качестве смолы продукт совместной конденсации фенола ацетальдегида и ацетанафтена и растворитель (Авторское свидетельство СССР №1579920, кл. C09J 111/00; опубл. 23.07.90). В качестве растворителя используют смесь этилацетата и бензина.Known adhesive composition comprising chloroprene rubber, thiuram, zinc oxide, as a resin, the product of the joint condensation of phenol acetaldehyde and acetanaphthene and solvent (USSR Author's Certificate No. 1579920, class C09J 111/00; publ. 23.07.90). As a solvent, a mixture of ethyl acetate and gasoline is used.

Однако данная клеевая композиция не обеспечивает достаточно высокой прочности при склеивании изделий из вулканизованной резины.However, this adhesive composition does not provide a sufficiently high strength when bonding products from vulcanized rubber.

Известна клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук, эпоксидную смолу, низкомолекулярный бутадиеннитрильный каучук, третичный амин, растворитель (Авторское свидетельство СССР №685673, кл. C08L 11/00; опубл. 15.09.79).A known adhesive composition comprising polychloroprene rubber, epoxy resin, low molecular weight butadiene nitrile rubber, tertiary amine, solvent (USSR Author's Certificate No. 685673, class C08L 11/00; publ. 15.09.79).

Однако данная клеевая композиция имеет низкую прочность при склеивании резиновых изделий на основе различных каучуков.However, this adhesive composition has low strength when bonding rubber products based on various rubbers.

Известна клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук, бутилфенолформальдегидную смолу, сополимер стирола и пиперилена, канифоль, этерифицированную глицерином; канифоль сосновую, дифенилгуанидин, 2,2-дибензтиазолдисульфид, оксид цинка, оксид магния, органический растворитель (Патент RU 2028358, МКИ⁶ C09J 111/00; опубл. 09.02.95).Known adhesive composition comprising polychloroprene rubber, butylphenol formaldehyde resin, a copolymer of styrene and piperylene, rosin esterified with glycerol; pine rosin, diphenylguanidine, 2,2-dibenzothiazole disulfide, zinc oxide, magnesium oxide, organic solvent (Patent RU 2028358, MKI ⁶ C09J 111/00; publ. 09.02.95).

Однако указанная клеевая композиция, хотя и имеет схожий состав, предназначена для склеивания изделий из ферритов.However, the specified adhesive composition, although it has a similar composition, is intended for bonding products from ferrites.

Известна клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук наирит ДП, бутилфенолформальдегидную смолу 101K, воду, оксид цинка, оксид магния, органический растворитель, представляющий собой смесь этилацетата и нефраса, причем она дополнительно содержит в качестве модификатора орто-фенилендиамин (Патент RU 2374288, МКИ⁶ C09J 111/00; опубл. 27.11.2009).Known adhesive composition comprising polychloroprene rubber Nairit DP, butylphenol formaldehyde resin 101K, water, zinc oxide, magnesium oxide, an organic solvent, which is a mixture of ethyl acetate and nefras, and it additionally contains ortho-phenylenediamine as a modifier (Patent RU 2374288J MKI ⁶ 111/00; publ. 11/27/2009).

Однако данная клеевая композиция имеет сложную рецептуру и технологию получения.However, this adhesive composition has a complex formulation and production technology.

Известна клеевая композиция, включающая полихлоропреновый каучук наирит НТ, бутилфенолформальдегидную смолу 101K, тиурам, оксид цинка, оксид магния, органический растворитель, представляющий собой смесь этиалцетата и нефраса, причем она дополнительно содержит в качестве модификатора орто-фенилендиамин (Патент RU 2374287, МКИ⁶ C09J 111/00; опубл. 27.11.2009).Known adhesive composition comprising a polychloroprene rubber Nairit HT butilfenolformaldegidnuyu resin 101K, thiuram, zinc oxide, magnesium oxide, an organic solvent, a mixture etialtsetata and petroleum ether, wherein it further comprises, as modifier ortho-phenylenediamine (Patent RU 2374287, IPC ⁶ C09J 111/00; publ. 11/27/2009).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является клеевая композиция для крепления резин к различным субстратам, содержащая хлорсульфированный полиэтилен, динитробензол, полиизоцианат, растворитель и другие целевые добавки, причем она дополнительно содержит фенольную смолу резольного типа или соединение, содержащее более одной эпоксидной группы, или оба соединения вместе, хлорированный натуральный каучук (Патент RU 474162, C09J 5/00; опубл. 14.06.75).Closest to the invention in technical essence is an adhesive composition for attaching rubbers to various substrates, containing chlorosulfonated polyethylene, dinitrobenzene, polyisocyanate, solvent and other target additives, and it additionally contains a resol-type phenolic resin or a compound containing more than one epoxy group, or both compounds together, chlorinated natural rubber (Patent RU 474162, C09J 5/00; publ. 14.06.75).

Однако указанная клеевая композиция имеет сложную рецептуру и предназначена для горячего крепления сырых резиновых смесей к металлам.However, the specified adhesive composition has a complex formulation and is intended for hot fixing of raw rubber compounds to metals.

Задача: разработка состава клеевой композиции на основе хлорсульфированного полиэтилена, обеспечивающего повышенную прочность при склеивании вулканизованных резин между собой.Objective: to develop the composition of the adhesive composition based on chlorosulfonated polyethylene, providing increased strength when bonding vulcanized rubbers to each other.

Техническим результатом является упрощение рецептуры клеевой композиции, повышение прочности при склеивании вулканизованных резин между собой.The technical result is to simplify the formulation of the adhesive composition, increase the strength when bonding vulcanized rubbers to each other.

Поставленный технический результат достигается тем, что клеевая композиция, включающая хлорсульфированный полиэтилен, органический растворитель - толуол, причем она дополнительно содержит модификатор оксид цинка и ортофенилендиамин при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: хлорсульфированный полиэтилен - 20, толуол - 80, оксид цинка - 0,5-1,0, ортофенилендиамин - 0,5-1,0.The technical result is achieved in that the adhesive composition comprising chlorosulfonated polyethylene, an organic solvent is toluene, and it additionally contains a zinc oxide modifier and orthophenylenediamine in the following ratio of components, parts by weight: chlorosulfonated polyethylene - 20, toluene - 80, zinc oxide - 0.5-1.0, orthophenylenediamine - 0.5-1.0.

Хлорсульфированный полиэтилен является основным пленкообразующим в лакокрасочных антикоррозионных покрытиях (ТУ 6-55-9-90).Chlorosulfonated polyethylene is the main film-forming in paint and varnish anticorrosive coatings (TU 6-55-9-90).

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

Оксид цинка (белила цинковые ГОСТ 202-84) использовался ранее в клеевых композициях в качестве вулканизующего агента (Кардашов Д.А., Петрова А.В. Полимерные клеи. М.: Химия, 1983).Zinc oxide (zinc white GOST 202-84) was previously used in adhesive compositions as a vulcanizing agent (Kardashov D.A., Petrova A.V. Polymer adhesives. M: Chemistry, 1983).

Ортофенилендиамин (ТУ 6-09-0512-91) применяется в качестве отвердителя полимерных композиций.Orthophenylenediamine (TU 6-09-0512-91) is used as a hardener of polymer compositions.

При использовании в качестве модификатора оксида цинка и ортофенилендиамина значительно повышаются адгезионные свойства клеевой композиции. В результате взаимодействия модификатора с атомами хлора в макромолекулах хлорсульфированного полиэтилена происходит увеличение концентрации полярных групп, а также густота пространственной сетки, что способствует повышению прочности при склеивании вулканизованных резин между собой.When using zinc oxide and orthophenylenediamine as a modifier, the adhesive properties of the adhesive composition significantly increase. As a result of the interaction of the modifier with chlorine atoms in the macromolecules of chlorosulfonated polyethylene, an increase in the concentration of polar groups occurs, as well as the density of the spatial network, which increases the strength when bonding vulcanized rubbers to each other.

Клеевую композицию приготавливают следующим образом. Вначале приготавливают раствор хлорсульфированного полиэтилена. Хлорсульфированный полиэтилен и растворитель загружаются в клеемешалку и перемешивают 4,5 часа. Затем в полученный раствор загружается указанный модификатор - оксид цинка и ортофенилендиамин. Общее время клеесмешения составляет 5 часов.The adhesive composition is prepared as follows. First, a solution of chlorosulfonated polyethylene is prepared. Chlorosulfonated polyethylene and solvent are loaded into an adhesive mixer and stirred for 4.5 hours. Then, the specified modifier — zinc oxide and orthophenylenediamine — is loaded into the resulting solution. The total adhesive mixing time is 5 hours.

Пример приготовления клеевой композиции. В клеемешалку, содержащую приготовленный раствор хлорсульфированного полиэтилена, включающий в себя хлорсульфированный полиэтилен и толуол, вводят рассчитанное количество модификатора, и перемешивают содержимое 5-10 минут до получения однородной массы.An example of the preparation of the adhesive composition. The calculated amount of modifier is introduced into the glue mixer containing the prepared solution of chlorosulfonated polyethylene, including chlorosulfonated polyethylene and toluene, and the contents are mixed for 5-10 minutes until a homogeneous mass is obtained.

Получают клеевые композиции 1-4, составы которых приведены в таблице 1. Клей представляет собой прозрачную жидкость бежевого цвета. Клей технологичен, хорошо наносится на поверхность резины. Были исследованы различные содержания указанного модификатора (табл.2).Get the adhesive composition 1-4, the compositions of which are shown in table 1. The glue is a transparent liquid beige. The glue is technological, it is well applied to the surface of rubber. Various contents of the specified modifier were investigated (Table 2).

Заявленные пределы компонентов, входящих в состав модификатора - оксид цинка 0,5-1,0 и ортофенилендиамин 0,5-1,0, обусловлены тем, что при увеличении или уменьшении указанных дозировок адгезионная прочность при склеивании снижается.The declared limits of the components included in the modifier - zinc oxide 0.5-1.0 and orthophenylenediamine 0.5-1.0, due to the fact that with an increase or decrease in these dosages, the adhesive strength during bonding decreases.

Сравнительные испытания прочностных свойств клеевых составов по всем вариантам заявленной композиции и прототипу при склеивании вулканизованных резин на основе полиизопренового каучука (СКИ-3), этиленпропиленового каучука (СКЭПТ-40), бутадиеннитрильного каучука (СКН-18) приведены в табл.2. Для проведения сравнительных испытаний было приготовлено 4 варианта композиций (по способу, описанному в примере), представленных в таблице 1.Comparative tests of the strength properties of adhesive compositions for all variants of the claimed composition and prototype when bonding vulcanized rubbers based on polyisoprene rubber (SKI-3), ethylene propylene rubber (SKEPT-40), butadiene nitrile rubber (SKN-18) are given in Table 2. For comparative tests, 4 variants of the compositions were prepared (by the method described in the example) presented in table 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, из которой видно, что наилучшие результаты получены при использовании состава композиции 3-4.The proposed compositions were tested for adhesive shear strength, achieved when kept under a load of 2 kg, at room temperature (20 ° C) for 24 hours. The data are presented in table 2, which shows that the best results were obtained using the composition 3-4.

Так, прочность клеевого шва при сдвиге при склеивании вулканизованной резины на основе СКИ-3 составляет 0,98 МПа (состав 3).Thus, the shear strength of an adhesive joint when gluing vulcanized rubber based on SKI-3 is 0.98 MPa (composition 3).

Адгезию при сдвиге определяли на разрывной машине МРС-250 (РТМ 1.2.126-88). Технология склеивания образцов следующая. Двукратное нанесение приготовленного клея на подготовленную поверхность, сушка клеевой пленки при комнатной температуре (20°С) - первый слой в течение 10 минут, второй слой - в течение 1 минуты, 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. Twice applying the prepared glue to the prepared surface, drying the adhesive film at room temperature (20 ° C) - the first layer for 10 minutes, the second layer for 1 minute, after which the glued surfaces were pressed tightly.

Таким образом, как видно из табл.2, при совместном использовании в предлагаемой клеевой композиции в качестве модификатора оксида цинка и ортофенилендиамина в указанных пределах позволяет повысить 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 combined in the proposed adhesive composition as a modifier of zinc oxide and orthophenylenediamine in these ranges, it is possible to increase the strength when bonding products from vulcanized rubber based on various rubbers, which is due to the participation of this modifier in improving the adhesive properties glue.

Нами установлено, что причиной повышения адгезионных показателей клея является увеличение концентрации функциональных групп при введении в состав модификатора, что приводит к увеличению полярности макромолекулы и густоты пространственной сетки клеевой пленки, что дополнительно приводит к упрочнению клеевой пленки.We found that the reason for the increase in adhesive performance of the adhesive is an increase in the concentration of functional groups when a modifier is introduced into the composition, which leads to an increase in the polarity of the macromolecule and the density of the spatial network of the adhesive film, which additionally 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 Хлорсульфированный полиэтиленChlorosulfonated Polyethylene 20twenty 20twenty 20twenty 20twenty ТолуолToluene 8080 8080 8080 8080 Оксид цинкаZinc oxide 0,50.5 0,50.5 1,01,0 1,01,0 ОртофенилендиаминOrthophenylenediamine 0,50.5 1,01,0 0,50.5 1,01,0

Таблица 2table 2 Тип подложкиSubstrate Type Прочность при равномерном отрыве, МПаStrength at uniform separation, MPa Показатель для композицииMetric for composition 1one 22 33 4four СКИ-3SKI-3 0,560.56 0,630.63 0,980.98 0,840.84 СКЭПТ-40SKEPT-40 0,660.66 0,480.48 0,690.69 0,790.79 СКН-18SKN-18 0,740.74 0,620.62 0,410.41 0,510.51

Технико-экономический эффект, полученный от применения клеевой композиции, заключается в том, что ее применение позволяет повысить качество 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 improves the quality of fastening of vulcanized rubber products based on various rubbers.

Claims

An adhesive composition comprising chlorosulfonated polyethylene, an organic solvent is toluene, characterized in that it additionally contains zinc oxide and orthophenylenediamine modifiers in the following ratio, wt.h .:
Chlorosulfonated Polyethylene twenty Toluene 80 Zinc oxide 0.5-1.0 Orthophenylenediamine 0.5-1.0