способ крепления вулканизованных резин к металлу

Формула изобретения

1. Способ крепления вулканизованных резин к металлу, включающий предварительную обработку поверхности металла фосфорсодержащим соединением с последующим нанесением клея и контактированием поверхностей, отличающийся тем, что в качестве фосфорсодержащего соединения используют концентрированный раствор борат метилфосфита.

2. Способ крепления вулканизованных резин к металлу по п.1, отличающийся тем, что в качестве клея используют полихлоропреновые клеи 88СА и 88НП.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу крепления вулканизованных резин на основе различных каучуков к металлу и может быть использовано в резиновой и автомобильной промышленности.

Известен способ склеивания и герметизации резин путем нанесения на склеиваемые поверхности клеящего материала - азотсодержащих моноакрилатов с добавкой инициатора полимеризации с последующим контактированием поверхностей в анаэробных условиях, в качестве азотсодержащих моноакрилатов применяют продукт конденсации эфиров акриловых кислот и моно-, ди- или триалканоламинов (Авторское свидетельство СССР №378401, кл. С09J 5/00; опубл. 18.04.73).

Однако данный способ, хотя и обеспечивает высокую прочность при склеивании изделий из различных материалов, предназначен для склеивания изделий в анаэробных условиях, что усложняет технологию.

Известен способ склеивания различных материалов клеями на основе эпоксидных смол с отвердителями при использовании радиационной обработки отвержденнного клеевого соединения, в состав которых дополнительно вводят пластификатор (Авторское свидетельство СССР №2148593, кл. С09J 5/00; опубл. 10.05.00).

Однако данный способ требует подвергать склеиваемые детали радиационной обработке умеренными дозами, что приводит к усложнению процесса склеивания.

Известен способ склеивания и герметизации резин путем нанесения на склеиваемые поверхности клеящего материала - олигоэфиракрилатов с добавкой инициатора полимеризации с последующим контактированием поверхностей в анаэробных условиях (Авторское свидетельство СССР №378402, кл. С09J 5/00; опубл. 18.04.73).

Однако данный способ, хотя и обеспечивает высокую прочность при склеивании изделий из различных материалов, предназначен для склеивания изделий в анаэробных условиях, что усложняет склеивание.

Известен способ крепления резин друг к другу и к металлам путем нанесения на склеиваемые поверхности полимеризующихся мономеров и последующего контактирования склеиваемых поверхностей, в качестве полимеризующегося мономера применяют 2-метил-4-галоидгексатриены -1,3,5 один или с добавкой инициатора радикального типа, или с растворенными в них собственными полимерами или полихлоропреном (Авторское свидетельство СССР №426490, кл. С09J 5/00; опубл. 15.09.75).

Однако данный способ, хотя и обеспечивает достаточно высокую прочность при склеивании изделий из вулканизованной резины, требует дополнительного прогрева образцов при высокой температуре.

Наиболее близким является способ крепления вулканизованных резин к металлу, включающий обработку поверхности металла ортофосфорной кислотой (ГОСТ 6552-80) с последующим нанесением клея и контактированием поверхностей (Берлин А.А., Басин В.Е. Основы адгезии полимеров. М.: Химия, - 1969, с.223-224).

Задача: разработка способа крепления резин к металлу, обеспечивающего повышенную прочность клеевого шва.

Техническим результатом является обеспечение повышенной прочности клеевого шва при клеевом креплении вулканизованных резин к металлу.

Поставленный технический результат достигается тем, что

1. Способ крепления вулканизованных резин к металлу, включающий предварительную обработку поверхности металла фосфорсодержащим соединением с последующим нанесением клея и контактированием поверхностей, причем в качестве фосфорсодержащего соединения используют концентрированный раствор борат метилфосфита.

2. Способ крепления вулканизованных резин к металлу по п.1, причем в качестве клея используют полихлоропреновые клеи 88СА и 88НП.

В качестве клея используют, например, клеи марок 88СА (ТУ 381051760-89) или 88НП (ТУ 2385-003-31854575-00). Кроме того, могут быть использованы любые клеи.

В качестве вулканизованных резин используют стандартные вулканизаты на основе полиизопренового (СКИ-3), бутадиеннитрильного (СКН-18), этиленпропиленового (СКЭП-40) каучуков (Кошелев Ф.Ф. и др. Общая технология резины. М.: Химия, - 1978, с.56, 74, 90).

Борат метилфосфита представляет собой вязкую неокрашенную жидкость, хорошо растворимую в воде, диметилформамиде, ацетоне, спиртах (пат. №2190697). Широко известен как ингибитор горения. Используют в виде водного раствора.

В результате взаимодействия бората метилфосфита с металлом происходит удаление оксидной пленки с поверхности металла. Наличие атома бора в структуре олигомера способствует повышению прочности клеевого шва на границе металл-клей при креплении вулканизованной резины к металлу.

При обработке поверхности металла концентрированным раствором борат метилфосфита с концентрацией 98% улучшаются адгезионные показатели поверхности металла при клеевом креплении. При уменьшении концентрации раствора бората метилфосфита адгезионные показатели снижаются.

Способ крепления резин к металлу осуществляется следующим образом.

Поверхность металла предварительно зашероховывается и обезжиривается ацетоном. Затем наносится равномерный слой концентрированного раствора бората метилфосфита и выдерживается в течение 1 минуты при комнатной температуре. Далее поверхность металла промывается проточной водой и высушивается в нормальных условиях. Двукратное нанесение клея тонким равномерным слоем на подготовленную поверхность, сушка клеевой пленки при комнатной температуре (20°С) в течение 1-2 минут, после чего производилось плотное прижатие склеиваемых поверхностей и выдерживание под грузом 2 кг в течение 24 часов. Данный способ применяют для клеевого крепления металла к вулканизованным резинам на основе различных каучуков.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. На поверхность металла, предварительно зашерохованную и обезжиренную ацетоном, наносится равномерный слой концентрированного раствора бората метилфосфита и выдерживается в течение 1 минуты при комнатной температуре. Далее поверхность металла промывается проточной водой и высушивается в нормальных условиях. Затем проводится двукратное нанесение клея 88СА кистью тонким слоем на подготовленную поверхность металла и резины на основе СКИ-3, сушка клеевой пленки при комнатной температуре (20°С) в течение 1-2 минут, после чего производилось плотное прижатие склеиваемых поверхностей и выдерживание под грузом 2 кг в течение 24 часов.

Пример 2. Получают клеевое соединение, как описано в примере 1, но в качестве резины используют резину на основе СКН-18.

Пример 3. Получают клеевое соединение, как описано в примере 1, но в качестве резины используют резину на основе СКЭП-40.

Пример 4. Получают клеевое соединение, как описано в примере 1, но в качестве клея используют клей 88НП.

Пример 5. Получают клеевое соединение, как описано в примере 1, но в качестве клея используют клей 88НП, а в качестве резины используют резину на основе СКН-18.

Пример 6. Получают клеевое соединение, как описано в примере 1, но в качестве клея используют клей 88НП, а в качестве резины используют резину на основе СКЭП-40.

Были проведены испытания клеевых композиций при креплении резины на основе СКИ-3, СКН-18, СКЭП-40 к стали (Ст.3). Адгезию определяли методом отрыва. Прочность при равномерном отрыве определяли на измерителе адгезии ПСО МГ4 (ТУ 4271-005-12585810-01). Данные представлены в таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ крепления вулканизованных резин к металлу обеспечивает высокие прочностные свойства клеевых соединений. Так прочность клеевого шва при отрыве при креплении вулканизованной резины на основе СКИ-3 к металлу полихлоропреновым клеем марки 88СА составляет 1,20 МПа, а с использованием предлагаемой модификации поверхности металла прочность составляет 1,32 МПа.

Нами установлено, что причиной повышения адгезионных показателей при данном способе крепления является введение в граничные и переходные слои функциональных групп за счет обработки поверхности металла концентрированным раствором бората метилфосфита.

Таблица
№ по примеру	Тип подложки	Прочность при равномерном отрыве, МПа
		Без модификации	Ортофосфорная кислота (прототип)	Концентрированный раствор бората метилфосфита
	Клей 88СА
1	СКИ-3	1,20	1,25	1,33
2	СКН-18	1,26	1,67	1,84
3	СКЭП-40	11,7	1,23	1,27
Клей 88НП
4	СКИ-3	1,23	1,30	1,52
5	СКН-18	0,95	0,98	1,10
6	СКЭП-40	0,92	1,00	1,16

Технико-экономический эффект, полученный от применения способа крепления, заключается в том, что его применение позволяет значительно повысить качество крепления изделий из вулканизованных резин на основе различных каучуков с металлом.