клеевая композиция для ворсования резинотехнических изделий

Формула изобретения

Клеевая композиция для ворсования резинотехнических изделий, включающая полиэфир - полипропиленгликольглицеринадипинат, монофенилуретан, стабилизатор, фенолформальдегидную смолу, активатор полимеризации - п-динитробензол, сшивающий агент - уротропин, при этом растворитель содержит смесь циклогексанона, ксилола и метилэтилкетона, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полипропиленгликольглицеринадипинат	20-40
Монофенилуретан	10-25
Фенолформальдегидная смола	1-5
Уротропин	0,5-1,5
п-Динитробензол	0,1-0,5
Стабилизатор	0,05-0,08
Указанный растворитель	Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к получению однокомпонентных полиуретановых клеев для ворсования резиновых поверхностей методом электростатического флокирования и может найти применение в резинотехнической и автомобильной промышленности.

Полиуретановые клеи характеризуются высокой адгезией к большинству субстратов благодаря наличию в их составе полярных групп - HN-COO^- с высокой энергией когезии.

В настоящее время на мировом рынке наблюдается тенденция к расширению применения однокомпонентных полиуретановых клеев по сравнению с двухкомпонентными полиуретановыми композициями при производстве ворсованных резинотехнических изделий.

Однокомпонентные системы с блокированными изоцианатами, безвредные в физиологическом отношении, получают на основе сложных полиэфиров и «блокированных» или «скрытых» изоцианатов. Такие системы при комнатной температуре в закрытой таре обладают неограниченной жизнеспособностью. Из блокированных диизоцианатов часто пользуются монофенилуретаном.

При синтезе полиуретанового клея для ворсования нужно учитывать следующие факторы:

- вязкость в пределах необходимых для выбранного способа нанесения клея;

- низкое поверхностное натяжение;

- хорошая смачиваемость;

- достаточное время открытой выдержки;

- электрическая проводимость;

- достаточные скорость вулканизации и время жизнеспособности. (Шюрманн К. «Ворсование (флокирование) резиновых профилей», «Каучук и резина», 2000, №2, стр. 11).

Синтез клея осуществляется следующим образом: к свежеприготовленному раствору полиэфира в органическом растворителе добавляют монофенилуретан и нагревают смесь при 60-70°С в течение двух часов (М.М.Гольдберг «Материалы для лакокрасочных покрытий», М. «Химия», 1972, стр. 212).

Известен полиуретановый клей ВИЛАД-3К для крепления полиэфирного ворса к резиновой подложке (Д.А.Кардашов, А.А.Петрова «Полимерные клеи». М., «Химия», 1983, стр. 55), однако, он не вполне отвечает требованиям технологического процесса ворсования, а именно он не технологичен при нанесении на горячий 80-100°С вулканизованный профиль без химической обработки.

Известны адгезивы Флоксил фирмы «Хенкель» для электростатического флокирования резин (проспект фирмы «Хенкель»). Однако эти композиции влагоотверждаемы и не технологичны при нанесении на горячий резиновый профиль.

Наиболее близким к заявляемому решению является однокомпонентный полиуретановый клей АДВ-23 Блок (А.А.Петрова «Клеящие материалы». Справочник, М., КИР, 2002, стр. 39), однако, этот клей также не технологичен при нанесении на горячий резиновый профиль.

Цель изобретения - улучшение технологичности клеев, уменьшение времени вулканизации, повышение адгезионной прочности ворсового слоя с резиной.

Поставленная цель достигается тем, что клеевая композиция включает полиэфир, полипропиленгликольглицеринадипинат, монофенилуретан, стабилизатор, растворитель - смесь циклогексанона, ксилола и метилэтилкетона, фенолформальдегидную смолу, активатор полимеризации (-n-динитрозобензол) и сшивающий агент - уротропин, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

полипропиленгликольглицеринадипинат	20-40
монофенилуретан	10-25
фенолформальдегидная смола	1-5
уротропин	0,5-1,5
-n-динитрозобензол	0,1-0,5
стабилизатор	0,05-0,08
растворитель - смесь циклогексанона,
ксилола и метилэтилкетона	остальное

Клеевая композиция по изобретению в качестве фенолформальдегидной смолы содержит, например, смолы резольные фенолформальдегидные марок СФ-340 А, СФ-340 (ГОСТ 18694-73), полученные конденсацией фенола, анилина и формальдегида, новолачные фенолформальдегидные смолы марок СФ-010, СФ-011, 104В и другие. (Справочник по пластическим массам, т.2, ред. В.М.Катаева. М., «Химия», 1975, с.5-6, 16-22).

В качестве стабилизатора клеевая композиция содержит, например, дилаурат дибутилолова (дибутилдилаурат олова) - стабилизатор 222-09, дилаурат ди-н-октилолова и другие органические соединения олова, а также стеараты кальция и бария, цинка, эпоксидированное соевое масло, эпоксидные смолы, Агидолы, Ирганоксы и т.д. (Справочник «Химические добавки к полимерам" Под ред. И.П.Масловой. М., Химия, 1981, с.84-112, 25, 44-65).

В заявленной композиции используют смесь растворителей (циклогексанона, ксилола и метилэтилкетона) при различных их соотношениях, предпочтительно в соотношении 2:2:1 соответственно.

С помощью этой композиции можно ворсовать различные резиновые профили на основе СКС, СКЭПТ, полихлоропренов ворсом полиэфирного и полиамидного волокна со скоростью вулканизации 10-18 м/мин, клей имеет большую термостойкость, не боится влажности, устойчив при хранении (минимум 1 год), технологичен при нанесении.

Сопоставимый анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемая клеевая композиция отличается содержанием фенолформальдегидной смолы, активатора полимеризации и сшивающего агента. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».

Пример изготовления клеевой композиции: к 50,0 мас.% смеси растворителей (кислол, циклогексанон, метилэтилкетон), приготовленной в соотношении 2:2:1, добавляют 17,0 мас.% монофенилуретана. Реакционную массу нагревают до 60-70°С и после полного растворения добавляют 2,36 мас.% фенолформальдегидной смолы и 1,08 мас.% уротропина. Перемешивая в течение 5-6 часов, реакционную массу охлаждают до комнатной температуры и добавляют 0,06 мас.% стабилизатора и 0,5 мас.% парадинитрозобензола. Через час композицию выгружают.

В таблице 1 представлены конкретные примеры клеевой композиции по изобретению.

Таблица 1
№ п.п.	Наименование компонентов	Соотношение компонентов по примерам, мас.%
		1	2	3
1	Полипропиленгликольглицеринадипинат (полиэфирная смола)	29,0	20,0	40,0
2	Монофенилуретан	17,0	10,0	25,0
3	Фенолформальдегидная смола резольная СФ-010	2.36	1,0	5,0
4	Сшивающий агент-уротропин	1,08	0,5	1,5
5	Активатор полимеризации -п-динитрозобензол	0,5	0,1	0,4
6	Растворитель: смесь циклогексанона, ксилола и метилэтилкетона, в соотношении 2:2:1	50,0	59,35	28,02
7	Стабилизатор - дибутилдилаурат олова	0,06	0,05	0,08

Предлагаемая клеевая композиция технологична, наносится на горячую и холодную резиновую поверхность, не боится влажности, обеспечивает высокую прочность склеивания ворса с резиной, сокращает время вулканизации. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «изобретательский уровень».

Синтезированные лабораторные образцы клеевой композиции испытывались на линиях ворсования разных профилей при скорости 7-18 м/мин сравнительные характеристики предлагаемой композиции с прототипом приведены в таблице 2.

Таблица 2
Клеевые	Технология склеивания			Сопротивление
композиции	Температура,	Время, мин.	Давление,	отслаиванию,
	°С		МПа	кН/м (методом по «сургучу»)
АДВ-23	180±5	5	0,01	1,2-1,3
Блок
Предлагаемая	165±5	2-3	0	1,2-3,6

Характеристики лабораторных образцов предлагаемой клеевой композиции приведены в табл.3

Таблица 3
показатели	значение
1	2
Вязкость по вискозиметру ВЗ-246, диаметр сопла 4 мм, при температуре (20±0,5)°С, с	18-25
Содержание сухого вещества, %	45-55
Время высыхания при (165±5)°С, мин	2-3
Прочность связи ворсового слоя с резиной	2,8-3,65
при отслаивании (методом по «сургучу»), кН/м
Усилие трения Н (кгс) в пределах (при норме 4,9-24,5) (0,5-2,5)	11,76-21,56 1,2-2,2
Стойкость к термическому старению при температуре (70±2)°С в течение (72±1) ч:
1. Изменение прочности связи ворсового слоя с резиной, %	0
2. Изменение внешнего вида	отслоение ворса не наблюдалось

Из анализа таблиц видно, что клеевая композиция отличается меньшим временем вулканизации и высоким сопротивлением к отслаиванию.

Клеевая композиция для ворсования резинотехнических изделий опробована на линиях электростатического флокирования ОАО «Балаковорезинотехника» при изготовлении различных резиновых профилей. Производственное опробование проводилось в двух вариантах.

Первый вариант клеевая композиция наносилась на химически обработанный профиль при температуре 20-30°С. Результаты испытаний приведены в таблице 4.

Таблица 4
Номер профиля	Резиновая смесь		Скорость вулканизации, м/мин	Прочность связи полиэфирного ворса с резиной при отслаивании (норма 0,45), кН/м
1	2		3	4
2109-6203320-10	629		10	1,2-2,5
5336-6103261	6021		11-12	1,2-3,2
2108-6103294	6021		13-14	1,5-2,5
2110-6103320	6070/6021		8-9	1,5-3,0
2110-6103290-03	6095/6021		7-8	1,8-3,5
450/6103810	6021	11-12		1,5-3,0
1111-6103290	7009	8-10		1,2-1,6

Второй вариант: клеевая композиция наносилась при температуре 90-100°С на профиль после шерховки. Результаты испытаний приведены в таблице 5.

Таблица 5
Номер профиля	Резиновая смесь	Скорость вулканизации, м/мин	Прочность связи полиэфирного ворса с резиной при отслаивании(норма 0,45), кН/м
1	2	3	4
450/6103802	629	14-15	1,2-2,4
2110-6103290-03	6095/6021	9-10	1,3-1,6
31029-6103422	6021	16-18	1,2-1,5
31029-3422	6021	16-18	1,8-2,2
2110-6093320	6070/6021	8-9	1,5-3,0

Как видно из данных таблиц, применение заявляемой клеевой композиции придает высокую прочность креплению ворса к резине на различных резиновых профилях при нанесении на холодную и горячую поверхности.

При стыковке флокированных профилей на вулканизационном прессе отслоение ворса не наблюдалось.