Результат интеллектуальной деятельности: Клеевая композиция на основе бутадиен-нитрильного каучука

Изобретение относится к составам клеевых композиций на основе бутадиен-нитрильного каучука и может быть использовано в резиновой, обувной, автомобильной, мебельной промышленности, стройиндустрии и в других областях техники.

Известна клеевая композиция, включающая полихлоропрен и бутадиен-нитрильный каучук, адгезионную добавку, воду, оксид цинка, оксид магния, наполнитель, вулканизующий агент, стеарат кальция, хлорированный поливинилхлорид, фталевый ангидрид, органический растворитель (Патент 2063994 Россия, МПК C09J 111/00; опубл. 20.07.1996).

Однако указанная клеевая композиция имеет недостаточную прочность склеивания.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности достигаемому техническому результату является клеевая композиция, в состав которой входит бутадиен-нитрильный каучук СКН-26, смола фенолформальдегидная, смола поливинилхлоридная хлорированная, оксид цинка, оксид магния, диоксид кремния, хиноловый эфир ЭХ-1 0,0'-бис(1,3,5-три-трет-бутил-4-оксоциклогексадиен-2,5-ил)-n-бензохинондиоксима, в качестве растворителя - этилацетат, (Патент 2078108 Россия, МПК C09J 109/02; опубл. 27.04.1997).

Однако указанная клеевая композиция не обеспечивает достаточную прочность склеивания.

Задачей изобретения является повышение прочности и долговечности клеевого соединения при улучшении его эксплуатационных свойств, а также расширение ассортимента модификаторов адгезии.

Технический результат предполагаемого изобретения заключается в увеличении адгезии клеевой композиции к различным субстратам.

Технический результат достигается тем, что в клеевой композиции на основе бутадиен-нитрильного каучука содержащей, фенолформальдегидную смолу, смолу поливинилхлоридную хлорированную, оксид цинка, оксид магния, диоксид кремния, этилацетат, согласно изобретению, в качестве отвердителя и модификатора адгезии использовано N,N'-бис-n-нитрозофенилпроизводное алкандиамина, такое как N¹,N²-бис(4-нитрозофенил)этан-1,2-диамин, или N,N'-бис-n-нитрозофенилпроизводное алкандиамина, N¹,N⁶-бис(4-нитрозофенил)гексан-1,6-диамин, при следующем соотношении компонентов, (мас.ч.):

В качестве полимерной основы используют бутадиен-нитрильный каучук марки СКН-26 (ГОСТ 7738, ТУ 38 103495-91, ТУ 381037-01-89).

Фенолформальдегидная смола марки СФЖ (ТУ 2221-069-05015227-2001) и смола поливинилхлоридная хлорированная ПСХ-ЛС (ОСТ 6-01-37-88) способствуют повышению прочности адгезионного соединения.

Оксид цинка (белила цинковые ГОСТ 202-84), оксид магния (жженная магнезия ГОСТ 844-79), диоксид кремния (белая сажа) марки БС-50 (ГОСТ 18307-78) использовались ранее в клеевых композициях (Кардашов Д.А., Петрова А.В. Полимерные клеи. М.: Химия, 1983).

Органический растворитель - этиловый эфир уксусной кислоты (этилацетат) (ГОСТ 8981-78).

Введение в клеевую композицию в качестве отвердителей и модификаторов адгезии N,N'-бис-n-нитрозофенилпроизводных алкандиамина, таких как N¹,N²-бис(4-нитрозофенил)этан-1,2-диамин, или N¹,N⁶-бис(4-нитрозофенил)гексан-1,6-диамин (Заявка №2018119430), позволит значительно повысить адгезионные свойства клеевой композиции. Появления в клеевой композиции структур с нитрозо- и аминными функциональными группами, проявляющих высокую химическую активность относительно как полярных, так и неполярных полимеров, способствует образованию на границе раздела фаз молекулярных связей, прежде всего, наиболее энергетически прочных связей химической природы. Образование дополнительных связей влечет за собой повышение упругопрочностных характеристик, как клеевой пленки, так и граничных слоев, образующихся из резиновых смесей субстрата и клея, тем самым увеличивая адгезионную прочность между ними. Наблюдается более глубокая диффузия участков макромолекул каучука вглубь поверхности граничного слоя субстрата. Этим объясняется повышение прочности при склеивании различных субстратов.

Наличие в применяемых модификаторах активных аминных группировок, оказывает стабилизирующее действие для полимерного соединения, способствует повышению стойкости клеевой пленки к тепловому старению, и обеспечивает сохранение необходимых физико-механических показателей и прочности связи во время эксплуатации изделий.

Клеевая композиция отличается от композиции - прототипа присутствием N,N'-бис-n-нитрозофенилпроизводного алкандиамина, что приводит к повышению прочности склеивания различных гибких субстратов и долговечности клеевого соединения. Применение N,N'-бис-n-нитрозофенилпроизводных алкандиаминов способствует расширению ассортимента модификаторов адгезии для клеевых композиций и диапазона их применения для более широкого ряда склеиваемых материалов, например резины, кожи, текстильных материалов, кожзаменителей и др. Поскольку решения со сходными признаками отсутствуют, то заявляемое изобретение отвечает критерию «изобретательский уровень».

Использование в качестве отвердителей и модификаторов адгезии N,N'-бис-n-нитрозофенилпроизводных алкандиаминов (таких как 1,2-этилендиамин, 1,6-гексаметилендиамин) в клеевых композициях 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 N¹,N²-бис(4-нитрозофенил)этан-1,2-диамина, или N¹,N⁶-бис(4-нитрозофенил)гексан-1,6-диамина в клеевых композициях на основе бутадиен-нитрильных каучуков.

Изобретение иллюстрируется примерами.

Нами был приготовлен ряд составов предлагаемой клеевой композиции, отличающихся количественным соотношением компонентов, которые приведены в таблице 1. Для сравнения в таблице 1 приведена клеевая композиция - прототип.

Клеевую композицию готовили следующим образом. Исходный бутадиен-нитрильный каучук пластицируют на вальцах в течение 5-15 минут при температуре 40-50°С. Далее на вальцах в течение 15 мин готовят резиновую смесь, содержащую каучук, оксид магния и оксид цинка, оксид кремния, N¹,N²-бис(4-нитрозофенил)этан-1,2-диамин. Затем разогретая резиновая смесь с 50,0 мас.ч. этилацетата загружается в клеемешалку, перемешивается до образования однородной массы. Далее порциями в клеемешалку загружается остальное количество растворителя, с предварительно распределенными в нем фенолформальдегидной и поливинилхлоридной хлорированной смолой. Все содержимое перемешивают до образования однородной массы. Общее время смешения клея составляет 4,5-5 ч.

Полученный клей технологичен, хорошо наносится на поверхность субстрата. Клеевую композицию наносили на различные склеиваемые субстраты, такие как резина, кожа, поливинилхлорид, хлопчатобумажная ткань. Склеиваемые образцы дублировали. Прочность склеивания субстратов при расслаивании оценивали по ГОСТ 6768-75.

Результаты испытаний приведены в таблице 2.

Заявленное количество отвердителя и модификатора адгезии обусловлено тем, что при его уменьшении прочность склеивания снижается, а увеличение дозировки не приводит к значимому улучшению показателей, но влечет за собой перерасход ингредиента. Опытным путем установлено, что наиболее оптимальным является содержание N,N'-бис-n-нитрозофенилпроизводных алкандиаминов (таких как 1,2-этилендиамин, 1,6-гексаметилендиамин) в клеевых композициях данного качественного и количественного состава 5,0-10 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука, что обеспечивает наилучшие результаты.

Таким образом, как видно из таблицы 2, клеевые композиции предлагаемого состава позволяют значительно повысить прочность склеивания различных субстратов.