Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2470055

(19)

RU

(11)

2470055

(13)

C2

(51) МПК C09J161/02 (2006.01)

C09J183/06 (2006.01)

C09J183/08 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 17.12.2012 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2010140906/05, 06.10.2010

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

06.10.2010

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 06.10.2010

(43) Дата публикации заявки: 20.04.2012

(45) Опубликовано: 20.12.2012

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2180675 C1, 20.03.2002. RU 23115796 C1, 27.01.2008. ЗЕФИРОВ Н.С. Химическая энциклопедия. - Большая российская энциклопедия, 1995, т.4, с.183, ст.383, абзац «Растворители». RU 2266943 C1, 27.12.2005. JP 2006206617 A, 10.08.2006. US 5041481 A, 20.08.1991.

Адрес для переписки:

413800, Саратовская обл., г.Балаково, ул. Чапаева, 140, для ГОУ ВПО СГТУ

(72) Автор(ы):

Таганова Виктория Александровна (RU),

Горбань Виктор Иванович (RU),

Пичхидзе Сергей Яковлевич (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) (RU)

(54) АДГЕЗИВНЫЙ СОСТАВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к адгезионному составу для крепления фтористой резины к металлу. Адгезивный состав включает 3-аминопропилтриэтоксисилан, смолу на основе параформальдегида в моноэтаноламине, этиловый спирт, деионизированную воду и дополнительно глицерин. Адгезивный состав предназначен для обработки арматуры распылом с последующей сушкой арматуры при температуре 140-150°С при расходе адгезива 60-80 мл/м 2 . Адгезивный состав способен обеспечивать достаточную адгезивную прочность при низком содержании сухого остатка. 2 табл., 3 пр.

Изобретение относится к разработке адгезивного состава для крепления резины к металлу во время вулканизации и может быть использовано в производстве резинотехнических изделий для автомобильной промышленности.

Известно использование карбофункциональных кремнийорганических производных, в частности 3-аминопропилтриэтоксисилана (АГМ-9), для приготовления клеев и обработки поверхностей (Моцарев Г.В., Соболевский М.В., Розенберг В.Р. Карбофункциональные органосиланы и органосилокеаны. М.: Химия, 1990. - с.124; Новицкая С.П., Нудельман З.Н., Донцов А.А. Фторэластомеры. М: Химия, 1988, с.180). Такие клеи, например Хемосил 512 и др., могут содержать смолы (резольные, фенольные), АГМ-9, растворитель (метилэтилкетон). Содержание воды в органическом растворителе - метилэтилкетоне (ТУ 6-09-782-76) лимитируется нормативным документом и не превышает 0,8 вес.%. Органический растворитель в таких клеях является основным, вода - второстепенным. При разбавлении метилэтилкетона водой в таком клее существенно падает адгезивная прочность резины к металлу.

Известны водные клея фирмы Henkel XW 7484 и XW7856, представляющие собой водные дисперсии, коалесцирующие на поверхности разогретого металла в монолитную пленку (Морозов Ю.В., Резниченко С.В. Последние достижения в области химии и технологии эластомеров - Международная конференция по каучуку и резине IRC'98, Каучук и резина, 1, 1999, с.46). Такие адгезивы сравнимы с системами, содержащими растворитель, хотя и несколько уступают им по прочности крепления резины к металлу. Однако для крепления резин на основе каких эластомеров и какой их состав, данных нет (Байерсдорф Д. Крепление резин к металлу с помощью связующих систем "Хенкель". Каучук и резина, 6, 1996, с.3 7).

Известны клеи и адгезивы для крепления изделий из резины на основе акрилатных каучуков к металлическим поверхностям во время вулканизации: Хемосилы 350 и 360 (сухой остаток 38-42 и 42-45 вес.%, соответственно) фирмы Henkel, водоэмульсионный клей ВА-1 (ТУ 2294-330-12654617-95, сухой остаток не менее 12%).

В состав клеев Хемосил 350 и 360 (по аналогии с Хемосил 211) входят растворимые органические полимеры и диспергированные твердые вещества в органических растворителях (этаноле/этилацетате). Данный продукт входит в группу легковоспламеняемых веществ (Henkel K GaA, SPK 04/90).

Основными недостатками представленных адгезивов и клеев являются необходимость при их использовании применять различные растворители, разбавители (органические жидкости) и высокое содержание сухого остатка, который представляет собой набор различных растворимых полимеров, диспергированных твердых веществ.

В состав водоэмульсионного клея ВА-1 входит фенольная водорастворимая смола, полимеры (полибутадиен) и диспергированные твердые вещества. Конкретный состав не приводится.

Известна также водная "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", содержащая 3-аминопропилтриэтоксисилан, параформальдегид, моноэтаноламин, глицерин, этиловый спирт, диметиловый эфир триэтиленгликоля (ТГМ-3), патент RU 2315796. Присутствие ТГМ-3 усложняет состав композиции, т.к. ТГМ-3 нерастворим в воде и всплывает на поверхность раствора.

Наиболее близким к заявляемому способу является адгезивный состав (Гольфарб В.И., Ляпаева Н.А., Горбань В.И., Пичхидзе С.Я. Патент 2180675. Адгезивный состав, прототип), представляющий собой водный адгезив для фтористых резин, пригодный для крепления резины к металлической поверхности арматуры манжеты. Основным недостатком адгезива является недостаточно высокая адгезивная прочность.

Техническим результатом изобретения является достижение высокой адгезивной прочности крепления фтористых резин к металлической поверхности арматуры манжет путем нанесения водного адгезивного состава при низком содержании сухого остатка.

Указанный технический результат достигается путем использования в водном адгезивном составе из 3-аминопропилтриэтоксисилана, смолы на основе параформальдегида в моноэтаноламине, этилового спирта, дополнительно глицерина.

Сущность изобретения состоит в использовании водного адгезивного состава, способного обеспечивать достаточную адгезивную прочность для крепления фтористой резины 420 (основа каучуки СКФ-26 и СКФ-26 OHM) к металлу арматуры манжет. Повышение адгезии находится в пределах 13 17% отн.

Предлагаемый адгезивный состав для крепления фтористой резины 420 (основа каучук СКФ-26) к металлическим поверхностям арматуры предназначен для обработки арматуры распылом с последующей сушкой арматуры при температуре 140-150°С при расходе адгезива 60-80 мл/м 2 . Базовый состав фтористой резины 420, близкий составу по а.с. 2199560, 27.02.2003, бюл. 6, включает, мас.ч.: сополимер винилиденфторида с гексафторпропиленом СКФ-26 - 66, сополимер винилиденфторида с гексафторпропиленом низкомолекулярный СКФ-26 OHM - 34, оксид магния - 5, гидроокись кальция - 6, технический углерод Т-900 - 30, бисфенол А - дифенилолпропан - 1,6, катализатор ТЭБАХ - триэтилбензиламмонийхлорид - 0,6, диспергатор - низкомолекулярный полиэтилен - 1.

Пример 1. Технология приготовления адгезивного состава

К 20 кг воды при перемешивании приливают смесь 659,4 г АГМ-9 (d=0,942 г/см 3 ), 20 г глицерина (d=1,260 г/см 3 , n D 20 =l,4740) и 1134 г этилового спирта. После этого добавляют 117,2 г раствора (d=1,172 г/см 3 , n D 20 =1,4735) параформальдегида в моноэтаноламине. Моноэтаноламин (или 2-гидроксиэтиламин), d=1,022 г/см 3 , n D 22 =1,4539. Смесь перемешивают в течение 15 минут и оставляют при комнатной температуре на одни сутки. Адгезивный состав по данному примеру соответствует образцу 1, табл.1.

В итоге получают вязкую опалесцирующую жидкость, которую используют в качестве адгезивного состава. Нанесение адгезива на арматуру осуществляют путем распыления, нанесения кистью или окунанием с последующей сушкой при температуре 140 150°С.

Пример 2. Технология приготовления раствора параформальдегида в моноэтаноламине

Раствор параформальдегида в моноэтаноламине готовят отдельно смешением 1000 г (33,33 моль) параформальдегида в 1022 г (16,67 моль) моноэтаноламина. Растворение параформальдегида в моноэтаноламине идет с выделением тепла. Поэтому параформальдегид прибавляют к моноэтаноламину порциями при перемешивании, не допуская подъема температуры выше 60 80°С. Процесс растворения занимает 6 7 часов.

Кроме растворения параформальдегида в моноэтаноламине, по-видимому, происходит образование следующих соединений:

CH 2 =O, HO-CH 2 CH 2 -N-((CH 2 -O) n H) 2 , HO-CH 2 CH 2 -NH-(CH 2 -O) n H, о чем свидетельствуют данные ИК-спектроскопии, (см -1 ):3400 3420, (OH) - концевые гидроксиэтильные группы; 2960, 2890, (C-H); 1640 1690, (C=O) - амид I; 1600 - (C-H); 1030 1070, (NC 3 ) - третичные аминогруппы:

CH 2 =O, HO-CH 2 CH 2 -N-((CH 2 -O) n H) 2 , HO-CH 2 CH 2 -NH-(CH 2 -O) n H.

Пример 3. Оценка работоспособности адгезивного состава

Прочность связи резины из фтористой резины со стандартными металлическими образцами оценивалась согласно ТУ 38.105-823-88 "Детали резиновые для автомобилей ГАЗа, КамАЗа и других заводов". Норма по ТУ - не менее 25 кгс/см 2 для сальников.

Адгезивный состав наносится на арматуру распылом адгезива, сушкой при 140-150°С, расход адгезива составляет 60-80 мл/м 2 . Образцы адгезивных составов приведены в табл.1, прочностные характеристики - в табл.2.

Таблица 1

Образцы испытанных адгезивных составов (% вес.)

Компоненты

Прототип

Образец

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

3-аминопропилтриэтоксисилан

3,50

3,01

3,00

4,00

3,50

2,00

5,00

3,05

3,08

3,20

4,50

Раствор параформальдегида в моноэтаноламине

0,40

0,53

0,20

0,60

0,40

1,00

0,70

0,60

0,20

0,60

0,20

Этиловый спирт

6,00

5,17

5,00

7,00

6,00

4,00

8,00

7,00

5,00

7,00

5,00

Глицерин

-

0,09

0,08

0,12

0,10

0,06

0,14

0,12

0,08

0,14

0,06

Деионизированная вода

90,10

91,20

91,72

88,28

90,00

92,94

86,16

89,23

91,64

89,06

90,24

Плотность раствора, г/см 3

0.990

0,991

0.991

0.993

0.991

0.992

0.994

0,993

0,991

0,994

0,992

Таблица 2

Физико-механические испытания адгезивных составов (среднее из 5 образцов)

Образец

Прототип

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Адгезивная прочность, кгс/см 2

40,2

45,8

46,4

45,7

47,2

41,8

42,6

45,9

46,2

41,0

41,2

Анализ представленных результатов свидетельствует о том, что оптимум концентраций глицерина находится в диапазоне 0,08 0,12 вес.%. Отклонения от оптимума в меньшую и большую сторону приводят к ухудшению адгезии. Апробация адгезивного состава для крепления резины к металлической поверхности арматуры проводилась на грибках и непосредственно на моторных сальниках автомобиля ВАЗ с достижением удовлетворительных результатов экспериментов.

Формула изобретения

Адгезивный состав для крепления фторсодержащей резины к металлу, включающий 3-аминопропилтриэтоксисилан, смолу на основе параформальдегида в моноэтаноламине, этиловый спирт и деионизированную воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит глицерин при следующем соотношении компонентов, вес.%:

3-аминопропилтриэтоксисилан

3 - 4

раствор параформальдегида в моноэтаноламине

0,2 - 0,6

глицерин

0,08 - 0,12

этиловый спирт

5 - 7

деионизированная вода

остальное